JP6998701B2 - テレスコピックセントル式のトンネルの２次覆工工法 - Google Patents

Description

本発明は、テレスコピックセントル式のトンネルの２次覆工工法に関する。

近年、山岳トンネル工事においては、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、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。
そして、コンクリートミキサー車、コンクリートポンプ車などの作業車、作業員を乗せた軽自動車などの乗用車がトンネル入口と切羽との間でトンネル内を行き交う。
一方、連続ベルトコンベアは、トンネル内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、２）。

近年、トンネル工事の効率化を図るため、テレスコピックセントルを使用した２次覆工工法が採用されている。
テレスコピックセントルを使用した２次覆工工法では、１台のガントリー台車と、２次覆工コンクリート打設用の２組以上の型枠が用いられる。
ここでは、２組の型枠を使用したケースで第１型枠、第２型枠と呼んでテレスコピックセントルを使用した２次覆工工法を説明すると、まず、ガントリー台車で支持した第１型枠の外側にコンクリートを打設したならば、第１型枠を自立させ、ガントリー台車と第１型枠とを切り離す。
自立させた第１型枠の切羽側にガントリー台車を移動させ、すなわちガントリー台車を前進させ、第１型枠の切羽側に、ガントリー台車により第２型枠を組み立て、第２型枠の外側にコンクリートを打設する。
そして、第２型枠を自立させ、ガントリー台車と第２型枠とを切り離す。
ガントリー台車と第２型枠とを切り離したならば、ガントリー台車を後退させて第１型枠の内側に戻し、コンクリートの硬化後の、第１型枠を脱型して縮径する。
縮径後、縮径された第１型枠を支持したガントリー台車を前進させ、第２型枠の内側を通り、第２型枠の切羽側に位置させて第１型枠を拡径し、第１型枠の外側にコンクリートを打設し、第１型枠を自立させ、第１型枠とガントリー台車とを切り離す。
第１型枠とガントリー台車とを切り離したならば、ガントリー台車を後退させて第２型枠の内側に戻し、コンクリートの硬化後の、第２型枠を脱型して縮径する。
縮径後、縮径された第２型枠を支持したガントリー台車を、第１型枠の内側を通り、第１型枠の切羽側に位置させ、第２型枠を拡径し、第２型枠の外側にコンクリートを打設し、第２型枠を自立させ、第２型枠とガントリー台車とを切り離す。
このようにテレスコピックセントルを使用した２次覆工工法では、１台のガントリー台車と、２次覆工コンクリート打設用の２組以上の型枠を用い、ガントリー台車をトンネルの長手方向に沿って前進、後退を繰り返して２次覆工がなされる。

このようなテレスコピックセントルを使用した２次覆工工法では、ガントリー台車がトンネルの長手方向に沿って前進、後退を繰り返して２次覆工がなされるため、連続ベルトコンベアを、トンネル内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したのでは、連続コンベアを支持する支持機構がガントリー台車と干渉するため、支持機構の組み立て、分解作業に手間取り、トンネル工事の効率化を図る上で不利となる。
そこで、本件での、テレスコピックセントルを使用した２次覆工工法では、ずりの坑外搬出の連続ベルトコンベアをトンネル床面の側部に寄せて配置するようにしている。

