(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機により掘削されるトンネル坑内に敷設された単一の走行路と発進立坑との間を往復動する坑内搬送装置による坑内搬送システムであって、
前記坑内搬送装置は、牽引車を挟んで切羽側に複数のセグメント台車を着脱可能に一列に連結すると共に、坑口側に複数のズリ搬出台車を着脱可能に一列に連結した列車構成を備えてなり、
前記立坑は、少なくとも前記牽引車、前記セグメント台車及び前記ズリ搬出台車を各１台ごとに搬出入可能な開口を有し、
前記開口は、全ての前記ズリ搬出台車を前記立坑から搬出した状態で、前記牽引車の後退限領域と同牽引車の前面に連結された最後尾のセグメント台車の１個分のセグメント積載領域とを有してなる、
ことを特徴とする坑内搬送システム。
【請求項２】
前記セグメント台車の積載面は搬送方向にセグメントを移送可能な移送面とされてなる請求項１記載の坑内搬送システム。
【請求項３】
請求項１記載の坑内搬送システムによる坑内の積荷搬出入方法であって、
前記シールド掘進機の掘進により発生した掘削ズリ等を積載したのち、複数台の前記ズリ搬出台車を前記牽引車により空のセグメント台車と共に前記坑口側に移動させること、
複数台の前記ズリ搬出台車を前記坑口側から地上に順次搬出すること、
全てのズリ搬出台車を搬出したのち、前記牽引車をその後退限領域に移動させると共に、同牽引車の前面に連結された最後尾のセグメント台車の少なくとも１個のセグメント積載面を前記立坑の開口領域内に露呈させること、
前記セグメント台車の露呈面に未施工のセグメントを地上から積載し、掘進方向前方へと順次移送すること、
複数台の前記セグメント台車に所要個数の未施工のセグメントを積載したのち、前記牽引車により前記切羽側に移動してズリ搬出台車の搬入空間を形成すること、
前記搬入空間に、空のズリ搬出台車を外部から順次搬入して前記牽引車に連結すること、及び                                                          牽引車を駆動して前記セグメント台車とズリ搬出台車とを、次回のシールド掘進位置まで搬送すること、
を含んでなることを特徴とする積荷搬出入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の技術分野】
本発明は坑内搬送システム及び坑内搬送装置の坑内搬送方法に係わり、特に、シールド掘進機により掘削されるトンネル坑内に敷設される単一の走行路上と前記立坑との間を往復動する自走式坑内搬送装置による坑内搬送システム及び坑内搬送装置の坑内搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法は、立坑から発進したシールド掘進機により掘削されたトンネルの内周に沿ってセグメントが組み付けられ、そのセグメントの組付けにより覆工を終了した円筒状をなすトンネル坑内に、次回以降のセグメント等の資材や掘進時に発生する掘削ズリなどを搬出入させる各種の搬送台車と、これらの搬送台車を牽引する牽引車などを備えている。
【０００３】
図９に示すように、例えば土圧式シールド工法にあっては、シールド掘進機１の後方は、同シールド掘進機１の掘進に従って前方に移動する各種の後続台車を後続させている。この後続台車には、例えばシールド掘進機１の後部近傍から後続して、シールド運転台車２、パワーユニット台車３、添加材・裏込め注入台車４、ホッパー台車５、トランス台車６に続いて、第１のバッテリ機関車７ａに牽引された複数台のズリ搬出台車８，…，８等が配され、更に立坑１０内の底面には第２のバッテリ機関車７ｂに牽引された複数台のセグメント台車９，…，９が待機している。
【０００４】
トンネル坑２０内に敷設された走行路には所望の場所に図示せぬ退避路が設けられており、前記立坑１０の内部は同じく図示を省略した複数の領域に区分されて、各種の待機場所や退避路等が構築されている。図示例によれば、前記立坑１０の最下段である底面は前記台車等の走行路と同一面上にあり、中段１０ａには走行レールや配管材等の資材置場、中央管理室等が築造されており、その上段１０ｂには坑内電気設備等が設置されている。
【０００５】
