特許 6433855 トンネル覆工装置、及び、トンネルの覆工方法

(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】6433855

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】トンネル覆工装置、及び、トンネルの覆工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/40 20060101AFI20181126BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/40 B

   E21D11/40 A

   E21D11/40 C

【請求項の数】11

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-119407(P2015-119407)

(22)【出願日】2015年6月12日

(65)【公開番号】特開2017-2630(P2017-2630A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2017年11月16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

(73)【特許権者】

【識別番号】000198307

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ建材工業

(73)【特許権者】

【識別番号】000230010

【氏名又は名称】ジオスター株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000228660

【氏名又は名称】日本コンクリート工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000228785

【氏名又は名称】日本サミコン株式会社

(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】100087505

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100096769

【弁理士】

【氏名又は名称】有原 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100107319

【弁理士】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100114591

【弁理士】

【氏名又は名称】河村 英文

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100170379

【弁理士】

【氏名又は名称】徳本 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100179154

【弁理士】

【氏名又は名称】児玉 真衣

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 一也

(72)【発明者】

【氏名】清水 大介

(72)【発明者】

【氏名】手塚 康成

(72)【発明者】

【氏名】横尾 敦

(72)【発明者】

【氏名】坂本 守

(72)【発明者】

【氏名】内藤 泰文

(72)【発明者】

【氏名】小高 武

(72)【発明者】

【氏名】武部 敦士

(72)【発明者】

【氏名】渡部 敏

【審査官】 佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０１７９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０１０１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０９６３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１００９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１０８８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１２９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３０９８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１８４２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９０３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０１４９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５８７０８７２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １／００−１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネルの内周面の覆工に用いられる装置であって、
トンネル床面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、
前記移動台車のうちトンネル軸方向の一端部に設置されて前記移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版組立部フレームと、
前記移動台車のうち前記覆工版組立部フレームが設置されている部分にトンネル軸方向で隣接する部分に設置されて前記移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版支保部フレームと、
を含んで構成され、
前記覆工版組立部フレームでは、そのトンネル径方向外側にて複数のプレキャスト覆工版を支持しつつアーチ状に連結することによりアーチ状の覆工版ユニットを形成可能であり、
前記覆工版支保部フレームでは、複数の前記覆工版ユニットをトンネル軸方向に直列に連結した状態で複数の前記覆工版ユニットを支持可能であり、
前記覆工版組立部フレームは、前記覆工版組立部フレームにて形成された前記覆工版ユニットを前記覆工版支保部フレームに移動させる組立部フレーム用搬送手段を備える、トンネル覆工装置。

【請求項2】

前記組立部フレーム用搬送手段は、基端部が前記移動台車に固定されてトンネル径方向に伸縮自在な組立部フレーム用ジャッキと、前記組立部フレーム用ジャッキの先端部に設けられて前記覆工版ユニットに接触可能な組立部フレーム用覆工版ユニット搬送部とを備え、
前記覆工版組立部フレームにて前記覆工版ユニットが組み立てられている途中では、前記組立部フレーム用ジャッキが短縮して、前記組立部フレーム用覆工版ユニット搬送部が前記覆工版ユニットから離間する一方、
前記覆工版組立部フレームにて前記覆工版ユニットが組み立てられた後には、前記組立部フレーム用ジャッキが伸長して、前記組立部フレーム用覆工版ユニット搬送部が前記覆工版ユニットに接触して前記覆工版ユニットを支持する、請求項１に記載のトンネル覆工装置。

【請求項3】

前記覆工版支保部フレームは、そのトンネル径方向外側にて前記覆工版ユニットをトンネル軸方向に移動させる支保部フレーム用搬送手段を備える、請求項１又は請求項２に記載のトンネル覆工装置。

【請求項4】

前記支保部フレーム用搬送手段は、基端部が前記移動台車に固定されてトンネル径方向に伸縮自在な支保部フレーム用ジャッキと、前記支保部フレーム用ジャッキの先端部に設けられて前記覆工版ユニットに接触可能な支保部フレーム用覆工版ユニット搬送部とを備え、
前記支保部フレーム用ジャッキは、前記覆工版ユニットがトンネル軸方向に移動されるときに伸長して、前記支保部フレーム用覆工版ユニット搬送部が前記覆工版ユニットに接触して前記覆工版ユニットを支持する一方、
前記支保部フレーム用ジャッキは、前記移動台車が走行するときに短縮して、前記支保部フレーム用覆工版ユニット搬送部が前記覆工版ユニットから離間する、請求項３に記載のトンネル覆工装置。

【請求項5】

前記移動台車の側方のトンネル床面上には、前記プレキャスト覆工版を仮置きするための覆工版仮置き部が設けられる、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のトンネル覆工装置。

【請求項6】

１つ以上の前記プレキャスト覆工版を搭載可能であり、かつ、トンネル床面上をトンネル軸方向に走行可能な台車を更に含んで構成され、
前記台車は、１つ以上の前記プレキャスト覆工版を搭載した状態で、トンネルの坑口側から前記覆工版仮置き部まで走行可能である、請求項５に記載のトンネル覆工装置。

【請求項7】

前記プレキャスト覆工版を前記覆工版仮置き部から前記覆工版組立部フレームのトンネル径方向外側に引き込む覆工版引込装置を更に含んで構成される、請求項５又は請求項６に記載のトンネル覆工装置。

【請求項8】

前記覆工版支保部フレームに支持された複数の前記覆工版ユニットとトンネルの内周面との間の空間内に充填材を注入する充填材注入装置を更に含んで構成される、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のトンネル覆工装置。

【請求項9】

請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のトンネル覆工装置を用いるトンネルの覆工方法であって、
前記覆工版組立部フレームと前記覆工版支保部フレームとの間には間隙が形成されており、
前記覆工版支保部フレームに支持された複数の前記覆工版ユニットとトンネルの内周面との間の空間内に注入される充填材の注入用の妻型枠を、前記トンネル覆工装置内から前記間隙を通じて前記空間内に配置することを含む、トンネルの覆工方法。

【請求項10】

請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のトンネル覆工装置を用いるトンネルの覆工方法であって、
前記覆工版ユニットの天端部を構成するプレキャスト覆工版を前記覆工版組立部フレームの上部に仮固定する工程と、
前記仮固定されたプレキャスト覆工版のトンネル周方向両端部にそれぞれ連結するように、トンネル周方向に沿って複数のプレキャスト覆工版を直列に連結することで、アーチ状の前記覆工版ユニットを形成する工程と、
を含む、トンネルの覆工方法。

