特許 6872813 トンネル工事用装置およびトンネル工事方法

(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】6872813

(24)【登録日】2021年4月22日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】トンネル工事用装置およびトンネル工事方法

(51)【国際特許分類】

   E21F 17/12 20060101AFI20210510BHJP

   E21F 1/00 20060101ALI20210510BHJP

   E21F 17/02 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   E21F17/12

   E21F1/00 A

   E21F17/02

【請求項の数】11

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2019-166594(P2019-166594)

(22)【出願日】2019年9月12日

(65)【公開番号】特開2021-42612(P2021-42612A)

(43)【公開日】2021年3月18日

【審査請求日】2019年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】391061646

【氏名又は名称】株式会社流機エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110002321

【氏名又は名称】特許業務法人永井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西村 章

(72)【発明者】

【氏名】山口 章

【審査官】 富士 春奈

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭６３−０１８０００（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００４−０５２５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４０８０７８３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第６３７８８８３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭５３−０７６５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５９８４００３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００３−２６２１００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｆ１／００−１７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル坑内の上部に設けられ、トンネルの延伸方向に延在するガイドレールと、
トンネル工事においてトンネル坑内の切羽側の空気を換気する換気ダクトと、
トンネル工事の発破において破砕石の坑口側への飛散を防止する飛散防止カーテンと、を有し、
前記ガイドレールは、
前記換気ダクトの移動に用いる第１レールと、
前記飛散防止カーテンの移動に用いる第２レールと、を有し、
前記換気ダクトは前記第１レールに沿って、前記飛散防止カーテンは前記第２レールに沿って、それぞれ別個にトンネルの延伸方向に前後移動可能であり、
トンネルの天井壁に直接または間接に連結された天井連結体を有し、
前記第１レールおよび前記第２レールの少なくとも一方は、前記天井連結体と摺動可能に接続されており、
前記第１レールおよび前記第２レールの少なくとも一方は、前記天井連結体を通じてトンネル延伸方向に前後移動可能であり、
前記第１レールと前記第２レールはレール連結体によって連結されて一体となっていることを特徴とするトンネル工事用装置。

【請求項2】

前記第１レールと摺動可能に接続された第１摺動体と、
前記第２レールと摺動可能に接続された第２摺動体を有し、
前記換気ダクトは前記第１摺動体に直接または間接に連結され、
前記換気ダクトと連結された前記第１摺動体のトンネル延伸方向への移動に伴って、前記換気ダクトがトンネル延伸方向に移動する構成とされ、
前記飛散防止カーテンは前記第２摺動体に直接または間接に連結され、
前記飛散防止カーテンと連結された前記第２摺動体のトンネル延伸方向への移動に伴って、前記飛散防止カーテンがトンネル延伸方向に移動する構成とされている請求項１記載のトンネル工事用装置。

【請求項3】

トンネル坑内の上部に設けられ、トンネルの延伸方向に延在するガイドレールと、
トンネル工事においてトンネル坑内の切羽側の空気を換気する換気ダクトと、
トンネル工事の発破において破砕石の坑口側への飛散を防止する飛散防止カーテンと、を有し、
前記ガイドレールは、
前記換気ダクトの移動に用いる第１レールと、
前記飛散防止カーテンの移動に用いる第２レールと、を有し、
前記換気ダクトは前記第１レールに沿って、前記飛散防止カーテンは前記第２レールに沿って、それぞれ別個にトンネルの延伸方向に前後移動可能であり、
トンネルの天井壁に直接または間接に連結された天井連結体と、
前記第１レールと摺動可能に接続された第１摺動体と、
前記第２レールと摺動可能に接続された第２摺動体と、
前記天井連結体と摺動可能に接続された車輪連結体移動用車輪と、
前記第１摺動体、前記第２摺動体および前記車輪連結体移動用車輪を連結する車輪連結体と、を有し、
前記換気ダクトは前記第１レールに直接または間接に連結され、
前記換気ダクトと連結された前記第１レールのトンネル延伸方向への移動に伴って、前記換気ダクトがトンネル延伸方向に移動する構成とされ、
前記飛散防止カーテンは前記第２レールに直接または間接に連結され、
前記飛散防止カーテンと連結された前記第２レールのトンネル延伸方向への移動に伴って、前記飛散防止カーテンがトンネル延伸方向に移動する構成とされていることを特徴とするトンネル工事用装置。

【請求項4】

前記飛散防止カーテンの一部分であって、前記換気ダクトがトンネル延伸方向に前後移動する通路に、前記飛散防止カーテンをトンネル延伸方向に貫通する貫通孔が設けられ、
前記換気ダクトは、
前記貫通孔の内部を通って、前記飛散防止カーテンよりも切羽側へ移動可能であり、
前記貫通孔の内部を通って、前記飛散防止カーテンよりも坑口側へ移動可能である請求項１〜３のいずれか１項に記載のトンネル工事用装置。

