JP6537397B2 - トンネル掘削工事におけるずりの搬出方法およびそれに用いる移動式ステージ - Google Patents

Description

従来、山岳トンネル工事においては、多くの場合、発破により切羽の掘削を行ない、生じたずりの坑外への搬出に、連続ベルトコンベアを用いて坑外に搬送する連続ベルトコンベア方式が増えている。

トンネル工事においては、切羽での爆薬による発破に加え、アンカーボルトを用いた多数の照明器具の設置作業、多数のロックボルトを用いたトンネル壁面の補強作業、多数の支保工を用いたトンネル壁面の一次覆工、スライドセントルを用いたトンネル壁面の二次覆工、二次覆工コンクリートの養生など、トンネル内で各種の作業が行なわれる。
また、多数のアンカーボルト、多数の照明器具、多数のロックボルト、多数の支保工、コンクリート、爆薬などの資機材を運搬するダンプトラック、コンクリートミキサー車、コンクリートポンプ車がトンネル内を行き交う。
一方、連続ベルトコンベアは、トンネルの幅方向の側部でトンネル内の上下方向の中間の箇所に配置され、連続ベルトコンベアが配置されるトンネル内での幅方向の位置およびトンネル内での高さは、トンネルの全長にわたって不変とされる場合が多い（特許文献１、特許文献２）。

特開２０１２−８７５００号公報 特許第２８９９８８０号

そのため、連続ベルトコンベアが配置されたトンネル内の側部がデッドスペースとなっており、トンネル内で各種の作業を効率良く行なう上で不利がある。
また、ダンプトラックやコンクリートミキサー車などの運搬車、コンクリートポンプ車などの作業車は、連続ベルトコンベアの側方のトンネル空間内の狭いスペースで行き交わなければならず、何らかの改善が望まれていた。
また、特に二次覆工時、スライドセントルの走行架台を前進させてコンクリート型枠を組み付ける際、連続ベルトコンベアにコンクリート型枠や走行架台、ジャッキとが干渉しないように何らかの工夫する必要があり、そのため、トンネル工事の作業効率を高める上で不利があり、やはり何らかの改善が望まれていた。特に、スライドセントルをトンネルの延在方向に二つ並べ、それらスライドセントルのコンクリート型枠を交互に使用して二次覆工を行なう方式の工法では、コンクリート型枠や走行架台、ジャッキに対して連続ベルトコンベアを干渉させないために大きな労力を要し、何らかの改善が望まれていた。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、トンネル床部の上方に配置された連続ベルトコンベアよるトンネル内の側部のデッドスペースをなくしてトンネル内に広い空間を確保し、トンネル内での各種の作業を効率良く行なえ、また、運搬車、作業車の行き来も円滑に行なえ、スライドセントルの移動、組み付け、取り外しを効率良く行なう上で有利なトンネル掘削工事におけるずりの搬出方法およびそれに用いる移動式ステージを提供することにある。