この土圧式シールドにあって、掘進時に発生する掘削ズリはスクリュコンベヤ１ａから所要数のベルトコンベヤ１１を経て前記ズリ搬出台車８に積み込まれ、シールド掘進機１後方の覆工の完成したトンネル坑２０内を通り後方の立坑１０に運ばれたのち、同立坑１０の底面に設けられたズリビット１０ｃ内に一旦移し換えられ、地上に設置された土砂搬出機１３により地上に運ばれたのち、土砂ホッパー１４に移され、土砂運搬トラック１５により適時に輸送される。或いは、地上に設置されたクレーン１２ａにより前記ズリ搬出台車８をズリを積載したまま地上に搬出される場合もある。
【０００６】
一方、掘削ズリの搬出作業とは逆に、地上に設置されたセグメントヤード１６に貯蔵されている未施工のセグメント１７は、例えば同じく地上に設置されたクレーン１２ｂにより立坑１０内に降ろされて前記セグメント台車９に積載したのち、同セグメント台車９によりシールド掘進機１後方の覆工の完成したトンネル坑２０内を通ってトンネル先端の組立て場所に運ばれる。
【０００７】
シールド掘進機１により１回の掘進が終了すると、未施工のセグメント１７は図示せぬエレクタにより所定の位置に組立てられる。組立てられたセグメントと地山との間に裏込注入を行い、地山の沈下防止等の作業を行う。こうして、掘進・山留め、掘削ズリの搬出、セグメントの搬入・組立てなどの作業を順次繰り返すことによりシールド工法によるトンネル工事が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、一般的な立坑１０の内部には、既述したごとく複数台のズリ搬出台車８やセグメント台車９等が待機する待機場所、レールや配管材等の資材置場、中央管理室や電気設備等が設置されると共に、掘削ズリを一時的に貯留するズリビット１０ｃ、複数台の各台車８，９等の退避路などが構築されている。
【０００９】
このような複雑な立坑１０の築造工事にあっては、狭い作業空間内で作業を行わざるを得ないため、多大な労力、手間や時間等を必要とする。しかも、前述の諸設備等を収容するには立坑１０の用地を充分に確保しなければならず、その開口も必然的に大きくなり、工事費が増大すると共に全体工期を遅延させ、市街地等では立坑１０の築造工事自体を困難にする場合がある。
【００１０】
また、立坑１０内への資材の搬送作業にあって、例えば地上に設置されたセグメントヤード１６に貯蔵されている未施工のセグメント１７は、同じく地上に設置されたクレーン１２ｂにより立坑１０内に吊り降ろして前記セグメント台車９上に並列に積載するため、前記立坑１０の開口内に同台車９の全積載面が露呈するよう積込みスペースを充分に確保しなければならない。しかも各台車８，９の連結台数が多くなればなる程、大きな搬出スペースを必要とする。この場合に、各台車８，９の編成形態をも考慮して、既述したごときシールド掘進機１による掘進やセグメント組立て等の作業サイクルと各台車８，９の動作とを順次に、或いは併行しながら行わなければならないため、上記トンネル工事や各台車８，９による搬送作業が煩雑になりやすい。
【００１１】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、その第１の目的は各種の搬送台車の待機スペースや搬出入領域を削減して発進立坑の開口を縮小することを可能とし、同発進立坑内の構造の簡略化を図った坑内搬送システムを提供することにあり、第２の目的は各種の搬送台車による搬送作業を円滑に且つ効率的に行うことを可能にした坑内の積荷搬出入方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
前記目的は、本件請求項１に係る発明の構成をなすシールド掘進機により掘削されるトンネル坑内に敷設された単一の走行路と発進立坑との間を往復動する坑内搬送装置による坑内搬送システムであって、前記坑内搬送装置は、牽引車を挟んで切羽側に複数のセグメント台車を着脱可能に一列に連結すると共に、坑口側に複数のズリ搬出台車を着脱可能に一列に連結した列車構成を備えてなり、前記立坑は、少なくとも前記牽引車、前記セグメント台車及び前記ズリ搬出台車を各１台ごとに順次搬出入可能な開口を有し、前記開口は全ての前記ズリ搬出台車を前記立坑から搬出した状態で、前記牽引車の後退限領域と同牽引車の前面に連結された最後尾のセグメント台車の１個分のセグメント積載領域とを有してなることを特徴とする坑内搬送システムにより効果的に達成される。
【００１３】
