セグメント搬送システム
【課題】後続台車の側方を通過させてセグメントを設置箇所にスムーズに移動させ、後続台車の後方においては作業員のスムーズな移動を可能にするセグメント搬送システムを提供する。
【解決手段】搬送軌道１５の敷設領域を、搬送軌道１５が単独でトンネル坑内１４の底部中央部分に敷設される本線部Ａと、後続台車用軌道１９と搬送軌道１９とが併設されて搬送軌道１５が片側部分に配置される併設部Ｂと、本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在して中央部分から片側部分に向けて斜めに延設する路線変更部Ｃとに区画する。本線部Ａの枕木１６の長さを短く留めて、本線部Ａの枕木１６を併設部Ｂの枕木１７よりも低い位置に設置することにより、本線部Ａの枕木１６上に架設される板状部材の上方に所定高さの作業員の移動空間を確保する。搬送台車１２は、段差解消手段によって本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じた搬送軌道１５の段差を解消する。
【解決手段】搬送軌道１５の敷設領域を、搬送軌道１５が単独でトンネル坑内１４の底部中央部分に敷設される本線部Ａと、後続台車用軌道１９と搬送軌道１９とが併設されて搬送軌道１５が片側部分に配置される併設部Ｂと、本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在して中央部分から片側部分に向けて斜めに延設する路線変更部Ｃとに区画する。本線部Ａの枕木１６の長さを短く留めて、本線部Ａの枕木１６を併設部Ｂの枕木１７よりも低い位置に設置することにより、本線部Ａの枕木１６上に架設される板状部材の上方に所定高さの作業員の移動空間を確保する。搬送台車１２は、段差解消手段によって本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じた搬送軌道１５の段差を解消する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント搬送システムに関し、特に、シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内の底部に設置した枕木上の搬送軌道に案内させて、搬送台車によりセグメントをセグメント設置箇所に搬送するためのセグメント搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法は、シールド掘削機の先端の切端面を、泥土、泥水、圧気等によって押さえ付けつつカッターによって地山を掘削すると共に、シールド掘削機の後方にセグメントによるトンネル覆工体を組み立てながら、発進立坑から到達立坑に向けて、地中にトンネルを形成してゆく工法であり、都市部や平野部における主要なトンネル工事のための工法として広く採用されている。
【０００３】
このようなシールド工法におけるシールド工事では、形成したトンネル坑内に、掘削土砂を排除するための送・排土管等を配管する他、シールド掘削機に後続する、運転台車、プラント台車、バッテリー台車、送配電設備用台車等の後続台車や、発進立坑からセグメント設置箇所にセグメントを搬送するための搬送台車等を走行移動させる軌道を設ける必要がある。
【０００４】
ここで、後続台車や搬送台車等を走行移動させる軌道は、円形断面を有するシールドトンネルのトンネル坑内の底部における、弦に相当する位置に設置した枕木の上に、一対のレールを敷設することによって設けられるが、特に、例えばセグメントの外径が２０００ｍｍ程度、内径が１８００ｍｍ程度の大きさの小口径のシールドトンネルの場合、例えば一対のレールの間に設置した足場板の上を、作業員が立った状態のまま移動できるように、枕木の幅をできるだけ小さくして、枕木をトンネル坑内の底部のできるだけ低い位置に設置することが望ましい。
【０００５】
枕木をトンネル坑内の底部のできるだけ低い位置に設置する場合、搬送台車に載置された状態で搬送軌道を介して発進立坑からセグメント設置箇所に搬送されるセグメントは、同じ軌道の上を移動するシールド掘削機の後続台車の位置まで送られた後、これらの後続台車を追い越してセグメントの設置箇所まで移動させる必要があり、このようなセグメントの移動をスムーズに行えるようにする技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
シールド掘削機の後続台車の位置までセグメントを搬送した後、後続台車を追い越して設置箇所までセグメントを移動させる特許文献１等に記載の方法では、後続台車や搬送台車等の構成や作業工程が複雑になると共に、特に小口径のシールドトンネルの場合には、セグメントを通過させる後続台車の周囲とトンネル内周面との間の隙間が狭くなることから、セグメントの大きさや形状に制約を受け易くなる。また、後続台車にセグメントを運搬するためのローラーコンベヤや後続台車上から降ろすためのリフトを設置するなど、特別な機材が必要となる。さらに、後続台車の脇を作業員が移動するのが困難になる。
【特許文献１】特開２００６−１８８９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対して、一般に、シールド掘削機の後続台車を走行させる後続台車用の軌道と、セグメントの搬送台車を走行させる搬送軌道とを併設させて枕木の上に設置し、搬送軌道に沿って搬送台車をそのままの状態で移動させることにより、後続台車の側方を通過させてセグメントをこれの設置箇所までスムーズに搬送できるようにすることが考えられている。
【０００８】
しかしながら、後続台車を走行させる後続台車用の軌道とセグメントの搬送台車を走行させる搬送軌道とを枕木の上に併設すると、枕木の長さを長くする必要を生じて、トンネル坑内の底部における枕木の設置高さが高くなり、特に小口径のシールドトンネルの場合には、枕木の上方に作業員が立った状態のまま移動できるような空間を確保することができなくなる。したがって、発進立坑の坑口からシールド掘削機による掘削箇所まで、例えば数１００ｍ〜数ｋｍ程度に亘る長い距離を作業員が移動することが困難になり、また作業効率も低下することになる。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、トンネルの坑口側から搬送されるセグメントを、後続台車の側方を通過させてこれの設置箇所にスムーズに移動させることができると共に、後続台車の後方のトンネル坑内においては、枕木の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を可能にすることのできるセグメント搬送システム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】
【００１０】
本発明は、シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内の底部に設置した枕木上の搬送軌道に案内させて、搬送台車によりセグメントを坑口側からシールド掘削機近傍のセグメント設置箇所に搬送するためのセグメント搬送システムであって、前記搬送軌道の敷設領域を、前記坑口側から前記シールド掘削機側に向けて前記搬送軌道が単独で前記トンネル坑内の底部中央部分に敷設される本線部と、前記シールド掘削機に後続配置された後続台車を案内する後続台車用軌道と前記搬送軌道とが併設されて前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部片側部分に配置される併設部と、前記本線部と前記併設部との間に介在して前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む路線変更部とに区画し、前記本線部の枕木の長さを前記併設部の枕木よりも短く留めて、前記本線部の枕木を前記併設部の枕木よりも低い位置に設置することにより、前記本線部の枕木上に架設される移動用の板状部材の上方に所定高さの作業員の移動空間を確保すると共に、前記搬送台車は、段差解消手段によって前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消して、前記本線部の搬送軌道から前記併設部の搬送軌道に移動するセグメント搬送システムを提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１１】
