JPH11294082A - トンネル施工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削におけるズリ出しに連続ベルト
コンベアを採用する場合において、掘削作業（ズリ出し
作業）と同時に覆工作業を行うことができ、急速施工の
実現、ひいてはトンネル坑内における安全性の飛躍的向
上、及びトンネル坑内環境のクリーン化を達成し得るト
ンネル施工装置を提供する。 【解決手段】 シート台車７と、セントル８と、掘削し
たズリ３を搬出する連続ベルトコンベア５とからなり、
当該連続ベルトコンベア５が、シート台車部とセントル
部の前後をトンネル１側から支持されるトンネル支持区
間（支保工区間１ａ及び覆工区間１ｃ）とし、それ以外
をトンネル１側から支持されないトンネル非支持区間
（防水シート区間１ｂ）とすることにより、当該シート
台車部と当該セントル部を通過するようにしたトンネル
施工装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル坑内及び
坑口において、掘削、ズリ出し、覆工という一連の工程
を切羽側より順次施工するトンネル施工装置に関するも
ので、特に、ズリ出しに連続ベルトコンベヤを用いるタ
イプにおいて掘削作業（ズリ出し作業）と同時に覆工作
業ができるトンネル施工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、トンネル掘削におけるズリ出
しに、コンベヤベルトの延長及び継ぎ足しが可能である
連続ベルトコンベヤが採用されているが、連続ベルトコ
ンベヤをトンネル全線に配備してズリ出しを行えば、ダ
ンプトラックによるズリ出しをする必要がなくなるた
め、トンネル坑内を通行する大型車両が大幅に減少する
こととなる結果、トンネル坑内における安全性を飛躍的
に向上させることが可能になると共に、排気ガスの排除
によるトンネル坑内環境のクリーン化を達成することも
可能になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
連続ベルトコンベヤは、２車線断面のトンネルにおいて
用いた場合、工事車両等の車両通行領域を確保する関係
上、トンネル全線においてトンネル側（トンネル底部又
はトンネル側部）から支持されていたため、掘削作業
（ズリ出し作業）と同時に覆工作業を行うことができな
い不都合がある。

【０００４】即ち、連続ベルトコンベヤがトンネル底部
から支持されるタイプにあっては、連続ベルトコンベヤ
及びこれを支持する支持架台等が障害となってしまうた
め、セントルの鋼製型枠の下端と施工基面との隙間の木
製型枠等による閉塞やセントルジャッキの伸縮による鋼
製型枠の位置決めなどの作業領域（以下「下部作業領
域」という）における作業を行うことができず、掘削作
業（ズリ出し作業）の終了後に連続ベルトコンベヤを撤
去しない限り覆工作業を行うことができない。

【０００５】一方、連続ベルトコンベヤがトンネル側部
から支持される場合にあっても、連続ベルトコンベヤ及
びこれを支持するブラケットなどが障害となってしまう
ため、シート台車におけるシート張り、セントルジャッ
キの伸縮による鋼製型枠の位置決めや検査窓を利用した
バイブレーターによるコンクリートの締固めなどの作業
領域（以下「中部作業領域」という）における作業を行
うことができず、掘削作業（ズリ出し作業）の終了後に
連続ベルトコンベヤを撤去しない限り覆工作業を行うこ
とができない。

【０００６】尚、シート台車上部やセントル上部に連続
ベルトコンベヤを支持するのは、きわめて危険であるこ
とから、ほとんど考えられない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、トンネル掘削に
おけるズリ出しに連続ベルトコンベヤを採用する場合に
おいて、掘削作業（ズリ出し作業）と同時に覆工作業を
行うことができ、急速施工の実現、ひいてはトンネル坑
内における安全性の飛躍的向上、及びトンネル坑内環境
のクリーン化を達成することができるトンネル施工装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るトンネル施工装置は、シート台車と、
セントルと、掘削したズリを搬出する連続ベルトコンベ
ヤとからなり、当該連続ベルトコンベヤは、シート台車
部とセントル部の前後をトンネル側から支持されるトン
ネル支持区間とし、それ以外をトンネル側から支持され
ないトンネル非支持区間とすることにより、当該シート
台車部と当該セントル部を通過するものであることを特
徴としている。

