JP2011094319A - トンネル坑内の資材搬送設備、及び資材搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小断面のトンネルであっても、資材の補給に必要な時間を短縮できる。
【解決手段】軌道の途中を３本レールとしておく（図４(a) 参照）。第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…は、図示右側から第２及び第３レール３Ｍ_２，３Ｍ_３に侵入して資材５を降ろし、戻る。次に、図示左側から別の第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…が同図(c) (d) のように進み、その状態で、資材５が積み込まれる。これにより、前記第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…と第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…との間で資材５の受け渡しが行われるので、第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…は資材積み込み位置（例えば、立坑）にまで戻らなくても資材５を受け取ることができ、資材の補給に必要な時間を短縮することができる。また、資材受け渡しの部分には３本のレールを配置すれば足りるので、小断面のトンネルであっても設置可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は、軌道上を走行する搬送台車により資材を搬送するようにした、トンネル坑内の資材搬送設備及び資材搬送方法に関する。

従来、トンネル坑内で工事や作業を行う際の資材の搬送は、トンネル坑内に軌道を敷設し、その軌道上を走行する搬送台車を使って行っていた（例えば、特許文献１参照。）。

図５は、トンネル坑内の資材搬送設備の従来構成の一例を示す側面図であり、符号１０３は、トンネル坑内に敷設された軌道を示し、符号１０６は、該軌道上に移動可能に配置された搬送台車を示し、符号１０５は、搬送する資材（具体的には、シールドトンネル用のセグメント）を示し、符号１０７は、資材１０５を使用する場所（図示のものは、シールドマシン１０８により地盤を掘削している箇所）を示し、符号１０９は、資材（重量物）１０５を搬送するための搬送機械（例えば、チェーンブロック）を示し、符号１１０は、搬送台車１０６から資材１０５を降ろす位置を示す。

特開２００１−３２９７９９号公報

しかしながら、上述の資材搬送設備の場合、資材１０５を補給するには、前記搬送台車１０６は、資材を降ろす位置（符号１１０に示す位置）と資材が搬入される位置（例えば、不図示の立坑）との間を何度も往復しなければならず、資材の補給に時間が掛かってしまうという問題があった。

