JP6238452B2 - 既設トンネル解体方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセグメントリングが接続されてなる既設トンネルを解体する既設トンネル解体方法に関する。

従来、老朽化した既設トンネル（具体的には、円弧状のセグメントピースが環状に連結されてセグメントリングが構成されると共に該セグメントリングがトンネル軸方向に接続されて構成されたトンネル）を解体する方法としては、様々のものが提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

図１０は、既設トンネル解体方法の一例を示す縦断面図であり、図１１はその横断面図である。図１０中の符号Ａは、解体される既設トンネルを示し、符号１００はシールド掘進機を示している。このシールド掘進機１００は、既設トンネルＡの解体時にセグメントＡ_１の破片を掴み取るセグメント掴取装置１０１を備えており、該セグメント掴取装置１０１は、掴取装置支持部１０１ａに支持された旋回部材（アーム部）１０１ｂと、該旋回部材１０１ｂを旋回させるための旋回用モータ１０１ｃと、セグメントＡ_１の破片を掴み取るように該旋回部材１０１ｂの先端に取り付けられてなるキャッチホーク（ハンド部）１０１ｄと、により構成されている。

特開平６−８８４９６号公報 特開平５−１６３８９７号公報 特開平６−２２１０９９号公報

ところで、上記従来方法の場合、セグメント掴取装置１０１は既設トンネルＡの中心部分（トンネル軸を含む部分）に配置されているためにその部分に作業用スペースを確保できないという問題があった。

また、従来は、洞道（つまり、通信ケーブルやガス管や送電線等の種々のラインが敷設されているトンネル）のセグメントを更新する場合は、該ラインの使用を止めることが困難であることから、該ラインを一時的に移設して前記シールド掘進機を設置するためのスペースをトンネル内に確保する必要があり、その更新工事に莫大な日数やコストが掛かってしまうという問題があった。

