JPH02296997A - トンネル覆工用鉄筋の組付け方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トンネル覆工用鉄筋の組付は方法および装置
に係わり、特に、シールド工法により構築される大断面
トンネルにおける二次覆工に用いて好適な、トンネル覆
工用鉄筋の組付は方法および装置に関するものである。

〔従来の技術〕

シールド工法により構築されるトンネル（シールドトン
ネル）では、通常、セグメントによる一次覆工が施工さ
れるが、その後、内面の仕上げ、あるいは−次覆工に対
する補強等の理由で、−次覆工の内面にコンクリート等
による二次覆工を行う場合がある。

上記二次覆工は現場打ちコンクリートにより行なわれて
おり、そのコンクリート内部に鉄筋を配することは従来
よりなされていたが、通常のシールドトンネルでは一次
覆工体によって強度か保たれ、二次覆工体が強度的負担
を担うことはない。

従って、埋設する鉄筋量も少なく、鉄筋の組付けは足場
台車等を用いて人力で行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、近年は、交通事情が極めて悪化しており、交
通網の整備、発展が強く望まれており、トンネルにおい
ても、海底トンネルをはじめ大断面化のニーズが高まっ
てきている。

このような大断面シールドトンネルでは、二次覆工体が
構造体として設計される事か増加してくる。その場合、
用いられる鉄筋は、使用量が増加する上に、大径で大き
な重量を有するものとなる。

しかも、配筋作業は高所作業を伴うものであるため、重
量物の取り扱いにおいてその危険性が増すばかりでなく
、上向き作業での施工能率の低下に起因する工程の遅延
あるいは熟練鉄筋工の不足による工程の遅延等を招くお
それもある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、重量かつ
多量の鉄筋を扱う特に大断面のトンネルに対しても、覆
工用鉄筋の配筋作業を安全で効率的かつ確実に施工する
ことができる、トンネル覆工用鉄筋の組付は方法および
装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の請求項１に係るトンネル覆工用鉄筋の組付は方
法は、移動可能に構成された２台の配筋台車と位置決め
台車とを、前記２台の配筋台車が各々前記位置決め台車
の前後に位置するようにトンネル内の隣接配置する工程
と、前記双方の配筋台車」〕にて所定形状の鉄筋ユニッ
トを組み立てる工程と、組み立てられた鉄筋ユニットを
各配筋台車から前記位置決め台車に移載する工程と、移
載された鉄筋ユニットを該位置決め台車の備える機構に
より把持してトンネル内壁面の所定取付位置に位置決め
する工程とを有してなり、しかも、前記鉄筋ユニットの
位置決め台車への移載工程は、一方の配筋台車と他方の
配筋台車とで交互に行うことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に係るトンネル覆工用鉄筋の組
付は装置は、トンネル内部に形成された軌道上に移動自
在に設けられるもので、円弧の一部を構成して所定長さ
に形成される鉄筋ユニ１．トを組み立てるための配筋台
車と、該配筋台車に隣接して設けられ、該配筋台車上に
て組み立てられた前記鉄筋ユニットをトンネル内壁面の
所定位置まで近接させる位置決め台車とから構成され、
これら配筋台車および位置決め台車は、組み立てられた
鉄筋ユニットを配筋台車から位置決め台車に移動させる
ための移載手段を有し、かつ前記位置決め台車は、前記
鉄筋ユニットに対して係脱自在となる爪を有する把持部
を備えた把持機構と、前記把持部をトンネル壁面に沿っ
た円弧状に移動させる回動機構と、前記把持部をトンネ
ルの半径方向に移載させるリフト機構とを具備すること
を特徴とするものである。

さらに、前記配筋台車を、前記位置決め台車の前後に各
１台づつ隣接配置させ、また、位置決め台車には昇降式
足場を設けると極めて効果的である。

〔作用〕

鉄筋ユニットの組立ては、配筋台車上にて行うため、全
て下向き作業として実施できる。また配筋台車上にて組
み上げら、れた鉄筋ユニットを直接、位置決め台車に移
載することが可能である。そして、トンネル壁面への鉄
筋ユニットの取付は時には、鉄筋ユニットは位置決め台
車の備える把持機構等によりしっかりと把持された状態
で行うことかできる。

