特許 6256989 既設洞道の更新方法

(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】6256989

(24)【登録日】2017年12月15日

(45)【発行日】2018年1月10日

(54)【発明の名称】既設洞道の更新方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20171227BHJP

   E21F 15/00 20060101ALI20171227BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 301Z

   E21F15/00

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-99715(P2014-99715)

(22)【出願日】2014年5月13日

(65)【公開番号】特開2015-4265(P2015-4265A)

(43)【公開日】2015年1月8日

【審査請求日】2016年12月8日

(31)【優先権主張番号】特願2013-106862(P2013-106862)

(32)【優先日】2013年5月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000174943

【氏名又は名称】三井住友建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083138

【弁理士】

【氏名又は名称】相田 伸二

(72)【発明者】

【氏名】庄村 典生

(72)【発明者】

【氏名】矢野 安則

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 英史

(72)【発明者】

【氏名】戸崎 雅之

【審査官】 岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２３５２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２３７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２０６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０７７７００（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １／００−９／１４

Ｅ２１Ｄ １１／００−１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円環状のセグメントリングが複数連結された状態で地中に埋設されてなる既設洞道であって、複数本の電力ケーブルが前記複数連結されたセグメントリングに挿通された状態で洞道軸方向に敷設されると共に前記セグメントリングに取り付けられたラックにより前記電力ケーブルが支持されてなる既設洞道を更新する、既設洞道の更新方法において、
前記既設洞道を構成する前記セグメントリングを“既設セグメントリング”とし、前記既設洞道の更新により新設されるセグメントリングを“新設セグメントリング”とし、前記既設セグメントリングに取り付けられたラックを“既設ラック”とした場合に、
前記電力ケーブルが挿通された状態の前記既設セグメントリングの少なくとも１つを該電力ケーブルが挿通されたままの状態で解体する既設セグメントリング解体工程と、
該電力ケーブルを挿通するように新設セグメントリングを構築する新設セグメントリング構築工程と、
を備え、
前記既設セグメントリング解体工程は、
前記既設セグメントリングの周囲の地山を発進立坑側から掘削することにより該既設セグメントリングと地山との縁切りを行う縁切り工程と、
該縁切り工程によって縁切りされた既設セグメントリングであって発進立坑側の少なくとも１つのセグメントリング（以下、“可動リング”とする）を他の既設セグメントリング（以下、“非可動リング”とする）から切り離すセグメントリング切り離し工程と、
該セグメントリング切り離し工程により前記非可動リングから切り離した前記可動リングの少なくとも１箇所を洞道軸方向に切断する第１切断工程と、
少なくとも１本の電力ケーブルにおける前記可動リングの内周面に対向する部分を該内周面から離間する方向に移動させることによって該内周面の近傍に空きスペース（以下、“内周面近傍スペース”とする）を生じさせるケーブル移動工程と、
発進立坑側から到達立坑側に延設された部材（以下、“第１支持部材”とする）を前記内周面近傍スペースを通るように設置する第１支持部材設置工程と、
駆動源によって駆動される駆動部材を前記第１支持部材に支持させた状態で前記内周面近傍スペースに配置して前記可動リングに係合させる駆動部材設置工程と、
該可動リングに係合された駆動部材を前記駆動源により駆動することにより前記可動リングを所定角度だけ少なくとも一の周方向に回転させるセグメントリング回転工程と、
該セグメントリング回転工程にて所定角度だけ回転させた前記可動リングを洞道軸方向に切断する第２切断工程と、
を備え、かつ、前記セグメントリング回転工程及び前記第２切断工程を繰り返して実施することにより前記可動リングを解体する、
ことを特徴とする既設洞道の更新方法。

【請求項2】

前記既設ラックと前記可動リングとの係合を解除する既設ラック係合解除工程を前記セグメントリング回転工程の前に実施する、
ことを特徴とする請求項１に記載の既設洞道の更新方法。

【請求項3】

前記可動リングとの係合が解除された前記既設ラック、又は該既設ラック以外の新設のラック（以下、“新設ラック”とする）を前記第１支持部材に支持させ、該第１支持部材に支持された前記既設ラック又は前記新設ラックにより前記電力ケーブルを支持させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の既設洞道の更新方法。

【請求項4】

前記内周面近傍スペースを通るように発進立坑側から到達立坑側に延設された部材であ
って前記第１支持部材ではない部材を“第２支持部材”とした場合に、
前記可動リングとの係合が解除された前記既設ラック、又は該既設ラック以外の新設のラック（以下、“新設ラック”とする）を前記第２支持部材に支持させ、該第２支持部材に支持された前記既設ラック又は前記新設ラックにより前記電力ケーブルを支持させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の既設洞道の更新方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力ケーブルが挿通されてなる既設洞道を更新する、既設洞道の更新方法に係り、詳しくは、該電力ケーブルが挿通された状態で既設洞道を更新する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、老朽化した既設トンネル（具体的には、円弧状のセグメントピースが円環状に連結されてセグメントリングが構成されると共に該セグメントリングがトンネル軸方向に接続されて構成されたトンネル）を埋め戻したり更新したりする際にシールド掘進機が使用されており、様々な構造のものが提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

【0003】

図１３は、シールド掘進機の従来構造及び使用状態の一例を示す縦断面図であり、図１４はその横断面図である。図１３中の符号Ｔ_１は、解体される既設トンネルを示し、符号１００はシールド掘進機を示している。このシールド掘進機１００は、既設トンネルＴ_１の解体時にセグメントＡ_１の破片を掴み取るセグメント掴取装置１０１を備えており、該セグメント掴取装置１０１は、掴取装置支持部１０１ａに支持された旋回部材（アーム部）１０１ｂと、該旋回部材１０１ｂを旋回させるための旋回用モータ１０１ｃと、セグメントＡ_１の破片を掴み取るように該旋回部材１０１ｂの先端に取り付けられてなるキャッチホーク（ハンド部）１０１ｄと、により構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−８８４９６号公報

【特許文献2】特開平５−１６３８９７号公報

【特許文献3】特開平６−２２１０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、電力ケーブルが敷設されている洞道の場合、前記セグメント掴取装置１０１が既設トンネルＴ_１の中心部分（トンネル軸を含む部分）に配置されているために電力ケーブルと干渉してしまうこととなる。そのような洞道を更新するには電力ケーブルをトンネル外に移設して前記シールド掘進機１００を設置するためのスペースを確保する必要があり、その更新工事に莫大な日数やコストが掛かってしまうという問題があった。

【0006】

本発明は、上述の問題を解消することのできる既設洞道の更新方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に係る発明は、図１及び図２等に例示するものであって、円環状のセグメントリング（Ａ_１，…）が複数連結された状態で地中に埋設されてなる既設洞道（Ｔ_１）であって、複数本の電力ケーブル（Ｂ_１，…）が前記複数連結されたセグメントリング（Ａ_１，…）に挿通された状態で洞道軸方向（Ｃ）に敷設されると共に前記セグメントリング（Ａ_１，…）に取り付けられたラック（図３(a) の符号Ｄ参照）により前記電力ケーブル（Ｂ_１，…）が支持されてなる既設洞道（Ｔ_１）を更新する、既設洞道の更新方法において、
前記既設洞道（Ｔ_１）を構成する前記セグメントリング（Ａ_１，…）を“既設セグメントリング”とし、前記既設洞道（Ｔ_１）の更新により新設されるセグメントリング（Ｅ_１，…）を“新設セグメントリング”とし、前記既設セグメントリング（Ａ_１，…）に取り付けられたラック（Ｄ）を“既設ラック”とした場合に、
前記電力ケーブル（Ｂ_１，…）が挿通された状態の前記既設セグメントリング（Ａ_１，…）の少なくとも１つを該電力ケーブル（Ｂ_１，…）が挿通されたままの状態で解体する既設セグメントリング解体工程（Ｓ２）と、
該電力ケーブル（Ｂ_１，…）を挿通するように新設セグメントリング（Ｅ_１，…）を構築する新設セグメントリング構築工程（Ｓ４）と、
を備え、
前記既設セグメントリング解体工程（Ｓ２）は、
前記既設セグメントリング（Ａ_１，…）の周囲の地山（Ｊ）を発進立坑側から掘削することにより該既設セグメントリング（Ａ_１，…）と地山（Ｊ）との縁切りを行う縁切り工程（Ｓ２１）と、
該縁切り工程（Ｓ２１）によって縁切りされた既設セグメントリング（Ａ_１，…）であって発進立坑側の少なくとも１つのセグメントリング（Ａ_１）（以下、“可動リング”とする）を他の既設セグメントリング（Ａ_２，…）（以下、“非可動リング”とする）から切り離すセグメントリング切り離し工程（Ｓ２２）と、
該セグメントリング切り離し工程（Ｓ２２）により前記非可動リング（Ａ_２，…）から切り離した前記可動リング（Ａ_１）の少なくとも１箇所を洞道軸方向（Ｃ）に切断する第１切断工程（Ｓ２５）と、
少なくとも１本の電力ケーブル（Ｂ_１，…）における前記可動リング（Ａ_１）の内周面（Ａ_１ａ）に対向する部分を該内周面（Ａ_１ａ）から離間する方向に移動させることによって該内周面（Ａ_１ａ）の近傍に空きスペース（図３(b) の符号Ｍ参照。以下、“内周面近傍スペース”とする）を生じさせるケーブル移動工程（Ｓ２６）と、
発進立坑側から到達立坑側に延設された部材（図５及び図１１の符号１１，２１参照。以下、“第１支持部材”とする）を前記内周面近傍スペース（Ｍ）を通るように設置する第１支持部材設置工程（Ｓ２７）と、
駆動源（１３，２３）によって駆動される駆動部材（１０，２０）を前記第１支持部材（１１，２１）に支持させた状態で前記内周面近傍スペース（Ｍ）に配置して前記可動リング（Ａ_１，）に係合させる駆動部材設置工程（Ｓ２８）と、
該可動リング（Ａ_１）に係合された駆動部材（１０，２０）を前記駆動源（１３，２３）により駆動することにより前記可動リング（Ａ_１）を所定角度だけ少なくとも一の周方向（Ｒ_１）に回転させるセグメントリング回転工程（Ｓ２９）と、
該セグメントリング回転工程（Ｓ２９）にて所定角度だけ回転させた前記可動リング（Ａ_１）を洞道軸方向（Ｃ）に切断する第２切断工程（Ｓ３０）と、
を備え、かつ、前記セグメントリング回転工程（Ｓ２９）及び前記第２切断工程（Ｓ３０）を繰り返して実施することにより前記可動リング（Ａ_１）を解体することを特徴とする。

【0008】

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記既設ラック（Ｄ）と前記可動リング（Ａ_１）との係合を解除する既設ラック係合解除工程を前記セグメントリング回転工程（Ｓ２９）の前に実施することを特徴とする。

【0009】

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記可動リング（Ａ_１）との係合が解除された前記既設ラック（Ｄ）、又は該既設ラック（Ｄ）以外の新設のラック（Ｄ’）（以下、“新設ラック”とする）を前記第１支持部材（１１，２１）に支持させ、該第１支持部材（１１，２１）に支持された前記既設ラック（Ｄ）又は前記新設ラック（Ｄ’）により前記電力ケーブル（Ｂ_１，…）を支持させることを特徴とする。

