JP3498007B2 - トンネル拡幅工事用設備 - 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、山脈や丘を貫通す
る既設の山岳トンネルの拡幅工事に供される設備に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】狭小な既設山岳トンネルの拡幅を図るべ
く、機械装置や発破を用いて前記既設トンネルの破砕お
よびその周囲地盤の掘削を行った後、その掘削跡に前記
既設トンネルより大きい断面を有する新たなトンネルを
構築し、これにより前記既設トンネルを前記新たなトン
ネルに置き換えることが行われている。

【０００３】前記既設トンネルの破砕およびその周囲地
盤の掘削に際しては、該既設トンネル内に歩行者、車両
等の通行を確保するためのプロテクタで囲われた通行路
を設けた上で、ブレーカ、削岩機、削孔機等からなる破
砕・掘削装置が据え付けられた、前記既設トンネルの路
面上を走行可能である架台が使用されている。

【０００４】ところで、前記既設トンネルの破砕片およ
びその周囲地盤の掘削片は前記既設トンネル内の路面上
に落下し、これらの破砕片および掘削片が前記架台の走
行の妨げになるという障害があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既設
山岳トンネルを拡幅するために行われる前記トンネルの
破砕およびその周囲地盤の掘削作業のために利用される
架台を含む設備であって前記架台の進行が破砕片および
掘削片によって阻害されない設備を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る、既設の山
岳トンネルを拡幅するために行われる前記トンネルの破
砕およびその周囲地盤の掘削に供される設備は、前記ト
ンネル内の路面上に配置され通行路を規定するプロテク
タと、前記トンネルの破砕およびその周囲地盤の掘削に
用いられる装置が据え付けられる架台であって前記トン
ネル内に前記プロテクタを跨ぐように配置され前記トン
ネル内の路面上を走行可能である架台と、前記トンネル
内に配置された、前記トンネルの破砕片および前記周囲
地盤の掘削片を前記架台の両側方にそれぞれ導くための
誘導手段とを含む。

【０００７】 前記誘導手段は、前記架台の前部に支持
された排土板と、該排土板より下位に配置されかつ前記
プロテクタの両側部にそれぞれ支持された一対の第１の
サイドガードであって前記トンネルの横断方向に関して
前記排土板と部分的に重なり合う一対の第１のサイドガ
ードと、第１の両サイドガードの下位に配置されかつ前
記トンネル内の路面上に支持され、前記トンネルの横断
方向に関して第１の両サイドガードとそれぞれ部分的に
重なり合う一対の第２のサイドガードとからなる。

【０００８】 前記排土板が前記トンネルの横断方向軸
線の周りに揺動可能であるものとし、また、前記第１の
サイドガードがさらに前記第２のサイドガードに載せら
れ、前記トンネルの軸線方向へ移動可能であるものとす
ることができる。

【０００９】前記架台についてはこれを前記トンネル内
に配置されたプロテクタ上を走行可能のものとし、ま
た、その前部に、前記プロテクタ上から前記破砕片およ
び掘削片をその両側方へ導くための誘導手段を有するも
のとすることができる。この誘導手段も、前記排土板と
同様に前記トンネルの横断方向軸線の周りに揺動可能と
することができる。

【００１０】

【発明の作用および効果】本発明によれば、架台に据え
付けられる破砕・掘削用装置の使用または前記架台を作
業台として仕掛けられた発破の使用により既設トンネル
が破砕されまた該既設トンネルの周囲地盤が掘削される
とき、落下する破砕片および掘削片は、誘導手段を介し
て、前記架台の両側方に導かれることから、前記架台の
両側方間に、次の破砕および掘削箇所への移動に必要な
前記架台の走行路を確保することができる。

【００１１】 前記誘導手段が、排土板、第１のサイド
ガードおよび第２のサイドガードをもって構成され、前
記排土板およびその下位の第１の各サイドガードと、第
１の各サイドガードおよびその下位の第２の各サイドガ
ードとが、それぞれ、前記トンネルの横断方向に関して
部分的に重なり合っていることから、前記破砕片および
掘削片を、前記排土板、前記第１のサイドガードおよび
前記第２のサイドガードの順にこれらに沿って前記架台
の側方に導くことができ、また、前記第２のサイドガー
ドが前記トンネル内の路面上に支持されていることか
ら、前記架台の側方に導かれた後の前記破砕片および掘
削片の前記架台の両側方間内への侵入を防止することが
できる。