ここで、上記記載における、本線部のトンネル坑内に作業員の移動空間を確保するための、枕木上に架設される移動用の板状部材の上方の所定高さとは、作業員が直立して、或いは僅かにかがんだ状態で歩ける程度の高さ以上の高さである。
【００１２】
そして、本発明のセグメント搬送システムでは、前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記本線部での搬送を、前記本線部の搬送軌道上を移動可能な本線部台車と、前記併設部の搬送軌道と同じ高さに配置されて前記本線部台車の上部に取り付けられた搬送台車用軌道上を移動可能な、セグメントを載置した前記搬送台車とからなる２段構造の台車によって行い、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記搬送台車用軌道から前記路線変更部の前記搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消するようにすることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のセグメント搬送システムでは、前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記路線変更部と前記併設部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記併設部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消するようにすることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明のセグメント搬送システムでは、前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記路線変更部に隣接する部分おける前記本線部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記路線変更部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のセグメント搬送システムによれば、トンネルの坑口側から搬送されるセグメントを、後続台車の側方を通過させてこれの設置箇所にスムーズに移動させることができると共に、トンネルの全長の大部分を占める後続台車の後方のトンネル坑内においては、枕木の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムは、例えば図１に示すようなシールド工法によるシールド工事において、トンネル１０の坑口側から搬送されるセグメント１１を、搬送台車１２を用いてシールド掘削機１３の直後のセグメント１１の設置箇所にスムーズに移動させると共に、シールド掘削機１３の後方の、後述するトンネル坑内１４の本線部Ａにおいては、搬送台車１２を走行させる搬送軌道１５を支持する枕木１６の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を確保できるようにするものである。
【００１７】
すなわち、本実施形態では、シールド工法は、例えば泥水加圧式、泥土加圧式等の公知のシールド工法であると共に、例えばセグメントは、スチールセグメントであって、外径が２０００ｍｍ程度、リブの内径が１８００ｍｍ程度の大きさの小口径のシールドトンネル１０を構築するものであり、このような小口径のシールドトンネル１０では、シールド工事を行う際のトンネル坑内１４の作業空間が狭く、セグメント１１をシールド掘削機１３の直後の設置箇所に効率良く搬送することが困難であることから、セグメント１１を搬送する搬送台車１２を走行させる搬送軌道１５の配設位置等を工夫することにより、セグメント１１の設置箇所への搬送をスムーズに行わせると共に、トンネル坑内１４の主要部分となる、相当の長さ（例えば数１００ｍ〜数ｋｍ程度）の本線部Ａにおいては、作業員のスムーズな移動が阻害されないようにするために、本実施形態のセグメント搬送システムを採用したものである。
【００１８】
そして、本実施形態のセグメント搬送システムは、図２〜図６にも示すように、シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内１４の底部に設置した枕木１６，１７上の搬送軌道１５（図５，図６参照）に案内させて、搬送台車１２によりセグメント１１を坑口側からシールド掘削機１３近傍のセグメント設置箇所に搬送するためのシステムであって、搬送軌道１５の敷設領域を、坑口側からシールド掘削機１３側に向けて搬送軌道１５が単独でトンネル坑内１４の底部中央部分に敷設される本線部Ａと、シールド掘削機１３に後続配置された後続台車１８を案内する後続台車用軌道１９と搬送軌道１５とが併設されて搬送軌道１５がトンネル坑内１４の底部片側部分に配置される併設部Ｂと、本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在して搬送軌道１５がトンネル坑内１４の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む路線変更部Ｃとに区画し（図１，図２参照）、本線部Ａの枕木１６の長さを併設部Ｂの枕木１７よりも短く留めて（図５，図６参照）、本線部Ａの枕木１６を併設部Ｂの枕木１７よりも低い位置に設置することにより、本線部Ａの枕木１６上に架設される移動用の板状部材２１の上方に所定高さ（作業員が直立して、或いは僅かにかがんだ状態で歩ける高さ以上の高さ）の作業員の移動空間を確保すると共に、搬送台車１２は、段差解消手段によって本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消して、本線部Ａの搬送軌道１５から併設部Ｂの搬送軌道１５に移動するようになっている（（図３，図４参照）。
【００１９】
また、本実施形態では、段差解消手段は、図３及び図４に示すように、路線変更部Ｃの搬送軌道１５を併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置すると共に、本線部Ａでの搬送を、本線部Ａの搬送軌道１５上を移動可能な本線部台車１２ａと、併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに配置されて本線部台車１２ａの上部に取り付けられた搬送台車用軌道２０上を移動可能な、セグメントを載置した搬送台車１２とからなる２段構造の台車によって行い、本線部Ａと路線変更部Ｃとの境界部分において、搬送台車１２を搬送台車用軌道２０から路線変更部Ｃの搬送軌道１５に受け渡すことにより、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消するようになっている。
【００２０】
本実施形態では、枕木１６，１７は、例えばＨ形鋼や溝形鋼等からなり、図５及び図６に示すように、円形断面のトンネル坑内１４の底部において、長手方向をトンネル１０の軸方向と垂直に配置すると共に、既に設置されたセグメント１１’によるトンネル内周面に、固定ボルト等を用いて両端が支持固定されることにより、その幅に応じた弦の高さ位置に配置されて、単純ばり状に取り付けられる。すなわち、本線部Ａに取り付けられる枕木１６は、例えば長さが１０００ｍｍ程度の長さを有していることにより、その上面の搬送軌道１５の取付け面がトンネル１０の中心から８５０ｍｍ程度の高さとなるよう設置される。また併設部Ｂに取り付けられる枕木１７は、例えば長さが１７００ｍｍ程度の、枕木１６よりも長い長さを有していることにより、その上面の搬送軌道１５の取付け面がトがトンネル１０の中心から５５０ｍｍ程度の高さとなるように設置される。これによって、本線部Ａに設置される枕木１８ａと併設部Ｂに設置される枕木１８ｂとの間に例えば ３００ｍｍ程度の高低差が生じると共に、これらの枕木１６，１７の上面に敷設される搬送軌道１５にもまた、例えば３００ｍｍ程度の高低差が生じることになる。
【００２１】
なお、本実施形態では、路線変更部Ｃにおいては、併設部Ｂに設置される枕木１７と同様の長さの枕木１７’が用いられ、この枕木１７’は、併設部Ｂに設置される枕木１７と同じ高さに設置されると共に、この枕木１７’の上面に敷設される搬送軌道１５もまた、併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置されることにより、本線部Ａに設置される搬送軌道１５との間に、例えば３００ｍｍ程度の高低差の段差を生じることになる。
