JPH09217600A - トンネル坑内工事の資材搬送方法およびトンネル坑内の搬送台車交互通行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 資材を地上側より立坑内を通してトンネル坑
内に搬入する場合、狭い空間での資材の吊り下ろし作業
となるため、危険でかつ効率が悪い。玉掛け作業などが
発生することで、自動化を促進できない。 【解決手段】 地上１側において資材８を積載した実の
搬送台車10を、この地上１側で走行させて台車搬送装置
20に乗り込ませる。台車搬送装置20を下降動して、資材
８を積載している実の搬送台車10を、立坑３内で直接に
下送し、下送した実の搬送台車10をトンネル坑２内に搬
入する。資材８を卸したトンネル坑２内の空の搬送台車
10を、台車搬送装置20を介して立坑３内で上送したのち
地上１側へ搬出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばシールド
工法において、セグメント（トンネル覆工材）などの資
材を地上側より立坑内を通してトンネル坑内に搬入する
のに採用し得るトンネル坑内工事の資材搬送方法、なら
びにトンネル坑内において資材を搬送するのに採用し得
るトンネル坑内の搬送台車交互通行装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、セグメントなどの資材を地上側よ
り立坑内を通してトンネル坑内に搬入するのに、地上側
に設置された揚重装置によって資材を立坑内で吊り下ろ
し、立坑下に待機している搬送台車上に直接に積載させ
る方法、若しくは同様の方法で吊り下ろした資材を立坑
下に一旦仮置きし、立坑下に装備された他の揚重装置に
よって、この資材を搬送台車に積載させる方法が行われ
てきた。

【０００３】また従来、トンネル坑内において資材を搬
送するのに、搬送台車の走行を複線の軌道システムで行
い、この場合にはスイッチを設けることにより、搬送台
車の入れ替えを行ってきた。そして単線の軌道システム
の場合には、トンネル坑内での入れ違いができないこと
から、一つの編成の搬送台車が搬送作業を終了したの
ち、この搬送台車群をトンネル坑外に戻していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の方法で、資材を地上側より立坑内を通してトンネル坑
内に搬入する場合、狭い空間での資材の吊り下ろし作業
となるため、危険でかつ効率が悪かった。さらに玉掛け
作業などが発生することで、自動化を促進できなかっ
た。

【０００５】また、上記した従来のトンネル坑内におい
て資材を搬送する方式で、単線の軌道システムの場合に
は、搬送作業を終了した一つの編成の搬送台車がトンネ
ル坑外に戻ってくるまで、次の編成の搬送台車はトンネ
ル坑内に入れず、効率が悪かった。さらに、無軌道でト
ンネル坑内の最下部を走行させる搬送台車のシステムで
は、大きな断面のトンネル坑であっても、搬送台車の入
れ違いはできず、単線の軌道システムと同じ問題が生じ
た。

【０００６】そこで本発明のうち請求項１記載の発明
は、資材を積載してトンネル坑内を走行する搬送台車そ
のものを立坑内で昇降させて、資材を地上側からトンネ
ル坑内に搬入するようにしたトンネル坑内工事の資材搬
送方法を提供することを目的としたものである。

【０００７】また請求項２記載の発明は、たとえ単線の
システムであったとしても、搬送台車の入れ替え、交互
通行を可能としたトンネル坑内の搬送台車交互通行装置
を提供することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載のトンネル坑内工
事の資材搬送方法は、地上側とトンネル坑内とに亘って
形成された立坑内に、搬送台車を支持して昇降させる台
車搬送装置を配設し、搬送台車は、トンネル坑内工事の
資材を積載自在でかつ地上側とトンネル坑内との間にお
いて走行自在であり、この搬送台車を、資材を積載した
実の姿勢や資材を卸した空の姿勢で、前記台車搬送装置
によって立坑内で搬送させることを特徴としたものであ
る。

【０００９】したがって請求項１の発明によると、地上
側において資材を積載した実の搬送台車を、この地上側
で走行させて台車搬送装置に乗り込ませる。次いで、台
車搬送装置を下降動させ、資材を積載している実の搬送
台車を、立坑内で直接に下送させることで、下送した実
の搬送台車をトンネル坑内に搬入し得る。なお、資材を
卸したトンネル坑内の空の搬送台車は、逆の作用によ
り、台車搬送装置を介して立坑内で上送したのち地上側
へ搬出し得る。