【００１２】前記トンネルの横断方向軸線の周りに揺動
可能の排土板は、これを揺動させて水平状態から垂直状
態とすることにより、発破による掘削の際に飛び散るこ
とがある掘削片に対する盾とすることができ、これによ
り、前記架台上の破砕・掘削用装置および作業員の危険
防止を図ることができる。

【００１３】 また、前記第１のサイドガードをさらに
前記第２のサイドガードに載せることによりその支持安
定性を高めることができる。また、前記トンネルの軸線
方向へ移動可能とすることにより、移動後の前記架台に
おける排土板に対する位置関係を容易に確立することが
できる。

【００１４】前記プロテクタ上を走行可能の架台にあっ
ては、その前部に支持された誘導手段により、その走行
の妨げとなる破砕片および掘削片を前記プロテクタ上か
らその両側方へ排除することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、馬蹄形の既設
の山岳トンネル１０の一部と、該トンネルの拡幅のため
に新たに構築される、既設トンネル１０より大きい断面
を有する馬蹄形の新たなトンネル１２の一部とが想像線
で示されている。

【００１６】新たなトンネル１２は、既設トンネル１０
すなわちその覆工を破砕し、さらにその周囲地盤１４
（図２）を掘削した後、その掘削壁面に沿って構築され
る。また、必要に応じて、新たなトンネル１２の一部と
して、インバート１５（図３）が設置される。

【００１７】既設トンネル１０の覆工の破砕およびその
周囲地盤１４の掘削箇所における通行を確保するため、
既設トンネル１０内に通行路を規定するプロテクタ１６
が配置され、また、前記破砕および掘削（発破による掘
削を含む）の際に使用される架台１８が配置される。プ
ロテクタ１６および架台１８は、既設トンネル１０の拡
幅工事に用いられる本発明の設備の一部をなす。

【００１８】図示のプロテクタ１６は逆Ｕ字形の横断面
形状を有し、既設トンネル１０に沿って前記破砕・掘削
箇所およびその前後（図２で見て左方が前方である。）
にわたって伸びている。

【００１９】プロテクタ１６は既設トンネル１０の横断
方向におけるほぼ中央部に配置され、既設トンネル１０
内の路面２０に例えばボルト止めにより固定されてい
る。プロテクタ１６は、その上方に作業空間を確保する
ことができ、また、人や自動車が通ることができるよう
にその大きさが定められている。プロテクタ１６は、前
記破砕・掘削箇所の移動すなわち前進に応じて、既設ト
ンネル１０内をその軸線方向へ移動される。移動は、前
記ボルトを抜いて行う。

【００２０】架台１８は、プロテクタ１６の上方に位置
する台板２２と、台板２２を路面２０上に支持する複数
（図示の例では三対）の支柱２４とを有する。

【００２１】台板２２は既設トンネル１０の軸線方向に
伸びる矩形の平面形状を有する。また、台板２２はプロ
テクタ１６より大きい幅寸法すなわち既設トンネル１０
の横断方向長さを有する。

【００２２】各対の支柱２４はそれぞれ台板２２の両側
にあってプロテクタ１６の両側面にそれぞれ相対してい
る。これにより、架台１８はプロテクタ１６を跨ぐよう
に配置されている。台板２２の側方の複数の支柱２４
は、縦材、横材および斜材からなる補強材２３により相
互に連結されかつ補強されている。

【００２３】 架台の台板２２には、既設トンネル１０
の覆工の破砕、その周囲地盤１４の掘削、周囲地盤１４
中への装薬等を行うために用いられるブレーカ、削岩
機、掘削機、削孔機等からなる破砕・掘削用装置（図示
せず）が据え付けられる。これらの装置は台板２２上で
の操作により、その前方に位置する前記覆工および地盤
１４に対して破砕・掘削作用を及ぼすことができる。符
号２５はこの破砕・掘削作業により台板２２の前方にお
いてプロテクタ１６の頂面上に落下、堆積した破砕片ま
たは掘削片を示す。符号２６は、作業員が台板２２を昇
り降りするために設けられた一対のタラップを示す。ま
た、符号２７は、後述する排土板３６による前記破砕片
または掘削片の排除の際にこれらが前方へ移動しないよ
うに留める作用をなす留め板を示す。