上記発明にあっては、発進立坑の開口は、少なくとも前記牽引車、前記セグメント台車及び前記ズリ搬出台車を各１台ごとに順次搬出入可能な大きさが必要である。しかも、同時に前記開口には全ての前記ズリ搬出台車を前記立坑から搬出した状態で、列車構成をとる前記牽引車及び複数のセグメント台車のうち、前記牽引車の後退限領域と同牽引車の前面に連結された最後尾のセグメント台車に積載される１個分のセグメントの積載領域とが前記立坑の開口領域内に確保される必要がある。かかる最小の開口条件が整えば、立坑とトンネル坑内との間における必要な台車の走行が可能となり、しかも立坑からの資材や掘削ズリなどの効率的な搬出入が達成できる。
【００１４】
前記開口から搬入された坑内搬送装置は、トンネル坑内に敷設された単一の走行路上をシールド掘進機と前記発進立坑との間を自由に往復動する。本発明の坑内搬送システムによれば、前記発進立坑の開口から掘削ズリを搬出し、未施工のセグメントを搬入する最も効率的な搬出入を実現するには、本件請求項３に係る発明が有効である。
【００１５】
すなわち、前記シールド掘進機の掘進により発生した掘削ズリ等を積載したのち、複数台の前記ズリ搬出台車を前記牽引車により空のセグメント台車と共に前記坑口側に移動させたのち、前記ズリ搬出台車を前記坑口側から地上に順次搬出する。全てのズリ搬出台車を搬出したのち、前記牽引車をその後退限領域に移動させると、同牽引車の前面に連結された最後尾のセグメント台車の少なくとも１個のセグメント積載面が前記立坑の開口領域内に露呈する。このセグメント台車の露呈面に未施工のセグメントを地上から積載し、例えばホイストにより順次掘進方向前方のセグメント台車へと順次移送させる。複数台の前記セグメント台車に所要個数の未施工のセグメントを積載したのち、前記牽引車により前記切羽側に移動してズリ搬出台車の搬入空間を形成して、その搬入空間に空のズリ搬出台車を外部から順次搬入して前記牽引車に連結し、牽引車を駆動して前記セグメント台車とズリ搬出台車とを、次回のシールド掘進位置まで搬送する。
【００１６】
このように、本発明によれば、牽引車を挟んで切羽側に複数のセグメント台車を着脱可能に一列に連結すると共に、坑口側に複数のズリ搬出台車を着脱可能に一列に連結した列車構成により自走させることができるため、長い列車構成にもかかわらず、従来のごとく複数台の各台車の待機スペースや退避路等の搬出入領域を必要とせず、従来の発進立坑よりも開口面積を小さくすることができる。その結果、立坑の築造による労力、手間や工事費等が軽減できると共に全体工期が短縮できる。また、従来のごとく前記搬出入領域を排除して、複雑で狭い作業空間構造を有する立坑を無理なく有効に利用することができる。
【００１７】
請求項２に係る発明は、前記セグメント台車の積載面を搬送方向にセグメントを順次移送する移送面としていることを特徴としている。
かかる構成に基づき、全ての前記ズリ搬出台車を前記立坑から搬出した状態で、前記牽引車の前面に連結された最後尾のセグメント台車の少なくとも１個のセグメント積載面が前記立坑の開口領域内に露呈したとき、上記立坑の開口を介して最後尾の前記積載面に１個の未施工セグメントを積載したのち、同セグメントを移送面として構成された同積載面から最前列のセグメント台車の同じ積載面に向けて移送させる。この操作を、搬入される未施工セグメントごとに順次繰り返すことにより、開口空間が狭いにもかかわず、所望数の未施工セグメントを複数台の前記セグメント台車に円滑に且つ容易に積載することができる。
【００１８】
このように、前記セグメント台車の積載面自体をセグメントを搬送方向に順次移送できる移送面としているため、従来の複雑で狭い作業空間構造を有する立坑からのセグメント搬入作業と比べると、極めて狭いが単純な作業空間構造を有する立坑を無理なく有効に使用できると共に、セグメント搬入作業の効率を著しく向上させることができる。
【００１９】
本発明の坑内搬送システムを採用することにより、次回以降のセグメントや掘削により発生した掘削ズリ等の積載物が効果的に搬出入される。