【0010】

請求項４に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記内周面近傍スペース（Ｍ）
を通るように発進立坑側から到達立坑側に延設された部材であって前記第１支持部材（１
１，２１）ではない部材（Ｗ）を“第２支持部材”とした場合に、
前記可動リング（Ａ_１）との係合が解除された前記既設ラック（Ｄ）、又は該既設ラック（Ｄ）以外の新設のラック（Ｄ’） （以下、“新設ラック”とする）を前記第２支持部材（Ｗ）に支持させ、該第２支持部材（Ｗ）に支持された前記既設ラック（Ｄ）又は前記新設ラック（Ｄ’）により前記電力ケーブル（Ｂ_１，…）を支持させることを特徴とする。

【0011】

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【発明の効果】

【0012】

請求項１乃至４に係る発明によれば、中心部分（つまり、洞道軸に沿った部分）に電力ケーブルが敷設されている洞道であっても該ケーブルとの干渉を避けるようにして前記第１支持部材や前記駆動部材を配置することができ、洞道内のケーブルは洞道外に移設することなくセグメントリングだけを解体することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明に係る既設洞道の更新方法を説明するためのフローチャート図である。

【図2】図２は、本発明によって更新される既設洞道の様子の一例を示す縦断面図である。

【図3】図３(a) (b) は、ケーブル移動工程を説明するための横断面図である。

【図4】図４(a) (b) は、電力ケーブルの支持状態の一例を示す横断面図である。

【図5】図５は、既設セグメントリング解体工程の一例を示す縦断面図である。

【図6】図６は、既設セグメントリング解体工程の一例を示す横断面図である。

【図7】図７は、索条部材及び各動滑車等の配置位置の一例を示す模式図である。

【図8】図８(a) 〜(c) は、セグメントリングの解体の手順を示す模式図である。

【図9】図９(a) 〜(c) は、セグメントリングの解体の手順を示す模式図である。

【図10】図１０(a) 〜(c) は、セグメントリングの解体の手順を示す模式図である。

【図11】図１１は、既設セグメントリング解体工程の他の例を示す縦断面図である。

【図12】図１２は、既設セグメントリング解体工程の他の例を示す横断面図である。

【図13】図１３は、シールド掘進機の従来構造及び使用状態の一例を示す縦断面図である。

【図14】図１４は、シールド掘進機の従来構造の一例を示す横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図１乃至図１２に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

【0015】

本発明に係る更新方法により更新される既設洞道は、図２及び図５に符号Ｔ_１で例示するものであって、図３(a) 等に例示するような円環状のセグメントリング（つまり、複数の円弧状のセグメントピースＡ_１１，Ａ_１２，…が円環状に連結されて構成されたセグメントリング）Ａ_１，Ａ_２，…が複数連結された状態で地中に埋設されてなるものであって、複数本の電力ケーブルＢ_１，Ｂ_２，…が前記複数連結されたセグメントリングＡ_１，Ａ_２，…に挿通された状態で洞道軸方向Ｃに敷設されているものである。そして、図３(a) に示すように、該セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…にはラックＤが取り付けられていて、該ラックＤが前記電力ケーブルＢ_１，Ｂ_２，…を支持するように構成されている。

【0016】

なお、説明の便宜のため、本明細書においては、前記既設洞道Ｔ_１を構成する前記セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…を“既設セグメントリング”と称することとし、前記既設洞道Ｔ_１の更新により新設されるセグメントリング（図２の符号Ｅ_１，Ｅ_２，…参照）を“新設セグメントリング”と称することとし、前記既設セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…に取り付けられたラックＤを“既設ラック”とする。

【0017】

本発明に係る既設洞道の更新方法は、図１に例示するものであって、少なくとも以下の工程を備えている。すなわち、
・ 既設洞道Ｔ_１の更新区間を挟むように発進立坑（不図示）及び到達立坑（不図示）を構築する立坑構築工程Ｓ１
・ 該立坑構築工程Ｓ１を実施した後において、前記電力ケーブルＢ_１，Ｂ_２，…が挿通された状態の前記既設セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…の少なくとも１つを該電力ケーブルＢ_１，Ｂ_２，…が挿通されたままの状態で解体する既設セグメントリング解体工程Ｓ２
・ 該既設セグメントリング解体工程Ｓ２を実施した後において、前記電力ケーブルＢ_１，Ｂ_２，…を挿通するように新設セグメントリングＥ_１，Ｅ_２，…を構築する新設セグメントリング構築工程Ｓ４

【0018】

そして、前記既設セグメントリング解体工程Ｓ２は、前記既設セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…の周囲の地山（図２及び図５の符号Ｊ参照）を発進立坑側から掘削することにより該既設セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…と地山Ｊとの縁切りを行う縁切り工程Ｓ２１を備えている。この縁切り工程Ｓ２１は、公知のカッターヘッド（符号２参照）などを使って行うようにすると良い。

【0019】

また、前記既設セグメントリング解体工程Ｓ２は、前記縁切り工程Ｓ２１によって縁切りされた既設セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…であって発進立坑側の少なくとも１つの既設セグメントリング（以下、“可動リング”とする）Ａ_１を他の既設セグメントリング（以下、“非可動リング”とする）Ａ_２，…から切り離すセグメントリング切り離し工程Ｓ２２を備えている。該セグメントリング切り離し工程Ｓ２２における可動リングＡ_１の切り離しは、
・ 可動リングＡ_１と非可動リングＡ_２とを接続しているボルトを回して抜き取ることにより行っても、或いは、
・ 何らかの工具で該ボルトを切断することに行っても、
どちらでも良い。

