特許 6335698 配管用トンネルの施工方法と施工構造

(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】6335698

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】配管用トンネルの施工方法と施工構造

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20180521BHJP

   E21F 13/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 301Z

   E21F13/00

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-145343(P2014-145343)

(22)【出願日】2014年7月15日

(65)【公開番号】特開2016-20609(P2016-20609A)

(43)【公開日】2016年2月4日

【審査請求日】2017年3月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000182937

【氏名又は名称】日鉄住金パイプライン＆エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】藤井 伸孝

(72)【発明者】

【氏名】沖田 和則

(72)【発明者】

【氏名】有井 孝典

(72)【発明者】

【氏名】田村 信幸

(72)【発明者】

【氏名】三澤 孝史

(72)【発明者】

【氏名】木下 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英典

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０６３２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０６８２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３６２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２５６４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２９１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７８９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０４５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９０６７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １／００〜 ９／１４

Ｅ２１Ｆ １／００〜 １７／１８

Ｆ１６Ｌ １／００〜 １／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル内部を仕切り板によって上部空間と下部空間に分割し、上部空間でトンネル施工用の資材等を台車で搬送させると共に下部空間で配管を敷設するようにした配管用トンネルの施工方法であって、
前記トンネルの上部空間の外側には前記配管の長手方向に交差する方向に移動可能なトラバーサと、該トラバーサに載置させた前記台車の軌道とを備え、
前記トンネルの掘進と前記下部空間での配管の敷設を同時に行い、
前記トンネルの立て坑で継ぎ足す追加の配管と先に敷設した配管との溶接工程において、前記台車の軌道をトラバーサによって前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接部から外し、
前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接を行った後、前記配管を前記下部空間に押し込むようにしたことを特徴とする配管用トンネルの施工方法。

【請求項2】

前記台車で資材等を前記トンネルの上部空間に搬入する際に、前記配管の溶接を中断して前記トラバーサを移動させて前記台車の軌道を上部空間内の軌道と連続させるようにした請求項１に記載された配管用トンネルの施工方法。

【請求項3】

トンネル内部を仕切り板によって上部空間と下部空間とに分割させてなる配管用トンネルの施工構造であって、
前記トンネルの上部空間に設置され前記立て坑から前記トンネルの掘削領域に延びていてトンネル施工用の資材等を運搬する台車の軌道と、
前記トンネルの立て坑に設けられていて前記トンネルの下部空間に敷設した配管と継ぎ足す追加の配管とを溶接するための溶接治具と、
溶接した前記追加の配管と先に敷設した前記配管を前記下部空間に押し込む押し込み手段と、
上部に前記台車の軌道が設置されていると共に、前記トンネルの上部空間の外側に配設され前記配管の長手方向に交差する方向に移動可能なトラバーサとを備え、
前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接時に、前記トラバーサによって前記台車の軌道を前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接部から外すようにしたことを特徴とする配管用トンネルの施工構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルの掘削工事を行いながら、掘進の進捗に応じてトンネル内にガス管等の配管を敷設するようにした配管用トンネルの施工方法と施工構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シールド掘削機によるシールド掘進工法を用いてトンネルを形成してトンネル内に配管を設置するようにした長尺構造物の敷設装置として、例えば特許文献１及び２に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された坑内搬送方法によれば、トンネル坑内をシールドセグメントや搬送配管を支持部材で保持して台車本体でレール上を移動させている。そして、トンネル内で支持部材を上下動させることでシールド掘進に必要な材料や敷設すべき配管を支持または支持解除し、シールド掘進と同時にガス管などの配管を接続するようにしている。

【0003】

また、特許文献２に記載された把持敷設装置によれば、シールド工法で施工されたシールドトンネル内に横枠を設けてトンネルを上段と下段とに分割し、上段の搬送路に設けた軌道を運搬機が走行して導水管を搬送路の前部側に搬送させて下段に仮置きする。
そして、トンネルの下段に設けた取り付け機構の把持アームで仮置きした導水管を把持して、後部側に予め敷設した導水管の前部まで移動させ、把持アームの水平アジャスト機構と昇降シリンダによって導水管の位置調整をし、予め敷設した導水管の前部に追加の導水管の後部を圧入して嵌合させる。このようにして導水管を順次連結していくようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３４６６００７号公報