本発明は、上述の問題を解消することのできる既設トンネル解体方法を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、発進立坑と到達立坑とを構築し、複数のセグメントリング（図２の符号Ａ_１，…参照）が接続されてなる既設トンネル（Ａ）の外周の地山（Ｊ）を掘削し、該セグメントリング（Ａ_１，…）を解体する既設トンネル解体方法において、
図３に示すように、前記セグメントリング（Ａ_１）の内周面（Ａ_１ａ）の２つの周方向（Ｃ_１，Ｃ_２）の内の一方の周方向（Ｃ_１）を“一の周方向”とし、該一の周方向（Ｃ_１）とは反対の周方向（Ｃ_２）を“他の周方向”とした場合に、
発進立坑側の少なくとも１つのセグメントリング（Ａ_１）を前記既設トンネル（Ａ）から切り離すセグメントリング切り離し工程（図１のＳ３参照）と、
該切り離したセグメントリング（Ａ_１）を移動装置（図２の符号４参照）により発進立坑側に所定距離だけ移動させて該セグメントリング（Ａ_１）の到達立坑側にスペース（Ｋ_１）を設けるセグメントリング移動工程（図１のＳ４参照）と、
該移動が終了したセグメントリング（Ａ_１）の位置を仮固定した後に、前記移動装置（４）を発進立坑側に所定距離だけ移動させて該セグメントリング（Ａ_１）の発進立坑側にスペース（Ｋ_２）を設ける装置移動工程（図１のＳ５参照）と、
前記セグメントリング移動工程（Ｓ４）及び前記装置移動工程（Ｓ５）によって形成された到達立坑側及び発進立坑側のスペース（Ｋ_１，Ｋ_２）を利用して前記セグメントリング（Ａ_１）の切断を行う第１切断工程（図１のＳ６参照）と、
移動体（１０，２０）と該移動体（１０，２０）を支持するガイド手段（１１，２１）とからなる移動ユニット（Ｕ１，Ｕ２）を、少なくとも該移動体（１０，２０）における前記セグメントリング（Ａ_１）の内周面（Ａ_１ａ）に対向する部分が前記一の周方向（Ｃ_１）に移動自在となるように該内周面（Ａ_１ａ）に近接した位置に配置する移動ユニット配置工程（図１のＳ７参照）と、
該移動体（１０，２０）の少なくとも一部を前記セグメントリング（Ａ_１）に係合させる移動体係合工程（図１のＳ８参照）と、
前記移動体（１０，２０）を駆動することにより前記セグメントリング（Ａ_１）を所定角度だけ前記一の周方向（Ｃ_１）に回転させるセグメントリング回転工程（図１のＳ９参照）と、
前記セグメントリング移動工程（Ｓ４）及び前記装置移動工程（Ｓ５）によって形成された到達立坑側及び発進立坑側のスペース（Ｋ_１，Ｋ_２）を利用して前記セグメントリング（Ａ_１）の切断を行う第２切断工程（図１のＳ１０参照）と、
該第２切断工程（Ｓ１０）により切断されたセグメント片を搬出するセグメント片搬出工程（図１のＳ１１参照）と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記移動体（１０）が索条部材であり、
前記移動ユニット配置工程（Ｓ７）は、前記セグメントリング（Ａ_１）の内周面（Ａ_１ａ）の前記一の周方向（Ｃ_１）に沿うようにガイド手段（１１）を設置すると共に、該一の周方向（Ｃ_１）に移動自在となるように索条部材（１０）を該ガイド手段（１１）にガイドさせる索条部材設置工程であり、
前記移動体係合工程（Ｓ８）は、力伝達手段（１４）を介して前記索条部材（１０）を前記セグメントリング（Ａ_１）に係止させる索条部材係止工程であり、
前記セグメントリング回転工程（Ｓ９）における前記セグメントリング（Ａ_１）の前記一の周方向（Ｃ_１）への回転は、牽引手段（１３）により前記索条部材（１０）を介して前記力伝達手段（１３）を牽引することにより行うことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、図４に例示するものであって、請求項２に係る発明において、前記索条部材係止工程（Ｓ８）が、前記セグメントリング（Ａ_１）を挟んで対向するように該セグメントリング（Ａ_１）の両方の側面（Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃ）又は該側面（Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃ）の近傍に前記力伝達手段（１４）をそれぞれ取り付ける工程であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明において、前記セグメントリング（Ａ_１）の２つの側面（Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃ）の内の一方の側面（Ａ_１ｂ）を“第１側面”とし、他方の側面（Ａ_１ｃ）を“第２側面”とした場合に、
前記ガイド手段（１１）は、トンネル軸方向（Ｂ）に突設された突設部材（１１０）と、該突設部材（１１０）に回転自在に支持された滑車（以下、“固定滑車”とする）（１１２，１１３）と、を有し、
前記索条部材係止工程（Ｓ８）は、前記セグメントリング（Ａ_１）の前記第１側面（Ａ_１ｂ）又はその近傍にて前記力伝達手段（１４）としての滑車（以下、“第１動滑車”とする）（１４１）を回転自在に支持させると共に前記セグメントリング（Ａ_１）の前記第２側面（Ａ_１ｃ）又はその近傍にて前記力伝達手段（１４）としての滑車（以下、“第２動滑車”とする）（１４２）を回転自在に支持させ、前記第１動滑車（１４１）及び前記第２動滑車（１４２）には前記一の周方向（Ｃ_１）に力を作用させると共に前記固定滑車（１１２，１１３）は前記他の周方向（Ｃ_２）の反力を受けるように、前記索条部材（１０）を前記第１動滑車（１４１）、前記固定滑車（１１２，１１３）及び前記第２動滑車（１４２）に巻き掛ける工程であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記ガイド手段（１１）が、前記固定滑車（１１２，１１３）と離間する位置にて前記突設部材（１１０）に回転自在に支持された滑車（以下、“対向固定滑車”とする）（１１４，１１５）、を有し、
前記索条部材係止工程（Ｓ８）は、前記第１動滑車（１４１）に略対向するように前記セグメントリング（Ａ_１）の前記第１側面（Ａ_１ｂ）又はその近傍にて前記力伝達手段（１４）としての滑車（以下、“第１対向動滑車”とする）（１４３）を回転自在に支持させると共に前記第２動滑車（１４２）に略対向するように前記セグメントリング（Ａ_１）の前記第２側面（Ａ_１ｃ）又はその近傍にて滑車（以下、“第２対向動滑車”とする）（１４４）を回転自在に支持させ、前記第１対向動滑車（１４３）及び前記第２対向動滑車（１４４）には前記他の周方向（Ｃ_２）に力を作用させると共に前記対向固定滑車（１１４，１１５）は前記一の周方向（Ｃ_１）の反力を受けるように前記索条部材（１０）を前記第１対向動滑車（１４３）、前記第２対向動滑車（１４４）及び前記対向固定滑車（１１４，１１５）に巻き掛ける工程であり、
前記セグメントリング回転工程（Ｓ９）は、前記牽引手段（１３）により前記索条部材（１０）を介して前記力伝達手段（１４）を前記一の周方向（Ｃ_１）又は前記他の周方向（Ｃ_２）に牽引することにより前記セグメントリング（Ａ_１）を所定角度だけ前記一の周方向（Ｃ_１）又は前記他の周方向（Ｃ_２）に回転させる工程であることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、一のセグメントリング（Ａ_１）は前記セグメントリング回転工程（Ｓ９）にて前記一の周方向（Ｃ_１）に回転させながら前記第２切断工程（Ｓ１０）による切断を行い、
該一のセグメントリング（Ａ_１）に隣接する他のセグメントリング（Ａ_２）は前記セグメントリング回転工程（Ｓ９）にて前記他の周方向（Ｃ_２）に回転させながら前記第２切断工程（Ｓ１０）による切断を行うことを特徴とする。

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

請求項１及び２に係る発明によれば、前記移動体や前記ガイド手段は前記セグメントリングの内周面に沿うように該内周面に近接した位置に配置されているため、既設トンネルの中心部分（つまり、トンネル軸に沿った部分）にスペースを設けることができ、そのスペースを作業用等のスペースとして利用することができる。さらに、中心部分にライン（つまり、通信ケーブルやガス管や送電線等のライン）が敷設されている洞道（既設トンネル）であっても該ラインとの干渉を避けるようにして前記移動体や前記ガイド手段を配置することができ、トンネル内のラインは移設せずにそのままにしておいてトンネルのセグメントだけを解体することができる。

請求項３に係る発明によれば、前記牽引手段が発生させた力（牽引力）は前記索条部材及び前記力伝達部材を介してセグメントリングの両側面（該セグメントリングを挟んで略対向する部分）に作用することとなり、該セグメントリングのトンネル軸方向（或いはその逆方向）への傾動が防止される。

請求項４に係る発明によれば、動滑車の使用により牽引力をアップさせることができると共に、前記牽引手段に小出力で小型のものを使用することができて占有スペースを小さくすることができる。