【0020】

さらに、前記既設セグメントリング解体工程Ｓ２は、前記セグメントリング切り離し工程Ｓ２２により前記非可動リングＡ_２から切り離した前記可動リングＡ_１の少なくとも１箇所を洞道軸方向Ｃに切断する第１切断工程Ｓ２５を備えている。なお、可動リング（既設セグメントリング）Ａ_１は、上述したように複数の円弧状のセグメントピースＡ_１１，Ａ_１２，…が円環状に連結されて構成されているが、前記第１切断工程Ｓ２５における切断とは、
・ 電動カッター（いわゆる電気丸のこと呼ばれるカッターや、チェーンソーなど）で切断すること
・ セグメントピースどうしを接続しているボルトを外すこと（回して抜き取ること、及び切断することのいずれか）によって前記洞道軸方向Ｃに切り込み面（分離面）を形成すること
・ 円環である可動リングＡ_１の一部を公知の破砕装置等で分断すること
を含む概念である。

【0021】

ここで、前記第１切断工程Ｓ２５は前記セグメントリング切り離し工程Ｓ２２の後に実施すると良いが、以下の工程、すなわち、
・ 前記切り離した可動リングＡ_１を移動装置（図５及び図１１の符号４参照。例えば、油圧ジャッキ）により発進立坑側に所定距離（例えば、４００ｍｍ程度）だけ移動させて非可動リングＡ_２との間にスペース（図５及び図１１の符号Ｋ_１参照）を設けるセグメントリング移動工程Ｓ２３と、
・ 該移動が終了した可動リングＡ_１の位置を仮固定装置（図５及び図１１の符号３参照）によって仮固定（装置移動工程中は、発進立坑側に移動しないように該可動リングＡ_１を固定するという意味）した後に、前記移動装置４を発進立坑側に所定距離だけ移動させて該可動リングＡ_１と該移動装置４との間にスペース（図５及び図１１の符号Ｋ_２参照）を設ける装置移動工程Ｓ２４
とを、前記セグメントリング切り離し工程Ｓ２２と前記第１切断工程Ｓ２５との間において順次実施するようにしても良い。そのようにした場合には、前記第１切断工程Ｓ２５においてはそれらのスペースＫ_１，Ｋ_２を利用して前記可動リングＡ_１の切断をすることができる。なお、図５及び図１１示す仮固定装置３は、シールド掘進機本体１２の側から到達立坑側に突設された棒状の部材であって、該棒状の部材を前記可動リングＡ_１の側面Ａ_１ｃに押し当てることにより該可動リングＡ_１の発進立坑側への移動を規制するようになっているが、もちろんこれに限られるものではない。例えば、前記非可動リングＡ_２，…と前記可動リングＡ_１とを何らかの部材（例えば、棒状の部材）で接続することで、前記可動リングＡ_１の発進立坑側への移動を規制するようにしても良い。また、該装置移動工程Ｓ２４における前記移動装置４の移動は油圧ジャッキ等により行うようにすると良い。

【0022】

またさらに、前記既設セグメントリング解体工程Ｓ２は、少なくとも１本の電力ケーブル（例えば、低圧の電力ケーブル）Ｂ_１，Ｂ_２，…における前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａに対向する部分を（給電可能な状態を保ったままで）該内周面Ａ_１ａ（例えば、該内周面Ａ_１ａの上面）から離間する方向（例えば、図３(b) に矢印Ｆ１，…で示すように、内周面Ａ_１ａの上面から離間する方向）に移動させるケーブル移動工程Ｓ２６を備えており、該電力ケーブルＢ_１，Ｂ_２，…の移動によって前記内周面Ａ_１ａの近傍に空きスペース（図３(b) 及び図４(a) に符号Ｍで例示するように、電力ケーブルが配置されていないスペースの意味であり、以下、“内周面近傍スペース”とする）を生じさせるようになっている。なお、図３(b) に示す例では、内周面近傍スペースＭは洞道内上部に形成しているが、もちろんこれに限られるものではなく、洞道内下部やその他の箇所に形成するようにしても良い。また、該ケーブル移動工程Ｓ２６においては、前記内周面近傍スペースＭに配置されている棚板（図３(a) (b) の符号Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３，Ｄ_４参照）を取り外すと良く、該内周面近傍スペースＭ以外の部分においては必要に応じて棚板を新設すると良い（不図示）。さらに、ラックＤの側面には板状部材（例えば、エキスパンドメタル）を取り付けて、前記電力ケーブルＢ_１，Ｂ_２，…や作業者の保護を図るようにすると良い。

【0023】

また、前記既設セグメントリング解体工程Ｓ２は、
・ 発進立坑側から到達立坑側に延設された部材（以下、“第１支持部材”とする）１１，２１を前記内周面近傍スペースＭを通るように設置する第１支持部材設置工程Ｓ２７と、
・ 駆動源（例えば、牽引手段１３やモータ２３）によって駆動される駆動部材１０，２０の少なくとも一部を前記第１支持部材１１，２１に支持させた状態で前記内周面近傍スペースＭに配置して前記可動リングＡ_１に係合（該駆動部材１０，２０の駆動力が前記可動リングＡ_１に伝わるように係止又は当接させることを意味する）させる駆動部材設置工程Ｓ２８と、
・ 該可動リングＡ_１に係合された駆動部材１０，２０を駆動源１３，２３により駆動することにより前記可動リングＡ_１を所定角度だけ少なくとも一の周方向Ｒ_１に回転させるセグメントリング回転工程Ｓ２９（図８(a) (b) 参照）と、
を備えている。ここで、前記駆動部材としては、
・ 図５乃至図７に符号１０で示すような、可撓性に富む索条部材（例えば、チェーンやワイヤーなど）や、
・ 図１１及び図１２に符号２０で示すような、前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａに当接されるローラーや、
・ 不図示のキャタピラー
などを挙げることができる。駆動部材として索条部材１０を用いる場合は、ボルト等の何らかの部材（力伝達部材）を介して該索条部材１０を可動リングＡ_１に係合させれば良く、駆動部材としてローラー２０やキャタピラーを用いる場合には、該ローラー２０や該キャタピラーを前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａに押圧すると良い。

