特許 5793062 トンネル施工装置、及び、トンネルの施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5793062

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】トンネル施工装置、及び、トンネルの施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/40 20060101AFI20150928BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/40 Z

【請求項の数】4

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2011-247469(P2011-247469)

(22)【出願日】2011年11月11日

(65)【公開番号】特開2013-104196(P2013-104196A)

(43)【公開日】2013年5月30日

【審査請求日】2014年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078330

【弁理士】

【氏名又は名称】笹島 富二雄

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100154106

【弁理士】

【氏名又は名称】荒木 邦夫

(72)【発明者】

【氏名】米沢 実

(72)【発明者】

【氏名】豊田 敏之

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１５８８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９７８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７２３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８１５７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル内の構築物の構築に用いられるトンネル施工装置であって、
トンネル軸方向に走行自在であり、かつ、内側下方部で搬送車両が通過可能な門型台車と、
前記搬送車両により前記門型台車内に搬送された前記構築物の構成部材を前記門型台車内で持ち上げるリフト装置と、
持ち上げられた前記構成部材を前記門型台車内で保管する保管装置と、
この保管装置より前記構成部材を揚重して前記門型台車のトンネル軸方向外方の設置位置に搬送する揚重搬送装置と、
を備え、
前記揚重搬送装置は前記構成部材を前記門型台車のトンネル掘進方向とは反対方向である後方の前記設置位置に搬送することを特徴とするトンネル施工装置。

【請求項2】

トンネル内の構築物の構築に用いられるトンネル施工装置であって、
トンネル軸方向に走行自在であり、かつ、内側下方部で搬送車両が通過可能な門型台車と、
前記搬送車両により前記門型台車内に搬送された前記構築物の構成部材を前記門型台車内で持ち上げるリフト装置と、
持ち上げられた前記構成部材を前記門型台車内で保管する保管装置と、
この保管装置より前記構成部材を揚重して前記門型台車のトンネル軸方向外方の設置位置に搬送する揚重搬送装置と、
を備え、
前記リフト装置は、前記構成部材を持ち上げた状態を保持することにより、前記保管装置として機能して、前記構成部材を前記門型台車内で保管することを特徴とするトンネル施工装置。

【請求項3】

前記構築物は床版であ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。

【請求項4】

請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のトンネル施工装置を用いて、
前記門型台車内に搬送された前記構成部材を前記リフト装置により持ち上げ、
前記保管装置により前記構成部材を保管し、
前記揚重搬送装置により前記構成部材を前記設置位置に搬送して前記構築物を構築する、トンネルの施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル内の構築物の構築に用いられるトンネル施工装置、及び、このトンネル施工装置を用いるトンネルの施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

道路やライフライン用としてシールド掘進機により掘進されたシールドトンネルは、一般にトンネルの中央付近に構築された床版を境に、車道として利用される上部空間と、排水、電気等の保全施設や避難施設等として利用される下部空間とに区画されている。
また、床版はプレキャスト部材等の構成部材を組立てて構築される。

【0003】

床版の構築時には、例えば特許文献１，２に記載の手法を用いて、床版の構成部材をその設置位置に搬送する。

【0004】

特許文献１では、トンネルの中央付近に軌道を仮設し、この軌道上を運搬台車が走行する。この運搬台車は、床版を構成するプレキャスト部材を門型クレーン（揚重搬送装置）の坑口側の待機位置まで搬送する。門型クレーンは、その坑口側の待機位置にてプレキャスト部材を揚重して、切羽側の設置位置まで搬送する。

【0005】

特許文献２では、トンネルの中央付近に構築された床版上をトラックが走行する。このトラックは、床版を構成するプレキャスト部材をクレーン（揚重搬送装置）の坑口側の待機位置まで搬送する。クレーンは、シールド掘進機の掘進に追従して前進する後続台車の後方に配置されている。クレーンは、その坑口側の待機位置にてプレキャスト部材を揚重して、切羽側の設置位置まで搬送する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−９７８９７号公報

