JP3026075B2 - トンネルズリの運搬装置及びそれを使用した運搬方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として大型トン
ネル掘削時に発生するズリを大型のトレーラを使用し
て、大量にかつ迅速に坑外のズリ仮置場に効率良く搬出
するトレーラによるトンネルズリの運搬方法及びその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネルを掘削して、その時発生
したズリを坑外に搬出する方法には種々の工法が使用さ
れている。即ち、レール工法はＮＡＴＭ(New Austrian
Tunnelling Method)導入以前に主流となっていた工法で
あり、この工法は、トンネル坑内に敷設したレール上を
往復する鋼車やトロッコによりズリの運搬を行なうもの
であり、近年では、ＴＢＭによる導坑、シールドトンネ
ル等、比較的トンネル断面の小さなものへの適応は多い
が、大断面の場合、軌道敷設の手間や、維持管理、安全
管理での問題の他、タイヤ工法と比較して機動性に劣る
こと等から、あまり普及していないのが現状である。

【０００３】また、トラック工法は道路トンネルで最も
一般的であり、掘削ズリを積込機（サイドダンプ、ロー
ディングショベル等）でダンプの荷台に積込み、トンネ
ル坑口付近のズリ仮置場まで運搬する工法であり、トン
ネル延長が短い場合は１０ｔダンプを、比較的長い場合
は２０ｔ、２５ｔダンプを用いる場合が多い。この工法
は、トンネル延長が長くなるとダンプの台数と運転工の
人員数が増加するため、施工コストが上がる。このた
め、長大トンネルでは、次に示すベッセル工法が用いら
れることが多い。

【０００４】すなわち、ベッセル工法は、荷台から積み
卸しが自由なベッセルを用いてズリの運搬を行なうもの
である。これは、トンネルの坑内にズリを積み込んだベ
ッセルを一旦仮置きすることで切羽を早期に開放し、鋼
製支保工建込、吹付コンクリート、ロックボルトを行な
う間にズリを坑内から坑外へ運搬する工法であり、一発
破分のズリを運搬するための容量８〜１５ｍ³ のズリ函
を必要な個数とベッセル運搬車輛２台以上で構成されて
いる。

【０００５】この工法は、一度に運搬できるズリ量がダ
ンプトラックと変わらないため、トンネル延長が極端に
長くなるとズリ出しに多大な時間を要することから、坑
内に排気ガスが滞留する時間も永くなり、作業環境が悪
化する欠点を有している。一方、ズリの搬出方法に関す
る公知の発明として特公平９−２５８２３３１号で開示
されているズリの搬出方法においては、両方に牽引でき
るトレーラをその横方向にズリを排出できるダンプトレ
ーラとし、ズリを横方向にショベルローダで掬い上げ
て、そのダンプトレーラをショベルローダで牽引して坑
外に搬出するようにしているが、この場合、ダンプトレ
ーラの前後２つの軸に配置している車輪が常に接地して
いるため、曲がって走行できないという問題がある。

【０００６】以上のごとく、従来のいずれの工法におい
ても、そのトロッコにしてもダンプトラック等にしても
大きな積載容量は期待できず、高速道路用トンネルのご
とき三車線用等の大断面積の広大なトンネル掘進時の大
量のズリを一刻も早く運び出すことに対応することは不
可能であり、その作業効率の向上をはかることは難しい
という問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、大型トレー
ラを使用して大断面トンネル掘削時に発生する大量のズ
リを、迅速かつ作業効率良く坑外のズリ仮置場に搬出す
ることのできるトレーラによるトンネルズリの運搬方法
及びその装置を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ズリを切羽で
積込機により積み込むズリ函を搭載し、かつ横ダンプア
ップ機構によりズリ函内のズリを排出可能なトレーラの
前後部にカプラーを装備したスネークを配置すると共
に、トレーラの前後に装備した車輪のうち、空荷運搬走
行時及びズリ運搬走行時に接続したトラックトラクタ側
の車輪をそれぞれ走行面より上方に浮き上げ可能にした
トンネルズリの運搬装置からなり、さらにその運搬装置
のトレーラ上に複数個のズリ函を設けるようにしたトン
ネルズリの運搬装置からなる。

