特許 6867269 トンネル施工装置及びトンネル施工方法

(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】6867269

(24)【登録日】2021年4月12日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】トンネル施工装置及びトンネル施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/40 20060101AFI20210419BHJP

   E21D 11/10 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/40 A

   E21D11/10 D

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-199647(P2017-199647)

(22)【出願日】2017年10月13日

(65)【公開番号】特開2019-73880(P2019-73880A)

(43)【公開日】2019年5月16日

【審査請求日】2020年2月14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】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】牟田口 茂

(72)【発明者】

【氏名】西田 吉宏

(72)【発明者】

【氏名】畝田 篤志

(72)【発明者】

【氏名】米花 裕亮

(72)【発明者】

【氏名】青柳 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】手塚 康成

(72)【発明者】

【氏名】横尾 敦

【審査官】 彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２６９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２９７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６０９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０３２２５７７８（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／４０

Ｅ２１Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも３つの湾曲状の支保工ピースを有し隣り合う前記支保工ピースの端部どうしが互いに回動可能に連結された支保工を建て込むと共にトンネルの施工面に吹付材料を吹き付けるトンネル施工装置であって、
台車に取り付けられ、前記支保工を保持可能な複数のエレクタブームと、
前記台車に取り付けられ、前記吹付材料を吹き出す吹付ノズルが取り付けられた吹付ブームと、を備え、
前記複数のエレクタブームは、
前記少なくとも３つの支保工ピースのうち中央に位置する中央ピースを保持する中央エレクタブームと、
前記中央ピースの一端に連結された第１サイドピースを保持する第１サイドエレクタブームと、
前記中央ピースの他端に連結された第２サイドピースを保持する第２サイドエレクタブームと、を備え、
前記中央エレクタブームが前記トンネルの前記施工面における上面に対して前記中央ピースを建て込み保持し、且つ、前記第１及び第２サイドエレクタブームが前記トンネルの前記施工面における両側面に対して前記第１及び第２サイドピースをそれぞれ建て込み保持した状態で、前記吹付ブームが前記中央ピース、前記第１及び第２サイドピースの少なくとも１つと前記施工面とに渡って前記吹付材料の吹き付けを開始する、
トンネル施工装置。

【請求項2】

前記第１及び第２サイドエレクタブームは、前記台車にその進行方向にスライド可能に取り付けられ、
前記中央エレクタブームは、前記台車にスライド不能に取り付けられている、
請求項１に記載のトンネル施工装置。

【請求項3】

前記吹付ブームを２つ備え、
前記複数のエレクタブームは、前記２つの吹付ブームの間に配置される、
請求項１又は２に記載のトンネル施工装置。

【請求項4】

少なくとも３つの湾曲状の支保工ピースを有し隣り合う前記支保工ピースの端部どうしが互いに回動可能に連結された支保工を建て込むと共にトンネルの施工面に吹付材料を吹き付けるトンネル施工装置を用いたトンネル施工方法であって、
前記トンネル施工装置は、
台車に取り付けられ、前記支保工を保持可能な複数のエレクタブームと、
前記台車に取り付けられ、前記吹付材料を吹き出す吹付ノズルが取り付けられた吹付ブームと、を備え、
前記複数のエレクタブームは、
前記少なくとも３つの支保工ピースのうち中央に位置する中央ピースを保持する中央エレクタブームと、
前記中央ピースの一端に連結された第１サイドピースを保持する第１サイドエレクタブームと、
前記中央ピースの他端に連結された第２サイドピースを保持する第２サイドエレクタブームと、を備え、
前記トンネル施工方法は、前記中央エレクタブームを用いて前記トンネルの前記施工面における上面に対して前記中央ピースを建て込み保持し、且つ、前記第１及び第２サイドエレクタブームを用いて前記トンネルの前記施工面における両側面に対して前記第１及び第２サイドピースをそれぞれ建て込み保持した状態で、前記吹付ブームを用いて、前記中央ピース、前記第１及び第２サイドピースの少なくとも１つと前記施工面とに渡って前記吹付材料の吹き付けを開始する、
トンネル施工方法。

【請求項5】

前記第１及び第２サイドピースと前記施工面とに渡って前記吹付材料を吹き付けた後に、前記第１及び第２サイドピースの保持を解除し、前記中央ピースと前記施工面とに渡って前記吹付材料を吹き付ける
請求項４に記載のトンネル施工方法。