【００２２】
また、これらの枕木１６，１７，１７’は、本線部Ａ、併設部Ｂ、路線変更部Ｃにおいて、トンネル１０の軸方向に例えば１０００ｍｍ程度のピッチで等間隔をおいて設置され、これらの枕木１６，１７，１７’に支持させて、搬送軌道１７がトンネル１０の軸方向に延設するように敷設される。
【００２３】
搬送軌道１５は、一対のレール部材１５ａ，１５ａからなり、これらのレール部材１５ａ，１５ａは、例えば６００ｍｍ程度の中心間隔で平行に配置されて各枕木１６，１７，１７’に固定されることにより、搬送台車１２を走行移動させるための搬送軌道１５を構成する。また一対のレール部材１５ａ，１５ａの間の間隔部分には、各枕木１６，１７，１７’に支持させて、例えば鋼製足場板２１を移動用の板状部材として枕木１６，１７，１７’上に設置することにより、例えば作業員が移動するための通路を形成することが可能である。
【００２４】
本実施形態では、搬送軌道１５が単独でトンネル坑内１４の底部中央部分に敷設される本線部Ａは、発進立坑の坑口側からシールド掘削機１３側に向けて形成された、トンネル坑内１４の全長の大部分を占める領域であり、この本線部Ａにおいては、上述のように、枕木１６がトンネル坑内１４の底部中央部分の低い位置に設置されることにより、枕木１６の上方に、好ましくは作業員が直立して歩くことのできる高さの移動空間が確保される（図５参照）。
【００２５】
シールド掘削機１３に後続配置された後続台車１８を案内する後続台車用軌道１９と搬送軌道１５とが併設される併設部Ｂは、例えばシールド掘削機１３の後方約１０〜５０ｍ程度の領域であり、この併設部Ｂにおいては、上述のように、長さの長い枕木１７がトンネル坑内１４の底部における本線部Ａの枕木１６よりも高い位置に配置されることにより、後続台車用軌道１９と搬送軌道１５とを併設するのに十分な幅が確保される。また、この併設部Ｂにおいては、搬送軌道１５が、トンネル坑内１４の底部片側部分に片寄せて配置されると共に、これの反対側の部分には、搬送軌道１５と平行に配置されて、一対のレール部材１９ａ，１９ａからなる後続台車用軌道１９が設置される。
【００２６】
なお、併設部Ｂにおける搬送軌道１５と後続台車用軌道１９とは、シールド掘削機１３によるトンネル１０の掘削作業に伴って、シールド掘削機１３と後続台車１８との間の間隔部分で、順次前方に枕木１７を取り付けると共に、レール部材１５ａ，１５ａ及び１９ａ，１９ａを継ぎ足しながら順次前方に敷設されてゆく。また、後続台車用軌道１９は、シールド掘削機１３の掘進に伴って前方に移動してゆく後続台車１８を、シールド掘削機１３の後方に移動可能に載置しておくのに十分な長さを有していれば良く、例えば１０ｍ程度の長さに敷設されると共に、後続台車１８の前方への移動によって不要になった後方部分の後続台車用軌道１９は、後述する所定スパン毎に行われる、路線変更部Ｃの段取り替えの際に、順次撤去されることになる。
【００２７】
本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在する路線変更部Ｃは、例えば約１５〜２０ｍ程度の領域であり、この路線変更部Ｃにおいては、上述のように、長さの長い枕木１７’がトンネル坑内１４の底部における本線部Ａの枕木１６よりも高い位置に配置されることにより、路線変更部Ｃの搬送軌道１５が併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置される（図３参照）。また、この路線変更部Ｃにおいては、搬送軌道１５は、トンネル坑内１４の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む平面形状に敷設されることにより、本線部Ａの搬送軌道１５と併設部Ｂの搬送軌道１５とを平面的に接続する（図３参照）。
【００２８】
なお、本実施形態では、シールド掘削機１３によるトンネル１０の掘削作業に伴って、後続台車１８の後方に残置される後続台車用軌道１９の長さが、例えば路線変更部Ｃの長さに相当する例えば１０ｍ程度になったら、このような長さを１スパンとして、後続台車用軌道１９が残置された部分の当該後続台車用軌道１９や搬送軌道１５等を一旦撤去して、路線変更部Ｃを１スパン分前方にスライド移動すると共に、本線部Ａを前方に１スパン分延長する段取り替えの作業が行われる。
【００２９】
本実施形態では、路線変更部Ｃの搬送軌道１５を併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置することと共に段差解消手段を構成する、２段構造の台車は、図１、図３、及び図４に示すように、本線部Ａの搬送軌道１５に沿って移動可能な、トンネル１０の軸方向に複数連設して設けられた例えば２２０ｃｍ程度の長さの本線部台車１２ａと、本線部台車１２ａの上部に取り付けられた搬送台車用軌道２０に沿って移動可能な、例えば２００ｃｍ程度の長さの３台の搬送台車１２とからなる。また、搬送台車用軌道２０には、搬送台車１２の後方（トンネル１０の坑口側）に配置されて、搬送台車１２を前方（シールド掘削機側）に押し出すバッテリーロコ２２が設置されている。
【００３０】
搬送台車１２の上にセグメント１１を載置すると共に、各搬送台車１２及びバッテリーロコ２２を間隔をおいて本線部台車１２ａの搬送台車用軌道２０上に仮固定した状態で、２段構造の台車をトンネル１０の坑口側からシールド掘削機１３側に向けて、トンネル坑内１４の底部中央部分に敷設した本線部Ａの搬送軌道１５を介して走行移動させる。２段構造の台車が、本線部Ａと路線変更部Ｃとの境界部分に至ったら、搬送台車１２及びバッテリーロコ２２の仮固定を解除すると共に、バッテリーロコ２２を駆動して３台の搬送台車１２を路線変更部Ｃ側に押し出す。これによって、路線変更部Ｃの搬送軌道１５と同じ高さに設置された搬送台車用軌道２０から、セグメント１１を載置した搬送台車１２が路線変更部Ｃに受け渡されることになり、路線変更部Ｃを介して本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を容易に解消することが可能になる。
【００３１】
また、路線変更部Ｃに受け渡されたセグメント１１を載置した搬送台車１２は、路線変更部Ｃと同じ高さの併設部Ｂの搬送軌道１５を走行移動することにより、後続台車用軌道１９に設置された後続台車１８の側方を、安定したそのままの状態で通過することができるので、セグメント１１をシールド掘削機１３の直後の設置箇所までスムーズに搬送することが可能になる。
【００３２】
すなわち、本実施形態のセグメント搬送システムによれば、搬送軌道１５の配設位置等を工夫すると共に２段構造の台車を用いるだけの安価な段差解消手段によって、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差を解消することが可能になり、且つトンネル１０の坑口側から搬送されるセグメント１１を、本線部Ａ、路線変更部Ｃ、及び併設部Ｂでの搬送を連続させつつ、後続台車１８の側方を通過させてこれの設置箇所にスムーズに移動させることが可能になる。また後続台車１８の後方の、トンネル坑内１４の全長の大部分の領域を占める本線部Ａにおいては、枕木１６の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を可能にすることができる。さらに、本線部Ａの枕木１６が短いので材料が少なくて済み、枕木１６の支点間隔が短くなるので強度の低い枕木１６を用いることも可能になる。
【００３３】
また、本実施形態では、併設部Ｂまで移動する搬送台車１２は、２段構造の台車の上段部分として、本線部台車１２ａの搬送台車用軌道２０上に設置されており、また本線部Ａにおいては、枕木１６及び搬送軌道１５が低い位置に設置されているので、本線部台車１２ａ及び搬送軌道１５を、例えばシールド掘進機１３による掘削作業の終了後に、水道管等の敷設を行うための設備として有効利用して、軌道の盛り代え工事を省力できるようにすることが可能になる。すなわち、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、掘削作業の後の工事で水道管２３等の運搬台車２４が必要となる場合には、本線部Ａの枕木１６及び軌道１５を、これらの設置時に水道管２３等の敷設時に必要な高さ及び幅を備えるようにしておき、また例えば本線部台車１２ａを水道管２３等に合わせた形状としておくことにより、本線部台車１２ａや搬送軌道１５を運搬台車２４等として有効利用することが可能になる。