その代表的な方法が、上述のように請求項３に係る発明による坑内の積荷搬出入方法であって、前記シールド掘進機の掘進により発生した掘削ズリ等を積載したのち、複数台の前記ズリ搬出台車を前記牽引車により空のセグメント台車と共に前記坑口側に移動させること、複数台の前記ズリ搬出台車を前記坑口側から地上に順次搬出すること、全てのズリ搬出台車を搬出したのち、前記牽引車をその後退限領域に移動させると共に、同牽引車の前面に連結された最後尾のセグメント台車の少なくとも１個のセグメント積載面を前記立坑の開口領域内に露呈させること、前記セグメント台車の露呈面に未施工のセグメントを地上から積載し、順次掘進方向前方へと順次移送すること、複数台の前記セグメント台車に所要個数の未施工のセグメントを積載したのち、前記牽引車により前記切羽側に移動してズリ搬出台車の搬入空間を形成すること、前記搬入空間に、空のズリ搬出台車を外部から順次搬入して前記牽引車に連結すること、及び牽引車を駆動して前記セグメント台車とズリ搬出台車とを、次回のシールド掘進位置まで搬送することを含んでなることを特徴とする積荷搬出入方法にある。
【００２０】
かかる構成によると、掘削ズリ等を運ぶときには、複数台のズリ搬出台車を前記牽引車により空のセグメント台車と共に上記坑口まで移動させる。これとは逆に、次回以降の未施工のセグメントを運ぶときには、複数台の前記セグメント台車を空のズリ搬出台車と共に上記切羽側に移動する。
【００２１】
このように、単一の走行路と発進立坑との間で上記操作を繰り返すことにより重量物を運ぶ前記牽引車は、前記ズリ搬出台車による掘削ズリ等の搬出時には複数台の前記ズリ搬出台車を空の前記セグメント台車と共に牽引し、前記セグメント台車による未施工セグメントの搬入時には複数台の前記セグメント台車を空の前記ズリ搬出台車と共に牽引する。
【００２２】
従って、異なった積載物に対して、単一の走行路と発進立坑との間を往復するとき、必ず積載物の一方を積載した状態で搬送するため、単一の牽引車により効率的な搬出入作業を行うことができることに加えて、少ない動力で重量の大きい異なった積載物を積載した複数台の車両を効率的に走行させることができる。従って、前記牽引車の駆動源を小さくすることができると共に、同牽引車の小型化が顕著に達成できる。
【００２３】
また、単一の走行路と発進立坑との間で上記列車構成を編成することができるため、既述したごとく限られた狭小な作業空間内であっても、同一走行路上で単純に往復動作させるだけで、掘削ズリの搬出と未施工セグメントの搬入とからなる異なる搬送作業を素早く且つ円滑に繰り返すことができ、作業サイクルの短縮化と搬出入及び掘進作業の管理も容易となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
図１〜図８は本発明の代表的な実施形態を示している。図１は同坑内搬送装置による坑内搬送システムの一例を概略的に示す全体図であり、図２は同平面図であり、図３〜図８は同坑内搬送システムによる坑内の積荷搬出入作業の手順を概略的に示す断面図である。
【００２５】
図１及び図２において、符号２００は図示せぬ立坑から発進した同じく図示を省略したシールド掘進機により掘削された直線や曲線線形をなすトンネル坑である。シールド掘進機が推進すると、同シールド掘進機は図１及び図２において左方である推進方向（切羽側）にトンネルを掘削していく。このシールド掘進機が１回の掘進を終了すると、新たに掘削されたトンネル坑２００の部分に図示せぬエレクタにより所要数のセグメント９０，…，９０がリング状に組立てられる。こうして、同シールド掘進機が推進するごとに、所要数のセグメント９０を順次組立てて覆工がなされたトンネル坑２００が築造される。このセグメント９０の組立てと同時に、組立てられたセグメント９０と地山との間に裏込め注入が行われる。
【００２６】
このトンネル工事にあって、本発明の特徴部をなす坑内搬送装置による坑内搬送システムが導入され、次回以降の未施工のセグメント９０等の資材や掘削時に発生した掘削ズリ等を効率的に搬出する。本実施形態によれば、前記トンネル坑２００の底面に敷設されたセグメント９０は内周面に平坦面部９０ａを有しており、同平坦面部９０ａの中央部にはトンネル坑２００の軸心に沿って連続する単一の排水用の溝部９０ｂが形成されている。この平坦面部９０ａは本発明の代表的な実施形態である列車構成をとる坑内搬送装置５０の走行床面９０ａを構成する。前記溝部９０ｂは後述するガイドローラを案内する走行用ガイドとしての機能をもつと共に排水溝として利用される。
【００２７】
前記坑内搬送装置５０は、覆工を終了したトンネル坑２００内に敷設された走行床面９０ａ上に発進立坑１００の坑口側から搬入され、同坑口側と上記切羽側との間を牽引車６により牽引されて往復動する各種の台車７０，８０により構成されている。この坑内搬送装置５０は、図１及び図２に示すように牽引車６０を挟んで、切羽側にセグメント９０等の資材を搬送する複数台のセグメント台車７０を着脱可能に一列に連結すると共に、坑口側に掘削ズリ等を搬送する複数台のズリ搬出台車８０を着脱可能に一列に連結した列車構成としている。