【０００９】またさらに本発明は、上記のトンネルズリ
の運搬装置を、その向きを一定にして前部または後部の
カプラーを介してトラックトラクタにより牽引するトン
ネルズリの運搬方法からなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態につき説明するが、図１は本発明のトンネルズリ
の運搬装置の一実施形態における側面図で、図２は図１
の平面図である。

【００１１】まず、この運搬装置は、図示せるごとく、
ズリを積み込む２個のズリ函２を搭載したトレーラ３
と、そのトレーラ３の前後部にそれぞれ装備したスネー
ク３１にカプラー３２または３３を介して接続可能なト
ラックトラクタ１とから構成されており、上記の各ズリ
函２はそれぞれズリの積載重量が４０ｔから４５ｔを有
するものとし、図１の実施形態では２個のズリ函２を搭
載しているが、２個以上の複数個としてもよい。

【００１２】上記のトラックトラクタ１はトレーラ３を
接続した状態では、図３に示す掘削中のトンネルの坑内
２３での反転が不可能であるので、図１の状態から接続
している一方のスネーク３１のカプラー３２を切ること
で図３における矢印Ｒのごとくトラックトラクタ１のみ
を坑内２３内で反転可能とし、上記のトレーラ３の他方
のスネーク３１にカプラー３３を介して接続し、坑内２
３内での反転及び移動を可能としており、図３はその状
態の説明図である。

【００１３】トレーラ３は上記のごとくトラックトラク
タ１により坑内２３を前後に運転するので、前部と後部
に車輪３４と３５とを装備しており、図４に示す車輪３
４はトレーラ３の空荷運搬時の後輪であり、また図７に
示す２連結車輪３５はズリ運搬時の後輪である。

【００１４】以上のごとく、前輪と後輪を装備したトレ
ーラ３にトラックトラクタ１を接続した状態で走行移動
時には曲線部を走る時、トレーラ３の前輪が走行の妨げ
となるため、本発明では、前後２ケ所に装備した車輪３
４と３５のうち、図４に示す空荷運搬走行時には図５の
ごとくシリンダ３６により、車輪３５が走行面より上方
に浮き上げ可能なように、トレーラ３の荷台の前方を引
き揚げている。なお、上記２連結の車輪３５は、図７の
ごとく、ズリ運搬走行時においてはトレーラ３の後輪と
なるので、図６のごとく重荷重に耐えうるウォーキング
ビームサスペンション式のものを使用している。

【００１５】一方、図７に示すズリ運搬走行時には、図
８の要部側面図及び図９の要部平面図に示すごとく、シ
リンダ５によりワイヤ６及び滑車７を介してトラニオン
８を引き揚げる昇降装置３７を用いて、前輪となる車輪
３４をその車軸２４と共に荷台側に引き揚げることによ
り、車輪３４を走行面より上方に浮き上がらせて走行す
るようにしている。

【００１６】なお、上記の車輪３４としては、図１０に
示すごとく、主に軽荷重トレーラ用に使用されているシ
ングルスプリングサスペンション式のものを使用してい
る。図７の状態でズリ運搬を行なったこの運搬装置が図
１９以降で説明するズリの排出時には、図１１から図１
３までに示すごとく、ズリ函２のダンプアップのための
シリンダ９の作動による横ダンプアップ機構によりズリ
の排出を行なうが、その際、図１４及び図１５に示すご
とくズリ函２の側板は、上記横ダンプアップ機構と同時
に作動するリンク機構１０により開閉するようになって
いる。

【００１７】なお、トレーラ３に搭載されているズリ函
２は複数個設けられ、しかもそれぞれのズリ函２のズリ
の排出が同時に行なわれないように設定しているので、
ズリ排出時の荷重の片寄りによりトレーラ３が横倒しに
なるおそれはない。図１６は、上記の各シリンダ９の配
管系統図を示しており、各シリンダ９の駆動源１２をト
ラックトラクタ１上に搭載し、各トレーラ３のシリンダ
９はこれを共用し、この時駆動源１２とシリンダ９はワ
ンタッチ継ぎ手１３により容易に脱着可能としている。

