JPH04182597A - トンネルにおけるコンクリート覆工装置 - 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〕 本発明はトンネル工事において、掘削した壁面にコンク
リート覆工を確実に、かつ粉塵発生及びコンクリートロ
スをなくして行う装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のＮ　Ａ　Ｔ　Ｍによるトンネル工事においては、
所要の断面形状に掘削し、地山岩盤面の支保を行うため
、コンクリートで一次覆工している。このコンクリート
−次覆工は掘削した地山岩盤面にコンクリートを吹き付
けて行われている。これは吹付材料をドライミックスま
たはウェットミックスしてホース内を圧搾空気などによ
って圧送し、ノズル付近で圧力水または急結剤を加え、
地山に向かって吹き付は覆工するものである。

〔発明が解決しようとする。ＪＭ） トンネルの一次覆エエ事における吹付コンクリート工法
においては高圧でコンクリートを地山に欧き付ける際、
地山に付着している粉塵力（このコンクリート吹付圧に
て舞い上がったり、吹き付は材料が地山にはね返って粉
塵が発生し、作業環境が悪化し、塵肺等の公害問題が生
じている。また軟き付は材料のはね返りによる材料ロス
も生じている。このような欠点を解決するためにコンク
リートを地山に型枠を用し１て直接圧着覆工する工法が
提案されている。

しかし圧着覆工工法も未だ実験段階で、装置が大型化し
たり、型枠が地山に沿って滑動する際、精度を保持する
ことができない等の欠点力（あ　る。

本発明はこのコンクリート覆工をシゴートベンチ工法、
ミニベンチエ法いずれにも使用でき、確実に、かつ地山
性状等によりトンネル切羽中央部未掘削部が存するいわ
ゆる核残しに対応できる装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するためになしたもので、　ト
ンネル工事におけるコンクリート覆工において自走台車
の前方に取付けた俯仰・伸縮自在なブームの先端部に、
　トンネル断面の円弧形の内周面より小さい円弧形の形
状をし、かつ平面上でみたブーム軸と直角方向に拡げた
形の折り畳み可能なレールフレームを取付け、これに沿
わせて型枠移動用ガイドフレームをセットし、このフレ
ーム上をトンネル断面の半径方向に移動可能とした部分
型枠をラックアンドビニオン方式により自在に自走可能
な構造として、トンネル覆工の際この部分型枠を用いて
下方より天端に向かって上半部分を数回に分割してコン
クリート打設を行うようにしたことを要旨とする。

〔実施例〕

以下本発明のトンネルにおけるコンクリート覆工装置を
図示の実施例に基づいて説明する。

図において１は下部に無限軌道ＩＫ、ＩＫを備え内燃機
関にて駆動される走行台車で、この走行台車ｌの台車本
体ＩＡは無限軌道ＩＫに対し、旋回可能となっており、
この台車本体ＩＡには俯仰自在になしたブームＩＢを備
え、これは通常の無限軌道のクレーン、ショベルカー等
に採用されているものと同じ構成である。なお台車本体
ＩＡには無限軌道の代りに車輪式も使用可能である。

なおこのブームＩＢは俯仰するだけでなく、必要に応じ
伸縮可能とし、かつこのブームＩＢは一本式としても、
あるいは２本式、あるいは平行四辺形のリンク式であっ
てもよい。このブームＩＢの先端には掘削したトンネル
断面の円弧形の内周面に対し、予め設定した小径の円弧
膨面を持つレールフレーム２を支持せしめる。

