JP2022112770A - 坑内作業台車及び坑内作業台車の移動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な操作によって円滑に移動可能な坑内作業台車及び坑内作業台車の移動方法を提供すること。【解決手段】本発明の坑内作業台車１は、上部架台１０と、２本のスライドレール２０と、複数の支持基台３０と、を備え、上部架台１０は、架台本体１１と、複数の駆動輪１２と、駆動手段１３と、固定手段１４と、を有し、スライドレール２０は、上部架台１０を支持し、支持基台３０は、上部にスライドローラ３２を有し、スライドレール２０を支持したことを特徴とする。本発明の坑内作業台車の移動方法は、架台本体１１と支持基台３０とを固定しない状態で駆動輪１２を正転させて、支持基台３０をスライドレール２０上で前進させる工程と、架台本体１１と支持基台３０とを固定した状態で駆動輪１２を反転させて、スライドレール２０を支持基台３０上で前進させる工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、坑内作業台車及び坑内作業台車の移動方法に関し、特に、簡易な操作によって円滑に移動可能な坑内作業台車及びこの坑内作業台車の移動方法に関する。

山岳トンネル工事において、各種の作業台車が使用される。
特許文献１には、トンネル断面に合わせてバルーンを膨張させることで、切羽を封じ込めて汚染空気の拡散を遮断する、バルーン隔壁台車が開示されている。このバルーン隔壁台車は、車輪を備え、施工の進行に伴い、地盤に配置したレールの上を切羽方向に向かって前進する。レールを延長する場合には、供用中のレールより坑口側のレールを、バックホウなどを用いて切羽側まで牽引し、供用中のレールの前方に継ぎ足す。
特許文献２には、レール把持ローラとアウトリガー（昇降装置）を備えたセントル（移動式型枠）が開示されている。このセントルは、アウトリガーによって車輪を持ち上げた状態で、レールをレール把持ローラで挟持しながら前方に送り出す。送り出し後、車輪をレール上におろして、レール上を走行する。以上の作業を繰り返すことで前進する。

特開２０１２－２０２０９２号公報 特開２０２０－３７８０７号公報

従来技術には以下の問題点がある。
＜１＞特許文献１の技術は、レールを曳行するバックホウが台車の内部を通過するため、レールの移動時に工事車両の通行を止める必要がある。このため、全体工期に遅延をもたらすおそれがある。
＜２＞特許文献１の技術は、バックホウの曳行によって供用中のレールの先端に次のレールを直線状に継ぎ足すことが難しい。このため、レールの接続部に段差や屈折が生じやすく、台車の走行に支障をきたすおそれがある。
＜３＞特許文献２の技術は、移動の度にアウトリガーによる昇降を繰り返す必要があるため、作業に時間がかかり、作業効率が悪い。
＜４＞特許文献２の技術は、坑内の地盤が軟弱であったり不陸がある場合、アウトリガーによる４点支持では台車の安定性を確保できず、また、地盤の陥没や変状を惹起するおそれがある。

本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決するための、坑内作業台車及び坑内作業台車の移動方法を提供することにある。

本発明の坑内作業台車は、上部架台と、上部架台の下部に並列配置した２本のスライドレールと、各スライドレールの下部に配置した複数の支持基台と、を備え、上部架台は、架台本体と、架台本体の下部に設けた複数の駆動輪と、駆動輪を選択的に正転又は反転可能な駆動手段と、架台本体と支持基台とを固定可能な固定手段と、を有し、スライドレールは、駆動輪を介して上部架台を摺動自在に支持し、支持基台は、上部にスライドローラを有し、複数のスライドローラを介してスライドレールを摺動可能に支持したことを特徴とする。

本発明の坑内作業台車は、駆動輪が、輪面にゴムを環設したゴムローラであってもよい。
この構成によれば、ゴムの高い摩擦力により、上部架台及びスライドレールをより円滑かつ確実に移動させることができる。

本発明の坑内作業台車は、固定手段が、架台本体と支持基台を連結したチェーンを備えていてもよい。
この構成によれば、簡易な構成でもって架台本体と支持基台を固定することができる。

本発明の坑内作業台車は、固定手段が、チェーンを緊張するためのレバーホイストを備えていてもよい。
この構成によれば、チェーンを緊張することで、架台本体と支持基台をより確実に固定することができる。

本発明の坑内作業台車は、支持基台が、トンネルの壁面に固定した基台本体と、基台本体の下面と地盤の間に介挿した支持ジャッキからなっていてもよい。
この構成によれば、地盤の状態に関わらず、上部架台及びスライドレールを確実に支持することができる。