請求項５及び６に係る発明によれば、一つのセグメントリングの解体が終わって次のセグメントリングの解体を行う際に力伝達手段を元の位置まで戻す必要が無くなるので、効率的に解体作業を進めることができる。

図１は、本発明に係る既設トンネル解体方法の一例を示すフローチャート図である。 図２は、本発明に係る既設トンネル解体方法の一例を示す縦断面図である。 図３は、本発明に係る既設トンネル解体方法の一例を示す横断面図である。 図４は、索条部材及び各動滑車等の配置位置の一例を示す模式図である。 図５(a) 〜(c) は、セグメントリングの解体の手順を示す模式図である。 図６(a) 〜(c) は、セグメントリングの解体の手順を示す模式図である。 図７(a) 〜(c) は、セグメントリングの解体の手順を示す模式図である。 図８は、本発明に係る既設トンネル解体方法の他の例を示す縦断面図である。 図９は、本発明に係る既設トンネル解体方法の一例を示す横断面図である。 図１０は、既設トンネル解体方法の一例（従来例）を示す縦断面図である。 図１１は、既設トンネル解体方法の一例（従来例）を示す横断面図である。

以下、図１乃至図８に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

本発明に係る既設トンネル解体方法は、発進立坑と到達立坑とを構築し、複数のセグメントリング（図２の符号Ａ_１，…参照）が接続されてなる既設トンネルＡの外周の地山Ｊを掘削し、該セグメントリングＡ_１，…を解体するための方法である。なお、本明細書においては、図３に示すように、前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａの２つの周方向Ｃ_１，Ｃ_２の内の一方の周方向Ｃ_１を“一の周方向”とし、該一の周方向Ｃ_１とは反対の周方向Ｃ_２を“他の周方向”とする。

本発明に係る既設トンネル解体方法は、図１に例示するものであって、少なくとも以下の工程を備えている。すなわち、
・ 発進立坑及び到達立坑を構築する工程（立坑構築工程）Ｓ１
・ 公知のカッターヘッド（図２及び図８の符号２参照）などを使って既設トンネルＡの外周（周囲）の地山（図２及び図８の符号Ｊ参照）を掘削する工程（地山掘削工程）Ｓ２
・ 発進立坑側の少なくとも１つのセグメントリングＡ_１を前記既設トンネルＡから切り離す工程（セグメントリング切り離し工程）Ｓ３
・ 該切り離したセグメントリングＡ_１を移動装置（図２及び図８の符号４参照。例えば、油圧ジャッキ）により発進立坑側に所定距離（例えば、４００ｍｍ程度）だけ移動させて該セグメントリングＡ_１の到達立坑側の既設トンネルＡとの間にスペース（図２及び図８の符号Ｋ_１参照）を設ける工程（セグメントリング移動工程）Ｓ４
・ 該移動が終了したセグメントリングＡ_１の位置を仮固定装置（図２及び図８の符号３参照）によって仮固定（装置移動工程中は、発進立坑側に移動しないように該セグメントリングＡ_１を固定するという意味）した後に、前記移動装置４を発進立坑側に所定距離だけ移動させて該セグメントリングＡ_１の発進立坑側の移動装置４との間にスペース（図２及び図８の符号Ｋ_２参照）を設ける工程（装置移動工程）Ｓ５
・ 前記セグメントリング移動工程Ｓ４及び前記装置移動工程Ｓ５によって形成された到達立坑側及び発進立坑側のスペースＫ_１，Ｋ_２を利用して前記セグメントリングＡ_１の切断を行う工程（第１切断工程：図５(a) 参照）Ｓ６
・ 図３及び図９に示すように、移動体１０，２０と該移動体１０，２０を支持するガイド手段１１，２１とからなる移動ユニットＵ１，Ｕ２を、少なくとも該移動体１０，２０における前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａに対向する部分が前記一の周方向Ｃ_１に移動自在となるように前記移動ユニットＵ１，Ｕ２を該内周面Ａ_１ａに近接した位置に配置する工程（移動ユニット配置工程）Ｓ７
・ 該移動体１０，２０の少なくとも一部を前記セグメントリングＡ_１に係合（該移動体１０，２０の駆動力が前記セグメントリングＡ_１に伝わるように係止又は当接させることを意味する）させる工程（移動体係合工程）Ｓ８
・ 前記移動体１０，２０を駆動手段（例えば、牽引手段１３やモータ２３）によって駆動することにより前記セグメントリングＡ_１を所定角度だけ少なくとも前記一の周方向Ｃ_１に回転させる工程（セグメントリング回転工程：図５(b) 参照）Ｓ９
・ 前記セグメントリング移動工程Ｓ４及び前記装置移動工程Ｓ５によって形成された到達立坑側及び発進立坑側のスペースＫ_１，Ｋ_２を利用して前記セグメントリングＡ_１の切断を行う工程（第２切断工程）Ｓ１０
・ 該第２切断工程Ｓ１０により切断されたセグメント片（つまり、ボルトによる接合が解除されたセグメントピースや、カッターや破砕装置で切断等されたセグメントの欠片）を他の場所までウインチ等によって搬出する工程（セグメント片搬出工程）Ｓ１１

ここで、前記移動体としては、
・ 図２乃至図４に示すような、可撓性に富む索条部材（例えば、チェーンやワイヤーなど）１０や、
・ 図８及び図９に示すような、前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａに当接されるローラーや、
・ キャタピラー（不図示）
などを挙げることができる。