【００１０】また本発明の請求項２記載のトンネル坑内
の搬送台車交互通行装置は、トンネル坑内工事の資材を
積載自在でかつトンネル坑内において走行自在な搬送台
車を設け、前記トンネル坑内に前記搬送台車の持ち上げ
装置を配設し、この持ち上げ装置は、持ち上げた搬送台
車の下方に搬送台車の走行空間を形成すべく構成したこ
とを特徴としたものである。

【００１１】したがって請求項２の発明によると、実の
搬送台車をトンネル坑内で走行させる際に、資材を卸し
た空の搬送台車が逆走行してきたとき、これら実または
空の搬送台車のうち、持ち上げ装置へ先行して到達した
一方の搬送台車を停止させる。そして一方の搬送台車を
持ち上げ装置により持ち上げることで、この一方の搬送
台車の下方に搬送台車の走行空間を形成し得る。したが
って他方の搬送台車は、この走行空間を利用して持ち上
げ装置の部分を通り抜け走行し得る。その後に、持ち上
げ装置を逆操作させることで、一方の搬送台車を下降し
てトンネル坑内に着地し得、この一方の搬送台車を再び
走行し得る。これにより、トンネル坑内において、複数
の搬送台車を交互に通行（走行）し得る。

【００１２】そして本発明の請求項３記載のトンネル坑
内の搬送台車交互通行装置は、上記した請求項２記載の
構成において、持ち上げ装置は、トンネル坑内で移動自
在であることを特徴としたものである。

【００１３】したがって請求項３の発明によると、持ち
上げ装置を適宜に移動させることで、トンネル坑の長さ
の変化に対応して、所望の好適な位置に配置し得る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
無軌道搬送台車システムに採用した状態として、図に基
づいて説明する。

【００１５】図１〜図４において、地上１側とトンネル
坑２内とは立坑３により連絡されており、そしてトンネ
ル坑２はシールド掘進機４により形成され、またシール
ド掘進機４の後方には無軌道形式の後方台車５が装備さ
れている。前記立坑３は、地上１側とトンネル坑２内と
に亘って円筒状に形成され、その内部には、搬送台車10
を支持して昇降させる台車搬送装置20が配設されてい
る。前記搬送台車10は、トンネル坑内工事の資材を載置
自在でかつ地上１側とトンネル坑２内とにおいて、無軌
道形式により走行自在に構成されている。

【００１６】すなわち搬送台車10は、台車本体11の前後
それぞれに左右一対の走行車輪12が設けられるととも
に、中央部に左右一対の駆動車輪13が設けられ、さらに
台車本体11には、駆動車輪13に連動した走行駆動装置14
が搭載されている。前記台車本体11の上面は載置面15に
形成され、この載置面15に対してセグメント（トンネル
坑内工事の資材の一例）８が、複数枚積み重ね状態で積
載自在に構成される。そして台車本体11の前後それぞれ
には、左右一対の被係止部16が形成（図５参照）されて
いる。なお走行車輪12や駆動車輪13は、トンネル坑内面
２Ａの円弧に対応して向きなどが設定されている。

【００１７】前記台車搬送装置20は、上下方向のガイド
フレーム21を左右で一対有し、これらガイドフレーム21
は、複数の支持枠22を介して地上１や立坑壁に固定され
ている。両ガイドフレーム21は、横断面がＣ字形のガイ
ドレール状であって、複数のガイドローラ23を介して昇
降枠24の昇降案内を行う。この昇降枠24の前面から前方
へ昇降デッキ25が連設され、この昇降デッキ25の上面
は、トンネル坑内面２Ａの円弧に対応した凹入円弧状の
台車支持面26に形成されている。そして昇降デッキ25に
は、囲い27や固定装置（図示せず。）など、搬送台車10
の落下防止を行う適宜の落下防止手段が備えられてい
る。

【００１８】前記昇降デッキ25を昇降させる吊り上げ装
置（昇降駆動装置の一例）28が設けられる。この吊り上
げ装置28は、地上１側のベース台29上に設置されたモー
タ30と、このモータ30に連動してベース台29上に設置さ
れた減速機31と、両ガイドフレーム21の上方間に位置さ
れるように支持枠22側に軸受32を介して配設された横方
向の駆動軸33と、この駆動軸33を前記減速機31に連動さ
せる巻き掛け伝動装置（チェーン伝動装置など）34と、
前記駆動軸33に設けられた駆動輪体35と、両ガイドフレ
ーム21の下端部分に従動軸36などを介して設けられた従
動輪体37と、上下で対向された輪体35，37間に巻回され
かつ両端が前記昇降枠24に連結された索体（チェーンや
ロープなど）38などにより構成される。