【0024】

なお、前記既設ラックＤと前記可動リングＡ_１との係合を解除する既設ラック係合解除工程を前記セグメントリング回転工程Ｓ２９の前に実施すると良い。そして、前記既設ラックＤ（つまり、前記可動リングＡ_１との係合が解除された既設ラックＤ）又は該既設ラック以外の新設のラック（図４(a) (b) の符号Ｄ’参照。以下、“新設ラック”とする）を前記第１支持部材１１，２１に支持させ、該第１支持部材１１，２１に支持された前記既設ラックＤ又は前記新設ラックＤ’により前記電力ケーブルＢ_１，…を支持させるようにすると良い。或いは、前記内周面近傍スペースＭを通るように発進立坑側から到達立坑側に部材（前記第１支持部材１１，２１以外の部材であって、以下、“第２支持部材”とする）Ｗを延設し、前記既設ラックＤ（つまり、前記可動リングＡ_１との係合が解除された既設ラックＤ）又は前記新設ラックＤ’を前記第２支持部材Ｗに支持させ、該第２支持部材Ｗに支持された前記既設ラックＤ又は前記新設ラックＤ’により前記電力ケーブルＢ_１，…を支持させるようにしても良い。ここで、図４(b) に示す第２支持部材Ｗは洞道内上部に配置されたレールであって、ラックＤ’（又は既設ラックＤ）を吊り下げるように構成されているが、もちろんこれに限られるものではなく、洞道内下部に配置されてラックＤ’（又は既設ラックＤ）を載置するようにした部材であっても良い。さらに、洞道内上部及び下部の両方に支持部材を設けておいて、ラックＤ’（又は既設ラックＤ）の上部及び下部の両方を支持するようにしても良い。

【0025】

さらに、前記既設セグメントリング解体工程Ｓ２は、
・ 前記セグメントリング回転工程Ｓ２９にて所定角度だけ回転させた前記可動リングＡ_１を洞道軸方向Ｃに切断する第２切断工程Ｓ３０と、
・ 該第２切断工程Ｓ３０により切断されたセグメント片（つまり、ボルトによる接合が解除されたセグメントピースや、カッターや破砕装置で切断等されたセグメントの欠片）を他の場所までウインチ等によって搬出する工程（セグメント片搬出工程）Ｓ３１と、
を備えている。なお、この第２切断工程Ｓ３０における切断の概念は前記第１切断工程Ｓ２５における切断の概念（つまり、電動カッターによる切断だけでなく、セグメントピースどうしを接続しているボルトを外すことや、破砕装置等による分断を含む概念）と同様である。

【0026】

そして、前記セグメントリング回転工程Ｓ２９及び前記第２切断工程Ｓ３０を繰り返して実施し、前記セグメント片搬出工程Ｓ３１を適宜実施することにより、図８乃至図１０に例示するように、前記可動リングＡ_１を解体するようになっている。なお、図８乃至１０に示す例では、前記第１切断工程Ｓ２５及び前記第２切断工程Ｓ３０における前記可動リングＡ_１の切断は一番下方の部分で行っているが、もちろんこれに限られるものではなく、他の箇所で行うようにしても良い。

【0027】

以下、駆動部材として索条部材１０を用いる場合について説明する。

【0028】

図６及び図７に示す前記力伝達手段１４は前記可動リングＡ_１の側面に取り付けられているが、該可動リングＡ_１の側面ではなく内周面Ａ_１ａに１つ以上取り付けるようにしても良い。また、前記力伝達手段１４を前記可動リングＡ_１の側面に取り付ける場合には、前記可動リングＡ_１を挟んで略対向するように該可動リングＡ_１の両方の側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃ又は該側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃの近傍に前記力伝達手段１４をそれぞれ取り付けると良い。つまり、前記可動リングＡ_１の２つの側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃの内の一方の側面Ａ_１ｂを“第１側面”とし、他方の側面Ａ_１ｃを“第２側面”とした場合に、前記力伝達手段１４を、
・ 前記可動リングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍と、
・ 前記可動リングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍と、
にそれぞれ取り付けておくと良い。そのようにした場合には、前記牽引手段１３が発生させた力（牽引力）は前記索条部材１０及び前記力伝達部材１４を介して可動リングＡ_１の両側面Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃ（該可動リングＡ_１を挟んで略対向する部分）に作用することとなり、該可動リングＡ_１の洞道軸方向Ｃ（或いはその逆方向）への傾動が防止される。

【0029】

また、前記セグメントリング回転工程Ｓ２９における前記可動リングＡ_１の前記一の周方向Ｒ_１への回転は、牽引手段１３により前記索条部材１０を介して前記力伝達手段１４を牽引することにより行うようにすると良い。さらに、セグメントリング回転工程Ｓ２９が終了した時点で、前記力伝達手段１４を前記可動リングＡ_１（正確には、ほとんどの部分が除去され搬出された後のセグメント片）から取り外す工程（解除工程）を実施すると良い。そして、次のセグメントリングＡ_２については、上記セグメントリング切り離し工程Ｓ２２〜前記セグメント片搬出工程Ｓ３１を同様に実施すると良い。