【特許文献2】特開２００６−２００２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、揚重搬送装置が、その待機位置にて運搬台車より床版の構成部材を揚重して、設置位置に搬送している。このため、揚重搬送装置がその待機位置にて運搬台車の到着を待つような状態が頻繁に発生するので、揚重搬送装置の稼働率が低下し、それゆえ、揚重搬送装置による構成部材の搬送を効率的に行うことができなかった。

【0008】

また、揚重搬送装置によって、床版の構成部材をその設置位置に搬送した後には、その構成部材を設置位置に固定化する作業（例えば、構成部材同士をボルト締結する作業等）が行われる。

【0009】

この点、特許文献２に記載の手法では、上記固定化作業を行っている場所（つまり、床版構築中の場所）より坑口側の構築済みの床版上にて床版の構成部材を揚重搬送装置により揚重する。このため、揚重搬送装置が、床版構築中の場所の上方を跨ぐように、床版の構成部材を揚重搬送するので、揚重搬送装置の搬送距離が比較的長くなり、この結果、揚重搬送装置による構成部材の搬送を効率的に行うことができなかった。

【0010】

本発明は、このような実状に鑑み、床版等の構築物の構成部材をその設置位置に効率的に搬送することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

そのため本発明に係るトンネル施工装置は、トンネル内の構築物の構築に用いられるものであって、トンネル軸方向に走行自在であり、かつ、内側下方部で搬送車両が通過可能な門型台車と、搬送車両により門型台車内に搬送された構築物の構成部材を門型台車内で持ち上げるリフト装置と、持ち上げられた構成部材を門型台車内で保管する保管装置と、この保管装置より構成部材を揚重して門型台車のトンネル軸方向外方の設置位置に搬送する揚重搬送装置とを備える。
本発明に係るトンネル施工装置の第１の態様では、揚重搬送装置は構成部材を門型台車のトンネル掘進方向とは反対方向である後方の設置位置に搬送する。
本発明に係るトンネル施工装置の第２の態様では、リフト装置は、構成部材を持ち上げた状態を保持することにより、保管装置として機能して、構成部材を門型台車内で保管する。

【0012】

また本発明に係るトンネルの施工方法では、上記トンネル施工装置の門型台車内に搬送された構成部材をリフト装置により持ち上げ、保管装置により構成部材を保管し、揚重搬送装置により構成部材を設置位置に搬送して構築物を構築する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、保管装置が、構成部材を門型台車内で保管する。これにより、揚重搬送装置は、搬送車両の走行状況に影響を受けることなく、必要に応じて、保管装置より構成部材をその設置位置に揚重搬送することができるので、揚重搬送装置の稼働率を向上させることができ、ひいては、揚重搬送装置による構成部材の搬送を効率的に行うことができる。

【0014】

また本発明によれば、揚重搬送装置が、保管装置より構成部材を揚重して門型台車のトンネル軸方向外方の設置位置に搬送する。これにより、構築済みの床版上にて構成部材を揚重する揚重搬送装置（すなわち、特許文献２に記載のような揚重搬送装置）に比べて揚重搬送装置の搬送距離を短くできるので、揚重搬送装置による構成部材の搬送を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態におけるトンネル施工装置の概略側面図

【図2】図１のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図

【図3】搬送台車の概略構成図

【図4】リフト本体の概略構成図

【図5】図４のＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図

【図6】電気チェーンブロックの概略構成図

【図7】クレーンの概略構成図

【図8】床版の構築方法を示す図

【図9】床版の構築方法を示す図

【図10】床版の構築方法を示す図

【図11】本発明の第２実施形態におけるトンネル施工装置の概略構成図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【0017】

図１は、本発明の第１実施形態におけるトンネル施工装置の概略構成を示す。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面を示す。図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面を示す。

【0018】

尚、本実施形態では、トンネル施工装置を用いて構築される構築物として床版を例にとって以下説明するが、構築物はこれに限らない。
また、本実施形態では、切羽側を前側とする一方、坑口側を後側とする。
また、本実施形態では、トンネル幅方向を左右方向とする。

【0019】

円形断面を有するトンネルの覆工体１０は、シールド掘進機（図示せず）による掘進と並行してセグメント１１（後述する図３（ｂ）参照）をトンネル周方向及びトンネル軸方向に連結させることにより構築される。

