JP6256914B2 - シールドトンネルに用いる資材供給装置、及びトンネル施工方法 - Google Patents
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Description
このようなシールドルーフ先受工を採用することによって地中空洞部を施工する方法では、地中空洞部の必要空間を包含する筒型覆工壁が例えば外径4m程度の外殻シールドトンネルにより構成され、先行して施工されるシールドトンネルより複数の外殻シールドトンネルを発進させている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、ルーフシールドトンネルの施工に必要な資材の供給方法として、本線シールドトンネル内に資材搬入用の仮設構台をトンネル断面全体を塞ぐようにして設置し、その仮設構台を使用して資材を供給するのが一般的となっている。
ところが、資材搬入用の仮設構台が本線シールドトンネルの断面を大きく占有することとなる。そして、このような大断面トンネルのように大規模で複雑な施工となる場合には、工期の短縮を図る目的で外殻シールド機を複数台使用して同時に掘進したり、外殻シールド機の投入、組立作業を行うことが必要となることから、仮設構台の占有が本線シールドトンネルの施工を妨げるおそれがあり、本線シールドトンネルに影響の小さい資材の供給方法が求められており、その点で改善の余地があった。
このように、ステージへの資材の供給部分をシールドトンネルの一部のみで行うことができるうえ、ステージを有する回転ドラムがシールドトンネルの外周部分のみを旋回する構成となるので、資材の供給に必要な占有面積を小さくすることが可能となり、シールドトンネルの断面全体を塞ぐように資材搬入用の仮設構台を設ける従来の場合に比べて、シールドトンネルで行う他の作業への影響を低減することができる。
また、本発明では、ステージの円弧面を回転ドラムの内面に沿って回転させることができるので、例えば回転ドラムの内面に沿う案内ガイドを配置しておき、この案内ガイドに沿ってステージを旋回させることが可能となる。
また、本発明では、回転ドラムは内周レールと外周レールとの両者によって内外から支持された状態でガイドレールに沿って旋回することができるので、振れのない安定した旋回が可能となり、重量の大きな資材を回転ドラムによって運搬することができる。
ここで、本線シールドトンネル1におけるトンネル軸方向を符号Xで示す。
なお、図2では、見易くするために複数の外殻シールドトンネル2のうち一部(紙面手前側に位置するもの)を省略している。
なお、資材供給装置10は、資材の供給、搬入に使用されることに限らず、資材の搬出にも使用できることは言うまでもない。
図7に示すように、内周レール11は、外殻シールド発進基地3Bにおいて、本線シールドトンネル1の外周面1aの外側に配置され、そのレール外周面には全周にわたって第1係止歯11aが形成されている。
外周レール12は、発進基地部1Aにおいて、内周レール11の径方向の外側に配置され、そのレール内周面には全周にわたって第2係止歯12aが形成されている。
ステージ14を備えた回転ドラム13は、ガイドレール11、12内で複数(ここでは、図5に示すように3つ)設けられている。
本実施の形態では、図3に示すように、本線シールドトンネル1が所定の予定位置に達した時点で、解体することを考慮したセグメントと、円周シールド機5を案内させるための一対のリング状のガイドリング51A、51Bを組み立てた後、さらに掘進を続ける。そして、本線シールドトンネル1の発進基地部1Aにおいて、円周シールド機5により、本線シールドトンネル1の周囲にドーナツ状(リング状)の外殻シールド発進基地3B(図1参照)を築造し、この発進基地内部より外殻シールド機6(図2参照)を発進させる。
なお、これらガイドリング51A、51B同士の間における本線シールドトンネル1の発進基地部1Aには、円周シールド発進基地3A、および円周シールド機5の掘進に伴うセグメント撤去作業を容易にするため、多分割化された仮設セグメントが採用されている。
なお、外殻シールド機6は、外殻シールドトンネル2を掘進し、分岐拡幅部の褄壁予定地点に到達させて解体、回収し、再び外殻シールド発進基地3Bで組み立てて発進させ、別の外殻シールドトンネル2を施工するように繰り返し使用するようにしても良い。
図4に示すように、本実施の形態では、本線シールドトンネル1に設置された回転ドラム13内のステージ14上に資材を供給した後、回転ドラム13をガイドレール11、12に沿って案内させて周方向に旋回することで、ステージ14上の資材を、本線シールドトンネル1の外周部分の所定位置へ運搬することができる。