また、配筋台車を２台とし、それら各々を位置決め台車
の前後にそれぞれ配置した場合には、鉄筋ユニットの組
立て、および組み立てられた鉄筋ユニットの位置決め台
車への移載を交互に連続的に行うことが可能となり、作
業能率の著しい向上が望める。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図において、全体として符号１で示すものが、本発
明に係るトンネル覆工用鉄筋の組付は装置（以下、°“
鉄筋組付は装置゛と略称する）である。

本実施例における鉄筋組付は装置１は、第２図に示すよ
うに、既に床版２０までの構築が完了されたトンネルＴ
における二次覆工のための鉄筋に適用したものである。

前記床版２０は、−次覆工２１を施したトンネルＴのイ
ンバート部２２を施工した後、構築すべき床版２０の下
端位置までコンクリートを打設して、下部二次覆工２３
を先に完成しておき、インバート部２２上にＰＣ中壁２
４を立設した後、それらＰＣ中壁２４の上端と前記下部
二次覆工２３端部とに渡るようにＰＣ版を架設すること
により構築されたものである。そして、この鉄筋組付は
装置ｌは、第１図に示すように、前記床版２０上に付設
された軌道２５上に移動自在に設けられている。

鉄筋組付は装置１は、第１図に示す如く鉄筋ユニット（
後述）を組み立てるための配筋台車２と、この配筋台車
２に隣接して設けられ、配筋台車−１−にて組み立てら
れた鉄筋ユニットをトンネル内壁面の所定位置まで隣接
させる位置決め台車３と、で構成されている。この場合
、配筋台車２は図示されるように位置決め台車３の前後
にそれぞれ設けられた構成となっている。これら２台の
配筋台車２（２Ａ、２Ｂ）は共に同一構造のものである
・また、この場合、前記軌道２５．２５　　は第３図お
よび第４図に示すように、その軌道間隔を大きくとって
幅広に形成されるとともに、これら軌道２５間にわたる
配筋台車２および位置決め台車３は、その中央部に構造
材を設けず、軌道２５間の空間Ｓをできるだけ確保した
構成となっている。これにより、その空間Ｓを、本鉄筋
組付は装置ｌより小型となる作業用車両や台車等が通り
抜けられるようになっているわけである。

前記配筋台車２は上部に載置台４を備えており、該載置
台４上には、配筋用架台６が設けられている。この配筋
用架台６は、第５図あるいは第６図に示す如き鉄筋ユニ
ットＩ８を、配筋すべきトンネル内壁面の曲面に合わせ
た曲率に組み立てるためのもので、例えば軽量な板状材
料によりほぼ格子状に組み立てられ、トンネル内壁面に
対向する上面を、トンネル内壁面とほぼ同一曲率となる
円弧状に形成されるとともに、同上面には鉄筋を受ける
ためのＵ形溝が所定ピッチで設けられている。

この配筋用架台６は載置台４に対して固定されたもので
はなく、トンネル軸方向に移動して、位置決め台車３と
の間を自由に往復できるものとなっている。この、配筋
用架台６を移動させるための移動手段としては、図示は
省略するが例えば、これら配筋台車２および位置決め台
車３に、互いに連続するガイドレール等を設け、前記配
筋用架台６がそのガイドレールに沿って移動できるよう
な構成とすることができる。また、他の構成、例えば配
筋用架台６の下部に車輪を設け、載置台上および位置決
め台車３の作業台上を巾に移動できるように構成したも
のなどであってもよい。また、この場合、載置台４は、
昇降機構７により支持されることにより、その高さを自
由に設定できるものとなっている。さらにこの配筋台車
２は、位置決め台車３に接続されない側の端部に、鉄筋
取込み用クレーン８を備えたものとなっ、いる。