【0020】

覆工体１０内での床版１２の構築に用いられるトンネル施工装置１は、門型台車２と、この門型台車２に設置されたリフト装置３及びクレーン（揚重搬送装置）４とにより構成される。

【0021】

門型台車２はその前進方向がトンネル掘進方向である。
門型台車２は、左右方向断面で見て下側開口のコの字形状を有して前後方向に所定の長さで延在する台車本体（ガントリー）２１と、その下面側に配置された左右一対の前輪２２及び左右一対の後輪２３とにより構成される。

【0022】

台車本体２１は、左右一対の下端ビーム２４と、複数（図では７つ）の門型フレーム２５ａ〜２５ｇと、左右一対の上端ビーム２６とにより構成される。

【0023】

下端ビーム２４は、台車本体２１の左右両側の下端で前後方向に延在して所定長さを有する。また、下端ビーム２４は、その前後端部に比べて中間部が下方に位置するように屈曲している。

【0024】

７つの門型フレーム２５ａ〜２５ｇは、門型台車２の前側端部から後側端部にかけて互いに間隔を空けて配置されており、各々の下端が下端ビーム２４に接続されている。
ここで、門型フレーム２５ｂ，２５ｃ，２５ｅ，２５ｆには、それぞれ、後述するリフト装置３のガイドレール３３が取り付けられている。

【0025】

上端ビーム２６は、７つの門型フレーム２５ａ〜２５ｇの各々の上端に接続されて、前後方向に延在している。

【0026】

また、左右一対の上端ビーム２６は、各々が、門型フレーム２５ｇより後方に向かって延在する所定長さの延長部２６ａを備える。左右一対の延長部２６ａには、左右方向に延在するビーム２６ｂの両端が取り付けられている。このビーム２６ｂにより、上端ビーム２６の延長部２６ａ同士の間隔が一定に保持される。

【0027】

門型台車２の左右両側面には、それぞれの上下方向中央部に、前後方向に延在する手摺り付きの足場２７が設置されている。
また、門型台車２の後側端部（門型フレーム２５ｇ）には、床版構築時に使用される作業足場２８が設けられている。尚、作業足場２８には、図示しない手摺りが設けられている。

【0028】

台車本体２１の下面側に配置された前輪２２及び後輪２３は、それぞれ、ウレタンタイヤである。また、覆工体１０上の円弧状の路面ＲＳに直角に接するように、前輪２２及び後輪２３は、各々の左右両輪が正面から見てハの字状になるように、車軸を傾斜させて配置される。

【0029】

前輪２２は、図示しない油圧式操舵機構を介して操舵可能であり、これにより、門型台車２の走行方向の調整を行うことができる。
後輪２３は、モータ２９を駆動源とする駆動輪である。従って、門型台車２は、モータ２９を駆動源として、トンネル軸方向に自走することができる。

【0030】

門型台車２の内側下方部では、搬送車両５が通過可能である。

【0031】

ここで、図１及び図２に加えて、図３を用いて、搬送車両５（搬送台車５ａ）について説明する。

【0032】

図３は、搬送台車５ａの概略構成を示す。ここで、図３（ａ）は、床版１２を構成する矩形板状のパネル部材（構成部材）１２ａを積載した状態の搬送台車５ａを示す。また、図３（ｂ）は、円弧状のセグメント１１を積載した状態の搬送台車５ａを示す。

【0033】

搬送車両５は、覆工体１０の底部に予め敷設された２本のレールからなる軌道５１に沿ってトンネル軸方向に走行するものであり、トンネル工事用の資材の搬送に用いられる。

【0034】

搬送車両５は、例えば１編成３両で（図１では３両のうちの２両を図示）、切羽側への走行方向先頭から順に、２両の搬送台車５ａと、図示しない１両のバッテリーロコとから構成されている。尚、搬送車両５が坑口側から切羽側に向けて走行するときは、搬送台車５ａを先頭にして、バッテリーロコにより搬送台車５ａを押動して走行し、切羽側から坑口側へ戻るときは、バッテリーロコを先頭にして、バッテリーロコにより搬送台車５ａを牽引して走行する。

