JP2011163053A

JP2011163053A - 共通の搬送容器を用いたトンネル掘削時の搬送方法

Info

Publication number: JP2011163053A
Application number: JP2010029286A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakane; 隆中根
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-08-25

Abstract

【課題】セグメント及び土砂を搬送容器に収容したままで積み替え作業を要せずに搬送することができ、搬送効率の向上が図れるトンネル掘削時の搬送方法を提供する。
【解決手段】トラック３２の荷台３２ａに着脱可能に積載された搬送容器２２にトンネルトンネル内使用資材５を収容して立坑１の近傍までトラック３２で搬送する工程と、前記トラック３２の荷台３２ａから前記搬送容器２２をトンネル内使用資材５ごと移動式クレーン３１により吊り上げて前記立坑１からトンネル３内に搬送する工程と、前記トンネル３内で前記搬送容器２２のトンネル内使用資材５をトンネル内不用資材４と入れ替える工程と、前記搬送容器２２をトンネル内不用資材４ごと前記移動式クレーン３１により前記立坑１から吊り上げてそのまま地上のトラック３２の荷台３２ａに積載する工程とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、共通の搬送容器を用いたトンネル掘削時の搬送方法に関するものである。

一般的に、トンネルの掘削はシールド掘進機によって行われ、その際に覆工用のセグメント等のトンネル内使用資材及び掘削土砂等のトンネル内不要資材の搬送作業が生じる。これらトンネル内使用資材及びトンネル内不要資材の搬送作業は、バッテリ駆動の運搬車（バッテリーロコともいう）によって行われている（例えば特許文献１参照）。

この場合、セグメントの組立により覆工されたトンネル内の高さ方向中間部には横梁がトンネルの長手方向に所定の間隔で掛け渡され、これら横梁上には前記運搬車を走行させるためのレールが敷設される。

そして、トンネル内を運搬車により運ばれた土砂等のトンネル内不要資材は、運搬車ごと移動式クレーンにより一台ずつ立坑から地上に搬送されて土砂ピット等に溜め置かれ、バックホー等によりトラックに積み替えられて廃棄場所等に搬送されている。また、トラックで運ばれたセグメント等のトンネル内使用資材は、移動式クレーンにより一つずつ立坑内に搬送された後、前記運搬車に積み替えられてトンネル内を搬送されている。

特開平５−９８８９９号公報

しかしながら、前記トンネル内使用資材及びトンネル内不要資材の搬送においては、それぞれ積み替え作業を要するため、作業効率が悪く、多大の労力及び作業時間を要するという問題があった。

本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、トンネル内使用資材及びトンネル内不要資材を搬送容器に収容したままで積み替え作業を要せずに搬送することができ、搬送効率の向上が図れる共通の搬送容器を用いたトンネル掘削時の搬送方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、トラックの荷台に着脱可能に積載された搬送容器にトンネル内使用資材を収容して立坑の近傍までトラックで搬送する工程と、前記トラックの荷台から前記搬送容器をトンネル内使用資材ごと移動式クレーンにより吊り上げて前記立坑からトンネル内に搬送する工程と、前記トンネル内で前記搬送容器内のトンネル内使用資材をトンネル内不要資材と入れ替える工程と、前記搬送容器をトンネル内不用資材ごと前記移動式クレーンにより前記立坑から吊り上げてそのまま地上のトラックの荷台に積載する工程とを備えたことを特徴とする。

前記トンネル内にはその長手方向に沿って水路が設けられ、該水路に前記搬送容器を浮かべてその往路でトンネル内使用資材を搬送し、復路でトンネル内不用資材を搬送することが好ましい。

本発明によれば、トンネル内使用資材及びトンネル内不要資材を搬送容器に収容したままで積み替え作業を要せずに搬送することができ、搬送効率の向上が図れる。

本発明の実施形態に係る共通の搬送容器を用いたセグメント及び掘削土砂の搬送方法の一例を示す図である。図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。水路の一例を示す概略的平面図である。搬送容器を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。トラックの荷台に搬送容器をセグメントごと積んだ状態を示す概略的側面図である。水路の構成を概略的に示す平面図である。

以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。

図１に示すように、地中には立坑１が掘削されると共にこの立坑１の下端から水平方向に発進されたシールド掘進機２によりトンネル３が掘削される。このように掘削されるトンネル３内には、掘削土砂４の搬送及び覆工用のセグメント５の搬送を行うトンネル内搬送装置２０が設けられることが好ましい。

