(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネルの一方の側部を拡幅するべく後方の坑口から前方の坑口に向けて拡幅のための掘進を行うトンネル拡幅工法であって、切羽において発生したずりをずり搬送装置により前方に搬送して前方の坑口から坑外へ搬出することとし、前記ずり搬送装置として既設トンネルの拡幅側とは反対側の他方の側部に設置されて循環駆動される長大なベルトを有しているとともに全長を伸縮可能な延伸ベルトコンベヤを採用し、該延伸ベルトコンベヤの基端を前方の坑口の外部に配置して該延伸ベルトコンベヤを延伸させた状態でその先端を切羽位置に配置し、切羽において発生したずりを既設トンネルの一方の側部から切羽後方の拡幅後のトンネル内に配した一般車両防護用のプロテクターの上方を横引きベルトコンベヤによって横断させて他方の側部に設置されている前記延伸ベルトコンベヤに投入してずりの搬送を行い、掘進に伴い該延伸ベルトコンベヤの先端を掘進方向前方へ漸次移動させつつベルトの余長分を貯蔵機構に取り込んで該延伸ベルトコンベヤを短縮していくことを特徴とするトンネル拡幅工法。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル拡幅工法において、前記プロテクターに前記延伸ベルトコンベヤの先端のプーリーを連結し、前記プロテクターを掘進に伴い漸次前進させることで前記延伸ベルトコンベヤを短縮していくことを特徴とするトンネル拡幅工法。
【請求項３】
請求項１記載のトンネル拡幅工法において、切羽後方に拡幅後の新覆工施工用のセントルを前進可能に配置して、該セントルに前記延伸ベルトコンベヤの先端のプーリーを連結し、前記セントルを掘進に伴い漸次前進させることで前記延伸ベルトコンベヤを短縮していくことを特徴とするトンネル拡幅工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設トンネルを拡幅するための工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル工事において切羽で発生したずりを坑外まで搬送するためのずり搬送手段としてはバッテリーカー等の搬送車両によるものが一般的であるが、近年、ずりを切羽から坑外まで連続搬送可能でありかつその全長を漸次延長可能な延伸ベルトコンベヤも開発され、広く採用されるようになってきている。これは、数百メートルにも及ぶ長大なベルトを切羽位置と坑外との間で循環駆動するとともに、予め所定長さのベルトを貯蔵機構に貯蔵しておき、掘進に応じて貯蔵機構に貯蔵しておいたベルトを漸次繰り出すことでその全長を延長するようにしたものである。
【０００３】
ところで、近年、既設の道路トンネルを１車線から２車線へ、あるいは２車線から３車線へと拡幅したいという要請があり、既設トンネルに対して拡幅のための掘削を行うことが検討されている。そして、そのような既設トンネルの拡幅に際してのずり搬送を上記の延伸ベルトコンベヤにより行うべく、後方の坑口と切羽との間に延伸ベルトコンベヤを設けてずりを後方に向けて連続搬送するとともに、掘進に伴い延伸ベルトコンベヤを漸次前方に延長させていくことが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、延伸ベルトコンベヤを漸次延長しながらずりを後方へ搬送しつつトンネル拡幅を行う場合、延伸ベルトコンベヤを拡幅後のトンネル内にブラケットや架台により支持して設けることになり、したがって工事進捗に伴って延伸ベルトコンベヤを逐次盛替える必要があるし、掘削作業が全て完了するまでは延伸ベルトコンベヤを撤去することができないから拡幅後のトンネル内面に対する最終仕上工事を最終段階まで実施できず、効率的ではなかった。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は延伸ベルトコンベヤを用いる合理的なトンネル拡幅工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、既設トンネルの一方の側部を拡幅するべく後方の坑口から前方の坑口に向けて拡幅のための掘進を行うトンネル拡幅工法であって、切羽において発生したずりをずり搬送装置により前方に搬送して前方の坑口から坑外へ搬出することとし、前記ずり搬送装置として既設トンネルの拡幅側とは反対側の他方の側部に設置されて循環駆動される長大なベルトを有しているとともに全長を伸縮可能な延伸ベルトコンベヤを採用し、該延伸ベルトコンベヤの基端を前方の坑口の外部に配置して該延伸ベルトコンベヤを延伸させた状態でその先端を切羽位置に配置し、切羽において発生したずりを既設トンネルの一方の側部から切羽後方の拡幅後のトンネル内に配した一般車両防護用のプロテクターの上方を横引きベルトコンベヤによって横断させて他方の側部に設置されている前記延伸ベルトコンベヤに投入してずりの搬送を行い、掘進に伴い該延伸ベルトコンベヤの先端を掘進方向前方へ漸次移動させつつベルトの余長分を貯蔵機構に取り込んで該延伸ベルトコンベヤを短縮していくものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明のトンネル拡幅工法において、前記プロテクターに前記延伸ベルトコンベヤの先端のプーリーを連結し、前記プロテクターを掘進に伴い漸次前進させることで前記延伸ベルトコンベヤを短縮していくものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１の発明のトンネル拡幅工法において、切羽後方に拡幅後の新覆工施工用のセントルを前進可能に配置して、該セントルに前記延伸ベルトコンベヤの先端のプーリーを連結し、前記セントルを掘進に伴い漸次前進させることで前記延伸ベルトコンベヤを短縮していくものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は本発明の実施形態を示すもので、符号１は拡幅対象の既設トンネル、２はそれが拡幅された後の拡幅トンネルであり、３は拡幅のための掘削を行う公知の自由断面掘削形の掘削機、４はそれを後追いして拡幅トンネル２の内面に覆工コンクリートを施工するためのセントルである。符号５、６は掘削機３の側方とセントル４内を通過する位置に設けられた一般車両防護用のプロテクターであり、これらプロテクター５，６は掘進に伴い漸次前方に移動可能とされている。
なお、本実施形態では、図２および図４に示しているように既設トンネル１の一方の側部を拡幅するとともに、その際に発生するずりを、後述するように横引きベルトコンベヤ１９によってプロテクター５の上方を横断させて一方の側部からそれとは反対側の他方の側部に搬送し、そこに設置している延伸ベルトコンベヤ８によって前方に向けて搬出するものである。
【００１１】
本実施形態のトンネル拡幅工法は、切羽７において発生したずりの搬送を延伸ベルトコンベヤ８により行うが、通常のようにずりを後方の坑口（掘削を開始した側の坑口）に向けて搬送するのではなく、前方の坑口９（拡幅が完了する側の坑口）に向けて搬送するものであり、そのため、延伸ベルトコンベヤ８を予め延伸させた状態で既設トンネル１内に設けておき、掘進に応じてそれを漸次短縮していくようにしている。すなわち、従来一般の延伸ベルトコンベヤはベルトを漸次繰り出して延伸させていくという使用形態とされるが、本実施形態では逆に、延伸ベルトコンベヤを予め最大長さに延伸させておき、その状態から余長分を取り込んでいくことで短縮していくという使用形態とするのである。
【００１２】
本実施形態で採用している延伸ベルトコンベヤ８は、循環駆動される長大なベルト１０、前方側の坑口９の外部に配置される駆動源１１、ベルト１０の余長分を取り込んで貯蔵するための多重ループ式の貯蔵機構（ベルトストレージ）１２が備えられている。また、この延伸ベルトコンベヤ８の先端は切羽７の後方位置に配置されるが、本例では掘進に伴い漸次前進していく上記のプロテクター６に対してプーリー１３を取り付けてそれにベルト１０を巻回している。したがって、掘削機３の掘進に後追いしてセントル４およびプロテクター６が前進するとプーリー１３が自ずと前進することになり、それに対応させてベルト１０の余長分を貯蔵機構１２に取り込むことで延伸ベルトコンベヤ８の全長を短縮させることができるものとなっている。
【００１３】
また、本例の延伸ベルトコンベヤ８には、余分なベルト１０を切りつめるための巻取機構１４も備えられている。その巻取機構１４は、貯蔵機構１２への取り込み量が限度に達した場合、ベルト１０をクリップ機構１５に挟み込んで仮固定し、その状態でベルト１０を切断して所定長さだけドラム１６に巻き取って切りつめることにより、延伸ベルトコンベヤ８の全長をさらに短縮することができるものである。
【００１４】
なお、図３〜図５に示すように、延伸ベルトコンベヤ８のベルト１０は、プロテクター６よりも前方のトンネル内壁面（拡幅される一方の側部とは反対側の他方の側部の内壁面）にブラケット１７により支持されて設けられている。そして、切羽７において発生するずりは、掘削機３からその後方において追走するホッパー付き自走ベルトコンベヤ１８、その先端に連結されている横引きベルトコンベヤ１９、プロテクター５の上部に設置されているベルトコンベヤ２０により後方へ搬送され、シューター２１により延伸ベルトコンベヤ８のベルト１０に投入されるようになっている。
つまり、既設トンネル１の一方の側部を拡幅することで発生したずりを、図２および図４に示すように横引きベルトコンベヤ１９によってプロテクター５の上部を横断させて他方の側部に搬送し、そこに設置されている延伸ベルトコンベヤ８に投入するようになっている。