【特許文献2】特開平１１−６３２９６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、特許文献１に記載された坑内搬送方法では、トンネル内を走行する台車本体の支持部材によってシールドセグメントや搬送配管を選択的に搬送するため、搬送に手間がかかり工期が長くなるという欠点があった。
また、特許文献２に記載された長尺構造物の把持敷設装置では、先にシールド工法によってシールドトンネルを施工しておき、その後にトンネルの上下段を横枠で分割して上段の搬送路を走行する運搬機で導水管を前方に搬送して下段に仮置きした後、別の取り付け機構によって導水管を予め敷設した導水管の前部に圧入して嵌合させるものであった。そのため、シールド掘削機によるシールドトンネルの施工とその後の導水管の敷設とを個別に施工する必要があり、煩雑である上に工期が長くかかるという欠点があった。

【0006】

しかも、特許文献１及び２に記載された方法や装置は、いずれもトンネル内で搬送配管や導水管等の配管を連結する方法であるため、トンネル内に大きな作業スペースが必要であり、小径のトンネル内では配管の連結作業を行うことが困難であった。そのため、これらの技術は内径の小さな小径トンネル等では採用できないという欠点もあった。

【0007】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、トンネルの掘進と配管の敷設とを同時に行えて施工工期を短縮できると共に、トンネルが小径であっても確実に配管を連結して敷設できるようにした配管用トンネルの施工方法と施工構造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】

【0008】

本発明による配管用トンネルの施工方法は、トンネル内部を仕切り板によって上部空間と下部空間に分割し、上部空間でトンネル施工用の資材等を台車で搬送させると共に下部空間で配管を敷設するようにした配管用トンネルの施工方法であって、前記トンネルの上部空間の外側には前記配管の長手方向に交差する方向に移動可能なトラバーサと、該トラバーサに載置させた前記台車の軌道とを備え、前記トンネルの掘進と前記下部空間での配管の敷設を同時に行い、前記トンネルの立て坑で継ぎ足す追加の配管と先に敷設した配管との溶接工程において、前記台車の軌道をトラバーサによって前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接部から外し、前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接を行った後、前記配管を前記下部空間に押し込むようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、トンネルの立て坑で新たに継ぎ足す追加の配管と先に敷設した配管との溶接を行った後で、継ぎ足した配管をトンネルの掘進の進捗に応じて下部空間の前方に押し込むようにしたから、トンネルの掘進とトンネル内での配管の敷設とを同時に行えて工期を短縮できる。しかも、配管の溶接作業を立て坑で行うから、トンネル内に溶接スペースが不要であり、トンネルやその下部空間の空間が最小であっても配管の連結と敷設をスムーズに行うことができる。

【0009】

しかも、溶接部上に台車の軌道が設置された場合、溶接の障害となるため、トラバーサによって上部空間外側の台車の軌道を配管の溶接部上から外しておくことで、配管と追加の配管とを立て坑内で溶接して下部空間に挿入でき、溶接時に台車の軌道が邪魔にならない。これによって、トンネルや下部空間のスペースが小さくても、配管の溶接及び下部空間内への挿入と、台車によるセグメント等の資材の上部空間内への運搬を無理なく交互に行うことができる。

【0010】

また、トンネルの上部空間の外側には配管の長手方向に交差する方向に移動可能なトラバーサと、該トラバーサに載置させた台車の軌道とを備え、台車で資材等をトンネルの上部空間に搬入する際に、配管の溶接を中断してトラバーサを移動させて台車の軌道を上部空間内の軌道と連続させることが好ましい。
台車でトンネルのセグメント等の資材を上部空間内のトンネル掘削領域に向けて搬送する際、配管の溶接を中断してトラバーサによって台車の軌道を上部空間内の軌道と連続するように移動させることで、台車によるセグメント等の資材を容易に運搬できる。
これによって配管の溶接及び下部空間内の挿入と、台車による資材の上部空間内の運搬を無理なく交互に行うことができる。

