JP4022081B2

JP4022081B2 - シールドトンネル工事用仮設軌道

Info

Publication number: JP4022081B2
Application number: JP2002049502A
Authority: JP
Inventors: 阿部誠司; 小笠原久男; 宮原信吾; 門脇直樹
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP2003247400A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネル工事用仮設軌道に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネル等の工事においては、発進立坑からシールド機の後端までセグメントをセグメント台車で運搬し、そのセグメントをエレクタ装置によってリング状に組み立てる。
また、シールド機の後方には、シールド機の運転用油圧ユニットや制御盤などの付属設備、あるいは裏込材注入設備等を載置した後続台車が配設されている。
このために、セグメント台車の走行用レールと後続台車の走行用レールとを並列して敷設し、セグメントを積載したセグメント台車を後続台車の側方空間部を通過させてシールド機側に前進させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小断面シールドにおいては、次のような問題点があった。
＜イ＞セグメントが５分割仕様であり、セグメント分割数が６ピースから５ピースに減少することにより、セグメント１ピースの形状が大きくなり、トンネル坑内仮設物との取り合いから制約が生じてくる。
＜ロ＞狭いトンネル空間部においては、セグメントを積載したセグメント台車が後続台車の側方を通過し、後続台車前方にてセグメントを吊り、９０度回転することができない。このため、セグメント台車の上部載荷部のみをスライド可能にし、シールドセンターに移動する方法があるが、スライド時の重心位置の変化により転倒する危険があった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題点に鑑みて考えられたもので、小断面シールドにおいてセグメント搬送をスムースに行うことのできるシールドトンネル工事用仮設軌道を提供することを目的とする。
また本発明は、セグメント台車の上部載荷部をスライドさせることなく、セグメントをセグメント台車に載置してシールドセンターヘ運搬することのできるシールドトンネル工事用仮設軌道を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的のうち少なくとも一つを達成するようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のシールドトンネル工事用仮設軌道は、シールド機に連行される坑内運搬車の仮設軌道であって、前記シールド機の掘進ごとに追従する可動のＳ字形レールと、シールドトンネルの掘削に伴ってシールドトンネル抗内に設置された固定レールと、前記固定レールとダブらせた抱き線と、からなり、前記抱き線を前記Ｓ字形レールと前記固定レールとの間を橋渡しするように敷設することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のシールドトンネル工事用仮設軌道のＳ字形レールは、少なくとも坑内運搬車の上載を可能とする直線部を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のシールドトンネル工事用仮設軌道は、Ｓ字形レールを鋼板と一体に形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
【本発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら、本発明に係る一実施の形態について説明する。
【０００９】
＜イ＞全体の構成