本発明の坑内作業台車の移動方法は、架台本体と支持基台とを固定しない状態で駆動輪を正転させて、支持基台をスライドレール上で前進させる工程と、架台本体と支持基台とを固定した状態で駆動輪を反転させて、スライドレールを支持基台上で前進させる工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の坑内作業台車の移動方法は、スライドレール後方の支持基台を、スライドレールの前方に付け替える工程を備えていてもよい。
この構成によれば、限られた基数の支持基台を転用することで、資材を有効利用することができる。

本発明の坑内作業台車及び坑内作業台車の移動方法は、上記の構成により次の効果のうち少なくとも一つを備える。
＜１＞レールをトンネル軸方向に繰り出すことで、レールを上部架台の内部に通さずに移動できるため、移動時に工事車両の通行を妨げることがない。
＜２＞１本のレール上に上部架台を乗せたままレールを繰り出す構成であるため、レールを接続する必要がなく、接続部の段差が生じない。このため、上部架台を円滑に移動させることができる。
＜３＞移動の度に上部架台を昇降する必要がないため、作業効率がよい。
＜４＞複数の支持基台によって分散支持する構成であるため、坑内の地盤が軟弱であっても、上部架台を安定的に支持することができる。

本発明に係る坑内作業台車の説明図。 本発明に係る坑内作業台車の説明図。 上部架台の説明図。 基台本体の説明図。 本発明に係る坑内作業台車の移動方法の説明図（１）。 本発明に係る坑内作業台車の移動方法の説明図（２）。 本発明に係る坑内作業台車の移動方法の説明図（３）。 本発明に係る坑内作業台車の移動方法の説明図（４）。

以下、図面を参照しながら本発明の坑内作業台車及び坑内作業台車の移動方法について詳細に説明する。
なお、本発明における「上下」「左右」等の各方位は、切羽側又は坑口側から坑内作業台車を正面視した場合における各方位を意味する。また、坑内作業台車の「前進」とは、坑内作業台車を切羽方向に進行することに限らず、切羽方向又は坑口方向のうち移動を企図するいずれかの方向に進行することを意味する。

[坑内作業台車]
＜１＞全体の構成（図１，２）。
本発明の坑内作業台車１は、トンネル工事において坑内で使用する移動式の台車である。
本発明の坑内作業台車１は、上部架台１０と、上部架台１０の両脚の下に互いに平行に配置した２本のスライドレール２０と、各スライドレール２０の下に配置した複数の支持基台３０と、を少なくとも備える。
詳細には、トンネル軸方向に沿って配置した複数の支持基台３０の間に１本のスライドレール２０を架け渡し、２本のスライドレール２０の上に、トンネルの中央通路を跨ぐように上部架台１０を搭載する。
本例では、坑内作業台車１として、バルーンを膨張させることで坑内に隔壁を構成して切羽を封じ込める、バルーン隔壁台車の例について説明する。
ただし、坑内作業台車１はバルーン隔壁台車に限らず、シート台車、覆工型枠、バルーン養生台車、またはインバート桟橋等にも適用することができる。

＜２＞上部架台（図３）。
上部架台１０は、施工に使用する架台である。
上部架台１０は、架台本体１１と、架台本体１１の下部に設けた複数の駆動輪１２と、駆動手段１３と、固定手段１４と、を少なくとも備える。
本例では架台本体１１として、形鋼を組んでなる門型の構造体を採用する。ただし架台本体１１の構造はこれに限らず、用途に応じて様々な形状や構造を採用し得る。
架台本体１１の両脚の下部には、互いに平行な２本の支持梁１１ａを付設する。 支持梁１１ａの下部には、回転自在の駆動輪１２を付設する。
本例では駆動輪１２として、輪面にゴムを環設したゴムローラを採用し、各支持梁１１ａの前後に、２つの駆動輪１２を付設する。
本例の場合、輪面のゴムの摩擦力によって、上部架台１０及びスライドレール２０の移動がより円滑になる。

＜２．１＞駆動手段。
駆動手段１３は、駆動輪１２を選択的に正転又は回転させる装置である。
本例では駆動手段１３として電動モータを採用する。
駆動手段１３は、各支持梁１１ａにおける少なくとも１つの駆動輪１２と、回転伝達可能に連結し、スイッチの操作によって駆動輪１２の正転と回転を切り替えることができる。
本例では駆動手段１３を、各支持梁１１ａの上部であって前方の駆動輪１２の上方に付設する。