【0035】

搬送台車５ａは、その上面側に、パネル部材１２ａやセグメント１１等の資材を積載するもので、その下面側に、４つの車輪５２を備える。４つの車輪５２は、搬送台車５ａの前後左右に設けられており、それぞれがフランジ付きで、軌道５１上を転動可能である。

【0036】

搬送台車５ａの上面側は、その前後方向中間部が上側開口のコ字状に窪んでいる。この窪み部５３には、図３（ａ）に示すパネル部材１２ａの積載状態にて、後述するリフト装置３の支持アーム３５の支持部３５ｂが挿入される。尚、パネル部材１２ａは、その長辺が搬送台車５ａの前後方向に一致するように、搬送台車５ａに積載される。

【0037】

次に、図１、図２、及び図４〜図６を用いて、リフト装置３について説明する。
図４は、リフト装置３を構成するリフト本体３１を門型台車２内から見た場合のリフト本体３１の概略構成を示す。図５（ａ）は、図４のＣ−Ｃ断面を示す。図５（ｂ）は、図４のＤ−Ｄ断面を示す。図６は、リフト装置３を構成する電気チェーンブロック３２の概略構成を示す。

【0038】

リフト装置３は、門型台車２の門型フレーム２５ｂと門型フレーム２５ｃとの間と、門型フレーム２５ｅと門型フレーム２５ｆとの間とに、左右一対ずつ設けられている。

【0039】

リフト装置３は、リフト本体３１と、このリフト本体３１を上昇・下降させる昇降装置である電気チェーンブロック３２と、リフト本体３１の上昇・下降をガイドするガイドレール３３とにより構成される。

【0040】

リフト本体３１は、矩形状の枠体３４と、この枠体３４の下部に設けられた一対の支持アーム３５と、枠体３４の両側面（トンネル軸方向での両端面）に回動自在に設けられた複数（図では４つ）のローラ３６と、により構成される。
ここで、矩形状の枠体３４については、その長辺がトンネル軸方向に対応し、短辺が上下方向に対応している。

【0041】

一対の支持アーム３５は、枠体３４の門型台車２内に向く側にて、トンネル軸方向に互いに間隔を空けて配置されている。

【0042】

支持アーム３５は鉛直方向にＬ字型の断面形状を有し、その短辺が鉛直方向に延在する基端部３５ａをなし、基端部３５ａの下端から水平方向に延在する長辺が支持部３５ｂをなしている。
また、支持アーム３５は、その基端部３５ａがヒンジ機構３８を介して、枠体３４に取り付けられている。

【0043】

図５（ｂ）はヒンジ機構３８の一例を示している。この例ではヒンジ機構３８が、旋回ピン３８ａとスラストブッシュ３８ｂと割りピン３８ｃとにより構成されている。この例では、旋回ピン３８ａを旋回中心として支持アーム３５が旋回可能である。尚、ヒンジ機構３８の構成は、図５（ｂ）に示す構成に限らない。

【0044】

一対の支持アーム３５の間には、一対の油圧ジャッキ３９が配置されている。
油圧ジャッキ３９は、その一端がブラケット３９ａを介して支持アーム３５の基端部３５ａに取り付けられて、他端が枠体３４のトンネル軸方向中央部にブラケット３９ｂを介して取り付けられている。

【0045】

油圧ジャッキ３９を伸長させると、支持アーム３５が旋回ピン３８ａを旋回中心として旋回し、これにより、支持アーム３５の支持部３５ｂが門型台車２の内側に突出する。
一方、油圧ジャッキ３９を短縮させると、支持アーム３５が旋回ピン３８ａを旋回中心として旋回し、これにより、支持アーム３５の支持部３５ｂが枠体３４と略平行となって、支持アーム３５の支持部３５ｂが収納される。
従って、油圧ジャッキ３９を伸縮させることにより、支持アーム３５の支持部３５ｂの突出・収納の切り換えを行うことができる。

【0046】

尚、一対の支持アーム３５については、互いに連動して、油圧ジャッキ３９の伸縮により、支持部３５ｂの突出・収納の動作を行う。つまり、いわゆる観音開きのような動作形態で、一対の支持アーム３５の支持部３５ｂの突出・収納動作が行われる。