図１は、シールド掘進機(以下、シールド機という)１が掘削したシールドトンネル(以下、トンネルという)１１に仮設軌道３を敷設し、坑内運搬車４を設置した状態を概略的に示している。
なお、破線部はシールド機１の掘進前の各部材の状態を示す。
セグメント２０の組立は、トンネル軸中心１２にセグメント台車４０を設置して行うが、小断面シールドにおいてはセグメント台車４０が後続台車４４と支障しないように発進立坑(図示せず)から組立位置までは、仮設軌道３をトンネル軸中心１２から偏心して設置せざるを得ない。
なお、後続台車４４は、シールド機１への電源機器や油圧機器を搭載した設備台車である。
本発明では、トンネル軸中心１２から偏心位置までを連続したＳ字形レール３２で接続するとともに、シールド機１の掘進に伴い、Ｓ字形レール３２を前進させるようにしたものである。
【００１０】
＜ロ＞シールド機
シールド機１は、公知のもので、前面に取り付けたカッタフェイス１０を回転させて地山を掘削しながら推進し、これによって発生した掘削土を排泥管７(図２、図３参照)によって、後方の発進立坑から地上へ排出する。
掘削された坑内壁に多数のセグメント２０を組み立てて、トンネル１１を構築する。
本例では、セグメント２０の外径が約３１５０ミリメートル、内径が約２７５０ミリメートル程度の小断面シールドの場合について説明しており、セグメント２０は５分割仕様である。
なお、トンネル坑内の覆工材として組立が完了しているセグメントは、符号２で示した。
シールド機１で掘進したトンネル１１に仮設軌道３を敷設して、セグメント台車４０や、後続台車４４が走行できるようにする。
【００１１】
＜ハ＞仮設軌道
仮設軌道３は、固定レール３０、Ｓ字形レール３２、及びこれら固定レール３０とＳ字形レール３２との間を橋渡しする抱き線３１とからなり、発進立坑からシールド機１の後方近傍までの区間を敷設する。
仮設軌道３は、トンネル１１の底部の円弧状曲面に適宜架け渡した枕木３５を介して敷設する。
【００１２】
▲１▼固定レール
固定レール３０は、セグメント台車４０、バッテリーロコ４３等が発進立坑から走行する本線部を構成する。
セグメント台車４０や、これに上載したセグメント２０が後続台車４４に突き当たることがないように、固定レール３０をトンネル軸中心１２から偏心した位置に敷設する(図２、図５参照)。
【００１３】
▲２▼Ｓ字形レール
Ｓ字形レール３２は、仮設軌道３(固定レール３０)をトンネル軸中心１２に位置させるためのレールである。
Ｓ字形レール３２は、偏心位置からトンネル軸中心１２までセグメント台車４０等が無理なく走行できるように連続したＳ字形に形成する。
Ｓ字形レール３２のシールド機１側は、トンネル軸中心１２と一致した直線部３３を形成する。この直線部３３は、少なくともセグメント２０の組立に必要なセグメント台車４０、バッテリロコ４３の上載を可能とする(図１参照)。
【００１４】
細長く矩形に形成した縞鋼板等の鋼板３４にＳ字形レール３２を一体化することによって、鋼板３４を足場として使用することができる。
本例では直線部３３に鋼板３４を一体化しているが、Ｓ字形レール３２全体に鋼板３４を一体化してもよく、あるいは直線部３３とは別にＳ字形の部分はＳ字形の鋼板３４と一体化してもよい。
Ｓ字形レール部分の足場は、足場板を使用すると隙間が多くなり、安全管理上問題があったが、鋼板３４と一体化することで解消する。
【００１５】
Ｓ字形レール３２は、シールド機１の掘進ごとに追従する可動のレールであり、鋼板３４とともに前進する。
Ｓ字形レール３２の前進は、公知の油圧ジャッキや駆動手段を用いて行うことができる。
【００１６】
▲３▼抱き線
抱き線３１は、固定レール３０とＳ字形レール３２との間を橋渡しするもので、シールド機１の掘進ごとに前進していくＳ字形レール３２と固定レール３０との間の変化する間隔を接続するものである。
抱き線３１は、例えば長さを５メートル程度に切断したレールを横に倒して、その頭部を固定レール３０やＳ字形レール３２の柱部の内側にはめ込み、底部を枕木３５に載せた状態でボルト接合し、敷設する(図４参照)。
車輪４１が抱き線３１の柱部に乗って走行する。