【請求項6】

前記中央ピース、前記第１及び第２サイドピースのうちのいずれか１つのピースと前記施工面とに渡って前記吹付材料を吹き付ける際には、前記１つのピースの両端部と前記施工面とに渡って前記吹付材料を吹き付け、前記１つのピースの保持を解除し、前記１つのピースの中間部と前記施工面とに渡って前記吹付材料を吹き付ける、
請求項４又は５に記載のトンネル施工方法。

【請求項7】

前記中央ピース、前記第１及び第２サイドピースの少なくとも１つと前記施工面とに前記吹付材料を吹き付ける前に、前記トンネルの底面と前記支保工の端部との間に前記吹付ブームを用いて前記吹付材料を充填して前記支保工を前記トンネルに対して位置合わせする、
請求項４から６のいずれか１項に記載のトンネル施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル施工装置及びトンネル施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

山岳トンネルを施工する際にあたり、いわゆるＮＡＴＭ（ニュー・オーストリアン・トンネル・メソッド）工法が行われることがある。ＮＡＴＭ工法では、トンネルの内壁を補強するために、Ｈ型鋼等からなる支保工を建て込んだ後、コンクリート材料等の吹付材料に急結剤を混合して吹き付けている。

【0003】

特許文献１には、支保工の建て込みと、吹付材料の吹き付けと、を行うトンネル施工装置が開示されている。このトンネル施工装置は、２つの四半円形の支保工ピースからなる支保工を建て込む際に用いられ、支保工ピースを保持可能な左右のエレクタブームを備えている。支保工の建て込み時には、２つの支保工ピースを左右のエレクタブームによってトンネルの左右側面に対して配置し、ボルトを用いて２つの支保工ピースをトンネルの上面近傍で連結する。また、このトンネル施工装置は、吹付ノズルが取り付けられた吹付ブームを更に備えており、左右のエレクタブームによって２つの支保工を保持しながら、吹付ブームを通じて吹付材料を吹き付ける。

【0004】

特許文献２には、３つの円弧状の支保工ピースを備える支保工と、この支保工を建て込む方法と、が開示されている。この支保工では、ある支保工ピースの一端に別の支保工ピースがヒンジを用いて連結され、他端に更に別の支保工ピースがヒンジを用いて連結されている。この支保工を建て込む際には、中央の支保工ピースをパワーショベルを用いて持ち上げ、トンネルの上面に配置する。このとき、左右の支保工ピースが中央の支保工ピースから垂れ下がるので、別のパワーショベルを用いて左右の支保工ピースをトンネルの左右側面に配置する。これにより、支保工が略半円形に形成され、建て込みが完了する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−２６９４３号公報

【特許文献2】国際公開第２０１５／１８６０２９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示される支保工の建て込みでは、２つの支保工ピースを連結する作業を、切羽近傍のトンネル内壁が補強されていない領域で行う必要があり、危険である。このような理由から、特許文献２に開示されるような、支保工ピースどうしが予め連結された支保工を用いることが好ましい。

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示されるトンネル施工装置にはエレクタブームが２つしかなく、特許文献２に開示される支保工の建て込みに適していない。

【0008】

本発明は、少なくとも３つの支保工ピースを有する支保工を建て込むのに適したトンネル施工装置及びトンネル施工方法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】

【0009】

本発明は、少なくとも３つの湾曲状の支保工ピースを有し隣り合う支保工ピースの端部どうしが互いに回動可能に連結された支保工を建て込むと共にトンネルの施工面に吹付材料を吹き付けるトンネル施工装置であって、台車に取り付けられ、支保工を保持可能な複数のエレクタブームと、台車に取り付けられ、吹付材料を吹き出す吹付ノズルが取り付けられた吹付ブームと、を備え、複数のエレクタブームは、少なくとも３つの支保工ピースのうち中央に位置する中央ピースを保持する中央エレクタブームと、中央ピースの一端に連結された第１サイドピースを保持する第１サイドエレクタブームと、中央ピースの他端に連結された第２サイドピースを保持する第２サイドエレクタブームと、を備え、中央エレクタブームがトンネルにおける上面に対して中央ピースを建て込み保持し、且つ、第１及び第２サイドエレクタブームがトンネルにおける両側面に対して第１及び第２サイドピースをそれぞれ建て込み保持した状態で、吹付ブームが中央ピース、第１及び第２サイドピースの少なくとも１つと施工面とに渡って吹付材料の吹き付けを開始する。