また、前記移動体として索条部材１０を用いた場合には、前記移動ユニット配置工程Ｓ７は、前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａの前記一の周方向Ｃ_１に沿うように（該内周面Ａ_１ａに近接させて）ガイド手段１１を設置すると共に、該一の周方向Ｃ_１に移動自在となるように（かつ、該内周面Ａ_１ａに近接するように）索条部材１０を該ガイド手段１１にガイドさせる索条部材設置工程にすると良く、前記移動体係合工程Ｓ８は、力伝達手段（前記索条部材１０と前記セグメントリングＡ_１との間に介装させることにより牽引手段１３の牽引力を該セグメントリングＡ_１に伝達するための手段）１４を介して前記索条部材１０を前記セグメントリングＡ_１に係止させる索条部材係止工程にすると良く、さらに、前記セグメントリング回転工程Ｓ９における前記セグメントリングＡ_１の前記一の周方向Ｃ_１への回転は、牽引手段１３により前記索条部材１０を介して前記力伝達手段１４を牽引することにより行うようにすると良い。

そして、前記セグメントリング回転工程Ｓ９→前記第２切断工程Ｓ１０→前記セグメント片搬出工程Ｓ１１を順次実施することにより、図５乃至図７に例示するように、前記セグメントリングＡ_１の解体を行うようになっている。

なお、前記セグメントリング切り離し工程Ｓ４における前記セグメントリングＡ_１の切り離しは、
・ セグメントリングどうしを接続しているボルトを回して抜き取ることにより行っても、或いは、
・ 何らかの工具で該ボルトを切断することに行っても、
どちらでも良い。また、図２に示す仮固定装置３は、シールド掘進機本体１２の側から到達立坑側に突設された棒状の部材であって、該棒状の部材を前記セグメントリングＡ_１の側面Ａ_１ｃに押し当てることにより該セグメントリングＡ_１の発進立坑側への移動を規制するようになっているが、もちろんこれに限られるものではない。例えば、既設トンネルＡと前記セグメントリングＡ_１とを何らかの部材（例えば、棒状の部材）で接続することで、セグメントリングＡ_１の発進立坑側への移動を規制するようにしても良い。さらに、該装置移動工程Ｓ５における前記移動装置４の移動は油圧ジャッキ等により行うようにすると良い。またさらに、前記第１切断工程Ｓ６及び前記第２切断工程Ｓ１０における前記セグメントリングＡ_１の切断は、
・ 電動カッター（いわゆる電気丸のこと呼ばれるカッターや、チェーンソーなど）や他の破砕装置によって行うようにしても、
・ セグメントピースどうしを接合しているボルトの取り外し（回して抜き取ること、及び切断することのいずれか）によって行うようにしても、
どちらでも良い。また、図５乃至７に示す例では、前記第１切断工程Ｓ６及び前記第２切断工程Ｓ１０における前記セグメントリングＡ_１の切断は、一番下方の部分で行っているが、もちろんこれに限られるものではなく、他の個所で行うようにしても良い。さらに、最後のセグメントリング回転工程Ｓ９が終了した時点で、前記力伝達手段１４を前記セグメントリングＡ_１（正確には、ほとんどの部分が除去され搬出された後のセグメント片）から取り外す工程（解除工程）Ｓ１２を実施すると良い。そして、次のセグメントリングＡ_２については、上記セグメントリング切り離し工程Ｓ３〜前記セグメント片搬出工程Ｓ１１を同様に実施すると良い。なお、前記第１切断工程Ｓ６と前記索条部材設置工程Ｓ７と前記索条部材係止工程Ｓ８とは、必ずしもその順序で実施する必要は無く、どのような順序で実施するようにしても良い。

ところで、図３及び図４に示す前記力伝達手段１４は前記セグメントリングＡ_１の側面に取り付けられているが、該セグメントリングＡ_１の側面ではなく内周面Ａ_１ａに１つ以上取り付けるようにしても良い。前記索条部材係止工程Ｓ８にて前記力伝達手段１４を前記セグメントリングＡ_１の側面に取り付ける場合には、前記セグメントリングＡ_１を挟んで略対向するように該セグメントリングＡ_１の両方の側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃ又は該側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃの近傍に前記力伝達手段１４をそれぞれ取り付けると良い。つまり、前記セグメントリングＡ_１の２つの側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃの内の一方の側面Ａ_１ｂを“第１側面”とし、他方の側面Ａ_１ｃを“第２側面”とした場合に、前記力伝達手段１４を、
・ 前記セグメントリングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍と、
・ 前記セグメントリングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍と、
にそれぞれ取り付けておくと良い。そのようにした場合には、前記牽引手段１３が発生させた力（牽引力）は前記索条部材１０及び前記力伝達部材１４を介してセグメントリングＡ_１の両側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃ（該セグメントリングＡ_１を挟んで略対向する部分）に作用することとなり、該セグメントリングＡ_１のトンネル軸方向Ｂ（或いはその逆方向）への傾動が防止される。