このレールフレーム２は複数片をそれぞれピンジョイン
トにより連結して側方に折り畳み可能とし、かつその中
央部にてブームＩＢに連結する。これはレールフレーム
２の中央部を複数本の水平に平行するガイドロッド３，
３・・・に摺動可能に嵌合して支持するとともにこのガ
イドロッド３，３・・・を測値した揺動フレーム４とピ
ッチング用の１ラケツト５とをビン６にて枢着し、この
ビン６を中心にして左右方向にレールフレーム２を揺動
（ヨーイング）させるようになし、このブラケット５と
ブームＩＢとをビン７にて枢着し、ブラケット５、　レ
ールフレームともにビン７を中心にして上下方向に、す
なわち俯仰（ピッチング）するようになす。そしてブー
ムＩＢとブラケット５との間には俯仰用のシリンダ８を
、またブラケット５と揺動フレーム４との間にはヨーイ
ング用のシリンダ９をそれぞれ備え、これによりレール
フレーム２を俯仰とヨーイング（左右方向の揺動）とを
行うようにし、掘削孔断面形に沿って直角にかつ垂直に
レールフレーム２を設置できるようになす。

さらに揺動フレーム４とレールフレーム２間には前記ガ
イドロッド３に平行してスクリューロッド１０を設け、
レールフレームに設けた回転駆動される螺合体１１と螺
合し、この螺合体１１を駆動装置１１１２にて正逆転選
択回転駆動させることによりスクリューロッドのスクリ
ューピッチによりレールフレーム２をガイドロッド３に
沿って水平方向に、かつ揺動フレーム４に対し接離方向
に移動調整せしめる。なおこの駆動装置１２ばギャード
モータ１２ａと変速機１２ｂとよりなり、これによりス
クリュージヤツキである螺合体１１を回動せしめるが、
この螺合体と逆にスクリューロッドを回動させることも
できる。

レールフレーム２の中央部材２Ａに上記機構を備えると
ともに中央部材２Ａの両側にはビン１３．１４を介して
レールフレームの側部材２Ｂ、２Ｃを折曲自在に連結す
るが、これは中央部材２Ａと側部材２Ｂ、２Ｃにブラケ
ットを互いに突設し、このブラケット間に前記ビン１３
゜１４を貫通して支持し、側部材２Ｂ、２Ｃは第１１図
に示すよう中央部材２Ａの長手方向に一直線になる状態
からブームＩＢに沿う状態までおよそ９０’前後の角度
で屈曲するようになす。

この側部材２Ｂ、２Ｃの折曲運動は中央部材２Ａと側部
材２Ｂと２Ｃ間にそれぞれ架設され、折曲用のシリンダ
１５．１６により行われる。

また側部材２Ｂ、２Ｃにもその下端側には同様にしてピ
ンジヨイントとシリンダ２１．２２によｒ）８曲可能に
して先端部材２Ｄ、２Ｅが連設され、この中央部材２　
Ａ、　　側部材２Ｂ、２Ｃ５先端部材２０．２Ｅをそれ
ぞれその隣接点でピンジョイント結合し、一連の屈曲可
能な所要の円弧形をしたレールフレーム２が構成される
。

このレールフレーム２を構成する部材数はトンネル断面
径等により増減さ沃　コンクリート覆工時の荷重を充分
支持されるようにしてその強度や構成が定められる。

さらにこの側部材２Ｂ、２Ｃ５先端部材２　Ｄ。

２Ｅの上面にはこのレールフレーム２に沿ってそれぞれ
ガイドレール片２ＯＡ、２０Ｂ、２０Ｃ，２０Ｄ、２０
Ｅが円弧形になるようにして配設され、かつ各ガイドレ
ール片はレールフレームの各部材と一体にされ、両端の
ガイドレール片２０Ｄ、２０Ｅには先端ガイドレール片
２０Ｆ、２０Ｇがそれぞれビン１７．１８を介して連結
され、これによりトンネル断面径に沿うような半円形の
ガイドレール２０とし、かっこの先端ガイドレール片２
０Ｆ、２０　Ｇ　ｌニスクリユージヤツキ１９Ａ、１９
Ｂを備え、ガイドレール２０の下端をＧＬ上にて支持せ
しめるものである。またガイドレール片２０Ｄと２０Ｅ
間、並び２０Ｅと２０Ｃ間にもシリンダ２３．２４を備
え、折曲自在とする。