本発明は、上述の問題を解消することが出来る資材搬送設備及び資材搬送方法を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、図１に例示するものであって、トンネル坑内（２）に敷設された軌道（３）と、該軌道（３）上を自走する機関車（４Ａ，４Ｂ）と、該機関車（４Ａ，４Ｂ）に連結されて資材（５）を搬送する搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）と、を備えてなるトンネル坑内の資材搬送設備（１）において、
前記軌道（３）は、
資材を積み込む位置（７）から前記トンネル坑内（２）の途中まで２本のレール（図２の符号３Ａ_１，３Ａ_２参照）が敷設されてなる上流側軌道部（３Ａ）と、
資材を降ろす位置（８）から前記トンネル坑内（２）の途中まで２本のレール（図２の符号３Ｂ_１，３Ｂ_２参照）が敷設されてなる下流側軌道部（３Ｂ）と、
これらの上流側軌道部（３Ａ）と下流側軌道部（３Ｂ）との間にて並設された３本のレール（図２の符号３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３参照）、及び該３本のレール（３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３）と各軌道部（３Ａ，３Ｂ）との間にそれぞれ介装されたポイント（Ｐ_１，Ｐ_２）からなる中継区間（３Ｍ）と、
からなり、
前記機関車（４Ａ，４Ｂ）は、前記上流側軌道部（３Ａ）から前記中継区間（３Ｍ）に掛けて走行可能となるように配置された第１機関車（４Ａ）と、前記中継区間（３Ｍ）から前記下流側軌道部（３Ｂ）に掛けて走行可能となるように配置された第２機関車（４Ｂ）と、からなり、
前記搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）は、前記第１機関車（４Ａ）に連結されてなる少なくとも１台の第１搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…）と、前記第２機関車（４Ｂ）に連結されてなる少なくとも１台の第２搬送台車（６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）と、からなり、
該各搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）は、図３(a) (b) に詳示するように、資材（５）を係脱可能な状態で支持する資材支持装置（９）と、該支持された資材（５）の下側を開放するように形成された下側空洞部（Ｓ_１）と、該支持された資材（５）の前側を開放するように形成された前側空洞部（Ｓ_２）と、を有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１機関車（４Ａ）には複数の第１搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…）が連結され、
前記第２機関車（４Ｂ）には複数の第２搬送台車（６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）が連結され、
各搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）は、前記資材支持装置（９）により支持された資材（５）の後側を開放するように形成された後側空洞部（図３(b) の符号Ｓ_３参照）を有することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記並設された３本のレール（３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３）を、第１レール（３Ｍ_１）、第２レール（３Ｍ_２）及び第３レール（３Ｍ_３）とした場合に、
一のポイント（Ｐ_１）は、前記上流側軌道部（３Ａ）の２本のレール（３Ａ_１，３Ａ_２）を前記第１及び第２レール（３Ｍ_１，３Ｍ_２）又は前記第２及び第３レール（３Ｍ_２，３Ｍ_３）に択一的に接続可能となるように構成され、
他のポイント（Ｐ_２）は、前記下流側軌道部（３Ｂ）の２本のレール（３Ｂ_１，３Ｂ_２）を前記第１及び第２レール（３Ｍ_１，３Ｍ_２）又は前記第２及び第３レール（３Ｍ_２，３Ｍ_３）に択一的に接続可能となるように構成され、
前記第２レール（３Ｍ_２）と前記第３レール（３Ｍ_３）との間には、前記第１搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…）が搬送してきた資材（５）を仮置きする仮置き場（１０）が形成されたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、トンネル坑内（２）にて資材（５）を搬送する資材搬送方法において、
資材積み込み位置（７）からトンネル坑内（２）の途中まで２本のレール（３Ａ_１，３Ａ_２）が敷設されてなる上流側軌道部（３Ａ）と、該上流側軌道部（３Ａ）を走行する第１搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…）と、を使って前記資材積み込み位置（７）からトンネル坑内（２）の途中まで資材（５）を搬送する工程と、
前記上流側軌道部（３Ａ）の下流側に敷設された第１乃至第３レール（３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３）の内の第２及び第３レール（３Ｍ_２，３Ｍ_３）に前記第１搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…）を侵入させて該台車から資材（５）を降ろす工程（図４(a) (b) 参照）と、
該第１搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…）を前記第２及び第３レール（３Ｍ_２，３Ｍ_３）から前記上流側軌道部（３Ａ）に移動させる工程（図４(b) 参照）と、
前記第１乃至第３レール（３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３）の下流側に２本のレール（３Ｂ_１，３Ｂ_２）が敷設されてなる下流側軌道部（３Ｂ）、前記第１及び第２レール（３Ｍ_１，３Ｍ_２）、前記上流側軌道部（３Ａ）を経由して前記第２及び第３レール（３Ｍ_２，３Ｍ_３）に第２搬送台車（６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）を侵入させる工程（図４(c) (d) 参照）と、
前記第１搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…）から降ろした資材（５）を前記第２搬送台車（６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）に積み込む工程と、
前記第２及び第３レール（３Ｍ_２，３Ｍ_３）から前記下流側軌道部（３Ｂ）に前記第２搬送台車（６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）を走行させて資材（５）を下流側に搬送する工程と、からなることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、該各搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）は、資材（５）を係脱可能な状態で支持する資材支持装置（９）と、該支持された資材（５）の下側を開放するように形成された下側空洞部（Ｓ_１）と、該支持された資材（５）の前側を開放するように形成された前側空洞部（Ｓ_２）と、を有することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項４又は５に係る発明において、前記上流側軌道部（３Ａ）と前記第１乃至第３レール（３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３）との間、及び前記下流側軌道部（３Ｂ）と前記第１乃至第３レール（３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３）との間にはそれぞれ搬送台車（６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…）の進路切り換えのためのポイント（Ｐ_１，Ｐ_２）が設置されてなることを特徴とする。

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

請求項１乃至６に係る発明によれば、第１搬送台車によって中継区間までは資材が運ばれているので、資材降ろし位置にある第２搬送台車は資材積み込み位置にまで戻る必要は無く、中継区間にまで戻るだけで良く、資材補給時間を短縮できる。また、該中継区間のレールの本数は３本で足りるため、本発明に係る資材搬送設備は小断面のトンネルにも設置可能である。