上述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ずりの坑外への搬出に連続ベルトコンベアを用いるトンネル掘削工事において、前記連続ベルトコンベアをトンネル床部の側部に配置して前記連続ベルトコンベアの側方の前記トンネル床部に、トンネル内を行き交う車両の走行路を確保し、前記連続ベルトコンベアの延在方向の少なくとも一箇所に、前記連続ベルトコンベアの上方箇所でトンネルの延在方向および幅方向に延在するステージ用床部を有する移動式ステージを配置し、前記移動式ステージの前記ステージ用床部上において前記車両のトンネル内でのすれ違いを行なうようにしたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記移動式ステージは、前記ステージ用床部と、前記ステージ用床部を支持するステージ用フレームとを備え、前記ステージ用フレームは、複数の分割体で構成され、前記ステージ用床部は、複数の床板で構成され、前記各分割体は、移動用の輪体を備えていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、移動式ステージは、トンネルの延在方向における前記ステージ用床部の両端に配置され、前記走行路と前記ステージ用床部とを接続する傾斜接続部を含んでいることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、ずりの坑外への搬出を連続ベルトコンベアで行なうトンネル掘削工事に用いられる移動式ステージであって、トンネル床部に、トンネル内を行き交う車両の走行路を確保するようにトンネル床部の側部に配置された前記連続ベルトコンベアを跨いて前記トンネル床部に配置されるステージ用フレームと、前記ステージ用フレーム上に設けられるステージ用床部とを備え、前記ステージ用床部は、２台の前記車両が、それら車両の前後方向をトンネルの延在方向に向けそれらの車幅方向に並べられる幅、長さを有していることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記ステージ用フレームは、複数の分割体で構成され、前記ステージ用床部は、複数の床板で構成され、前記各分割体は、移動用の輪体を備え、前記複数の床板は、トンネルの延在方向および幅方向に位置決めされた状態で前記フレーム上に載置されることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記移動式ステージは、トンネルの延在方向における前記ステージ用床部の両端に配置され、前記走行路と前記ステージ用床部とを接続する傾斜接続部を含んでいることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、前記傾斜接続部は、傾斜床部と、傾斜床部を支持する傾斜フレームとを備え、前記傾斜フレームは、複数の分割体で構成され、傾斜床部は、複数の床板で構成され、各分割体は、移動用の輪体を有し、前記複数の床板は、トンネルの延在方向および幅方向に位置決めされた状態で前記傾斜フレーム上に載置されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、連続ベルトコンベアをトンネル床部の側部に配置し、連続ベルトコンベアの側方のトンネル床部を車両の走行路とした。
そのため、従来の連続ベルトコンベアよるトンネル内の側部のデッドスペースをなくし、トンネル内の各種の作業をトンネル床部の上方の広い空間で行なえ、トンネル内の各種の作業の効率を高める上で有利となる。
また、ダンプトラックやコンクリートミキサー車などの運搬車、コンクリートポンプ車などの作業車は、移動式ステージですれ違うことができ、トンネル内を行き交う車両を円滑に走行させる上で有利となる。
また、二次覆工時、走行架台を前進させてスライドセントルを組み付ける際、連続ベルトコンベアはトンネル床部の側部に位置しているため、連続ベルトコンベアにスライドセントルや走行架台、ジャッキとが干渉しない。そのため、走行架台の走行やスライドセントルの組み付け、取り外しを簡単に行なえ、二次覆工作業の効率を高める上で有利となる。したがって、スライドセントルをトンネルの延在方向に二つ並べ、それらスライドセントルを交互に使用して二次覆工を行なう場合も、走行架台の走行やスライドセントルの組み付け、取り外しを簡単に行なえ、二次覆工作業の効率を高める上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、移動式ステージの移動を簡単に行なう上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、車両のステージ用床部への乗り降りを簡単に行なえ、車両のすれ違いを円滑に行なう上で有利となる。

請求項４記載の発明によれば、連続ベルトコンベアの側方のトンネル床部を車両の走行路とし、従来の連続ベルトコンベアよるトンネル内の側部のデッドスペースをなくし、トンネル床部の上方空間を広く利用できる。
したがって、トンネル内での各種の作業を効率良く行なえ、また、ダンプトラックやコンクリートミキサー車などの運搬車、コンクリートポンプ車などの作業車は、移動式ステージですれ違うことができ、トンネル内を行き交う車両を円滑に走行させる上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、移動式ステージの移動を簡単に行なう上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、車両のステージ用床部への乗り降りを簡単に行なえ、車両のすれ違いを円滑に行なう上で有利となる。
請求項７記載の発明によれば、傾斜接続部の移動を簡単に行なう上で有利となる。