このようにレールフレーム上にガイドレールを一体に備
え、レールフレームをその部材枢着部に備えたシリンダ
にて屈曲自在としているため、第１図に示したようトン
ネル内所定位置でコンクリート覆工時では翼を広げた鳥
のような形状とし、発破工事やずり出し工事時には作業
に支障のないように可及的に小型化されるよう第４図に
示すように翼を畳んだ鳥のような形状とすることができ
る。

ガイドレール２０には円弧形をしたこのガイトレールに
沿って移動する可動式の型枠装置３０が左右に一台づつ
計２台が配設される。この型枠装置３０の移動は該装置
３０に設けたとニオン３］とガイドレール側に設けたラ
ック２５とにより行われるが、このラックピニオン式以
外の他の駆動方式も採用される。

可動式の型枠装置３０は移動フレーム３４に移動用のモ
ータとビニオン３１とを設けこのモータ３２より動力伝
達機構３３を介してう・ツク２５に噛合したとニオン３
１を正逆転選択式に駆動させるようになすとともに、こ
のビニオン３１の両側には前記ラックと噛合された歯車
と回転上にラチェット歯車３５．３６を移動フレームに
支持して備え、このラチェット歯車３５゜３６にそれぞ
れソレノイド３７ａ、３８ａなどの切換装置にて揺動す
るラチェツト爪３７ｂ、３８ｂを備え、かつこの２つの
ラチェット歯車の歯の方向を互いに逆方向とし、これに
よりビニオン３１の停止時、ラチェツト爪をラチェット
歯車に噛合させて、移動フレームが妄りにその荷重等に
て逸走するのを防止する。さらにこの移動フレーム３４
には１または２本以上、例えば図示のように４本の伸縮
ジヤツキ装置３９を介して円弧形をした型枠４０を支持
せしめる。

この伸縮ジャヅキ装置３９は第１４図、第１６図に詳示
するように移動フレーム３４にシリンダ４１の下端を係
止し、かつこのシリンダ４１の外周を覆うようにして支
持筒４２を突殺し、この支持筒４２内を入子式にして、
かつ横（水平）方向の荷重を支えるようにして出没する
内支持筒４３を嵌挿し、この内支持筒４３に前記シリン
ダ４１のロッドを係止させるとともにこの先端に型枠４
０を係止させるものである。これによりを枠４０は伸縮
ジヤツキ３９の伸縮によりトンネル面に対し接離方向に
移動可能とし、コンクリート覆工時のトンネル内周面に
対する直角方向に荷重をシリンダにて、また水平方向の
荷重を内外の入子式支持筒例えば図示のように内支持等
４３の下方部に設けた支持ローラ４７を介して支持筒４
２にてそれぞれ支持せしめ、コンクリート覆工時、型枠
をトンネル内周面に対し所定間隔となるよう突出させ、
脱型時、シリンダを縮小させて行うものであるが、この
伸縮ジヤツキ以外の他の型枠支持方式も採用される。

移動フレーム３４は第１４図乃至第１６図に示すように
ガイドレール２０に鞍荷されるようにガイドレール２０
の外周面に当接し、コンクリート覆工時の荷重を支える
車輪４４と、ガイドレールから外れるのを防止するため
、ガイドレール上片下面に接する外れ防止ローラ４５と
、振れを防止するため、ガイドレールのウェブ部に当接
させる振れ止めローラ４６とをそれぞれ複数個ずつ設け
、これらの車輪ローラにてガイドレールを抱えるように
し、円弧形のガイドレールに沿って、外れることなく移
動フレームをビニオンの駆動にて移動せしめるようにな
す。

上述の如く構成する装置を用いて掘削されたトンネルに
コンクリート覆工する作業について説明する。

ショートベンチエ法においては掘削されたトンネル床面
上の所定位置、望ましくはトンネル中心上に台車１を走
行させ、定位置で停止させる。この台車１の走行時、ガ
イドレール等がトンネルの掘削内周壁面に接触しないよ
うに第４図に示す如くレールフレーム２を折り畳んで嵩
低くなるようにしておく。そして定位置停止時、各シリ
ンダを駆動してレールフレーム２を伸長させ、所要のト
ンネル断面形に沿うよう円弧形に広げるとともにジヤツ
キ１９Ａ、１９Ｂを接地させて支持せしめる。この時ガ
イドレール２０がトンネル断面形に沿って正確に配置さ
れるようにヨーイング用、及び俯仰用の両シリンダを操
作して、　しかもガイドロッド３に沿ってレールフレー
ムを所定水平位置に移動調整する。

