JP4011526B2 - Tunnel inner wall repair method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長年の使用によって老朽化したトンネル内壁面の改修方法とその方法を実施するための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
老朽化したトンネルのコンクリート覆工からなる内壁面を改修するには、従来から、トンネル内に切削装置を移設可能に固定してこの切削装置によりそのトンネル部分のコンクリート内壁面を所定厚さだけ切削し、切削完了後にこの切削装置の固定を解いて次の切削位置に移設したのち、再び、上記切削壁面に連続する切削作業を行い、この作業を繰り返すことによってトンネルの長さ方向に切削壁面を形成していく一方、この切削装置に後続してコンクリート吹付装置及び塊状の切削物取込室を備えた第1台車と、切削物吸引ファン及び粉状の切削物収集室を備えた第2台車と、ミキサを搭載した第3台車とを順次、配設し、上記切削装置による切削物を上記吸引ファンにより吸引管を通じて上記塊状の切削物取込室と切削物収集室とに収集すると共に上記ミキサからコンクリート吹付装置に生コンクリートを供給して切削壁面に吹きつけることによりトンネル内壁面を改修することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭61−75200号公報(第2〜4頁、第1図)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなトンネル内壁面の改修方法によれば、切削装置はトンネル内壁面に固定した状態でその内壁面部分を切削し、切削後にトンネル内壁面に対する固定を解除して次の切削場所に移設しなければならないために、その移設作業に著しい手間と労力を要して改修作業に支障をきたす虞れがあるばかりでなく、切削物をコンベアや運搬車などの排出設備によって坑外に排出しているために、この切削物の排出設備やストックヤードを必要となって設備費が高騰する上に、切削物が廃棄物として残るために環境面の配慮を行わなければならず、また、その処理に費用がかかって不経済であるといった問題点があった。
【0005】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、トンネル内壁面の改修が能率よく行えると共に切削片を有効に使用して経済的なトンネル内壁面の改修を可能にしたトンネル内壁面の改修方法およびその改修装置を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のトンネル内壁面の改修方法は、請求項1に記載したように、トンネル内壁面切削機をトンネル長さ方向に移動させながら老朽化したトンネル内壁面を切削し、切削したコンクリート切削物を後方のミキサに供給してセメントミルク又はモルタルと混練することにより生コンクリートを作製し、この生コンクリートを上記トンネル内壁面切削機による切削壁面に打設することを特徴とするものである。
【0007】
さらに、このトンネル内壁面の改修方法において、トンネル内壁面切削機によって切削されたトンネル内壁面のコンクリート切削物を排除手段により寄せ集めて後方のコンベアに送り込み、このコンベアから振動ふるいに連続的に供給して該振動ふるいを通過しないコンクリート切削物の切削片を骨材としてミキサに供給することを特徴とする。
【0008】
請求項2に係る発明は、上記トンネル内壁面の改修方法を実施するための装置であって、トンネル内にトンネル長さ方向に移動しながらトンネル内壁面を切削する内壁面切削機と、この内壁面切削機によって切削されたコンクリート切削物を収集する収集手段と、収集されたコンクリート切削物をセメントミルク又はモルタルと混練して生コンクリートを作製するミキサと、この生コンクリートを上記内壁面切削機によって切削された切削壁面に打設する生コンクリート打設手段とをトンネル長さ方向に後方に向かって順次、配設してなる構成としている。
【0009】
さらに、このように構成したトンネル内壁面の改修装置において、上記トンネル壁面切削機と収集手段との間にコンクリート切削物を切削壁面から寄せ集めて収集手段に送り込むコンクリート切削物の排除手段を配設していることを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、上記収集手段の好ましい構造であって、台車上に搭載したホッパと、このホッパ上に配設した振動ふるいと、排除手段から排出されるコンクリート切削物を受け取って上記振動ふるいに投下する前側傾斜コンベアと、振動ふるいによってふるい分けられたコンクリート切削部の切削片を該振動ふるいから受け取って後方に搬送する後側傾斜コンベアとからなることを特徴とする。
【0011】
また、請求項4に係る発明は、上記収集手段とミキサとの間に、収集手段の後側傾斜コンベアから搬出されるコンクリート切削片を一旦貯留しておくホッパを搭載した貯留台車を介在させてあり、この貯留台車から一定量のコンクリート切削片をミキサに投入するように構成している。
【0012】
さらに、請求項5に係る発明は、上記ミキサを台車上に搭載していると共に、該ミキサによって混練、作製された生コンクリートをこのミキサに設けている供給口からトンネル内壁面切削機によって切削された切削壁面に供給、打設するように構成している。
【0013】
【作用】
老朽化したトンネル内にコンクリート覆工からなるトンネル内壁面を切削するための切削機をトンネル長さ方向に移動自在に設置する。この切削機の構造としては、例えば、下端に切削ビットを装着してなるロッドを衝撃的に下動させてその切削ビットによりトンネル内壁面を打撃することにより切削するハンマを、トンネル長さ方向に移動自在に配設した基台にトンネル幅方向に往復移動自在に配設してなり、切削ビットによって老朽化しているトンネル内壁面を削り取りながら前進する。
【0014】
このトンネル内壁面の切削機に後続して上記切削ビットにより削り取られたコンクリート切削物の収集手段を構成している収集台車が配設されてあり、この収集台車の前方側に該収集台車と一体に移動するコンクリート切削物排除手段が設けられていて、この排除手段によりコンクリート切削物を切削面から寄せ集めて収集台車に送り込む。この収集台車に振動ふるいを設けておき、コンクリート切削物から粉粒状のコンクリート切削物をふるい落として生コンクリートの骨材としての使用に適した大きさのコンクリート切削片を残し、このコンクリート切削片を振動ふるい側から収集台車に後続している台車上のミキサ側に送り込む。