【0030】

さらに、前記第１支持部材１１が、掘進機本体１２から洞道軸方向Ｃに突設された突設部材１１０と、該突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“固定滑車”とする）１１２，１１３と、を有するようにし（図７参照）、
・ 前記可動リングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第１動滑車”とする）１４１を回転自在に支持させ、
・ 前記可動リングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第２動滑車”とする）１４２を回転自在に支持させ、
・ 前記第１動滑車１４１及び前記第２動滑車１４２には前記一の周方向Ｒ_１に力を作用させると共に前記固定滑車１１２，１１３は前記他の周方向Ｒ_２の反力を受けるように、前記索条部材１０を前記第１動滑車１４１、前記固定滑車１１２，１１３及び前記第２動滑車１４２に巻き掛ける、
ようにすると良い。そのようにした場合には、動滑車１４１，１４２の使用により牽引力をアップさせることができると共に、前記牽引手段１０に小出力で小型のものを使用することができて占有スペースを小さくすることができる。

【0031】

さらに、前記第１支持部材１１１が、前記固定滑車１１２，１１３と離間する位置にて前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“対向固定滑車”とする）１１４，１１５、を有するようにし、
・ 前記第１動滑車１４１に略対向するように前記可動リングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて前記力伝達手段としての滑車（以下、“第１対向動滑車”とする）１４３を回転自在に支持させ、
・ 前記第２動滑車１４２に略対向するように前記可動リングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて滑車（以下、“第２対向動滑車”とする）１４４を回転自在に支持させ、
・ 前記第１対向動滑車１４３及び前記第２対向動滑車１４４には前記他の周方向Ｒ_２に力を作用させると共に前記対向固定滑車１１４，１１５は前記一の周方向Ｒ_１の反力を受けるように前記索条部材１０を前記第１対向動滑車１４３、前記第２対向動滑車１４４及び前記対向固定滑車１１４，１１５に巻き掛ける、
ようにし、前記セグメントリング回転工程Ｓ２９では、前記牽引手段１３により前記索条部材１０を介して前記力伝達手段１４を前記一の周方向Ｒ_１又は前記他の周方向Ｒ_２に牽引することにより前記可動リングＡ_１を所定角度だけ前記一の周方向Ｒ_１又は前記他の周方向Ｒ_２に回転させるようにすると良い。その場合、前記索条部材１０の両端（図７の符号１０ａ，１０ｂ参照）を前記第１支持部材１１１の側に固定しておくと良い。また、一の可動リングＡ_１については前記セグメントリング回転工程Ｓ２９にて前記一の周方向Ｒ_１に回転させながら前記第２切断工程Ｓ３０による切断を行い、該一の可動リングＡ_１に隣接する他の可動リングＡ_２については前記セグメントリング回転工程Ｓ２９にて前記他の周方向Ｒ_２に回転させながら前記第２切断工程Ｓ３０による切断を行うようにすると良い。前記セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…を一の周方向Ｒ_１にしか回転させられない場合には、図８(a) →(b) →(c) →図９(a) →(b) →(c) →図１０(a) →(b) に示すように前記可動リングＡ_１を回転させながら解体すると、前記力伝達手段１４は、図１０(c) に示す位置（つまり、前記一の周方向Ｒ_１の回転終点端）に到達することとなる。そして、次のセグメントリングＡ_２を回転させるためには、該力伝達手段１４を元の位置（つまり、図８(a) に示す位置であって、前記一の周方向Ｒ_１の回転始点端）にまで作業者が手動で戻さなければならないが、その際に前記索条部材１０が前記ガイド部１１１や滑車１４１，…等から外れてしまうおそれがある。しかし、セグメントリングを上述のように前記一の周方向Ｒ_１だけでなく前記他の周方向Ｒ_２にも回転させることができるようにしておくと、次のセグメントリングＡ_２は逆方向（前記他の周方向Ｒ_２）に回転させれば良いので、前記力伝達手段１４を元の位置にまで戻す必要はなく、効率的に解体作業を進めることができる。

【0032】

次に、上述した既設洞道の更新方法に用いて好適なシールド掘進機について説明する。

【0033】

本発明にて使用するシールド掘進機は、図３(a) 等に例示するような円環状のセグメントリング（つまり、複数の円弧状のセグメントピースＡ_１１，Ａ_１２，…が円環状に連結されて構成されたセグメントリング）Ａ_１，Ａ_２，…が洞道軸方向Ｃに複数連結されて構成された既設洞道Ｔ_１を更新する際に使用される装置であって、該既設洞道Ｔ_１を解体する機能を有する装置である。

