JP7121664B2 - 掘削用桟橋 - Google Patents

Description

本発明は掘削用桟橋に係り、特に山岳トンネル工事においてインバート掘削に先行してトンネル断面中央部の地盤を深掘するための掘削用桟橋に係る。

山岳トンネル工事において、地山の変位を抑制しトンネルとして必要な断面を確保するために、トンネルインバートが設置される。
トンネルインバート工では、地盤の掘削時やコンクリートの打設時に工事車両の通行を確保するため、インバート工の上部を跨ぐインバート桟橋が使用される。引用文献１には、インバート桟橋をトンネルの左右の側壁に順次片寄らせてインバート部の掘削（以下「インバート掘削」という）を行う施工方法が開示されている。
ところで、覆工背面の湧水量が多い場合、地下水を集水するために、トンネル断面中央の地盤をインバート掘削より深く溝状に掘削して（以下この部分を「中央深掘部」という）中央排水管を敷設することがある。
この際、従来は（１）インバート桟橋より切羽側で先行して中央深掘部を掘削して随時埋め戻す方法、（２）引用文献１のようにインバート桟橋を片側に寄せてインバート掘削と同時に中央深掘部を掘削する方法、が採られていた。

特開平６－１７３５７４号公報

従来技術には以下の問題点がある。
＜１＞インバート桟橋に先行掘削する方法は、掘削中に切羽への車両の通行が遮断されるため、作業は切羽の施工が止まる休日等に行う必要がある。このため施工の進捗が遅く工期を圧迫する。また休日作業により施工コストが嵩む。
＜２＞インバート桟橋に先行掘削する方法は、坑口側から切羽側へ排水管を敷設しながら埋め戻してゆく。そのため、排水管の吊り込みを掘削部の坑口側の埋め戻し土上から行う必要がある。埋め戻し土上は不陸が多く沈下しやすいため、重機のバランスをとりにくく作業性が悪い。
＜３＞インバート掘削と同時に深掘する方法は、インバート桟橋が中央深掘部の上方にかかるため施工が難しく、重機がインバート桟橋に干渉することがある（図６）。このため、施工工効率が悪く工期を圧迫する。
＜４＞いずれの方法も深部への深堀りとなるため重機のバランスを崩しやすい。特にインバートの先行掘削では状態の悪い地盤上で作業するため、作業性が悪く転倒のおそれがある。

本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決可能な掘削用桟橋を提供することにある。

上記のような課題を解決するための本発明の掘削用桟橋は、地盤の掘削位置の上方を囲繞可能な掘削窓と、掘削窓と奥行き方向に隣り合うベース部と、を有する桟橋本体と、桟橋本体の上部に水平方向に摺動自在に配置したスライドフロアと、を備え、スライドフロアによって掘削窓の上部を被覆することで、ベース部及びスライドフロアの上部を経由する車両通行路を構成可能であることを特徴とする。
この構成によれば、工事車両の通路を確保しつつ、中央深掘部の掘削が可能となる。また、安定したフロア上から掘削できるため施工効率がよく安全性が高い。

本発明の掘削用桟橋は、掘削窓上からベース部上へスライドフロアを奥行き方向に摺動自在に構成してもよい。
この構成によれば、スライドフロアが桟橋本体の側方に延出しないためトンネル幅方向の空間を有効利用できる。またスライドフロアを工事車両でトンネル奥行き方向に牽引するだけでスライドできるため、掘削窓の開閉作業が容易である。

本発明の掘削用桟橋は、掘削窓上から桟橋本体の側方へスライドフロアを幅方向に摺動自在に構成してもよい。
この構成によれば、スライドフロアによって桟橋本体の側方に迂回路を構築して、掘削と工事車両の通行を同時に行うことができる。

本発明の掘削用桟橋は、スライドフロアが桟橋本体の奥行き方向に並列する複数の分割フロアからなってもよい。
この構成によれば、フロア１枚当たりの重量が減るためスライド作業が容易になるとともに、複数の分割フロアを坑口側から切羽側へ順次スライドしながら掘削することで掘削用桟橋を移動させることなく一度に長スパン掘削することができる。