【0015】
ミキサには骨材としての上記コンクリート切削片と共にセメントミルク又はモルタルが投入され、これらを混練することにより生コンクリートを作製して生コンクリート供給口から上記トンネル内壁面の切削機によって切削された切削壁面に生コンクリートを打設してトンネル内壁面の改修作業を行うものである。
【0016】
この改修作業は、先頭側に配設しているトンネル内壁面切削機から後方側のミキサ台車に至るまで、トンネル内壁面の上記切削機の切削進行速度に同調して順次後続しながら前進し、トンネル内壁面の改修作業を行うものであるが、上記収集台車に設けている振動ふるいからの生コンクリートの骨材としてのコンクリート切削片を、直接、ミキサに供給すると、生コンクリートの調製に必要なコンクリート切削片の量がミキサに投入された時に、その供給を停止させなければならず、トンネル内壁面の切削機による切削作業やコンクリート切削物の排除、収集作業を一旦停止させる等の処置が必要となる。
【0017】
そのため、収集台車とミキサの搭載台車との間にコンクリート切削片の貯留台車を配設しておくことが好ましく、この貯留台車上のホッパに振動ふるいからのコンクリート切削片を、一旦、貯留しておき、このホッパからセメントミルク又はモルタルとの混合割合に応じた一定量のコンクリート切削片をミキサに投入して生コンクリートを作製し、この生コンクリートを切削壁面に打設してトンネル内壁面の改修作業を能率よく行うものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面について説明すると、老朽化したトンネルTのコンクリート覆工からなる内壁面における底面tを改修する装置は、該底面tを一定厚みだけ切削する切削機1と、切削されたコンクリート切削物を底面tの切削壁面t'から排除する排除手段2と、この排除手段2から排出されるコンクリート切削物を収集する収集手段としての収集台車3と、この収集台車3に配設している振動ふるい31によってふるい分けられたコンクリート切削片を一旦、貯留しておく貯留台車4と、この貯留台車4から供給される骨材としてのコンクリート切削片とセメントミルク又はモルタルとを混練して生コンクリートCを作製するミキサ50を搭載しているミキサ台車5と、ミキサ50から切削壁面t'に打設された生コンクリートCを均す均し手段6とからなり、上記切削機1を先頭にして順次この切削機1に後続させてトンネルT内に配設している。なお、本発明でいう「切削」とは切削のみならず「斫り」や「削り」、「破砕」を含む概念であり、また、トンネル内壁面とはトンネル側壁部のみならず、トンネル頂部やトンネル底部を含む概念である。
【0019】
トンネルTの底面tを切削する上記切削機1は、図1〜3に示すように、トンネルTの幅方向に長い水平架台10、10を連結片10' によって前後に小間隔を存して一体に連結し、これらの水平架台10、10の両側端部をトンネル内壁面の両側壁面部における高さ方向の中間部に固定した水平レール11、11上にトンネル長さ方向に移動自在に支持させていると共に、該水平架台10の両側部に装着している高さ調整ジャッキ12、12に基台13を上下動自在に吊支させて底面tに対する基台13の高さを調整可能にし、この基台13に切削ハンマ14をトンネル幅方向に往復移動自在に装着して該切削ハンマ14によりトンネルTの底面tを一定厚み、削り取るように構成している。
【0020】
この切削機1をトンネルTの長さ方向に移動させる機構としては、上記水平架台10、10の両端部に上記水平レール11、11上を転動するローラ15、15を回転自在に軸支し、これらのローラ15、15を水平架台10、10の両側端部に取り付けている駆動モータ16、16によってそれぞれ回転させるように構成している。なお、水平レール11、11はトンネルTの全長に亘って配設しておく必要はなく、切削機1によりトンネル底面tを水平レール11の長さに相当する長さ部分だけ切削される毎に、切削機1が通過した水平レール11を取り外して前側の水平レール11に継ぎ足していけばよい。
【0021】
また、基台13を上下動させる機構17は、図3に示すように該基台13の幅方向の中央部上面に門形枠17a を立設、固定する一方、水平架台10の上面中央部にモータ17b を設置して該モータ17b (図2に示す)の回転軸に固着している楕円形状のカム板17c の円弧状上端面で上記門形枠17a の上端部下面17d を接離自在に支持させ、上記モータ17b の駆動によってカム板17c を回動させることにより、基台13を上下動させるように構成している。
【0022】
さらに、このカム板17c の回転中心から長径側の外周端面までの半径を切削ハンマ14によるトンネル底部の一定の切削深さと未だ切削されていないトンネル底面tから上方への切削ハンマ14のビット14b の離間距離との和に等しくなるように形成されていると共に、上記高さ調整ジャッキ12、12を伸長させて切削ハンマ14のビット14b を未切削のトンネル底面tにトンネルに当接、支持させた状態にし、且つ、カム板17c の長径方向を水平方向に向けた時に、短径方向の上面と上記門形枠17a の下面との間に切削ハンマ14によるトンネル底部の切削深さに相当する間隔(隙間)が設けられるように形成している。なお、このようなカム機構に代えて、クランク機構を採用して基台13を上下動させるように構成しておいてもよい。
【0023】
一方、水平架台10の両側部上面には支持ブラケット10a 、10a が突設してあり、これらの支持ブラケット10a 、10a に上記高さ調整ジャッキ12、12をそのロッド12a を下方に向けた状態にして支持されている。そして、これらのロッド12a、12a の下端に固着している水平ピン12b 、12b を上記基台13の両側部上面に固着した突片13a 、13a に設けている縦長孔13b 、13b にそれぞれ上下動可能に挿通してあり、該縦長孔13b 、13b の上端にこれらの水平ピン12b 、12b を係止させることにより、基台13をそれ以上下動不能に上記高さ調整ジャッキ12、12により吊支させている。なお、突片13a 、13a に設けている上記縦長孔13b 、13b の長さは、上記切削ハンマ14による切削深さよりも長く形成されている。
【0024】