また、前記ガイド手段１１が、掘進機本体１２からトンネル軸方向Ｂに突設された突設部材１１０と、該突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“固定滑車”とする）１１２，１１３と、を有するようにし、前記索条部材設置工程Ｓ７及び／又は前記索条部材係止工程Ｓ８では、
・ 前記セグメントリングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第１動滑車”とする）１４１を回転自在に支持させ、
・ 前記セグメントリングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第２動滑車”とする）１４２を回転自在に支持させ、
・ 前記第１動滑車１４１及び前記第２動滑車１４２には前記一の周方向Ｃ_１に力を作用させると共に前記固定滑車１１２，１１３は前記他の周方向Ｃ_２の反力を受けるように、前記索条部材１０を前記第１動滑車１４１、前記固定滑車１１２，１１３及び前記第２動滑車１４２に巻き掛ける、
ようにすると良い。そのようにした場合には、動滑車１４１，１４２の使用により牽引力をアップさせることができると共に、前記牽引手段１３に小出力で小型のものを使用することができて占有スペースを小さくすることができる。

さらに、前記ガイド手段１１が、前記固定滑車１１２，１１３と離間する位置にて前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“対向固定滑車”とする）１１４，１１５、を有するようにし、前記索条部材設置工程Ｓ７及び／又は前記索条部材係止工程Ｓ８では、
・ 前記第１動滑車１４１に略対向するように前記セグメントリングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第１対向動滑車”とする）１４３を回転自在に支持させ、
・ 前記第２動滑車１４２に略対向するように前記セグメントリングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて滑車（以下、“第２対向動滑車”とする）１４４を回転自在に支持させ、
・ 前記第１対向動滑車１４３及び前記第２対向動滑車１４４には前記他の周方向Ｃ_２に力を作用させると共に前記対向固定滑車１１４，１１５は前記一の周方向Ｃ_１の反力を受けるように前記索条部材１０を前記第１対向動滑車１４３、前記第２対向動滑車１４４及び前記対向固定滑車１１４，１１５に巻き掛ける、
ようにし、前記セグメントリング回転工程Ｓ９では、前記牽引手段１３により前記索条部材１０を介して前記力伝達手段１４を前記一の周方向Ｃ_１又は前記他の周方向Ｃ_２に牽引することにより前記セグメントリングＡ_１を所定角度だけ前記一の周方向Ｃ_１又は前記他の周方向Ｃ_２に回転させるようにすると良い。その場合、前記索条部材１０の両端（図４の符号１０ａ，１０ｂ参照）を前記ガイド手段１１の側に固定しておくと良い。また、一のセグメントリングＡ_１については前記セグメントリング回転工程Ｓ９にて前記一の周方向Ｃ_１に回転させながら前記第２切断工程Ｓ１０による切断を行い、該一のセグメントリングＡ_１に隣接する他のセグメントリングＡ_２については前記セグメントリング回転工程Ｓ９にて前記他の周方向Ｃ_２に回転させながら前記第２切断工程Ｓ１０による切断を行うようにすると良い。そのようにした場合には、前記セグメントリングＡ_１を一の周方向Ｃ_１にしか回転させられない場合には、図５(a) →(b) →(c) →図６(a) →(b) →(c) →図７(a) →(b) に示すように該セグメントリングＡ_１を回転させながら解体すると、前記力伝達手段１４は、図７(c) に示す位置（つまり、前記一の周方向Ｃ_１の回転終点端）に到達することとなる。そして、次のセグメントリングＡ_２を回転させるためには、該力伝達手段１４を元の位置（つまり、図５(a) に示す位置であって、前記一の周方向Ｃ_１の回転始点端）にまで作業者が手動で戻さなければならないが、その際に前記索条部材１０が前記ガイド部１１１や滑車１４１，…等から外れてしまうおそれがある。しかし、セグメントリングを上述のように前記一の周方向Ｃ_１だけでなく前記他の周方向Ｃ_２にも回転させることができるようにしておくと、次のセグメントリングＡ_２は逆方向（前記他の周方向Ｃ_２）に回転させれば良いので、前記力伝達手段１４を元の位置にまで戻す必要はなく、効率的に解体作業を進めることができる。

次に、上述した既設トンネル解体方法に好適なシールド掘進機について説明する。

本発明にて使用するシールド掘進機は、複数のセグメントリング（円弧状のセグメントピースが環状に連結されて構成されたセグメントリングＡ_１，…）がトンネル軸方向Ｂに接続されてなる既設トンネルＡを埋め戻したり更新したりする際に使用される装置であって、該既設トンネルＡを解体する機能を有する装置である。