【0047】

ガイドレール３３は、門型フレーム２５ｂ，２５ｃ，２５ｅ，２５ｆの各々の左右両側部に設置されている。
ガイドレール３３は、ウェブと一対のフランジとからなるコ字状断面を有して、下端ビーム２４から足場２７近傍まで上下方向に延在している。

【0048】

ここで、ガイドレール３３については、そのフランジ間をリフト本体３１のローラ３６が通過可能なように、門型フレーム２５ｂ，２５ｃ，２５ｅ，２５ｆの各々の左右両側部に設置されている。これにより、リフト本体３１は、ガイドレール３３のフランジ間にローラ３６を位置させつつ、上昇・下降を行うことができる。

【0049】

リフト本体３１を上昇・下降させる電気チェーンブロック３２は、図６に示すように、上端ビーム２６に電気チェーンブロック３２を吊り下げるための上フック４１と、リフト本体３１を吊り下げるためのチェーン４２及び下フック４３と、チェーン４２を収納するためのチェーンバケット４４と、チェーン４２を駆動するための駆動装置４５と、チェーン４２の上下運動等の操作を行うためのスイッチ４６とにより構成されている。

【0050】

ここで、下フック４３は、リフト本体３１に設けられた吊り具４７（図４参照）に取り付けられる。
また、トンネル軸方向に並ぶ電気チェーンブロック３２同士の間隔は、搬送台車５ａの前後方向長さに略一致している。これにより、２両の搬送台車５ａが連結された状態で、搬送台車５ａ同士の重心位置間の距離が、トンネル軸方向に並ぶ電気チェーンブロック３２同士の間隔に略一致する。

【0051】

次に、図１、図２、及び図７を用いて、クレーン４について説明する。
図７は、クレーン４の概略構成を示す。

【0052】

クレーン４は、門型台車２の門型フレーム２５ａ〜２５ｇの上部及びビーム２６ｂの下面に取り付けられて前後方向に延在する所定長さの左右１対の走行レール６１と、走行レール６１を走行する左右１対の走行装置６２と、左右方向に延在して両端部に走行装置６２がそれぞれ取り付けられる横行レール６３と、横行レール６３を走行する電気ホイスト６４とにより構成される。

【0053】

クレーン４は、以上の構成を有することにより、門型台車２の前側端部から後側端部を経て延長部２６ａに至るまでの範囲内で資材を揚重搬送することができる。

【0054】

次に、トンネル施工装置１を用いたトンネルの施工方法について、図１〜図７に加えて、図８〜図１０を用いて説明する。

【0055】

図８〜図１０は、トンネル施工装置１を用いた床版の構築方法を示す。
尚、本実施形態では、ハーフプレキャスト型枠工法を用いた床版の構築を例にとって以下説明する。

【0056】

ハーフプレキャスト型枠工法では、一般に、プレキャスト部材を敷き込み、その上に鉄筋を配置して型枠を設置した上でコンクリートを打ち込んで、床版を構築する。
本実施形態では、パネル部材１２ａが、このプレキャスト部材に対応する。

【0057】

まず、図８（ａ）に示すように、リフト装置３をその下端の待機位置で待機させる。
また、２両の搬送台車５ａが、それぞれ、複数（図では５枚）のパネル部材１２ａを積載した状態で、図示しない１両のバッテリーロコにより押動されて、坑口側から、構築済みの床版１２や構築中の床版１２の下方を通過して、門型台車２の内側下方部まで走行して停車する。この後に、４つのリフト装置３の支持アーム３５の支持部３５ｂをそれぞれ突出させる。このときに、支持アーム３５の支持部３５ｂが、搬送台車５ａの窪み部５３に挿入されて、積載されたパネル部材１２ａの下方に位置する。また、このときに、積載されたパネル部材１２ａのトンネル軸方向での重心位置と、当該パネル部材１２ａの左右両側に位置するリフト装置３のトンネル軸方向での支持中心とが一致していることを確認する。