本発明の掘削用桟橋は、スライドフロアを桟橋本体上から桟橋本体の側方へ旋回摺動可能に軸支してもよい。
この構成によれば、スライドフロアによって桟橋本体の側方に迂回路を構築して、掘削と工事車両の通行を同時に行うことができる。

本発明の掘削用桟橋は、スライドフロアを桟橋本体の側方に摺動した状態において、スライドフロアの延出側の端部を下方から支持可能な支持材を有していてもよい。
この構成によれば、スライドフロアを確実に支持することで工事車両が円滑かつ安全に迂回路を通過することができる。

本発明の掘削用桟橋は、スライドフロアを桟橋本体の側方に摺動した状態において、スライドフロアの前後から地盤へ掛け渡し可能なスロープ材を有していてもよい。
この構成によれば、工事車両の迂回路の通行を容易にすることができる。

以上の構成より、本発明の掘削用桟橋は次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞工事車両の通行に合わせて掘削窓を開閉することで、切羽の施工を止めることなく中央深掘部を掘削できる。このため、施工サイクルが良好で工期を大幅に短縮できる。また休日作業がなくなるため施工コストを削減できる。
＜２＞深部への掘削、排水管の敷設、及び埋め戻しの各作業を安定した桟橋上から行える。このため作業性がよく施工効率が高い。
＜３＞インバート桟橋に先行して掘削するため、桟橋との干渉がなく中央深掘部の掘削が容易である。
＜４＞安定した桟橋上から作業できるため、施工の安全性が高い。

本発明の掘削用桟橋の説明図。 本発明の掘削用桟橋の施工方法の説明図。 実施例２の説明図。 実施例３の説明図。 実施例４の説明図。 従来技術の説明図。

以下、図面を参照しながら本発明の掘削用桟橋について詳細に説明する。
なお、本発明において「奥行き方向」「幅方向」「上下」「左右」「側方」等の用語は、他に断りがない限り、掘削用桟橋の長手方向をトンネル延長方向に向けて配置した状態（図２）において、トンネル坑口側から切羽側を正面視した各方位を意味する。

[掘削用桟橋]
＜１＞全体の構成（図１）。
本発明の掘削用桟橋１は、山岳トンネル工事において、インバート掘削に先行して中央排水管用の中央深掘部Ｄを掘削するための装置である。
掘削用桟橋１は、桟橋本体１０と、桟橋本体１０上に水平摺動自在に配置したスライドフロア２０と、を備える。
本例では、スライドフロア２０を桟橋本体１０の奥行き方向に摺動自在に構成した実施例について説明する。その他の構成については実施例２以下で詳述する。
掘削用桟橋１の幅は、トンネル幅より狭く、かつ重機や工事車両が上部を通行可能な程度の広さの幅とする。
本例では、掘削用桟橋１は自走機能を有さず、重機によって牽引されて移動する。ただしこれに限らず、クローラやタイヤ等の自走機構を備えてもよい。

＜２＞桟橋本体。
桟橋本体１０は、掘削用桟橋１の構造部材である。
桟橋本体１０は、少なくとも地盤の中央深掘部Ｄの上方を囲繞可能な掘削窓１６と、掘削窓１６の奥行き方向に隣り合う平板上のベース部１３と、を備える。
本例の桟橋本体１０は、平行に配した２本の桁材１１と、２本の桁材１１間に掛け渡した複数の梁材１２の組み合わせによって、桁材１１を長辺とする縦長の長方形を呈する。２本の桁材１１と２本の梁材１２によって平面視矩形の掘削窓１６を画設する。
本例では、桟橋本体１０の前後に車両昇降用の斜路１４を備える。斜路１４は着脱自在として掘削用桟橋１の移動時に取り外すように構成してもよい。
本例では、２本の桁材１１の上部に、長手方向に沿ってスライドフロア２０摺動用のレール材１５を設置する。なお、レール材１５は必須の構成要素ではない。