【００２８】
前記セグメント台車７０は掘進方向の前部に配されており、車両本体７１と同車両本体７１の床部の前部、中部及び後部に取り付けられた３本の車軸部７２とを備えている。各車軸部７２は同一の構造を有している。各車軸部７２の両端には図示せぬ軸受部を介して上記走行床面９０ａ上を転動する走行車輪７３が図示せぬ軸受けを介して転動自在に支持されている。走行車輪７３はゴム製タイヤからなり、前輪７３ａ、中輪７３ｂ及び後輪７３ｃにより構成されている。前輪７３ａ、中輪７３ｂ及び後輪７３ｃの各車軸部７２は、前記車両本体７１に対して車幅方向の中央部の垂直軸線回りに回動自在に取り付けられている。
【００２９】
前輪７３ａ及び後輪７３ｃの各車軸部７２の下面にはそれぞれＬ字状をなす板状の支持部材７４が一体に垂設されている。同支持部材７４の先端両隅部には左右一対のガイドローラ７５，７５の一部を水平に遊嵌できる左右一対の遊嵌溝が形成されており、各ガイドローラ７５は前記遊嵌溝の内部で垂直軸線回りで自由回転するように軸支されている。従って、各ガイドローラ７５は前記支持部材７４を介して前記車軸部７２に直交して前後の何れか又は双方に離間して配され、前記車軸部７２から偏位して取り付けられている。前記ガイドローラ７５の進行に伴い、前記走行車輪７３を支承する車軸部７２を中心として、走行車輪７３が前記車軸部７２と共に回動し、各ガイドローラ７５は上記トンネル坑１００の溝部９０ｂの側壁面に沿って無理なく円滑に転動する。
【００３０】
前記車両本体７１のセグメント積載面はローラコンベア７６により構成されている。このローラコンベア７６は左右一対のローラ取付片７６ａに複数の回転ローラ７６ｂ，…，７６ｂの軸端を回転自在に支持している。各ローラ７６ｂは搬送方向に所定の間隔をおいて配されており、未施工のセグメント９０が後方から押されることにより複数の連結された台車上を前方へと順次移送される移送面としている。
【００３１】
この構成を備えることにより、後述するように全ての前記ズリ搬出台車８０を前記立坑１００から搬出した状態で、牽引車６０を立坑１００内に後退させ、最後尾の前記セグメント台車７０の少なくとも１個のセグメント積載面が前記立坑１００の開口１０１領域内に露呈したとき、上記立坑１００の開口１０１を介して最後尾の前記積載面に１個の未施工セグメント９０を積載したのち、同セグメント９０を前記ローラコンベア７６により最前列のセグメント台車７０の同じ積載面に向けて移送させる。
【００３２】
こうして、前記セグメント台車７０の積載面自体をセグメント９０が搬送方向に順次移送できる移送面としているため、立坑１００を最小の空間にて構成でき、しかもその狭小な立坑１００の作業空間を無理なく有効に使用できるため、セグメント搬入作業が効率的に行える。
【００３３】
前記セグメント台車７０は一台で２個のセグメント９０，９０を同時に搬送できる。そのため、その車両本体７１の両側縁部には２個の未施工のセグメント９０を支持する左右一対のセグメント支持用パッド７７を前後に二組ずつ備えている。また、本実施形態では前記セグメント９０はその周方向が車両本体７１の車幅方向に向けられ、外周面の中央が前記ローラコンベア７６の移送面に向けられ、左右一対の前記セグメント支持用パッド７７がセグメント９０の左右外周面を下方から支持する。また、前記車両本体７１の前後端にはそれぞれ連結器７８，７８が設けられている。
【００３４】
最後尾の前記セグメント台車７０に連結する牽引車６０は運転室６１ａを有する車両本体６１と、同車両本体６１の床部の前部及び後部に取り付けられた２本の車軸部６２，６２とを備えている。前記車両本体６１の前後端は連結器６８，６８を有している。前記運転室６１ａには速度制御用レバー６６が設けられており、前記運転室６１ａの後部側寄りには走行用電動機６７ａ及びバッテリ６７ｂが搭載されている。
【００３５】