該シールド掘進機は、図２，３，８及び９に符号１，５０で例示するように、
・ 移動体（例えば、チェーンやワイヤーなどの可撓性に富む索条部材やローラーやキャタピラー）１０，２０と、
・ 該移動体１０，２０を移動自在に支持するガイド手段１１，２１と、
からなる移動ユニットＵ１，Ｕ２を備えている。該移動体１０，２０及び該ガイド手段１１，２１は前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａに近接した位置に配置されており、該移動体１０，２０は、少なくとも該移動体１０，２０における前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａに対向する部分が前記一の周方向Ｃ_１に移動自在となるように支持されている。また、前記シールド掘進機１，５０は、
・ 該ガイド手段１１，２１を支持する掘進機本体１２と、
・ 前記移動体１０，２０を駆動する駆動手段１３，２３と、
により構成されたセグメント解体装置Ｄ１，Ｄ２を備えていて、前記移動体１０，２０を前記駆動手段１３，２３により駆動することに基づき、該セグメントリングＡ_１を少なくとも前記一の周方向Ｃ_１に回転せしめるように構成されている。この場合、前記シールド掘進機１，５０はセグメントリングＡ_１を１つずつ回転させるように構成されていることが好ましいが、複数のセグメントリングを同時に回転させる構成のものを除外するものでは無い。また、前記シールド掘進機１，５０により回転させるセグメントリングＡ_１の下面にはローラーコンベヤＥ，…等の公知の転動部材を設けておいて、該セグメントリングＡ_１が円滑に周方向Ｃ_１，Ｃ_２に回転されるようにしておくと良い。そして、そのローラーコンベヤＥの発進立坑側（図２の右側）及び到達立坑側（図２の左側）には、前記セグメントリングＡ_１の両方又は一方の側面（トンネル軸方向Ｂに直交する面の意である）Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃに接触し得る部材（ガイド部材）Ｇ，Ｇを配置しておいて、該セグメントリングＡ_１が回転中にトンネル軸方向Ｂ（又はその逆方向）に移動してしまわないようにしておくと良い。これらのガイド部材Ｇ，ＧはセグメントリングＡ_１の下側に配置されていて、該セグメントリングＡ_１がローラーコンベヤＥ上に載置された状態でのみ該セグメントリングＡ_１の位置規制を行うようになっているので、該セグメントリングＡ_１を既設トンネルＡから切り離してローラーコンベヤＥに載置するまでの移動を阻害することはない。

上述の構成のシールド掘進機１，５０を使用すれば、前記セグメントリングＡ_１を少なくとも前記一の周方向Ｃ_１に回転させることができる。したがって、該セグメントリングＡ_１を順次回転させながら不図示の電動カッター（いわゆる電気丸のこと呼ばれるカッターや、チェーンソーなど）や他の破砕装置でセグメントリングＡ_１を順次切断したり、セグメントピースを接合しているボルト（不図示）を外したりすることで、図５(a) →(b) →(c) →図６(a) →(b) →(c) →図７(a) →(b) →(c) に示すように、該セグメントリングＡ_１の解体を行うことができる。また、前記移動ユニットＵ１，Ｕ２は前記内周面Ａ_１ａに近接した位置に配置されているため、前記既設トンネルＡの中心部分（つまり、トンネル軸Ｈに沿った部分）にスペースを設けることができ、そのスペースを作業用等のスペースとして利用することができる。さらに、該中心部分にライン（つまり、通信ケーブルやガス管や送電線等のライン）が敷設されている洞道（既設トンネル）であっても該ラインとの干渉を避けるようにして前記移動ユニットＵ１，Ｕ２を配置することができ、トンネル内のラインは移設せずにそのままにしておいてトンネルのセグメントだけを解体することができる。またさらに、前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａに沿う位置には前記ガイド手段１１，２１が配置されているので、解体中のセグメントリングＡ_１が前記既設トンネルＡの中心部分（つまり、トンネル軸Ｈに沿った部分）の側へ傾動するのを防止することが可能となる。

なお、前記移動体として索条部材を用いる場合には、前記ガイド手段１１は、前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａの前記一の周方向Ｃ_１に沿うように（つまり、前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａに近接した状態で、該内周面Ａ_１ａの前記一の周方向Ｃ_１に沿って延設されるように）前記索条部材１０を移動自在にガイドするようにすると良い。また、前記駆動手段１３には、前記索条部材１０を少なくとも前記一の周方向Ｃ_１に牽引する牽引手段（ウインチ）を用いると良い。さらに、前記索条部材１０と前記セグメントリングＡ_１との間に介装されることにより前記牽引手段１３の牽引力を該セグメントリングＡ_１に伝達する力伝達手段１４を用いると良い。この場合、Ｃ形鋼のような適当な剛性カバー（不図示）で前記索条部材１０を覆うようにしておいて、作業者が該索条部材１０に触れにくいようにしておくと良い。

なお、図３及び図４に示す力伝達手段１４は、前記セグメントリングＡ_１に回転自在に支持されてなる滑車であるが、前記牽引手段１３の牽引力を前記セグメントリングＡ_１に伝えるものであれば滑車以外のものであっても良く、ボルトボックス（図４に符号Ａ_１ｄで例示するものであって、セグメントリングどうしを接合するために使用されていたボルトボックス）に装着されるボルト（不図示）であっても、該ボルトボックスＡ_１ｄを利用せずにセグメントリングＡ_１自体に打ち込まれるアンカーボルトであっても、ボルト以外の公知の何らかの部品であっても良い。

なお、図４に示す例では、前記力伝達手段１４は、ボルトボックスＡ_１ｄ（つまり、セグメントリングどうしを連結するために使用されていたボルトボックスＡ_１ｄ）に取り付けられている。このようにすることにより、該力伝達手段１４を確実かつ簡便にセグメントリングＡ_１に取り付けることができる。

一方、上述のガイド手段１１は、
・ 図２及び図４に明示するように、前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａに沿うように（該内周面Ａ_１ａに近接した位置に）前記掘進機本体１２からトンネル軸方向Ｂに突設された突設部材１１０と、
・ 図４に明示するように、該突設部材１１０に支持されて前記セグメントリングＡ_１の内周面Ａ_１ａの前記一の周方向Ｃ_１に沿うように前記索条部材１０を移動自在にガイドするガイド部１１１と、
により構成すると良い。なお、図４に示す突設部材１１０は、トンネル軸方向Ｂに延設された複数本の円柱状の部材であるが、もちろんこれに限られるものではなく、どのような形状（例えば、角柱状や円筒状や角筒状や）であっても良く、或いは、前記セグメントリングＡ_１の内径より少し小さい外径を持つ１つの筒状部材であっても良い。また、上述のガイド部１１１としては、
・ 前記索条部材１０をガイドするように前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車や、
・ 該索条部材１０を摺動自在に支持する溝部
などを挙げることができる。また、前記牽引手段１３はブレーキ付きのものにしておいて、セグメントリングの切断をカッターで行う場合に該ブレーキを働かせて、セグメントリングによる切断刃の挟み込み及びセグメント自重による落下回動を防止するようにすると良い。