【0010】

また、本発明は、少なくとも３つの湾曲状の支保工ピースを有し隣り合う支保工ピースの端部どうしが互いに回動可能に連結された支保工を建て込むと共にトンネルの施工面に吹付材料を吹き付けるトンネル施工装置を用いたトンネル施工方法であって、トンネル施工装置は、台車に取り付けられ、支保工を保持可能な複数のエレクタブームと、台車に取り付けられ、吹付材料を吹き出す吹付ノズルが取り付けられた吹付ブームと、を備え、複数のエレクタブームは、少なくとも３つの支保工ピースのうち中央に位置する中央ピースを保持する中央エレクタブームと、中央ピースの一端に連結された第１サイドピースを保持する第１サイドエレクタブームと、中央ピースの他端に連結された第２サイドピースを保持する第２サイドエレクタブームと、を備え、トンネル施工方法は、中央エレクタブームを用いてトンネルの施工面における上面に対して中央ピースを建て込み保持し、且つ、第１及び第２サイドエレクタブームを用いてトンネルの施工面における両側面に対して第１及び第２サイドピースをそれぞれ建て込み保持した状態で、吹付ブームを用いて、中央ピース、第１及び第２サイドピースの少なくとも１つと施工面とに渡って吹付材料の吹き付けを開始する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、少なくとも３つの支保工ピースを備える支保工を建て込むのに適したトンネル施工装置及びトンネル施工方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】３つの湾曲状の支保工ピースを有する支保工の正面図であり、建て込む前の状態を示す。

【図2】３つの湾曲状の支保工ピースを有する支保工の正面図であり、建て込んだ状態を示す。

【図3】本発明の第１実施形態に係るトンネル施工装置の右側面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るトンネル施工装置の左側面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係るトンネル施工装置の平面図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係るトンネル施工装置の背面図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係るトンネル施工装置の正面図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係るトンネル施工装置の右側面図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係るトンネル施工装置の左側面図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係るトンネル施工装置の平面図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係るトンネル施工装置の背面図である。

【図12】本発明の第２実施形態に係るトンネル施工装置の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るトンネル施工装置１００，２００及びトンネル施工方法について説明する。

【0014】

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るトンネル施工装置１００、及びトンネル施工装置１００を用いたトンネル施工方法について、図１から図７を参照して説明する。トンネル施工装置１００は、いわゆるＮＡＴＭ工法において用いられ、Ｈ型鋼等からなる支保工１を建て込んだ後、吹付材料をトンネルの施工面に吹き付けるものである。

【0015】

図１及び図２に示すように、支保工１は、３つの湾曲状の支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを有する。支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃは、例えばＨ型鋼からなる。支保工ピース１ａの一端にはヒンジ２ｂを介して支保工ピース１ｂの一端が回動可能に連結されており、支保工ピース１ａの他端にはヒンジ２ｃを介して支保工ピース１ｃの一端が回動可能に連結されている。このように、支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃは、ヒンジ２ｂ，２ｃを用いて一体化されている。

【0016】

支保工１を建て込む際には、まず、支保工ピース１ａを持ち上げてトンネルの施工面における上面に沿って配置する。このとき、支保工ピース１ｂ，１ｃは支保工ピース１ａの両端から垂れ下がった状態となる。次に、垂れ下がった状態の支保工ピース１ｂ，１ｃを互いの間隔を広げるように回動させる。これにより、支保工ピース１ｂ，１ｃがトンネルの施工面における右側面及び左側面に沿って配置される（図２参照）。以下において、支保工ピース１ａを「中央ピース」とも称し、第１及び第２サイドピースとしての支保工ピース１ｂ，１ｃを「右側ピース」、「左側ピース」とも称する。

【0017】

支保工１は、トンネルの軸方向に間隔を空けて複数建て込まれ、掘削されたトンネルの崩落を防止する。支保工１の建て込みは、トンネルの掘削に伴って順次行われ、吹付材料としてのコンクリート材料を支保工１に吹き付けると共に隣り合う支保工１の間に吹き付けることによって、トンネルの内壁が補強される。図３から図７に示すトンネル施工装置１００は、支保工１の建て込みとコンクリート材料の吹き付けの双方を行う。