【請求項11】

トンネル覆工装置を用いてトンネルの内周面の覆工を行うトンネルの覆工方法であって、
前記トンネル覆工装置は、
トンネル床面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、
前記移動台車のうちトンネル軸方向の一端部に設置されて前記移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版組立部フレームと、
前記移動台車のうち前記覆工版組立部フレームが設置されている部分にトンネル軸方向で隣接する部分に設置されて前記移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版支保部フレームと、
を含んで構成され、
前記覆工版組立部フレームでは、そのトンネル径方向外側にて複数のプレキャスト覆工版を支持しつつアーチ状に連結することによりアーチ状の覆工版ユニットを形成可能であり、
前記覆工版支保部フレームでは、複数の前記覆工版ユニットをトンネル軸方向に直列に連結した状態で複数の前記覆工版ユニットを支持可能であり、
前記覆工版組立部フレームと前記覆工版支保部フレームとの間には間隙が形成されており、
前記覆工方法は、
前記覆工版支保部フレームに支持された複数の前記覆工版ユニットとトンネルの内周面との間の空間内に注入される充填材の注入用の妻型枠を、前記トンネル覆工装置内から前記間隙を通じて前記空間内に配置することを含む、トンネルの覆工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルの内周面の覆工に用いられるトンネル覆工装置、及び、トンネルの覆工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、トンネルの内周面の覆工にプレキャスト覆工版を用いることを開示している。ここで、プレキャスト覆工版とは、工場等にて予め製造されたプレキャストコンクリートからなり、例えば円弧状断面をなす板状の部材である。特許文献１では、トンネル覆工時に、まず、トンネル外にて複数の円弧状のプレキャスト覆工版を左右前後に一体化してアーチ状の組立覆工版を組み立て、次に、トンネル外にて、門型の移動台車の支持架台上に前述の組立覆工版を載せ、次に、前述の組立覆工版を搭載した移動台車をトンネル外からトンネル内の覆工部まで移動させる。
尚、トンネルの内周面の覆工にプレキャスト覆工版を用いる工法としては、例えば、ＰＣＬ工法（登録商標）（Precast Concrete Lining）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０８−２１００９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、前述の組立覆工版をトンネル内の覆工部に設置する毎に門型の移動台車がトンネル外とトンネル内の覆工部とを往復する必要があるので、移動台車の移動に時間を要し、これが作業効率の低下を招いていた。また、トンネル外にて組み立てられた組立覆工版をクレーン等を用いて移動台車の支持架台上に載せる作業においても時間を要するので、この作業が作業効率の更なる低下を招いていた。
本発明は、このような実状に鑑み、プレキャスト覆工版を用いるトンネルの覆工作業において、当該作業の効率を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

そのため本発明の第１態様では、トンネル覆工装置は、トンネルの内周面の覆工に用いられる装置である。このトンネル覆工装置は、トンネル床面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、移動台車のうちトンネル軸方向の一端部に設置されて移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版組立部フレームと、移動台車のうち覆工版組立部フレームが設置されている部分にトンネル軸方向で隣接する部分に設置されて移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版支保部フレームと、を含んで構成される。覆工版組立部フレームでは、そのトンネル径方向外側にて複数のプレキャスト覆工版を支持しつつアーチ状に連結することによりアーチ状の覆工版ユニットを形成可能である。覆工版支保部フレームでは、複数の覆工版ユニットをトンネル軸方向に直列に連結した状態で複数の覆工版ユニットを支持可能である。覆工版組立部フレームは、覆工版組立部フレームにて形成された覆工版ユニットを覆工版支保部フレームに移動させる組立部フレーム用搬送手段を備える。

【0006】

本発明の第２態様では、前述のトンネル覆工装置を用いるトンネルの覆工方法は、覆工版組立部フレームと覆工版支保部フレームとの間には間隙が形成されており、覆工版支保部フレームに支持された複数の覆工版ユニットとトンネルの内周面との間の空間内に注入される充填材の注入用の妻型枠を、トンネル覆工装置内から前記間隙を通じて前記空間内に配置することを含む。

【0007】

本発明の第３態様では、前述のトンネル覆工装置を用いるトンネルの覆工方法は、覆工版ユニットの天端部を構成するプレキャスト覆工版を覆工版組立部フレームの上部に仮固定する工程と、仮固定されたプレキャスト覆工版のトンネル周方向両端部にそれぞれ連結するように、トンネル周方向に沿って複数のプレキャスト覆工版を直列に連結することで、アーチ状の覆工版ユニットを形成する工程と、を含む。
本発明の第４態様におけるトンネルの覆工方法では、トンネル覆工装置を用いてトンネルの内周面の覆工を行う。このトンネル覆工装置は、トンネル床面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、移動台車のうちトンネル軸方向の一端部に設置されて移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版組立部フレームと、移動台車のうち覆工版組立部フレームが設置されている部分にトンネル軸方向で隣接する部分に設置されて移動台車によって支持されるアーチ状の覆工版支保部フレームと、を含んで構成される。覆工版組立部フレームでは、そのトンネル径方向外側にて複数のプレキャスト覆工版を支持しつつアーチ状に連結することによりアーチ状の覆工版ユニットを形成可能である。覆工版支保部フレームでは、複数の覆工版ユニットをトンネル軸方向に直列に連結した状態で複数の覆工版ユニットを支持可能である。覆工版組立部フレームと覆工版支保部フレームとの間には間隙が形成されている。本発明の第４態様におけるトンネルの覆工方法は、覆工版支保部フレームに支持された複数の覆工版ユニットとトンネルの内周面との間の空間内に注入される充填材の注入用の妻型枠を、トンネル覆工装置内から前記間隙を通じて前記空間内に配置することを含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、覆工版組立部フレームと覆工版支保部フレームとが門型の移動台車に搭載されている。覆工版組立部フレームでは、アーチ状の覆工版ユニットを形成可能である。覆工版支保部フレームでは、複数の覆工版ユニットをトンネル軸方向に直列に連結した状態で複数の覆工版ユニットを支持可能である。これにより、トンネル内の覆工部及びその近傍にて、覆工版ユニットの形成と、複数の覆工版ユニットの一体化とを行うことができるので、トンネルの覆工作業を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態におけるトンネル覆工装置の概略構成を示す図

【図2】同上実施形態における覆工版組立部フレーム及び覆工版支保部フレームの展開図

【図3】トンネルの覆工方法を示す図

【図4】トンネルの覆工方法を示す図

【図5】トンネルの覆工方法を示す図

【図6】トンネルの覆工方法を示す図

【図7】トンネルの覆工方法を示す図

【図8】トンネルの覆工方法を示す図

【図9】トンネルの覆工方法を示す図

【図10】トンネルの覆工方法を示す図

【図11】トンネルの覆工方法を示す図

【図12】トンネルの覆工方法を示す図

【図13】トンネルの覆工方法を示す図

【図14】パネル連結金具の概略構成を示す図

【図15】リング連結金具の概略構成を示す図

【図16】リング連結金具の取付状態を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけるトンネル覆工装置の概略構成を示す図である。図２は、トンネル覆工装置を構成する覆工版組立部フレーム及び覆工版支保部フレームの展開図である。尚、図１の左右半部は、それぞれ、トンネル覆工装置のトンネル軸方向における異なる位置での横断面を示す。詳しくは、図１の右半分は、図２のＡ−Ａ断面における右半分に対応し、図１の左半分は、図２のＢ−Ｂ断面における左半分に対応する。また、図１には、複数のプレキャスト覆工版（以下、単に「覆工版」と称する）１０からなるアーチ状の覆工版リング１１の設置予定位置が破線で示されている。ここで、覆工版リング１１が本発明の「覆工版ユニット」に対応する。また、覆工版１０は、工場にて予め製造されたプレキャストコンクリートからなり、円弧状断面をなす板状の部材である。覆工版１０は、その厚さが例えば１０ｃｍ程度であり、トンネル軸方向に所定幅（例えば２ｍ幅）を有している。