このようにして所定位置にレールフレームをセットした
後、前述のジヤツキ１９Ａ、１９Ｂを接地させて支持す
る。

次に移動フレーム３４を床面位置までガイドレールに沿
って降下させ、伸縮ジヤツキ３９の操作にて型枠４０を
トンネル内周面に対し、コンクリート覆工する厚さにな
るよう調整して固定する。この債、型枠４０、　トンネ
ル内周壁面間にコンクリートを打設する。

このコンクリートの硬化後、伸縮ジヤツキを縮小させて
脱型させた後、円周方向の型枠長を一ピッチとし、この
−ピッチ分のみガイドレールに沿ってビニオンの駆動に
より移動フレームを移動させ、定位置で停止させた後、
ラチェット歯車にラチェツト爪を噛合させ、移動フレー
ムの逸走を防止し、確実に停止せしめる。

つぎに伸縮ジヤツキを操作し、再び型枠４０を定位置ま
で突出し、コンクリート覆工を行う。

この操作を繰り返し、　トンネル内周面の床面より内頂
面に至るまで順次コンクリートを打設する。このように
して型枠４０の幅のみコンクリート覆工を完了した後、
つぎに伸縮ジヤツキを縮小させて脱をし、この型枠装置
をガイドレールにそってレールフレームの折畳みに支障
のない位置まで移動させた後、シリンダ２３．２４の操
作にて雨下部側のガイドレール２０Ｆ、２０Ｇを内側へ
折り込むようにし、　レールフレームを第４図、第５図
に示すように側方向へ折畳み、幅方向の嵩を低くして待
避させる。これまではトンネル断面径で最大幅となるラ
インより上方分のコンクリート覆工時であるが、この最
大幅より下方部分、すなわち下半分のコンクリート覆工
時にはガイドレールをトンネル内側面にほぼ平行に沿わ
せるため、その構造上、片側面づつおこなう必要がある
。このため第６図の如く中央より台車をトンネル内側面
の左右いずれか片方に寄せ、この寄せた側と反対側のレ
ールフレーム、ガイドレールを第７図の如く折り畳み嵩
低くし、反対側は下端ガイドレールとこの上方位置のガ
イドレールをトンネル内側面に沿わせ、これにて型枠も
トンネル内側面に沿わせて下半部分のコンクリート覆工
を行い、次いで他側面のトンネル内側面に同様にして台
車を寄せてコンクリート覆工を行う。

このようにトンネルの最大幅床面より下方部分のコンク
リート覆工時、片側ずつ操作して行うものである。

このように片側のレールフレームを折り畳むことにより
トンネル内片側に機械装置のない空間を形成できるもの
となり、これにより該装置より前方位置での掘削工事や
すり出し工事が同時に行えるものとなる。以上はショー
トベンチエ法におけるものであるが下半部分が短少なる
所謂ミニベンチエ法においても第８図及び第１０図のご
とく上半分のコンクリート覆工を行ない、次に第９図の
ごとく下半分のコンクリート覆工を行えるものとなる。