【0058】

次に、図８（ｂ）に示すように、４つのリフト装置３によって、搬送台車５ａより全てのパネル部材１２ａを門型台車２内で一度に持ち上げる。具体的には、４つの電気チェーンブロック３２により４つのリフト本体３１を同時に上昇させることにより、各々の支持アーム３５の支持部３５ｂにてパネル部材１２ａを支持して、パネル部材１２ａを一度に持ち上げる。この後に、２両の搬送台車５ａは、図示しない１両のバッテリーロコにより牽引されて、門型台車２の内側下方部から、構築中の床版１２や構築済みの床版１２の下方を通過して、坑口側へ走行する。これにより、リフト本体３１の下方には、搬送車両５が通過可能なスペースが形成される。従って、リフト本体３１が上昇している間は、リフト本体３１の下方を、セグメント１１を積載した搬送車両５（搬送台車５ａ）が、通過可能である。

【0059】

ここで、リフト装置３は、パネル部材１２ａを持ち上げた状態を保持することができるので、本発明における保管装置として機能して、パネル部材１２ａを門型台車２内で保管することができる。

【0060】

次に、図９（ｃ）に示すように、リフト装置３により保管されているパネル部材１２ａを１枚ずつ、クレーン４を用いて揚重し、門型台車２の後方の設置位置の直上に搬送する。ここで、門型台車２の後方とは、門型台車２の後側端部（門型フレーム２５ｇ）の後方を意味する。また、クレーン４の玉掛け作業は、門型台車２の足場２７上の作業員により行われる。

【0061】

次に、図９（ｄ）に示すように、クレーン４により揚重されたパネル部材１２ａを水平面上で９０°回転させて、パネル部材１２ａの長辺をトンネル幅方向に一致させる。

【0062】

次に、図１０（ｅ）に示すように、パネル部材１２ａを吊り下げて、設置位置への搬送を終了する。ここで、図２（ｂ）に示すように、パネル部材１２ａは、予め構築された左右の側壁１３間を塞ぐように、左右の側壁１３に載置される。そして、設置位置に搬送されたパネル部材１２ａについては、その坑口側で隣接するパネル部材１２ａとの接続部を塞ぐように添接板（図示せず）を配置して、添接板を、両パネル部材１２ａにボルト固定する。尚、添接板の配置及びボルト固定は、作業足場２８上の作業員により行われる。

【0063】

クレーン４によるパネル部材１２ａの揚重搬送は、門型台車２内に保管されているパネル部材１２ａの在庫が無くなるまで連続的に行われる。また、パネル部材１２ａの設置の進行度合に応じて、門型台車２が前進する。

【0064】

門型台車２内のパネル部材１２ａの在庫が無くなると、図１０（ｆ）に示すように、電気チェーンブロック３２によりリフト本体３１を下降させて、下端の待機位置にて待機させる。また、リフト装置３の支持アーム３５を収納動作させる。

【0065】

本実施形態では、１０枚のパネル部材１２ａを１グループとして、クレーン４により、パネル部材１２ａを１枚ずつ連続的に設置位置に揚重搬送している。この揚重搬送中のグループより１つ前のグループ（すなわち、設置位置に搬送されて添接板のボルト固定が完了しているグループ）については、設置されたパネル部材１２ａ上に鉄筋（図示せず）が配置される。また、型枠（図示せず）が設置された上でコンクリートが打設される。このようにして、床版１２が構築される。

【0066】

尚、搬送台車５ａに積載されるパネル部材１２ａの上に添接板や鉄筋を載置して、これらをパネル部材１２ａと一緒に、リフト装置３により持ち上げて、門型台車２内に保管してもよい。すなわち、本発明における床版１２の構成部材は、パネル部材１２ａに限らず、例えば、鉄筋や添接板であり得る。

【0067】

本実施形態によれば、トンネル施工装置１は、トンネル軸方向に走行自在であり、かつ、内側下方部で搬送車両５が通過可能な門型台車２と、搬送車両５により門型台車２内に搬送されたパネル部材１２ａを門型台車２内で持ち上げるリフト装置３と、持ち上げられたパネル部材１２ａを門型台車２内で保管する保管装置（リフト装置３）と、この保管装置よりパネル部材１２ａを揚重して門型台車２のトンネル軸方向外方の設置位置に搬送するクレーン４と、により構成される。これにより、クレーン４は、搬送車両５の走行状況に影響を受けることなく、必要に応じて、保管装置（リフト装置３）よりパネル部材１２ａをその設置位置に揚重搬送することができるので、クレーン４の稼働率を向上させることができ、ひいては、クレーン４によるパネル部材１２ａの搬送を効率的に行うことができる。