【0011】

トンネル覆工装置１は、吹付コンクリート２により一次覆工された新設の山岳トンネルの坑内に配置され得る。
トンネル覆工装置１は、トンネルの床面３上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車（ガントリー）４と、この移動台車４をその上方より覆うように配置されるアーチ状の覆工版組立部フレーム５と、移動台車４をその上方より覆うように配置されるアーチ状の覆工版支保部フレーム６と、を含んで構成される。

【0012】

覆工版組立部フレーム５は、移動台車４のうちトンネル軸方向の切羽側端部（一端部）に設置されて、移動台車４によって支持されている。覆工版支保部フレーム６は、移動台車４のうち覆工版組立部フレーム５が設置されている部分にその坑口側で隣接する部分（換言すれば、移動台車４のうち覆工版組立部フレーム５が設置されている部分にトンネル軸方向で隣接する部分）に設置されて、移動台車４によって支持されている。

【0013】

覆工版組立部フレーム５と覆工版支保部フレーム６との間には間隙７が形成されている。この間隙７は、妻型枠８（後述する図１２（Ｂ）参照）を通すことが可能な大きさである。
トンネル床面３のうち、トンネル幅方向の両端部（左右両側部）には、支持コンクリート９が予め構築されている。

【0014】

移動台車４は、トンネル軸方向に所定の長さを有しており、その前後端（トンネル軸方向端）の脚部４１の下端には、トンネル床面３上に敷設された左右一対のレール４２Ｌ，４２Ｒ上を移動する自走装置４３が設けられている。ここで、レール４２Ｌ，４２Ｒは、各々がトンネル軸方向に所定の長さで延在している。尚、本実施形態では、移動台車４は、自走装置４３により走行するが、走行形態はこれに限らず、例えば、移動台車４は、電動ウインチ等の牽引装置によって牽引されて走行するように構成されてもよい。
また、移動台車４のトンネル軸方向の中間に位置する複数の脚部４１にはそれぞれ下端に補助ジャッキ（図示せず）が設けられている。この補助ジャッキは、移動台車４の停止時に移動台車４の移動を制限するものである。

【0015】

移動台車４の断面門型形状の内方には、トンネル軸方向に作業車両（例えばずり出しトラック）が容易に通過できるように、内部空間４４が形成されている。
移動台車４には送風用の風管４５と作業足場（図示せず）とが設けられている。この作業足場は覆工版１０同士の連結作業時や後述する充填材の注入作業時等に使用される。

【0016】

トンネル覆工装置１は、図示しない充填材注入装置を更に含んで構成される。この充填材注入装置は、充填材を圧送するための圧送ポンプ（図示せず）及び複数の配管（図示せず）を含んで構成される。これら圧送ポンプ及び複数の配管は移動台車４に設けられている。各配管の先端部は、覆工版１０に貫通形成された注入孔（図示せず）に取付可能に構成されている。この充填材注入装置は、覆工版支保部フレーム６に支持された複数の覆工版リング１１とトンネルの内周面（吹付コンクリート２）との間の空間Ｓ内に充填材７０（後述する図１２（Ａ）及び（Ｂ）参照）を注入する機能を有する。ここで充填材としては、例えばセメント系のグラウト等が用いられ得る。

【0017】

覆工版組立部フレーム５は、トンネル軸方向に所定幅（例えば２ｍ幅）を有するアーチ状の枠部材５１と、複数（図２では６つ）のパネル搬送装置５２と、複数（図２では７つ）のリング搬送装置５３と、枠部材５１に回転自在に設けられる複数のパネル搬送補助ローラ５４と、ウインチワイヤーガイド５５，５６と含んで構成される。

【0018】

枠部材５１は、複数の支柱等を介して、移動台車４によって支持されている。
枠部材５１は、トンネル径方向外側から内側に向かって見て矩形状をなし、その矩形状内の開口にはトンネル周方向に沿ってパネル搬送装置５２とリング搬送装置５３とが交互に直列に配置されている。

【0019】

パネル搬送装置５２は、矩形状の枠体５２ａと、この枠体５２ａに回転自在に取り付けられた複数（図２では３つ）のローラ５２ｂとを含んで構成されている。枠体５２ａは枠部材５１に固定されている。この固定状態で、３つのローラ５２ｂは、トンネル周方向に互いに間隔を空けて並んでおり、また、各ローラ５２ｂの中心軸は、トンネル軸方向に沿う。それゆえ、各ローラ５２ｂは、トンネル軸方向に沿う中心軸を回転中心として回転自在である。各ローラ５２ｂは、その一部が、枠体５２ａ及び枠部材５１よりもトンネル径方向外側に張り出して露出している。

【0020】

リング搬送装置５３は、矩形状の枠体５３ａと、この枠体５３ａに回転自在に取り付けられた複数（図２では４つ）のローラ５３ｂとを含んで構成されている。枠体５３ａは、移動台車４上に複数設けられたジャッキ５７によって昇降可能に支持されている。従って、リング搬送装置５３は、ジャッキ５７を介して、移動台車４に連結されている。
ここで、ジャッキ５７は、本発明の「組立部フレーム用ジャッキ」に対応するものであり、その基端部が移動台車４に固定されてトンネル径方向に伸縮自在である。また、ジャッキ５７の先端部にはリング搬送装置５３が設けられている。

【0021】

本実施形態では、リング搬送装置５３を構成する４つのローラ５３ｂが、トンネル軸方向に互いに間隔を空けて並んでおり、また、各ローラ５３ｂの中心軸は、トンネル周方向（接線方向）に沿う。それゆえ、各ローラ５３ｂは、トンネル周方向に沿う中心軸を回転中心として回転自在である。各ローラ５３ｂは、その一部が、枠体５３ａよりもトンネル径方向外側に張り出して露出している。
ジャッキ５７の伸長時には、リング搬送装置５３が枠部材５１よりトンネル径方向外側に突出する（図１の符号α参照）。一方、ジャッキ５７の短縮時には、リング搬送装置５３の各ローラ５３ｂが枠部材５１よりもトンネル径方向外側に張り出して露出しない程度までリング搬送装置５３がトンネル径方向内側に退入される（図１の符号β参照）。

【0022】

ここで、リング搬送装置５３及びジャッキ５７は、本発明の「組立部フレーム用搬送手段」に対応するものであり、覆工版組立部フレーム５にて形成された覆工版リング１１を覆工版支保部フレーム６に移動させる機能を実現し得る。また、リング搬送装置５３は、本発明の「組立部フレーム用覆工版ユニット搬送部」に対応するものであり、そのローラ５３ｂが覆工版リング１１に接触可能である。

【0023】

複数のパネル搬送補助ローラ５４は、枠部材５１のトンネル径方向外側の表面のうち、リング搬送装置５３に隣接する部分に、回転自在に設けられている。これらパネル搬送補助ローラ５４は、トンネル周方向に互いに間隔を空けて並んでおり、また、各補助ローラ５４の中心軸は、トンネル軸方向に沿う。それゆえ、各補助ローラ５４は、トンネル軸方向に沿う中心軸を回転中心として回転自在である。各補助ローラ５４は、その一部が、枠部材５１よりもトンネル径方向外側に張り出して露出している。