【請求項5】

前記ガイドレールはトンネル横断方向の左右一方側のトンネル上部に設けられ、
前記トンネル横断方向の左右他方側のトンネル上部に、前記ガイドレールと並んで、前記トンネルの延伸方向に沿って延在する対向レールが設けられ、
トンネル上部の前記ガイドレールと前記対向レールの間を繋ぎ、トンネル横断方向に延在するカーテンレールが設けられ、
前記カーテンレールから前記飛散防止カーテンが吊り下げられた状態で、
前記カーテンレールが、前記ガイドレールおよび前記対向レールに沿って、トンネル延伸方向に前後移動することによって、
前記カーテンレールとともに、前記飛散防止カーテンがトンネル延伸方向に前後移動する構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル工事用装置。

【請求項6】

前記ガイドレールはトンネル横断方向の左右一方側のトンネル上部に設けられ、
前記トンネル横断方向の左右他方側のトンネル上部に、前記ガイドレールと並んで、前記トンネルの延伸方向に沿って延在する対向レールが設けられ、
トンネル上部の前記ガイドレールと前記対向レールの間に、トンネル横断方向に延在するカーテンレールが設けられ、
前記貫通孔の周囲に換気ダクトフレームが設けられ、
前記カーテンレールと前記換気ダクトフレームは隣接しており、
前記ガイドレールおよび前記対向レールは、前記カーテンレールおよび前記換気ダクトフレームの少なくとも一方によって連結されており、
前記カーテンレールから前記飛散防止カーテンが吊り下げられた状態で、
前記カーテンレールおよび前記換気ダクトフレームが、前記ガイドレールおよび前記対向レールに沿って、トンネル延伸方向に前後移動することによって、
前記カーテンレールおよび前記換気ダクトフレームとともに、前記飛散防止カーテンがトンネル延伸方向に前後移動する構成とした請求項４記載のトンネル工事用装置。

【請求項7】

トンネルの天井壁に直接または間接に連結された天井連結体を有し、
前記第１レールは、前記天井連結体と摺動可能に接続されており、
前記第１レールは、前記天井連結体を通じてトンネル延伸方向に前後移動可能であり、
前記第１レールと前記第２レールはレール連結体によって連結されて一体となっており、
前記レール連結体は、
前記第１レールから横断方向左側へ延在する左延在部と、
前記第１レールから横断方向右側へ延在する右延在部と、を有し、
前記第２レールは、前記左延在部の横断方向左側および前記右延在部の横断方向右側にそれぞれ設けられており、
トンネル横断方向に延在し、前記飛散防止カーテンを吊り下げるカーテンレールと、
前記カーテンレールとトンネル横断方向に隣接し、前記換気ダクトが内部を通る換気ダクトフレームと、を有し、
前記左延在部の横断方向左側に設けられた左側第２レールは、前記カーテンレールおよび前記換気ダクトフレームの少なくとも一方と連結され、
前記右延在部の横断方向右側に設けられた右側第２レールは、前記カーテンレールおよび前記換気ダクトフレームの少なくとも一方と連結されている請求項１記載のトンネル工事用装置。

【請求項8】

前記飛散防止カーテンは、繊維によって形成された軟質の網であり、
前記飛散防止カーテンの引張強さは４００Ｎ以上であり、前記飛散防止カーテンの伸び率は７０％以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載のトンネル工事用装置。

【請求項9】

前記飛散防止カーテンの網の目のＦｅｒｅｔ径が８ｍｍ〜２０ｍｍである請求項８記載のトンネル工事用装置。

【請求項10】

トンネル坑内の上部に設けられ、トンネルの延伸方向に延在するガイドレールと、
トンネル工事においてトンネル坑内の切羽側の空気を換気する換気ダクトと、
トンネル工事の発破において破砕石の坑口側への飛散を防止する飛散防止カーテンと、を有し、
前記ガイドレールは、
前記換気ダクトの移動に用いる第１レールと、
前記飛散防止カーテンの移動に用いる第２レールと、
トンネルの天井壁に直接または間接に連結された天井連結体と、を有し、
前記第１レールおよび前記第２レールの少なくとも一方は、前記天井連結体と摺動可能に接続されており、
前記第１レールおよび前記第２レールの少なくとも一方は、前記天井連結体を通じてトンネル延伸方向に前後移動可能であり、
前記第１レールと前記第２レールはレール連結体によって連結されて一体となっているトンネル工事装置を用いて、
前記換気ダクトを前記第１レールに沿って、前記飛散防止カーテンを前記第２レールに沿って、それぞれ別個にトンネルの延伸方向に前後移動させるトンネル工事方法。