【0018】

トンネル施工装置１００は、支保工１（図１及び図２参照）を保持可能なエレクタブーム３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、コンクリート材料を吹き出す吹付ノズル２３ａ，２３ｂが取り付けられた吹付ブーム２０ａ，２０ｂと、を備える。エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ及び吹付ブーム２０ａ，２０ｂは、台車１０に取り付けられている。

【0019】

台車１０は、車体１１と、車体１１に取り付けられるキャタピラ１２と、を備え、キャタピラ１２によって自走可能である。支保工１の建て込みとコンクリート材料の吹き付けとを行う際には、台車１０は、車体１１の前部を切羽に向けた状態で停車する。また、車体１１の前部にはアウトリガー１３が設けられており、アウトリガー１３を下方に伸長させてトンネルの底面に着地させることにより台車１０の移動を拘束することができる。支保工１の建て込み及びコンクリート材料の吹き付けは、アウトリガー１３をトンネルの底面に着地させた状態で行われる。

【0020】

車体１１の後部には、ホッパ１４ａ，１４ｂと、供給ポンプ１５ａ，１５ｂと、が設けられる。ホッパ１４ａ，１４ｂに投入されたコンクリート材料は、供給ポンプ１５ａ，１５ｂを用いて吹付ノズル２３ａ，２３ｂに供給される。吹付ノズル２３ａ，２３ｂには、急結剤が不図示の急結剤供給部から供給され、コンクリート材料は、急結剤と混合された状態で吹付ノズル２３ａ，２３ｂから吹き出される。

【0021】

また、車体１１の上面１１ａには、台車１０の進行方向にスライド可能なトラベラ１６が設けられる。エレクタブーム３０ｂ，３０ｃは、トラベラ１６を介して車体１１に取り付けられる一方で、エレクタブーム３０ａ及び吹付ブーム２０ａ，２０ｂは、トラベラ１６を介すことなく車体１１に取り付けられる。つまり、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃは、台車１０にその進行方向にスライド可能に取り付けられる一方で、エレクタブーム３０ａ及び吹付ブーム２０ａ，２０ｂは、台車１０にスライド不能に取り付けられている。

【0022】

以下、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ及び吹付ブーム２０ａ，２０ｂの構造について詳述する。

【0023】

エレクタブーム（中央エレクタブーム）３０ａは、車体１１の前面１１ｂに取り付けられる伸縮可能なエレクタブーム本体３１ａと、エレクタブーム本体３１ａの先端に取り付けられる保持アーム３２ａと、を備える。保持アーム３２ａの先端には、支保工１の中央ピース１ａを把持可能な把持手段３３ａが取り付けられている。

【0024】

エレクタブーム本体３１ａは、車体１１の左右方向に延びる軸周りに回動自在に車体１１に取り付けられ、回動することによって、台車１０の前方において把持手段３３ａを上下に移動させる。保持アーム３２ａは、把持手段３３ａを種々の方向に向けることができるように形成されており、把持手段３３ａにより把持された支保工１の中央ピース１ａの角度を変化させる。つまり、支保工１の中央ピース１ａは、把持手段３３ａを用いて把持され、エレクタブーム本体３１ａ及び保持アーム３２ａを用いてトンネルの施工面における上面に沿って配置される。

【0025】

エレクタブーム（第１及び第２サイドエレクタブーム）３０ｂ，３０ｃは、トラベラ１６に取り付けられる伸縮可能なエレクタブーム本体３１ｂ，３１ｃと、エレクタブーム本体３１ｂ，３１ｃの先端に取り付けられる保持アーム３２ｂ，３２ｃと、を備える。保持アーム３２ｂ，３２ｃの先端には、支保工１の右側及び左側ピース１ｂ，１ｃを把持可能な把持手段３３ｂ，３３ｃが取り付けられている。

【0026】

エレクタブーム本体３１ｂは、車体１１の左右方向に延びる左右軸周り、及び車体１１の上下方向に延びる上下軸周りに回動可能に車体１１に取り付けられ、回動することによって、台車１０の前方において把持手段３３ｂを上下左右に移動させる。保持アーム３２ｂは、把持手段３３ｂを種々の方向に向けることができるように形成されている。したがって、エレクタブーム３０ａを用いて持ち上げられた中央ピース１ａから垂れ下がる右側ピース１ｂを把持手段３３ｂにより把持してトンネルの施工面における右側面に配置することができる。