＜２．１＞ベース部。
ベース部１３は、工事車両の走行路である。
ベース部１３は、矩形の面材からなる。本例では、ベース部１３として鋼製の覆工板を採用する。
ベース部１３は、掘削窓１６に隣接して少なくとも１枚設置する。
本例では、掘削窓１６の切羽側にベース部１３を設置し、掘削窓１６の坑口側に切羽側のベース部１３より短いベース部１３を設置する。

＜３＞スライドフロア。
スライドフロア２０は、掘削窓１６の上部を被覆可能な作業台兼走行路である。
スライドフロア２０は、矩形の面材からなる。本例では、スライドフロア２０として鋼製の覆工板を採用する。
スライドフロア２０は、幅及び奥行きを掘削窓１６より大きく設計する。
本例では、スライドフロア２０を掘削窓１６の切羽側のベース部１３と略同サイズとし、桁材１１上のレール材１５に沿って桟橋本体１０の奥行き方向に摺動可能な構成とする。
スライドフロア２０をベース部１３上に配置すると、スライドフロア２０上から掘削窓１６を通して地盤を掘削可能となる。
スライドフロア２０を掘削窓１６上に配置すると、切羽側の斜路１４、切羽側のベース部１３、スライドフロア２０、坑口側のベース部１３、及び坑口側の斜路１４を経由する走行路を構成することで、工事車両が掘削部上を通過可能となる。

＜４＞施工方法（図２）。
本発明の掘削用桟橋１を用いた施工方法は以下の通りである。なお、スライドフロア２０を掘削窓１６上に配置した状態、すなわち掘削窓１６を閉鎖した状態から説明する。
掘削用桟橋１を、インバート桟橋の切羽側であって中央深掘部Ｄの掘削位置に配置する。この際、掘削窓１６が掘削箇所の上部を囲むように位置を合わせる。
切羽側に配置した重機からスライドフロア２０にワイヤロープ等を掛け渡し、重機でスライドフロア２０を牽引してベース部１３上へ摺動させて、掘削窓１６を開放する。
掘削用の重機をスライドフロア２０上に移動し、スライドフロア２０上から、掘削窓１６内の地盤を掘削する。
本発明の掘削用桟橋１は、安定したスライドフロア２０上から掘削を行うことができるため、深堀りであっても重機のバランスを崩しにくく、施工性がよい。
工事車両が通行する際には、一端スライドフロア２０を閉じ、斜路１４、ベース部１３、及びスライドフロア２０上に構成した走行路上を通過させる。
掘削終了後、重機を掘削用桟橋１の切羽側に下ろし、ワイヤロープ等で牽引して掘削用桟橋１を次の掘削位置まで移動する。

[横スライド式の実施例]
スライドフロア２０を桟橋本体１０の側方へスライドする実施例について説明する（図３）。
本例の掘削用桟橋１は、掘削窓１６を画成する２本の梁材１２上にレール材１５を設置し、スライドフロア２０を掘削窓１６上から桟橋本体１０の側方へ摺動可能な構成とする。
摺動には、油圧ジャッキにて段階的に押し出す方法、坑壁に固定したウィンチやチェーンブロック等によって牽引する方法、スライドフロア２０と重機をワイヤロープで連結し、桟橋本体１０上に設けた環状部等でワイヤロープの牽引方向を９０°折り返しつつ重機で牽引する方法等を用いることができる。
桟橋本体１０のスライドフロア２０延出側には、ガイド部１７を設けてもよい。ガイド部１７は、スライドフロア２０延出側の桁材１１の上方に長尺材を掛け渡して２つのベース部１３間に固定する。
摺動先の地盤上には、桟橋本体１０の桁材１１と平行に形鋼などの支持材４０を配置し、スライドフロア２０を桁材１１と支持材４０とで支持する。
また、桟橋本体１０の側方へ移動させたスライドフロア２０の前後にスロープ材３０を掛け渡すことで、桟橋本体１０の側方に車両通行用の迂回路を構成することができる。スロープ材３０には桟橋本体１０の斜路１４を転用してもよい。
本例の構成によれば、掘削土が積み上げられ車両が走行できない桟橋本体１０の側方に、スライドフロア２０とスロープ材３０とからなる安定した迂回路を構築することで、重機による掘削と工事車両の通行とを同時に施工することができる。