【請求項11】

前記トンネル工事方法は、発破準備工程、発破工程、発破後処理工程を有し、
前記発破準備工程において、
前記飛散防止カーテンを切羽近傍に配置するとともに、前記換気ダクトを前記飛散防止カーテンよりも坑口側に配置し、
前記発破後処理工程において、
前記第１レールを用いて前記換気ダクトを切羽側へ移動させて切羽近傍に配置し、前記換気ダクトを用いて切羽近傍の空気を換気し、
前記第２レールを用いて前記飛散防止カーテンを坑口側へ移動させて切羽から離し、切羽近傍に留められた前記破砕石を坑口側へ搬出する請求項１０記載のトンネル工事方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル工事に用いるトンネル工事用装置およびトンネル工事方法に関する。詳しくは、トンネル工事の発破における破砕石の飛散を防止する飛散防止カーテンと、トンネル坑内の切羽側の空気を換気する換気ダクトを有するトンネル工事用装置に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネル工事の掘削工程では、爆薬で岩盤を破砕して掘削する発破工法が主流である。発破によって岩盤の破砕石が坑口側へ飛散する。破砕石の飛散距離は、岩盤の圧縮強度、爆薬の種類や量、装薬長などによって大きく異なるが、標準的な硬石発破の場合、切羽から坑口側に約５０ｍ〜６０ｍ飛散する。飛散した破砕石の大きさは、一般的に、切羽から約１５ｍ地点では人頭程度の大きさがあり、切羽から約３０ｍの地点では拳程度の大きさがある。

【0003】

照明装置、照明装置のケーブル、換気ダクト（例えば、送風ダクトや吸引ダクト）、重機などが、切羽近傍に位置する場合、物的損傷のおそれがある。特に、「心抜き」時による坑口側への破砕石の飛散や、「天端払い」時による高所からの跳ね石の影響が大きい。そのため、発破時にこれらの機器を坑口側へ５０ｍ以上退避させている。

【0004】

近年では、長距離トンネルの工事において、ズリ搬出用コンベアシステムを用いる事例が増えている。このコンベアシステムでは、切羽で発生したズリを細かく破砕し、コンベアにズリを積み込む自走式クラッシャーが用いられる。自走式クラッシャーが前記コンベアシステムの最も切羽側に位置するが、発破時においては、この自走式クラッシャーも切羽から５０ｍ以上退避させている。

【0005】

発破による破砕石の坑口側への飛散を防ぐため、切羽近傍のトンネル横断面に沿ってカーテンを設ける方法がある。このカーテンの例としては、内部に空気を封入するバルーン型のカーテンや、下記特許文献１〜３に開示されたカーテンを挙げることができる。

【0006】

特許文献１に開示されたカーテンは、外周縁に設けられたエアバッグと、エアバッグの内周縁に接続された高張力繊維シートから構成される。また、特許文献２に開示されたカーテンは、ワイヤ等によって格子状に形成された基材と、基材の表面全体に固定されたパイプ材から構成される。この特許文献２には、前記パイプ材の代わりに、弾性シートを設けた構成も開示されている。特許文献３に開示されたカーテンは、トンネル断面の下部を防護する防爆シートと、トンネル断面の上部を防護する防護板とから構成される。

【0007】

また、破砕石の飛散防止を目的とするものではなく、トンネル工事で切羽付近から発生する汚染空気の拡散防止を目的とするものであるが、特許文献４にバルーンを備えた切羽封じ込め装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平５−２０５６０号公報

【特許文献2】特開２０１５−１３５０１０号公報

【特許文献3】特開２００３−３１４２００号公報

【特許文献4】特開２０１２−２０２０９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

カーテンは破砕石の飛散を防ぐものであるため、トンネルの掘削が進むにつれて、カーテンを切羽側へ移動する必要がある。

【0010】

しかし、このカーテンの移動には労力と時間がかかる。例えば、バルーンカーテンを用いる場合は、カーテンの移動の度に、バルーンの空気を出し入れしなければならない。また特許文献１のカーテンを用いた場合は、移動の度に、エアバッグの圧縮空気を排出し、吊下体を取り外して高張力繊維シートを折り畳み、次の設置位置まで搬送し、再度取り付ける必要がある。特許文献２のカーテンは、文献中にカーテンの移動方法が明示されていないが、基材にパイプ材などが固定されている構造であるため、その搬送が容易でないと考えられる。特許文献３の防爆シートおよび防護板の移動は、人力によって行うことが明記されており、防爆シートや防護板の構造が簡易であったとしても、それらの移動のために労力や時間がかかることは容易に予想できる。なお、特許文献４のバルーンは、前述のように、そもそも破砕石の飛散を防止するものではない。また、特許文献４のバルーンの移動は、地面に車輪受け部を設置することを前提とするものであるが、トンネル工事中の切羽付近のトンネル地面は一般に未舗装であるため、凹凸のある地面にこのような車輪受け部を配置することは困難である。

【0011】

以上のように、カーテンの移動には労力と時間がかかるため、トンネルの掘削の進行に合わせて頻繁に移動させることはしていない。具体的には、１日に約６ｍ掘削する現場において、カーテンの移動頻度は６日〜１２日に１回程度である。そのため、トンネルの掘削が進むにつれて、切羽とカーテンの間の距離が次第に広がり、破砕石を切羽近傍に留めるというカーテンの機能を十分に発揮できないという問題がある。理想的には、掘削の進行に合せて、カーテンを毎日移動させることが望ましいが、現状の設備では現実的に困難である。