前記位置決め台車３は、第１図および第４図に示スよう
に、その前後端すなわち前後配筋台車２２　　（２Ａ、
２Ｂ）との接続部付近に、トンネル断面と同心的なアー
チを構成するガイド１０．１０（ＩＯＡ、ｌ０Ｂ）を備
えている。そして、双方のカイト１０．１０には回動フ
レームＩＩが、ガイド１０に沿って移動可能にそれぞれ
設けられている。ここで、ガイドｌ　Ｏ，１０には、そ
れらの相対向する面にラックギヤー１２がそれぞれ設け
られ、一方、回動フレーム１１にはそのう、クギャー１
２に係合するピニオンギヤ−（図示せず）か備えられ、
これにより回動フレーム１１がガイド１０に沿って回動
するよう構成されている。

また、ここでは、前記ガイド１０．ラックギヤー１２１
回動フレーム１１１図示しない前記ピニオンギヤ−等に
より本装置に係る回動機構が構成されていることとなる
。

前記回動フレーム１１．１１には第４図に示すように、
それぞれ内側（互いに対向する方向）に向いて前記配筋
用架台６に係脱可能に構成された爪１３がそれぞれ複数
本くここでは３本）ずつ突出されている。これらの爪１
３は、図示されない油圧または機械的手段等により、長
平方向（対向方向）に沿った進退移動および、爪カイト
１４に沿った移動が可能となっている。爪ガイド１４は
、第４図に示す如く回動フレーム１１の中央部および左
右両側に設けられており、中央部に設けられるものがト
ンネルの半径方向に沿った方向に、また、左右のものは
それと平行に設けられている。

ここでは、前記型１３により本装置のり７１−機構が、
また、対向配置された前記ガイド１０．１０と前記型１
３とにより本装置の把持機構が構成されたものとなって
いる。

さらに、この位置決め台車３を構成するフレーム３ａに
は、これを利用して足場１５が構成されている。足場１
５は、外周部固定足場１５Ａと、中央部昇降足場１５Ｂ
とがあり、中央部昇降足場１５Ｂはこの場合、油圧式の
アクチュエータ１６により作動されるものとなっている
。

第５図および第６図は本発明において用いられる鉄筋ユ
ニットの構成例を示したもので、第５図に示す鉄筋ユニ
ット１８は、予め所定の曲率にベンド加工されたＲ筋（
主筋）１９ａと、このＲ筋１９ａと直交する置部（軸筋
）１９ｂとにより格子状に組まれて構成されたメツシュ
ユニット１９からなるものである。メツシュユニット１
９の１ユニツトは、全体としてほぼ前記配筋用架台６の
大きさに構成される。また、第６図に示す鉄筋ユニット
１８は、第４図におけるメソシュユニット１９を、幅止
め筋１９ｃ（第７図参照）を介して二段に構成したもの
である。この第６図に示す鉄筋ユニット１８は、特に大
断面となるトンネルに適用するためのもので、第２図あ
るいは第７図に示す如（二次覆工厚が大きくかつ一次覆
工２１の補強作用をより要求される場合において用いる
ようにしたものである。

次に、上記構成となる鉄筋組付は装置１の作用とともに
、本発明に係るトンネル覆工用鉄筋の組付は方法を、主
として第８図（ａ）〜（ｈ）を参照しながら説明する。

なお、前記床版２０までの構築は、既に完成されている
ものとする。

予め、前記鉄筋ユニット１８を構成するＲ筋１９ａ＋直
筋１９ｂは坑外にて所定寸法に切断するとともに、Ｒ筋
１９ａについては所定の曲率にベンド加工しておく。そ
して、それら加工されたＲ筋１９ａおよび置部１９ｂを
、図示されない台車等により前記配筋台車２．２　のう
ちの一方（例えば配筋台車２Ａ）上に取り込む。これら
鉄筋の取込みは、前記鉄筋取組みクレーン８によって行
う。

これらの鉄筋や、あるいは他の資材等を運搬する車両等
は、先にも述べたように本鉄筋組付は装置ｌの内部（空
間Ｓ）をくぐるように通り抜けができる。

Ｒ筋１９ａおよび置部１９ｂが取り込まれたならば、第
８図（ａ）に示す如くそれらを配筋用架台６上にて組み
立て、鉄筋ユニット１８を形成する。

鉄筋ユニット１８の組立は、例えば下記の要領にて行う
ことができる。すなわち、配筋用架台６は、その上面が
Ｒ筋１９ａの曲率に合わせて形成されているから、まず
Ｒ筋１９ａ、１９ａ、・・・を配筋用架台６の長手方向
に所定間隔で配設した後、そこに置部１９ｂを順次結束
して行けばよい。