【００２４】各支柱２４には、その下端に、レール走行
用の一対の車輪２８と、一対のアウトリガー３０とが取
り付けられている。

【００２５】車輪２８は、路面２０上に敷設され既設ト
ンネル１０の軸線方向へ伸びる一対のレール３２のそれ
ぞれに載っており、該レール上を転動可能である。両レ
ール３２は、それぞれ、プロテクタ１６の両側に該プロ
テクタから間隔をおいて配置されている。したがって、
プロテクタ１６を跨いだ状態の架台１８は、レール３２
を介して、人力または機械力をもって、路面２０上をそ
の軸線方向へ走行させることができる。架台１８は、図
示の例に代えて、レール３２を介することなく、路面２
０上を直接走行するものであってもよい。

【００２６】また、アウトリガー３０はその下端部を下
方へ伸長動作させて路面２０に接地させることができ、
これにより、前記破砕・掘削作業の間における台板２２
の安定性を維持すると共に車輪２８およびレール３２に
及ぼされる負荷を軽減する。

【００２７】前記トンネルの拡幅工事に用いられる本発
明の設備は、さらに、誘導手段３４を有する。

【００２８】誘導手段３４は、前記破砕・掘削作業によ
り生じまた落下する破砕片または掘削片２５を架台１８
の両側方３５に導く作用をなす。これにより、破砕片ま
たは掘削片２５がレール３２上およびその近傍に堆積す
ることおよびこれに伴う架台１８の走行障害が回避され
る。

【００２９】図示の誘導手段３４は、排土板３６と、一
対の第１のサイドガード３８と、一対の第２のサイドガ
ード４０とからなる（図２および図３参照）。なお、第
１および第２のサイドガード３８，４０については、図
の煩雑を回避するため、図１および図４への図示を省略
した。

【００３０】排土板３６は台板２２の前方に水平に配置
されかつ台板２２の前部に支持されている。排土板３６
は、前方に向けて山形に突出する鋤形部材４２からな
る。

【００３１】鋤形部材４２は、架台１８が前方に移動す
るとき、プロテクタ１６上の破砕片または掘削片２５を
掬いながら、プロテクタ１６上からその両側へ破砕片ま
たは掘削片２５を排除する。

【００３２】図示の鋤形部材４２は、その後部におい
て、既設トンネル１０の横断方向に伸びる軸線（横断方
向軸線）の周りに揺動可能に台板２２の前部に支持され
ている。符号３７および３９（図２および図４）はそれ
ぞれ台板２２の前部および鋤形部材４２の後部に設けら
れ互いに部分的に重なり合うブラケットであり、また、
符号４１はこれらの互いに相対する一対のブラケット３
７，３９を既設トンネル１０の横断方向に貫通し、前記
軸線を規定する複数のピンを示す。

【００３３】より詳細には、鋤形部材４２の前端が前方
を向いている図示の水平状態と、その前端が上方を向く
垂直状態との間で揺動可能である。鋤形部材４２を前記
垂直状態におくときは、周囲地盤１４を発破により掘削
するときの掘削片の飛来から台板２２上の作業員および
前記装置を守る盾とすることができる。鋤形部材４２の
揺動運動は、人力または例えば液圧ジャッキ（図示せ
ず）の作動により生じさせることができる。

【００３４】図５に示すように、第１のサイドガード３
８および第２のサイドガード４０は、それぞれ、全体に
くの字形の横断面形状を有する、既設トンネル１０の軸
線方向へ伸びる板体からなる。第１のサイドガード３８
は、第２のサイドガード４０より短い長さ寸法を有し、
また、第１のサイドガード３８および第２のサイドガー
ド４０は、共に、既設トンネル１０の側壁に向けて膨出
するように配置されている。

【００３５】第１の両サイドガード３８は、それぞれ、
プロテクタ１６の両側部４４に支持されている。図示の
例では、第１のサイドガード３８は、その上端部におい
て、プロテクタ１６の側部４４の上部位置において吊持
されている。

【００３６】より詳細には、プロテクタ１６の側部４４
にその長手方向（既設トンネル１０の軸線方向）へ伸び
る溝４６が設けられ、第１のサイドガード３８の上端部
が溝４６内に挿入されている。第１のサイドガード３８
の上端部にはその長手方向に互いに間隔をおいて配置さ
れた複数の車輪４８が取り付けられており、これらの車
輪４８は溝４６内においてその壁面に接して前記軸線方
向へ転動可能である。これにより、第１のサイドガード
３８がプロテクタ１６の側部４４にその長手方向へ移動
可能に吊持されている。