切羽付近のトンネル部分の縦断面図である。 スライドセントルが配置されたトンネル部分の横断面図である。 二次覆工コンクリートの養生装置が配置されたトンネル部分の横断面図で、移動式スライドステージの説明図である。 二次覆工コンクリートの養生装置が配置されたトンネル部分の横断面図で、移動式スライドステージに２台のコンクリートミキサー車が乗った説明図である。 （Ａ）は移動式スライドステージが配置されたトンネル部分の断面平面図、（Ｂ）に移動式スライドステージが配置されたトンネル部分の縦断面図である。 （Ａ）は移動式スライドステージの平面図、（Ｂ）はステージ用フレームの平面図、（Ｃ）はステージ用フレームの正面図である。 （Ａ）は傾斜フレームの平面図、（Ｂ）は傾斜フレームの正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１に示すように、切羽８には、多数の爆薬挿入孔を削孔するホイールジャンボ（不図示）や、発破後のトンネル１０の壁面を仕上げ掘削するバックホー１２が配置され、また、切羽８から離れた箇所に、クローラ走行式のクラッシャー１４と、クローラ走行式のテールピース台車１６が配置される。
掘削されたずりは、ホイールローダ１８やダンプトラック（不図示）により運搬され、クラッシャー１４のホッパーに投入される。
ホッパーに投入されたずりは均一の大きさに破砕され、クラッシャー１４のベルトコンベアによりテールピース台車１６のホッパーに投入される。
テールピース台車１６のホッパーに投入されたずりは、連続ベルトコンベア２０によりトンネル坑外に搬出される。
トンネル工事の進行に伴い、クラッシャー１４が前進し、テールピース台車１６でベルトおよびフレームを継ぎ足しつつテールピース台車１６が前進し、連続ベルトコンベア２０の先頭がテールピース台車１６と共に前進していく。

図２〜図４、図５（Ａ）に示すように、連続ベルトコンベア２０は、トンネル床部１０Ａの側部に配置され、より詳細には、トンネル床部１０Ａの幅方向の一方の端部寄りの箇所に配置される。
そして、連続ベルトコンベア２０の側方のトンネル床部１０Ａに、ダンプトラックやコンクリートミキサー車などの運搬車、コンクリートポンプ車などの作業車など、トンネル１０内を行き交う車両３４が走行できる幅の走行路２６が確保されている。
また、テールピース台車１６の直下の箇所では、連続ベルトコンベア２０は、図１に示すように、テールピース台車１６の両側のクローラ１６０２の間に配置されている。

また、図２に示すように、スライドセントル２２が配置された箇所では、連続ベルトコンベア２０は、スライドセントル２２と分離した箇所に配置されている。詳細には、スライドセントル２２は、走行架台２２０２、複数のジャッキ２２０４、複数のコンクリート型枠２２０６を備え、走行架台２２０２の両側の脚部２２０８に、レール２２１０上を走行する車輪２２１２が設けられている。連続ベルトコンベア２０は、両側の脚部２２０８のうちの一方の脚部２２０８の内側に配置されている。なお、図２において符号２４は二次覆工コンクリートを示している。
なお、切羽８の発破時、ホイールジャンボ（不図示）、バックホー１２、ホイールローダ１８、クラッシャー１４、テールピース台車１６、連続ベルトコンベア２０は、切羽８から５０ｍ程度距離をおいた箇所に離される。

図３に示すように、連続ベルトコンベア２０は、ベルト２００２と、所定の間隔毎に設けられたずり搬出用の往路ローラ２００４および復路ローラ２００６と、それらローラ２００４、２００６を支持するフレーム２００８とを有している。
往路ローラ２００４は、水平に配置された中央ローラ２００４Ａと、その両側に配置された傾斜ローラ２００４Ｂとで構成されている。

連続ベルトコンベア２０の延在方向の少なくとも一箇所に、移動式ステージ３０が配置される。
本実施の形態では、移動式ステージ３０は、図３、図４に示すように、二次覆工コンクリート２４の養生装置３２が設けられた箇所に配置されている。なお、図３、図４において符号３２０２は、アーチユニット材からなる養生装置３２のフレーム、符号３２０４は風管を示している。
移動式ステージ３０は、トンネル１０内を行き交う車両３４のすれ違いを可能とするものである。なお、図４、図５において、車両３４としてコンクリートミキサー車を描いている。
図４、図５に示すように、移動式ステージ３０は、ステージ用床部３６と、ステージ用床部３６を支持するステージ用フレーム３８とを備えている。