ところで、図４に詳示するように、前記力伝達手段１４を、前記セグメントリングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第１動滑車”とする）１４１と、前記セグメントリングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第２動滑車”とする）１４２と、により構成しておき、前記ガイド手段１１には、前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“固定滑車”とする）１１２，１１３を設けておいて、前記第１動滑車１４１及び前記第２動滑車１４２には前記一の周方向Ｃ_１に力を作用させると共に前記固定滑車１１２，１１３は前記他の周方向Ｃ_２の反力を受けるように、前記索条部材１０を前記第１動滑車１４１、前記固定滑車１１２，１１３及び前記第２動滑車１４２に巻き掛けておくと良い。そのようにした場合には、動滑車１４１，１４２の使用により牽引力をアップさせることができると共に、前記牽引手段１３に小出力で小型のものを使用することができて占有スペースを小さくすることができる。なお、図４に示す固定滑車１１２，１１３は、
・ 前記第１動滑車１４１に略対向するように前記セグメントリングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて回転自在に支持される第１固定滑車１１２と、
・ 該第１固定滑車１１２及び前記第２動滑車１４２に略対向するように前記セグメントリングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて回転自在に支持される第２固定滑車１１３と、
であるが、前記他の周方向Ｃ_２の反力を受けるように配置されるものであれば配置位置や個数をどのように設定しても良い。

さらに、前記力伝達手段１４は、前記第１動滑車１４１に略対向するように前記セグメントリングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第１対向動滑車”とする）１４３と、前記第２動滑車１４２に略対向するように前記セグメントリングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第２対向動滑車”とする）１４４と、を有するようにし、前記ガイド手段１１は、前記固定滑車１１２，１１３と離間する位置にて前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“対向固定滑車”とする）１１４，１１５を有するようにして、前記索条部材１０は、前記各動滑車１４１，…，１４４及び前記各固定滑車１１２，…，１１５に適切な順序で巻き掛けられると共に両端（図４の符号１０ａ，１０ｂ参照）が前記ガイド手段１１の側に固定され、前記牽引手段１３は前記索条部材１０の両方向に牽引力を作用せしめるように構成されて、前記第１対向動滑車１４３及び前記第２対向動滑車１４４には前記他の周方向Ｃ_２に力を作用させると共に前記対向固定滑車１１４，１１５は前記一の周方向Ｃ_１の反力を受けるように構成しておくと良い。そのようにした場合には、前記セグメントリングＡ_１を前記一の周方向Ｃ_１だけでなく前記他の周方向Ｃ_２にも回転させることが可能となる。前記セグメント解体装置Ｄ１によって前記セグメントリングＡ_１を一の周方向Ｃ_１にしか回転させられない場合には、図５(a) →(b) →(c) →図６(a) →(b) →(c) →図７(a) →(b) に示すように該セグメントリングＡ_１を回転させながら解体すると、前記力伝達手段１４は、図７(c) に示す位置（つまり、前記一の周方向Ｃ_１の回転終点端）に到達することとなる。そして、次のセグメントリングＡ_２を回転させるためには、該力伝達手段１４を元の位置（つまり、図５(a) に示す位置であって、前記一の周方向Ｃ_１の回転始点端）にまで作業者が手動で戻さなければならないが、その際に前記索条部材１０が前記ガイド部１１１や滑車１４１，…等から外れてしまうおそれがある。しかし、セグメントリングを上述のように前記一の周方向Ｃ_１だけでなく前記他の周方向Ｃ_２にも回転させることができるようにしておくと、次のセグメントリングＡ_２は逆方向（前記他の周方向Ｃ_２）に回転させれば良いので、前記力伝達手段１４を元の位置にまで戻す必要はなく、効率的に解体作業を進めることができる。また、セグメントリングの切断をカッターで行う場合に前記索条部材１０を逆方向に少し回転させて該セグメントリングを持ち上げることも可能となり、セグメントリングによる切断刃の挟み込みを防止することも可能となる。ところで、上述の牽引手段１３としては、
・ いわゆるエンドレスウインチと呼ばれるような往復牽引型のものを１つだけ用いても、
・ 一方向牽引型のウインチを２つ用いて往復牽引できるように構成しても、
どちらでも良い。

１ シールド掘進機
１０ 索条部材（移動体）
１０ａ，１０ｂ 索条部材の両端
１１ ガイド手段
１２ 掘進機本体
１３ 牽引手段（駆動手段）
１４ 力伝達手段
２０ ローラー（移動体）
２１ ガイド手段
２３ モータ（駆動手段）
５０ シールド掘進機
１１０ 突設部材
１１２，１１３ 固定滑車
１１４，１１５ 対向固定滑車
１４１ 第１動滑車
１４２ 第２動滑車
１４３ 第１対向動滑車
１４４ 第２対向動滑車
Ａ 既設トンネル
Ａ_１ セグメントリング
Ａ_１ａ セグメントリングの内周面
Ａ_１ｂ セグメントリングの第１側面
Ａ_１ｃ セグメントリングの第２側面
Ｃ_１ 一の周方向
Ｃ_２ 他の周方向
Ｕ１，Ｕ２ 移動ユニット