【００３７】さらに、第１のサイドガード３８の下端部
に複数の車輪５０と、プーリ状の他の車輪５２とが回転
可能に支持されている。プーリ状の車輪５２および車輪
５０は、それぞれ、既設トンネル１０の横断方向へ伸び
る軸部材４９および該軸部材の一端部に固定され上下方
向へ伸びる他の軸部材５３に回転可能に支承されてい
る。軸部材４９はその他端部において第１のサイドガー
ド３８の下端部に固定され、また、その中間部において
支持部材５５を介して第１のサイドガード３８の上部に
支持されている。

【００３８】車輪５０はプロテクタ１６の側部４４にそ
の長手方向へ転動可能に接しており、また、車輪５２は
第２のサイドガイド４０の上端にこれをその長手方向へ
転動可能に載っている。これにより、プロテクタ１６に
対する第１のサイドガード３８の姿勢が安定的に維持さ
れる。

【００３９】第１のサイドガード３８は、プロテクタの
側部４４に支持されていることから台板２２に支持され
た排土板３６の下位にある。また、第１のサイドガード
３８は、前記トンネルの横断方向に関して、排土板３６
と部分的に重なり合っている（図３参照）。このため、
第１のサイドガード３８はその一部においてその上部が
排土板３６に覆われ、排土板３６が掻き落とす破砕片ま
たは掘削片２５は、第１のサイドガード３８を伝って両
レール３２間外すなわち第１のサイドガード３８と前記
トンネルの側壁との間に導かれる。

【００４０】第１のサイドガード３８は、これを前記ト
ンネルの軸線方向へ人力で押すことにより、その位置決
めを行いまたこれを移動させることができる。

【００４１】第２のサイドガード４０は、その下部にお
いて、例えばボルト止め（図示せず）により、路面２０
に固定されている。第２のサイドガード４０は、前記ボ
ルトを取り外すことにより、その配置位置を変更するこ
とができる。

【００４２】第２のサイドガード４０は第１のサイドガ
ード３８の下位にあり、かつ、既設トンネル１０の横断
方向に関して第１のサイドガード３８と部分的に重なり
合っている。したがって、排土板３６と第１のサイドガ
ード３８との関係と同様、第２のサイドガード４０はそ
の一部においてその上部が第１のサイドガード３８に覆
われ、第１のサイドガード３８を伝って落ちる破砕片ま
たは掘削片２５は、第２のサイドガード４０を伝って第
２のサイドガード４０と前記トンネルの側壁との間に導
かれる。これにより、レール３２およびその近傍への破
砕片または掘削片２５の落下を回避し、レール３２に沿
っての架台１８の走行を確保することができる。

【００４３】図１−図５に示す架台１８、すなわち路面
２０上を走行可能の架台１８に代えて、図６および図７
に示すように、プロテクタ１６上、より詳細にはプロテ
クタ１６の平坦な頂部５４上を走行可能である架台５６
を有する設備とすることができる。

【００４４】架台５６は台板を有する。この台板は、架
台１８における台板２２と同様であり、説明の重複を避
けるため、これに同じ符号２２を付すに止める。また、
これと同様の理由から、架台５６を有する設備を構成す
る他の要素についても、架台１８を有する設備における
と同様であるときは、該設備を構成する要素に付した符
号と同じ符号を用いてその詳細な説明を省略する。

【００４５】架台５６の台板２２の底面には、プロテク
タの頂部５４に接してこれをその長手方向に転動可能で
ある複数の走行用車輪５８が取り付けられている。

【００４６】また、台板２２はその両側部にそれぞれ互
いに間隔をおいて配置されかつ固定され下方へ伸びる複
数の側部材６０を有する。各側部材６０は、路面２０に
接しないように該路面の上方位置で終端している。

【００４７】各側部材６０には、プロテクタ１６の各側
部４４に接してその長手方向へ転動可能である複数の車
輪６２（図７）が取り付けられている。車輪６２は、台
板２２がプロテクタ１６に沿って真っ直ぐに移動するよ
うに、プロテクタ１６の幅方向に関する台板２２の移動
を制限する。

【００４８】各側部材６０の下端部には、一対のアウト
リガー３０が取り付けられている。アウトリガー３０
は、架台１８におけると同様、その下端部を下方へ伸長
動作させて路面２０に接地させることができ、これによ
り、前記破砕・掘削作業を行う間における台板２２の安
定性を維持すると共に走行車輪５８およびプロテクタ１
６に及ぼされる負荷を軽減する。