抱き線３１を固定レール３０とダブらせて敷設し、Ｓ字形レール３２が前進するにしたがってボルトを外して抱き線３１を繰り出し、Ｓ字形レール３２と固定レール３０との間の変化する間隔を橋渡しする。
【００１７】
＜ニ＞坑内運搬車
坑内運搬車４は、セグメント台車４０、バッテリーロコ４３、後続台車４４等である。
セグメント台車４０は、台車に車軸４２を取り付け、車軸４２の両側に回転自在の車輪４１、４１を備えた公知のものである。
セグメント台車４０に２乃至３ピース分のセグメント２０を、その湾曲方向をトンネル軸方向に向けた状態で側面舟形状に積載し(図３に示す２点鎖線)、後方の発進立坑側よりシールド機１側に向かって仮設軌道３上を走行し、セグメント２０を運搬する。
バッテリーロコ４３は、掘削切羽で出たずりの搬出や機材搬入のための公知の運搬車で、本例ではセグメント台車４０の後方に連結する。
後続台車４４は、シールド機１への電源機器や油圧機器を搭載した公知の設備台車で、シールド機１と連結し、シールド機１の掘進に伴って適宜前進する。
【００１８】
次に本発明の仮設軌道を、シールド機の掘進に伴って敷設する手順を図５を参照して説明する。
【００１９】
＜イ＞掘進前(図５(ａ))
抱き線３１を固定レール３０とダブらせて敷設しておく。
セグメント台車４０に２乃至３ピースのセグメント２を、その湾曲方向をトンネル軸方向に向けた状態で側面舟形状に積載した後、セグメント台車４０をシールド機１側に向かって固定レール３０上を走行させ、Ｓ字形レール３２の手前で待機させておく。
固定レール３０は、トンネル軸中心１２から偏心した位置に敷設されているので、セグメント台車４０及びこれに上載されているセグメント２が後続台車４４に突き当たるなど支障を起こすことがない。
シールド機１後端とビーム受台車５との間にホイストビーム６を架設しておく。
【００２０】
＜ロ＞１メートル掘進後(図５(ｂ))
シールド機１のカッタフェイス１０を回転させて、地山を掘削しながら１メートル掘進する。
本例では、セグメント２０の幅は１メートルである。
シールド機１の掘進前、または掘進中にセグメント台車４０及びバッテリーロコ４３をＳ字形レール３２の直線部３３まで前進する(図１参照)。
シールド機１の１メートル掘進に伴って、Ｓ字形レール３２を１メートル前進する。
Ｓ字形レール３２を１メートル前進することによって、固定レール３０との間隔が１メートル空くので、抱き線３１を１メートル繰り出して固定レール３０とＳ字形レール３２との間を橋渡しする。
【００２１】
ホイストビーム６によってセグメント２０をセグメント組立位置へ移動する。
図示していないが、シールド機１後部にエレクタを装備しており、シールド機１が１メートル掘進することで、セグメント２０を順次組み立てて、円筒状のセグメント壁２を形成する。
なお、掘削した孔とセグメント壁２の外周面との間に形成される隙間に充填剤を注入する。
【００２２】
＜ハ＞２メートル掘進後(図５(ｃ)参照)
空になったセグメント台車４０に２乃至３ピースのセグメント２を積載した後、再びセグメント台車４０をシールド機１側に向かって固定レール３０上を走行させ、Ｓ字形レール３２の手前で待機させておく。
同様にして、シールド機１で地山を掘削しながら、さらに１メートル掘進する。
シールド機１の掘進前、または掘進中にセグメント台車４０及びバッテリーロコ４３をＳ字形レール３２の直線部３３まで前進する。
同様にシールド機１の１メートル掘進に伴って、Ｓ字形レール３２を１メートル前進する。
このため、固定レール３０との間隔が１メートル空くので、抱き線３１を再び１メートル繰り出して、固定レール３０とＳ字形レール３２との間を橋渡しする。
本例のように５メートルの抱き線３１の場合は、この手順を繰り返しながらシールド機１が５メートル掘進したら、５メートルの固定レール３０を接続し、再び抱き線３１を固定レール３０とダブらせて敷設する。
【００２３】
構築中のトンネル１１内には、シールド機１の掘進によって生じるズリを搬出したり、あるいは覆工用のセグメント２０を搬送するために、坑内運搬車４をシールド機１と発進坑口との間で走行させる必要がある。