【0024】

ウインチワイヤーガイド５５は、枠部材５１の切羽側端部と坑口側端部との両方に設けられており、溝形鋼からなり、枠部材５１の右下端から枠部材５１に沿って枠部材５１の上部まで延びている。ウインチワイヤーガイド５５は、移動台車４の上部に設けられたウインチ２１（後述する図３（Ａ）参照）から繰り出されたワイヤーＷ（後述する図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）がウインチ２１によって巻き取られるときに、ワイヤーＷの移動をガイドする役割を果たす。ここで、ウインチ２１の回転駆動源は、電動モータ又は油圧モータであり得る。

【0025】

ウインチワイヤーガイド５６は、枠部材５１の切羽側端部と坑口側端部との両方に設けられており、溝形鋼からなり、枠部材５１の左下端から枠部材５１に沿って枠部材５１の上部まで延びている。ウインチワイヤーガイド５６は、移動台車４の上部に設けられたウインチ（図示せず）から繰り出されたワイヤー（図示せず）が当該ウインチによって巻き取られるときに、当該ワイヤーの移動をガイドする役割を果たす。ここにおけるウインチの構成は前述のウインチ２１の構成と同様であるのでその説明を省略する。

【0026】

覆工版支保部フレーム６は、トンネル軸方向に所定幅（例えば２ｍ幅）を有するアーチ状の枠部材６１をトンネル軸方向に複数（図２では６つ）互いに連結して１スパン（例えば１２ｍ）として構成されている。尚、枠部材６１の幅はこれに限らない。また、覆工版支保部フレーム６の１スパン当たりの枠部材６１の個数はこれに限らない。

【0027】

覆工版支保部フレーム６は、各枠部材６１ごとに、複数（図２では１０個）のリング搬送装置６３を備えている。
枠部材６１は、複数の支柱等を介して、移動台車４によって支持されている。
本実施形態では、枠部材６１は、トンネル径方向外側から内側に向かって見て矩形状をなし、その矩形状内の開口にはトンネル周方向に沿って１０個のリング搬送装置６３が互いに間隔を空けて直列に配置されている。

【0028】

リング搬送装置６３は、矩形状の枠体６３ａと、この枠体６３ａに回転自在に取り付けられた複数（図２では５つ）のローラ６３ｂとを含んで構成されている。枠体６３ａは、移動台車４上に複数設けられたジャッキ６７によって昇降可能に支持されている。従って、リング搬送装置６３は、ジャッキ６７を介して、移動台車４に連結されている。
ここで、ジャッキ６７は、本発明の「支保部フレーム用ジャッキ」に対応するものであり、その基端部が移動台車４に固定されてトンネル径方向に伸縮自在である。また、ジャッキ６７の先端部にはリング搬送装置６３が設けられている。

【0029】

本実施形態では、リング搬送装置６３を構成する５つのローラ６３ｂが、トンネル軸方向に互いに間隔を空けて並んでおり、また、各ローラ６３ｂの中心軸は、トンネル周方向（接線方向）に沿う。それゆえ、各ローラ６３ｂは、トンネル周方向に沿う中心軸を回転中心として回転自在である。各ローラ６３ｂは、その一部が、枠体６３ａよりもトンネル径方向外側に張り出して露出している。
ジャッキ６７の伸長時には、リング搬送装置６３が枠部材６１よりトンネル径方向外側に突出する（図１の符号γ参照）。一方、ジャッキ６７の短縮時には、リング搬送装置６３の各ローラ６３ｂが枠部材６１よりもトンネル径方向外側に張り出して露出しない程度までリング搬送装置６３がトンネル径方向内側に退入される。

【0030】

ここで、リング搬送装置６３及びジャッキ６７は、本発明の「支保部フレーム用搬送手段」に対応するものであり、覆工版支保部フレーム６のトンネル径方向外側にて覆工版リング１１をトンネル軸方向に移動させる機能を実現し得る。また、リング搬送装置６３は、本発明の「支保部フレーム用覆工版ユニット搬送部」に対応するものであり、そのローラ６３ｂが覆工版リング１１に接触可能である。

【0031】

移動台車４の左右両側のトンネル床面３上には、それぞれ、１つ以上の覆工版１０を仮置きするための覆工版仮置き部３１Ｌ，３１Ｒが設けられている（後述する図６（Ａ）参照）。
本実施形態では、坑口側から右側の覆工版仮置き部３１Ｒまでトンネル軸方向に延びる左右一対のレール３２Ｌ，３２Ｒがトンネル床面３上に敷設されている。ここで、本実施形態では、前述のレール４２Ｒがレール３２Ｌとして機能している。
また、本実施形態では、坑口側から左側の覆工版仮置き部３１Ｌまでトンネル軸方向に延びる左右一対のレール３３Ｌ，３３Ｒがトンネル床面３上に敷設されている（後述する図６（Ａ）参照）。ここで、本実施形態では、前述のレール４２Ｌがレール３３Ｒとして機能している。

【0032】

図６（Ａ）に示す運搬台車３５Ｌは、１つ以上の覆工版１０を搭載可能であり、かつ、レール３３Ｌ，３３Ｒ上を走行可能である。この運搬台車３５Ｌは、１つ以上の覆工版１０を搭載した状態で、トンネルの坑口側から覆工版仮置き部３１Ｌまで走行可能である。
同様に、図３（Ａ）に示す運搬台車３５Ｒは、１つ以上の覆工版１０を搭載可能であり、かつ、レール３２Ｌ，３２Ｒ上を走行可能である。この運搬台車３５Ｒは、１つ以上の覆工版１０を搭載した状態で、トンネルの坑口側から覆工版仮置き部３１Ｒまで走行可能である。
ここで、運搬台車３５Ｌ，３５Ｒが本発明の「台車」に対応するものであり、トンネル覆工装置１は、運搬台車３５Ｌ，３５Ｒを備えている。

【0033】

次に、トンネル覆工装置１を用いるトンネルの覆工方法について、前述の図１及び図２に加えて図３〜図１３を用いて説明する。ここで、図３（Ａ）及び図４（Ａ）〜図８（Ａ）は、それぞれ、前述の図２のＡ−Ａ断面に対応する。また、図３（Ｂ）、図８（Ｂ）〜図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）、及び図１２（Ｂ）は、主として、覆工版組立部フレーム５及び覆工版支保部フレーム６の右側面図に対応する。また、図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）は、それぞれ、前述の図２のＢ−Ｂ断面に対応する。また、図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、トンネル覆工装置１を用いて形成された覆工体１５を示す。

【0034】

本実施形態におけるトンネルの覆工方法では、まず、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ジャッキ５７，６７が短縮されたトンネル覆工装置１が山岳トンネルの坑内に配置される。また、複数の覆工版１０を搭載した運搬台車３５Ｒが、覆工版組立部フレーム５の右端の下方の覆工版仮置き部３１Ｒに配置される。
次に、この覆工版仮置き部３１Ｒにて、トンネルの天端に配置される予定の覆工版１０にワイヤーＷの先端部を接続する（換言すれば覆工版１０の玉掛けを行う）。