前記シールド掘進機２は、前胴部６ａと後胴部６ｂにより屈曲可能に構成された円筒状のシールドフレーム６と、その前胴部６ａに設けられた隔壁７と、該隔壁７にモータ８により回転駆動可能に設けられ、切羽地山を掘削するカッタ９と、前記隔壁７にこれを貫通して搬入端１１ａ側が接続され、カッタ９と隔壁７の間の土砂取込室１０内に取り込まれた掘削土砂４を後方の搬出端１１ｂから搬出するスクリューコンベア１１と、後胴部６ｂに旋回環１２及び径方向伸縮シリンダ１３を介して回転及び径方向伸縮可能に設けられ、セグメント５を把持してリング状に組立てるセグメント組立機構１４と、組み立てられた既設セグメント５Ａに反力を取ってシールド掘進機２を推進させる推進用ジャッキ１５と、後述するトンネル内搬送装置２０により搬送されるセグメント５を前記セグメント組立機構１４に受け渡すセグメント受け渡し機構１６とを備えている。前記土砂取込室１０内に前記スクリューコンベア１１の搬入端１１ａが接続されている。

前記トンネル内搬送装置２０は、図２ないし図３に示すように前記トンネル３内にその長手方向に沿って形成される水路２１と、該水路２１に浮かべられ往路２１ａに沿ってトンネル内使用資材である例えばセグメント５を搬送し、復路２１ｂに沿ってトンネル内不要資材である例えば掘削土砂４を搬送する複数の搬送容器２２とを備えている。

前記水路２１は、セグメント５により覆工された既設セグメント５Ａのトンネル３の下部内壁に沿って断面円弧状に形成されると共に長手方向に沿って水密状態で接続可能な複数の水路形成部材２３と、これら水路形成部材２３の前端に設けられる前端止水部材２４ａと後端に設けられる後端止水部材２４ｂとから主に構成されている。水路形成部材２３、前端止水部材２４ａ及び後端止水部材２４ｂは金属製例えば鉄製等であることが好ましいが、プラスチック製等であってもよい。

水路２１は、例えば図６（ａ）に示すように両端が開放された中央の水路形成部材２３と、最後端に配置される後端水路形成部材２３ａと、最前端に配置される前端水路形成部材２３ｂとから構成されている。中央の水路形成部材２３は、長手方向両端部が開放され、これら両端部に外周側に突出した前端フランジ部２５ａ及び後端フランジ部２５ｂを有し、その前端フランジ部２５ａには内周側に突出した内周フランジ部２５ｃを有している。

後端水路形成部材２３ａは、前端が開放され、後端には後端止水部材２４ｂが一体的に設けられている。なお、後端水路形成部材２３ａの代わりに、図６（ｂ）に示すように水路形成部材２３を用い、この水路形成部材２３の後端フランジ部２５ｂの外面にパッキン２６ａを介して後端止水部材２４ｂをボルト止めするようにしてもよい。前端水路形成部材２３ｂは、水路形成部材２３の前端フランジ部２５ａに前端止水部材２４ａを取付けて構成されている。

水路形成部材２３同士の接続は、前端フランジ部２５ａと後端フランジ部２５ｂをパッキン２６ａを介してボルト止めすることにより行われる。前端止水部材２４ａは、水路形成部材２３の内側フランジ部２５ｃの内面にパッキン２６ｂを介してボルト止めにより固定される。この前端止水部材２４ａには水位調整バルブ３６が設けられている。水路２１内には水２７が給水されて所定の水位に溜められる。水２７としては水道水や湧き水を利用してもよい。水路２１の延長時には、延長長さに応じて図６（ａ）の中央の水路形成部材２３を必要な数だけ前端水路形成部材２３ｂの前端に継ぎ足し、その最前端に前端水路形成部材２３ｂを接続した後、既存部と延長部の水圧を水位調整バルブ３６により同じになるように調整してから既存部と延長部の間の前端止水部材２４ａを取外すようにすればよい。これにより、延長時に水抜きを行わないで前端止水部材２４ａを容易に取り外すことができる。

前記水路２１には仕切部材（仕切壁）が設けられていなくてもよいが、搬送容器２２の円滑な移動を確保するために図３に示すよう往路２１ａと復路２１ｂを仕切る仕切部材２８が設けられていることが好ましい。この場合、前記仕切部材２８の少なくとも長手方向前端側には往路２１ａと復路２１ｂ間を前記搬送容器２２が移動（横断）可能な連絡路（切欠部）２９が設けられていることが搬送容器２２を往復移動させる上で好ましい。なお、図３の図示例のように、水路２１に矢印で示すように循環水流を形成するために、前記仕切部材２８の長手方向両端側に連絡路２９が設けられていてもよい。