〔発明の効果〕

本発明による時は、無限軌道式又は車輪式の走行台車の
俯仰するブーム先端に、ヨーイング、ピッチング及び水
平移動可能にし、かつ折り畳み自在となしたレールフレ
ームとこのレールフレームに設けたガイドレールを備え
ているので、狭いトンネル内での装置の移動を嵩低くで
き、移動が簡易に行え、しかもトンネル断面内周面に沿
うよう半弧形に鉱質状になしたガイドレールに沿って移
動とトンネル内周面に対し、接離方向に調整可能とした
可動式型枠装置の移動と、ガイドレールの変位とにより
ショートベンチエ法、ミニベンチエ法、核残しのいずれ
にも使用できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明トンネルにおけるコンクリート覆工装置の
一実施例を示す。第１図乃至第５図−はショートベンチ
エ法における説明図で、第１図は床断面位置のコンクリ
ート覆工時の断面図、第２図は天面位置のコンクリート
覆工時の断面図、第３図はその側面図、第４図はレール
フレーム等の機構を嵩低く折り畳んだ状態の側面図、第
５図は同装置の正面図、第６図は台車を片側に移動させ
て下半部分の白太面位置のコンクリート覆工時の断面図
、第７図は下半部分のコンクリート覆工時の断面図、第
８図乃至第１０図はミニベンチエ法における説明図で、
第８図は上半部分のコンクリート覆工時の断面図、第９
図は同側面図、第１Ｏ図は第９図において片側のレール
フレームをブームに沿うように折り畳み、嵩低くした状
態の説明図５、　第１１図はブーム先端に取り付けたレ
ールフレーム中央部分の平面図、第１２図は同側面図、
第１３図は同正面図、第１４図は可動式フ枠装置の拡大
正面図、第１５図は同側面図、第１６図は伸縮ジヤツキ
部の断面説明図、第１７図は第１図の異なりたる実施例
図である。 １は走行台車、　ＩＢはブーム、２はレールフレーム、
３はガイドロッド、　４は揺動フレーム、５はブラケッ
ト、６．　７．　１３．　１４はビン、８．９．１５は
シリンダ、　１０はスクリューロッド、　１１は螺合体
、　１２は駆動装置、１９はジヤツキ、２０はガイドレ
ール、３０は可動式の型枠装置、４０は型枠。 第２図 第３図 第９図 第１３図 第１６図 第１５図 Ｊｌ　　　　ｌυ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）トンネル工事におけるコンクリート覆工において
   自走台車の前方に取付けた俯仰・伸縮自在なブームの先
   端部に、トンネル断面の円弧形の内周面より小さい円弧
   形の形状をし、かつ平面上でみたブーム軸と直角方向に
   拡げた形の折り畳み可能なレールフレームを取付け、こ
   れに沿わせて型枠移動用ガイドフレームをセットし、こ
   のフレーム上をトンネル断面の半径方向に移動可能とし
   た部分型枠をラックアンドピニオン方式により自在に自
   走可能な構造として、トンネル覆工の際この部分型枠を
   用いて下方より天端に向かって上半部分を数回に分割し
   てコンクリート打設を行うようにしたことを特徴とする
   トンネルにおけるコンクリート覆工装置。
2. （２）請求項１記載のトンネル工事におけるコンクリー
   ト覆工において、部分型枠用のレールフレーム、ガイド
   フレームを両者共に左右対象に数ピースに分割してピン
   ジョイントで相互に連結して構成され、これらのフレー
   ムを拡げた状態から折り畳む場合下側のものより順次油
   圧ジャッキ等により上側のものの内側に抱き込むように
   折り畳み、次いで左右各々折り畳んだフレーム全体をジ
   ャッキ等により、平面図上でみて台車ブーム軸と平行な
   方向に９０度屈曲させて、あたかも鳥の翼を閉じるよう
   に収納することのできることを特徴としたトンネルにお
   けるコンクリート覆工装置。
3. （３）請求項１記載のトンネル工事におけるコンクリー
   ト覆工において、自走台車のブーム先端部分に型枠用レ
   ールフレーム、ガイドレールを取付け連結するにあたり
   、連結部構造をピンジョイント方式とし、フレームが俯
   仰・左右揺動等自在に油圧ジャッキにより動き得るもの
   とし、かつフレーム全体を前後方向にもスライド可能な
   構造として、型枠用レールフレーム、ガイドレールのト
   ンネル内での据付作業時の微調整を正確に容易に行い得
   ることを特徴とするトンネルにおけるコンクリート覆工
   装置。