特開２０１５－７３２４号公報 特許第２８９９８８０号

しかしながら、ずりの坑外搬出の連続ベルトコンベアをトンネル床面の側部に寄せて配置した場合、作業員は、ガントリー台車の上部ではトンネルの幅方向に移動できるものの、トンネル床面上ではトンネルの幅方向に移動しづらく、また、コンクリート打設時やセントルの拡縮時、人の動線に支障が出るなど２次覆工作業の効率を高める上で不利となる。
特に、テレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法では、上述のようにガントリー台車をトンネルの長手方向に沿い前進、後退させつつ交互に切羽側に移動させて２次覆工作業を行なうため、ガントリー台車周りで人の移動の頻度が多く、テレスコピックセントルを使用した２次覆工作業の効率を高めることができない。
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、トンネル床面上で作業員がトンネルの幅方向に円滑に行き来でき、２次覆工作業の効率を高める上で有利なテレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法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、ずりの坑外搬出の連続ベルトコンベアをトンネル床面の側部に寄せて配置し、ガントリー台車を、トンネルの長手方向および幅方向に間隔をおきそれらの下端に車輪で支持された前後左右の４つの脚部と、トンネルの長手方向に延在し左右それぞれ前後の脚部間を連結する２つの縦ビームと、トンネルの幅方向に延在し前後それぞれの左右の脚部間および前記縦ビーム間を連結する複数本の横ビームと、それら縦ビームおよび横ビームで支持された床部とで構成し、トンネル床面から前記横ビームの下面までの高さを作業車が行き来できる寸法で形成すると共に、トンネル幅方向においては前記連続ベルトコンベアから、反対側前後の脚部までの間のトンネル幅方向における幅を作業車が通過できる寸法で形成して作業車通過空間を確保し、アーチ状に拡縮可能に配置される２次覆工コンクリート打設用の２組以上の型枠を、前記ガントリー台車をトンネルの長手方向に沿って前進、後退させつつ交互に切羽側に移動させ、切羽側に向けて２次覆工を進行させていくテレスコピックセントルを使用した２次覆工を行なうに際して、前記ガントリー台車の横ビームや縦ビームから吊り下げられ前記連続ベルトコンベアを覆い、その上を作業員がトンネル前後左右方向に移動できるコンベア被覆部を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記被覆部を、前記連続ベルトコンベアのトンネルの幅方向の両側に設けられた階段部と、前記階段部の上端を連結しトンネルの床面と平行する上板部とで構成することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記上板部に、前記連続ベルトコンベアを点検する開閉可能な点検口をトンネルの長手方向に間隔をおいて複数設けることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、トンネルの幅方向において前記連続ベルトコンベアが配置された側の前記縦ビームのトンネル床部面から高さは作業空間を確保して前記横ビームと接合することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、トンネルの幅方向において前記連続ベルトコンベアと反対側に配置された前記縦ビームのトンネル床面からの高さを確保して前記横ビームと接合することで、トンネル幅方向で前記連続ベルトコンベアと反対に位置する前記前後の脚部の間のスペースを、前記作業車通過空間を通過する作業車に干渉せずに駐車できる乗用車の駐車スペースとして確保するようにしたことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、縦ビームに合わせて配置した下方で前記前後の脚部間にわたってトンネルの幅方向外側に突出する足場が設けられ、前記駐車スペースは前記足場の下方に確保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がコンベア被覆部で覆われているので、作業員は連続ベルトコンベアを乗り越えてトンネル床面を前後左右方向に自由に移動でき、トンネル内工事の作業効率を高める上で有利となる。
しかも、コンベア被覆部はガントリー台車から吊り下げられ、ガントリー台車と一体に移動するので、ガントリー台車の全長にわたる区間で、言い換えると、２次覆工作業を行なう区間で、トンネル床面を前後左右方向に自由に移動でき、テレスコピックセントル使用でのトンネルの２次覆工作業の作業効率を高める上でより有利となる。
請求項２記載の発明によれば、コンベア被覆部は、上板部とその両側の階段部を含んで構成されているので、トンネル床面上での作業員のトンネル前後左右方向の移動がより円滑になされ、テレスコピックセントル式のトンネルの２次覆工作業を高める上でより有利となる。
請求項３記載の発明によれば、上板部に点検口が設けられているので、ガントリー台車の内側で連続ベルトコンベアに搬送異常などの事故が生じた際に、迅速に対応できる。
請求項４記載の発明によれば、連続ベルトコンベアが配置された側の縦ビームは、作業員がトンネルの前後左右方向に移動する際に障害とならい。すなわち、従来のガントリー台車では、縦ビームがトンネル床面に近い箇所に設けられているため、連続ベルトコンベアと縦ビームが障害となっており、トンネルの幅方向の移動に手間取る不具合があった。請求項４記載の発明によれば、コンベア被覆部を乗り越え、縦ビームの下方を通過することで、トンネル床面を前後左右方向に自由に移動でき、テレスコピックセントル式のトンネルの２次覆工作業の作業効率を高める上でより有利となる。
請求項５，６記載の発明によれば、作業員を乗せた自動車の駐車スペースをガントリー台車の内側に確保することができる。すなわち、連続ベルトコンベアと反対側のトンネル床面の側部は、トンネル施工の為の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、資機材の仮置き場として利用され、作業員を乗せた自動車の駐車スペースをセントル前後で確保することが難しく、作業員の移動を円滑に行なう上で不利があり、トンネルが長くなればなるほど顕著となっていた。請求項５，６記載の発明によれば、作業員を乗せた自動車の駐車スペースをガントリー台車の内側に確保することができるので、作業員の移動を円滑に行なえ、特に、トンネルが長くなった場合にテレスコピックセントル式のトンネルの２次覆工作業を含むトンネル内工事の効率を高める上で有利となる。