【００１５】
本実施形態の拡幅工法によれば、従来一般の工法とは逆にずりを前方に搬送することとして、延伸ベルトコンベヤ８を延伸させた状態で既設トンネル１内に設置しておいてそれを漸次短縮していくので、従来のように拡幅後のトンネル内に延伸ベルトコンベヤ８を設ける必要はなく、そのため延伸ベルトコンベヤ８を支持するためのブラケットや架台等を拡幅後のトンネル内に設ける場合には不可欠となる盛替え作業が不要となるし、拡幅後には速やかに最終仕上工事を行うことが可能となる。
【００１６】
また、上記の場合、資機材の搬入は後方側の坑口から行い、ずり搬出は前方側の坑口９から行うことで、資機材ヤードとずり出しヤードとをそれぞれの坑口に分散して配置することができるので作業ヤードの確保の点でも有利な場合がある。そして、トンネル内おいては全体として一方向に向かう作業となり、したがって各作業を錯綜することなく整然と実施でき効率的な作業が可能となり、工事管理もし易いものとなる。
【００１７】
また、延伸ベルトコンベヤ８の先端のプーリー１３をプロテクター６に取り付けたので、掘進に伴いプロテクター６を前進させることで自ずと延伸ベルトコンベヤ８を短縮させることができ、合理的である。ただし、プーリー１３は切羽７の後方位置において前進可能であれば良く、その限りにおいて上記のようにプロテクター６に取り付けることに代えて、セントル４や他のプロテクター５の後部側に取り付けることでも良いし、あるいはプーリー１３自身を台車に搭載して前進可能とすることでも良い。
【００１８】
さらに、本実施形態において採用している延伸ベルトコンベヤ８は、ベルト１０の余長分を取り込むための貯蔵機構１２に加え、それ以上の余分なベルト１０をドラム１６に巻き取って切りつめるための巻取機構１４を備えているので、余分なベルト１０を切りつめることで延伸ベルトコンベヤ８の全長を十分に短くなるまで短縮することが可能であり、既設トンネル１が長大であっても支障なく適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明のトンネル拡幅工法は、ずりを延伸ベルトコンベヤにより前方へ搬送して前方の坑口から搬出することとして、掘進に伴う延伸ベルトコンベヤの余長分を貯蔵機構に取り込んで漸次短縮していくので、従来のように延伸ベルトコンベヤを拡幅後のトンネル内に設置する必要がなく、したがって延伸ベルトコンベヤを支持するためのブラケットや架台を拡幅後のトンネル内に設ける必要がなくなり、そのため延伸ベルトコンベヤの盛替え作業が不要となるし、拡幅後には速やかに最終仕上工事を行うことが可能となる。しかも、本発明によれば、資機材ヤードとずり出しヤードとをそれぞれの坑口に分散して配置することができるので作業ヤードを確保するうえでも有利であるし、トンネル内おいては全体として一方向に向かう作業となるので各作業を錯綜することなく整然とかつ効率的に実施することが可能であり、工事管理もし易いものとなり、既設トンネル１の一方の側部を拡幅するとともにその際に発生するずりを横引きベルトコンベヤによってプロテクターの上方を横断させて他方の側部に搬送してそこに設置している延伸ベルトコンベヤによって前方に向けて搬出するので、極めて合理的である。
【００２０】
請求項２の発明は、延伸ベルトコンベヤの先端のプーリーをプロテクターに連結するので、掘進に伴うプロテクターの前進により延伸ベルトコンベヤを自ずと短縮させることができる。
【００２１】
請求項３の発明は、延伸ベルトコンベヤの先端のプーリーをセントルに連結するので、掘進に伴うセントルの前進により延伸ベルトコンベヤを自ずと短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である延伸ベルトコンベヤを用いた既設トンネル拡幅工法の概要を示す側面図である。
【図２】  同、平面図である。
【図３】  図１および図２におけるIII−III線視断面図である。
【図４】  図１および図２におけるIV−IV線視断面図である。
【図５】  図１および図２におけるＶ−Ｖ線視断面図である。
【符号の説明】
１  既設トンネル
２  拡幅トンネル
３  掘削機
４  セントル
５，６  プロテクター
７  切羽
８  延伸ベルトコンベヤ
９  前方の坑口
１０  ベルト
１１  駆動源
１２  貯蔵機構
１３  プーリー
１４  巻取機構
１５  クリップ機構
１６  ドラム
１７  ブラケット
１８  ホッパー付き自走ベルトコンベヤ
１９  横引きベルトコンベヤ
２０  ベルトコンベヤ
２１  シューター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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