図１は、本発明に係る資材搬送設備の全体構造の一例を示す縦断面図である。 図２は、軌道の中継区間の詳細構造の一例を示す水平断面図である。 図３(a) は、搬送台車の詳細構造の一例を示す正面図であり、同図(b)は、そのＡ−Ａ断面図である。 図４(a) 〜(d)は、本発明に係る資材搬送方法の一例を示す模式図である。 図５は、トンネル坑内の資材搬送設備の従来構成の一例を示す側面図である。

以下、図１乃至図４に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

本発明に係る、トンネル坑内の資材搬送設備は、図１に符号１で例示するものであって、
・ トンネル坑内２に敷設された軌道３と、
・ バッテリ等の動力源を有して該軌道３の上を自走する２台の機関車４Ａ，４Ｂと、
・ 該機関車４Ａ，４Ｂにそれぞれ連結されて資材５を搬送する搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…と、
を備えている。この搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…によって搬送する資材５としては、例えばシールドトンネル用のセグメントを挙げることができるが、セグメント以外の資材を搬送するようにしても良い。以下、特に区別する必要がある場合には、前記２台の機関車４Ａ，４Ｂを“第１機関車”“第２機関車”と称することとし、該第１機関車４Ａに連結されている搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…を“第１搬送台車”とし、前記第２機関車４Ｂに連結されている搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…を“第２搬送台車”と称することとする。なお、図１においては、１台の機関車に複数台の搬送台車が連結されているが、１台の機関車に１台の搬送台車が連結されただけのものを本発明の範囲から除外するものでは無い。

ところで、上述の軌道３は、
・ 資材を積み込む位置（資材積み込み位置）７から前記トンネル坑内の途中までの区間であって、２本のレール（図２の符号３Ａ_１，３Ａ_２参照）が敷設された区間（本明細書において“上流側軌道部”とする）３Ａと、
・ 資材を降ろす位置（つまり、資材を搬送すべき最終目的位置）８からトンネル坑内の途中までの区間であって、２本のレール（図２の符号３Ｂ_１，３Ｂ_２参照）が敷設された区間（本明細書において“下流側軌道部”とする）３Ｂと、
・ これらの上流側軌道部３Ａと下流側軌道部３Ｂの間の区間であって、３本のレール（図２の符号３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３参照）が並設されると共に、該３本のレール３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３と各軌道部３Ａ，３Ｂとの間にそれぞれポイント（前記機関車４Ａ，４Ｂ及び前記搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…の進路切り換えのための転轍機）Ｐ_１，Ｐ_２が介装された区間（本明細書において“中継区間”とする）３Ｍと、
からなる。これら３本のレール３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３を、第１レール３Ｍ_１、第２レール３Ｍ_２、及び第３レール３Ｍ_３とした場合に、一方のポイント（以下、“第１ポイント”とする）Ｐ_１は、前記上流側軌道部３Ａの２本のレール３Ａ_１，３Ａ_２を前記第１及び第２レール３Ｍ_１，３Ｍ_２又は前記第２及び第３レール３Ｍ_２，３Ｍ_３に択一的に接続可能となるように構成されており、他方のポイント（以下、“第２ポイント”とする）Ｐ_２は、前記下流側軌道部３Ｂの２本のレール３Ｂ_１，３Ｂ_２を前記第１及び第２レール３Ｍ_１，３Ｍ_２又は前記第２及び第３レール３Ｍ_２，３Ｍ_３に択一的に接続可能となるように構成されている。

さらに、前記第１機関車４Ａ及び前記第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…は、前記第１ポイントＰ_１を適宜切り換えることによって、前記上流側軌道部３Ａから前記中継区間３Ｍに掛けて走行可能となるように配置されており、前記第２機関車４Ｂ及び前記第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…は、前記第２ポイントＰ_２を適宜切り換えることによって、前記中継区間３Ｍから前記下流側軌道部３Ｂに掛けて走行可能となるように配置されている。