【0068】

また本実施形態によれば、クレーン４が、保管装置（リフト装置３）によりパネル部材１２ａを揚重して門型台車２のトンネル軸方向外方の設置位置に搬送する。これにより、特許文献２に記載のようなクレーンを用いて、構築済みの床版１２上にてパネル部材１２ａを揚重して当該設置位置に搬送する場合に比べて、クレーンによる搬送距離を短くすることができるので、クレーンによるパネル部材１２ａの搬送を効率的に行うことができる。

【0069】

また本実施形態によれば、クレーン４はパネル部材１２ａを門型台車２のトンネル掘進方向とは反対方向である後方の設置位置に搬送する。これにより、門型台車２をトンネルの掘進に応じて前進させつつ、門型台車２の後方にパネル部材１２ａを搬送して床版１２を構築することができる。

【0070】

また本実施形態によれば、リフト装置３は、パネル部材１２ａを持ち上げた状態を保持することにより、保管装置として機能して、パネル部材１２ａを門型台車２内で保管する。これにより、保管装置を別途設けることなく、リフト装置３にてパネル部材１２ａを保管することができるので、門型台車２内の省スペース化を実現することができる。

【0071】

また本実施形態によれば、門型台車２は、トンネル内をトンネル軸方向に自走する。これにより、シールド掘進機の掘進サイクルに影響を受けることなく、パネル部材１２ａの設置状況に応じて、門型台車２を前進させることができる。

【0072】

図１１は、本発明の第２実施形態におけるトンネル施工装置の概略構成を示しており、図１のＡ−Ａ断面（図２（ａ））に対応している。図１１（ａ）は、複数のパネル部材１２ａを積載した搬送台車５ａ（搬送車両５）が、門型台車２の内側下方部にて停車している状態を示している。図１１（ｂ）は、後述する保管装置８１により、複数のパネル部材１２ａが保管されている状態を示す。

【0073】

図２（ａ）に示す第１実施形態と異なる点について説明する。

【0074】

第１実施形態では、台車本体２１が、左右方向断面で見て下側開口のコの字形状を有しているが、第２実施形態では、台車本体２１が、左右方向断面で見て下側開口のＵ字形状を有している。

【0075】

台車本体２１を構成する門型フレーム２５ａ〜２５ｇには、それぞれの上部の下面に、ブラケットを介して、クレーン４の走行クレーン６１が取り付けられている。ここで、図１１は、門型フレーム２５ｃの上部の下面に、ブラケット２５ｃ’を介して、走行レール６１が取り付けられることを示している。

【0076】

台車本体２１には、その門型フレーム２５ａ〜２５ｇのトンネル幅方向中央の頂部に接続されて前後方向に延在する所定長さの頂部ビーム７１が設けられている。

【0077】

頂部ビーム７１のうち、門型フレーム２５ｂと門型フレーム２５ｃとの間と、門型フレーム２５ｅと門型フレーム２５ｆとの間とには、それぞれ、電気チェーンブロック７２が吊り下げられている。これら２つの電気チェーンブロック７２の構成は、電気チェーンブロック３２と同様である。また、２つの電気チェーンブロック７２同士の間隔は、搬送台車５ａの前後方向長さに略一致している。これにより、２両の搬送台車５ａが連結された状態で、搬送台車５ａ同士の重心位置間の距離が、２つの電気チェーンブロック７２同士の間隔に略一致する。

【0078】

本実施形態では、第１実施形態におけるリフト装置３の代わりとして、保管装置８１を備えている。

【0079】

保管装置８１は、門型台車２の門型フレーム２５ｂと門型フレーム２５ｃとの間と、門型フレーム２５ｅと門型フレーム２５ｆとの間とに、左右一対ずつ設けられている。
保管装置８１は、上述のリフト本体３１のうち、ローラ３６以外の構成を有する。つまり、保管装置８１は、上述の枠体３４と支持アーム３５とヒンジ機構３８と油圧ジャッキ３９とにより構成される。