【0035】

次に、図４（Ａ）に示すように、ウインチ２１によりワイヤーＷを巻き上げることにより、覆工版１０の吊り上げを行う。ここで、ウインチ２１は、本発明の「覆工版引込装置」に対応するものであり、覆工版１０を覆工版仮置き部３１Ｒから覆工版組立部フレーム５のトンネル径方向外側に引き込む機能を実現する。
次に、図４（Ｂ）〜図５（Ａ）に示すように、ウインチ２１によりワイヤーＷを更に巻き上げることにより、覆工版１０を覆工版組立部フレーム５の上部まで移動させる。この移動時には、覆工版１０が覆工版組立部フレーム５のパネル搬送補助ローラ５４及びローラ５２ｂに接触するので、これらローラ５４，５２ｂの回転により、覆工版１０をトンネル周方向に沿って覆工版組立部フレーム５の上部までスムーズに搬送することができる。ここで、覆工版１０を移動させるウインチ２１も、本発明の「組立部フレーム用搬送手段」を構成し得る。

【0036】

覆工版１０を覆工版組立部フレーム５の上部まで移動させた後に、覆工版１０を覆工版組立部フレーム５の上部に仮固定する。尚、この仮固定される覆工版１０については、図示しないピンを差し込むための孔が予め形成されている。また、覆工版組立部フレーム５の上部（例えば枠部材５１の上部）にも、図示しないピンを差し込むための孔が予め形成されている。これら孔にピンを差し込むことで、覆工版１０がピンを介して覆工版組立部フレーム５の上部に仮固定される。このときに、覆工版１０は、覆工版組立部フレーム５の上部のパネル搬送補助ローラ５４及びローラ５２ｂに接触して、これらローラ５４，５２ｂを介して、トンネル覆工装置１により支持される。

【0037】

次に、図５（Ｂ）〜図７（Ｂ）に示すように、仮固定された覆工版１０の左右両端部（すなわちトンネル周方向両端部）の各々に連結するように、トンネル周方向に沿って複数の覆工版１０を直列に連結することで、アーチ型の覆工版リング１１を形成する。この覆工版リング１１の形成では、図５（Ｂ）〜図７（Ｂ）に示すように、トンネルの右側と左側とで交互に覆工版１０を連結することで、トンネルの左右両側から効率良く覆工版リング１１を形成することができる。または、覆工版リング１１の形成において、まず、仮固定された覆工版１０の左右いずれか一方の端部にトンネル周方向に沿って複数の覆工版１０を直列に連結して、覆工版リング１１の左右いずれか一方の側を形成し、その後に、仮固定された覆工版１０の他方の端部にトンネル周方向に沿って複数の覆工版１０を直列に連結して、覆工版リング１１の他方の側を形成してもよい。尚、図５（Ｂ）及び図６（Ａ）の白抜き矢印の近傍に示す覆工版１０の吊り上げ及び搬送の手法は、覆工版組立部フレーム５の上部まで覆工版１０を吊り上げ及び搬送する前述の手法と同様であるので、その説明を省略する。また、図６（Ｂ）及び図７（Ａ）に示す、覆工版リング１１の左右両下端を構成する覆工版１０の吊り上げの手法についても同様であることは言うまでもない。

【0038】

形成された覆工版リング１１は、覆工版組立部フレーム５のパネル搬送補助ローラ５４及びローラ５２ｂに接触して、これらローラ５４，５２ｂを介して、トンネル覆工装置１により支持される。
従って、覆工版組立部フレーム５では、そのトンネル径方向外側にて複数の覆工版１０を支持しつつアーチ状に連結することにより、アーチ状の覆工版リング１１を形成可能である。
尚、本実施形態において、覆工版組立部フレーム５にて覆工版リング１１が組み立てられている途中では、ジャッキ５７が短縮して、リング搬送装置５３のローラ５３ｂが覆工版リング１１から離間している。

【0039】

ここで、覆工版リング１１を構成する覆工版１０同士の連結について、図１４を用いて説明する。
図１４は、パネル連結金具の概略構成を示す図である。詳しくは、図１４（Ａ）は、トンネル径方向外側から内側に向かって見たときのパネル連結金具を示す図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＩ−Ｉ断面図である。

【0040】

パネル連結金具８０は、一対のＬ型金具８１と、Ｌ型金具８１を覆工版１０に固定するための複数（図１４では４つ）のボルト８２と、Ｌ型金具８１同士を連結するためのボルト８３及びナット８４と、により構成される。
Ｌ型金具８１は山形鋼からなり、互いに直交する２つの板状部分８１ａ及び８１ｂにより構成される。

【0041】

板状部分８１ａは覆工版１０の外面（トンネル径方向外側の表面）に面接触する。板状部分８１ａには、ボルト８２を挿入するための複数（図１４では２つ）の孔８１ｃが貫通形成されている。
板状部分８１ｂは、板状部分８１ａが覆工版１０の外面に面接触しているときに、覆工版１０の外面よりトンネル径方向外側に張り出す。板状部分８１ｂには、ボルト８３を挿入するための孔８１ｄが貫通形成されている。
覆工版１０のトンネル周方向両端部の外面（トンネル径方向外側の表面）には、それぞれ、ボルト８２の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を備えるボルト取付孔８２ａが形成されている。

【0042】

トンネル周方向で互いに隣接して連結される覆工版１０については、各々の連結される端部の外面にそれぞれＬ型金具８１が取り付けられる。このＬ型金具８１の取り付けには、前述のボルト８２が用いられる。各覆工版１０にＬ型金具８１が取り付けられると、Ｌ型金具８１の板状部分８１ｂ同士及び孔８１ｄ同士が、それぞれ、トンネル周方向で互いに対向する。この対向するＬ型金具８１同士を、ボルト８３及びナット８４を用いて締め付けることにより、覆工版１０同士がパネル連結金具８０を介して固定される。
尚、本実施形態では、覆工版１０同士の連結部分に２つのパネル連結金具８０を用いているが、当該連結部分に用いられるパネル連結金具８０の個数はこれに限らない。また、本実施形態では、覆工版１０同士の連結にパネル連結金具８０を用いているが、覆工版１０同士の連結手法はこれに限らず、例えば、いわゆるワンパス形式の継手金物を用いて覆工版１０同士の連結を行ってもよい。

【0043】

尚、覆工版組立部フレーム５での覆工版リング１１の組立時には、トンネル内周面の天端（吹付コンクリート２の天端）と、覆工版組立部フレーム５の上部に仮固定された覆工版１０との間の距離は、作業員が、パネル連結金具８０を用いる覆工版１０同士の連結作業を行うことが可能な程度の距離であり、例えば５０ｃｍ〜１ｍ程度である。

【0044】

図７（Ｂ）に戻り、覆工版リング１１の形成が完了すると、前述の仮固定用のピンを取り外して、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ジャッキ５７及び６７を伸長させる。これにより、覆工版リング１１が上昇する。このときに、トンネル内周面の天端（吹付コンクリート２の天端）と、覆工版リング１１の上端部との間の距離は、例えば２０ｃｍ程度である。従って、本実施形態では、覆工版組立部フレーム５にて覆工版リング１１が組み立てられた後には、ジャッキ５７が伸長して、リング搬送装置５３のローラ５３ｂが覆工版リング１１に接触して覆工版リング１１を支持する。