また、この場合、水路２１の後端部における立坑１からの搬送容器２２の搬入搬出作業を容易にし、且つ水路２１の前端部における搬送容器２２からのセグメント５の荷揚げ作業や搬送容器２２への掘削土砂４の荷積み作業を安定した状態で容易に行うために、水路２１の前端部又は後端部から搬送容器一台分又は複数台分のスペースの停船部Ｓを確保する端部側仕切壁２８ａを残して前記連絡路２９を設けることが好ましい。図示例では、前記往路２１ａの前端側停船部Ｓａに臨んで前記セグメント受け渡し機構１６が配置され、前記復路２１ｂの前端側停船部Ｓｂに臨んでスクリューコンベア１１の搬出端１１ｂが配置されている（図２参照）。

また、長手方向の途中に開閉自在の連絡路２９を設け、往路側又は復路側の混み具合に応じて連絡路２９を開き、往路側（掘削側）又は復路側（立坑側）を適宜同方向輸送の複線として利用してもよく、これにより輸送効率を高めることができる。

前記搬送容器２２を水路２１の往路２１ａ又は復路２１ｂに沿って移動させるために、搬送容器２２に電動船外機（図示省略）が脱着可能に設けられていてもよく、或いは図３に示すように水路２１に往路２１ａと復路２１ｂを連絡路２９を介して循環する水流を発生させるための水流発生装置３０が設けられていてもよい。搬送容器２２に電動船外機を設ける場合、複数の搬送容器２２を縦長に連結して水路２１に浮かべ、その一部の搬送容器２２に電動船外機を取付けるようにしてもよい。

一方、前記搬送容器２２としては、水路２１の水２７に浮かべて搬送可能であるだけでなく、図１に示すように立坑１においても移動式クレーン３１により搬送可能であり、しかも図５にも示すようにそのままトラック３２の荷台３２ａに積載可能な共通の搬送容器２２が用いられている。前記搬送容器２２は、トラック３２の荷台３２ａに対して脱落しないように脱着可能に設置されるようになっていることが好ましい。

前記搬送容器２２は、掘削土砂４、セグメント５のどちらも格納可能な共通サイズ（例えば幅が２３００ｍｍ、長さが９０００ｍｍ、高さが２３００ｍｍ）であり、図４に示すように上部が開放された箱状で、水の抵抗を減らすために前後方向に長尺で且つ前端部及び後端部が山形に突出した船状に形成されている。

また、前記搬送容器２２は、水が入っても沈まないように底部に空気室であるフロート部３３が設けられていることが好ましい。前記搬送容器２２は、金属製例えば鉄製等であることが好ましいが、強度を確保できればプラスチック製等であってもよい。前記搬送容器２２の上部周縁部には吊りワイヤ３４を固定するための複数の吊り輪３５が設けられている。

次に、共通の搬送容器を用いたセグメント及び掘削土砂の搬送方法を説明する。先ず、トラック３２の荷台３２ａに着脱可能に積載された搬送容器２２にトンネル覆工用のセグメント５を収容して立坑１の近傍までトラック３２で搬送する（第１工程）。次に、前記トラック３２の荷台３２ａから前記搬送容器２２をセグメント５ごと移動式クレーン３１により吊り上げて前記立坑１からトンネル３内に搬送する（第２工程）。この場合、前記搬送容器２２は、セグメント５ごと立坑１内を下方に搬送され、水路２１の往路２１ａの後端側の水面に下ろされる。

前記セグメント５は搬送容器２２に積載された状態で往路２１ａに沿って水流により前端部まで搬送され、その前端側停船部Ｓａでセグメント受け渡し機構１６により搬送容器２２から荷揚げされ、セグメント組立機構１４に受け渡される。セグメント５が荷揚げされて空になった搬送容器２２は連絡路２９を通って復路２１ｂ側の前端側停船部Ｓｂに移動され、その搬送容器２２内にシールド掘進機２により掘削された掘削土砂４がスクリューコンベア１１の搬出端１１ｂから投入されて荷積みされる。ここでは、前記トンネル３内で前記搬送容器２２内のセグメント５を掘削土砂４と入れ替える（第３工程）。

掘削土砂４を積んだ搬送容器２２は復路２１ｂに沿って水流により後端部の立坑１まで搬送され、前記移動式クレーン３１により立坑１から搬出され、移動式クレーン３１の近くで待機しているトラック３２の荷台３２ａに積み込まれ、そのままトラック３２で搬送される。ここでは、前記搬送容器２２を掘削土砂４ごと前記移動式クレーン３１により前記立坑１から吊り上げてそのまま地上のトラック３２の荷台３２ａに積載する（第４工程）。

