(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅装置であって、
既設トンネルの内面に配置した移動式防護シェルターと、
移動式防護シェルター上に設けた移動式作業架台と、
移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室と、
移動式防護シェルター外に設置したズリ出し装置から構成されることを特徴とする活線トンネル拡幅装置。
【請求項２】
請求項１に記載の活線トンネル拡幅装置において、
移動式防護シェルターは、既設トンネルの路盤上に設置したレール上を、トンネルの軸心方向と並行に移動するためのレール受け部を有し、
外周面の所定箇所に、トンネルの軸心方向と並行してガイド突起を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置。
【請求項３】
請求項１に記載の活線トンネル拡幅装置において、
移動式作業架台は、円弧状の偏平箱形を呈し、偏平箱形内面の上下に凹凸部を有し、該凹凸部に咬合するギアーを内臓し、偏平箱形表面の、トンネル軸心と直角方向にスリット部を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項３に記載の活線トンネル拡幅装置において、  移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室は、それぞれ、移動式作業架台に内臓されたギアーと連結され、移動式作業架台表面に設けたスリット部に沿って移動することを特徴とする活線トンネル拡幅装置。
【請求項５】
既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅工法であって、
既設トンネルの路盤上にレールを設置し、
レール上に移動式防護シェルターを配置した後、
移動式防護シェルター上に移動式作業架台を載置し、
移動式防護シェルター及び移動式作業架台をトンネルの軸心方向と並行に、切羽に向かって移動させ、
移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室を、トンネル軸心と直角方向にスリット部に沿って移動させ、
掘削工事及び支保工工事を行い、
掘削土砂及び支保工廃材を、ズリ出し装置により、坑外に搬出することを特徴とする活線トンネル拡幅工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅工事するための活線トンネル拡幅装置と拡幅工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の交通量の増大や老朽化したトンネルのリニューアルなどにより、トンネルの拡幅工事が増加している。
そのため、長期間にわたりトンネルを通行止めして工事を行い、この期間中は迂回路線を設け対処していた。
しかしこの方法によると、迂回路線建設のための工事費がかさむばかりでなく、利用者にとって多大な迷惑を受けるという問題があった。
また、迂回路線を設けずに、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅する方法も提案されている。（特公平２−３６７５５）
しかしこの方法においても、既設トンネルの両側に先進側壁導坑を掘削し、側壁を構築しなければならないなど、工期、工事費がかさみ、必ずしも最善の方法ではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためなされたもので、簡単な構成で、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅することができる活線トンネル拡幅装置と拡幅工法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅装置であって、既設トンネルの内面に配置した移動式防護シェルターと、移動式防護シェルター上に設けた移動式作業架台と、移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室と、移動式防護シェルター外に設置したズリ出し装置から構成されることを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、また、移動式防護シェルターは、既設トンネルの路盤上に設置したレール上を、トンネルの軸心方向と並行に移動するためのレール受け部を有し、外周面の所定箇所に、トンネルの軸心方向と並行してガイド突起を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