【0011】

本発明による配管用トンネルの施工構造は、トンネル内部を仕切り板によって上部空間と下部空間とに分割させてなる配管用トンネルの施工構造であって、トンネルの上部空間に設置され立て坑からトンネルの掘削領域に延びていてトンネル施工用の資材等を運搬する台車の軌道と、トンネルの立て坑に設けられていてトンネルの下部空間に敷設した配管と継ぎ足す追加の配管とを溶接するための溶接治具と、溶接した追加の配管と先に敷設した配管を下部空間に押し込む押し込み手段と、上部に前記台車の軌道が設置されていると共に、前記トンネルの上部空間の外側に配設され前記配管の長手方向に交差する方向に移動可能なトラバーサとを備え、前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接時に、前記トラバーサによって前記台車の軌道を前記追加の配管と先に敷設した配管との溶接部から外すようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、トンネルの立て坑で新たに継ぎ足す配管と先に敷設した配管との溶接を行って、溶接で継ぎ足した配管をトンネルの掘進の進捗に応じて下部空間の前方に押し込むようにしたから、トンネルの掘進とトンネル内での配管の敷設とを同時に行えて工期を短縮できる。

【0012】

しかも、本発明によれば、追加の配管を先に下部空間に敷設した配管と溶接する際にはトラバーサによって台車の軌道を溶接部上から外れた位置に保持し、台車によるセグメント等の運搬時には軌道を溶接部上に重ねる位置に移動させて台車を上部空間内に搬送できる。そのため、配管の溶接及び下部空間内への挿入と、台車による資材の上部空間内への運搬を交互に行うことができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明による配管用トンネルの施工方法と施工構造によれば、トンネルの立て坑で新たに継ぎ足す配管と先に敷設した配管との溶接を行って、継ぎ足した配管をトンネルの掘進の進捗に応じて下部空間の前方に押し出すようにしたから、トンネルの掘進とトンネル内での配管の敷設とを同時に行えて施工工期を短縮できる。しかも、配管の溶接作業を立て坑で行いトンネル内では行わないから、トンネルやその下部空間の空間が最小であっても配管の連結と敷設をトンネルの掘進に応じてスムーズに行うことができて作業を効率的に行える。

【0014】

また、本発明による配管用トンネルの施工方法と施工構造によれば、上部空間におけるトンネル施工用の資材等の台車による運搬と、下部空間における配管の溶接を同時に行えない程度にトンネルが小径であっても、台車の軌道をトラバーサによって配管の溶接部上から外れた位置にずらして、配管の溶接と下部空間内への押し込みを行うことができる。また、配管の溶接を中断することで、トラバーサによって軌道を上部空間の延長上に移動させて、トンネル施工用の資材等を搭載した台車を軌道によってトンネルの掘削領域に運搬できる。そのため、トンネルの上部空間や下部空間のスペースが最小であってもトラバーサで軌道の位置を切り替えることで、資材の運搬と配管の敷設を切り替えて交互に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態によるトンネルの立て坑の側面図である。

【図2】本発明の実施形態によるトンネル内の上部空間と下部空間を示す長手方向に直交する断面図である。

【図3】本発明の実施形態によるトンネルの立て坑側部分の長手方向に直交する断面図である。

【図4】トンネルの立て坑側の止水機構を示す側面図である。

【図5】トンネルの掘削領域側部分における下部空間の止水板を示す正面図である。

【図6】ガス管を支える芯出し台車を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図7】立て坑におけるトンネル入り口に配設されたガス管に新たなガス管を連結した状態と上部空間に設けたレール及びトラバーサとの位置関係を示す平面図である。

【図8】（ａ）〜（ｃ）は立て坑で追加のガス管を先に敷設されたガス管に溶接する工程を示す図である。

【図9】（ｄ）〜（ｅ）は溶接したガス管をトンネルの下段内に送り込む工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付の図１乃至図９を参照して、本発明の実施形態によるガス管用トンネルの施工方法と施工構造について説明する。
図１に示すガス管用トンネルの施工構造１は、立て坑２の壁面２ｂにシールドトンネル３（以下、単にトンネル３ということがある）が設置されている。シールドトンネル３はシールド工法によってトンネルを形成するものであり、図示しないシールド掘削機によって前方の土壁を掘削してトンネルの掘進を行うと共に、その後部における周囲の土壁にセグメント４を取り付けて円環状のシールドトンネル３の内壁を並行して施工するようにしている。