ステージ用床部３６は、図４に示すように、２台の車両３４がそれらの車幅方向に並べられる幅、長さを有している。
したがって、ステージ用床部３６の幅は、２台の車両３４の車幅よりも大きい寸法で形成されている。
また、図５（Ａ）に示すように、連続ベルトコンベア２０が配置された側と反対側のステージ用床部３６の半部の長さは、言い換えると、走行路２６が位置する側のステージ用床部３６の半部の長さは、車両３４の全長の例えば１.５倍程度の寸法で形成されている。また、連続ベルトコンベア２０が位置する側のステージ用床部３６の半部の長さは、車両３４の全長の例えば３倍弱の寸法で形成されている。このような寸法にすることで、トンネル１０内において車両３４が円滑にすれ違いできるように図られている。
ステージ用床部３６は、複数の床板４２で構成されている。
複数の床板４２は、トンネル１０の延在方向および幅方向に位置決めされた状態でステージ用フレーム３８上に載置される。

図６（Ｂ）に示すように、ステージ用フレーム３８は、複数の分割体４０で構成されている。
各分割体４０は、複数の輪体４００２と、図６（Ａ）に示すように、分割体４０をトンネル床部１０Ａ上に移動不能に設置する設置部４００４とを備えている。
複数の輪体４００２は、分割体４０を走行可能に支持するものであり、移動式ステージ３０の移動を円滑に行なえるように図られている。
また、各分割体４０を設置部４００４で移動不能に設置してステージ用フレーム３８を構成したとき、ステージ用フレーム３８の上面周囲に、床板４２がトンネル１０の延在方向および幅方向に位置決めされた状態でステージ用フレーム３８上に載置されるための位置決め板４００６Ａ〜４００６Ｇが、ステージ用フレーム３８の上面から突出するように取着される。
また、図３、図４に示すように、ステージ用フレーム３８の両側に、移動式ステージ３０の幅方向の端部を、車両３４の運転者にわかり易くするための側板４００８が取着される。

設置部４００４は、例えば、複数のジャッキで構成されている。それらジャッキは、分割体４０の複数箇所に設けられ、分割体４０を持ち上げて輪体４００２をトンネル床部１０Ａの上方に位置させ、トンネル床部１０Ａ上に分割体４０を移動不能に設置するものであり、車両３４の走行時にステージ用フレーム３８をしっかりと支持するものである。なお、設置部４００４は、例えば、輪体４００２の回転をロックするロック機構により構成し、あるいは、分割体４０に複数の脚部を設けておき、輪体４００２を支持するアームを上方に折り曲げて輪体４００２を上昇させ分割体４０を複数の脚部で支持するなど、従来公知の様々な構成が採用可能である。

さらに、本実施の形態では、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、移動式ステージ３０は、傾斜接続部４４を備えている。
傾斜接続部４４は、車両３４の移動式ステージ３０への乗り降りを円滑に行なえるようにするためのものである。
傾斜接続部４４は、連続ベルトコンベア２０の延在方向に沿ったステージ用床部３６の両端で走行路２６が位置する側に設けられ、車両３４が走行できる幅で形成されている。
より詳細には、傾斜接続部４４は、長さが短いステージ用床部３６の半部の両端に設けられ、言い換えると、走行路２６と連続状に設けられる。
傾斜接続部４４は、走行路２６から次第に上昇しつつステージ用床部３６に向かって延在することで走行路２６とステージ用床部３６とを段差なく連続状に接続している。