【0045】

次に、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、図示しないウインチ等により、覆工版リング１１を覆工版組立部フレーム５から坑口側に引っ張ることで、リング搬送装置５３，６３を介して、覆工版リング１１を覆工版支保部フレーム６の坑口側端部まで移動させる。この移動時には、覆工版リング１１が、覆工版組立部フレーム５のローラ５３ｂと、覆工版支保部フレーム６のローラ６３ｂとに接触するので、これらローラ５３ｂ，６３ｂの回転により、覆工版リング１１をトンネル軸方向にスムーズに搬送することができる。ここで、覆工版リング１１を坑口側に引っ張る前述のウインチ等も、本発明の「支保部フレーム用搬送手段」を構成し得る。尚、ジャッキ６７は、覆工版リング１１がトンネル軸方向に移動されるときに伸長しており、リング搬送装置６３のローラ６３ｂが覆工版リング１１に接触して覆工版リング１１を支持する。

【0046】

次に、覆工版支保部フレーム６の坑口側端部まで移動させた覆工版リング１１を、リング連結金具９０を用いて、既設の覆工版リング１１ｓに連結固定する。この覆工版リング１１，１１ｓ同士の連結について、図１５及び図１６を用いて説明する。
図１５は、リング連結金具９０の概略構成を示す図である。詳しくは、図１５（Ａ）はリング連結金具９０の平面図であり、図１５（Ｂ）はリング連結金具９０の側面図である。図１６は、リング連結金具９０の取付状態を示す図である。詳しくは、図１６（Ａ）は、トンネル径方向外側から内側に向かって見たときのリング連結金具９０の取付状態を示す図であり、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【0047】

図１５に示すように、リング連結金具９０は、棒状の本体部９１と、その両端に設けられた板状部９２とにより構成される。板状部９２には前述のボルト８３の雄ねじ部が係合可能な係合凹部９３が形成されている。
前述の覆工版リング１１，１１ｓ同士の連結時には、リング連結金具９０の一方の端部の係合凹部９３を、既設の覆工版リング１１ｓに取り付けられたパネル連結金具８０のボルト８３の雄ねじ部に引っ掛ける。この後、リング連結金具９０の他方の端部の係合凹部９３を、覆工版リング１１に取り付けられたパネル連結金具８０のボルト８３の雄ねじ部に引っ掛ける。これにより、切羽側に向かう外力が覆工版リング１１に作用しても、覆工版リング１１は、リング連結金具９０によって、切羽側への移動が制限される。尚、坑口側に向かう外力が覆工版リング１１に作用する場合には、覆工版リング１１は、既設の覆工版リング１１ｓに当接しているので、坑口側への移動が制限される。尚、本実施形態では、覆工版リング同士の連結にリング連結金具９０を用いているが、覆工版リング同士の連結手法はこれに限らず、例えば、いわゆるワンパス形式の継手金物を用いて覆工版リング同士の連結を行ってもよい。

【0048】

尚、本実施形態では、リング連結金具９０の取付手法が、前述のように、リング連結金具９０の係合凹部９３を、パネル連結金具８０のボルト８３の雄ねじ部に引っ掛けるのみであるので、簡単にリング連結金具９０を取り付けることができる。このリング連結金具９０の取り付けは、覆工版支保部フレーム６におけるリング搬送装置６３間の開口部６９（図９（Ｂ）参照）より作業員が身をのり出して手を伸ばすことで容易に実現することができる。

【0049】

覆工版支保部フレーム６の坑口側端部まで移動させた覆工版リング１１を、リング連結金具９０を用いて、既設の覆工版リング１１ｓに連結固定した後には、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、覆工版組立部フレーム５での覆工版リング１１の組み立てと、リング搬送装置５３，６３による覆工版リング１１の坑口側への移動と、リング連結金具９０を用いる覆工版リング１１同士の連結とを繰り返す。これにより、覆工版支保部フレーム６では、複数（図１０（Ｂ）では６つ）の覆工版リング１１（すなわち、１スパン分の覆工版リング１１）がトンネル軸方向に直列に連結される。これら連結された１スパン分の覆工版リング１１は、覆工版支保部フレーム６によって支持される。

【0050】

次に、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、脚部支持金具９６を覆工版リング１１の下端と既設の支持コンクリート９との間に複数設置して、脚部支持金具９６を用いて、覆工版リング１１の高さ調整を行う。
次に、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、覆工版リング１１の下端と既設の支持コンクリート９との間の隙間を塞ぐように型枠９９を設置すると共に、妻型枠８を設置する。ここで、妻型枠８は、トンネル覆工装置１内から前述の間隙７（図２参照）を通じて空間Ｓ内に配置され得る。尚、本実施形態では、妻型枠８が、１スパン分の覆工版リング１１のうち、最も切羽側に位置する覆工版リング１１のトンネル軸方向中央部に設けられているが、妻型枠８の設置位置はこれに限らない。例えば、妻型枠８が、１スパン分の覆工版リング１１のうち、最も切羽側に位置する覆工版リング１１の切羽側端部に設けられてもよい。この場合には、前述のリング連結金具９０を用いる代わりに、例えば、いわゆるワンパス形式の継手金物を用いて覆工版リング同士の連結が行われる。

【0051】

次に、前述の充填材注入装置を用いて、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、前述の空間Ｓのうち、覆工版支保部フレーム６に支持された１スパン分の覆工版リング１１と、既設の覆工版リング１１ｓと、トンネルの内周面（吹付コンクリート２）と、既設の充填材７０ｓと、妻型枠８と、型枠９９と、支持コンクリート９とによって区画される部分に充填材７０を注入する。

【0052】

充填材７０が硬化して、１スパン分の覆工版リング１１及び充填材７０を含むアーチ状の覆工体１５が自立可能になると、ジャッキ５７，６７を短縮して、トンネル覆工装置１を切羽側の次の施工場所まで移動させる（図１３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。従って、ジャッキ５７，６７は、移動台車４が走行するときに短縮して、リング搬送装置６３が覆工版リング１１から離間する。
以上の工程を繰り返すことで覆工体１５が切羽側に向かって順次構築される。尚、本実施形態では、覆工版１０（覆工版リング１１）の厚さは１０ｃｍ程度であり、硬化した充填材７０の厚さは２０ｃｍ程度であるので、覆工体１５の厚さは３０ｃｍ程度である。
このようにして、トンネル覆工装置１を用いて、トンネルの覆工がなされる。

【0053】

本実施形態によれば、トンネル覆工装置１は、トンネルの内周面の覆工に用いられる装置である。トンネル覆工装置１は、トンネル床面３上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車４と、移動台車４のうちトンネル軸方向の一端部に設置されて移動台車４によって支持されるアーチ状の覆工版組立部フレーム５と、移動台車４のうち覆工版組立部フレーム５が設置されている部分にトンネル軸方向で隣接する部分に設置されて移動台車４によって支持されるアーチ状の覆工版支保部フレーム６と、を含んで構成される。覆工版組立部フレーム５では、そのトンネル径方向外側にて複数の覆工版１０を支持しつつアーチ状に連結することによりアーチ状の覆工版ユニット（覆工版リング１１）を形成可能である。覆工版支保部フレーム６では、複数の覆工版ユニット（覆工版リング１１）をトンネル軸方向に直列に連結した状態で複数の覆工版ユニット（覆工版リング１１）を支持可能である。これにより、トンネル内の覆工部及びその近傍にて、覆工版ユニット（覆工版リング１１）の形成と、複数の覆工版ユニット（覆工版リング１１）の一体化とを行うことができるので、トンネルの覆工作業を効率良く行うことができる。