【0012】

他方、発破を行うと切羽近傍の空気中の汚染粒子の濃度が高まるため、発破終了後に迅速に換気ダクトを切羽近傍に近づけて、切羽近傍の作業空間の空気を清浄化する必要がある。

【0013】

このとき、特許文献１に記載された防爆用シートのように、伸縮型風管が高張力繊維シートに取り付けられていると、伸縮性風管を移動させるために高張力繊維シートも移動させる必要があるため、伸縮型風管の迅速な移動が困難である。

【0014】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、トンネルの掘削の進行に合わせてカーテンを速やかに移動できるようにして、カーテンの機能を十分に発揮させることを目的とする。

【0015】

また、発破終了後に換気ダクトを迅速に切羽近傍に移動できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記の課題は、トンネル坑内の上部に設けられ、トンネルの延伸方向に延在するガイドレールと、トンネル工事においてトンネル坑内の切羽側の空気を換気する換気ダクトと、トンネル工事の発破において破砕石の坑口側への飛散を防止する飛散防止カーテンと、を有し、前記ガイドレールは、前記換気ダクトの移動に用いる第１レールと、前記飛散防止カーテンの移動に用いる第２レールと、を有し、前記換気ダクトは前記第１レールに沿って、前記飛散防止カーテンは前記第２レールに沿って、それぞれ別個にトンネルの延伸方向に前後移動可能であるトンネル工事用装置によって解決することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、トンネルの掘削の進行に合わせてカーテンを速やかに移動させることができる。その結果、破砕石を切羽近傍に留めるというカーテンの機能を十分に発揮させるができる。

【0018】

また、発破終了後に換気ダクトを迅速に切羽近傍に移動できる。その結果、例えば、発破によって切羽近傍の空気中に生じた多量の汚染粒子を迅速に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係るトンネル工事用装置の第１実施形態であって、切羽側から坑口側を見たときの正面図である。カーテンを閉めた状態を示す。

【図2】図１のトンネル工事用装置のカーテンを開けた状態を示す図である。

【図3】図１のトンネル工事用装置のダクトレール近傍の拡大図である。

【図4】図１のトンネル工事用装置の対向レール近傍の拡大図である。

【図5】本発明に係るトンネル工事用装置の第１実施形態の平面図である。

【図6】図５のＡ−Ａ矢視図（断面図）である。

【図7】図５のＢ−Ｂ矢視図（断面図）である。

【図8】図６のＣ部分（カーテンレール近傍）の拡大図である。

【図9】本発明に係るトンネル工事方法であって、装薬工程、ロックボルト打ち込み工程および支保工設置工程における換気ダクトおよび飛散防止カーテンの位置を示す平面図である。

【図10】本発明に係るトンネル工事方法であって、発破準備工程および発破工程における換気ダクトおよび飛散防止カーテンの位置を示す平面図である。

【図11】本発明に係るトンネル工事方法であって、発破終了後の換気工程（当該工程は発破後処理工程に含まれる）における換気ダクトおよび飛散防止カーテンの位置を示す平面図である。

【図12】本発明に係るトンネル工事方法であって、発破終了後のズリ搬出工程（当該工程は発破後処理工程に含まれる）における換気ダクトおよび飛散防止カーテンの位置を示す平面図である。

【図13】本発明に係るトンネル工事方法であって、コンクリート吹付工程における換気ダクトおよび飛散防止カーテンの位置を示す平面図である。

【図14】本発明に係るトンネル工事用装置の第２実施形態であって、切羽側から坑口側を見たときの正面図である。

【図15】図１４のトンネル工事用装置のダクトレール近傍の拡大図である。

【図16】本発明に係るトンネル工事用装置の第３実施形態であって、ダクトレール近傍の拡大図である。

【図17】天井壁と側壁を説明するための正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係るトンネル工事用装置１の好適な実施例について、図面を参照しながら説明する。以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきではない。

【0021】

＜明細書中の用語の説明＞
明細書中の以下の用語は、明細書中に特に記載が無い限り、以下の意味を有する。
「トンネルの延伸方向」とは、図中に「前後方向」と示す方向であり、「トンネルの横断方向」とは、図中に「横断方向」と示す方向であり、前記延伸方向と前記横断方向は直行するものである。

【0022】

「トンネルの延伸方向に前後移動する」という概念には、トンネルの坑口側から切羽側へ移動すること（前方移動）と、切羽側から坑口側へ移動すること（後方移動）の両方が含まれる。なお、「トンネルの前方」とは、切羽側をいい、「トンネルの後方」とは、坑口側をいう。また、トンネルの「左側」「右側」とは、切羽側から坑口側を見たときを基準とする。また、「飛石」とは、発破によって切羽の岩盤が破砕されて細かくなり、この発破の衝撃で坑口側へ飛散する破砕された石（破砕石）のことをいう。