傾斜接続部４４は、傾斜床部４６と、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、傾斜床部４６を支持する傾斜フレーム４８とを備えている。
傾斜床部４６は、図５（Ａ）に示すように、複数の床板５２で構成されている。
傾斜フレーム４８は、複数の分割体５０で構成されている。
各分割体５０は、複数の車輪５００２と、分割体５０をトンネル床部１０Ａ上において移動不能に設置する設置部５００４とを備えている。
設置部５００４の構成については前記の設置部４００４と同様であり、車両３４の走行時に傾斜フレーム４８をしっかりと支持するものである。また、複数の輪体５００２により傾斜接続部４４の移動が円滑に行なえるように図られている。
また、各分割体５０を設置部５００４で移動不能に設置して傾斜フレーム４８を構成したとき、傾斜フレーム４８の上面周囲に、床板５２がトンネル１０の延在方向および幅方向に位置決めされた状態で傾斜フレーム４８上に載置されるための位置決め板５００６Ａ〜５００６Ｄが、傾斜フレーム４８の上面から突出するように取着される。

本実施の形態によれば次の効果が奏される。
連続ベルトコンベア２０をトンネル床部１０Ａの側部に配置し、連続ベルトコンベア２０の側方のトンネル床部１０Ａを、トンネル１０内を行き交う車両３４の走行路２６とした。
そのため、トンネル１０内の上下方向の中間の位置に配置された従来の連続ベルトコンベアによるトンネル１０内の側部のデッドスペースをなくし、トンネル１０内で各種の作業を行なうに際してトンネル床部１０Ａの上方空間を広く利用できる。
例えば、一次覆工時、多数の支保工によるフレームの組み立てや、図３、図４に示すように、二次覆工コンクリート２４の養生装置３２のフレーム３２０２の組み立てを効率良く行なう上で有利となる。
また、二次覆工時、スライドセントル２２を前進させる際、連続ベルトコンベア２０に走行架台２２０２、複数のジャッキ２２０４、複数のコンクリート型枠２２０６が干渉しないため、走行架台２２０２の走行やコンクリート型枠２２０６の組み付け、取り外しを簡単に行なえ、二次覆工作業の効率を高める上で有利となる。
したがって、スライドセントル２２をトンネル１０の延在方向に二つ並べ、それらスライドセントル２２のコンクリート型枠２２０６を交互に使用して二次覆工を行なう場合も、走行架台２２０２の走行やコンクリート型枠２２０６の組み付け、取り外しを簡単に行なえ、二次覆工作業の効率を高める上で有利となる。

また、連続ベルトコンベア２０の長手方向の少なくとも一箇所に移動式ステージ３０を配置したので、移動式ステージ３０上において、ダンプトラックやコンクリートミキサー車などの運搬車、コンクリートポンプ車などのトンネル１０内を行き交う車両３４がすれ違うことができる。
そのため、多数のアンカーボルト、多数の照明器具、多数のロックボルト、多数の支保工、コンクリート、爆薬などの資機材の坑外から切羽８への運搬を円滑に行なう上で有利となる。

また、移動式ステージ３０は、ステージ用床部３６と、ステージ用床部３６を支持するステージ用フレーム３８とを備えている。
そして、ステージ用フレーム３８は、複数の分割体４０で構成され、ステージ用床部３６は、複数の床板４２で構成され、各分割体４０は、複数の輪体４００２を備えている。
そのため、トンネル工事の進捗状態に応じて移動式ステージ３０を移動させる場合、ステージ用床部３６、ステージ用フレーム３８を分解することで簡単に移動でき、大型の重機を要することなく、移動式ステージ３０の移動を簡単に行なう上で有利となる。

また、移動式ステージ３０は、走行路２６とステージ用床部３６とを接続する傾斜接続板部４４を備えているので、車両３４が移動式ステージ３０への乗り降りを簡単に行なう上で有利となる。
また、傾斜接続部４４は、傾斜床部４６と、傾斜床部４６を支持する傾斜フレーム４８とを備え、傾斜フレーム４８は、複数の分割体５０で構成され、傾斜床部４６は、複数の床板５２で構成されて、分割体５０は複数の輪体５００２を有している。
そのため、傾斜接続部４４を分解することで移動式ステージ３０の移動に追従させて簡単に移動でき、大型の重機を要することなく、傾斜接続部４４の移動を簡単に行なう上で有利となる。