上記基台13の下面には、トンネル底面tにおける幅方向の表面形状に等しい形状に形成されているガイドレール18が一体に設けられている。例えば、図3においてはトンネル底面tの表面が凹円弧状に形成されているので、ガイドレール18もこの凹円弧状の底面に平行に沿うように、両側端から中央に向かって凸円弧状に湾曲したレールに形成されている。このガイドレール18に上記切削ハンマ14の上端部をトンネル幅方向に移動自在に係止させている。
【0025】
切削ハンマ14の移動機構7は、基台13の上面中央部に横行用ジャッキ7aを配設し、この横行用ジャッキ7aの両端から伸縮自在に突設しているピストンロッドの先端にプーリ7b、7bを回転自在に支持させていると共に、基台13の前面或いは背面に上記ガイドレール18に沿って複数個のガイドロール7cを適宜間隔毎に取り付けてこれらのガイドロール7cと上記プーリ7b、7bとに掛け渡している横行用ワイヤ7dを切削ハンマ14の上端部に連結し、横行用ジャッキ7aの一方のピストンロッドを伸長させた時に他方のピストンロッドを収縮させることによって切削ハンマ14をガイドレール18に沿ってトンネル幅方向に往復移動させるように構成している。
【0026】
さらに、上記切削ハンマ14の前面には、図1に示すように圧縮空気吹付管19が装着されてあり、その下端ノズル19a を切削ハンマ14の下端に向かって後方に湾曲させて該ノズル19a から噴射する噴射空気によって、切削ハンマ14により切削されたトンネル底面tのコンクリート切削物を後方に押し進めるようにしている。なお、切削ハンマ14は、公知の打撃削岩機のように下端に切削ビット14b を突設しているロッド14a を圧気により衝撃的に下動させてコンクリート覆工からなるトンネル底面tを打撃力により切削するように構成している。
【0027】
このように構成した切削機1に後続する上記排除手段2は、下向きに開口したケーシング2a内にコンクリート切削物を手前側から後方に向かって掻き寄せる回転ブラシ2bを設けていると共に、このケーシング2aの後端に導出管2cの前端開口部を一体に連結、連通させてなり、該導出管2cの後端開口部を収集台車3の前端下部に取り付けているコンクリート切削物滞留函3aの開口上端に臨ませている。また、上記ケーシング2aの上面に回転ブラシ2bの回転駆動用モータ2dを設置している。
【0028】
上記コンクリート切削物滞留函3aは、収集手段である上記収集台車3の前端に固定している支持フレーム3bに取り付けられていてトンネル底面tの切削壁面t'である底面に摺接しながら収集台車3と一体的に移動するように構成されてあり、この滞留函3aの上端部に上記導出管2cの後端部に突設している水平ブラケット部2c' を回動自在に枢着している。そして、収集台車3の一側前端部と上記水平ブラケット部2c' の先端部間をジャッキ2eにより連結してこのジャッキ2eの伸縮動作によって排除手段2のケーシング2aを水平方向に往復旋回動させるようにしている。
【0029】
収集台車3には台車上に搭載、設置しているホッパ30と、このホッパ30上に設置した振動ふるい31と、上記コンクリート切削物滞留函3a内からこの振動ふるい31の上方にまでコンクリート切削物を搬送する前側傾斜コンベア32と、振動ふるい31によってふるい分けられて該振動ふるい31上に残るコンクリート切削片をこの振動ふるい31から受け取って後方の貯留台車4の貯留ホッパ4aに投入する後側傾斜コンベア33とを備えている。
【0030】
上記前後傾斜コンベア32、33は、無端ベルトの表面に切削物(切削片)を載せる突片32a 、33a を長さ方向に小間隔毎に突設してなり、後側の傾斜コンベア33も前側の傾斜コンベア32と同様に、後方に向かって斜め上方に傾斜させた状態で収集台車3に配設されてあり、その上端部を水平搬送部33b に形成して搬送終端部を貯留台車4の貯留ホッパ4aの上方近傍部に臨ませている。
【0031】
振動ふるい31はそのふるい面を前端から後端に向かって斜め下方に傾斜させていると共に後端部上にバイブレータ31a を設置して該バイブレータ31a によりふるいを振動させ、前側傾斜コンベア32からこの振動ふるい31に投入されたコンクリート切削物を、該ふるい目を通過する粉粒状のコンクリート切削物と、生コンクリート用の骨材として適した大きさのコンクリート切削片とにふるい分け、ふるい目を通過した粉粒状のコンクリート切削物を下方のホッパ30に落下、収集させる一方、ふるい目上に残ったコンクリート切削片を振動ふるい31の下傾端から上記後側コンベア33上に投下させるように構成している。
【0032】
なお、振動ふるい31のふるい目の後端部下方には、振動ふるい31上に投入されたコンクリート切削物に含有する水分を受け入れて下方の適所に貯留する排水管34が取り付けられている。また、ホッパ30の下端開口部は扉35によって開閉自在に閉止されている。
【0033】
貯留台車4には、その後端側に上記収集台車3の前後傾斜コンベア32、33と同じ構造の傾斜コンベア4bが配設されてあり、この傾斜コンベア4bの下端水平部を貯留ホッパ4aの開口下端の下方に臨ませいると共に上端水平部をミキサ台車5上に搭載しているミキサ50の上端開口部に臨ませている。なお、貯留ホッパ4aの下端開口部も扉4cによって開閉自在に閉止されている。
【0034】
上記ミキサ50は、上側のミキサ51とこの上側のミキサ51の底部に設けている通路(図示せず)を通じて連通している下側のミキサ52とからなり、台車上に設置したモータ5aによってこれらのミキサ51、52に回転自在に配設している攪拌羽根5bを回転させるようにしていると共に、上側のミキサ51内で生コンクリートCを作製し、上記通路に設けているバルブ(図示せず)を開放させることによって上側のミキサ51で作製した生コンクリートCを通路を通じて下側のミキサ52内に投入し、この下側ミキサ52内に該生コンクリートCを貯留しておくように構成している。また、下側ミキサ52の後面下端部に、該下側ミキサ52内の生コンクリートCをトンネルTの底部切削壁面t'に排出して打設するパイプからなる生コンクリート供給口5bを設けている。
【0035】
切削壁面t'に打設された生コンクリートCを均すための均し手段6は、図4に示すように、下面を切削壁面t'から該切削壁面t'に補修すべきコンクリートの厚みに相当する寸法を存してトンネルTの全幅に亘って切削壁面t'と平行な湾曲下面6aに形成している均し板61を備え、この均し板61をトンネルTの両側壁面部における高さ方向の中間部に固定した水平レール62、62にトンネル長さ方向に移動自在に支持させている。
【0036】