【0027】

同様に、エレクタブーム本体３１ｃは、左右軸周り及び上下軸周りに回動可能に車体１１に取り付けられ、保持アーム３２ｃは、把持手段３３ｃを種々の方向に向けることができるように形成されている。したがって、エレクタブーム３０ａを用いて持ち上げられた中央ピース１ａから垂れ下がる左側ピース１ｃを把持手段３３ｃにより把持してトンネルの施工面における左側面に配置することができる。

【0028】

このように、トンネル施工装置１００は、３つのエレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えているので、支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを各エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いてトンネルの施工面における上面、右側面及び左側面に沿って配置することができる。したがって、３つの支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを備える支保工１を容易に建て込むことができる。

【0029】

吹付ブーム２０ａ，２０ｂは、車体１１の前面１１ｂに取り付けられる伸縮可能な吹付ブーム本体２１ａ，２１ｂと、吹付ブーム本体２１ａ，２１ｂの先端に取り付けられる多関節アーム２２ａ，２２ｂと、を備える。多関節アーム２２ａ，２２ｂの先端には、吹付ノズル２３ａ，２３ｂが取り付けられている。

【0030】

吹付ブーム本体２１ａ，２１ｂは、エレクタブーム本体３１ｂ，３１ｃと同様に、左右軸周り及び上下軸周りに回動可能に車体１１に取り付けられ、回動することによって、台車１０の前方において吹付ノズル２３ａ，２３ｂを上下左右に移動させる。多関節アーム２２ａ，２２ｂは、吹付ノズル２３ａ，２３ｂを種々の方向に向けることができるように形成されており、トンネルの施工面に対する吹付ノズル２３ａ，２３ｂの角度を変化させることができる。つまり、コンクリート材料の吹付方向や吹付位置は、吹付ブーム本体２１ａ，２１ｂ及び多関節アーム２２ａ，２２ｂによって調整可能である。

【0031】

吹付ブーム２０ａの吹付可能範囲は、トンネルの施工面における上面及び右側面全域をカバーしており、吹付ブーム２０ｂの吹付可能範囲は、トンネルの施工面における上面及び右側面全域をカバーしている。したがって、トンネル施工装置１００は、２つの吹付ブーム２０ａ，２０ｂによって、トンネルの施工面における周方向全域にコンクリート材料を吹き付けることができる。

【0032】

トンネルの右側面に対しては右側の吹付ブーム２０ａに取り付けられた吹付ノズル２３ａを用いてコンクリート材料が吹き付けられ、トンネルの左側面に対しては左側の吹付ブーム２０ｂに取り付けられた吹付ノズル２３ｂを用いてコンクリート材料が吹き付けられる。したがって、トンネルの右側面及び左側面に対して同時にコンクリート材料を吹き付けることができ、吹付作業を効率的に行うことができる。

【0033】

また、吹付ブーム本体２１ａは、車体１１の前面におけるエレクタブーム本体３１ａの右側に取り付けられており、吹付ブーム本体２１ｂは、車体１１の前面におけるエレクタブーム本体３１ａの左側に取り付けられている。換言すれば、エレクタブーム本体３１ａは、２つの吹付ブーム本体２１ａ，２１ｂの間に配置されている。そのため、吹付ブーム本体２１ａ，２１ｂを右方向及び左方向にエレクタブーム本体３１ａと干渉することなく移動させることができる。したがって、吹付ブーム２０ａ，２０ｂをトンネルの施工面における右側面及び左側面に沿って容易に移動させることができ、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを用いてコンクリート材料をトンネルの施工面に容易に吹きつけることができる。

【0034】

また、吹付ブーム２０ａ，２０ｂは、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いて支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃをトンネルの施工面に建て込み保持した状態で、コンクリート材料を支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃと施工面とに渡って吹き付け可能に形成される。そのため、コンクリート材料を吹き付けて支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを施工面に固定することができる。したがって、作業員が切羽近傍に立ち入ることなく支保工１の建て込みとコンクリート材料の吹き付けとを行うことができ、作業の安全性を向上させることができる。

【0035】

エレクタブーム３０ｂ、３０ｃは、前述のように、トラベラ１６を介して台車１０に取り付けられており、台車１０に対してスライド可能である。そのため、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃを台車１０の後方に移動させることにより、吹付ブーム本体２１ａ，２１ｂを右方向及び左方向にエレクタブーム３０ｂ，３０ｃと干渉することなく移動させることができる。したがって、吹付ブーム２０ａ，２０ｂをトンネルの施工面における右側面及び左側面に沿って容易に移動させることができ、コンクリート材料の吹付作業がより容易になる。