前記車軸部６２は上記セグメント台車７０の車軸部７２と実質的に同様の構造を有している。各車軸部６２は前記車両本体６１に対して車幅方向の中央部の垂直軸線回りに回動自在にそれぞれ取り付けられている。各車軸部６２の両端にはゴム製タイヤからなる車輪６３が図示せぬ軸受部を介して回転自在に支持されている。図示例にあっては、前部の車輪６３ａは走行輪６３ａであり、後部の車輪６３ｂは駆動輪６３ｂとされている。各車軸部６２の下面にはＬ字状をなす支持部材６４を介して左右一対のガイドローラ６５，６５が取り付けられている。各ガイドローラ６５は車軸部６２に対して前記支持部材６４を介して搬送方向の前後の少なくともいずれかに偏位して配される。前記駆動輪６３ｂと走行用電動機６７ａとの間はギヤ機構６９を介して連結されている。前記走行用電動機６７ａは前記バッテリ６７ｂに接続されており、同電動機６７ａの駆動力を前記駆動輪６３ｂに伝達する。
【００３６】
上記ズリ搬出台車８０は、前記牽引車６０を介して掘進方向の後部に配されており、掘削ズリを積載するバケット型の車両本体８１と、同車両本体８１の前後に配され、車両本体８１に対して垂直軸線回りに回動自在に取り付けられた２本の車軸部８２，８２とを備えている。この車軸部８２は上記セグメント台車７０の車軸部７２と同様の構造とされている。各車軸部８２の両端には図示せぬ軸受部を介して前後にゴム製タイヤからなる一対の走行車輪８３ａ，８３ｂが回転自在に支持されている。前記車両本体８１の前後端には連結器８８がそれぞれ設けられている。各車軸部８２の下面にはＬ字状をなす支持部材８４を介して左右一対のガイドローラ８５，８５が車軸部８２に介して搬送方向の前後の少なくともいずれかに偏位して取り付けられている。
【００３７】
ところで、一般的な従来の立坑の内部には、既述したように複数台のズリ搬出台車やセグメント台車等が待機する待機場所、レールや配管材等の資材置場、中央管理室や電気設備等の付帯設備が配備されると共に、掘削により発生した掘削ズリを一時的に貯留するズリビット、積載物を運搬する各種の台車等の退避路などが構築される。
【００３８】
この立坑の築造工事は狭い作業空間内で複雑な作業を行わざるを得ないため、多大な労力、手間や時間等を必要とする。しかも、前記立坑内の狭い作業空間を考慮すると、立坑の用地を充分に確保しなければならず、その開口も必然的に大きくなる。このため、立坑の築造による工事費が増大すると共に全体工期を遅延させ、市街地等では立坑の築造工事自体を困難にする場合がある。
【００３９】
また、立坑内への資材の搬送作業の一例として、例えば地上に設置されたセグメントヤードに貯蔵されている未施工のセグメントは、同じく地上に設置されたクレーンにより立坑内に吊り降ろされ、セグメント台車上に複数の未施工セグメントを並列に積載するため、前記立坑の開口領域内に同台車の全積載面が露呈するよう積込みスペースを充分に確保しなければならない。これがため、各台車の連結台数が多くなればなる程、大きな搬出スペースを必要とする。
【００４０】
また、シールド掘進機による掘進やセグメント組立等の作業サイクルと各台車の搬出入等の動作とを順次に、或いは併行しながら行わなければならないため、各台車の連結台数が多く、またその編成形態が長くなればなる程、上記トンネル工事と各台車の搬送作業との作業サイクルが煩雑になりやすいという不具合などがある。
【００４１】
かかる従来の課題は本発明の搬送システムにより解決される。すなわち、本発明にあっては立坑１００の開口１０１を最小にできると共に、その開口１０１領域内とトンネル坑９０内との間を必要台数の台車を走行可能とすることができ、前記立坑１００からセグメント等の資材の搬入や掘削ズリなどの搬出が効率的に達成される。
【００４２】
本実施形態の発進立坑１００は、図６に示すように少なくとも前記牽引車６０、前記セグメント台車７０及び前記ズリ搬出台車８０を各１台ごとに順次搬出入可能な大きさの開口１０１を有している。しかも、同開口１０１内の領域は、全ての前記ズリ搬出台車８０を前記立坑１００から外部に搬出した状態で、列車構成をとる前記牽引車６０及び複数のセグメント台車７０のうち、前記牽引車６０の後退限領域と、同牽引車６０の前面に連結された最後尾のセグメント台車７０に積載される１個分のセグメント９０の積載領域とが少なくとも確保されている必要がある。
【００４３】
以上のごとく構成された本発明の坑内搬送システムと相まって、前記発進立坑１００の開口１０１から掘削ズリを搬出し、未施工のセグメント９０を搬入する最も効率的な搬出入方法が実現される。図３〜８は坑内搬送システムによる坑内の積荷搬出入作業の手順を概略的に示している。
【００４４】