一方、これらの第１及び第２搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…は、資材５を垂下した状態で支持する資材支持装置（図３(a) の符号９参照）を有している。図示の資材支持装置９はリンク機構を利用して資材５を支持するように構成されたものであるが、本発明には直接関係が無いため、詳細構造の説明は省略する。この資材５の下側（つまり、垂下された状態で支持されている資材５の下側の意）には底板のようなものは配置されずに空洞部（以下、“下側空洞部”とする）Ｓ_１が形成されていて該下側が開放された状態となっている。そして、この資材支持装置９は、資材５を係脱可能な状態に支持するように構成されていて、該資材支持装置９による支持を解除すると、資材５は前記下側空洞部Ｓ_１を通って降下するようになっている（詳細は後述する）。

また、この搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…は、資材５の下側だけでなく前側（つまり、資材搬送方向Ｘの下流側）にも開放されていて（つまり、前側空洞部Ｓ_２を該資材５の前側に有していて）、前記資材支持装置９による支持を解除した状態で搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…を後退させると、図４(b) に示すように、資材５だけがその位置に取り残されるようになっている。なお、第１及び第２搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…を図１に示すように第１及び第２機関車４Ａ，４Ｂにそれぞれ複数台ずつ連結する場合には、前記資材支持装置９により支持されている資材５の後側（つまり、資材搬送方向Ｘの上流側）にも後側空洞部（図３(b) の符号Ｓ_３参照）が形成されていて、該後側も開放された状態となっていて、複数台の搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…，６Ｂ_１，６Ｂ_２，…を後退させる際に資材５がいずれの搬送台車とも干渉しないように構成されている。

本発明に係る資材搬送方法は次の工程を順次実施することにより達成される。すなわち、
・ 前記上流側軌道部３Ａと前記第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…とを使って前記資材積み込み位置７からトンネル坑内の途中まで資材５を搬送する工程
・ 図４(a) に例示するように、該第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…を前記上流側軌道部３Ａから前記第２及び第３レール３Ｍ_２，３Ｍ_３に侵入させて該台車６Ａ_１，６Ａ_２，…から資材５を仮置き場（該第２レール３Ｍ_２と第３レール３Ｍ_３との間にて資材５を仮置きする場所）１０に降ろす工程
・ 図４(b) に例示するように、該第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…を前記第２及び第３レール３Ｍ_２，３Ｍ_３から前記上流側軌道部３Ａに移動させる工程
・ 前記第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…を前記下流側軌道部３Ｂ→前記第１及び第２レール３Ｍ_１，３Ｍ_２→前記上流側軌道部３Ａの経路で後退させ（図４(c) 参照）、その後、前進させて前記第２及び第３レール３Ｍ_２，３Ｍ_３に侵入させる工程（同図(d) 参照）
・ 前記第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…から降ろした資材５，…を前記第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…に積み込む工程
・ 前記第２及び第３レール３Ｍ_２，３Ｍ_３→前記下流側軌道部３Ｂの経路で前記第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…を前進させて資材５を下流側に搬送する工程

次に、本発明の効果について説明する。

いま、上述のような中継区間３Ｍを設けずに、資材積み込み位置７から資材降ろし位置８まで２本のレールだけを敷設したとすると、資材降ろし位置８にある搬送台車が資材積み込み位置７に戻って再び帰ってくるまでは資材の補給はされない。しかし、本発明によれば、第１搬送台車６Ａ_１，６Ａ_２，…によって中継区間３Ｍまでは資材５が運ばれているので、資材降ろし位置８にある第２搬送台車６Ｂ_１，６Ｂ_２，…は資材積み込み位置７にまで戻る必要は無く、中継区間３Ｍにまで戻るだけで良く、資材補給時間を短縮できる。また、該中継区間３Ｍのレールの本数は３本で足りるため、本発明に係る資材搬送設備１は小断面のトンネルにも設置可能である。

１ 資材搬送設備
２ トンネル坑内
３ 軌道
３Ａ 上流側軌道部
３Ａ_１，３Ａ_２ レール
３Ｂ 下流側軌道部
３Ｂ_１，３Ｂ_２ レール
３Ｍ 中継区間
３Ｍ_１，３Ｍ_２，３Ｍ_３ レール
４Ａ 第１機関車
４Ｂ 第２機関車
６Ａ_１，６Ａ_２，… 第１搬送台車
６Ｂ_１，６Ｂ_２，… 第２搬送台車
７ 資材積み込み位置
８ 資材を降ろす位置
９ 資材支持装置
１０ 仮置き場
Ｐ_１，Ｐ_２ ポイント
Ｓ_１ 下側空洞部
Ｓ_２ 前側空洞部
Ｓ_３ 後側空洞部