【0054】

また本実施形態によれば、覆工版組立部フレーム５は、覆工版組立部フレーム５にて形成された覆工版ユニット（覆工版リング１１）を覆工版支保部フレーム６に移動させる組立部フレーム用搬送手段（リング搬送装置５３及びジャッキ５７）を備える。これにより、覆工版組立部フレーム５にて形成された覆工版ユニット（覆工版リング１１）をスムーズに覆工版支保部フレーム６に移動させることができる。

【0055】

また本実施形態によれば、組立部フレーム用搬送手段（リング搬送装置５３及びジャッキ５７）は、基端部が移動台車４に固定されてトンネル径方向に伸縮自在な組立部フレーム用ジャッキ（ジャッキ５７）と、組立部フレーム用ジャッキ（ジャッキ５７）の先端部に設けられて覆工版ユニット（覆工版リング１１）に接触可能な組立部フレーム用覆工版ユニット搬送部（リング搬送装置５３）とを備える。覆工版組立部フレーム５にて覆工版ユニット（覆工版リング１１）が組み立てられている途中では、組立部フレーム用ジャッキ（ジャッキ５７）が短縮して、組立部フレーム用覆工版ユニット搬送部（リング搬送装置５３）が覆工版ユニット（覆工版リング１１）から離間する一方、覆工版組立部フレーム５にて覆工版ユニット（覆工版リング１１）が組み立てられた後には、組立部フレーム用ジャッキ（ジャッキ５７）が伸長して、組立部フレーム用覆工版ユニット搬送部（リング搬送装置５３）が覆工版ユニット（覆工版リング１１）に接触して覆工版ユニット（覆工版リング１１）を支持する。これにより、組立部フレーム用ジャッキ（ジャッキ５７）の短縮時に、覆工版組立部フレーム５にて覆工版１０とリング搬送装置５３とを接触させることなく、覆工版ユニット（覆工版リング１１）の組み立てを円滑に行うことができる。また、組立部フレーム用ジャッキ（ジャッキ５７）の伸長時に、覆工版組立部フレーム５にて覆工版ユニット（覆工版リング１１）がリング搬送装置５３に接触してリング搬送装置５３により支持されるので、覆工版ユニット（覆工版リング１１）をパネル搬送装置５２、パネル搬送補助ローラ５４及び枠部材５１に接触させることなく、覆工版ユニット（覆工版リング１１）をスムーズにトンネル軸方向に移動させることができる。

【0056】

また本実施形態によれば、覆工版支保部フレーム６は、そのトンネル径方向外側にて覆工版ユニット（覆工版リング１１）をトンネル軸方向に移動させる支保部フレーム用搬送手段（リング搬送装置６３及びジャッキ６７）を備える。これにより、覆工版ユニット（覆工版リング１１）をスムーズにトンネル軸方向に移動させることができる。

【0057】

また本実施形態によれば、支保部フレーム用搬送手段（リング搬送装置６３及びジャッキ６７）は、基端部が移動台車４に固定されてトンネル径方向に伸縮自在な支保部フレーム用ジャッキ（ジャッキ６７）と、支保部フレーム用ジャッキ（ジャッキ６７）の先端部に設けられて覆工版ユニット（覆工版リング１１）に接触可能な支保部フレーム用覆工版ユニット搬送部（リング搬送装置６３）とを備える。支保部フレーム用ジャッキ（ジャッキ６７）は、覆工版ユニット（覆工版リング１１）がトンネル軸方向に移動されるときに伸長して、支保部フレーム用覆工版ユニット搬送部（リング搬送装置６３）が覆工版ユニット（覆工版リング１１）に接触して覆工版ユニット（覆工版リング１１）を支持する一方、支保部フレーム用ジャッキ（ジャッキ６７）は、移動台車４が走行するときに短縮して、支保部フレーム用覆工版ユニット搬送部（リング搬送装置６３）が覆工版ユニット（覆工版リング１１）から離間する。これにより、支保部フレーム用ジャッキ（ジャッキ６７）の伸長時に、覆工版支保部フレーム６にて覆工版ユニット（覆工版リング１１）がリング搬送装置６３に接触してリング搬送装置６３により支持されるので、覆工版ユニット（覆工版リング１１）を枠部材６１に接触させることなく、覆工版ユニット（覆工版リング１１）をスムーズにトンネル軸方向に移動させることができる。また、支保部フレーム用ジャッキ（ジャッキ６７）の短縮時には、リング搬送装置６３が覆工版ユニット（覆工版リング１１）から離間するので、トンネル覆工装置１の移動時に、充填材７０が硬化して自立可能になった覆工版ユニット（覆工版リング１１）を含む覆工体１５にトンネル覆工装置１が接触することを抑制することができる。

【0058】

また本実施形態によれば、移動台車４の側方のトンネル床面３上には、覆工版１０を仮置きするための覆工版仮置き部３１Ｌ，３１Ｒが設けられる。これにより、覆工版１０を前述の内部空間４４内に仮置きする必要がないので、作業車両が走行する通路が、仮置きされる覆工版１０によって塞がれることを抑制することができる。

【0059】

また本実施形態によれば、トンネル覆工装置１は、１つ以上の覆工版１０を搭載可能であり、かつ、トンネル床面３上をトンネル軸方向に走行可能な台車（運搬台車３５Ｌ，３５Ｒ）を更に含んで構成される。台車（運搬台車３５Ｌ，３５Ｒ）は、１つ以上の覆工版１０を搭載した状態で、トンネルの坑口側から覆工版仮置き部３１Ｌ，３１Ｒまで走行可能である。これにより、覆工版１０の運搬を、内部空間４４内の作業車両走行用通路を用いることなく、効率良く行うことができる。

【0060】

また本実施形態によれば、トンネル覆工装置１は、覆工版１０を覆工版仮置き部３１Ｌ、３１Ｒから覆工版組立部フレーム５のトンネル径方向外側に引き込む覆工版引込装置（例えばウインチ２１）を更に含んで構成される。これにより、比較的簡素な構成で、覆工版１０を覆工版組立部フレーム５のパネル搬送装置５２及びパネル搬送補助ローラ５４まで引き込むことができる。

【0061】

また本実施形態によれば、トンネル覆工装置１は、覆工版支保部フレーム６に支持された複数の覆工版ユニット（覆工版リング１１）とトンネルの内周面との間の空間Ｓ内に充填材７０を注入する充填材注入装置を更に含んで構成される。これにより、覆工版ユニット（覆工版リング１１）が覆工版支保部フレーム６によって支持された状態で、充填材注入装置を用いて空間Ｓ内に充填材７０を注入することができる。

【0062】

また本実施形態によれば、覆工版組立部フレーム５と覆工版支保部フレーム６との間に間隙７が形成されている。充填材７０の注入用の妻型枠８を、トンネル覆工装置１内から間隙７を通じて空間Ｓ内に配置可能である。これにより、妻型枠８を容易に設置することができる。