【0017】

図２及び図３に示すシールド工法で構築されるシールドトンネル３は、断面円形のセグメント４を仕切り板である水平方向の枕木７によって分割し、それぞれ略半円状の上部空間５と下部空間６とを形成している。そして、上部空間５には搬送路を構成する枕木７上に例えば二組のレール８，９が軌道として設置されている。１組のレール８上を運搬台車１０がセグメント４等の資材や作業員等を搭載して、トンネル３内の先端側のシールド掘進部に向けて搬送でき、他方の１組のレール９はシールド掘削機の油圧ユニット等を搭載した後続台車１０を搬送させるようになっている。

【0018】

また、図１から図３において、シールドトンネル３の下部空間６ではシールド掘進の進捗に応じて例えばＦＴ工法によってガス管１２の挿入を行うようになっている。そのため、トンネル３の下部空間６内には水Ｈが注入されて所定の水位に貯留され、その発進側端部は立て坑２内に突出して下部空間６が止水板１３によって液密に封止されている（図３参照）。
図３及び図４において、発進側に設けた止水板１３の中央にはガス管１２の外径より大径をなす円筒状の止水機構１４が立て坑２側に突出して配設され、止水機構１４の先端面にはガス管１２の外径より小径の挿入孔１５ａを形成したゴム製等の弾性体からなるリング状の止水部材１５が取り付けられている。

【0019】

なお、トンネル３内の下部空間６におけるシールド掘進部近傍では、図５に示すように掘進側止水板１７が設置され、下部空間６内に貯留された水を液密に保持している。掘進側止水板１７は下部止水版１７ａと上部止水板１７ｂとをガイドプレート１８によって液密に連結した状態で固定しているが、１枚の掘進側止水板１７によって下部空間６を液密に仕切っていてもよい。
また、ガス管１２の先端は水が浸入しないようにキャップ材で液密に封止して浮力を確保している。そして、下部空間６は発進側の止水板１３と掘進側の止水板１７とで仕切られた領域に水Ｈが満たされ、内部の水面にガス管１２が浮遊している。

【0020】

下部空間６内における水Ｈの水位は、図示しない給水ポンプと給水ホースによって立て坑２内を通して下部空間６内に給水すると共に、図示しない排水ホースによって排水する水量とによって調整し、水中のガス管１２に浮力が十分働いて移動が容易なように調整する。
また、図２において、下部空間６内でガス管１２の両側にはガイド板３４が設置され、その内側に緩衝帯３５が貼付され、更に枕木７の下面とトンネル３の下面にも緩衝帯３５が貼付されている。これらガス管１２の上下左右に配設された緩衝帯３５によって、水に浮遊するガス管１２が揺動して損傷することを防止できる。

【0021】

そのため、ＦＴ工法では、発進側の止水部材１５の挿入孔１５ａを通して水が満たされた下部空間６内に挿入されたガス管１２は下部空間６内の水で浮遊しているため、ガス管１２と下部空間６との摩擦抵抗がなく、小さな押し込み力でガス管１２を挿入可能である。また、下部空間６内に挿入されたガス管１２の後端部１２ａは止水部材１５の挿入孔１５ａを通して立て坑２内に液密に突出しており、後端部１２ａは新たな追加のガス管１２Ａの先端部と溶接のために管仮固定治具２２によって位置決めされて支持される。なお、管仮固定治具２２や図示しない溶接手段等は溶接治具を構成する。また、図１において、追加のガス管１２Ａの先端部１２ｂと先に敷設したガス管１２の後端部１２ａとの溶接部を符号２４で示すものとする。