詳しくは、均し板61のトンネル幅方向の両側端部に棒状の支持部材63、63を立設してこれらの支持部材63、63の上端部に固着した支持板64、64に上記水平レール62、62を挟持しながら転動する複数個のローラ65、65を軸支していると共に一方の支持板64側のローラ65を該支持板64に設置したモータ66によって回転駆動させるようにしてあり、さらに、上記均し板61の上面両側部に該均し板61に振動を与えるためのバイブレータ67、67を設置している。なお、上記水平レール62、62も一定長さのレールを順次、トンネル長さ方向に盛り代え、或いは継ぎ足していくように構成している。
【0037】
次に、以上のように構成したトンネル内壁面における底面tの改修装置によってトンネル底面部を改修する方法を説明すると、まず、切削機1を先頭にしてこの切削機1に、排除手段2、収集台車3、貯留台車4、ミキサ台車5、均し手段6を順次後続させた配置状態にし、切削機1によってトンネルTの改修すべき底面tを一定厚みだけ切削する。
【0038】
この切削方法を詳しく述べると、水平架台10の両側部に配設している高さ調整ジャッキ12、12のロッド12a 、12a を伸長させることによって基台13を下動させ、この基台13に装着している切削ハンマ14の切削ビット14b を底面tの上面に当接させて基台13がそれ以上下動不能にする。また、上記水平架台10の中央部に回動自在に設けているカム板17c をその短径側が垂直方向に向けた状態にしておく。そうすると、切削ハンマ14の切削ビット14b が底面tの上面に当接、受止された状態においては、カム板17c の短径側の上端面と門形枠17a の円弧状下面17dとの間に、切削ハンマ14によって切削すべき一定深さの切削代に等しい隙間(間隔)が形成される。
【0039】
この状態からさらに高さ調整ジャッキ12、12のロッド12a 、12a を伸長させることによって該ロッド12a 、12a に固着している水平ピン12b 、12b を基台13の両側部上面に固着した突片13a 、13a に設けている縦長孔13b 、13b の下端側に移動させた状態にする。
【0040】
この状態にして切削ハンマ14を圧縮空気によって駆動してそのロッド14a を衝撃的に下動させ、下端に装着している切削ビット14b 、14b でトンネル底面tを打撃して該底面tを切削する。切削ハンマ14によるトンネル底面tの切削が進行するに従って基台13が徐々に下動し、所定深さまで底面tが切削されると、上記門形枠17a の円弧状下面17d がカム板17c の短径側の上端面に当接、受止されて基台13がそれ以上、下動するのを阻止され、切削ビット14b によるトンネル底部の一部分の切削が完了する。
【0041】
こうして底面tが切削ハンマ14によって一定深さまで切削されると、カム板17c をその長径方向が垂直方向に向くように回動させと、基台13が上動させられて切削ハンマ14の切削ビット14b が未切削のトンネル底面tよりも上方位置まで持ち上げられた状態となる。次いで、該切削ハンマ14を移動機構7の横行用ジャッキ7aの作動によって基台13の下端部の円弧状のガイドレール18に沿ってトンネルの幅方向の次の切削位置まで横移動させ、再び、上記同様にして基台13を下動させて切削ハンマ14により底面tを一定深さまで切削し、以下、この作業を繰り返し行うことによってトンネルTの底面tの一定長さ部分を全幅に亘って一定深さだけ切削する。
【0042】
次いで、水平架台10をトンネル長さ方向の次の切削位置まで前進させ、その位置で上記同様にして切削ハンマ14により先に切削した切削壁面t'に連続する底面tを切削し、以下、この切削作業を繰り返し行ってトンネルTの底面tを全長に亘って切削して一定深さの切削壁面t'を形成する。
【0043】
切削されたコンクリート切削物は、切削ハンマ14の前面に装着している吹付管19の下端ノズル19a から噴出する空気流によって後方に送られ、切削機1に後続する排除手段2の回転ブラシ2bによって掻き寄せられると共に導出管2cを通じて収集台車3に設けている滞留函3a内に送り込まれる。
【0044】
さらに、コンクリート切削物はこの滞留函3aから前側傾斜コンベア32によって収集台車3の上方に配設している振動ふるい31上に投入され、振動ふるい31によって生コンクリートの骨材としての使用に適さない小さな粉粒状コンクリート切削物を下方のホッパ30内にふるい落とす。一方、振動ふるい31上に残った大きなコンクリート切削片は、振動ふるい31の傾斜面上を該振動ふるい31の振動によって下傾端側に移動し、この下傾斜端から後側傾斜コンベア33上に落下して該後側コンベア33により収集台車3に後続する貯留台車4上の貯留ホッパ4aに投入され、一旦、この貯留ホッパ4a内に貯留しておく。
【0045】
この貯留台車4に後続するミキサ台車5によって生コンクリートを作製する場合には、ミキサ台車5のミキサ50の上側ミキサ51内に、セメントミルク又はモルタルと貯留台車4からのコンクリート切削片とを一定割合でもって投入し、混練することによって生コンクリートを作製する。なお、セメントミクル又はモルタルは生コンクリートの作製時に、トンネルT内に配設した配管8(図2に示す)を通じてミキサ50に供給する。そして、滞留台車4の傾斜コンベア4bによって貯留ホッパ4a内のコンクリート切削片を一定量、ミキサ51内に投入する際に、上記セメントミルク又はモルタルを一定量、このコンクリート切削片と共にミキサ50内に供給する。
【0046】
このように、トンネル底面tを切削することによって得られたコンクリート切削物を振動ふるい31にかけて生コンクリートの骨材としての使用に適さない小さな粉粒状コンクリート切削物を下方のホッパ30内にふるい落として廃棄処理する一方、振動ふるい31上に残った大きなコンクリート切削片を内コンクリート骨材として使用するので、廃棄物として廃棄処理されるコンクリート切削物の量を減らすことができる。なお、振動ふるい31によって得られたコンクリート切削片を全量、切削壁面t'に打設する生コンクリートの骨材として使用できるように、切削壁面t'への生コンクリート打設厚を設定しておくことが好ましく、このように設定しておくと、コンクリート切削片の廃棄作業をなくすことができるばかりでなく、コンクリート切削片以外の通常の骨材を使用する必要をなくすことができる。
【0047】
こうして、作製された一定量の生コンクリートCは下側ミキサ52内に一旦、貯留しておき、切削壁面t'に打設する際には供給口5bを開放して切削壁面t'に流し込み、均し手段6の均し板61をバイブレータ67、67によって振動させながら切削壁面t'に打設された生コンクリートCを均すことによって新たな舗装面に改修する。