[横スライド分割式の実施例]
複数の分割フロア２０’を桟橋本体１０の側方へスライドする実施例について説明する（図４）。
実施例２の掘削用桟橋１において、スライドフロア２０を桟橋本体１０の奥行き方向に並列する分割フロア２０’の組み合わせとする。
本例では、スライドフロア２０を２枚の分割フロア２０’から構成するが、枚数はこれに限定されない。
本例の構成によれば、スライドフロア２０を分割し分割フロア２０’１枚の重量を軽量化することで、フロアの摺動に係る作業負担を軽減することができる。
また、複数の分割フロア２０’を坑口側から切羽側へ順次スライドし、重機で分割フロア２０’上を移動しながら掘削することで、一度に超スパン掘削することができる。これによって、掘削用桟橋１の一回の移動距離を伸ばして移動回数を減らし、施工効率を高めることができる。

[旋回スライド式の実施例]
スライドフロア２０を桟橋本体１０の側方へ旋回摺動する実施例について説明する（図５）。
本例の掘削用桟橋１は、スライドフロア２０を２枚のベース部１３上に掛け渡すとともに、スライドフロア２０の一角をベース部１３の一角に設けた回動軸１８に軸支し、スライドフロア２０を桟橋本体１０の側方に水平方向に旋回摺動可能に構成する。
スライドフロア２０を側方に延出した状態で、支持材４０やスロープ材３０と組み合わせることで、実施例２、３と同様に、桟橋本体１０の側方に迂回路を構築して、掘削と工事車両の通行を同時に行うことができる。

１ 掘削用桟橋
１０ 桟橋本体
１１ 桁材
１２ 梁材
１３ ベース部
１４ 斜路
１５ レール材
１６ 掘削窓
１７ ガイド部
１８ 回動軸
２０ スライドフロア
２０’ 分割フロア
３０ スロープ材
４０ 支持材
Ｄ 中央深掘部

Claims (7)

1. 山岳トンネル工事において坑内の地盤を掘削するための掘削用桟橋であって、
   地盤の掘削位置の上方を囲繞可能な掘削窓と、前記掘削窓と奥行き方向に隣り合うベース部と、を有する桟橋本体と、
   前記桟橋本体の上部に水平方向に摺動自在に配置したスライドフロアと、を備え、
   前記スライドフロアによって前記掘削窓の上部を被覆することで、前記ベース部及び前記スライドフロアの上部を経由する車両通行路を構成可能であることを特徴とする、
   掘削用桟橋。
2. 前記掘削窓上から前記ベース部上へ前記スライドフロアを奥行き方向に摺動自在に構成したことを特徴とする請求項１に記載の掘削用桟橋。
3. 前記掘削窓上から前記桟橋本体の側方へ前記スライドフロアを幅方向に摺動自在に構成したことを特徴とする請求項１に記載の掘削用桟橋。
4. 前記スライドフロアが前記桟橋本体の奥行き方向に並列する複数の分割フロアからなることを特徴とする請求項３に記載の掘削用桟橋。
5. 前記スライドフロアを前記桟橋本体上から前記桟橋本体の側方へ旋回摺動可能に軸支したことを特徴とする請求項１に記載の掘削用桟橋。
6. 前記スライドフロアを前記桟橋本体の側方に摺動した状態において、前記スライドフロアの延出側の端部を下方から支持可能な支持材を有することを特徴とする、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の掘削用桟橋。
7. 前記スライドフロアを前記桟橋本体の側方に摺動した状態において、前記スライドフロアの前後から地盤へ掛け渡し可能なスロープ材を有することを特徴とする、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の掘削用桟橋。

Images