【0022】

また、上部空間５内に設けた風管には、地上のターボブロア２０から給気ホース２１によって空気が供給されている。
なお、図７及び図８において、立て坑２の壁面２ａに電動ウインチ２８が固定され、電動ウインチ２８から延びるワイヤー２９は対向する壁面２ｂに設置した滑車３０と引き込みピース３１を介して例えばＶ字状に折り曲げられ、更にワイヤー２９の先端の引き込みフック３２を追加のガス管１２Ａの後端に連結する。これらは押し込み手段２６を構成する。
そして、電動ウインチ２８でワイヤー２９を引っ張ることで、溶接後の追加のガス管１２Ａと先に敷設されたガス管１２を下部空間６内に押し込むことができる。

【0023】

次に図１及び図６、図７により、立て坑２におけるセグメント４等の資材の搬入とガス管１２の供給機構について説明する。図１において、追加のガス管１２Ａは図示しないクレーンまたはウインチ等によって垂直に吊り下げ、立て坑２の底部で水平状態にして複数の芯出し台車２３上に載置する。追加のガス管１２Ａを支持する芯出し台車２３は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ガス管１２Ａを支持する略凹部状の受け部２３ａを備え、更に管仮固定治具２２で支持されたガス管１２の後端部１２ａと同芯になるように高さ調整機構２３ｂと横調整機構２３ｃを備えている。

【0024】

また、図１及び図７において、シールドトンネル３の上部空間５の外側、即ち立て坑２側には公知のトラバーサ２５が配設され、トラバーサ２５の上部には上部空間５内に敷設されたレール８と外側レール８ａとの間を連結させる着脱レール８ｂが配設されている。なお、外側レール８ａはレール８に含まれている。
トラバーサ２５の下部には、トラバーサ２５がガス管１２の長手方向に対して直交する方向に往復移動可能な案内軌道と駆動モータ(図示せず)が設置され、トラバーサ２５の往復移動によって上部空間５内のレール８と外側レール８ａとの間のトラバーサ２５上の着脱レール８ｂが、これらのレール８と外側レール８ａを分断する位置、即ち追加のガス管１２Ａ及び先に敷設したガス管１２の溶接部２４上から外れた位置と、上部空間５内のレール８と外側レール８ａの間を連結させる位置とを選択的にとることができるようになっている。

【0025】

また、立て坑２内には、クレーン等によってセグメント４等の資材を外側レール８ａに設置した運搬台車１０上に載置可能であり、これらの運搬台車１０は外側レール８ａと上部空間５内のレール８とが着脱レール８ｂを介して連続したときにレール８に沿ってシールドトンネル３の上部空間５内に搬送可能とされている。
また、立て坑２内で着脱レール８ｂをトラバーサ２５で溶接部２４から外れた位置に移動させた状態で、追加のガス管１２Ａを下部空間６内に設けたガス管１２の後端部１２ａと溶接部２４で突き合わせて溶接可能とされている。

【0026】

本実施形態によるガス管用シールドトンネル３の施工構造１は上述の構成を備えており、次にガス管用シールドトンネル３の施工方法について図８及び図９を中心に説明する。
図１に示すガス管１２のシールドトンネル３において、トラバーサ２５の駆動によって、図７に二点鎖線で示すように、ガス管１２の長手方向に対して、トラバース２５上の着脱レール８ｂが上部空間５内のレール８と外側レール８ａから外側に外れた移動位置に保持されている。

【0027】

この状態で、立て坑２内に追加のガス管１２Ａをクレーン等で例えば垂直に吊り下げて降下させ、ガス管１２Ａを垂直状態から水平姿勢に傾斜させていき、図８（ａ）に示すように、立て坑２の底部で水平状態にして複数台の芯出し台車２３上に載置させる。そして、立て坑２の壁面２ａに固定した押し込み手段２６の電動ウインチ２８のワイヤー２９を滑車３０と引き込みピース３１を介してＵ字状に折り曲げて、先端の引き込みフック３２を追加のガス管１２Ａの後端に連結する。