【００４９】架台５６を有する設備は、架台５６のほ
か、プロテクタ１６と、排土板３６のみからなる誘導手
段とを備える。

【００５０】排土板３６は、プロテクタ１６上に落下
し、堆積した破砕片または掘削片２５を、架台５６がプ
ロテクタ１６上をその長手方向へ移動するときにプロテ
クタ１６の両側に掻き落とす。これにより、プロテクタ
１６上における架台５６の走行を確保することができ
る。言うまでもなく、架台５６は、架台１８と異なり、
路面２０上を走行しないため、架台１８を有する設備で
必要としたレール３２上への前記破砕片または掘削片の
落下を排除するための第１および第２のサイドガード３
８，４０は不要である。

【００５１】排土板３６は、架台１８におけると同様、
水平状態および垂直状態にそれぞれ維持することができ
かつこれらの状態間で揺動可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の設備の一部をなす架台および誘導手段
の一部を示す斜視図である。

【図２】本発明の設備の縦断面図である。

【図３】図２の線３−３に沿って得た横断面図である。

【図４】設備の平面図である。

【図５】第１および第２のサイドガードの拡大断面図で
ある。

【図６】他の設備の例の縦断面図である。

【図７】図６の線７−７に沿って得た横断面図である。

【符号の説明８】 １０ 既設の山岳トンネル １２ 新たなトンネル １４ 周囲地盤 １６ プロテクタ １８，５６ 架台 ２０ トンネル内の路面 ２２，２４ 架台の台板および支柱 ３４ 誘導手段 ３６，３８，４０ 排土板、第１および第２のサイドガ
ード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垣内 幸雄 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会 社熊谷組東京本社内 (72)発明者 北原 成郎 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会 社熊谷組東京本社内 (72)発明者 石田 義昭 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 今岡 彦三 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 田中 康弘 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 小森 昭 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (72)発明者 桜井 敏晴 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (72)発明者 市川 健作 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−28175（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設の山岳トンネルを拡幅するために行
   われる前記トンネルの破砕およびその周囲地盤の掘削に
   供される設備であって、前記トンネル内の路面上に配置
   され通行路を規定するプロテクタと、前記トンネルの破
   砕およびその周囲地盤の掘削に用いられる装置が据え付
   けられる架台であって前記トンネル内に前記プロテクタ
   を跨ぐように配置され前記トンネル内の路面上を走行可
   能である架台と、前記トンネル内に配置された、前記ト
   ンネルの破砕片および前記周囲地盤の掘削片を前記架台
   の両側方にそれぞれ導くための誘導手段とを含み、 前記誘導手段は、前記架台の前部に支持された排土板
   と、該排土板より下位に配置されかつ前記プロテクタの
   両側部にそれぞれ支持された一対の第１のサイドガード
   であって前記トンネルの横断方向に関して前記排土板と
   部分的に重なり合う一対の第１のサイドガードと、第１
   の両サイドガードの下位に配置されかつ前記トンネル内
   の路面上に支持され、前記トンネルの横断方向に関して
   第１の両サイドガードとそれぞれ部分的に重なり合う一
   対の第２のサイドガードとからなる 、設備。
2. 【請求項２】 前記排土板は前記トンネルの横断方向へ
   伸びる軸線の周りに揺動可能である、請求項１に記載の
   設備。
3. 【請求項３】 前記第１のサイドガードはさらに前記第
   ２のサイドガードに載っており、前記トンネルの軸線方
   向へ移動可能である、請求項１に記載の設備。
4. 【請求項４】 既設の山岳トンネルを拡幅するために行
   われる前記トンネルの破砕およびその周囲地盤の掘削に
   供される設備であって、前記トンネル内の路面上に配置
   され通行路を規定するプロテクタと、前記トンネルの破
   砕およびその周囲地盤の掘削に用いられる装置が据え付
   けられる架台であって前記プロテクタ上に配置され該プ
   ロテクタ上を走行可能である架台と、該架台の前部に支
   持された、前記トンネルの破砕片および前記周囲地盤の
   掘削片を前記プロテクタ上からその両側方に導くための
   誘導手段とを含む、設備。
5. 【請求項５】 前記誘導手段は前記トンネルの横断方向
   へ伸びる軸線の周りに揺動可能である、請求項４に記載
   の設備。