【０００９】即ち、本発明は、トンネル掘削におけるズ
リ出しに連続ベルトコンベヤを採用する場合において、
シート台車とセントルの前後において連続ベルトコンベ
ヤをトンネル側から支持し、シート台車とセントルにお
いては当該連続ベルトコンベヤをトンネル側から支持す
ることなく通過させることにより、シート台車及びセン
トルの自由な作業及び移動を確保し、これにより、掘削
作業（ズリ出し作業）と同時に覆工作業を行うことを可
能にし、これにより、急速施工を図ることを可能にし、
ひいてはトンネル坑内における安全性の飛躍的向上、及
びトンネル坑内環境のクリーン化を達成するものであ
り、従来においてトンネル坑内環境のクリーン化の達成
が困難とされてきた長大トンネルに適用する場合におい
て特に有効に機能するものである。

【００１０】このような技術的手段において、前記トン
ネル非支持区間における前記連続ベルトコンベヤは、シ
ート台車及びセントルの自由な作業及び移動が確保され
れば、トンネル断面のいかなる範囲に位置していても差
し支えないと考えられるが、シート台車及びセントルに
おける作業を円滑かつ容易なものとし、かつ、トンネル
坑内における車両通行を確保しようとする観点からすれ
ば、車両通行領域以外の下部作業領域と中部作業領域と
の間に係る範囲に位置するものであることが好ましい。

【００１１】これらの場合において、前記トンネル非支
持区間における前記連続ベルトコンベヤは、宙に浮いて
いる状態でシート台車とセントルを通過するものであっ
ても勿論差し支えないが、より安定した支持状態を実現
しようとする観点からすれば、前記シート台車及び前記
セントルの少なくともいずれか一方から張り出したブラ
ケットによりそれらの移動を確保しつつ支持されること
が好ましい。

【００１２】この場合において、シート台車及びセント
ルの移動をより円滑にしようとする観点からすれば、前
記ブラケットによる前記連続ベルトコンベヤの支持は、
ローラーが介設されるものであることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。

【００１４】◎実施の形態１ 図１は、この実施の形態１に係るトンネル施工装置が適
用されたトンネルを示す概略側面図である。尚、本発明
に係るトンネル施工装置は、あらゆるタイプのトンネル
に適用可能であるが、この実施の形態１に係るトンネル
は、発破掘削及びＮＡＴＭによるものである。

【００１５】同図において、符号１は、切羽２側から、
必要に応じた支保工の建込み及び吹付コンクリートＣ１
の施工が終了しているが、防水シート（図示外）の施工
や防水シート及び覆工コンクリートＣ２の施工がされて
いない部分（以下「支保工区間」という）１ａと、防水
シートの施工が終了している部分であって覆工コンクリ
ートＣ２の施工がされていない部分（以下「防水シート
区間」という）１ｂと、防水シート及び覆工コンクリー
トＣ２の施工が終了している部分（以下「覆工区間」と
いう）１ｃとからなるトンネル、符号２は、このトンネ
ル１の最前部である切羽、符号３は、切羽２において発
破により発生したズリ、符号４は、クローラ走行体にて
自走可能であり、かつ、ズリ３を破砕して均等な大きさ
にする移動式クラッシャー、符号５は、この移動式クラ
ッシャー４によって破砕されたズリ３をトンネル坑口ま
で連続的に搬送する連続ベルトコンベヤ、を示してい
る。

【００１６】また、符号６は、トンネル１内の作業床Ｙ
上にトンネル縦断方向に沿って敷設されている走行レー
ル、符号７は、完成後のトンネル１の漏水を防ぐ防水シ
ートの貼付作業をする作業足場であって走行レール６上
を前後に走行自在であるシート台車、符号８は、トンネ
ル１の最終的仕上面を形成する覆工コンクリートＣ２の
鋼製型枠８ａ、セントルジャッキ８ｂ、本体台車８ｃか
らなり、走行レール６上を前後に走行自在であるセント
ル、を示している。

【００１７】更に、符号９は、連続ベルトコンベヤ５を
支持する支持架台であって走行レール６上を前後に走行
自在である支持台車、を示しており、この支持台車９と
シート台車７とは一定の長さ寸法を有するワイヤー９ａ
にて連結されている。

【００１８】即ち、この実施の形態１に係るトンネル施
工装置は、移動式クラッシャー４と、連続ベルトコンベ
ヤ５と、シート台車７と、セントル８と、支持台車９と
からなり、この連続ベルトコンベヤ５は、シート台車部
とセントル部の前後をトンネル１側から支持されるトン
ネル支持区間（支保工区間１ａ及び覆工区間１ｃからな
る）とし、それ以外をトンネル１側から支持されないト
ンネル非支持区間（防水シート区間１ｂからなる）とす
ることにより、当該シート台車部と当該セントル部を通
過するようになっている。