８ 切羽
１０ トンネル
１０Ａ トンネル床部
２０ 連続ベルトコンベア
２２ スライドセントル
２４ 二次覆工コンクリート
２６ 走行路
３０ 移動式ステージ
３２ 養生装置
３６ ステージ用床部
３８ ステージ用フレーム
４０ 分割体
４２ 床板
４４ 傾斜接続部
４６ 傾斜床部
４８ 傾斜フレーム
５０ 分割体
５２ 床板

Claims (7)

1. ずりの坑外への搬出に連続ベルトコンベアを用いるトンネル掘削工事において、
   前記連続ベルトコンベアをトンネル床部の側部に配置して前記連続ベルトコンベアの側方の前記トンネル床部に、トンネル内を行き交う車両の走行路を確保し、
   前記連続ベルトコンベアの延在方向の少なくとも一箇所に、前記連続ベルトコンベアの上方箇所でトンネルの延在方向および幅方向に延在するステージ用床部を有する移動式ステージを配置し、
   前記移動式ステージの前記ステージ用床部上において前記車両のトンネル内でのすれ違いを行なうようにした、
   ことを特徴とするトンネル掘削工事におけるずりの搬出方法。
2. 前記移動式ステージは、前記ステージ用床部と、前記ステージ用床部を支持するステージ用フレームとを備え、
   前記ステージ用フレームは、複数の分割体で構成され、
   前記ステージ用床部は、複数の床板で構成され、
   前記各分割体は、移動用の輪体を備えている、
   ことを特徴とする請求項１記載のトンネル掘削工事におけるずりの搬出方法。
3. 移動式ステージは、トンネルの延在方向における前記ステージ用床部の両端に配置され、前記走行路と前記ステージ用床部とを接続する傾斜接続部を含んでいる、
   ことを特徴とする請求項１または２記載のトンネル掘削工事におけるずりの搬出方法。
4. ずりの坑外への搬出を連続ベルトコンベアで行なうトンネル掘削工事に用いられる移動式ステージであって、
   トンネル床部に、トンネル内を行き交う車両の走行路を確保するようにトンネル床部の側部に配置された前記連続ベルトコンベアを跨いて前記トンネル床部に配置されるステージ用フレームと、
   前記ステージ用フレーム上に設けられるステージ用床部とを備え、
   前記ステージ用床部は、２台の前記車両が、それら車両の前後方向をトンネルの延在方向に向けそれらの車幅方向に並べられる幅、長さを有している、
   ことを特徴とするトンネル掘削工事に用いられる移動式ステージ。
5. 前記ステージ用フレームは、複数の分割体で構成され、
   前記ステージ用床部は、複数の床板で構成され、
   前記各分割体は、移動用の輪体を備え、
   前記複数の床板は、トンネルの延在方向および幅方向に位置決めされた状態で前記フレーム上に載置される、
   ことを特徴とする請求項４記載のトンネル掘削工事に用いられる移動式ステージ。
6. 前記移動式ステージは、トンネルの延在方向における前記ステージ用床部の両端に配置され、前記走行路と前記ステージ用床部とを接続する傾斜接続部を含んでいる、
   ことを特徴とする請求項４または５記載のトンネル掘削工事に用いられる移動式ステージ。
7. 前記傾斜接続部は、傾斜床部と、傾斜床部を支持する傾斜フレームとを備え、
   前記傾斜フレームは、複数の分割体で構成され、
   傾斜床部は、複数の床板で構成され、
   各分割体は、移動用の輪体を有し、
   前記複数の床板は、トンネルの延在方向および幅方向に位置決めされた状態で前記傾斜フレーム上に載置される、
   ことを特徴とする請求項６記載のトンネル掘削工事に用いられる移動式ステージ。

Images