【００３４】
図８は、本発明の他の実施形態に係るセグメント搬送システムの要部を例示するものである。図８の実施形態では、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消する段差解消手段は、本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在して搬送軌道１５がトンネル坑内１４の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する（図２参照）路線変更部Ｃの当該搬送軌道１５を、本線部Ａの搬送軌道１５の高さ位置から併設部Ｂの搬送軌道１５の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道２５とすることによって構成され、路線変更部Ｃと併設部Ｂとの境界部分において、１段構成の搬送台車１２を勾配軌道２５から併設部Ｂの搬送軌道１５に受け渡すことにより、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差を解消するようになっている。ここで、勾配軌道２５の傾斜は、３％以下とすることが好ましく、３％以下とすることにより、搬送台車１２にラック・ピニオン機構を設けることが不要になる。
【００３５】
図９は、本発明のさらに他の実施形態に係るセグメント搬送システムの要部を例示するものである。図９の実施形態では、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消する段差解消手段は、路線変更部Ｃの搬送軌道１５を併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置すると共に、路線変更部Ｃに隣接する部分おける本線部Ａの搬送軌道１５ａを、本線部Ａの搬送軌道１５の高さ位置から併設部Ｂの搬送軌道１５の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道２６とすることによって構成され、本線部Ａと路線変更部Ｃとの境界部分において、１段構成の搬送台車１２を勾配軌道２６から路線変更部Ｃの搬送軌道１５に受け渡すことにより、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差を解消するようになっている。ここで、勾配軌道２５の傾斜は、図８の実施形態と同様に、３％以下とすることが好ましく、３％以下とすることにより、搬送台車１２にラック・ピニオン機構を設けることが不要になる。
【００３６】
図８又は図９のセグメント搬送システムによっても、上記実施形態のセグメント搬送システムと略同様の作用効果が奏されると共に、より簡易且つ安価な構成によって、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消することが可能になる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、セグメントの外径が２０００ｍｍ程度、内径が１８００ｍｍ程度の大きさの小口径のシールドトンネル以外の、その他の種々の口径のシールドトンネルを構築するためのシールド工事に適用することができる。また、例えば図１０に示すように、併設部Ｂの枕木を落とし込み形式の枕木２７として、併設部Ｂにおける作業員の移動を容易にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムが適用されるシールド工事を説明する要部縦断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部平面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部縦断面図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部縦断面図である。
【図５】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する本線部の要部横断面図である。
【図６】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する併設部の要部横断面図である。
【図７】搬送台車及び搬送軌道を、水道管の敷設を行うための設備として有効利用する状況を説明する、（ａ）はセグメント搬送時の横断面図、（ｂ）は水道管搬送時の横断面図、（ｃ）は水道管搬送時の縦断面図である。
【図８】本発明の好ましい他の実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部断面図である。
【図９】本発明の好ましいさらに他の実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部断面図である。
【図１０】併設部における枕木の他の形態を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０ トンネル
１１ セグメント
１２ 搬送台車
１２ａ 本線部台車
１３ シールド掘削機
１４ トンネル坑内
１５ 搬送軌道
１５ａ 搬送軌道の路線変更部に隣接する部分
１６ 本線部の枕木
１７ 併設部の枕木
１７’ 路線変更部
１８ 後続台車
１９ 後続台車用軌道
２０ 搬送台車用軌道
２１ 鋼製足場板（移動用の板状部材）
２２ バッテリーロコ
２３ 水道管
２４ 運搬台車
２５，２６ 勾配軌道
２７ 落とし込み形式の枕木
Ａ 本線部
Ｂ 併設部
Ｃ 路線変更部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント搬送システムに関し、特に、シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内の底部に設置した枕木上の搬送軌道に案内させて、搬送台車によりセグメントをセグメント設置箇所に搬送するためのセグメント搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法は、シールド掘削機の先端の切端面を、泥土、泥水、圧気等によって押さえ付けつつカッターによって地山を掘削すると共に、シールド掘削機の後方にセグメントによるトンネル覆工体を組み立てながら、発進立坑から到達立坑に向けて、地中にトンネルを形成してゆく工法であり、都市部や平野部における主要なトンネル工事のための工法として広く採用されている。
【０００３】
このようなシールド工法におけるシールド工事では、形成したトンネル坑内に、掘削土砂を排除するための送・排土管等を配管する他、シールド掘削機に後続する、運転台車、プラント台車、バッテリー台車、送配電設備用台車等の後続台車や、発進立坑からセグメント設置箇所にセグメントを搬送するための搬送台車等を走行移動させる軌道を設ける必要がある。
【０００４】
ここで、後続台車や搬送台車等を走行移動させる軌道は、円形断面を有するシールドトンネルのトンネル坑内の底部における、弦に相当する位置に設置した枕木の上に、一対のレールを敷設することによって設けられるが、特に、例えばセグメントの外径が２０００ｍｍ程度、内径が１８００ｍｍ程度の大きさの小口径のシールドトンネルの場合、例えば一対のレールの間に設置した足場板の上を、作業員が立った状態のまま移動できるように、枕木の幅をできるだけ小さくして、枕木をトンネル坑内の底部のできるだけ低い位置に設置することが望ましい。
【０００５】
枕木をトンネル坑内の底部のできるだけ低い位置に設置する場合、搬送台車に載置された状態で搬送軌道を介して発進立坑からセグメント設置箇所に搬送されるセグメントは、同じ軌道の上を移動するシールド掘削機の後続台車の位置まで送られた後、これらの後続台車を追い越してセグメントの設置箇所まで移動させる必要があり、このようなセグメントの移動をスムーズに行えるようにする技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