【0034】

該シールド掘進機は、図２，５〜７，１１及び１２に符号１，５０で例示するように、
・ 駆動部材（例えば、チェーンやワイヤーなどの可撓性に富む索条部材やローラーやキャタピラー）１０，２０と、
・ 該駆動部材１０，２０を移動自在に支持する第１支持部材１１，２１と、
からなる駆動ユニットＵ１，Ｕ２を備えている。該駆動部材１０，２０及び該第１支持部材１１，２１は前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａに近接した位置に配置されており、該駆動部材１０，２０は、少なくとも該駆動部材１０，２０における前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａに対向する部分が前記一の周方向Ｒ_１に移動自在となるように支持されている。また、前記シールド掘進機１，５０は、
・ 該第１支持部材１１，２１を支持する掘進機本体１２と、
・ 前記駆動部材１０，２０を駆動する駆動手段１３，２３
とを備えていて、前記駆動部材１０，２０を前記駆動手段１３，２３により駆動することに基づき、前記可動リングＡ_１を少なくとも前記一の周方向Ｒ_１に回転せしめるように構成されている。この場合、前記シールド掘進機１，５０はセグメントリングＡ_１，Ａ_２，…を１つずつ回転させるように構成されていることが好ましいが、複数のセグメントリングを同時に回転させる構成のものを除外するものでは無い。また、前記シールド掘進機１，５０により回転させる可動リングＡ_１の下面にはローラーコンベヤＰ，…等の公知の転動部材を設けておいて、該可動リングＡ_１が円滑に周方向Ｒ_１，Ｒ_２に回転されるようにしておくと良い。そして、そのローラーコンベヤＰの発進立坑側（図５及び図１１の右側）及び到達立坑側（図５及び図１１の左側）には、前記可動リングＡ_１の両方又は一方の側面（洞道軸方向Ｃに直交する面の意である）Ａ_１ｂ，Ａ_１ｃに接触し得る部材（ガイド部材）Ｑ，Ｑを配置しておいて、該可動リングＡ_１が回転中に洞道軸方向Ｃ（又はその逆方向）に移動してしまわないようにしておくと良い。これらのガイド部材Ｑ，Ｑは可動リングＡ_１の下側に配置されていて、該可動リングＡ_１がローラーコンベヤＰ上に載置された状態でのみ該可動リングＡ_１の位置規制を行うようになっているので、該可動リングＡ_１を既設洞道Ｔ_１から切り離してローラーコンベヤＰに載置するまでの移動を阻害することはない。

【0035】

上述の構成のシールド掘進機１，５０を使用すれば、前記可動リングＡ_１を少なくとも前記一の周方向Ｒ_１に回転させることができる。したがって、該可動リングＡ_１を順次回転させながら不図示の電動カッター（いわゆる電気丸のこと呼ばれるカッターや、チェーンソーなど）や他の破砕装置で可動リングＡ_１を順次切断したり、セグメントピースを接合しているボルト（不図示）を外したりすることで、図８(a) →(b) →(c) →図９(a) →(b) →(c) →図１０(a) →(b) →(c) に示すように、該可動リングＡ_１の解体を行うことができる。また、前記駆動ユニットＵ１，Ｕ２は前記内周面Ａ_１ａに近接した位置に配置されているため、前記既設洞道Ｔ_１の中心部分（つまり、洞道軸Ｈに沿った部分）に電力ケーブルが敷設されている洞道であっても該ケーブルとの干渉を避けるようにして前記駆動ユニットＵ１，Ｕ２を配置することができ、洞道内のケーブルは洞道外に移設することなくセグメントリングだけを解体することができる。また、前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａに沿う位置には前記第１支持部材１１，２１が配置されているので、解体中の可動リングＡ_１が前記既設洞道Ｔ_１の中心部分（つまり、洞道軸Ｈに沿った部分）の側へ傾動するのを防止することが可能となる。

【0036】

なお、前記駆動部材として索条部材を用いる場合には、前記第１支持部材１１は、前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａ沿って前記一の周方向Ｒ_１に移動自在となるように前記索条部材１０をガイドするようにすると良い。また、前記駆動手段１３には、前記索条部材１０を少なくとも前記一の周方向Ｒ_１に牽引する牽引手段（ウインチ）を用いると良い。さらに、前記索条部材１０と前記可動リングＡ_１との間に介装されることにより前記牽引手段１３の牽引力を該可動リングＡ_１に伝達する力伝達手段１４を用いると良い。この場合、Ｃ形鋼のような適当な剛性カバー（不図示）で前記索条部材１０を覆うようにしておいて、作業者が該索条部材１０に触れにくいようにしておくと良い。

【0037】

なお、図６及び図７に示す力伝達手段１４は、前記可動リングＡ_１に回転自在に支持されてなる滑車であるが、前記牽引手段１３の牽引力を前記可動リングＡ_１に伝えるものであれば滑車以外のものであっても良く、ボルトボックス（図７に符号Ａ_１ｄで例示するものであって、セグメントリングどうしを接合するために使用されていたボルトボックス）に装着されるボルト（不図示）であっても、該ボルトボックスＡ_１ｄを利用せずに可動リングＡ_１自体に打ち込まれるアンカーボルトであっても、ボルト以外の公知の何らかの部品であっても良い。ここで、図７に示す例では、前記力伝達手段１４は、ボルトボックスＡ_１ｄ（つまり、セグメントリングどうしを連結するために使用されていたボルトボックスＡ_１ｄ）に取り付けられているが、このようにすることにより、該力伝達手段１４を確実かつ簡便に可動リングＡ_１に取り付けることができる。

【0038】

一方、上述の第１支持部材１１は、
・ 図５及び図７に明示するように、前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａに沿うように（該内周面Ａ_１ａに近接した位置に）前記掘進機本体１２から洞道軸方向Ｃに突設された突設部材１１０と、
・ 図７に明示するように、該突設部材１１０に支持されて前記可動リングＡ_１の内周面Ａ_１ａの前記一の周方向Ｒ_１に沿うように前記索条部材１０を移動自在にガイドするガイド部１１１と、
により構成すると良い。なお、図５に示す突設部材１１０は、洞道軸方向Ｃに延設された複数本の円柱状の部材であるが、もちろんこれに限られるものではなく、どのような形状（例えば、角柱状や円筒状や角筒状や）であっても良く、或いは、前記可動リングＡ_１の内径より少し小さい外径を持つ１つの筒状部材であっても良い。また、上述のガイド部１１１としては、
・ 前記索条部材１０をガイドするように前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車や、
・ 該索条部材１０を摺動自在に支持する溝部
などを挙げることができる。また、前記牽引手段１３はブレーキ付きのものにしておいて、可動リングの切断をカッターで行う場合に該ブレーキを働かせて、可動リングによる切断刃の挟み込みを防止するようにすると良い。