【0048】
この改修作業は、上記切削機1によってトンネルTの底面tがトンネル長さ方向に切削されるに従って、切削機1に後続する収集台車3、貯留台車4、ミキサ台車5、均し手段6を前方に移動させながら連続的に行われる。なお、以上の実施の形態においては、切削機1はトンネルTの底面のみを切削するように構成しているが、トンネルTの両側から天端に至るまでの内壁面を切削するように構成してトンネルTの内壁面を全面的に改修してもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上のように本発明のトンネル内壁面の改修方法によれば、請求項1に記載したように、トンネル内壁面切削機をトンネル長さ方向に移動させながら老朽化したトンネル内壁面を切削し、切削したコンクリート切削物を後方のミキサに供給してセメントミルク又はモルタルと混練することにより生コンクリートを作製し、この生コンクリートを上記トンネル内壁面切削機による切削壁面に打設することを特徴とするものであるから、老朽化したトンネル内壁面を切削することによって得られたコンクリート切削物を生コンクリートの骨材として使用するので、このコンクリート切削物のトンネル外への廃棄処理量を著しく減少させることができて経済的であるばかりでなく、該コンクリート切削物を切削機の後方のミキサに供給して生コンクリート作製し、この生コンクリートを切削壁面に打設するので、トンネル内壁面の切削作業に並行して該内壁面の改修作業を能率よく行うことができる。
【0050】
このようなトンネル内壁面の改修方法において、トンネル内壁面切削機によって切削されたトンネル内壁面のコンクリート切削物を排除手段により寄せ集めて後方のコンベアに送り込み、このコンベアから振動ふるいに連続的に供給して該振動ふるいを通過しないコンクリート切削物の切削片を骨材としてミキサに供給することを特徴とするものであるから、切削機による切削作業を中断することなく該切削機によって切削されたコンクリート切削物を排除手段により寄せ集めて後方の振動ふるいに連続的に供給することができ、この振動ふるいによって、生コンクリートの骨材として適した大きさのコンクリート切削片に簡単に選別することができると共に、このコンクリート切削片をミキサにセメントミルク又はモルタルと共に所定の割合でもって供給して生コンクリートを調製することができる。
【0051】
請求項2に係る発明は、上記トンネル内壁面の改修方法を実施するための装置であって、トンネル内にトンネル長さ方向に移動しながらトンネル内壁面を切削する内壁面切削機と、この内壁面切削機によって切削されたコンクリート切削物を収集する収集手段と、収集されたコンクリート切削物をセメントミルク又はモルタルと混練して生コンクリートを作製するミキサと、この生コンクリートを上記内壁面切削機によって切削された切削壁面に打設する生コンクリート打設手段とをトンネル長さ方向に後方に向かって順次、配設した構成としているので、切削機をトンネル長さ方向に移動させながらトンネル内壁面を連続的に切削することができると共に、このコンクリート切削物を収集手段によって収集させて生コンクリートの骨材としてミキサに供給することにより、別に骨材を使用することなく生コンクリートを容易に作製することができ、この生コンクリートを切削機による内壁面の切削に従って、その切削壁面に打設してトンネル内壁面を能率よく改修することができる。
【0052】
このトンネル内壁面改修装置において、トンネル壁面切削機と収集手段との間にコンクリート切削物を切削壁面から寄せ集めて収集手段に送り込むコンクリート切削物の排除手段を配設しているので、この排除手段を切削機に後続させながら該切削機により切削されたコンクリート切削物を自動的に収集手段に送り込むことができ、切削壁面からのコンクリート切削物の除去を確実且つ円滑に行うことができる。
【0053】
さらに、請求項3に係る発明によれば、上記収集手段は、台車上に搭載したホッパと、このホッパ上に配設した振動ふるいと、排除手段から排出されるコンクリート切削物を受け取って上記振動ふるいに投下する前側傾斜コンベアと、振動ふるいによってふるい分けられたコンクリート切削部の切削片を該振動ふるいから受け取って後方に搬送する後側傾斜コンベアとを備えてなるものであるから、上記排除手段から排出されるコンクリート切削物を前側傾斜コンベアによって連続的に振動ふるいに投入して生コンクリートの骨材として適したコンクリート切削片を選別することができ、さらに、このコンクリート切削片を後側傾斜コンベアを通じて後方のミキサ側に円滑に送り出すことができる。
【0054】
また、請求項4に係る発明によれば、上記収集手段とミキサとの間に、収集手段の上記後側傾斜コンベアから搬出されるコンクリート切削片を一旦貯留しておくホッパを搭載した貯留台車を介在させてあり、この貯留台車から一定量のコンクリート切削片をミキサに投入するように構成しているので、上記切削機によるトンネル内壁面の切削量の大小や切削速度に関係なく、貯留台車のホッパ内に貯留しているコンクリート切削片を生コンクリートの骨材としてセメントミルク又はモルタルに対して一定割合の量でもってミキサに供給して内壁面の補修に適した生コンクリートを作製することができる。
【0055】
さらにまた、請求項5に係る発明によれば、上記ミキサは台車上に搭載されてあり、該ミキサによって混練、作製された生コンクリートをトンネル内壁面切削機によって切削された切削壁面に供給する生コンクリート供給口を備えているので、切削機によるトンネル内壁面の切削速度に応じて切削壁面にミキサから所定量の生コンクリートを打設してトンネル内壁面の改修作業を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】トンネル内に配設したトンネル内壁面改修装置全体の簡略側面図、
【図2】その簡略平面図、
【図3】切削機の正面図、
【図4】均し手段の正面図。
【符号の説明】
T トンネル
t 内壁面
t' 切削壁面
C 生コンクリート
1 切削機
2 排除手段
3 収集台車
4 貯留台車
4a 貯留ホッパ
5 ミキサ台車
6 均し装置
10 水平架台
13 基台
30 ホッパ
31 振動ふるい
32、33 前後コンベア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for repairing an inner wall surface of a tunnel that has deteriorated due to long-term use, and an apparatus for carrying out the method.