【0023】

「トンネルの天井壁」とは、図１７に示すように、トンネル横断方向の中央地点を基準点ＢＰと仮定し、その基準点ＢＰから地面と垂直方向に垂直仮想線Ｌ１を延在させた後、垂直仮想線Ｌ１から横断方向左側に傾けた左側仮想線Ｌ２と、垂直仮想線Ｌ１から横断方向右側に傾けた右側仮想線Ｌ３との間の角度θが１２０度以内の範囲にあるトンネル壁面をいう。なお、垂直仮想線Ｌ１と左側仮想線Ｌ２の間の角度αと、垂直仮想線Ｌ１と右側仮想線Ｌ３の間の角度βは同じ角度である。また、左側側壁と地面の接点Ｐ１から前記基準点ＢＰまでの距離Ｎ１と、右側側壁と地面の接点Ｐ２から前記基準点ＢＰまでの距離Ｎ２は同じ長さである。

【0024】

「トンネルの側壁」とは、トンネルの壁面のうち、前述のトンネル天井壁よりも下側に位置する壁面をいう。

【0025】

（第１実施形態）
本発明に係るトンネル工事用装置１の第１実施形態の正面図を図１および図２に示した。この第１実施形態について詳述する。

【0026】

（ガイドレール４０）
トンネル坑内の上部には、坑口側から切羽側へ向かって、ガイドレール４０が設けられている。このガイドレール４０は、トンネル工事においてトンネル坑内の切羽側の空気を換気する換気ダクト９の移動に用いる第１レール３と、 トンネル工事の発破において破砕石の坑口側への飛散を防止する飛散防止カーテン２の移動に用いる第２レール３３と、を有している。第１実施形態では、ガイドレール４０を以下の方法によってトンネルの天井壁１５に固定している。

【0027】

なお、図５等に示すように、第２レール３３がトンネル延伸方向に延在する距離は、第１レール３がトンネル延伸方向に延在する距離よりも短い。具体的には、第２レール３３がトンネル延伸方向に延在する距離を１０〜２５ｍｍ程度にすることが好ましく、１０〜１５ｍｍ程度にすることが好ましい。第２レール３３は、飛散防止カーテン２やカーテンレール５を移動させるためのものであるため、飛散防止カーテン２を移動させる範囲に第２レール３３を設ければ十分だからである。また、第１実施形態においては、飛散防止カーテン２やカーテンレール５の移動は、第２レール３３と対向レール４を通じて行われる。したがって、第２レール３３と対向レール４のトンネル延伸方向の長さを同じにすることが好ましい。同様の理由により、トンネル延伸方向の位置について、第２レール３３を設ける位置と対向レール４を設ける位置を同じにすることが好ましい。

【0028】

（吊下体１３）
図１等に示す第１実施形態では、トンネルの延伸方向に沿って所定間隔を空けながら複数の吊下体１３が天井壁１５から吊り下げられている。図１〜図４に示した吊下体１３は、一端側に設けた固定具２９と、他端側に設けたフック２４と、固定具２９とフック２４の間に設けたチェーン２３を有している。吊下体１３の固定具２９は、トンネル壁面（天井壁１５が好ましい）に固定されており、その固定具２９から高さ方向下方にチェーン２３が垂下し、チェーン２３の下端部にフック２４が位置している。なお、吊下体１３として、例えばレバーブロック(登録商標)、タンバックルなどを用いることができる。

【0029】

（天井連結体２２）
吊下体１３のフック２４には、天井連結体２２が取り付けられている。図３等に示す第１実施形態の天井連結体２２は、一端側に設けられたリング２６と、他端側に対面して設けられた２つのガイドレール移動用車輪６、６と、リング２６とガイドレール移動用車輪６、６を繋ぐ中間体２７を有している。吊下体１３のフック２４を天井連結体２２のリング２６の貫通孔に挿入することで、吊下体１３と天井連結体２２を連結している。天井連結体２２の下端部に前記ガイドレール移動用車輪６、６が位置しており、このガイドレール移動用車輪６、６の間に、第１レール３の上部が挿入されて、支持されている。

【0030】

（第１レール３）
図３等に示す第１実施形態の第１レール３はＨ鋼であるが、Ｉ形鋼や山形鋼など、任意の形状のものに変更してもよい。第１レール３の素材としては、例えばスチール、アルミなどを用いることができる。この第１レール３（Ｈ鋼）の上端部に位置し、ほぼ水平方向に延在する上フランジ部３ａは、ガイドレール移動用車輪６、６の上面に乗った状態になっている。そして、第１レール３はこのガイドレール移動用車輪６、６の上面を摺動しながら、トンネル延伸方向に前後移動する。

【0031】

第１レール３（Ｈ鋼）の中間部に位置し、ほぼ垂直方向に延在するウェブ部３ｂは、対面するガイドレール移動用車輪６、６の間の隙間を通って、下方へと延在している。そして、第１レール３（Ｈ鋼）の下端部に位置し、ほぼ垂直方向に延在する下フランジ部３ｃは、後述するダクト連結体４１のダクト移動用車輪４２と摺動可能に接している。

