JP2015175124A - シールドトンネル用の枕木およびシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】 後続台車や資機材の搬出入用の自走台車を走行させ、資機材の搬出入および掘削土の搬出などをおこなうための大きな作業空間を確保することができ、作業効率を大幅に向上させることができるシールドトンネル用の枕木を提供する。
【解決手段】 枕木１０は、後続台車１３が走行可能な平面１０ｄを有するアーム部１０ｂと、トンネルの下方内面に沿った形状を有する主アーチ部１０ａとを備え、アーム部１０ｂが主アーチ部１０ａの両端部に設けられた軸１０ｃまわりに回動可能に構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明はシールドトンネル用の枕木に関するものであり、さらに詳細には、後続台車内の資機材搬入のための大きな作業空間を確保することができるシールドトンネル用の枕木およびシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法に関するものである。

シールドトンネル工事においては、シールド掘削機の後方の坑内に、掘削した土砂を搬送するベルトコンベアや、トンネルの覆工となる円弧板状のセグメントを搬送する搬送装置や、セグメントの組立てに使用するエレクタ装置、油圧機器など、様々な機器が後続台車に搭載され、トンネル内に配置される。

この後続台車はレール上を走行し、トンネルの掘削にしたがって、前方に移動させることになるので、それにともなって、レールは徐々に延伸されていた。

また、トンネルセグメントや資材などは後続台車の内部を通過して、切羽方向へ搬送されなければならず、そのため、自走台車は後続台車とは別のレールを走行させ、レールを徐々に延伸させていた。

その一方で、後続台車が、切羽に向けて、移動した後のレールは撤去され、延伸するレールに打って返しされるのが通常であった、
以上のような、従来の大断面シールド工法においては、後続台車、資機材の搬出入および掘削土の搬出に使用する自走台車のレールの枕木は、Ｈ型鋼をセグメント下半に架け渡すことによって形成されている。特許文献１においては、この枕木の両端部上に門型の後続台車を走行させるレールを敷き、枕木の中央部上に、資機材の搬出入用の自走台車を走行させるレールを敷設するようにしている。

特開２０１０−２２９６５７号公報

シールドトンネルが大断面になると、枕木のスパンが大きくなり（長くなり）、後続台車も大型化するので、枕木はそのスパンに対抗できる断面力が必要になり、桁高も高くなり、枕木は必然的に重量物になる。さらに、枕木上には、重量物である後続台車や資機材の搬出入用の自走台車を走行させるためのレールが設置されるため、枕木のピッチを小さくする（狭くする）ことが必要で、枕木の数も多くなる。

また、枕木のスパンを大きくする（長くする）と、枕木の布設位置が高くなり、枕木の上方空間が狭くなり、資機材の楊重における楊程が小さくなり、作業性が悪化するだけでなく、枕木の下方のデッドスペースが大きくなるという問題もあった。

したがって、本発明は、後続台車や資機材の搬出入用の自走台車を走行させ、資機材の搬出入および掘削土の搬出などをおこなうための大きな作業空間を確保することができ、作業効率を大幅に向上させることができるシールドトンネル用の枕木を提供することを目的とするものである。

本発明の別の目的は、後続台車や資機材の搬出入用の自走台車を走行させ、資機材の搬出入および掘削土の搬出などをおこなうための大きな作業空間を確保することができ、作業効率を大幅に向上させることができ、かつ、シールドトンネル用の枕木を容易に盛り替えることができるシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法を提供することにある。

本発明のかかる目的は、後続台車が走行可能な平面を有するアーム部と、
トンネルの下方内面に沿った形状を有する主アーチ部とを備え、
前記アーム部が前記主アーチ部の両端部に設けられた軸まわりに回動可能に構成されたことを特徴とするシールドトンネル用の枕木によって達成される。

本発明によれば、枕木を、その主アーチ部がトンネルの下方内面に沿うように取り付け、アーム部を後続台車が走行可能な平面が略水平になるように回動させて、トンネル内面に取り付けることによって、トンネルの下方内面近傍に取り付けられたアーム部の平面上を後続台車を走行させることが可能になるから、後続台車とトンネル下方内面との間に、資機材の搬出入および掘削土の搬出などをおこなうための大きな作業空間を確保することができ、作業効率を大幅に向上させることが可能になる。