いま、前記発進立坑１００から発進した図示せぬシールド掘進機によりトンネル坑２００を１サイクル分を掘進するとき、その後方を追走してきた坑内搬送装置５０の複数台のセグメント台車７０に積載されている次回以降の複数の未施工セグメント９０が、各セグメント台車７０から前記シールド掘進機に装備された図示せぬエレクタの近傍に降ろされる。このとき同時に、掘削により発生した掘削ズリ等が図示せぬスクリュコンベヤから同じく図示を省略した所要数のベルトコンベヤを経て前記坑内搬送装置５０の後部に連結された複数台の前記ズリ搬出台車８０に積み込まれる。
【００４５】
図示せぬエレクタにより、新たに掘削されたトンネル坑２００の内周面に沿ってセグメント９０を組立てるとき、前記シールド掘進機の掘進により発生した掘削ズリ等を積載した複数台の前記ズリ搬出台車８０は、図３に示すように前記牽引車６０により空の前記セグメント台車７０と共にトンネル坑２００内を坑口側Ａ方向に走行させる。
【００４６】
最後尾の前記ズリ搬出台車８０が前記立坑１００の開口領域１０１内に進入したのち、地上に設置された図示せぬクレーンにより前記ズリ搬出台車８０を掘削ズリを積載したまま前記立坑１００の開口１０１から地上に搬出する。このズリ搬出台車８０の搬出操作は、図４に示すように全てのズリ搬出台車８０について順次行われる。このとき、前記牽引車６０により複数台の空の前記セグメント台車７０も前記坑口側に順次移動する。開口１０１から地上に搬出された前記ズリ搬出台車８０に積載されている掘削ズリは、図示せぬ土砂搬出機等により同じく図示を省略した土砂ホッパー等に移し換えられて排土される。
【００４７】
全ての前記ズリ搬出台車８０が地上に搬出されたのち、図５に示すように前記牽引車６０をその後退限領域へと移動させると、同牽引車６０の前面に連結された最後尾のセグメント台車７０は少なくとも１個のセグメント積載面を前記立坑１００の開口領域１０１内に露呈する。ここで、図６に示すように地上に設置された図示せぬクレーンにより最後尾の前記セグメント台車７０の露呈面に１個の未施工のセグメント９０を積載する。
【００４８】
最後尾の前記セグメント台車７０の積載面に配されたローラコンベア７６に載せられた前記セグメント９０は後方から前方に押し出されて、同ローラコンベア７６上を最前列のセグメント台車７０の積載面に向けて羽側Ｂ方向に移送させる。この操作を１個の未施工セグメント９０ごとに順次繰り返す。また、例えば図示せぬホイストにより順次掘進方向前方のセグメント台車７０へ順次移送させることもできる。
【００４９】
図７に示すごとく全てのセグメント台車７０上に所要個数の前記セグメント９０が積載されると、前記牽引車６０により複数台の前記セグメント台車７０を前記切羽側Ｂに所定の距離だけ移動して、立坑１００内にズリ搬出台車８０の搬入空間を形成する。同搬入空間に前記ズリ搬出台車８０を順次搬入しながら、図８に示すごとく前記牽引車６０に連結する。全てのズリ搬出台車８０を前記牽引車６０に連結したのち、前記牽引車６０を駆動して、前記セグメント台車７０と空の前記ズリ搬出台車８０とを切羽側Ｂ方向に走行させ、次回のシールド掘進位置まで搬送する。
【００５０】
以上の説明からも明らかなように、前記牽引車６０を挟んで切羽側に複数のセグメント台車７０を着脱可能に一列に連結すると共に、坑口側に複数のズリ搬出台車８０を着脱可能に一列に連結して列車構成とした搬送装置５０を自走させることができるため、長い列車構成にもかかわらず、従来のごとく発進立坑内に掘削ズリを一時的に貯留したり、上記ズリ搬出台車やセグメント台車の待機場所や退避路等に待機させたりする必要がないため、複数台の各台車の待機スペースや退避路等の搬出入領域を必要としない。
【００５１】
その結果、従来の発進立坑よりも開口面積を極端に小さくすることができるため、立坑の築造に必要な労力や手間、工事費等が削減できると共に、全体工期が短縮できる。また、上述のごとく従来のように余分な空間領域が排除されるにも関わらず、複雑で狭い作業空間からなる立坑を無理なく有効に利用することができる。
【００５２】
また、掘削ズリ等を運ぶときには、複数台の前記ズリ搬出台車８０を前記牽引車６０により空のセグメント台車７０と共に上記坑口側Ａに移動する。これとは逆に、次回以降の未施工のセグメント９０を運ぶときには、複数台の前記セグメント台車７０を空のズリ搬出台車８０と共に上記受羽側Ｂに移動する。
【００５３】
すなわち、重量物を運ぶ前記牽引車６０は前記ズリ搬出台車８０による掘削ズリ等の搬出時には複数台の前記ズリ搬出台車８０を空の前記セグメント台車７０と共に牽引し、また前記セグメント台車７０による未施工セグメント９０の搬入時には、複数台の前記セグメント台車７０を空の前記ズリ搬出台車８０と共に牽引する。