シールド掘削機の後続台車の位置までセグメントを搬送した後、後続台車を追い越して設置箇所までセグメントを移動させる特許文献１等に記載の方法では、後続台車や搬送台車等の構成や作業工程が複雑になると共に、特に小口径のシールドトンネルの場合には、セグメントを通過させる後続台車の周囲とトンネル内周面との間の隙間が狭くなることから、セグメントの大きさや形状に制約を受け易くなる。また、後続台車にセグメントを運搬するためのローラーコンベヤや後続台車上から降ろすためのリフトを設置するなど、特別な機材が必要となる。さらに、後続台車の脇を作業員が移動するのが困難になる。
【特許文献１】特開２００６−１８８９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対して、一般に、シールド掘削機の後続台車を走行させる後続台車用の軌道と、セグメントの搬送台車を走行させる搬送軌道とを併設させて枕木の上に設置し、搬送軌道に沿って搬送台車をそのままの状態で移動させることにより、後続台車の側方を通過させてセグメントをこれの設置箇所までスムーズに搬送できるようにすることが考えられている。
【０００８】
しかしながら、後続台車を走行させる後続台車用の軌道とセグメントの搬送台車を走行させる搬送軌道とを枕木の上に併設すると、枕木の長さを長くする必要を生じて、トンネル坑内の底部における枕木の設置高さが高くなり、特に小口径のシールドトンネルの場合には、枕木の上方に作業員が立った状態のまま移動できるような空間を確保することができなくなる。したがって、発進立坑の坑口からシールド掘削機による掘削箇所まで、例えば数１００ｍ〜数ｋｍ程度に亘る長い距離を作業員が移動することが困難になり、また作業効率も低下することになる。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、トンネルの坑口側から搬送されるセグメントを、後続台車の側方を通過させてこれの設置箇所にスムーズに移動させることができると共に、後続台車の後方のトンネル坑内においては、枕木の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を可能にすることのできるセグメント搬送システム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】
【００１０】
本発明は、シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内の底部に設置した枕木上の搬送軌道に案内させて、搬送台車によりセグメントを坑口側からシールド掘削機近傍のセグメント設置箇所に搬送するためのセグメント搬送システムであって、前記搬送軌道の敷設領域を、前記坑口側から前記シールド掘削機側に向けて前記搬送軌道が単独で前記トンネル坑内の底部中央部分に敷設される本線部と、前記シールド掘削機に後続配置された後続台車を案内する後続台車用軌道と前記搬送軌道とが併設されて前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部片側部分に配置される併設部と、前記本線部と前記併設部との間に介在して前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む路線変更部とに区画し、前記本線部の枕木の長さを前記併設部の枕木よりも短く留めて、前記本線部の枕木を前記併設部の枕木よりも低い位置に設置することにより、前記本線部の枕木上に架設される移動用の板状部材の上方に所定高さの作業員の移動空間を確保すると共に、前記搬送台車は、段差解消手段によって前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消して、前記本線部の搬送軌道から前記併設部の搬送軌道に移動するセグメント搬送システムを提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１１】
ここで、上記記載における、本線部のトンネル坑内に作業員の移動空間を確保するための、枕木上に架設される移動用の板状部材の上方の所定高さとは、作業員が直立して、或いは僅かにかがんだ状態で歩ける程度の高さ以上の高さである。
【００１２】
そして、本発明のセグメント搬送システムでは、前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記本線部での搬送を、前記本線部の搬送軌道上を移動可能な本線部台車と、前記併設部の搬送軌道と同じ高さに配置されて前記本線部台車の上部に取り付けられた搬送台車用軌道上を移動可能な、セグメントを載置した前記搬送台車とからなる２段構造の台車によって行い、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記搬送台車用軌道から前記路線変更部の前記搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消するようにすることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のセグメント搬送システムでは、前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記路線変更部と前記併設部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記併設部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消するようにすることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明のセグメント搬送システムでは、前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記路線変更部に隣接する部分おける前記本線部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記路線変更部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のセグメント搬送システムによれば、トンネルの坑口側から搬送されるセグメントを、後続台車の側方を通過させてこれの設置箇所にスムーズに移動させることができると共に、トンネルの全長の大部分を占める後続台車の後方のトンネル坑内においては、枕木の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムは、例えば図１に示すようなシールド工法によるシールド工事において、トンネル１０の坑口側から搬送されるセグメント１１を、搬送台車１２を用いてシールド掘削機１３の直後のセグメント１１の設置箇所にスムーズに移動させると共に、シールド掘削機１３の後方の、後述するトンネル坑内１４の本線部Ａにおいては、搬送台車１２を走行させる搬送軌道１５を支持する枕木１６の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を確保できるようにするものである。
【００１７】
すなわち、本実施形態では、シールド工法は、例えば泥水加圧式、泥土加圧式等の公知のシールド工法であると共に、例えばセグメントは、スチールセグメントであって、外径が２０００ｍｍ程度、リブの内径が１８００ｍｍ程度の大きさの小口径のシールドトンネル１０を構築するものであり、このような小口径のシールドトンネル１０では、シールド工事を行う際のトンネル坑内１４の作業空間が狭く、セグメント１１をシールド掘削機１３の直後の設置箇所に効率良く搬送することが困難であることから、セグメント１１を搬送する搬送台車１２を走行させる搬送軌道１５の配設位置等を工夫することにより、セグメント１１の設置箇所への搬送をスムーズに行わせると共に、トンネル坑内１４の主要部分となる、相当の長さ（例えば数１００ｍ〜数ｋｍ程度）の本線部Ａにおいては、作業員のスムーズな移動が阻害されないようにするために、本実施形態のセグメント搬送システムを採用したものである。
【００１８】