小断面シールドでは走行に支障があったが、本発明によれば仮設軌道３を可動のＳ字形レール３２でトンネル軸中心１２と偏心位置とを連続的に接続し、しかも前進したＳ字形レール３２と固定レール３０との変化する間隔を抱き線３１で橋渡ししているので、支障なく走行することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態２】
以上は、５メートルの抱き線３１を１メートルごと繰り出して、Ｓ字形レール３２と固定レール３０との間の間隔の変化に対応して接続する構成としたが、本実施の形態で説明するように、１ｍレール３７をかぶせ線３６で延長しながらＳ字形レール３２と固定レール３０との間の間隔の変化に対応して接続する構成としてもよい(図６参照)。
かぶせ線３６は、レールの継目をかぶせてつなぐもので、レール頭部の形状に沿って折り曲げた鋼板等からなり、車輪４１が走行する(図６(ｂ)参照)。
【００２５】
掘進前は、Ｓ字形レール３２と固定レール３０とをかぶせ線３６で接続してもよい。
シールド機１の１メートル掘進に伴って、Ｓ字形レール３２を１メートル前進する。
Ｓ字形レール３２を１メートル前進することによって、固定レール３０との間隔が１メートル空くので、固定レール３０とＳ字形レール３２との間に１ｍレール３７を敷設し、両端に夫々かぶせ線３６、３６をかぶせて接続する(図６(ａ)参照)。
この手順を繰り返しながらシールド機１が５メートル掘進したら、５メートルの固定レール３０を接続し、再びシールド機１の１メートル掘進ごとに１ｍレール３７を敷設し、かぶせ線３６をかぶせて接続していく。
【００２６】
【本発明の効果】
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＞仮設軌道を可動のＳ字形レールでトンネル軸中心と偏心位置とを連続的に接続し、しかも前進したＳ字形レールと固定レールとの変化する間隔を抱き線で橋渡ししているので、小断面シールドにおいてセグメント組立位置へのセグメント搬送をスムースに行うことができ、施工能率が向上する。
＜ロ＞また、トンネル軸中心と偏心位置とを連続的に接続するＳ字形レールにより、セグメント台車の上部載荷部をスライドさせることなく、セグメントをセグメント組立位置へ運搬することができる。
＜ハ＞鋼板とＳ字形レールを一体化した足場の採用により、安全性が高まるとともに作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールドトンネル工事用仮設軌道を示す概略構成図。
【図２】Ｓ字形レールとセグメント台車との関係を示す説明図。
【図３】シールドトンネルの一部を断面して示す側面図。
【図４】抱き線の敷設状態を示す説明図。
【図５】掘進に伴って前進するＳ字形レールと抱き線との関係を示す説明図。
【図６】他の実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１・・・・シールド機
１１・・・トンネル
２・・・・セグメント
２０・・・セグメント
２１・・・セグメント
３・・・・仮設軌道
３０・・・固定レール
３１・・・抱き線
３２・・・Ｓ字形レール
３３・・・直線部
３４・・・鋼板
３６・・・かぶせ線
４・・・・坑内運搬車
４０・・・セグメント台車
４４・・・後続台車

Claims

シールド機に連行される坑内運搬車の仮設軌道であって、
前記シールド機の掘進ごとに追従する可動のＳ字形レールと、
シールドトンネルの掘削に伴ってシールドトンネル抗内に設置された固定レールと、
前記固定レールとダブらせた抱き線と、からなり、
前記抱き線を前記Ｓ字形レールと前記固定レールとの間を橋渡しするように敷設することを特徴とする、
シールドトンネル工事用仮設軌道。
請求項１に記載するシールドトンネル工事用仮設軌道において、
前記Ｓ字形レールは、少なくとも坑内運搬車の上載を可能とする直線部を備えたことを特徴とする、
シールドトンネル工事用仮設軌道。
請求項１または請求項２に記載するシールドトンネル工事用仮設軌道において、
前記Ｓ字形レールを鋼板と一体に形成したことを特徴とする、
シールドトンネル工事用仮設軌道。