ガントリー台車上で２次覆工作業をしている状態をトンネルの長手方向と直交する平面で切断した断面図である。 ガントリー台車をトンネルの幅方向から見た正面図である。 被覆部の一部の平面図である。

以下、本発明のテレスコピックセントル式のトンネルの２次覆工工法を図面を参照して説明する。
図１では、ガントリー台車１０上で、２次覆工コンクリート打設用の２組の型枠のうちの１組の型枠１２をトンネル壁面に展開し、２次覆工用のコンクリートを打設した状態を示し、ずりの坑外搬出の連続ベルトコンベア１４は、トンネル床面１６の右側部に寄せて配置されている。
ガントリー台車１０は、トンネルの長手方向および幅方向に間隔をおきそれらの下端に車輪１８０２が支持された前後左右の４つの脚部１８と、トンネルの長手方向に延在し左側の前後の脚部１８間と右側の前後の脚部１８間をそれぞれ連結する２つの縦ビーム２０と、トンネルの幅方向に延在し前側の左右の脚部１８間および後側左右の脚部１８間をそれぞれ連結する複数本の横ビーム２２と、それら縦ビーム２０および横ビーム２２で支持された床部２４とを備えている。
なお、本実施の形態において前方は切羽側を後方はトンネル入口側を示し、左右はトンネル切羽に向かってトンネルの幅方向両側を示している。

４つの脚部１８の下端には、それぞれトンネル床面１６のレール１８０４を転動する車輪１８０２が、レール１８０４の延在方向に間隔をおいて２つ設けられている。
前方の右脚部１８と後方の右脚部１８は、トンネルの幅方向で連続ベルトコンベア１４の外側に配置されている。
トンネル床面１６から横ビーム２２の下面までの高さは、ミキサー車、コンクリートポンプ車などの作業車２６が行き来できる高さ寸法で形成され、また、前方の左脚部１８および後方の左脚部１８と連続ベルトコンベア１４との間は作業車２６が通過できる幅寸法で形成されている。
したがって、横ビーム２２の下面の下方と前方の左脚部１８および後方の左脚部１８と連続ベルトコンベア１４との間は、作業車通過空間Ｓ１となっている。

また、左右の縦ビーム２０のトンネル床面１６からの高さと、トンネル床面１６からの横ビーム２２との接合位置とは、下方空間を確保する様形成されている。
これにより、トンネルン幅方向で連続ベルトコンベア１４が配置された側である右側の縦ビーム２０は、連続ベルトコンベア１４の上方に離れた箇所に位置することになり、右側の縦ビーム２０は作業員がトンネルの前後左右方向に移動する際に邪魔にならない。
また、トンネルン幅方向で連続ベルトコンベア１４と反対側である左側の縦ビーム２０は、トンネル床面１６の上方に離れた箇所に位置することになり、作業員がトンネルの幅方向に移動する際の障害とならないことは無論のこと、左側の縦ビーム２０の高さと、横ビーム２２との接合位置とは、下方空間を確保し形成することで、トンネルン幅方向で連続ベルトコンベア１４と反対に位置する前方で左側の脚部１８と後方で左側の脚部１８との間のスペースを、作業車通過空間Ｓ１を通過する作業車２６に干渉せずに駐車できる乗用車の駐車スペースＳ２として確保している。