【0036】

吹付ブーム２０ａ，２０ｂは、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより建て込み保持された支保工１の右側及び左側ピース１ｂ，１ｃとトンネルの底面との間にコンクリート材料を充填可能である。そのため、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃとトンネルの底面との間にコンクリート材料を充填して支保工１をトンネルに対して位置合わせすることができる。支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃをトンネルの施工面に固定する前に支保工１を位置合わせすることにより、所望の位置に右側及び左側ピース１ｂ，１ｃを固定することができ、支保工１のずれを防止することができる。

【0037】

エレクタブーム３０ｂ，３０ｃは、台車１０の前方に移動した状態では、吹付ブーム２０ａ，２０ｂの間に配置される。そのため、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃが支保工１の右側及び左側ピース１ｂ，１ｃを建て込み保持している状態においても、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを右方向及び左方向にエレクタブーム３０ｂ，３０ｃと干渉することなく移動させることができる。したがって、吹付ノズル２３ａ，２３ｂを建て込み保持された右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの下端近傍に容易に移動させることができ、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃとトンネルの底面との間にコンクリート材料を容易に充填することができる。

【0038】

また、トラベラ１６をスライドさせてエレクタブーム３０ｂ，３０ｃを移動させることにより、トンネル施工装置１００の重心位置を移動させることができる。したがって、例えばトンネル施工装置１００の移動時には、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃを台車１０の後方に移動させておくことにより、トンネル施工装置１００が転倒するのを防止することができる。

【0039】

次に、本実施形態に係るトンネル施工装置１００を用いたトンネル施工方法について説明する。このトンネル施工方法は、トンネルの掘削の進行に伴って繰返し実施される。

【0040】

まず、不図示の搬送手段を用いて、支保工１を切羽近傍に仮置きする。次に、トンネル施工装置１００を、仮置きされた支保工１の近くに移動させる。次に、中央のエレクタブーム３０ａに取り付けられた把持手段３３ａを用いて支保工１の中央ピース１ａにおける中間部を把持する。

【0041】

次に、中央のエレクタブーム３０ａを動かして支保工１の中央ピース１ａを持ち上げ、トンネルの施工面における上面に沿って中央ピース１ａを配置する。このとき、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃが中央ピース１ａから垂れ下がる（図１に示す状態）。この状態において、左右のエレクタブーム３０ａ，３０ｂに取り付けられた把持手段３３ｂ，３３ｃを用いて右側及び左側ピース１ｂ，１ｃにおける中間部を把持する。

【0042】

次に、右側及び左側のエレクタブーム３０ｂ，３０ｃを動かしてトンネルの施工面における右側面及び左側面に沿って右側ピース１ｂ及び左側ピース１ｃを配置する。これにより、支保工１が建て込み保持される（図２に示す状態）。このとき、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの下端がトンネルの底面に対向する。

【0043】

次に、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いて支保工１を建て込み保持した状態で、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを動かしてコンクリート材料の吹き付けを開始する。

【0044】

まず、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを動かして、支保工１の右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの下端とトンネルの底面との間にコンクリート材料を充填し、トンネルの底面に対する支保工１の高さを調整する。これにより、支保工１がトンネルの施工面に対して位置合わせされる。次に、吹付ブーム２０ａを動かして右側ピース１ｂの上端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付けると共に、吹付ブーム２０ｂを動かして左側ピース１ｃの上端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける。これにより、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃがトンネルの施工面における右側面及び左側面に仮固定される。

【0045】

次に、把持手段３３ｂ，３３ｃによる右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの把持を解除し、トラベラ１６をスライドさせてエレクタブーム３０ｂ，３０ｃを後退させる。次に、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを動かして右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの中間部とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける。これにより、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃがトンネルの施工面における右側面及び左側面に固定される。

【0046】

次に、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを動かして中央ピース１ａの両端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける。これにより、中央ピース１ａがトンネルの施工面における上面に仮固定される。

【0047】

このとき、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃは、後退している。そのため、吹付ブーム２０ａ，２０ｂがエレクタブーム３０ｂ，３０ｃと干渉することなく吹付ノズル２３ａ，２３ｂを中央ピース１ａの両端近傍に移動させることができる。したがって、中央ピース１ａの両端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を容易に吹き付けることができる。