[0002]
[Prior art]
In order to renovate the inner wall of the concrete lining of an aged tunnel, a cutting device has been fixed in the tunnel so that it can be transferred, and this cutting device cuts the inner wall surface of the tunnel by a predetermined thickness. After the cutting is completed, the cutting device is unfixed and moved to the next cutting position. Then, the cutting wall surface is again cut, and the cutting wall surface is cut in the tunnel length direction by repeating this step. A first carriage having a concrete spraying device and a lump-like cut material take-in chamber following this cutting device, and a second dolly having a cut material suction fan and a powder-like cut material collection chamber And a third carriage equipped with a mixer are sequentially arranged, and the cut object by the cutting device is collected by the suction fan through the suction pipe into the massive cut object collecting chamber and the cut object collecting chamber. It has been made to repair the tunnel wall by blowing the cutting wall by supplying ready-mixed concrete in the concrete spraying device from the mixer while (e.g., see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-61-75200 (
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to such a method for repairing the inner wall surface of the tunnel, the cutting device cuts the inner wall surface portion while being fixed to the inner wall surface of the tunnel, and after the cutting, the fixing to the inner wall surface of the tunnel is released to the next cutting place. Since it must be relocated, there is a risk that the relocation work will require significant effort and labor, and the repair work may be hindered. Therefore, it is necessary to provide equipment for discharging cuts and stock yards, so that the cost of equipment rises and the cuts remain as waste. There was a problem that the processing was expensive and uneconomical.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to efficiently renovate the inner wall surface of the tunnel and to effectively repair the inner wall surface of the tunnel by effectively using a cutting piece. The present invention provides a method for repairing an inner wall surface of a tunnel and a repair device therefor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the tunnel inner wall surface repair method according to the present invention cuts an aged tunnel inner wall surface while moving the tunnel inner wall surface cutting machine in the tunnel length direction. The concrete cut is supplied to a mixer at the rear and mixed with cement milk or mortar to prepare ready-mixed concrete, and this ready-mixed concrete is placed on the cutting wall by the tunnel inner wall cutting machine. To do.