Claims (6)

1. トンネル坑内に敷設された軌道と、該軌道上を自走する機関車と、該機関車に連結されて資材を搬送する搬送台車と、を備えてなるトンネル坑内の資材搬送設備において、
   前記軌道は、
   資材を積み込む位置から前記トンネル坑内の途中まで２本のレールが敷設されてなる上流側軌道部と、
   資材を降ろす位置から前記トンネル坑内の途中まで２本のレールが敷設されてなる下流側軌道部と、
   これらの上流側軌道部と下流側軌道部との間にて並設された３本のレール、及び該３本のレールと各軌道部との間にそれぞれ介装されたポイントからなる中継区間と、
   からなり、
   前記機関車は、前記上流側軌道部から前記中継区間に掛けて走行可能となるように配置された第１機関車と、前記中継区間から前記下流側軌道部に掛けて走行可能となるように配置された第２機関車と、からなり、
   前記搬送台車は、前記第１機関車に連結されてなる少なくとも１台の第１搬送台車と、前記第２機関車に連結されてなる少なくとも１台の第２搬送台車と、からなり、
   該各搬送台車は、資材を係脱可能な状態で支持する資材支持装置と、該支持された資材の下側を開放するように形成された下側空洞部と、該支持された資材の前側を開放するように形成された前側空洞部と、を有する、
   ことを特徴とする、トンネル坑内の資材搬送設備。
2. 前記第１機関車には複数の第１搬送台車が連結され、
   前記第２機関車には複数の第２搬送台車が連結され、
   各搬送台車は、前記資材支持装置により支持された資材の後側を開放するように形成された後側空洞部を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の、トンネル坑内の資材搬送設備。
3. 前記並設された３本のレールを、第１レール、第２レール及び第３レールとした場合に、
   一のポイントは、前記上流側軌道部の２本のレールを前記第１及び第２レール又は前記第２及び第３レールに択一的に接続可能となるように構成され、
   他のポイントは、前記下流側軌道部の２本のレールを前記第１及び第２レール又は前記第２及び第３レールに択一的に接続可能となるように構成され、
   前記第２レールと前記第３レールとの間には、前記第１搬送台車が搬送してきた資材を仮置きする仮置き場が形成された、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の、トンネル坑内の資材搬送設備。
4. トンネル坑内にて資材を搬送する資材搬送方法において、
   資材積み込み位置からトンネル坑内の途中まで２本のレールが敷設されてなる上流側軌道部と、該上流側軌道部を走行する第１搬送台車と、を使って前記資材積み込み位置からトンネル坑内の途中まで資材を搬送する工程と、
   前記上流側軌道部の下流側に敷設された第１乃至第３レールの内の第２及び第３レールに前記第１搬送台車を侵入させて該台車から資材を降ろす工程と、
   該第１搬送台車を前記第２及び第３レールから前記上流側軌道部に移動させる工程と、
   前記第１乃至第３レールの下流側に２本のレールが敷設されてなる下流側軌道部、前記第１及び第２レール、前記上流側軌道部を経由して前記第２及び第３レールに第２搬送台車を侵入させる工程と、
   前記第１搬送台車から降ろした資材を前記第２搬送台車に積み込む工程と、
   前記第２及び第３レールから前記下流側軌道部に前記第２搬送台車を走行させて資材を下流側に搬送する工程と、
   からなる資材搬送方法。
5. 該各搬送台車は、資材を係脱可能な状態で支持する資材支持装置と、該支持された資材の下側を開放するように形成された下側空洞部と、該支持された資材の前側を開放するように形成された前側空洞部と、を有する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の資材搬送方法。
6. 前記上流側軌道部と前記第１乃至第３レールとの間、及び前記下流側軌道部と前記第１乃至第３レールとの間にはそれぞれ搬送台車の進路切り換えのためのポイントが設置されてなる、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の資材搬送方法。

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