【００１９】ここで、トンネル支持区間のうち、支保工
区間１ａにおける連続ベルトコンベヤ５は、図２のＡ−
Ａ’矢視図に示すように、トンネル１側の吹付コンクリ
ートＣ１に適宜間隔で取り付けられたチェーン及びＨ形
鋼１１によって、所定の位置及び高さ（トンネル中心線
から長さＬ、施工基面Ｋから高さＨの位置、以下同じ）
において支持されており、一方、覆工区間１ｃにおける
連続ベルトコンベヤ５は、図３のＢ−Ｂ’矢視図に示す
ように、トンネル１側の覆工コンクリートＣ２に適宜間
隔で取り付けられたブラケット１２によって、上記所定
の位置及び高さにおいて支持されている。

【００２０】また、シート台車部における連続ベルトコ
ンベヤ５は、図４のＣ−Ｃ’矢視図に示すように、トン
ネル１側から支持されないトンネル非支持区間に存して
いるため、吹付コンクリートＣ１面から離れて宙に浮い
た状態になっていると共に、当該シート台車７から支持
されることもない。一方、セントル部における連続ベル
トコンベヤ５も、シート台車部におけるそれと同様であ
り、図５のＤ−Ｄ’矢視図に示すように、覆工コンクリ
ートＣ２面から離れて宙に浮いた状態になっていると共
に、当該セントル８から支持されることがない。

【００２１】更に、この実施の形態１においては、シー
ト台車部及びセントル部、即ち、トンネル非支持区間に
おける連続ベルトコンベヤ５は、トンネル支持区間にお
ける連続ベルトコンベヤ５と全く同じ位置及び高さ、即
ち、上記所定の位置及び高さにおいて支持されるように
なっていると共に、車両通行に係るトンネル断面の中央
領域（以下「車両通行領域」という）ａ以外の下部作業
領域ｂと中部作業領域ｃとの間に係る範囲に位置するよ
うになっている。

【００２２】ところで、この実施の形態１では、図２〜
図５に示すように、連続ベルトコンベヤ５のフレームと
して、軽量で梁成の大きい断面を有する強化フレーム１
３を採用しており、長いスパンの架設に対しても充分に
耐えうる構造を有するものとなっている。

【００２３】しかし、強化フレーム１３を採用しても、
なおスパンの中間部で撓みが生ずるなどして連続ベルト
コンベヤ５の安定性が害されるなどの虞があるので、こ
の実施の形態１では、トンネル非支持区間における連続
ベルトコンベヤ５の中間部を支持台車９によって支持す
ることとしている。尚、この支持台車９による支持とし
ては、ローラー（図示外）を介して下方から支持する方
法を採用し、支持台車９の自由な移動を確保する。

【００２４】次に、この実施の形態１に係るトンネル施
工装置の作用を図１〜図５を用いて説明する。

【００２５】（１）シート台車における作業 連続ベルトコンベヤ５によるズリ３の搬出を行っている
タイミングに、シート台車７上において、吹付コンクリ
ートＣ１面に対する防水シートの釘打ち固定や防水シー
ト間の溶着などの一連の防水シートの貼付作業が行われ
る。

【００２６】このとき、シート台車部における連続ベル
トコンベヤ５は、吹付コンクリートＣ１面から離れて宙
に浮いた状態になっているため、防水シートを貼り付け
るうえで障害にならないばかりか、人間の背の高さ以上
の位置及び高さに位置しているため、円滑かつ容易に当
該貼付作業を行うことができる。

【００２７】また、シート台車部における連続ベルトコ
ンベヤ５は、車両通行領域ａ以外の範囲に位置している
ため、トンネル１坑内における車両通行、例えば、支保
工やロックボルト、火薬などの資材運搬に影響を与える
ことがないから、切羽２における種々の作業を円滑に進
めることができる。

【００２８】（２）セントルにおける作業 連続ベルトコンベヤ５によるズリ３の搬出を行っている
タイミングに、以下のようなセントル８における作業が
行われる。

【００２９】即ち、まず鋼製型枠８ａ表面に対するケレ
ンや、剥離材の塗布などのセントル８の外側における作
業が行われ、次いで、セントルジャッキ８ｂの伸縮によ
る鋼製型枠８ａの位置決めや、鋼製型枠８ａの下端と施
工基面Ｋとの隙間の閉塞などのセントル８の下部作業領
域ｂにおける作業が行われ、妻型枠の設置後に、検査窓
Ｍを利用したバイブレーターによるコンクリートの締固
めなどのセントル８の中部作業領域ｃにおける作業が行
われる。