[0007]
further, How to repair the inner wall of this tunnel In tunnel inner wall cutting machine The concrete cuts on the inner wall surface of the tunnel cut by the above are gathered together by the removing means and sent to the rear conveyor, and continuously fed to the vibrating screen from this conveyor, and the cut pieces of the concrete cut not passing through the vibrating screen are boned. It supplies to a mixer as a material, It is characterized by the above-mentioned.
[0008]
[0009]
further, Tunnel inner wall repair device constructed in this way In the above tunnel wall cutting machine The concrete cutting object removing means for collecting the concrete cut material from the cutting wall surface and sending it to the collecting means is arranged between the collecting means and the collecting means.
[0010]
Claim 3 The invention according to the present invention is a preferred structure of the collecting means, wherein a hopper mounted on a carriage, a vibrating screen disposed on the hopper, and a concrete cut material discharged from the removing means are received and the vibrating screen is used. It is characterized by comprising a front inclined conveyor to be dropped and a rear inclined conveyor for receiving the cut pieces of the concrete cutting portion screened by the vibrating sieve from the vibrating sieve and transporting them backward.
[0011]
Claims 4 In the invention according to the invention, a storage cart on which a hopper for temporarily storing a concrete cut piece transported from the rear inclined conveyor of the collecting device is interposed between the collecting device and the mixer. A certain amount of concrete cut pieces are put into the mixer.
[0012]
And claims 5 In the invention according to the present invention, the mixer is mounted on a carriage, and the ready-mixed concrete prepared by the mixer is supplied from a supply port provided in the mixer to a cutting wall surface cut by a tunnel inner wall surface cutting machine. It is configured to be placed.
[0013]
[Action]
A cutting machine for cutting the inner wall of the tunnel made of concrete lining is installed in the aging tunnel to be movable in the tunnel length direction. As the structure of this cutting machine, for example, a rod that has a cutting bit attached to the lower end is moved down impactively and a hammer that is cut by striking the inner wall surface of the tunnel with the cutting bit is used in the tunnel length direction. It is arranged on a movable base so as to be able to reciprocate in the tunnel width direction, and moves forward while scraping the aging tunnel inner wall surface by a cutting bit.
[0014]
A collection carriage constituting the means for collecting the concrete cut material scraped off by the cutting bit following the cutting machine for the inner wall surface of the tunnel is disposed, and integrated with the collection carriage on the front side of the collection carriage. There is provided a concrete cut object removing means that moves to the center, and the concrete cut object is gathered from the cutting surface by this removing means and sent to the collecting cart. This collection trolley is provided with a vibration sieve, and the powdered concrete cut material is screened out from the concrete cut material to leave a concrete cut piece of a size suitable for use as a raw concrete aggregate, and the concrete cut piece is vibrated. Feed from the sieve side to the mixer side on the carriage that follows the collection truck.
[0015]
Cement milk or mortar is added to the mixer together with the above-mentioned concrete cut pieces as aggregates, and these are kneaded to prepare ready-mixed concrete, and the cut wall surface cut by the above-mentioned tunnel inner wall cutting machine from the ready-mixed concrete supply port. The concrete will be placed on the wall and the tunnel wall will be repaired.
[0016]
This refurbishment work advances from the tunnel inner wall surface cutting machine arranged on the leading side to the rear mixer carriage in succession following the cutting progress speed of the cutting machine on the tunnel inner wall surface, The tunnel inner wall is to be repaired, but if concrete cut pieces as raw concrete aggregate from the vibrating screen provided in the above collection cart are directly supplied to the mixer, it is necessary for preparation of ready concrete. When the amount of the concrete cut pieces is put into the mixer, the supply must be stopped, and it is necessary to take measures such as cutting work with the cutting machine on the inner wall of the tunnel, removing concrete cuts, and temporarily stopping the collection work. It becomes.