、また、移動式作業架台は、円弧状の偏平箱形を呈し、偏平箱形内面の上下に凹凸部を有し、該凹凸部に咬合するギアーを内臓し、偏平箱形表面の、トンネル軸心と直角方向にスリット部を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、また、移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室は、それぞれ、移動式作業架台に内臓されたギアーと連結され、移動式作業架台表面に設けたスリット部に沿って移動することを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、さらにまた、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅工法であって、既設トンネルの路盤上にレールを設置し、レール上に移動式防護シェルターを配置した後、移動式防護シェルター上に移動式作業架台を載置し、移動式防護シェルター及び移動式作業架台をトンネルの軸心方向と並行に、切羽に向かって移動させ、移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室を、トンネル軸心と直角方向にスリット部に沿って移動させ、掘削工事及び支保工工事を行い、掘削土砂及び支保工廃材を、ズリ出し装置により、坑外に搬出することを特徴とする活線トンネル拡幅工法である。
【０００５】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００６】
＜イ＞活線トンネル拡幅装置の全体構成
図１は、本発明による活線トンネル拡幅装置の全体構成を示す斜視図である。拡幅装置は、既設トンネルＴの路盤上に設置されたレール１と、既設トンネルＴの内面に水平方向移動可能に配置され、レール１上を走行する移動式防護シェルター２と、移動式防護シェルター２上に設けた移動式作業架台３と、移動式作業架台３上に設けた掘削装置４、支保工装置５及びオペレーター室６と、移動式防護シェルター２外に設置したショベル７及びベルトコンベアー８のズリ出し装置から構成される。
【０００７】
＜ロ＞レール
レール１は、既設トンネルＴの路盤上に設置され、拡幅工事区間の全延長に亘って敷設される。
またレール１は、既設トンネルＴの坑口よりもさらに外側の、明り部にも延長して敷設されている。
【０００８】
＜ハ＞移動式防護シェルター
図２は、移動式防護シェルター２上に移動式作業架台３を載置した状態を示す正面図である。
移動式防護シェルター２外周面の所定箇所に、トンネルの軸心方向と並行してガイド突起２１を設けている。
また、移動式防護シェルター２の両端部にレール受け部２２を設け、レール１上をトンネルの軸心方向に移動できる構造となっている。
移動式防護シェルター２は、既設トンネルＴの断面に合わせて、その内周面に余裕を持って収容される大きさとし、掘削作業による落石等の外力に充分抵抗できる強度を有する鉄板等で構成されている。
【０００９】
＜ニ＞移動式作業架台
移動式作業架台３内周面には、前記ガイド突起２１に嵌入し、移動するための車輪３１が設けられている。
図３は、移動式作業架台３全体の斜視図であり、トンネルの軸心と直角方向にスリット３２が設けられている。
図４は、移動式作業架台３の部分拡大正面図を示し、円弧状の偏平箱形を呈した内面の上下に、凹凸部３３を形成し、該凹凸部３３に咬合するギアー３４を内臓している。
ギアー３４は後述の掘削装置４、支保工装置５、オペレータ室６のそれぞれの支持部３５に連結され、トンネルの軸心と直角方向に設けたスリット３２に沿って移動する構造となっている。
移動式作業架台３は、前記移動式防護シェルター２と同様、掘削作業による落石等の外力及び掘削装置４、支保工装置５、オペレータ室６の荷重に充分抵抗できる強度を有する鉄板等で構成されている。
【００１０】
＜ホ＞掘削装置
掘削装置４は拡幅切羽Ｅに最も近い移動式作業架台３のスリット３２に沿って移動し、既存のブレーカーやロードヘッダー及び切断機が移動式作業架台３に内臓しているギアー３４と支持部３５により連結されている。
【００１１】
＜ヘ＞支保工装置
支保工装置５は移動式作業架台３の中間部のスリット３２に沿って移動し、トンネル支保工のためのロックボルト削孔用ドリルや吹き付けコンクリートロボットなどがギアー３４と支持部３５により連結されている。
【００１２】
＜ト＞オペレータ室
オペレータ室６は拡幅切羽Ｅから最も離れた移動式作業架台３のスリット３２に沿って移動し、掘削装置４や支保工装置５による作業を運転操作する。
【００１３】
＜チ＞ズリ出し装置