【００１８】次に、上記のトンネルズリの運搬装置によ
る運搬方法のズリ出し手順につき説明する。まず、トン
ネル掘削の切羽２０を示す図１７において、この切羽２
０の近くにトレーラ３を複数台置けるスペースを設け、
トラックトラクタ１に接続したトレーラ３に積込機１４
によりズリを積み込む。

【００１９】次に、上記のごとく積込機１４にてズリ函
２にズリを積込んだトレーラ３を数台仮置きするための
坑内トレーラ仮置場１６を図１８のごとく坑内２３に設
け、ここにトレーラ３を一旦仮置きするが、ズリをトレ
ーラ３に積込み終了時点で、切羽２０で作業が迅速に次
の工程に移行できるように、上記坑内トレーラ仮置場１
６は掘削機待機所１５の後方（坑口側）に設けるものと
する。

【００２０】一方、図１９に示すごとく、坑内トレーラ
仮置場１６からズリを積み込んだトレーラ３を、上記と
は別のトラックトラクタ１１により坑口２１付近に設け
られた坑外ズリ仮置場１７まで運搬するが、この坑外ズ
リ仮置場１７は、指定された土砂捨場へズリを運搬する
ために、一旦ズリを仮置きする場所であり、通常坑口２
１を出た付近に設けられる。ここでトレーラ３上のズリ
函２内のズリを前記の横ダンプアップ機構により排出し
て、空になったトレーラ３をトラックトラクタ１１によ
り坑内トレーラ仮置場１６へ運搬することになる。

【００２１】さらに、上記トレーラ３によるトンネルズ
リの運搬装置によるズリ出し方法につき図２０及び図２
１により詳述すると、基本的には図２０のごとく最初の
トラックトラクタ１は、切羽２０と坑内トレーラ仮置場
１６の間において、切羽２０に空のトレーラ３を運搬
し、積込機１４によりズリを積込まれたトレーラ３を坑
内トレーラ仮置場１６に運搬する作業手順を繰り返す。

【００２２】一方、もう１つのトラックトラクタ１１
は、図２１に示すごとく、坑内トレーラ仮置場１６と坑
外ズリ仮置場１７との間において、ズリの積込まれたト
レーラ３を坑外ズリ仮置場１７へ運搬し、そこでダンプ
アップによりズリを排出して空になったトレーラ３を坑
内トレーラ仮置場１６まで運搬する作業手順を繰り返す
ようになっている。

【００２３】通常、坑内トレーラ仮置場１６と坑外ズリ
仮置場１７の間の距離は、切羽２０と坑内トレーラ仮置
場１６との間に比べて非常に長くて、後者のトラックト
ラクタ１１の作業は、前者のトラックトラクタ１の作業
に比べて時間を要する。そこでトラックトラクタ１はズ
リの積込終了後、トラックトラクタ１１と同じ作業を行
ない、全てのトレーラ３が空になるまでこれを繰り返す
ことになる。

【００２４】ただし、ズリのトレーラ３への積込作業が
トラックトラクタ１による切羽２０と坑内トレーラ仮置
場１６との間の往復時間より短い場合は、トラックトラ
クタ１と１１との２台で切羽２０と坑内トレーラ仮置場
１６との間の作業を行なうこともできる。

【００２５】さらに、掘削するトンネル条件によって
は、上記１台のトラックトラクタ１で切羽２０と坑内ト
レーラ仮置場１６及び坑内トレーラ仮置場１６と坑外ズ
リ仮置場１７のトレーラ３の運搬作業を行なうことも可
能であり、またトンネルが、例えば５００ｍ以内程度の
短い場合には、切羽２０から坑外ズリ仮置場１７へ１台
のトラックトラクタ１で一気にトレーラ３を運搬しても
よい。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明した本発明のトレーラによる
トンネルズリの運搬方法及びその装置によれば、大型ト
ンネル掘削工事に際し、大容量のズリ運搬用トレーラを
使用するので、車輛の入れ替え時間の短縮がはかれると
共に、鋼製支保建込、吹付コンクリート、ロックボルト
等の次行程作業を早期に開始できる。