【００１９】上記した21〜38により台車搬送装置20の一
例が構成される。そして上昇限の昇降デッキ25と地上１
側との間で搬送台車10を円滑に走行させるために、地上
１側には、昇降デッキ25と同様な形状の乗り移り用デッ
キ６が設けられている。

【００２０】前記台車搬送装置20の下端部はトンネル坑
２に対して横方向で芯ずれした位置にあり、そのために
立坑３内の下部には、台車搬送装置20との間で搬送台車
10が乗り移り自在でかつ搬送台車10を芯ずれ方向に移動
させる台車横移動装置40が配設される。

【００２１】すなわち台車横移動装置40は、立坑３内の
下部に架台41を介して敷設された一対のガイドレール42
と、これらガイドレール42に複数の車輪43を介して載置
された移動台車44と、この移動台車44を往復移動させる
ために移動台車44と架台41との間に配設された油圧シリ
ンダー（往復動装置の一例）45とにより構成されてい
る。そして移動台車44の上面は、前記昇降デッキ25にお
ける台車支持面26の円弧に対応した形状の台車乗り移り
面46に形成されている。

【００２２】図１、図５〜図８に示すように、前記トン
ネル坑２内には、前記搬送台車10の持ち上げ装置50が、
このトンネル坑２内で移動自在に設けられている。すな
わち持ち上げ装置50の本体51は、下位中央部などが開放
された方形枠組状に形成され、そして本体51の下部で前
後それぞれに左右一対の走行ローラ（走行車輪）52が設
けられるとともに、中間部で前後それぞれに左右一対の
方向規制ローラ53が設けられている。

【００２３】ここで方向規制ローラ53は、本体51側に設
けられた揺動レバー54の遊端に枢着され、この揺動レバ
ー54がシリンダー55により掘進方向側に揺動されること
で、トンネル坑内面２Ａに対して当接自在に構成されて
いる。

【００２４】前記本体51内には平枠状の昇降体56が配設
され、この昇降体56は、本体51側に設けられたガイド板
57にガイドローラ58が案内されることで、揺れが防止さ
れた状態で昇降される。前記昇降体56を昇降させるため
に、本体51側には巻き上げ装置59が配設されている。

【００２５】この巻き上げ装置59は、前述した吊り上げ
装置28と同様な構成であって、本体51側の架台60上に設
置されたモータ61ならびに減速機62と、本体51側に軸受
63を介して配設された前後一対の駆動軸64と、これら駆
動軸64を減速機62に連動させる巻き掛け伝動装置65と、
駆動輪体66と、従動軸67と、従動輪体68と、輪体66，68
間に巻回されかつ昇降体56に連結された索体69などによ
り構成される。

【００２６】前記昇降体56には、前記搬送台車10の把持
を行う台車把持装置70が設けられる。すなわち昇降体56
の前部と後部には、それぞれ左右一対の把持アーム71が
設けられ、これら把持アーム71はＬ字形であって、その
横方向の把持部71Ａの遊端が左右方向において相対向さ
れて配設されている。そして左右対の把持アーム71は、
昇降体56側に設けられたガイド機構（図示せず。）に支
持案内されて互いに接近離間自在であり、この接近離間
を行わせるクランプシリンダー72が、両把持アーム71の
上部間に配設されている。上記した51〜72により持ち上
げ装置50の一例が構成される。

【００２７】以下に、上記した実施の形態における作用
を説明する。地上１側において、その載置面15にセグメ
ント８を積載した実の搬送台車10を、トンネル坑２内に
搬入させるに、まず図１、図３仮想線に示すように、搬
送台車10を支持していない昇降デッキ25を上昇して、そ
の台車支持面26を乗り移りデッキ６に接続させる。この
状態で地上１側で実の搬送台車10を走行させ、図２仮想
線に示すように、乗り移りデッキ６を介して昇降デッキ
25の台車支持面26上に直接に乗り込ませる。その後に、
昇降デッキ25に対して、囲い27などの落下防止手段を作
用させる。

【００２８】次いで、吊り上げ装置28のモータ30を作動
させ、減速機31の出力回転により、巻き掛け伝動装置34
や駆動軸33などを介して索体38を移動させることで、昇
降枠24を介して昇降デッキ25を下降させる。これによ
り、セグメント８を積載している実の搬送台車10を、台
車搬送装置20を介して立坑３内で直接に下送し得る。そ
の際に下送は、ガイドローラ23をガイドフレーム21によ
り案内することで、揺れることなく安定して行える。