【0080】

門型台車２の左前側に位置する保管装置８１の枠体３４は、その両端が、門型フレーム２５ｂ，２５ｃの左側部の上下方向中央部に固定されている。一方、門型台車２の右前側に位置する保管装置８１の枠体３４は、その両端が、門型フレーム２５ｂ，２５ｃの右側部の上下方向中央部に固定されている。

【0081】

門型台車２の左後側に位置する保管装置８１の枠体３４は、その両端が、門型フレーム２５ｅ，２５ｆの左側部の上下方向中央部に固定されている。一方、門型台車２の右後側に位置する保管装置８１の枠体３４は、その両端が、門型フレーム２５ｅ，２５ｆの右側部の上下方向中央部に固定されている。

【0082】

保管装置８１では、上述のリフト本体３１と同様に、油圧ジャッキ３９を伸縮させることにより、支持アーム３５の支持部３５ｂの突出・収納の切り換えを行うことができる。

【0083】

本実施形態では、２つの電気チェーンブロック７２が、本発明におけるリフト装置として機能して、搬送車両５（搬送台車５ａ）により門型台車２内に搬送された複数のパネル部材１２ａを門型台車２内で一度に吊上げる。

【0084】

吊上げられたパネル部材１２ａの下方では、４つの保管装置８１の各々の支持アーム３５の支持部３５ｂがそれぞれ突出可能である。

【0085】

従って、電気チェーンブロック７２によって吊上げられたパネル部材１２ａを、突出状態の支持アーム３５の支持部３５ｂ上に荷卸しすることにより、パネル部材１２ａを門型台車２内で保管することができる（図１１（ｂ）参照）。換言すれば、保管装置８１は、電気チェーンブロック７２により持ち上げられたパネル部材１２ａを、比較的高位な状態のままで門型台車２内にて保管することができる。

【0086】

保管装置８１により保管されているパネル部材１２ａは、クレーン４を用いて１枚ずつ揚重されて、門型台車２の後方の設置位置の直上に搬送される。

【0087】

特に本実施形態によれば、搬送車両５（搬送台車５ａ）により門型台車２内に搬送されたパネル部材１２ａを門型台車２内で電気チェーンブロック７２を用いて持ち上げ、この持ち上げられたパネル部材１２ａを保管装置８１にて保管する。これにより、パネル部材１２ａの持ち上げを比較的簡素な構成で実現することができる。

【0088】

尚、上述の第１及び第２実施形態では、トンネル内の構築物として、床版を例にとって説明したが、構築物はこれに限らず、例えば、図２及び図１１に示したような側壁をトンネル内の構築物として、本発明に係るトンネル施工装置を用いて、側壁の構成部材をその設置位置に搬送してもよい。

【符号の説明】

【0089】

１ トンネル施工装置
２ 門型台車
３ リフト装置
４ クレーン
５ 搬送車両
５ａ 搬送台車
１０ 覆工体
１１ セグメント
１２ 床版
１２ａ パネル部材
１３ 側壁
２１ 台車本体
２２ 前輪
２３ 後輪
２４ 下端ビーム
２５ａ〜２５ｇ 門型フレーム
２６ 上端ビーム
２６ａ 延長部
２６ｂ ビーム
２７ 足場
２８ 作業足場
２９ モータ
３１ リフト本体
３２ 電気チェーンブロック
３３ ガイドレール
３４ 枠体
３５ 支持アーム
３５ａ 基端部
３５ｂ 支持部
３６ ローラ
３８ ヒンジ機構
３８ａ 旋回ピン
３８ｂ スラストブッシュ
３８ｃ 割りピン
３９ 油圧ジャッキ
３９ａ，３９ｂ ブラケット
４１ 上フック
４２ チェーン
４３ 下フック
４４ チェーンバケット
４５ 駆動装置
４６ スイッチ
４７ 吊り具
５１ 軌道
５２ 車輪
５３ 窪み部
６１ 走行レール
６２ 走行装置
６３ 横行レール
６４ 電気ホイスト
７１ 頂部ビーム
７２ 電気チェーンブロック
８１ 保管装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】