JP3808966B2 - 活線トンネル拡幅装置と拡幅工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅工事するための活線トンネル拡幅装置と拡幅工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の交通量の増大や老朽化したトンネルのリニューアルなどにより、トンネルの拡幅工事が増加している。
そのため、長期間にわたりトンネルを通行止めして工事を行い、この期間中は迂回路線を設け対処していた。
しかしこの方法によると、迂回路線建設のための工事費がかさむばかりでなく、利用者にとって多大な迷惑を受けるという問題があった。
また、迂回路線を設けずに、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅する方法も提案されている。(特公平2−36755)
しかしこの方法においても、既設トンネルの両側に先進側壁導坑を掘削し、側壁を構築しなければならないなど、工期、工事費がかさみ、必ずしも最善の方法ではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためなされたもので、簡単な構成で、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅することができる活線トンネル拡幅装置と拡幅工法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅装置であって、既設トンネルの内面に配置した移動式防護シェルターと、移動式防護シェルター上に設けた移動式作業架台と、移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室と、移動式防護シェルター外に設置したズリ出し装置から構成されることを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、また、移動式防護シェルターは、既設トンネルの路盤上に設置したレール上を、トンネルの軸心方向と並行に移動するためのレール受け部を有し、外周面の所定箇所に、トンネルの軸心方向と並行してガイド突起を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、また、移動式作業架台は、円弧状の偏平箱形を呈し、偏平箱形内面の上下に凹凸部を有し、該凹凸部に咬合するギアーを内臓し、偏平箱形表面の、トンネル軸心と直角方向にスリット部を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、また、移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室は、それぞれ、移動式作業架台に内臓されたギアーと連結され、移動式作業架台表面に設けたスリット部に沿って移動することを特徴とする活線トンネル拡幅装置であり、さらにまた、既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅工法であって、既設トンネルの路盤上にレールを設置し、レール上に移動式防護シェルターを配置した後、移動式防護シェルター上に移動式作業架台を載置し、移動式防護シェルター及び移動式作業架台をトンネルの軸心方向と並行に、切羽に向かって移動させ、移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室を、トンネル軸心と直角方向にスリット部に沿って移動させ、掘削工事及び支保工工事を行い、掘削土砂及び支保工廃材を、ズリ出し装置により、坑外に搬出することを特徴とする活線トンネル拡幅工法である。
【0005】
【発明の実施の形態1】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0006】
<イ>活線トンネル拡幅装置の全体構成
図1は、本発明による活線トンネル拡幅装置の全体構成を示す斜視図である。拡幅装置は、既設トンネルTの路盤上に設置されたレール1と、既設トンネルTの内面に水平方向移動可能に配置され、レール1上を走行する移動式防護シェルター2と、移動式防護シェルター2上に設けた移動式作業架台3と、移動式作業架台3上に設けた掘削装置4、支保工装置5及びオペレーター室6と、移動式防護シェルター2外に設置したショベル7及びベルトコンベアー8のズリ出し装置から構成される。
【0007】
<ロ>レール
レール1は、既設トンネルTの路盤上に設置され、拡幅工事区間の全延長に亘って敷設される。
またレール1は、既設トンネルTの坑口よりもさらに外側の、明り部にも延長して敷設されている。
【0008】
<ハ>移動式防護シェルター