このように鉄筋ユニット１８が組み立てられたならば、
配筋用架台６に設けられた鉄筋ユニット把持爪（図示略
）により鉄筋ユニット１８を拘束し、その鉄筋ユニッ）
１８を、第８図（ｂ）に示す如く配筋台車２Ａ上から配
筋用架台６と共に位置決め台車３側にスライド移動させ
、この位置決め台車３の備える把持機構により、鉄筋ユ
ニット１８が付設された配筋用架台６を把持する。配筋
用架台６のスライド移動は上述の移動手段によりなされ
る。また、ここにおける把持機構の動作は下記の如くな
される。つまり、配筋用架台６　（鉄筋ユニッ）　１８
）の移動時には、回転フレームＩＩに構成された前記爪
１３．　ｌ　３．・・・を外方（配筋台車２側）に引っ
込めて置（とともに上方に位置させてくことにより、配
筋用架台６の移動を交わす。

配筋用架台６　（鉄筋ユニット１８）が位置決め台車３
に移載された後は爪１３，１３．・・・を下方に移動さ
せてから内方に突出させる。これにより爪１３が配筋用
架台６と係合し、しかもこれらの爪１３は配筋用台車６
の両側に設置されたものとなっているから、これにより
配筋用架台６か強固に把持されるものとなる。

このように配筋用架台６すなわち鉄筋ユニット１８が把
持されたならば、リフト機構すなわち前記爪１３．１３
．・・・を上方に移動させることにより第８図（ｃ）の
如（配筋用架台６をリフトアップする。リフト機構は、
この配筋用架台６に付設された鉄筋ユニットをトンネル
内壁面に当接させ得るだけのストロークを有して構成さ
れているが、ここでのリフトアップは、鉄筋ユニット１
８を内壁面に近付ける程度とする。

次いで、上記状態のまま第８図（ｄ）の如く回動フレー
ム１１．１１　　をガイドｔ　ｏ、　ｔ　ｏ　　に沿っ
て所定方向に回動させる。すなわち、鉄筋ユニット１８
を、トンネル内壁面におけるこれを取り付けるべき場所
に対応した位置にまで持って行くわけである。

上記操作の後、リフト機構を再び作動させることにより
鉄筋ユニット１８をさらにトンネル内壁面に接近させ、
第８図（ｅ）の如く鉄筋ユニット１蟻（Ｉ ８の最終的な位置決めを行う。そして、位置決めがなさ
れたならば、この鉄筋ユニット１８を、トンネルの内壁
面すなわち一次覆工２１　　（セグメント）に予め設け
られた取付金具（図示せず）に固定するとともに、配筋
用架台６の鉄筋ユニット１８に対する拘束を解く。鉄筋
ユニッ１−１８の取付金具への固定は、配筋用架台６が
ほぼ格子状に形成されているため、その裏側より手を入
れて簡単に行うことができる。また、この作業は前記足
場１５を利用して行い、特に天井部を施工する場合でも
、前記中央部昇降足場１５Ｂを利用することで容易に行
うことができる。

鉄筋ユニット１８取付後は、第８図（「）〜同図（ｈ）
の如く回動機構、リフト機構２杷持機構をそれぞれ上記
の逆の手順で作動させ、鉄筋ユニット１８の外された配
筋用架台６を初期位置に戻す。

さて、以上までの工程で前記鉄筋ユニット１８（便宜上
、これを第１の鉄筋ユニットト弥スル）は所定の位置に
固定されたこととなるが、この第１の鉄筋ユニット１８
が上記の如く位置決め台車３により操作されている間に
、もう一方の配筋台車２Ｂ上では、続く第２の鉄筋ユニ
ｙ　Ｉ・１８かｒ、ｆｌみ立てられる。ちなみに、第８
図（ｂ）〜同図（ｇ）にその模様を図示しである。この
第２の鉄筋ユニット１８の組立要領は、前記第１の鉄筋
ユニッ）１８と同じである。