【0032】

（レール連結体３２）
第１レール３のウェブ部３ｂからは、レール連結体３２が横断方向にほぼ水平方向に延在している。なお、図３ではレール連結体３２がほぼ水平方向に延在しているが、ほぼ水平方向に限られるものではなく、例えば下方または上方へ向かって傾きながら延在していてもよい。このレール連結体３２は、トンネルの横断方向の左側へ延在する左延在部３２Ｌと、トンネルの横断方向の右側へ延在する右延在部３２Ｒとを有している。左延在部３２Ｌと右延在部３２Ｒのどちらか一方のみを設けても良いが、左右の重力バランスを良くするため、両方設けることが好ましい。また、レール連結体３２の上面には、レール連結体の強度を補強するために、補強体４３を設けることが好ましい。なお、第１レール３のウェブ部３ｂとレール連結体３２は、溶接によって一体化したり、ボルトやナット等の公知の締結手段を用いて一体化したりすることが好ましい。

【0033】

（第２レール３３）
レール連結体３２の左延在部３２Ｌの横断方向左側には、第２レール３３が設けられている。図３等に示した第１実施形態では、左延在部３２Ｌの左端部の下側に、図３の断面視で箱状の左側第２レール３３Ｌが設けられている。なお、左延在部３Ｌと左側第２レール３３Ｌは、溶接によって一体化したり、ボルトやナット等の公知の締結手段を用いて一体化したりすることが好ましい。この左側第２レール３３Ｌの底部の中央部に貫通孔３３Ｈが設けられており、中央部以外の部分（周辺部）には貫通孔３３Ｈが設けられていない。前記箱状の左側第２レールの内部には、カーテンレール移動用車輪３４が設けられている。このカーテンレール移動用車輪３４は、左側第２レール３３Ｌの底部の周辺部の上面に乗った状態になっており、その周辺部の上を走行することで、トンネルの延伸方向に前後移動する構成になっている。なお、図３の断面視で、左側第２レール３３Ｌの内部には、カーテンレール移動用車輪３４が２つ設けられており、そのカーテンレール移動用車輪３４、３４は、ほぼ水平方向に延在する連結軸４４によって連結されている。そして、この連結軸４４の中間部分には、下方へ延在する支持軸４５が取り付けられており、この支持軸４５は左側第２レール３３Ｌの底部に設けた貫通孔３３Ｈを通って下方へと延在し、その下端部が後述するダクトフレーム３０と連結されている。そして、ダクトフレーム３０にカーテンレール用フレーム１８が固定され、カーテンレール用フレーム１８にはカーテンレール５が固定され、カーテンレールからは飛散防止カーテン２が吊り下げられている。そのため、飛散防止カーテン２は、第１レールに沿って、第１レールの移動とは別個に、前後移動することが可能である。

【0034】

同様に、図３の実施形態では、右延在部３２Ｒの右端部の下側に右側第２レール３３Ｒが設けられている。この右側第２レール３３Ｒの形態は左側第２レール３３Ｌと同じであるため、ここでは詳細の記載を省略する。

【0035】

また、以上の記載は、図３に示した第１実施形態を詳述するものであるが、左側第２レール３３Ｌの形状は箱型に限られるものではなく、任意の形状に変更することができる。同様に、貫通孔３３Ｈを設ける位置を変更したり、左側第２レール３３Ｌの内部に設けるカーテンレール移動用車輪３４の数を１個または３個以上に変更したりこともできる。

【0036】

（ダクト連結体４１）
前述したように、図３等に示した第１実施形態において、第１レール３の下フランジ部３ｃには、ダクト連結体４１のダクト移動用車輪４２が摺動可能に接している。なお、ダクト移動用車輪４２はダクト連結体４１の一部分を構成するものである。

【0037】

図３に示した断面視におけるダクト連結体４１は、横断方向にほぼ水平に延在する底部４１ａと、前記底部４１ａの左側端部および右側端部からそれぞれほぼ垂直に上方へ延在する側壁部４１ｂ、４１ｂと、を有する。そして、側壁部４１ｂ、４１ｂには、それぞれ横断方向中央側へ向かってほぼ水平に延在する車軸４６、４６が取り付けられており、各車軸４６、４６の先端部にダクト移動用上車輪４２ａ、４２ａがそれぞれ取り付けられている。ダクト移動用上車輪４２ａ、４２ａの下端は、下フランジ部３ｃの上面と接しており、ダクト移動用上車輪４２ａ、４２ａが下フランジ部３ｃの上をトンネル延伸方向に前後移動する構成になっている。

【0038】

また、底部４１ａの左側端部および右側端部には、それぞれ上方へ向かってほぼ垂直に延在する車軸４７、４７が取り付けられている。なお、この車軸４７、４７の位置は、前記側壁部４１ｂ、４１ｂよりも横断方向中央側に位置している。そして、この車軸４７、４７の上端部にダクト移動用横車輪４２ｂ、４２ｂがそれぞれ取り付けられている。ダクト移動用横車輪４２ｂ、４２ｂの横断方向中央側の端面は、下フランジ部３ｃの側面と接しており、ダクト移動用横車輪４２ｂ、４２ｂが下フランジ部３ｃの横面と接しながらトンネル延伸方向に前後移動する構成になっている。なお、このダクト移動用横車輪４２ｂ、４２ｂは、ダクト連結体４１の過度な横移動を防ぐとともに、トンネル延伸方向への前後移動の性能を向上させるためのものであるが、必須の部品ではなく、省くことも可能である。