このように、ステージ14への資材の供給部分を本線シールドトンネル1の一部のみ(本実施の形態では本線シールドトンネル1の真下の位置(資材投入口1b))で行うことができるうえ、ステージ14を有する回転ドラム13が本線シールドトンネル1の外周部分のみを旋回する構成となるので、資材の供給に必要な占有面積を小さくすることが可能となり、本線シールドトンネル1の断面全体を塞ぐように資材搬入用の仮設構台を設ける従来の場合に比べて、本線シールドトンネル1で行う他の作業への影響を低減することができる。
例えば、本実施の形態では、資材供給装置10のガイドレールとして、内周レール11と外周レール12を設けているが、いずれか一方であってもかまわない。
また、回転ドラム13のドラム本体13A内に進退可能に設けられるステージ14を省略することも可能である。
また、ステージ14の形状として円弧版状であることに制限されることはなく、平版状のステージであってもよい。
1A 発進基地部
1a 外周面
1b 資材投入口
2 外殻シールドトンネル
3 円周シールド発進基地(円周シールド発進部)
4 外殻シールド発進基地(外殻シールド発進部)
5 円周シールド機
6 外殻シールド機
10 資材供給装置
11、12 ガイドレール
13 回転ドラム
13A ドラム本体
13E 資材投入部
14 ステージ
20 外殻体
C 筒軸
K 地中空洞部
X トンネル軸方向
Claims (6)
- シールドトンネルの外周部分に資材を供給する際に、前記シールドトンネルに設置される資材供給装置であって、
前記シールドトンネルと同軸に、且つ外周に沿ってリング状に配置されるガイドレールと、
該ガイドレールに沿って旋回するとともに、筒軸を前記シールドトンネルのトンネル軸方向に平行に向けた円筒状の回転ドラムと、
該回転ドラム内で前記筒軸回りに周回可能に設けられたステージと、
を備え、
前記ステージは、前記回転ドラムの内面に沿った円弧版状に形成され、前記回転ドラムの旋回移動に追従して前記ステージの載置面が常に水平に保持され、
前記ガイドレールは互いに同軸に配置される内周レールと外周レールを有し、前記内周レールと前記外周レールによって前記回転ドラムが案内され、
前記回転ドラムは、該回転ドラムの周面に対して転動するローラと、前記内周レール及び前記外周レールが設けられるトンネル周面に沿って転動する走行輪と、を連結する連結材を有する走行支持部により径方向の外側から挟持された状態で回転可能に支持されていることを特徴とするシールドトンネルに用いる資材供給装置。 - 前記回転ドラムは、前記シールドトンネルの外側を旋回領域とするように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。
- 前記回転ドラムには、前記ガイドレールの周方向の所定位置で前記シールドトンネル内と連通する資材投入部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。
- 前記ステージは、筒軸方向の少なくとも一方に向けて進退可能に設けられ、前記回転ドラム内から前記回転ドラムの外側に移動されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。
- 前記ステージを備えた前記回転ドラムは、前記ガイドレール内で複数設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシールドトンネルに用いる資材供給装置。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の資材供給装置を使用し、地中を掘削して地中空洞部を施工するに際して、本線シールドトンネルの外側で前記地中空洞部の外殻部に予め複数の外殻シールドトンネルを配列することによって外殻体を構築し、該外殻体の内側を掘削するトンネル施工方法であって、
本線シールドトンネルを施工する工程と、
前記本線シールドトンネルの一部を全周にわたって切り広げリング状の外殻シールド発進部を施工する工程と、
前記外殻シールド発進部に前記資材供給装置を設置する工程と、
該資材供給装置の前記回転ドラム内のステージ上に外殻シールド機を供給し、前記回転ドラムを前記ガイドレールに沿って所定の発進位置に旋回させる工程と、
前記ステージから外殻シールド機を発進させて、複数の外殻シールドトンネルを施工する工程と、
を有することを特徴とするトンネル施工方法。
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