つまり、坑外にて加工されて搬入されてきたＲ筋１９ａ
、置部１９ｂを鉄筋取込み用クレーン８により鉄筋台車
２Ｂに取り込み、それらを鉄筋用架台６（６Ｂ）上で格
子状に組みあげればよい。

そして、第８図（ｈ）の如（、前記第１の鉄筋ユニット
１８の組付は時に使用された鉄筋用架台６（６Ａ）が初
期位置に戻されたなら、上記組み」二げられた第２の鉄
筋１８が付設された配筋用架台６（６Ｂ）を、位置決め
台車３に移載すればよい。この第２の鉄筋■８に対する
その後の操作は、前記第１の鉄筋１８のときと全（同じ
である。

以［′革′１同？ｉ′°・この第２の鉄筋−一。２．１
８カ、位置決め台車３により所定の操作をされている間
１ｏ、前記配筋台車２Δ上で第３の鉄筋ユニット１８を
組み立て、さらに、この第３の鉄筋ユニット１８が位置
決め操作をなされている間に配筋台車２Ｂ上で第４の鉄
筋ユニット１８を組み立てるというように、交互の連続
的な作業によって鉄筋ユニット１８を一次覆工２１の内
側の所定の位置に付設していけばよい。

また、本鉄筋組付は装置１は、所定位置にて上記のよう
に鉄筋ユニ７ト１８をトンネルの円周方向にして組み付
けた後、鉄筋ユニットＩ８の長さ分だけ切羽方向に移動
させ、その位置にて再び円周方向の組付けを行う。この
ようにして二次覆工用の鉄筋を、先行の一次覆工２１の
内面に配設して行く。

以上述べたように、上記構成となる鉄筋組付は装置１に
よれば、位置決め台車３によって鉄筋ユニット１８を容
易かつ確実に、また安全に所定位置まで把持・移動させ
ることができる。しかも、鉄筋ユニット１８はその位置
決め台車３の直ぐ隣にて組み立てることができ、かつ、
組み立てられた鉄筋ユニット１８をそのまま位置決め台
車３に移載できるので、トンネル覆工に係る鉄筋工事を
極めて効率的に行うことができる。

しかも、鉄筋ユニット１８の組立ては、鉄筋台車２上で
実施されるため、いわゆる上向き作業をｔＩｔ　して安
全にかつ能率的に行うことかできる。また、その鉄筋ユ
ニット１８を組み立てる際、本実施例の如（配筋用架台
６を用いることにより、鉄筋ユニッ）１８の組立てに係
る作業効率および精度がさらに向上するばかりでな（、
鉄筋ユニット１８を該配筋用架台６ごと位置決め台車３
に移載し、位置決め・組付は操作も該配筋用架台６に（
♀持された状態で行うようにすれば、鉄筋ユニット１８
の移載（スライド）操作をはじめ把持操作等を容易に行
うことができ、−段と作業能率的の向上が計れるものと
なる。

さらに、配筋台車２を位置決め台車３の前後にそれぞれ
配置した場合には、一方の配筋台車２Ａにて組み立てら
れた鉄筋ユニット１８を位置決メ台車３により組み付け
ている間に、他方の配筋台車２Ｂ上にて、次に組み付け
られるべき鉄筋ユニットの組立てを行え、それらを交互
に繰り返すことで位置決め台車３を遊ばせることな（鉄
筋ユニット１８を連続的に移載できるので、さらに作業
能率の向上が図れる。