図2は、移動式防護シェルター2上に移動式作業架台3を載置した状態を示す正面図である。
移動式防護シェルター2外周面の所定箇所に、トンネルの軸心方向と並行してガイド突起21を設けている。
また、移動式防護シェルター2の両端部にレール受け部22を設け、レール1上をトンネルの軸心方向に移動できる構造となっている。
移動式防護シェルター2は、既設トンネルTの断面に合わせて、その内周面に余裕を持って収容される大きさとし、掘削作業による落石等の外力に充分抵抗できる強度を有する鉄板等で構成されている。
【0009】
<ニ>移動式作業架台
移動式作業架台3内周面には、前記ガイド突起21に嵌入し、移動するための車輪31が設けられている。
図3は、移動式作業架台3全体の斜視図であり、トンネルの軸心と直角方向にスリット32が設けられている。
図4は、移動式作業架台3の部分拡大正面図を示し、円弧状の偏平箱形を呈した内面の上下に、凹凸部33を形成し、該凹凸部33に咬合するギアー34を内臓している。
ギアー34は後述の掘削装置4、支保工装置5、オペレータ室6のそれぞれの支持部35に連結され、トンネルの軸心と直角方向に設けたスリット32に沿って移動する構造となっている。
移動式作業架台3は、前記移動式防護シェルター2と同様、掘削作業による落石等の外力及び掘削装置4、支保工装置5、オペレータ室6の荷重に充分抵抗できる強度を有する鉄板等で構成されている。
【0010】
<ホ>掘削装置
掘削装置4は拡幅切羽Eに最も近い移動式作業架台3のスリット32に沿って移動し、既存のブレーカーやロードヘッダー及び切断機が移動式作業架台3に内臓しているギアー34と支持部35により連結されている。
【0011】
<ヘ>支保工装置
支保工装置5は移動式作業架台3の中間部のスリット32に沿って移動し、トンネル支保工のためのロックボルト削孔用ドリルや吹き付けコンクリートロボットなどがギアー34と支持部35により連結されている。
【0012】
<ト>オペレータ室
オペレータ室6は拡幅切羽Eから最も離れた移動式作業架台3のスリット32に沿って移動し、掘削装置4や支保工装置5による作業を運転操作する。
【0013】
<チ>ズリ出し装置
移動式防護シェルター2外の拡幅切羽E付近にショベル7を配置し、ベルトコンベアー8を拡幅工事区間の全延長に亘って配置し、ズリ出し装置とする。
【0014】
【作用】
以下図を参照して、本発明による活線トンネル拡幅工法を施工順序に従って説明する。
【0015】
<イ>レールの敷設
図1に示すように、既設トンネルTの路盤上にレール1を拡幅工事区間の全延長に亘って敷設する。
レール1の敷設は、既設トンネルTの坑口よりもさらに外側の、明り部にも延長して敷設される。
【0016】
<ロ>移動式防護シェルターの設置
既設トンネルTの坑口よりもさらに外側の、明り部に延長して敷設されたレール1上に、移動式防護シェルター2を設置する。
設置方法は、クレーンで吊り下げるか又はレール1に並行に置いておき、横移動させて設置するなど、任意の方法を採用すればよい。
作業は短時間で終了するため、この作業中のみ交通を遮断しなければならない。 また、移動式防護シェルター2上に移動式作業架台3も予め設置しておき、同時にレール1上に設置してもよい。
【0017】
<ハ>移動式作業架台の設置
移動式防護シェルター2外周面の所定箇所に設けられたガイド突起21上に、移動式作業架台3内周面に設けた車輪31を嵌入させて設置する。(図1、図2) この作業は、前述の通り予め別の場所で行っておいてもよい。
【0018】
<ニ>掘削装置、支保工装置、オペレータ室の設置
移動式作業架台3上に掘削装置4、支保工装置5、オペレータ室6を設置する。 その設置方法は、図3に示すように移動式作業架台3にスリット32が設けてあり、また内部には凹凸部33に咬合するギアー34を内臓しているので、支持部35を介してギアー34と掘削装置4、支保工装置5、オペレータ室6をそれぞれ連結して設置する
【0019】
<ホ>移動式防護シェルターの移動
活線トンネルの拡幅工事のための装置が設置完了後、レール1上の移動式防護シェルター2を拡幅切羽Eに向かって任意の方法により移動させる。(図1)
移動式防護シェルター2は、既設トンネルTの内周面に沿って挿入できる形状となっているので、掘削工事の能力、進行速度に応じて充分に安全が確保される位置まで挿入しなければならない。
【0020】
<ヘ>移動式作業架台の位置調整
移動式防護シェルター2のガイド突起21に沿って、移動式作業架台3上の掘削装置4、支保工装置5の操作及びオペレータ室6での操作が最適位置になるように、移動式作業架台の位置調整を行う。
【0021】
<ト>掘削、支保工作業
オペレータ室6での監視操作により、掘削装置4、支保工装置5を遠隔操作して拡幅切羽Eの拡幅作業を開始する。