本発明の好ましい実施態様においては、前記アーム部の前記平面が、後続台車が走行可能なレールを備えている。

本発明の別の目的は、
後続台車が走行可能な平面を有し、トンネルの内面に沿った形状を有するアーム部と、
トンネルの下方内面に沿った形状を有する主アーチ部とを備え、
前記アーム部が前記主アーチ部の両端部に設けられた軸まわりに回動可能に構成され、
前記主アーチ部が前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、
前記アーム部が前記トンネル内面に沿うように取り付けられた枕木を前記トンネルの前記下方内面に盛り替えする枕木の盛り替え方法であって、
トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも坑口に近い枕木の前記軸まわりに、前記アーム部を前記トンネル内面から前記トンネル空間内に回動させ、
前記トンネル空間内に回動された前記アーム部の先端部近傍を把持して、
前記トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも前記トンネルの坑口に近い前記枕木を、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の前記切羽側に隣接する位置に移送して、
前記枕木の前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、
後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させて、前記トンネル内面に沿うように取り付け、
同様にして、前記トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも前記トンネルの坑口に近い前記枕木を、順次、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の切羽側に隣接する位置に移送して、
前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させて、前記トンネル内面に沿うように取り付けるステップを繰り返すことを特徴とするシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法によって達成される。

本発明によれば、枕木を、その主アーチ部がトンネルの下方内面に沿うように取り付け、アーム部を後続台車が走行可能な平面が略水平になるように回動させて、トンネル内面に取り付けることによって、トンネルの下方内面近傍に取り付けられたアーム部の平面上を後続台車を走行させることが可能になるから、後続台車とトンネル下方内面との間に、資機材の搬出入および掘削土の搬出などをおこなうための大きな作業空間を確保することができ、作業効率を大幅に向上させることが可能になるとともに、単に、枕木を盛り替えるときは、トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも坑口に近い枕木のアーム部をトンネル内面からトンネル空間内に回動させ、トンネル空間内に回動されたアーム部の先端部近傍を把持して、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の切羽側に隣接する位置に移送して、枕木の主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させて、前記トンネル内面に沿うように取り付けるステップを繰り返すだけでよく、容易に枕木を盛り替えることが可能になる。

本発明の好ましい実施態様においては、前記アーム部と前記主アーチ部を繋ぐように、ジャッキを取り付けて、前記ジャッキを伸縮することによって、前記アーム部を回動させるように構成されている。

本発明の好ましい実施態様においては、前記後続台車に設けられた移動式揚重手段によって、前記枕木を、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の切羽側に隣接する位置に移送するように構成されている。

本発明の好ましい実施態様においては、前記トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも前記トンネルの坑口に近い前記枕木を、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の前記切羽側に隣接する位置に移送して、前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、前記ジャッキを伸ばすことによって、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させるように構成されている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記トンネルの坑口に最も近い枕木を、順次、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の切羽側に隣接する位置に移送して、前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させて、前記トンネル内面に沿うように取り付けるステップを繰り返すように構成されている。

本発明によれば、後続台車や資機材の搬出入用の自走台車を走行させ、資機材の搬出入および掘削土の搬出などをおこなうための大きな作業空間を確保することができ、作業効率を大幅に向上させることができるシールドトンネル用の枕木を提供することが可能になる。

また、本発明によれば、後続台車が走行可能な平面が低くなることにより、後続台車の上方に大きな空間を確保することができ、したがって、後続台車の大きさを変更させ、資機材を据え付けるための空間を拡大することが可能になる。

本発明によれば、さらに、後続台車や資機材の搬出入用の自走台車を走行させ、資機材の搬出入および掘削土の搬出などをおこなうための大きな作業空間を確保することができ、作業効率を大幅に向上させることができ、かつ、シールドトンネル用の枕木を容易に盛り替えることができるシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法を提供することが可能になる。