なお実施例では、鉄筋ユニッ１−１８を組み付けるに際
し配筋用架台６を用い、鉄筋ユニット１８をこの配筋用
架台６ごと移載、あるいは移動させるものとしたが、本
発明を実施するにあたっては、この配筋用架台６を用い
ないものとすることもできる。ただし、このように配筋
用架台６を使用することにより、上述の如く鉄筋ユニッ
ト１８の組立作業および把持操作等を容易かつ正確に行
うことができるようになり、施工効率の向上に一層貢献
するものとなる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明によれば、鉄筋ユニットを、
位置決め台車に隣接した位置で組み立て、かつ組み立て
られた鉄筋ユニットを直接位置決め台車に移送した後、
該位置決め台車によって鉄筋ユニットを所定位置に位置
決めするので、配筋作業の上向き作業を排して作業効率
の向上、品質の精度向上および均質化、安全の確保を図
ることができる。また、鉄筋ユニットは、トンネル壁面
への組付は時にも位置決め台車の備える把持機構等によ
り位置決め状態でしっかりと把持・固定されるため、鉄
筋ユニットの付設作業を容易かつ安全に行うことができ
る。その場合、位置決め台車を昇降式足場を備えたもの
とすれば、作業をより能率的なものとすることができる
。

また特に、本発明の請求項３に係るトンネル覆工用鉄筋
の組付は装置によれば、本発明の請求項１に係る方法を
実現せしめ、鉄筋ユニットを連続的に位置決め台車に送
り込み（移載させ）、位置決め台車を有効に稼働させる
ことができるので、さらなる作業能率の向上が図れる、
等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトンネル覆工用鉄筋の組付ケ装置
の一実施例を示す全体側面図、第２図は本発明が適用さ
れるトンネルの一例を示す正面図、第３図は一実施例に
よる配筋台車を示す正面図、第４図は一実施例による位
置決め台車を示す正面図、第５図および第６図はそれぞ
れ鉄筋ユニットの構成例を示す斜視図、第７図は覆工か
完成されたトンネル壁面を示す部分正面断面図、第８図
（ａ）〜（ｈ）は本発明に係るトンネル覆工用鉄筋の組
付は方法を工程順に示したもので、それぞれ鉄筋組付は
装置をトンネルの一部と共に示す斜視図である。 １８・・・・・・鉄筋ユニ、ト。 （上記符号１０〜１４は把持機構、回動機構、リフト機
構の構成要素）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動可能に構成された２台の配筋台車と位置決め
   台車とを、前記２台の配筋台車が各々前記位置決め台車
   の前後に位置するようにトンネル内に隣接配置する工程
   と、前記双方の配筋台車上にて所定形状の鉄筋ユニット
   を組み立てる工程と、組み立てられた鉄筋ユニットを各
   配筋台車から前記位置決め台車に移載する工程と、移載
   された鉄筋ユニットを該位置決め台車の備える機構によ
   り把持してトンネル内壁面の所定取付位置に位置決めす
   る工程とを有してなり、しかも、前記配筋ユニットの位
   置決め台車への移載工程は、一方の配筋台車と他方の配
   筋台車とで交互に行うことを特徴とするトンネル覆工用
   鉄筋の組付け方法。
2. （２）トンネル内部に形成された軌道上に移動自在に設
   けられるトンネル覆工用鉄筋の組付け装置であって、 所定形状の鉄筋ユニットを組み立てるための配筋台車と
   、該配筋台車に隣接して設けられ、該配筋台車上にて組
   み立てられた前記鉄筋ユニットをトンネル内壁面の所定
   位置まで近接させる位置決め台車とから構成され、 これら配筋台車および位置決め台車は、組み立てられた
   鉄筋ユニットを配筋台車から位置決め台車に移動させる
   ための移載手段を有し、かつ前記位置決め台車は、前記
   鉄筋ユニットに対して係脱自在となる爪を有する把持部
   を備えた把持機構と、前記把持部をトンネル壁面に沿っ
   た円弧状に移動させる回動機構と、前記把持部をトンネ
   ルの半径方向に移載させるリフト機構とを具備すること
   を特徴とするトンネル覆工用鉄筋の組付け装置。
3. （３）請求項２記載のトンネル覆工用鉄筋の組付け装置
   において、前記配筋台車は、前記位置決め台車の前後に
   各１台ずつ隣接配置されていることを特徴とするトンネ
   ル覆工用鉄筋の組付け装置。
4. （４）請求項２、３記載のトンネル覆工用鉄筋の組付け
   装置において、前記位置決め台車は昇降式足場を備えて
   いることを特徴とするトンネル覆工用鉄筋の組付け装置
   。