【0063】

また本実施形態によれば、覆工版組立部フレーム５における覆工版ユニット（覆工版リング１１）の形成では、まず、覆工版ユニット（覆工版リング１１）の天端部を構成する覆工版１０を覆工版組立部フレーム５の上部に仮固定し、次に、仮固定された覆工版１０のトンネル周方向両端部にそれぞれ連結するように、トンネル周方向に沿って複数の覆工版１０を直列に連結することで、アーチ状の覆工版ユニット（覆工版リング１１）を形成する（図３（Ａ）〜図７（Ｂ）参照）。これにより、覆工版組立部フレーム５にて、例えば、トンネルの右側と左側とで交互に覆工版１０を連結することで、トンネルの左右両側から効率良く覆工版ユニット（覆工版リング１１）を形成することができる。

【0064】

また本実施形態によれば、移動台車４のうち、覆工版組立部フレーム５が設置させる前記一端部は、トンネルの切羽側端部である。これにより、トンネルの掘進に追従させて、トンネル覆工装置１により覆工体１５の構築を進めることができる。

【0065】

また本実施形態によれば、パネル連結金具８０及びリング連結金具９０が覆工版ユニット（覆工版リング１１）のトンネル径方向外側の表面上に設けられる。これにより、覆工版１０同士を連結するための金具が覆工版ユニット（覆工版リング１１）の内周面にて露出することを防ぐことができるので、トンネル内への当該金具等の落下を抑制することができると共に、覆工版ユニット（覆工版リング１１）の内周面を滑らかな状態とすることができる。

【0066】

また本実施形態によれば、トンネル覆工装置１を用いるトンネルの覆工方法は、覆工版支保部フレーム６に支持された複数の覆工版ユニット（覆工版リング１１）とトンネルの内周面との間の空間Ｓ内に注入される充填材７０の注入用の妻型枠８を、トンネル覆工装置１内から間隙７を通じて空間Ｓ内に配置することを含む。これにより、妻型枠８を容易に設置することができる。

【0067】

また本実施形態によれば、トンネル覆工装置１を用いるトンネルの覆工方法は、覆工版ユニット（覆工版リング１１）の天端部を構成する覆工版１０を覆工版組立部フレーム５の上部に仮固定する工程と、仮固定された覆工版１０のトンネル周方向両端部にそれぞれ連結するように、トンネル周方向に沿って複数の覆工版１０を直列に連結することで、アーチ状の覆工版ユニット（覆工版リング１１）を形成する工程と、を含む（図３（Ａ）〜図７（Ｂ）参照）。これにより、覆工版組立部フレーム５にて、例えば、トンネルの右側と左側とで交互に覆工版１０を連結することで、トンネルの左右両側から効率良く覆工版ユニット（覆工版リング１１）を形成することができる。

【0068】

尚、本実施形態では、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、前述の充填材注入装置を用いて、前述の空間Ｓのうち、覆工版支保部フレーム６に支持された１スパン分の覆工版リング１１と、既設の覆工版リング１１ｓと、トンネルの内周面（吹付コンクリート２）と、既設の充填材７０ｓと、妻型枠８と、型枠９９と、支持コンクリート９とによって区画される部分に充填材７０を注入しているが、充填材７０の注入の手法はこれに限らない。例えば、妻型枠８を用いる代わりに、前述の空間Ｓのうち、充填材７０が注入される予定の部分の妻側（切羽側）から、充填材７０を当該注入予定部分内に吹き付けることで、当該注入予定部分内に充填材７０を注入してもよい。この場合には、当該注入予定部分内に充填材７０を吹き付ける吹付装置が、本発明の「充填材注入装置」に対応し得る。この場合には、覆工版１０には、充填材７０を注入するための前述の注入孔を形成する必要がないので、当該注入孔を塞ぐための部材等がトンネル内に落下するおそれをなくすことができると共に、覆工版リング１１の内周面を滑らかな状態とすることができる。

【0069】

また、本実施形態では、トンネル覆工装置１の移動時及び覆工版リング１１の組立時に、ジャッキ５７，６７を短縮させて最退入位置とすることで、リング搬送装置５３，６３を覆工版リング１１から離間させる。また、覆工版リング１１のトンネル軸方向の移動時及び充填材７０の注入時にジャッキ５７，６７を伸長させて最突出位置とすることで、リング搬送装置５３，６３を覆工版リング１１に接触可能とする。しかしながら、ジャッキ５７，６７の伸縮の形態はこれに限らない。例えば、トンネル覆工装置１の移動時及び覆工版リング１１の組立時に、ジャッキ５７，６７を短縮させて最退入位置とすることで、リング搬送装置５３，６３を覆工版リング１１から離間させ、覆工版リング１１のトンネル軸方向の移動時にジャッキ５７，６７を伸長させて中間位置とすることで、リング搬送装置５３，６３を覆工版リング１１に接触可能し、充填材７０の注入時に、ジャッキ６７のみを更に伸長させて最突出位置とすることで、リング搬送装置６３により覆工版リング１１を更に上昇させるようにしてもよい。

【0070】

また、本実施形態では、トンネル覆工装置１を新設のトンネルの覆工に用いているが、トンネル覆工装置１を用いるトンネルの形態はこれに限らず、例えば、トンネル覆工装置１を既設のトンネルの覆工に用いてもよい。

【0071】

また、本実施形態では、トンネル覆工装置１を山岳トンネルの覆工に用いているが、トンネル覆工装置１を用いるトンネルの形態はこれに限らず、例えば、シールドトンネルにおいても、セグメントによる一次覆工体の構築の後に、トンネル覆工装置１を用いて、トンネルの覆工を行うことが可能である。

【0072】

また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0073】

１…トンネル覆工装置、２…吹付コンクリート、３…トンネル床面、４…移動台車、５…覆工版組立部フレーム、６…覆工版支保部フレーム、７…間隙、８…妻型枠、９…支持コンクリート、１０…プレキャスト覆工版、１１，１１ｓ…覆工版リング、１５…覆工体、２１…ウインチ、３１Ｌ，３１Ｒ…覆工版仮置き部、３２Ｌ，３２Ｒ，３３Ｌ，３３Ｒ，４２Ｌ，４２Ｒ…レール、３５Ｌ，３５Ｒ…運搬台車、４１…脚部、４３…自走装置、４４…内部空間、４５…風管、５１，６１…枠部材、５２…パネル搬送装置、５２ａ，５３ａ，６３ａ…枠体、５２ｂ，５３ｂ，６３ｂ…ローラ、５３，６３…リング搬送装置、５４…パネル搬送補助ローラ、５５，５６…ウインチワイヤーガイド、５７，６７…ジャッキ、６９…開口部、７０，７０ｓ…充填材、８０…パネル連結金具、８１…Ｌ型金具、８１ａ，８１ｂ…板状部分、８１ｃ，８１ｄ…孔、８２，８３…ボルト、８２ａ…ボルト取付孔、８４…ナット、９０…リング連結金具、９１…本体部、９２…板状部、９３…係合凹部、９６…脚部支持金具、９９…型枠、Ｓ…空間、Ｗ…ワイヤー。

【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】

【図15】

【図16】