【００５４】
このように、単一の走行路９０ａと発進立坑１００との間を単に１台の牽引車６０により効率的な搬出入作業を行うことができることに加えて、牽引車６０を駆動するときには、常に異なる積載物の一方が搬送され、全ての積載物を同時に搬送することがないため、前記牽引車６０の駆動源を小さくすることができると共に、同牽引車６０の小型化が効果的に実現される。
【００５５】
また、単一の走行路９０ａと発進立坑１００との間で上記列車構成を編成することができるため、既述したごとく限られた狭小な作業空間内であっても、同一場所で単純な往復動作を行えば、掘削ズリの搬出と未施工セグメント９０の搬入とからなる異なる作業を素早く且つ円滑に繰り返すことができることから、作業サイクルを短縮することができると共に、搬出入と掘進作業との管理も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態である坑内搬送装置による坑内搬送システムの一例を概略的に示す全体図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同坑内搬送システムによる坑内の積荷搬出入作業の一例を示す断面図である。
【図４】図３の次の作業を示す断面図である。
【図５】図４の次の作業を示す断面図である。
【図６】図５の次の作業を示す断面図である。
【図７】図６の次の作業を示す断面図である。
【図８】図７の次の作業を示す断面図である。
【図９】従来のシールド地下設備の配置例を概略的に示す全体図である。
【符号の説明】
１                  シールド掘進機
１ａ                スクリュコンベヤ
２                  シールド運転台車
３                  パワーユニット台車
４                  添加材・裏込め注入台車
５                  ホッパー台車
６                  トランス台車
７ａ，７ｂ          バッテリ機関車
８                  ズリ搬出台車
９                  セグメント台車
１０，１００        立坑
１０ａ              中段
１０ｂ              上段
１０ｃ              ズリビット
１１                ベルトコンベヤ
１２ａ，１２ｂ      クレーン
１３                土砂搬出機
１４                土砂ホッパー
１５                土砂運搬トラック
１６                セグメントヤード
１７，９０          セグメント
２０，２００        トンネル坑
５０                坑内搬送装置
６０                牽引車
６１，７１，８１    車両本体
６１ａ              運転室
６２，７２，８２    車軸部
６３，７３          走行車輪
６３ａ，73a ，83a   前輪
６３ｂ              駆動輪
６４，７４，８４    支持部材
６５，７５，８５    ガイドローラ
６６                速度制御用レバー
６７ａ              電動機
６７ｂ              バッテリ
６８，７８，８８    連結器
６９                ギヤ機構
７０                セグメント台車
７３ｂ              中輪
７３ｃ，８３ｂ      後輪
７６                ローラコンベア
７６ａ              ローラ取付片
７６ｂ              回転ローラ
７７                セグメント支持用パッド
８０                ズリ搬出台車
９０ａ              走行床面
９０ｂ              溝部
１０１              開口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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