図１は、従来の枕木構造を示す略断面図である。 図２は、本発明の好ましい実施態様にかかる枕木構造の略断面図である。 図３は、本発明の好ましい実施態様にかかる枕木構造の詳細断面図である。 図４は、枕木をトンネルの内面から取り外し、切羽方向に搬送して、前方のトンネル内に取付けるプロセスを示す略断面図である。 図５は、枕木をトンネルの内面から取り外し、切羽方向に搬送して、前方のトンネル内に取付けるプロセスを示す略断面図である。 図６は、枕木をトンネルの内面から取り外し、切羽方向に搬送して、前方のトンネル内に取付けるプロセスを示す略断面図である。 図７は、枕木をトンネルの内面から取り外し、切羽方向に搬送して、前方のトンネル内に取付けるプロセスを示す略断面図である。 図８は、枕木をトンネルの内面から取り外し、切羽方向に搬送して、前方のトンネル内に取付けるプロセスを示す略断面図である。 図９は、枕木をトンネルの内面から取り外し、切羽方向に搬送して、前方のトンネル内に取付けるプロセスを示す略断面図である。 図１０は、枕木をトンネルの内面から取り外し、切羽方向に搬送して、前方のトンネル内に取付けるプロセスを示す略断面図である。

図１は、従来の枕木構造を示す略断面図である。

図１に示されるように、後続台車１、資機材の搬出入および掘削土の搬出に使用する自走台車のレールの枕木２は、従来、Ｈ型鋼をセグメント下半に架け渡すことによって形成されていた。

したがって、資機材の搬出入および掘削土の搬出に使用可能な作業スペース５は、図１において、枕木２と後続台車１との間の破線で囲われたスペース５に限られ、それも、トンネル４が大断面になるにしたがって、枕木２となるＨ型鋼を架け渡す位置が高くなり、枕木２の上方の作業スペース５が狭くなるため、資機材の楊重における楊程が小さくなり、作業性が悪化し、加えて、枕木２の下方のデッドスペース６が大きくなるという問題があった。

図２は、本発明の好ましい実施態様にかかる枕木構造の略断面図であり、図３はその詳細断面図である。

図２および図３に示されるように、本発明の好ましい実施態様にかかる枕木１０は、アーチ状をなした主アーチ部１０ａと、図示しないレールが取り付けられ、主アーチ部１０ａの両端部に形成された枢軸１０ｃまわりに回動可能なアーム部１０ｂを備えている。

図２に示されるように、主アーチ部１０ａは、トンネル１２の下方の内面に沿うように、トンネル１２に取り付けられ、アーム部１０ｂは主アーチ部１０ａの両側のトンネル１２の内面に沿って、トンネル１２に取り付けられている。アーム部１０ｂは後続台車１２が走行可能な平面部を有している。

したがって、本実施態様においては、枕木１０の下方にデッドスペースが形成されることがなく、トンネル１２の下方の内面から後続台車１３までの破線で囲まれた空間を作業スペース１５として使用することができ、作業スペース１５を大幅に拡大させることが可能になる。

また、本実施態様によれば、後続台車１３のレール（図示せず）を支持する枕木１０の設置位置が下がることにより、トンネル１２内の後続台車１３の上方に大きな空間を確保することができ、後続台車１３を大きなサイズの台車１３ａ（図２において、破線で示されている。）に変更し、あるいは、大きな機材の据え付け空間を提供することが可能になる。

さらに、本実施態様においては、トンネル１２の掘削にしたがって、坑口側に取り付けられ、不要になった枕木１０は、トンネル１２の内面から取り外され、切羽方向に搬送されて、打って返しされるように構成されている。

図４ないし図１０は、本発明の好ましい実施態様にかかる枕木１０を、トンネルの坑口に最も近い枕木１０から順次、トンネル１２の内面から取り外し、切羽方向に搬送して、トンネル１２内の切羽に最も近い位置に取り付けるプロセスを示す略断面図である。

図４に示されるように、アーム部１０ｂに設けられた隣同士を固定する固定ピン（図示せず）が取り外される。この際、まず、アーム部１０ｂに設けられた固定ピン抜き出し防止用のくさび（図示せず）が抜かれる。

次いで、図５に示されるように、専用のジャッキ２１が、ジャッキ固定ピン（図示せず）を用いて、主アーチ部１０ａとアーム部１０ｂに取付けられる。

その後、図６に示されるように、設置したジャッキ２１にホース（図示せず）が接続され、ジャッキ２１が縮められて、枕木１０のアーム部１０ｂが枢軸１０ｃまわりに回動されて、枕木１０が折り畳まれる。