そして、本実施形態のセグメント搬送システムは、図２〜図６にも示すように、シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内１４の底部に設置した枕木１６，１７上の搬送軌道１５（図５，図６参照）に案内させて、搬送台車１２によりセグメント１１を坑口側からシールド掘削機１３近傍のセグメント設置箇所に搬送するためのシステムであって、搬送軌道１５の敷設領域を、坑口側からシールド掘削機１３側に向けて搬送軌道１５が単独でトンネル坑内１４の底部中央部分に敷設される本線部Ａと、シールド掘削機１３に後続配置された後続台車１８を案内する後続台車用軌道１９と搬送軌道１５とが併設されて搬送軌道１５がトンネル坑内１４の底部片側部分に配置される併設部Ｂと、本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在して搬送軌道１５がトンネル坑内１４の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む路線変更部Ｃとに区画し（図１，図２参照）、本線部Ａの枕木１６の長さを併設部Ｂの枕木１７よりも短く留めて（図５，図６参照）、本線部Ａの枕木１６を併設部Ｂの枕木１７よりも低い位置に設置することにより、本線部Ａの枕木１６上に架設される移動用の板状部材２１の上方に所定高さ（作業員が直立して、或いは僅かにかがんだ状態で歩ける高さ以上の高さ）の作業員の移動空間を確保すると共に、搬送台車１２は、段差解消手段によって本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消して、本線部Ａの搬送軌道１５から併設部Ｂの搬送軌道１５に移動するようになっている（（図３，図４参照）。
【００１９】
また、本実施形態では、段差解消手段は、図３及び図４に示すように、路線変更部Ｃの搬送軌道１５を併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置すると共に、本線部Ａでの搬送を、本線部Ａの搬送軌道１５上を移動可能な本線部台車１２ａと、併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに配置されて本線部台車１２ａの上部に取り付けられた搬送台車用軌道２０上を移動可能な、セグメントを載置した搬送台車１２とからなる２段構造の台車によって行い、本線部Ａと路線変更部Ｃとの境界部分において、搬送台車１２を搬送台車用軌道２０から路線変更部Ｃの搬送軌道１５に受け渡すことにより、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消するようになっている。
【００２０】
本実施形態では、枕木１６，１７は、例えばＨ形鋼や溝形鋼等からなり、図５及び図６に示すように、円形断面のトンネル坑内１４の底部において、長手方向をトンネル１０の軸方向と垂直に配置すると共に、既に設置されたセグメント１１’によるトンネル内周面に、固定ボルト等を用いて両端が支持固定されることにより、その幅に応じた弦の高さ位置に配置されて、単純ばり状に取り付けられる。すなわち、本線部Ａに取り付けられる枕木１６は、例えば長さが１０００ｍｍ程度の長さを有していることにより、その上面の搬送軌道１５の取付け面がトンネル１０の中心から８５０ｍｍ程度の高さとなるよう設置される。また併設部Ｂに取り付けられる枕木１７は、例えば長さが１７００ｍｍ程度の、枕木１６よりも長い長さを有していることにより、その上面の搬送軌道１５の取付け面がトがトンネル１０の中心から５５０ｍｍ程度の高さとなるように設置される。これによって、本線部Ａに設置される枕木１８ａと併設部Ｂに設置される枕木１８ｂとの間に例えば ３００ｍｍ程度の高低差が生じると共に、これらの枕木１６，１７の上面に敷設される搬送軌道１５にもまた、例えば３００ｍｍ程度の高低差が生じることになる。
【００２１】
なお、本実施形態では、路線変更部Ｃにおいては、併設部Ｂに設置される枕木１７と同様の長さの枕木１７’が用いられ、この枕木１７’は、併設部Ｂに設置される枕木１７と同じ高さに設置されると共に、この枕木１７’の上面に敷設される搬送軌道１５もまた、併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置されることにより、本線部Ａに設置される搬送軌道１５との間に、例えば３００ｍｍ程度の高低差の段差を生じることになる。
【００２２】
また、これらの枕木１６，１７，１７’は、本線部Ａ、併設部Ｂ、路線変更部Ｃにおいて、トンネル１０の軸方向に例えば１０００ｍｍ程度のピッチで等間隔をおいて設置され、これらの枕木１６，１７，１７’に支持させて、搬送軌道１７がトンネル１０の軸方向に延設するように敷設される。
【００２３】
搬送軌道１５は、一対のレール部材１５ａ，１５ａからなり、これらのレール部材１５ａ，１５ａは、例えば６００ｍｍ程度の中心間隔で平行に配置されて各枕木１６，１７，１７’に固定されることにより、搬送台車１２を走行移動させるための搬送軌道１５を構成する。また一対のレール部材１５ａ，１５ａの間の間隔部分には、各枕木１６，１７，１７’に支持させて、例えば鋼製足場板２１を移動用の板状部材として枕木１６，１７，１７’上に設置することにより、例えば作業員が移動するための通路を形成することが可能である。
【００２４】
本実施形態では、搬送軌道１５が単独でトンネル坑内１４の底部中央部分に敷設される本線部Ａは、発進立坑の坑口側からシールド掘削機１３側に向けて形成された、トンネル坑内１４の全長の大部分を占める領域であり、この本線部Ａにおいては、上述のように、枕木１６がトンネル坑内１４の底部中央部分の低い位置に設置されることにより、枕木１６の上方に、好ましくは作業員が直立して歩くことのできる高さの移動空間が確保される（図５参照）。
【００２５】
シールド掘削機１３に後続配置された後続台車１８を案内する後続台車用軌道１９と搬送軌道１５とが併設される併設部Ｂは、例えばシールド掘削機１３の後方約１０〜５０ｍ程度の領域であり、この併設部Ｂにおいては、上述のように、長さの長い枕木１７がトンネル坑内１４の底部における本線部Ａの枕木１６よりも高い位置に配置されることにより、後続台車用軌道１９と搬送軌道１５とを併設するのに十分な幅が確保される。また、この併設部Ｂにおいては、搬送軌道１５が、トンネル坑内１４の底部片側部分に片寄せて配置されると共に、これの反対側の部分には、搬送軌道１５と平行に配置されて、一対のレール部材１９ａ，１９ａからなる後続台車用軌道１９が設置される。
【００２６】
なお、併設部Ｂにおける搬送軌道１５と後続台車用軌道１９とは、シールド掘削機１３によるトンネル１０の掘削作業に伴って、シールド掘削機１３と後続台車１８との間の間隔部分で、順次前方に枕木１７を取り付けると共に、レール部材１５ａ，１５ａ及び１９ａ，１９ａを継ぎ足しながら順次前方に敷設されてゆく。また、後続台車用軌道１９は、シールド掘削機１３の掘進に伴って前方に移動してゆく後続台車１８を、シールド掘削機１３の後方に移動可能に載置しておくのに十分な長さを有していれば良く、例えば１０ｍ程度の長さに敷設されると共に、後続台車１８の前方への移動によって不要になった後方部分の後続台車用軌道１９は、後述する所定スパン毎に行われる、路線変更部Ｃの段取り替えの際に、順次撤去されることになる。
【００２７】
本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在する路線変更部Ｃは、例えば約１５〜２０ｍ程度の領域であり、この路線変更部Ｃにおいては、上述のように、長さの長い枕木１７’がトンネル坑内１４の底部における本線部Ａの枕木１６よりも高い位置に配置されることにより、路線変更部Ｃの搬送軌道１５が併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置される（図３参照）。また、この路線変更部Ｃにおいては、搬送軌道１５は、トンネル坑内１４の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む平面形状に敷設されることにより、本線部Ａの搬送軌道１５と併設部Ｂの搬送軌道１５とを平面的に接続する（図３参照）。
【００２８】
なお、本実施形態では、シールド掘削機１３によるトンネル１０の掘削作業に伴って、後続台車１８の後方に残置される後続台車用軌道１９の長さが、例えば路線変更部Ｃの長さに相当する例えば１０ｍ程度になったら、このような長さを１スパンとして、後続台車用軌道１９が残置された部分の当該後続台車用軌道１９や搬送軌道１５等を一旦撤去して、路線変更部Ｃを１スパン分前方にスライド移動すると共に、本線部Ａを前方に１スパン分延長する段取り替えの作業が行われる。