Claims (6)

1. 発進立坑と到達立坑とを構築し、複数のセグメントリングが接続されてなる既設トンネルの外周の地山を掘削し、該セグメントリングを解体する既設トンネル解体方法において、
   前記セグメントリングの内周面の２つの周方向の内の一方の周方向を“一の周方向”とし、該一の周方向とは反対の周方向を“他の周方向”とした場合に、
   発進立坑側の少なくとも１つのセグメントリングを前記既設トンネルから切り離すセグメントリング切り離し工程と、
   該切り離したセグメントリングを移動装置により発進立坑側に所定距離だけ移動させて該セグメントリングの到達立坑側にスペースを設けるセグメントリング移動工程と、
   該移動が終了したセグメントリングの位置を仮固定した後に、前記移動装置を発進立坑側に所定距離だけ移動させて該セグメントリングの発進立坑側にスペースを設ける装置移動工程と、
   前記セグメントリング移動工程及び前記装置移動工程によって形成された到達立坑側及び発進立坑側のスペースを利用して前記セグメントリングの切断を行う第１切断工程と、
   移動体と該移動体を支持するガイド手段とからなる移動ユニットを、少なくとも該移動体における前記セグメントリングの内周面に対向する部分が前記一の周方向に移動自在となるように該内周面に近接した位置に配置する移動ユニット配置工程と、
   該移動体の少なくとも一部を前記セグメントリングに係合させる移動体係合工程と、
   前記移動体を駆動することにより前記セグメントリングを所定角度だけ前記一の周方向に回転させるセグメントリング回転工程と、
   前記セグメントリング移動工程及び前記装置移動工程によって形成された到達立坑側及び発進立坑側のスペースを利用して前記セグメントリングの切断を行う第２切断工程と、
   該第２切断工程により切断されたセグメント片を搬出するセグメント片搬出工程と、
   を備えたことを特徴とする既設トンネル解体方法。
2. 前記移動体は索条部材であり、
   前記移動ユニット配置工程は、前記セグメントリングの内周面の前記一の周方向に沿うようにガイド手段を設置すると共に、該一の周方向に移動自在となるように索条部材を該ガイド手段にガイドさせる索条部材設置工程であり、
   前記移動体係合工程は、力伝達手段を介して前記索条部材を前記セグメントリングに係止させる索条部材係止工程であり、
   前記セグメントリング回転工程における前記セグメントリングの前記一の周方向への回転は、牽引手段により前記索条部材を介して前記力伝達手段を牽引することにより行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の既設トンネル解体方法。
3. 前記索条部材係止工程は、前記セグメントリングを挟んで対向するように該セグメントリングの両方の側面又は該側面の近傍に前記力伝達手段をそれぞれ取り付ける工程である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の既設トンネル解体方法。
4. 前記セグメントリングの２つの側面の内の一方の側面を“第１側面”とし、他方の側面を“第２側面”とした場合に、
   前記ガイド手段は、トンネル軸方向に突設された突設部材と、該突設部材に回転自在に支持された滑車（以下、“固定滑車”とする）と、を有し、
   前記索条部材係止工程は、前記セグメントリングの前記第１側面又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第１動滑車”とする）を回転自在に支持させると共に前記セグメントリングの前記第２側面又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第２動滑車”とする）を回転自在に支持させ、前記第１動滑車及び前記第２動滑車には前記一の周方向に力を作用させると共に前記固定滑車は前記他の周方向の反力を受けるように、前記索条部材を前記第１動滑車、前記固定滑車及び前記第２動滑車に巻き掛ける工程である、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の既設トンネル解体方法。
5. 前記ガイド手段は、前記固定滑車と離間する位置にて前記突設部材に回転自在に支持された滑車（以下、“対向固定滑車”とする）、を有し、
   前記索条部材係止工程は、前記第１動滑車に略対向するように前記セグメントリングの前記第１側面又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第１対向動滑車”とする）を回転自在に支持させると共に前記第２動滑車に略対向するように前記セグメントリングの前記第２側面又はその近傍にて滑車（以下、“第２対向動滑車”とする）を回転自在に支持させ、前記第１対向動滑車及び前記第２対向動滑車には前記他の周方向に力を作用させると共に前記対向固定滑車は前記一の周方向の反力を受けるように前記索条部材を前記第１対向動滑車、前記第２対向動滑車及び前記対向固定滑車に巻き掛ける工程であり、
   前記セグメントリング回転工程は、前記牽引手段により前記索条部材を介して前記力伝達手段を前記一の周方向又は前記他の周方向に牽引することにより前記セグメントリングを所定角度だけ前記一の周方向又は前記他の周方向に回転させる工程である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の既設トンネル解体方法。
6. 一のセグメントリングは前記セグメントリング回転工程にて前記一の周方向に回転させながら前記第２切断工程による切断を行い、
   該一のセグメントリングに隣接する他のセグメントリングは前記セグメントリング回転工程にて前記他の周方向に回転させながら前記第２切断工程による切断を行う、
   ことを特徴とする請求項５に記載の既設トンネル解体方法。

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