次いで、図７に示されるように、後続台車１３に設けられた移動式揚重クレーン２２の４本のワイヤ２３（図７においては、2本のワイヤ２３のみが図示されている。）によって、枕木１０が玉掛けされ、天井レール（図示せず）に沿って、切羽側へ搬送される。ここに、移動式揚重クレーン２２としては、株式会社キトー製の電気トロリー付電動チェーンブロックが好ましく使用できる。

さらに、図８に示されるように、切羽側へ搬送された枕木１０は、移動式揚重クレーン２２によって、切羽に最も近い位置にある既設の枕木１０の切羽側に隣接するトンネル１２の内面に仮置きされる。

図９に示されるように、その後、ジャッキ２１が伸ばされて、折り畳まれていた枕木１０が押し広げられる。このとき、アーム部１０ｂは後続台車１３が走行可能な平面１０ｄが略水平になるように回動させられる。ここに、ローリング（図示せず）や既設枕木（図示せず）との間隔は、レバーブロック（登録商標）（図示せず）を用いて調整される。

さらに、図１０に示されるように、ジャッキ２１を固定していたジャッキ固定ピン（図示せず）が外され、枕木１０が位置決めされた後、図示しない固定ピンを隣のアーチ部１０ｂに取り付け、枕木１０がトンネル１２の下方内面に沿うように固定され、トンネル１２の内面に対する滑り止め防止材（図示せず）を取り付けて、枕木１０が切羽側の所定の位置に固定される。

同様にして、トンネルの掘削にしたがって、不要になった坑口側に取り付けられた枕木１０が、次々に、トンネル１２から取り外され、切羽側へ搬送されて、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木１０の切羽側に隣接する位置に固定される。

こうして、トンネルの掘削にしたがって不要になった枕木１０が、坑口側に取り付けられた枕木１０から順に、切羽側に移送され、切羽側の枕木１０として、打って返しに使用され、アーム部１０ｂに形成されている平面１０ｄにレール（図示せず）を敷設させ、そのレール上を後続台車１３が走行することができ、枕木１０の盛り替えを容易におこなうことができる。

本実施態様によれば、枕木１０の主アーチ部１０ａは、トンネル１２の下方の内面に沿うように、トンネル１２に取り付けられ、アーム部１０ｂは主アーチ部１０ａの両側のトンネル１２の内面に沿って、トンネル１２に取り付けられているから、枕木１０の下方にデッドスペースは形成されず、実質的にトンネル１２の下面と後続台車１３との間の空間を作業スペース１５として使用することができ、作業スペース１５を大幅に拡大することが可能になる。

さらに、本実施態様によれば、坑口に最も近く、トンネルの掘削にしたがって不要になった枕木１０をトンネル１２の内面から取り外し、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木１０の切羽側に隣接する位置に固定することができ、枕木１０の盛り替えを容易におこなうことが可能になる。

また、本実施態様によれば、枕木１０に設けられたレールを盛り替えることができるから、新たに立坑より枕木１０やレールを搬入する必要がなくなり、坑内における資機材の運搬工数が省略でき、坑内運搬の効率を大幅に効率化することが可能になる。

さらに、本実施態様によれば、後続台車１３が走るレールの設置位置が低くなることにより、後続台車１３の上方に大きな空間を確保することができるので、後続台車１３の大きさを変更させ、資機材の据え付けに利用できる空間を拡大させることが可能になる。

本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施態様においては、坑口に最も近い位置に敷設された枕木から順次、トンネル１２の内面から取り外し、切羽方向に搬送して、トンネル１２内の切羽に最も近い位置に取り付けるようにしているが、切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも坑口側に位置する枕木から順次、トンネル１２の内面から取り外し、切羽方向に搬送して、トンネル１２内の切羽に最も近い位置に取り付けるようにすれば足り、坑口に最も近い位置に敷設された枕木から順次、トンネル１２の内面から取り外し、切羽方向に搬送して、トンネル１２内の切羽に最も近い位置に取り付けるようにすることは必ずしも必要でない。

さらに、前記実施態様においては、ジャッキ２１によって、枕木１０のアーム部１０ａを枢軸１０ｃまわりに回動させるように構成されているが、ジャッキ２１によって、枕木１０のアーム部１０ａを枢軸１０ｃまわりに回動させることは必ずしも必要ではなく、他の公知の手段を用いて、枕木１０のアーム部１０ａを枢軸１０ｃまわりに回動させるようにしてもよい。