さらに、ガントリー台車１０は、前方で左側の脚部１８と後方で左側の脚部１８の上端にわたって、また、前方で右側の脚部１８と後方で右側の脚部１８の上端にわたって、それぞれトンネル幅方向外側に突出する作業員作業用の上足場３０Ａと、前方で左側の脚部１８と後方で左側の脚部１８の上下中間部にわたって、また、前方で右側の脚部１８と後方で右側の脚部１８の上下中間部にわたって、それぞれトンネル幅方向外側に突出する作業員作業用の下足場３０Ｂとを備えている。
したがって本実施の形態では、前方で左側の脚部１８と後方で左側の脚部１８の上下中間部にわたって下足場３０Ｂが設けられていることから、駐車スペースＳ２は、下足場３０Ｂの下方で作業車通過空間Ｓ１を通過する作業車２６に干渉せずに軽自動車を２台駐車できるスペースとなっている。
なお、図１、図２において符号３２は支持ジャッキ、符号３４は風洞を示す。
また、図２に示すように、トンネル幅方向で連続ベルトコンベア１４と反対側の床部２４の端部と、トンネル床面１６とを接続する階段が設けられ、階段３６の下端には、レール１８０４上を転動する車輪（不図示）が設けられ、テレスコピックセントル使用でのトンネルの２次覆工作業を行なう際のガントリー台車１０の前進、後退が円滑になされるように図られている。

また、ガントリー台車１０は、連続ベルトコンベア１４上を作業員がトンネル幅方向に移動できるコンベア被覆部４０を備えている。
コンベア被覆部４０は、床部２４の下方に位置する連続ベルトコンベア１４の長手方向のセントル全長部分を覆っている。
コンベア被覆部４０は、連続ベルトコンベア１４のトンネルの幅方向の両側に設けられた階段部４２と、それら階段部４２の上端を連結しトンネル床面１６と平行する上板部４４とを含んで構成されている。
図３に示すように、上板部４４には、開閉可能な点検口４６がトンネルの長手方向に間隔をおいて複数設けられている。
点検口４６は、上板部４４に形成された開口４６０２と、開口４６０２を開閉する蓋板４６０４とで構成され、蓋板４６０４はボルト４６０６により着脱可能に上板部４４に取着されている。
上板部４４は、横ビーム２２からトンネルの長手方向に間隔をおいて垂設された数本の柱４８でつり下げられており、したがって、コンベア被覆部４０は横ビーム２２から吊り下げられている。

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１４がコンベア被覆部４０で覆われているので、作業員は、連続ベルトコンベア１４を乗り越えてトンネル床面１６を前後左右方向に自由に移動でき、トンネル内工事の作業効率を高める上で有利となる。
また、コンベア被覆部４０はガントリー台車１０の横ビーム２２から吊り下げられ、ガントリー台車１０と一体に移動するので、ガントリー台車１０の全長にわたる区間で、言い換えると、２次覆工作業を行なう区間で、トンネル床面１６を幅方向に自由に移動でき、テレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工作業の作業効率を高める上でより有利となる。

また、本実施の形態では、コンベア被覆部４０は、上板部４４とその両側の階段部４２を含んで構成さえているので、トンネル床面１６上での作業員のトンネル幅方向の移動がより円滑になされ、テレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工作業を高める上でより有利となる。
また、上板部４４に点検口４６が設けられているので、ガントリー台車１０の内側で連続ベルトコンベア１４に搬送異常などの事故が生じた際に、迅速に対応でき、テレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工作業を含むトンネル内工事の作業効率を高める上でより有利となる。

また、従来のガントリー台車１０では、縦ビーム２０はトンネル床面１６に近い箇所に設けられているため、作業者は連続ベルトコンベア１４と縦ビーム２０の双方を横切らなければならず、トンネル床面１６上でのトンネルの幅方向の移動に手間取り、テレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法の効率を高める上で不利があった。
これに対して本実施の形態では、連続ベルトコンベア１４が配置された側である右側の縦ビーム２０のトンネル床面１６からの高さを、トンネル床面１６からの横ビーム２２との取り付け高さを作業空間に考慮し決定したので、右側の縦ビーム２０は作業員がトンネルの幅方向に移動する際に障害とならい。
したがって、コンベア被覆部４０を乗り越え、右側の縦ビーム２０の下方を通過することで、トンネル床面１６を幅方向に自由に移動でき、テレスコピックセントル式のトンネルの２次覆工作業の作業効率を高める上でより有利となる。