【００３０】このとき、セントル部における連続ベルト
コンベヤ５は、セントル８から離れて宙に浮いており、
セントル８との間に所定のクリアランスがあるため、セ
ントル８における上記作業を進めるうえで障害にならな
いばかりか、セントル８の下部作業領域ｂと中部作業領
域ｃとの間に位置しているため、下部作業領域ｂ及び中
部作業領域ｃに集中するセントル特有の作業形態にも充
分に対応することが可能である。

【００３１】また、シート台車部における連続ベルトコ
ンベヤ５は、車両通行領域ａ以外の範囲に位置している
ため、トンネル１坑内における車両通行に影響を与える
ことがなく、切羽２における種々の作業を円滑に進める
ことができる。

【００３２】（３）連続ベルトコンベヤの支持の盛り替
え作業 シート台車７（支持台車９）及びセントル８を切羽２側
に移動する場合には、以下のような連続ベルトコンベヤ
５の支持の盛り替え作業が行われる。

【００３３】まず、現にシート台車７の前面に近接する
チェーン及びＨ形鋼１１を撤去してシート台車７の自由
な移動を確保する。

【００３４】次に、自走により、シート台車７が既に防
水シートの貼り付けられた区間から吹付コンクリートＣ
１面の露出する区間まで移動すると、支持台車９はワイ
ヤー９ａを介して当該シート台車７によって牽引され
る。

【００３５】このとき、シート台車部における連続ベル
トコンベヤ５は、シート台車７から離れて宙に浮いてい
るため、シート台車７の移動による影響を受けることが
なく、ズリ３の搬出作業を保持したままシート台車７の
自由な移動が確保されると共に、車両通行領域ａ以外の
範囲に位置しているため、トンネル１坑内における車両
通行に影響を与えることもない。

【００３６】支持台車部における連続ベルトコンベヤ５
は、ローラー支持されているので、牽引による支持台車
９の移動を円滑にする。

【００３７】一方、セントル８は、シート台車７に牽引
されている支持台車９と異なり、シート台車７の移動に
関係なく、コンクリートの打設及び養生のサイクルに従
って、自走により、既に覆工コンクリートＣ２の打設が
完了した区間から次に打設すべき切羽２側に隣接する区
間まで移動する。

【００３８】このとき、セントル部における連続ベルト
コンベヤ５は、当該セントル８から離れて宙に浮いてい
るため、セントル８に影響を与えることがなく、セント
ル８の自由な移動が確保されると共に、車両通行領域ａ
以外の範囲に位置しているため、トンネル１坑内におけ
る車両通行に影響を与えることもない。

【００３９】このセントル８の移動後、当該セントル８
の坑口側の覆工コンクリートＣ２面に、新たなブラケッ
ト１２を設置して連続ベルトコンベヤ５を支持し、盛り
替え作業を終了する。

【００４０】従って、この実施の形態１に係るトンネル
施工装置によれば、シート台車７とセントル８の前後に
おいて強化フレーム１３を有する連続ベルトコンベヤ５
をトンネル１側から支持し、シート台車７とセントル８
においては当該連続ベルトコンベヤ５を通過させ、か
つ、中間部を支持台車９によるローラー支持としたの
で、シート台車及びセントル８の自由な移動を確保する
ことができ、掘削作業（ズリ３の搬出作業）と同時に覆
工作業を行うことが可能になる。

【００４１】◎実施の形態２ 図１は、この実施の形態２に係るトンネル施工装置が適
用されたトンネルを示す概略側面図である。尚、実施の
形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様
な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。

【００４２】この実施の形態２に係るトンネル施工装置
は、図６のＣ−Ｃ’矢視図、及び図７のＤ−Ｄ’矢視図
に示すように、実施の形態１と略同様であるが、実施の
形態１と異なり、トンネル非支持区間における連続ベル
トコンベヤ５が、シート台車７及びセントル８からトン
ネル横断方向で張り出したブラケット２１により支持さ
れるようになっている。

【００４３】即ち、シート台車部における連続ベルトコ
ンベヤ５は、シート台車７からトンネル横断方向で張り
出したブラケット２１に軸支されたローラー２２上に支
持されており、また、セントル部における連続ベルトコ
ンベヤ５は、セントル８からトンネル横断方向で張り出
したブラケット２１に軸支されたローラー２２上に支持
されている。