移動式防護シェルター２外の拡幅切羽Ｅ付近にショベル７を配置し、ベルトコンベアー８を拡幅工事区間の全延長に亘って配置し、ズリ出し装置とする。
【００１４】
【作用】
以下図を参照して、本発明による活線トンネル拡幅工法を施工順序に従って説明する。
【００１５】
＜イ＞レールの敷設
図１に示すように、既設トンネルＴの路盤上にレール１を拡幅工事区間の全延長に亘って敷設する。
レール１の敷設は、既設トンネルＴの坑口よりもさらに外側の、明り部にも延長して敷設される。
【００１６】
＜ロ＞移動式防護シェルターの設置
既設トンネルＴの坑口よりもさらに外側の、明り部に延長して敷設されたレール１上に、移動式防護シェルター２を設置する。
設置方法は、クレーンで吊り下げるか又はレール１に並行に置いておき、横移動させて設置するなど、任意の方法を採用すればよい。
作業は短時間で終了するため、この作業中のみ交通を遮断しなければならない。  また、移動式防護シェルター２上に移動式作業架台３も予め設置しておき、同時にレール１上に設置してもよい。
【００１７】
＜ハ＞移動式作業架台の設置
移動式防護シェルター２外周面の所定箇所に設けられたガイド突起２１上に、移動式作業架台３内周面に設けた車輪３１を嵌入させて設置する。（図１、図２）  この作業は、前述の通り予め別の場所で行っておいてもよい。
【００１８】
＜ニ＞掘削装置、支保工装置、オペレータ室の設置
移動式作業架台３上に掘削装置４、支保工装置５、オペレータ室６を設置する。  その設置方法は、図３に示すように移動式作業架台３にスリット３２が設けてあり、また内部には凹凸部３３に咬合するギアー３４を内臓しているので、支持部３５を介してギアー３４と掘削装置４、支保工装置５、オペレータ室６をそれぞれ連結して設置する
【００１９】
＜ホ＞移動式防護シェルターの移動
活線トンネルの拡幅工事のための装置が設置完了後、レール１上の移動式防護シェルター２を拡幅切羽Ｅに向かって任意の方法により移動させる。（図１）
移動式防護シェルター２は、既設トンネルＴの内周面に沿って挿入できる形状となっているので、掘削工事の能力、進行速度に応じて充分に安全が確保される位置まで挿入しなければならない。
【００２０】
＜ヘ＞移動式作業架台の位置調整
移動式防護シェルター２のガイド突起２１に沿って、移動式作業架台３上の掘削装置４、支保工装置５の操作及びオペレータ室６での操作が最適位置になるように、移動式作業架台の位置調整を行う。
【００２１】
＜ト＞掘削、支保工作業
オペレータ室６での監視操作により、掘削装置４、支保工装置５を遠隔操作して拡幅切羽Ｅの拡幅作業を開始する。
また、拡幅作業に後続して既設トンネルＴの撤去作業を行う。
支保工作業は、ロックボルトの打設とコンクリートの一次吹き付けを行い、特に拡幅領域が狭い場合は、ロックボルトの打設は斜め前方に打ち、Ｈ鋼による支保が困難であるため、鋼繊維コンクリートなどの、吹き付けのみの支保工とする。  一次支保工作業の終了後、二次覆工を行いトンネルの拡幅を完成させていく。
【００２２】
＜チ＞ズリ出し作業
落下してくる岩石、土砂、廃材などを、移動式防護シェルター２外に設置したショベル７及びベルトコンベアー８からなるズリ出し装置により坑外に搬出する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞トンネル内の交通を、工事期間中長期に亘り遮断せずに施工できる。
＜ロ＞トンネルの拡幅工事中は、既設トンネル内は移動式防護シェルターにより保護されているため、トンネル利用者は安全である。
＜ハ＞トンネルの拡幅工事中は、既設トンネル内は移動式防護シェルターにより保護されているため、工事の安全を確保できる。
＜ニ＞トンネルの拡幅装置は、拡幅切羽面に沿って自由に移動できるので、作業効率が向上する。
＜ホ＞トンネルの拡幅装置を操作するオペレータ室は、拡幅切羽の至近距離であるため、適切な操作ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による活線トンネル拡幅装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】移動式防護シェルター上に移動式作業架台を載置した状態を示す正面図。
【図３】移動式作業架台全体の斜視図。
【図４】移動式作業架台の部分拡大正面図。
【図１】
0003808966.tif 000002
【図２】
0003808966.tif 000003
【図３】
0003808966.tif 000004
【図４】
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