【0039】

ダクト連結体４１の底部４１ａは、ボルトやナット等によって、換気ダクト９の上部と連結されている。そのため、換気ダクト９は、第１レールの移動とは別個に、また、飛散防止カーテンの移動とも別個に、第１レールに沿って、トンネル延伸方向に前後移動することが可能である。なお、換気ダクト９のトンネル延伸方向の前後移動は、図６に示す換気ダクト移動用モーター３５によって行われる。

【0040】

（ガイドレール４０の移動）
以上のように、図３等に示した第１実施形態では、吊下体１３、天井連結体２２を介して、天井壁１５からガイドレール３が吊り下げられている。そして、前記吊下体１３および天井連結体２２は移動せず、前記ガイドレール移動用車輪２１を介して、第１レール３がトンネルの延伸方向に移動可能な構成となっている。ガイドレール４０のトンネル延伸方向の移動は、図６に示すガイドレール移動用モーターによって行われる。

【0041】

また、第１実施形態では、レール連結体３２によって第１レール３と第２レール３３が連結されて一体になっている。そのため、第１レール３がトンネルの延伸方向に前後移動すると第２レール３３も第１レール３と一緒にトンネル延伸方向に前後移動することになる。そのため、第１レール３を移動させるためのモーターと、第２レール３３を移動させるためのモーターをそれぞれ別個に設ける必要がなくなり、イニシャルコストやランニングコストの低減を図ることができる。

【0042】

さらに、ダクト移動用車輪４２が第１レール３を走ることによって、第１レール３並びに第２レール３３および飛散防止カーテン２の移動とは別個に、換気ダクト９がトンネル延伸方向に前後移動することができる。すなわち、第１レール３や第２レール３３や飛散防止カーテン２がトンネル延伸方向に前後移動するか否かに関わらず、換気ダクト９は独自にトンネル延伸方向に前後移動することが可能である。

【0043】

また、カーテンレール移動用車輪３４が第２レール３３を走ることによって、第１レール３並びに第２レール３３および換気ダクト９の移動とは別個に、飛散防止カーテン２がトンネル延伸方向に前後移動することができる。すなわち、第１レール３や第２レール３３や換気ダクト９がトンネル延伸方向に前後移動するか否かに関わらず、飛散防止カーテン２は独自にトンネル延伸方向に前後移動することが可能である。

【0044】

以上の内容をまとめると、ガイドレール４０（第１レール３並びに第２レール３３）、飛散防止カーテン２および換気ダクト９は、それぞれ別個にトンネル延伸方向に前後移動可能な構成となっている点に特徴を有する。

【0045】

したがって、例えば発破を開始する前に、ガイドレール４０に沿って、飛散防止カーテン２のみを切羽近傍へ移動させ、それと反対に換気ダクト９を坑口側へ退避させる制御が可能となる。また、例えば発破が終了した時点で、迅速に換気ダクト９を切羽側へ移動させて切羽近傍に設置し、その換気ダクト９を用いて切羽近傍の空気を換気して、切羽近傍の作業空間の空気を迅速に清浄化させることができる。また、ズリの搬出工程で、切羽近傍に飛散防止カーテン２があると搬出作業の邪魔になるため、飛散防止カーテン２を迅速に坑口側へ移動させて切羽から離し、切羽近傍に留められた破砕石を坑口側へ搬出することができる。

【0046】

なお、ダクト移動用車輪４２が第１レール３を走るとは、ダクト移動用車輪４２が第１レール３と摺動しながら移動することを指す。図３等に示した第１実施形態では、ダクト移動用上車輪４２ａが第１レール３の下フランジ面３ｃの上を走行するとともに、ダクト移動用横車輪４２ｂが第１レール３の下フランジ部３ｃの横を走行する形態になっているが、このような形態に限られるものではない。例えば、ダクト移動用上車輪４２ａとダクト移動用横車輪４２ｂのどちらか一方のみを設ける形態にしてもよい。そのほか、ダクト移動用車輪４２が第１レール３の下フランジ面３ｃの下を走行する形態にしてもよい。また、第１レール３の上フランジ部３ａやウェブ部３ｂを走行する形態にしてもよい。さらに、前述したように、第１レール３をＨ鋼ではなく、他の任意の形状に変更してもよい。他の形状に変更した場合、ダクト移動用車輪４２が第１レール３の上面、側面および下面の少なくともいずれか１つと摺動しながら移動するようにしてもよい。