[0017]
Therefore, it is preferable to place a concrete cutting piece storage carriage between the collecting carriage and the mixer mounting carriage, and the concrete cutting pieces from the vibrating screen are temporarily stored in the hopper on the storage carriage. In addition, a fixed amount of concrete cut pieces according to the mixing ratio of cement milk or mortar from this hopper is put into a mixer to prepare ready-mixed concrete, and this ready-mixed concrete is placed on the cut wall to renovate the tunnel inner wall. The work is done efficiently.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. An apparatus for repairing a bottom surface t of an inner wall made of concrete lining of an aged tunnel T includes a cutting machine 1 for cutting the bottom surface t by a certain thickness, and , A removing
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 3, the cutting machine 1 for cutting the bottom surface t of the tunnel T is formed by integrating the
[0020]
As a mechanism for moving the cutting machine 1 in the length direction of the tunnel T,
[0021]
As shown in FIG. 3, the
[0022]
Further, the radius from the rotation center of the
[0023]
On the other hand,
[0024]
On the lower surface of the
[0025]
The moving mechanism 7 of the cutting
[0026]
Further, as shown in FIG. 1, a compressed
[0027]
The exclusion means 2 subsequent to the cutting machine 1 configured as described above is provided with a
[0028]
The concrete cut
[0029]
The collection trolley 3 has a
[0030]
The front and rear
[0031]
The vibrating
[0032]
A
[0033]
The storage cart 4 is provided with an
[0034]
The
[0035]
As shown in FIG. 4, the leveling means 6 for leveling the ready-mixed concrete C placed on the cutting wall surface t ′ has a lower surface with a thickness of the concrete to be repaired from the cutting wall surface t ′ to the cutting wall surface t ′. There is a leveling
[0036]
Specifically, rod-
[0037]
Next, a method for repairing the tunnel bottom surface by the repair device for the bottom surface t on the inner wall surface of the tunnel configured as described above will be described. The cart 3, the storage cart 4, the
[0038]
To describe this cutting method in detail, the
[0039]
From this state, the
[0040]
In this state, the cutting
[0041]
When the bottom surface t is cut to a certain depth by the cutting
[0042]
Next, the
[0043]
The cut concrete cut material is sent backward by the air flow ejected from the
[0044]
Further, the concrete cut material is thrown from the
[0045]
In the case of preparing ready-mixed concrete with the
[0046]
In this way, the concrete cut material obtained by cutting the bottom surface t of the tunnel is passed through the
[0047]
Thus, a certain amount of the ready-mixed concrete C is temporarily stored in the
[0048]
This repair work is performed by moving the collecting cart 3, the storage cart 4, the
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the tunnel inner wall surface modification method of the present invention, as described in claim 1, the tunnel inner wall surface cutting machine is cut while the tunnel inner wall surface cutting machine is moved in the tunnel length direction, The cut concrete cut material is supplied to a rear mixer and mixed with cement milk or mortar to prepare ready-mixed concrete, and this ready-mixed concrete is placed on a cutting wall surface by the tunnel inner wall cutting machine. Therefore, since the concrete cut material obtained by cutting the wall surface of the old tunnel is used as the aggregate of ready-mixed concrete, the amount of waste disposal of the concrete cut material outside the tunnel should be significantly reduced. In addition to being economical, it is possible to feed the concrete cut material to a mixer And reports open produced, since pouring the fresh concrete into the cutting wall, can be performed with good efficiency refurbishment work of the inner wall surface in parallel to the cutting operations of the tunnel wall.
[0050]
How to repair the tunnel wall In tunnel inner wall cutting machine The concrete cuts on the inner wall surface of the tunnel cut by the above are gathered together by the removing means and sent to the rear conveyor, and continuously fed to the vibrating screen from this conveyor, and the cut pieces of the concrete cut not passing through the vibrating screen are boned. Since the material is supplied to the mixer as a material, the concrete cuttings cut by the cutting machine are gathered together by the removing means without interrupting the cutting operation by the cutting machine, and continuously to the vibrating screen at the rear. This vibrating screen can be used to easily sort a concrete cut piece of a size suitable for a raw concrete aggregate, and the concrete cut piece is mixed with cement milk or mortar into a mixer. Ready-mixed concrete can be prepared by supplying in proportions.
[0051]
[0052]
This tunnel inner wall repair device In tunnel wall cutting machine A concrete cutting object removing means for collecting the concrete cut material from the cutting wall surface and feeding it to the collecting means is arranged between the cutting means and the collecting means. It is possible to automatically feed the concrete cut material to the collecting means, and it is possible to reliably and smoothly remove the concrete cut material from the cutting wall surface.
[0053]
And claims 3 According to the invention, the collecting means includes a hopper mounted on the carriage, a vibrating screen disposed on the hopper, and a front side that receives the concrete cut material discharged from the removing means and drops it on the vibrating sieve. Concrete cutting discharged from the exclusion means, comprising an inclined conveyor and a rear inclined conveyor for receiving a cut piece of the concrete cutting portion screened by the vibrating sieve from the vibrating sieve and transporting it backward. It is possible to select the concrete cut pieces suitable as raw concrete aggregate by continuously putting the objects into the vibrating screen by the front inclined conveyor, and further passing this concrete cut piece to the rear mixer side through the rear inclined conveyor. It can be sent out smoothly.
[0054]
Claims 4 According to the invention according to the above, between the collecting means and the mixer, a storage carriage equipped with a hopper for temporarily storing the concrete cut pieces carried out from the rear inclined conveyor of the collecting means is interposed, Since a fixed amount of concrete cut pieces are put into the mixer from this storage cart, it is stored in the hopper of the storage cart regardless of the amount of cutting of the inner wall surface of the tunnel by the cutting machine and the cutting speed. The concrete cut pieces that are used as the raw concrete aggregate can be supplied to the mixer in an amount of cement milk or mortar at a constant ratio, and ready-mixed concrete suitable for repairing the inner wall surface can be produced.
[0055]
Furthermore, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified side view of an entire tunnel wall surface repair device disposed in a tunnel,
FIG. 2 is a simplified plan view thereof.
FIG. 3 is a front view of the cutting machine,
FIG. 4 is a front view of leveling means.
[Explanation of symbols]
T tunnel
t inner wall
t 'Cutting wall
C Ready-mixed concrete
1 Cutting machine
2 Exclusion means
3 collection carts
4 storage cart
4a Storage hopper
5 Mixer truck
6 Leveling device
10 Horizontal mount
13 base
30 hopper
31 Vibrating sieve
32, 33 Front and rear conveyor
Claims (5)
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