＜２．２＞固定手段。
固定手段１４は、上部架台１０を支持基台３０に固定する装置である。
本例では固定手段１４として、架台本体１１と基台本体３１を接続可能なフック付きのチェーン１４ａと、このチェーン１４ａを緊張可能なレバーホイスト１４ｂの組合せを採用する。
レバーホイスト１４ｂは、例えば、株式会社キトーの商品名「レバーブロック（登録商標）」として知られる。
架台本体１１と基台本体３１をチェーン１４ａで接続した状態で、レバーホイスト１４ｂを操作してチェーン１４ａを緊張することで、架台本体１１と基台本体３１とを確実に固定することが可能となる。
ただし固定手段１４の構成はこれに限らず、チェーン１４ａのみ、フック付きのワイヤロープ、樹脂製ロープ等であってもよい。要は簡易な作業でもって架台本体１１と基台本体３１の相対位置を固定できればよい。

＜３＞スライドレール。
スライドレール２０は、上部架台１０を摺動自在に支持する長尺のレールである。
本例ではスライドレール２０として、断面チャンネル形状の鋼製レールを採用する。ただしこれに限らず、断面Ｈ型、断面Ｌ型等であってもよい。
スライドレール２０の長さは、支持梁１１ａ前後の駆動輪１２の間隔より長く、望ましくは駆動輪１２間の距離の２倍以上の長さとする。

＜４＞支持基台。
支持基台３０は、スライドレール２０を摺動自在に支持する部材である。
支持基台３０は、基台本体３１と、基台本体３１の上部に設けたスライドローラ３２と、を少なくとも備える。
本例では基台本体３１として、トンネルの坑壁Ｗに固定したアングル材を採用し、基台本体３１の下部に支持ジャッキ３３を設置する（図４（ａ））。
詳細には、アンカーボルトによって基台本体３１をトンネルの坑壁Ｗに片持ち状に固定し、基台本体３１と地盤の間に支持ジャッキ３３を介挿する。
本例では、架台本体１１の各脚について、トンネル軸方向に６基の支持基台３０を均等配置し、その内５基が常時スライドレール２０を支持するように構成する。
ただし支持基台３０の数と間隔はこれに限らず、要はスライドレール２０を介して、上部架台１０の荷重を安定的に分散支持できる構成であればよい。

＜４．１＞支持基台の他の構成。
支持基台３０の構造は上記に限らず、例えばトンネルの坑壁Ｗに固定したアングル材の下部から支持ジャッキ３３を坑壁Ｗに向けて斜めに設置し、坑壁Ｗから反力を取る構造（図４（ｂ））であってもよい。
本例の場合、支持基台３０設置場所の地盤が軟弱であったり不陸がある場合であっても、スライドレール２０を安定して支持することができる。
この他、支持基台３０は、地盤に直接配置した台状の基台本体３１の上面にスライドローラ３２を付設した構造（図４（ｃ））であってもよい。
要は上部架台１０とスライドレール２０を、スライドローラ３２上に安定して設置できる構成であればよい。

＜４．２＞スライドローラ。
スライドローラ３２は、スライドレール２０を摺動可能に支持する部材である。
スライドローラ３２は、基台本体３１上において、トンネル幅方向に軸支し、トンネル軸方向に回転自在とする。
なお、スライドローラ３２の数は限定されず、例えば１つの基台本体３１上に複数のスライドローラ３２を並設してもよい。

＜４．３＞支持ジャッキ。
支持ジャッキ３３は、片持ちの基台本体３１を下から支持する部材である。
本例では支持ジャッキ３３として、軽仮設用のジャッキベースを採用する。
なお、本例において支持ジャッキ３３を採用するのは、基台本体３１の高さを調整するためではなく、上部架台１０の荷重に対する反力を確保するためである。
上部架台１０の荷重を基台本体３１のみで支持可能であれば、支持ジャッキ３３を設ける必要はない。

＜５＞移動方法。
本発明の坑内作業台車の移動方法について説明する。
本例では、坑内作業台車１を切羽側に前進させる例について説明するが、同様の手順によって坑口側に後退させることもできる。すなわち、本発明では坑内作業台車１の移動方向は限定されない。
上部架台１０がスライドレール２０の後端付近に位置し、上部架台１０と支持基台３０とが固定されていない状態から説明する（図５Ａ）。

＜５．１＞上部架台の前進。
架台本体１１左右の支持梁１１ａにおける２つの駆動手段１３を同時に操作して、駆動輪１２を正転させる。
すると、駆動輪１２が前方に回転することで、上部架台１０がスライドレール２０上を前進する（図５Ｂ）。
前方の駆動輪１２がスライドレール２０の前端付近まで進んだら、駆動手段１３を停止して駆動輪１２の回転を止める。