また、本実施態様においては、枕木１０を切羽側に移送後、ジャッキ２１を伸ばしてアーム部１０ｂを回動させ、続いて枕木１０をトンネル１２の下方内面に沿うように固定するようにしているが、枕木１０を切羽側に移送後、枕木１０の主アーチ部１０ａをトンネル１２の下方内面に沿うように固定し、続いてジャッキ２１を伸ばしてアーム部１０ｂを回動させるようにしてもよい。＊クレーム６より また、前記実施態様においては、移動式揚重クレーン２２によって、枕木１０を切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木１０の切羽側に隣接する位置に移送するように構成されているが、移動式揚重クレーン２２によって、枕木１０を切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木１０の切羽側に隣接する位置に移送することは必ずしも必要ではなく、他の公知の手段を用いて、枕木１０を切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木１０の切羽側に隣接する位置に移送するようにしてもよい。

さらに、前記実施態様においては、言及されていないが、トンネル１２の延伸方向に幅を有する枕木１０を用いることもでき、その場合には、枕木１０の本数を削減することが可能になる。

また、前記実施態様においては、ワイヤ２３を用いているが、ワイヤ２３を使用することは必ずしも必要でなく、ワイヤ２３を使用せず、吊り治具だけによる周知な技術を用いてもよい。

１ 後続台車
２ 枕木、Ｈ型鋼
５ 作業スペース
６ デッドスペース
１０ 枕木
１０ａ 主アーチ部
１０ｂ アーム部
１０ｃ 枢軸
１２ トンネル
１３ 後続台車
１３ａ 後続台車
１５ 作業スペース
２１ ジャッキ
２２ 移動式揚重クレーン
２３ ワイヤ

Claims (7)

1. 後続台車が走行可能な平面を有するアーム部と、
   トンネルの下方内面に沿った形状を有する主アーチ部とを備え、
   前記アーム部が前記主アーチ部の両端部に設けられた軸まわりに回動可能に構成されたことを特徴とするシールドトンネル用の枕木。
2. 前記アーム部の前記平面が、後続台車が走行可能なレールを備えていることを特徴とする請求項１に記載の枕木。
3. 後続台車が走行可能な平面を有し、トンネルの内面に沿った形状を有するアーム部と、
   トンネルの下方内面に沿った形状を有する主アーチ部とを備え、
   前記アーム部が前記主アーチ部の両端部に設けられた軸まわりに回動可能に構成され、
   前記主アーチ部が前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、
   前記アーム部が前記トンネル内面に沿うように取り付けられた枕木を前記トンネルの前記下方内面に盛り替えする枕木の盛り替え方法であって、
   トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも坑口に近い枕木の前記軸まわりに、前記アーム部を前記トンネル内面から前記トンネル空間内に回動させ、
   前記トンネル空間内に回動された前記アーム部の先端部近傍を把持して、
   前記トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも前記トンネルの坑口に近い前記枕木を、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の前記切羽側に隣接する位置に移送して、
   前記枕木の前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、
   後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させて、前記トンネル内面に沿うように取り付け、
   同様にして、前記トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも前記トンネルの坑口に近い前記枕木を、順次、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の切羽側に隣接する位置に移送して、
   前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させて、前記トンネル内面に沿うように取り付けるステップを繰り返すことを特徴とするシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法。
4. 前記アーム部と前記主アーチ部を繋ぐようにジャッキを取り付けて、前記ジャッキを伸縮することによって、前記アーム部を回動させるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法。
5. 前記後続台車に設けられた移動式揚重手段によって、前記枕木を、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の切羽側に隣接する位置に移送するように構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載のシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法。
6. 前記トンネルの切羽に最も近い枕木に隣り合った枕木よりも前記トンネルの坑口に近い前記枕木を、前記トンネルの切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の前記切羽側に隣接する位置に移送して、前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、前記ジャッキを伸ばすことによって、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させるように構成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法。
7. 前記トンネルの坑口に最も近い枕木を、順次、切羽に最も近い位置に取り付けられた既設の枕木の切羽側に隣接する位置に移送して、前記主アーチ部を前記トンネルの下方内面に沿うように取り付け、後続台車が走行可能な前記平面が略水平を向くように、前記アーム部を回動させて、前記トンネル内面に沿うように取り付けるステップを繰り返すことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載のシールドトンネル用の枕木の盛り替え方法。

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