また、拡幅作業に後続して既設トンネルTの撤去作業を行う。
支保工作業は、ロックボルトの打設とコンクリートの一次吹き付けを行い、特に拡幅領域が狭い場合は、ロックボルトの打設は斜め前方に打ち、H鋼による支保が困難であるため、鋼繊維コンクリートなどの、吹き付けのみの支保工とする。 一次支保工作業の終了後、二次覆工を行いトンネルの拡幅を完成させていく。
【0022】
<チ>ズリ出し作業
落下してくる岩石、土砂、廃材などを、移動式防護シェルター2外に設置したショベル7及びベルトコンベアー8からなるズリ出し装置により坑外に搬出する。
【0023】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから、次のような効果を得ることができる。
<イ>トンネル内の交通を、工事期間中長期に亘り遮断せずに施工できる。
<ロ>トンネルの拡幅工事中は、既設トンネル内は移動式防護シェルターにより保護されているため、トンネル利用者は安全である。
<ハ>トンネルの拡幅工事中は、既設トンネル内は移動式防護シェルターにより保護されているため、工事の安全を確保できる。
<ニ>トンネルの拡幅装置は、拡幅切羽面に沿って自由に移動できるので、作業効率が向上する。
<ホ>トンネルの拡幅装置を操作するオペレータ室は、拡幅切羽の至近距離であるため、適切な操作ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による活線トンネル拡幅装置の全体構成を示す斜視図。
【図2】移動式防護シェルター上に移動式作業架台を載置した状態を示す正面図。
【図3】移動式作業架台全体の斜視図。
【図4】移動式作業架台の部分拡大正面図。
Claims (5)
- 既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅装置であって、
既設トンネルの内面に配置した移動式防護シェルターと、
移動式防護シェルター上に設けた移動式作業架台と、
移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室と、
移動式防護シェルター外に設置したズリ出し装置から構成されることを特徴とする活線トンネル拡幅装置。 - 請求項1に記載の活線トンネル拡幅装置において、
移動式防護シェルターは、既設トンネルの路盤上に設置したレール上を、トンネルの軸心方向と並行に移動するためのレール受け部を有し、
外周面の所定箇所に、トンネルの軸心方向と並行してガイド突起を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置。 - 請求項1に記載の活線トンネル拡幅装置において、
移動式作業架台は、円弧状の偏平箱形を呈し、偏平箱形内面の上下に凹凸部を有し、該凹凸部に咬合するギアーを内臓し、偏平箱形表面の、トンネル軸心と直角方向にスリット部を設けたことを特徴とする活線トンネル拡幅装置。 - 請求項1又は請求項3に記載の活線トンネル拡幅装置において、 移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室は、それぞれ、移動式作業架台に内臓されたギアーと連結され、移動式作業架台表面に設けたスリット部に沿って移動することを特徴とする活線トンネル拡幅装置。
- 既設トンネルの使用を妨げることなく、トンネルを拡幅するための活線トンネル拡幅工法であって、
既設トンネルの路盤上にレールを設置し、
レール上に移動式防護シェルターを配置した後、
移動式防護シェルター上に移動式作業架台を載置し、
移動式防護シェルター及び移動式作業架台をトンネルの軸心方向と並行に、切羽に向かって移動させ、
移動式作業架台上に設けた掘削装置と支保工装置及びオペレーター室を、トンネル軸心と直角方向にスリット部に沿って移動させ、
掘削工事及び支保工工事を行い、
掘削土砂及び支保工廃材を、ズリ出し装置により、坑外に搬出することを特徴とする活線トンネル拡幅工法。
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JP07275097A JP3808966B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 活線トンネル拡幅装置と拡幅工法 |
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1997
- 1997-03-10 JP JP07275097A patent/JP3808966B2/ja not_active Expired - Fee Related
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