【００２９】このようにして下送した昇降デッキ25の台
車支持面26を、図３実線に示すように、移動台車44の台
車乗り移り面46に接続させる。そして落下防止手段を開
放したのち、実の搬送台車10を、図３の仮想線から実線
に示すように、台車支持面26から台車乗り移り面46へと
走行させる。次いで、油圧シリンダー45により移動台車
44を、図４の実線から仮想線に示すように移動させ、そ
の台車乗り移り面46をトンネル坑内面２Ａに接続させ
る。これにより実の搬送台車10を、台車乗り移り面46か
らトンネル坑内面２Ａへと走行させ、以て実の搬送台車
10をトンネル坑２内に搬入し得る。

【００３０】なお、後方台車５の部分でセグメント８を
卸したトンネル坑２内の空の搬送台車10は、上述とは逆
の作用により、台車横移動装置40や台車搬送装置20を介
して、立坑３内で上送されたのち地上１側へ搬出し得
る。

【００３１】前述したようにしてトンネル坑２内に搬入
した実の搬送台車10は、その走行駆動装置14を作動させ
ることによってトンネル坑２内でシールド掘進機４側に
走行し得る。その際に、後方台車５の部分でセグメント
８を卸した空の搬送台車10が逆走行してきたとき、これ
ら実の搬送台車10と空の搬送台車10とのうち、持ち上げ
装置50へ先行して到達した一方の搬送台車10を、本体51
内で停止させる。

【００３２】このとき持ち上げ装置50では、昇降体56を
上昇させ、また台車把持装置70の両把持アーム71を離間
動させていることから、一方の搬送台車10の本体51内へ
の走行は何ら支障なく行える。そして一方の搬送台車10
を本体51内に停止させた状態で、まず昇降体56を下降し
て、図６に示すように把持部71Ａを被係止部16の側外方
に位置させる。そしてクランプシリンダー72の作動によ
り両把持アーム71を接近動させ、その把持部71Ａを被係
止部16に突入させて把持位置とする。

【００３３】次いで、巻き上げ装置59のモータ61を作動
させ、減速機62の出力回転により、巻き掛け伝動装置65
や駆動軸64などを介して索体69を移動させることで、昇
降体56を上昇させる。これにより、台車把持装置70で把
持した（掴んだ）一方の搬送台車10を、本体51内で持ち
上げ得る。その際に持ち上げは、ガイドローラ58をガイ
ド板57により案内することで、揺れることなく安定して
行える。このような持ち上げにより、図７に示すよう
に、持ち上げた一方の搬送台車10の下方に、搬送台車10
の走行空間75を形成し得る。したがって他方の搬送台車
10は、図７仮想線に示すように、この走行空間75を利用
して持ち上げ装置50の部分を通り抜け走行し得る。

【００３４】その後、持ち上げ装置50を前述とは逆操作
させることで、一方の搬送台車10を下降してトンネル坑
内面２Ａに着地し得、この一方の搬送台車10を再び走行
し得る。以上により、トンネル坑２内において、二台の
搬送台車10を交互に通行（走行）し得る。

【００３５】前記トンネル坑２の長さは、シールド掘進
機４の作業により次第に長くなるのであり、その長さの
中間位置に持ち上げ装置50を配置するのが好ましい。そ
のために持ち上げ装置50を適宜に移動させる。すなわ
ち、図８の仮想線に示す方向規制ローラ53を、シリンダ
ー55の作動により図８の実線に示すようにトンネル坑内
面２Ａに当接させた状態で、持ち上げ装置50を、他の装
置による押し作用や引き作用により、または人手による
押し引きにより、あるいは駆動装置（図示せず。）によ
って走行ローラ52を強制回転させることにより、所望の
位置に移動させる。その際に移動は、方向規制ローラ53
により方向が規制されることで、蛇行しないように案内
される。

【００３６】上記した実施の形態では、台車搬送装置20
として、昇降デッキ25側を吊り上げ装置28により昇降さ
せる形式を示したが、これは昇降デッキ25側を多段シリ
ンダーにより昇降させる形式など、他の昇降駆動装置を
採用してもよい。

【００３７】上記した実施の形態では、前記台車搬送装
置20の下端部がトンネル坑２に対して横方向で芯ずれし
た位置にあることで、立坑３内の下部に台車横移動装置
40が配設されているが、前記台車搬送装置20の下端部が
トンネル坑２に対して芯合わせ状態であるときには、昇
降デッキ25の台車支持面26とトンネル坑内面２Ａとの間
で搬送台車10の走行を行えることで、台車横移動装置40
を省略し得る。