【0028】

そして、電動ウインチ２８及び人力により追加のガス管１２Ａを先に敷設されたガス管１２の後端部１２ａとの溶接位置まで移動させる。なお、ガス管１２の後端部１２ａは止水部材１５の挿入孔１５ａから所定距離だけ外側に突出する位置に保持されている。
そして、図８（ｂ）に示すように、各芯出し台車２３における高さ調整機構２３ｂと横調整機構２３ｃによって追加のガス管１２Ａの先端部１２ｂを先に敷設したガス管１２の後端部１２ａに突き合わせ、溶接治具によって溶接部２４で溶接して一体化する。ガス管１２と追加のガス管１２Ａは溶接後にＸ線装置で溶接不良の有無を検査し、塗装する。

【0029】

次に、図８（ｃ）、図９（ｄ）に示すように、電動ウインチ２８を巻き込んで追加のガス管１２Ａを押し込むことで、先に敷設されたガス管１２は止水部材１５の挿入孔１５ａから下部空間６内に押し込まれる。ＦＴ工法により下部空間６内は水で満たされているために、押し込まれたガス管１２は浮力によって水面に浮かんだ状態で小さい抵抗でスムーズに進む。そのため、シールド掘削機によるトンネル３の掘進の進行に応じて互いに溶接したガス管１２と追加のガス管１２Ａ（以下、これらを単にガス管１２という）を下部空間６内で進行させることができる。

【0030】

そして、図９（ｅ）に示すように、ガス管１２はその後端部１２ａが止水部材１５の挿入孔１５ａから所定距離だけ外側に突出した位置で１スパンのガス管１２の押し込みが終了し、ここで管仮固定治具２２を設置してガス管１２を支持する。
一方、セグメント４等の資材をシールドトンネル３の先端の掘進領域に搬入する場合、トラバーサ２５をガス管１２の長手方向に直交する方向に移動させて、トラバーサ２５上の着脱レール８ｂを、外側レール８ａと上部空間５内のレール８とをつなぐ位置に移動させる。この状態で、立て坑２内でクレーン等によってセグメント４等の資材を運搬台車１０上に吊り下げて外側レール８ａ上に載置させ、図示しない駆動モータ等によって運搬台車１０を走行させて外側レール８ａから上部空間５内のレール８に送り込み、トンネル３内の先端におけるシールド掘削機で掘削する掘進領域にセグメント４等の資材を搬出させる。

【0031】

そして、運搬台車１０が外側レール８ａを通過して上部空間５内のレール８に移動した後、トラバーサ２５を駆動させて着脱レール８ｂを外側レール８ａ及び上部空間５内のレール８の間から外れる位置に移動させる。すると、トラバーサ２５上の着脱レール８ｂは図７に示すように上部空間５内のレール８に対してガス管１２から離れる方向に移動し、新たな追加のガス管１２Ａを敷設のガス管１２の後端部１２ａに溶接できるスペースが確保される。そして追加のガス管１２Ａをクレーン等で降下させて水平移動させ、ガス管１２の後端部１２ａとの溶接部２４で両者をつき合わせて溶接が行われる。
このような作業を繰り返すことにより、通常状態において、シールド掘削機によってシールドトンネル３の先端を掘削しながら、ガス管１２に追加のガス管１２Ａを突き合わせて溶接し、ガス管１２を下部空間６内の水中に押し込んでガス管１２を敷設することができる。これと同時に、セグメント４等を搭載した運搬台車１０を上部空間５内のレール８を通してトンネル３先端の掘進領域に搬送する。

【0032】

なお、シールド掘削機によるトンネル３の掘進に応じて下部空間６内でガス管１２を水中に浮遊させて前進させる際、トンネル３の前方で下部空間６に設けた掘進側止水板１７の前方に新たな掘進側止水板１７を設置する。そして、後方の掘進側止水板１７を取り払い、給水ホースによって下部空間６内に新たな水を供給することで、トンネル３の掘進に応じてガス管１２を更に下部空間６内で敷設することができる。その際、トンネル３内に枕木７を追加してレール８，９も敷設する。このような工程を繰り返すことで、シールドトンネル３内の下部空間６内にガス管１２を敷設することができる。