【００４４】従って、この実施の形態２によれば、トン
ネル非支持区間における連続ベルトコンベヤの強化フレ
ーム１３を、シート台車７及びセントル８から張り出し
たブラケット２１に軸支されたローラー２２上で支持す
るので、実施の形態１に比べて、安定した支持状態を得
ること、又は強化フレーム１３の梁成を小さく抑えるこ
とが可能になり、しかも、シート台車７及びセントル８
の円滑な移動も維持することができる。尚、前記ブラケ
ット２１による連続ベルトコンベヤ５の支持は、シート
台車７及びセントル８の少なくともいずれか一方のみに
よるものであっても差し支えない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るトン
ネル施工装置によれば、シート台車と、セントルと、掘
削したズリを搬出する連続ベルトコンベヤとからなり、
当該連続ベルトコンベヤは、シート台車部とセントル部
の前後をトンネル側から支持されるトンネル支持区間と
し、それ以外をトンネル側から支持されないトンネル非
支持区間とすることにより、当該シート台車部と当該セ
ントル部を通過することとしたため、トンネル掘削にお
けるズリ出しに連続ベルトコンベヤを採用する場合にお
いて、掘削作業（ズリ出し作業）と同時に覆工作業を行
うことができ、急速施工の実現、ひいてはトンネル坑内
における安全性の飛躍的向上、及びトンネル坑内環境の
クリーン化を達成することが可能になる。

【００４６】この場合において、前記トンネル非支持区
間における前記連続ベルトコンベヤが、車両通行領域以
外の下部作業領域と中部作業領域との間に係る範囲に位
置するようにすれば、シート台車及びセントルにおける
作業を円滑かつ容易にすることが可能になり、また、ト
ンネル坑内における車両通行も確保される。

【００４７】また、前記トンネル非支持区間における前
記連続ベルトコンベヤとして、前記シート台車及び前記
セントルの少なくともいずれか一方から張り出したブラ
ケットによりそれらの移動を確保しつつ支持されるもの
を用いれば、より安定した支持状態の実現を図ることが
可能になる。

【００４８】この場合において、前記ブラケットによる
前記連続ベルトコンベヤの支持として、ローラーが介設
されるものを用いれば、シート台車及びセントルの移動
をより円滑にすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る
トンネル施工装置が適用されたトンネルを示す概略側面
図である。

【図２】本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る
トンネル施工装置が適用されたトンネル断面を示すＡ−
Ａ’矢視図である。

【図３】本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る
トンネル施工装置が適用されたトンネル断面を示すＢ−
Ｂ’矢視図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係るトンネル施工装置
が適用されたトンネル断面を示すＣ−Ｃ’矢視図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態１に係るトンネル施工装置
が適用されたトンネル断面を示すＤ−Ｄ’矢視図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態２に係るトンネル施工装置
が適用されたトンネル断面を示すＣ−Ｃ’矢視図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態２に係るトンネル施工装置
が適用されたトンネル断面を示すＤ−Ｄ’矢視図であ
る。

【符号の説明】

１…トンネル １ａ…支保工区間 １ｂ…防水シート区間 １ｃ…覆工区間 ２…切羽 ３…ズリ ４…移動式クラッシャー ５…連続ベルトコンベヤ ６…走行レール ７…シート台車 ８…セントル ８ａ…鋼製型枠 ８ｂ…セントルジャッキ ８ｃ…本体台車 ９…支持台車 ９ａ…ワイヤー １１…チェーン及びＨ形鋼 １２…ブラケット １３…強化フレーム ２１…ブラケット ２２…ローラー Ｙ…作業床 Ｌ…長さ Ｋ…施工基面 Ｈ…高さ Ｍ…検査窓 Ｃ１…吹付コンクリート Ｃ２…覆工コンクリート ａ…車両通行領域 ｂ…下部作業領域 ｃ…上部作業領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート台車と、セントルと、掘削したズ
   リを搬出する連続ベルトコンベヤとからなり、 当該連続ベルトコンベヤは、シート台車部とセントル部
   の前後をトンネル側から支持されるトンネル支持区間と
   し、それ以外をトンネル側から支持されないトンネル非
   支持区間とすることにより、当該シート台車部と当該セ
   ントル部を通過するものであることを特徴とする、トン
   ネル施工装置。
2. 【請求項２】 前記トンネル非支持区間における前記連
   続ベルトコンベヤは、車両通行領域以外の下部作業領域
   と中部作業領域との間に係る範囲に位置するものである
   ことを特徴とする、請求項１に記載のトンネル施工装
   置。
3. 【請求項３】 前記トンネル非支持区間における前記連
   続ベルトコンベヤは、前記シート台車及び前記セントル
   の少なくともいずれか一方から張り出したブラケットに
   よりそれらの移動を確保しつつ支持されることを特徴と
   する、請求項１又は請求項２に記載のトンネル施工装
   置。
4. 【請求項４】 前記ブラケットによる前記連続ベルトコ
   ンベヤの支持は、ローラーが介設されるものであること
   を特徴とする、請求項３に記載のトンネル施工装置。