【００２９】
本実施形態では、路線変更部Ｃの搬送軌道１５を併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置することと共に段差解消手段を構成する、２段構造の台車は、図１、図３、及び図４に示すように、本線部Ａの搬送軌道１５に沿って移動可能な、トンネル１０の軸方向に複数連設して設けられた例えば２２０ｃｍ程度の長さの本線部台車１２ａと、本線部台車１２ａの上部に取り付けられた搬送台車用軌道２０に沿って移動可能な、例えば２００ｃｍ程度の長さの３台の搬送台車１２とからなる。また、搬送台車用軌道２０には、搬送台車１２の後方（トンネル１０の坑口側）に配置されて、搬送台車１２を前方（シールド掘削機側）に押し出すバッテリーロコ２２が設置されている。
【００３０】
搬送台車１２の上にセグメント１１を載置すると共に、各搬送台車１２及びバッテリーロコ２２を間隔をおいて本線部台車１２ａの搬送台車用軌道２０上に仮固定した状態で、２段構造の台車をトンネル１０の坑口側からシールド掘削機１３側に向けて、トンネル坑内１４の底部中央部分に敷設した本線部Ａの搬送軌道１５を介して走行移動させる。２段構造の台車が、本線部Ａと路線変更部Ｃとの境界部分に至ったら、搬送台車１２及びバッテリーロコ２２の仮固定を解除すると共に、バッテリーロコ２２を駆動して３台の搬送台車１２を路線変更部Ｃ側に押し出す。これによって、路線変更部Ｃの搬送軌道１５と同じ高さに設置された搬送台車用軌道２０から、セグメント１１を載置した搬送台車１２が路線変更部Ｃに受け渡されることになり、路線変更部Ｃを介して本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を容易に解消することが可能になる。
【００３１】
また、路線変更部Ｃに受け渡されたセグメント１１を載置した搬送台車１２は、路線変更部Ｃと同じ高さの併設部Ｂの搬送軌道１５を走行移動することにより、後続台車用軌道１９に設置された後続台車１８の側方を、安定したそのままの状態で通過することができるので、セグメント１１をシールド掘削機１３の直後の設置箇所までスムーズに搬送することが可能になる。
【００３２】
すなわち、本実施形態のセグメント搬送システムによれば、搬送軌道１５の配設位置等を工夫すると共に２段構造の台車を用いるだけの安価な段差解消手段によって、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差を解消することが可能になり、且つトンネル１０の坑口側から搬送されるセグメント１１を、本線部Ａ、路線変更部Ｃ、及び併設部Ｂでの搬送を連続させつつ、後続台車１８の側方を通過させてこれの設置箇所にスムーズに移動させることが可能になる。また後続台車１８の後方の、トンネル坑内１４の全長の大部分の領域を占める本線部Ａにおいては、枕木１６の上方に相当の空間を確保して、作業員のスムーズな移動を可能にすることができる。さらに、本線部Ａの枕木１６が短いので材料が少なくて済み、枕木１６の支点間隔が短くなるので強度の低い枕木１６を用いることも可能になる。
【００３３】
また、本実施形態では、併設部Ｂまで移動する搬送台車１２は、２段構造の台車の上段部分として、本線部台車１２ａの搬送台車用軌道２０上に設置されており、また本線部Ａにおいては、枕木１６及び搬送軌道１５が低い位置に設置されているので、本線部台車１２ａ及び搬送軌道１５を、例えばシールド掘進機１３による掘削作業の終了後に、水道管等の敷設を行うための設備として有効利用して、軌道の盛り代え工事を省力できるようにすることが可能になる。すなわち、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、掘削作業の後の工事で水道管２３等の運搬台車２４が必要となる場合には、本線部Ａの枕木１６及び軌道１５を、これらの設置時に水道管２３等の敷設時に必要な高さ及び幅を備えるようにしておき、また例えば本線部台車１２ａを水道管２３等に合わせた形状としておくことにより、本線部台車１２ａや搬送軌道１５を運搬台車２４等として有効利用することが可能になる。
【００３４】
図８は、本発明の他の実施形態に係るセグメント搬送システムの要部を例示するものである。図８の実施形態では、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消する段差解消手段は、本線部Ａと併設部Ｂとの間に介在して搬送軌道１５がトンネル坑内１４の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する（図２参照）路線変更部Ｃの当該搬送軌道１５を、本線部Ａの搬送軌道１５の高さ位置から併設部Ｂの搬送軌道１５の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道２５とすることによって構成され、路線変更部Ｃと併設部Ｂとの境界部分において、１段構成の搬送台車１２を勾配軌道２５から併設部Ｂの搬送軌道１５に受け渡すことにより、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差を解消するようになっている。ここで、勾配軌道２５の傾斜は、３％以下とすることが好ましく、３％以下とすることにより、搬送台車１２にラック・ピニオン機構を設けることが不要になる。
【００３５】
図９は、本発明のさらに他の実施形態に係るセグメント搬送システムの要部を例示するものである。図９の実施形態では、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消する段差解消手段は、路線変更部Ｃの搬送軌道１５を併設部Ｂの搬送軌道１５と同じ高さに設置すると共に、路線変更部Ｃに隣接する部分おける本線部Ａの搬送軌道１５ａを、本線部Ａの搬送軌道１５の高さ位置から併設部Ｂの搬送軌道１５の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道２６とすることによって構成され、本線部Ａと路線変更部Ｃとの境界部分において、１段構成の搬送台車１２を勾配軌道２６から路線変更部Ｃの搬送軌道１５に受け渡すことにより、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差を解消するようになっている。ここで、勾配軌道２５の傾斜は、図８の実施形態と同様に、３％以下とすることが好ましく、３％以下とすることにより、搬送台車１２にラック・ピニオン機構を設けることが不要になる。
【００３６】
図８又は図９のセグメント搬送システムによっても、上記実施形態のセグメント搬送システムと略同様の作用効果が奏されると共に、より簡易且つ安価な構成によって、本線部Ａの枕木１６と併設部Ｂの枕木１７との高低差によって生じる搬送軌道１５の段差を解消することが可能になる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、セグメントの外径が２０００ｍｍ程度、内径が１８００ｍｍ程度の大きさの小口径のシールドトンネル以外の、その他の種々の口径のシールドトンネルを構築するためのシールド工事に適用することができる。また、例えば図１０に示すように、併設部Ｂの枕木を落とし込み形式の枕木２７として、併設部Ｂにおける作業員の移動を容易にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムが適用されるシールド工事を説明する要部縦断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部平面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部縦断面図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部縦断面図である。
【図５】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する本線部の要部横断面図である。
【図６】本発明の好ましい一実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する併設部の要部横断面図である。