【0048】

次に、把持手段３３ａによる中央ピース１ａの把持を解除し、エレクタブーム３０ａを下げる。次に、中央ピース１ａの中間部とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける。これにより、中央ピース１ａがトンネルの施工面における上面に固定される。

【0049】

次に、新たに建て込んだ支保工１と、既に建て込まれた支保工１と、の間にコンクリート材料を吹き付け、トンネルの施工面を補強する。このとき、左右のエレクタブーム３０ｂ，３０ｃが後退しかつエレクタブーム３０ａが下げられている。そのため、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを上下左右方向にエレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃと干渉することなく移動させることができる。したがって、吹付ブーム２０ａ，２０ｂをトンネルの施工面に沿って容易に移動させることができ、トンネルの施工面にコンクリート材料を容易に吹き付けることができる。

【0050】

以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0051】

トンネル施工装置が３つのエレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えているので、支保工１の支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを各エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いてトンネルの施工面における上面、右側面及び左側面に沿って配置することができる。したがって、支保工１を容易に建て込むことができる。

【0052】

また、支保工１の支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃはヒンジ２ｂ，２ｃを介して予め一体化されているので、トンネルの施工面に沿って支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを配置した状態で支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃをボルト等を用いて連結する作業が不要になる。したがって、作業員が切羽近傍に立ち入ることなく支保工１を建て込むことができ、安全性が向上する。

【0053】

また、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃが支保工１を建て込み保持した状態で吹付ブーム２０ａ，２０ｂがコンクリート材料の吹き付けを開始するので、作業員が切羽近傍に立ち入ることなく支保工１をトンネルの施工面に固定することができる。したがって、安全性が向上する。

【0054】

エレクタブーム３０ａは、２つの吹付ブーム２０ａ，２０ｂの間に配置されているので、吹付ブーム２０ａ，２０ｂをエレクタブーム３０ａと干渉することなくトンネルの施工面における右側面及び左側面に沿って容易に移動させることができる。したがって、吹付ブーム２０ａ，２０ｂを用いてコンクリート材料をトンネルの施工面に容易に吹きつけることができる。

【0055】

エレクタブーム３０ｂ，３０ｃが台車１０にスライド可能に取り付けられている。そのため、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃを台車１０の後方に移動させることにより、吹付ブーム２０ａ，２０ｂをエレクタブーム３０ｂ，３０ｃと干渉することなくトンネルの施工面における右側面及び左側面に沿って容易に移動させることができる。したがって、コンクリート材料の吹付作業がより容易になる。

【0056】

また、右側及び左側のエレクタブーム３０ａ，３０ｂによる右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの保持を解除した後に吹付ブーム２０ａ，２０ｂを動かして中央ピース１ａとトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける。そのため、吹付ブーム２０ａ，２０ｂをエレクタブーム３０ａ，３０ｂと干渉することなくトンネルの施工面における上面に沿って容易に移動させることができる。したがって、コンクリート材料をトンネルの施工面における上面に容易に吹きつけることができる。

【0057】

また、各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃとトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける際には、まず、各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃの両端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける。そのため、各エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いて各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを建て込み保持した状態でコンクリート材料を吹き付けることができ、各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃを所望の位置に仮固定することができる。また、各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃの両端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付けた後に、各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃの保持を解除し、各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃの中間部と施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける。そのため、各支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃの全体にコンクリート材料を吹き付けることができ、支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃをトンネルの施工面に強固に固定することができる。

【0058】

また、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの下端とトンネルの底面との間にコンクリート材料を充填して支保工１の高さを調節し、支保工１をトンネルに対して位置合わせする。そのため、トンネルの底面における所望の位置に右側及び左側ピース１ｂ，１ｃを固定することができ、支保工１のずれを防止することができる。

【0059】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るトンネル施工装置２００について、図８から図１２を参照して説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

【0060】

第１実施形態に係るトンネル施工装置１００（図３から図７参照）は、２つの吹付ブーム２０ａ、２０ｂを備えるのに対し、本実施形態に係るトンネル施工装置２００は、図８から図１２に示すように、１つの吹付ブーム２２０を備える。つまり、吹付ブーム２２０の吹付可能範囲は、トンネルの施工面全域をカバーしており、１つの吹付ブーム２２０によって、トンネルの施工面における周方向全域にコンクリート材料が吹き付けられる。