【００２７】また、一度に大量の掘削ズリを迅速かつ効
率的に運搬できるので、二次運搬に要する時間が短縮さ
れる。これにより、トンネルの長さが延びる程、従来の
ベッセル工法に比べて運搬車台数が低減し、作業人員、
人件費の低減がはかれ、また運搬車が同台数であれば、
本発明の方法の方がより長い長距離施工に適することに
なる。

【００２８】さらに本発明によれば、一度に大量の掘削
ズリを運搬できるので、従来のベッセル工法と比べて、
トレーラ仮置場とズリ仮置場間等の二次運搬におけるト
ラクタの坑内での往復回数が少なくなり、排気ガス、走
行時の粉塵による作業環境の悪化を防止でき、また通行
量が減少するため、ズリ出し時の騒音の低減及び安全性
の向上がはかれる。

【００２９】一方、従来のベッセル工法では、ベッセル
を切羽へ運搬するために、坑内で向きを反転させ、坑内
ベッセル仮置場から切羽までバック運転する必要があっ
たのに対して、本発明の方法では、トラックトラクタが
切羽及び坑内トレーラ仮置場で脱着のため反転するのみ
で、坑内通路では、トラックトラクタは常に前向きで運
転するので、坑内車輛通行時の安全性をより確実にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の運搬装置の一実施形態における側面図
である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の運搬装置のトラックトラクタの坑内反転
の説明用平面図である。

【図４】図１の運搬装置の空荷運搬走行時の側面図であ
る。

【図５】図４の矢印Ａ部分の要部拡大側面図である。

【図６】図４のトレーラの前輪のサスペンションの説明
図である。

【図７】図１の運搬装置のズリ運搬走行時の側面図であ
る。

【図８】図７の矢印Ｂ部分の昇降装置要部拡大側面図で
ある。

【図９】図８の要部平面図である。

【図１０】図７のトレーラの前輪のサスペンションの説
明図である。

【図１１】図１のトレーラのズリ函の横ダンプ機構を説
明する側面図である。

【図１２】図１１の横ダンプ機構の非ダンプ時の説明図
である。

【図１３】図１２のダンプ時の説明図である。

【図１４】図１１のズリ函の側板開閉のリンク機構の説
明図である。

【図１５】図１４のリンク機構の作動時の説明図であ
る。

【図１６】図１１のシリンダの配管系統図である。

【図１７】図１の運搬装置によるズリ出し概要を説明す
る切羽の近傍の平面図である。

【図１８】図１７に連がる坑内トレーラ仮置場の平面図
である。

【図１９】図１８に連がる坑外ズリ仮置場の平面図であ
る。

【図２０】図１の運搬装置による切羽と坑内トレーラ仮
置場間のトレーラの運搬状態を示す平面図である。

【図２１】図１の運搬装置による坑内トレーラ仮置場と
坑外ズリ仮置場間のトレーラの運搬状態を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ トラックトラクタ ２ ズリ函 ３ トレーラ １１ トラックトラク
タ １４ 積込機 １６ 坑内トレーラ
仮置場 １７ 坑外ズリ仮置場 ２０ 切羽 ２３ 坑内 ３１ スネーク ３２ カプラー ３３ カプラー ３４ 車輪 ３５ 車輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 信也 神奈川県横浜市鶴見区安善町１−３ 東 亜建設工業株式会社内 (72)発明者 宮崎 城太郎 神奈川県横浜市鶴見区安善町１−３ 東 亜建設工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21F 13/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ズリを切羽で積込機により積み込むズリ
   函を搭載し、かつ横ダンプアップ機構によりズリ函内の
   ズリを排出可能なトレーラの前後部にカプラーを装備し
   たスネークを配置すると共に、トレーラの前後に装備し
   た車輪のうち、空荷運搬走行時及びズリ運搬走行時に接
   続したトラックトラクタ側の車輪をそれぞれ走行面より
   上方に浮き上げ可能にしたトンネルズリの運搬装置。
2. 【請求項２】 トレーラ上に載置したズリ函を複数個設
   けている請求項１記載のトンネルズリの運搬装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のトンネル
   ズリの運搬装置を、その向きを一定にして前部または後
   部のカプラーを介してトラックトラクタにより牽引する
   トンネルズリの運搬方法。