【００３８】上記した実施の形態では、１台の持ち上げ
装置50をトンネル坑２内の中間部に移動自在に設置した
が、これはシールド掘進機４によって牽引される後方設
備のなかに組み込むことも可能である。さらに、持ち上
げ装置50は、トンネル坑２内の所定箇所に固定状に設置
してもよい。また持ち上げ装置50をトンネル坑２内に複
数台設置すれば、多数の搬送台車10を運行させることが
可能である。

【００３９】上記した実施の形態では、持ち上げ装置50
として、昇降体56側を巻き上げ装置59により昇降させる
形式を示したが、これは昇降体56側を多段シリンダーに
より昇降させる形式など、他の昇降駆動装置を採用して
もよい。

【００４０】上記した実施の形態では、無軌道の搬送台
車システムを示しているが、これはレール軌道を走行す
る搬送台車10に適用することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、地
上側において資材を積載した実の搬送台車を、台車搬送
装置により立坑内で直接に下送してトンネル坑内に搬入
でき、そして資材を卸したトンネル坑内の空の搬送台車
を、台車搬送装置により立坑内で上送して地上側へ搬出
できる。これにより、資材の搬入に伴う揚重装置による
狭隘空間での危険な吊り下ろし作業を回避できて安全性
を向上できるとともに、搬入時間を短縮できて施工の効
率向上を図ることができ、さらに玉かけ作業などが発生
しないので、搬送台車の運行自動化を容易に促進でき
る。

【００４２】また上記した本発明の請求項２によると、
実の搬送台車をトンネル坑内で走行させる際に、資材を
卸した空の搬送台車が逆走行してきたとき、これら実ま
たは空の搬送台車のうち、持ち上げ装置へ先行して到達
した一方の搬送台車を持ち上げることで、他方の搬送台
車を、一方の搬送台車の下方に形成した走行空間を利用
して通り抜け走行できる。その後に、持ち上げ装置によ
り一方の搬送台車を下降して、この一方の搬送台車を再
び走行できる。これにより、トンネル坑内において、狭
隘空間での複数の搬送台車の入れ替えや交互通行を可能
にできて、搬送台車の走行効率を著しく向上できるとと
もに、自動化された搬送台車の運行システムと連係する
システムにより、自動運転を行うことができる。

【００４３】そして上記した本発明の請求項３による
と、持ち上げ装置を適宜に移動させることで、トンネル
坑の長さの変化に対応して、この持ち上げ装置を所望の
好適な位置に配置できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、資材搬送状
態の一部切り欠き斜視図である。

【図２】同台車搬送装置部分の側面図である。

【図３】同台車搬送装置部分の正面図である。

【図４】同台車横移動装置部分の側面図である。

【図５】同持ち上げ装置部分の側面図である。

【図６】同持ち上げ装置部分の持ち上げ作用前の正面図
である。

【図７】同持ち上げ装置部分の持ち上げ作用時の縦断正
面図である。

【図８】同持ち上げ装置部分の要部の平面図である。

【符号の説明】

１ 地上 ２ トンネル坑 ２Ａ トンネル坑内面 ３ 立坑 ４ シールド掘進機 ８ セグメント（トンネル坑内工事の資材） 10 搬送台車 15 載置面 20 台車搬送装置 21 ガイドフレーム 25 昇降デッキ 26 台車支持面 28 吊り上げ装置（昇降駆動装置） 40 台車横移動装置 46 台車乗り移り面 50 持ち上げ装置 56 昇降体 59 巻き上げ装置（昇降駆動装置） 70 台車把持装置 71 把持アーム 75 走行空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側とトンネル坑内とに亘って形成さ
   れた立坑内に、搬送台車を支持して昇降させる台車搬送
   装置を配設し、搬送台車は、トンネル坑内工事の資材を
   積載自在でかつ地上側とトンネル坑内とにおいて走行自
   在であり、この搬送台車を、資材を積載した実の姿勢や
   資材を卸した空の姿勢で、前記台車搬送装置によって立
   坑内で搬送させることを特徴とするトンネル坑内工事の
   資材搬送方法。
2. 【請求項２】 トンネル坑内工事の資材を積載自在でか
   つトンネル坑内において走行自在な搬送台車を設け、前
   記トンネル坑内に前記搬送台車の持ち上げ装置を配設
   し、この持ち上げ装置は、持ち上げた搬送台車の下方に
   搬送台車の走行空間を形成すべく構成したことを特徴と
   するトンネル坑内の搬送台車交互通行装置。
3. 【請求項３】 持ち上げ装置は、トンネル坑内で移動自
   在であることを特徴とする請求項２記載のトンネル坑内
   の搬送台車交互通行装置。