＜５．２＞上部架台の固定。
固定手段１４によって上部架台１０を支持基台３０に固定する。
詳細には、まず支持梁１１ａ前端の固定環にレバーホイスト１４ｂのフックを掛け、レバーホイスト１４ｂと連結したチェーン１４ａ先端のフックを、上部架台１０前方の基台本体３１の固定環に掛ける。
続いて、支持梁１１ａ後端の固定環にレバーホイスト１４ｂのフックを掛け、チェーン１４ａ先端のフックを、上部架台１０後方の基台本体３１の固定環に掛ける。
レバーホイスト１４ｂを操作し、チェーン１４ａの弛みを取る（図５Ｃ）。
前後左右４点の固定手段１４において同様の作業を行い、上部架台１０を支持基台３０に係留する。

＜５．３＞スライドレールの前進。
架台本体１１左右の支持梁１１ａにおける２つの駆動手段１３を同時に操作して、駆動輪１２を反転させる。
この時、上部架台１０が、固定手段１４によって支持基台３０に固定されているため、駆動輪１２の回転に伴ってスライドレール２０がスライドローラ３２上を滑動し、駆動輪１２とスライドローラ３２の間を前進する（図５Ｄ）。
スライドレール２０の後端が、駆動輪１２の後輪の１つ後方のスライドローラ３２に近づいたら、駆動手段１３を停止して駆動輪１２の回転を止める。

＜５．４＞支持基台の付け替え。
スライドレール２０より後方の支持基台３０を坑壁Ｗから取り外し、スライドレール２０前方の坑壁Ｗに付け替える。
この際、支持基台３０の数に余裕を設けておけば、支持基台３０を複数基ずつまとめて付け替えて、作業効率を向上させることもできる。
切羽の進行に合わせて以上＜５．１＞～＜５．４＞を繰り返すことで、坑内作業台車１を切羽に向かって前進させる。

１ 坑内作業台車
１０ 上部架台
１１ 架台本体
１１ａ 支持梁
１２ 駆動輪
１３ 駆動手段
１４ 固定手段
１４ａ チェーン
１４ｂ レバーホイスト
２０ スライドレール
３０ 支持基台
３１ 基台本体
３２ スライドローラ
３３ 支持ジャッキ
Ｗ 坑壁

本発明の坑内作業台車の移動方法は、架台本体と支持基台とを固定しない状態で駆動輪を正転させて、上部架台をスライドレール上で前進させる工程と、架台本体と支持基台とを固定した状態で駆動輪を反転させて、スライドレールを支持基台上で前進させる工程と、を備えることを特徴とする。

Claims (7)

1. トンネル工事において坑内で使用する坑内作業台車であって、
   上部架台と、前記上部架台の下部に並列配置した２本のスライドレールと、各前記スライドレールの下部に配置した複数の支持基台と、を備え、
   前記上部架台は、架台本体と、前記架台本体の下部に設けた複数の駆動輪と、前記駆動輪を選択的に正転又は反転可能な駆動手段と、前記架台本体と前記支持基台とを固定可能な固定手段と、を有し、
   前記スライドレールは、前記駆動輪を介して前記上部架台を摺動自在に支持し、
   前記支持基台は、上部にスライドローラを有し、複数の前記スライドローラを介して前記スライドレールを摺動可能に支持したことを特徴とする、
   坑内作業台車。
2. 前記駆動輪が、輪面にゴムを環設したゴムローラであることを特徴とする、請求項１に記載の坑内作業台車。
3. 前記固定手段が、前記架台本体と前記支持基台を連結したチェーンを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の坑内作業台車。
4. 前記固定手段が、前記チェーンを緊張するためのレバーホイストを備えることを特徴とする、請求項３に記載の坑内作業台車。
5. 前記支持基台が、トンネルの壁面に固定した基台本体と、前記基台本体の下面と地盤の間に介挿した支持ジャッキからなることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の坑内作業台車。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の坑内作業台車の移動方法であって、
   前記架台本体と前記支持基台とを固定しない状態で前記駆動輪を正転させて、前記支持基台を前記スライドレール上で前進させる工程と、
   前記架台本体と前記支持基台とを固定した状態で前記駆動輪を反転させて、前記スライドレールを前記支持基台上で前進させる工程と、を備えることを特徴とする、
   移動方法。
7. 前記スライドレール後方の前記支持基台を、前記スライドレールの前方に付け替える工程を備えることを特徴とする、請求項６に記載の移動方法。

Images