【0039】

ところで、図７に詳示するように、前記力伝達手段１４を、前記可動リングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第１動滑車”とする）１４１と、前記可動リングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第２動滑車”とする）１４２と、により構成しておき、前記第１支持部材１１には、前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“固定滑車”とする）１１２，１１３を設けておいて、前記第１動滑車１４１及び前記第２動滑車１４２には前記一の周方向Ｒ_１に力を作用させると共に前記固定滑車１１２，１１３は前記他の周方向Ｒ_２の反力を受けるように、前記索条部材１０を前記第１動滑車１４１、前記固定滑車１１２，１１３及び前記第２動滑車１４２に巻き掛けておくと良い。そのようにした場合には、動滑車１４１，１４２の使用により牽引力をアップさせることができると共に、前記牽引手段１３に小出力で小型のものを使用することができて占有スペースを小さくすることができる。なお、図７に示す固定滑車１１２，１１３は、
・ 前記第１動滑車１４１に略対向するように前記可動リングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて回転自在に支持される第１固定滑車１１２と、
・ 該第１固定滑車１１２及び前記第２動滑車１４２に略対向するように前記可動リングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて回転自在に支持される第２固定滑車１１３と、
であるが、前記他の周方向Ｒ_２の反力を受けるように配置されるものであれば配置位置や個数をどのように設定しても良い。

【0040】

さらに、前記力伝達手段１４は、前記第１動滑車１４１に略対向するように前記可動リングＡ_１の前記第１側面Ａ_１ｂ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第１対向動滑車”とする）１４３と、前記第２動滑車１４２に略対向するように前記可動リングＡ_１の前記第２側面Ａ_１ｃ又はその近傍にて回転自在に支持される滑車（以下、“第２対向動滑車”とする）１４４と、を有するようにし、前記第１支持部材１１は、前記固定滑車１１２，１１３と離間する位置にて前記突設部材１１０に回転自在に支持された滑車（以下、“対向固定滑車”とする）１１４，１１５を有するようにして、前記索条部材１０は、前記各動滑車１４１，…，１４４及び前記各固定滑車１１２，…，１１５に適切な順序で巻き掛けられると共に両端（図７の符号１０ａ，１０ｂ参照）が前記第１支持部材１１の側に固定され、前記牽引手段１３は前記索条部材１０の両方向に牽引力を作用せしめるように構成されて、前記第１対向動滑車１４３及び前記第２対向動滑車１４４には前記他の周方向Ｒ_２に力を作用させると共に前記対向固定滑車１１４，１１５は前記一の周方向Ｒ_１の反力を受けるように構成しておくと良い。そのようにした場合には、前記既設セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…を前記一の周方向Ｒ_１だけでなく前記他の周方向Ｒ_２にも回転させることが可能となる。前記既設セグメントリングＡ_１，Ａ_２，…を一の周方向Ｒ_１にしか回転させられない場合には、図８(a) →(b) →(c) →図９(a) →(b) →(c) →図１０(a) →(b) に示すように該既設セグメントリングＡ_１を回転させながら解体すると、前記力伝達手段１４は、図１０(c) に示す位置（つまり、前記一の周方向Ｒ_１の回転終点端）に到達することとなる。そして、次の既設セグメントリングＡ_２を回転させるためには、該力伝達手段１４を元の位置（つまり、図８(a) に示す位置であって、前記一の周方向Ｒ_１の回転始点端）にまで作業者が手動で戻さなければならないが、その際に前記索条部材１０が前記ガイド部１１１や滑車１４１，…等から外れてしまうおそれがある。しかし、既設セグメントリングを上述のように前記一の周方向Ｒ_１だけでなく前記他の周方向Ｒ_２にも回転させることができるようにしておくと、次の既設セグメントリングＡ_２は逆方向（前記他の周方向Ｒ_２）に回転させれば良いので、前記力伝達手段１４を元の位置にまで戻す必要はなく、効率的に解体作業を進めることができる。また、既設セグメントリングの切断をカッターで行う場合に前記索条部材１０を逆方向に少し回転させて該既設セグメントリングを持ち上げることも可能となり、既設セグメントリングによる切断刃の挟み込みを防止することも可能となる。ところで、上述の牽引手段１３としては、
・ いわゆるエンドレスウインチと呼ばれるような往復牽引型のものを１つだけ用いても、
・ 一方向牽引型のウインチを２つ用いて往復牽引できるように構成しても、
どちらでも良い。

【符号の説明】

【0041】

１０ 駆動部材
１１ 第１支持部材
１３ 駆動源
２０ 駆動部材
２１ 第１支持部材
２３ 駆動源
Ａ_１ 既設セグメントリング（可動リング）
Ａ_１ａ 可動リングの内周面
Ａ_２，… 既設セグメントリング（非可動リング）
Ｂ_１，… 電力ケーブル
Ｃ 洞道軸方向
Ｄ 既設ラック
Ｄ’ 新設ラック
Ｅ_１，… 新設セグメントリング
Ｊ 地山
Ｍ 内周面近傍スペース
Ｒ_１ 一の周方向
Ｔ_１ 既設洞道
Ｗ 第２支持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】