このように共通の搬送容器２２を用いたセグメント５及び掘削土砂４の搬送方法によれば、トラック３２の荷台３２ａに着脱可能に積載された搬送容器２２にトンネル覆工用のセグメント５を収容して立坑１の近傍までトラック３２で搬送する工程と、前記トラック３２の荷台３２ａから前記搬送容器２２をセグメント５ごと移動式クレーン３１により吊り上げて前記立坑１からトンネル３内に搬送する工程と、前記トンネル３内で前記搬送容器２２内のセグメント５を掘削土砂４と入れ替える工程と、前記搬送容器２２を掘削土砂４ごと前記移動式クレーン３１により前記立坑１から吊り上げてそのまま地上のトラック３２の荷台３２ａに積載する工程とを備えているため、セグメント５及び掘削土砂４を搬送容器２２に収容したままで積み替え作業を要せずに搬送することができ、搬送効率の向上が図れ、労力の軽減及び作業時間の短縮が図れる。

前記トンネル３内にその長手方向に沿って水路２１を形成し、該水路２１に複数の搬送容器２２を浮かべて、往路２１ａに沿って移動する搬送容器２２によりセグメント５を搬送し、復路２１ｂに沿って移動する搬送容器２２により掘削土砂４を搬送するため、セグメント５又は掘削土砂４を積んで大重量となった搬送容器２２を小さな力ないし低電力で容易に搬送することが可能となり、レールの敷設作業や大きな駆動電源を必要とせずトンネル内において掘削土砂４及びセグメント５を容易に搬送することができる。

前記水路２１は、セグメント５により覆工されたトンネル３の下部内壁に沿って形成されると共に長手方向に沿って水密状態で接続可能な複数の水路形成部材２３と、これら水路形成部材２３の長手方向の前端部と後端部に設けられる端部止水部材２４ａ，２４ｂとを有しているため、トンネル３内に水路２１を容易に形成することができる。

前記水路２１には往路２１ａと復路２１ｂを仕切る仕切部材２８が設けられると共に、該仕切部材２８の少なくとも長手方向前端側には往路２１ａと復路２１ｂ間を前記搬送容器２２が移動可能な連絡路２９が設けられているため、搬送容器２２を容易に往復移動させることができる。なお、図３の図示例のように、前記仕切部材２８の長手方向両端側に連絡路２９が設けられていてもよく、この場合、水路２１に循環水流を容易に形成して、搬送容器２２を円滑に移動させることができ、搬送効率の向上が図れる。

前記搬送容器２２を水路２１の往路２１ａ又は復路２１ｂに沿って移動させるために、搬送容器２２に電動船外機が設けられているか又は水路２１に水流発生装置３０が設けられているため、搬送容器２２を大きな駆動電源を必要としないで容易に搬送することができる。

なお、前記トンネル内使用資材としては、セグメント以外にトンネル内で使用される各種機器類があり、前記トンネル内不要資材としては、掘削土砂以外にトンネル内で不使用になった使用済み各種機器類や廃材がある。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。

１立坑
２シールド掘進機
３トンネル
４掘削土砂（トンネル内不用資材）
５セグメント（トンネル内使用資材）
２１水路
２１ａ往路
２１ｂ復路
２２搬送容器
２３水路形成部材
３１移動式クレーン
３２トラック
３２ａ荷台

Claims

トラックの荷台に着脱可能に積載された搬送容器にトンネル内使用資材を収容して立坑の近傍までトラックで搬送する工程と、前記トラックの荷台から前記搬送容器をトンネル内使用資材ごと移動式クレーンにより吊り上げて前記立坑からトンネル内に搬送する工程と、前記トンネル内で前記搬送容器内のトンネル内使用資材をトンネル内不要資材と入れ替える工程と、前記搬送容器をトンネル内不用資材ごと前記移動式クレーンにより前記立坑から吊り上げてそのまま地上のトラックの荷台に積載する工程とを備えたことを特徴とする共通の搬送容器を用いたトンネル掘削時の搬送方法。
前記トンネル内にはその長手方向に沿って水路が設けられ、該水路に前記搬送容器を浮かべてその往路でトンネル内使用資材を搬送し、復路でトンネル内不用資材を搬送することを特徴とする請求項1記載の共通の搬送容器を用いたトンネル掘削時の搬送方法。