【図７】搬送台車及び搬送軌道を、水道管の敷設を行うための設備として有効利用する状況を説明する、（ａ）はセグメント搬送時の横断面図、（ｂ）は水道管搬送時の横断面図、（ｃ）は水道管搬送時の縦断面図である。
【図８】本発明の好ましい他の実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部断面図である。
【図９】本発明の好ましいさらに他の実施形態に係るセグメント搬送システムの構成を説明する要部断面図である。
【図１０】併設部における枕木の他の形態を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０ トンネル
１１ セグメント
１２ 搬送台車
１２ａ 本線部台車
１３ シールド掘削機
１４ トンネル坑内
１５ 搬送軌道
１５ａ 搬送軌道の路線変更部に隣接する部分
１６ 本線部の枕木
１７ 併設部の枕木
１７’ 路線変更部
１８ 後続台車
１９ 後続台車用軌道
２０ 搬送台車用軌道
２１ 鋼製足場板（移動用の板状部材）
２２ バッテリーロコ
２３ 水道管
２４ 運搬台車
２５，２６ 勾配軌道
２７ 落とし込み形式の枕木
Ａ 本線部
Ｂ 併設部
Ｃ 路線変更部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内の底部に設置した枕木上の搬送軌道に案内させて、搬送台車によりセグメントを坑口側からシールド掘削機近傍のセグメント設置箇所に搬送するためのセグメント搬送システムであって、
前記搬送軌道の敷設領域を、前記坑口側から前記シールド掘削機側に向けて前記搬送軌道が単独で前記トンネル坑内の底部中央部分に敷設される本線部と、前記シールド掘削機に後続配置された後続台車を案内する後続台車用軌道と前記搬送軌道とが併設されて前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部片側部分に配置される併設部と、前記本線部と前記併設部との間に介在して前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む路線変更部とに区画し、
前記本線部の枕木の長さを前記併設部の枕木よりも短く留めて、前記本線部の枕木を前記併設部の枕木よりも低い位置に設置することにより、前記本線部の枕木上に架設される移動用の板状部材の上方に所定高さの作業員の移動空間を確保すると共に、
前記搬送台車は、段差解消手段によって前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消して、前記本線部の搬送軌道から前記併設部の搬送軌道に移動するセグメント搬送システム。
【請求項２】
前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記本線部での搬送を、前記本線部の搬送軌道上を移動可能な本線部台車と、前記併設部の搬送軌道と同じ高さに配置されて前記本線部台車の上部に取り付けられた搬送台車用軌道上を移動可能な、セグメントを載置した前記搬送台車とからなる２段構造の台車によって行い、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記搬送台車用軌道から前記路線変更部の前記搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消する請求項１に記載のセグメント搬送システム。
【請求項３】
前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記路線変更部と前記併設部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記併設部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消する請求項１に記載のセグメント搬送システム。
【請求項４】
前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記路線変更部に隣接する部分おける前記本線部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記路線変更部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消する請求項１に記載のセグメント搬送システム。
【請求項１】
シールド工事において形成された円形断面のトンネル坑内の底部に設置した枕木上の搬送軌道に案内させて、搬送台車によりセグメントを坑口側からシールド掘削機近傍のセグメント設置箇所に搬送するためのセグメント搬送システムであって、
前記搬送軌道の敷設領域を、前記坑口側から前記シールド掘削機側に向けて前記搬送軌道が単独で前記トンネル坑内の底部中央部分に敷設される本線部と、前記シールド掘削機に後続配置された後続台車を案内する後続台車用軌道と前記搬送軌道とが併設されて前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部片側部分に配置される併設部と、前記本線部と前記併設部との間に介在して前記搬送軌道が前記トンネル坑内の底部中央部分から底部片側部分に向けて斜めに延設する部分を含む路線変更部とに区画し、
前記本線部の枕木の長さを前記併設部の枕木よりも短く留めて、前記本線部の枕木を前記併設部の枕木よりも低い位置に設置することにより、前記本線部の枕木上に架設される移動用の板状部材の上方に所定高さの作業員の移動空間を確保すると共に、
前記搬送台車は、段差解消手段によって前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消して、前記本線部の搬送軌道から前記併設部の搬送軌道に移動するセグメント搬送システム。
【請求項２】
前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記本線部での搬送を、前記本線部の搬送軌道上を移動可能な本線部台車と、前記併設部の搬送軌道と同じ高さに配置されて前記本線部台車の上部に取り付けられた搬送台車用軌道上を移動可能な、セグメントを載置した前記搬送台車とからなる２段構造の台車によって行い、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記搬送台車用軌道から前記路線変更部の前記搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消する請求項１に記載のセグメント搬送システム。
【請求項３】
前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記路線変更部と前記併設部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記併設部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消する請求項１に記載のセグメント搬送システム。
【請求項４】
前記段差解消手段は、前記路線変更部の搬送軌道を前記併設部の搬送軌道と同じ高さに設置すると共に、前記路線変更部に隣接する部分おける前記本線部の搬送軌道を、前記本線部の搬送軌道の高さ位置から前記併設部の搬送軌道の高さ位置に向けて傾斜する勾配軌道とすることによって構成され、前記本線部と前記路線変更部との境界部分において、前記搬送台車を前記勾配軌道から前記路線変更部の搬送軌道に受け渡すことにより、前記本線部の枕木と前記併設部の枕木との高低差によって生じる搬送軌道の段差を解消する請求項１に記載のセグメント搬送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１４４４５１（Ｐ２００８−１４４４５１Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３２２２８（Ｐ２００６−３３２２２８）
【出願日】平成１８年１２月８日（２００６．１２．８）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月８日（２００６．１２．８）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
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