【0033】

上述のように本実施形態によるガス管１２用のシールドトンネル施工構造１と施工方法によれば、シールドトンネル３のシールド掘削機による掘進と、立て坑２内でガス管１２の溶接を行って下部空間６内でのガス管１２の挿入・敷設とを同時に行うことができ、しかも、上部空間５内での運搬台車１０によるセグメント４等の資材や作業員等の掘削領域への搬送を同時に行うことができる。
また、シールドトンネル３がガス管１２等のパイプライン専用の小径のトンネル３であっても、通常時にはセグメント４等の資材を搬送する外側レール８ａとレール８との間の着脱レール８ｂをトラバーサ２５でガス管１２の搬送路と溶接部２４上から外してガス管１２Ａの溶接と搬送を容易に行え、しかもセグメント４等の資材の搬送時には、トラバーサ２５の移動により、外側レール８ａと上部空間５内のレール８との間を着脱レール８ｂで連続させることで、シールドトンネル３の掘進とガス管１２の敷設・搬送とセグメント４等の資材の運搬とを同時に行うことができる。

【0034】

なお、本発明による配管用トンネルの施工構造と施工方法は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で上述した実施形態の構成を適宜置換することや変更することができる。
例えば、上述した実施形態では、ガス管１２をトンネル３の下部空間６内に挿入して敷設する手段として、下部空間６に水を供給して水中に浮遊させるＦＴ工法を用いたが、本発明はこのようなガス管１２の挿入・配設方法や構造に限定されるものではない。例えば、トンネル３の下部空間６内に複数のローラを所定間隔で配設して、これらローラにガイドされてガス管１２が挿入・配設されるようにしてもよい。

【0035】

なお、上述した実施形態では、ガス管１２の接続と敷設を行う場合には、上部空間５内におけるレール８と外側レール８ａとの間の着脱レール８ｂをトラバーサ２５によってガス管１２の溶接部２４から外し、セグメント４等の資材を運搬台車１０で搬送する場合には、トラバーサ２５で着脱レール８ｂを外側レール８ａと上部空間５内のレール８を連続する位置に移動させるようにしたが、トラバーサ２５上の着脱レール８ｂで外側レール８ａとレール８を連続させたままで、運搬台車１０によって資材を上部空間５内に搬送するようにしてもよい。このような構成を採用すれば、トラバーサ２５が不要になる。
また、シールドトンネル３の内径が十分大きい場合には、追加のガス管１２Ａと先に敷設されたガス管１２との溶接部２４の上部に設置された着脱レール８ｂとの間に溶接に必要な空間が確保できる。その場合には、トラバーサ２５を省略して、軌道の外側レール８ａを上部空間５内のレール８の延長上に設置してもよい。

【0036】

なお、上述した実施形態では、トラバーサ２５で移動させる着脱レール８ｂとは別に立て坑２内に外側レール８ａを設置するようにしたが、外側レール８ａは省略して着脱レール８ｂだけを上部空間５の外側に配設してもよい。あるいは、上部空間５の外側に配置される外側レール８ａ及び着脱レール８ｂを一体化してトラバーサ２５に載置し、トラバーサ２５によってガス管１２の溶接部２４に対して外れた位置と重なる位置とに移動可能としてもよい。

【0037】

また、上述した実施形態では、ガス管１２の敷設用のシールドトンネル３について説明したが、本発明はガス管１２の敷設に限定されるものではなく、その他の気体や上水道や下水道等の各種の流体用の管等のパイプラインを敷設するための、配管用トンネルの施工構造と施工方法として採用できる。

【符号の説明】

【0038】

１ ガス管用トンネルの施工構造
２ 立て坑
３ シールドトンネル、トンネル
４ セグメント
５ 上部空間
６ 下部空間
７ 枕木
８，９ レール（軌道）
８ａ 外側レール（軌道）
８ｂ 着脱レール（軌道）
１０ 運搬台車
１２ ガス管
１２Ａ 追加のガス管
１３ 発進側止水板
１４ 止水機構
１５ 止水部材
１５ａ 挿入孔
１７ 掘進側止水板
２３ 芯出し装置
２４ 溶接部
２５ トラバーサ
２６ 押し込み手段
２８ 電動ウインチ
２９ ワイヤ
３２ 引き込みフック
３５ 緩衝帯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】