【0061】

また、トンネル施工装置１００では、左右のエレクタブーム３０ｂ，３０ｃがトラベラ１６に取り付けられているのに対し、トンネル施工装置２００では、中央のエレクタブーム３０ａがトラベラ１６に取り付けられている。つまり、トンネル施工装置２００では、エレクタブーム３０ａが台車１０にその進行方向にスライド可能に取り付けられており、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃが台車１０にスライド不能に取り付けられている。

【0062】

エレクタブーム３０ａは、台車１０の前方に移動した状態では、吹付ブーム２２０の上方に配置される。そのため、エレクタブーム３０ａを上方に吹付ブーム２２０と干渉することなく移動させることができる。したがって、エレクタブーム３０ａに取り付けられる把持手段３３ａを容易に上昇させることができ、支保工１の中央ピース１ａをトンネルの施工面における上面に容易に配置することができる。

【0063】

エレクタブーム３０ｂ，３０ｃのエレクタブーム本体３１ｂ，３１ｃは、車体１１の前面１１ｂにおける右端及び左端に取り付けられている。吹付ブーム２２０の吹付ブーム本体２２１は、車体１１の前面１１ｂにおける中央に取り付けられている。換言すれば、吹付ブーム２２０は、エレクタブーム３０ｂ，３０ｃの間に配置されている。そのため、エレクタブーム３０ａが台車１０の後方に移動した状態では、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃと干渉することなく吹付ブーム２２０をトンネルの施工面における上面に沿って移動させることができ、コンクリート材料をトンネルの上面に容易に吹きつけることができる。

【0064】

トンネル施工装置２００を用いたトンネル施工方法は、第１実施形態に係るトンネル施工方法と略同じであるため、ここではその説明を省略する。

【0065】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0066】

上記実施形態では、支保工１は、３つの支保工ピース１ａ，１ｂ，１ｃからなるが、支保工１は、４つ以上の支保工ピースを備えていてもよい。

【0067】

支保工１が４つの支保工ピースを備える場合には、ヒンジを跨いで中央の２つの支保工ピースの両方をエレクタブーム３０ａを用いて保持し、右側及び左側の支保工ピースをエレクタブーム３０ｂ，３０ｃで保持すればよい。

【0068】

支保工１が５つの支保工ピースを備える場合には、中央の１つの支保工ピースをエレクタブーム３０ａを用いて保持し、両端の支保工ピースをエレクタブーム３０ｂ，３０ｃを用いて保持すればよい。５つの支保工ピースのうち２つの支保工ピースはエレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって直接保持されないが、これらの２つの支保工ピースの両端は、中央と両端の支保工ピースに連結されているため、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いて中央と両端の支保工ピースをトンネルの施工面に沿って配置することにより、エレクタブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって直接保持されない２つの支保工ピースをトンネルの施工面に沿って配置することができる。

【0069】

支保工１が６つ以上の支保工ピースを備える場合においても、４つの支保工ピースを備える場合、又は５つの支保工ピースを備える場合と同様に、トンネルの施工面に沿って各支保工ピースを配置することができる。

【0070】

また、上記実施形態では、右側及び左側ピース１ｂ，１ｃの上端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける工程と、中央ピース１ａの両端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付ける工程と、を別々に実施しているが、この形態に限られない。右側ピース１ｂの上端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付けると同時に中央ピース１ａの一端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付けてもよい。同様に、左側ピース１ｂの上端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付けると同時に中央ピース１ａの他端とトンネルの施工面とに渡ってコンクリート材料を吹き付けてもよい。これにより、効率的な吹き付けが可能となる。

【符号の説明】

【0071】

１・・・支保工
１ａ・・・中央ピース
１ｂ・・・右側ピース（第１サイドピース）
１ｃ・・・左側ピース（第２サイドピース）
１０・・・台車
２０ａ・・・吹付ブーム
２０ｂ・・・吹付ブーム
２３ａ・・・吹付ノズル
２３ｂ・・・吹付ノズル
３０ａ・・・エレクタブーム（中央エレクタブーム）
３０ｂ・・・エレクタブーム（第１サイドエレクタブーム）
３０ｃ・・・エレクタブーム（第２サイドエレクタブーム）
１００，２００・・・トンネル施工装置
２２０・・・吹付ブーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】