また、トンネル工事においては、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など、トンネル壁面の二次覆工以外にトンネル内で各種の作業が行なわれ、連続ベルトコンベア１４と反対側のトンネル床面１６の側部は、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、資機材の仮置き場として利用され、作業員を乗せた軽自動車の駐車スペースＳ２を確保することが難しく、作業員の移動を円滑に行なう上で不利があり、トンネルが長くなればなるほど顕著となる。
本実施の形態では、作業員を乗せた軽自動車の駐車スペースＳ２をガントリー台車１０の内側に確保することができるので、作業員の移動を円滑に行なえ、特に、トンネルが長くなった場合にテレスコピックセントル使用でのトンネルの２次覆工作業を含むトンネル内工事の効率を高める上で有利となる。

なお、前方で右側の脚部１８と後方で右側の脚部１８の下部を、トンネルの幅方向において連続ベルトコンベア１４およびコンベア被覆部４０を跨ぐ２つの脚部分割体で構成し、脚部分割体の下端で２つの車輪を支持するようにしてもよいことは無論のことである。

１０ ガントリー台車
１２ 型枠
１４ 連続ベルトコンベア
１８ 脚部
２０ 縦ビーム
２２ 横ビーム
２４ 床部
２６ 作業車
３０Ａ 上足場
３０Ｂ 下足場
４０ 被覆部
４２ 階段部
４４ 上板部
４６ 点検口
Ｓ１ 作業車通過空間
Ｓ２ 駐車スペース

Claims (6)

1. ずりの坑外搬出の連続ベルトコンベアをトンネル床面の側部に寄せて配置し、
   トンネルの長手方向および幅方向に間隔をおきそれぞれ上下方向に延在しそれらの下端が車輪で支持された前後左右の４つの脚部と、トンネル床面の上方でトンネルの長手方向に延在し左側の前後の前記脚部間と右側の前後の前記脚部間をそれぞれ連結する２つの縦ビームと、トンネル床面の上方でトンネルの幅方向に延在し前側の左右の前記脚部間および後側の左右の前記脚部間をそれぞれ連結する複数本の横ビームと、それら縦ビームおよび横ビームで支持されトンネル床面の上方に位置する床部とを含んで構成されたガントリー台車を設け、
   トンネル床面から前記床部の下面および前記横ビームの下面までの高さを作業車が行き来できる高さ寸法で形成すると共に、トンネル幅方向において前記連続ベルトコンベアと反対側の前後の前記脚部と前記連続ベルトコンベアまでのトンネル幅方向における幅を作業車が通過できる幅寸法で形成して前記床部の下面および前記縦ビーム及び前記横ビームの下方に作業車通過空間を確保し、
   アーチ状に拡縮可能に配置される２次覆工コンクリート打設用の２組以上の型枠を、前記ガントリー台車をトンネルの長手方向に沿って前進、後退させつつ交互に切羽側に移動させ、切羽側に向けて２次覆工を進行させていくテレスコピックセントルを使用し２次覆工を行なうに際して、
   前記ガントリー台車に、前記台車から吊り下げられ前記連続ベルトコンベアを覆いその上を作業員がトンネル幅方向に移動できるコンベア被覆部を設けた、
   ことを特徴とするテレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法。
2. 前記被覆部を、前記連続ベルトコンベアのトンネルの幅方向の片側又は両側に設けられた階段部と、前記階段部の上端を連結しトンネルの床面と平行する上板部とで構成する、
   ことを特徴とする請求項１記載のテレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法。
3. 前記上板部に、前記連続ベルトコンベアを点検する開閉可能な点検口をトンネルの長手方向に間隔をおいて複数設ける、
   ことを特徴とする請求項２記載のテレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法。
4. トンネルの幅方向において前記連続ベルトコンベアが配置された側の前記縦ビームのトンネル床面から高さをコンベア被覆部上の作業高さを確保した上で、横ビームと接合した、
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項記載のテレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法。
5. トンネルの幅方向において前記連続ベルトコンベアと反対側に配置された前記縦ビームのトンネル床面からの高さを、一定以上を確保した上で横ビームと接合し、トンネル幅方向で前記連続ベルトコンベアと反対に位置する前記前後の脚部の間のスペースを、前記作業車通過空間を通過する作業車に干渉せずに駐車できる乗用車の駐車スペースとして確保するようにした、
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項記載のテレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法。
6. 前記床部の下方で前記前後の脚部間にわたってトンネルの幅方向外側に突出する足場が設けられ、
   前記駐車スペースは前記足場の下方に確保される、
   ことを特徴とする請求項５記載のテレスコピックセントルを使用したトンネルの２次覆工工法。

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