【0047】

同様に、カーテンレール移動用車輪３４が第２レール３３を走るとは、カーテンレール移動用車輪３４が第２レール３３と摺動しながら移動することを指す。図３等に示した第１実施形態では、カーテンレール移動用車輪３４が第２レール３の底部の上面の上を走行する形態にしているが、このような形態に限られるものではない。例えば、第２レール３３の形態をＨ鋼などの任意の形状に変更して、カーテンレール移動用車輪３４が第２レール３３の上面、側面および下面の少なくともいずれか１つと摺動しながら移動するようにしてもよい。

【0048】

また、図３等に示した第１実施形態では、第１レール３がガイドレール移動用車輪６の上面の上を走る形態にしているが、このような形態に限られるものではない。なお、第１レール３がガイドレール移動用車輪６を走るとは、第１レール３がガイドレール移動用車輪と摺動しながら移動することを指す。

【0049】

（変形例）
なお、以上の説明は一例であって、必ずしもこれらの部材を用いなければならないものではない。例えば、吊下体１３を用いずに、天井壁１５に対して、天井連結体２２を直に固定してもよい。また、ガイドレール３をトンネル延伸方向へ移動させることが困難になるが、吊下体１３と天井連結体２２を用いずに、天井壁１５に対して、ガイドレール３を直に固定してもよい。

【0050】

また、図１等に示す第１実施形態では、ガイドレール３をトンネルの右側に設けたが、ガイドレール３の設置場所をトンネルの左側や中央部などに変更してもよい。特に、後述する対向レール４を設けない場合は、トンネル横断方向の中央部にガイドレール３を設けることが好ましい。トンネル中央部にガイドレール３を設け、そのガイドレール３に飛散防止カーテン２の横断方向中央部を固定することによって、飛散防止カーテン２がトンネル延伸方向に移動するときにバランスが取りやすくなる。

【0051】

（換気ダクト９）
換気ダクト９は、トンネル内の換気に用いられるものであり、特にトンネル切羽近傍の作業空間の空気を清浄化するために用いられる。具体的には、坑口側に図示しない送風機を設け、換気ダクト９を介して、トンネル外の新鮮な空気を切羽１４の作業空間へ送る。または、坑口側に図示しない吸引機を設け、切羽１４の作業空間で発生した汚染空気を、換気ダクト９を介して吸引し、吸引した汚染空気を、図示しない除塵機で除塵した後、トンネル坑口側へ放出する。

【0052】

この換気ダクト９としては、風管一般（硬質風管をも含む）を使用することができる。ただし、経済性や施工性の観点から、軟質性を有する風管（軟質風管）を使用するのが好ましく、軟質性及び難燃性を有する風管を使用するのがより好ましい。軟質性を有する風管としては、ターポリンからなる風管を好適に使用することができる。

【0053】

（飛散防止カーテン２）
トンネル工事用装置１は飛散防止カーテン２を備えている。この飛散防止カーテン２としてバルーンカーテンを用いてもよいが、網を用いるほうが好ましい。バルーンカーテンは、発破時の爆風の影響を受けやすく、切羽１４から３０ｍ以上離間させる必要があるが、網の飛散防止カーテン２、網の目を爆風が通過するため、爆風の影響を受けづらく、切羽１４に近づけることができるからである。詳しくは、切羽１４から１０ｍ〜２０ｍ程度離れた位置に網の飛散防止カーテン２を配置しても、発破時の爆風によって損傷する可能性は低い。そのため、切羽１４の近傍（切羽１４から１５ｍ以内）に網の飛散防止カーテン２を配置し、発破による飛石を切羽１４近傍に留め、発破後に行う飛石の収集作業を容易にすることが好ましい。

【0054】

網の飛散防止カーテン２としては、漁網、ワイヤ網、安全ネットなどを用いることができる。特に、漁網は入手しやすく安価であるとともに、強度も高いため、本発明に用いる飛散防止カーテン２として好適である。網の飛散防止カーテン２として要求される強度は、ＪＩＳ Ｌ １０９６Ａ：２０１０（ストリップ法）によって測定したとき、例えば、引張強さ４００Ｎ以上、伸び率７０％以上のものが好ましく、引張強さ５００Ｎ以上、伸び率８０％以上のものがより好ましい。このような強度を実現するため、網を構成する繊維の素材として、例えばベクトラン（登録商標）、ベクトランにポリエステルを混紡したもの、アラミド繊維、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル、ビニロンなどを用いることが好ましい。そして、前記強度を確保するため、例えば直径４７０μｍ〜１５００μｍの繊維を６〜２０本束ねて捻ったロープを編みこんだ網を用いることが好ましい。また、結節として、蛙又網、ラッセル網、無結節網などを用いることができ、結束強度の観点から蛙又網やラッセル網を用いることが好ましい。網の形状は、例えば菱形になる菱目、正方形になる角目を挙げることができる。そのほか、前記強度のほか、耐切創性や耐水性を兼ね備えた網を用いることが好ましい。耐水性のあるロープを用いることで、トンネル内の湧水や漏水で濡れることによって強度が劣化することを防止できる。

【0055】

網の目合いは、飛散防止カーテン２によって堰き止める飛石の大きさを考慮して、任意に決定することができる。目合いを小さくするほど、飛石を堰き止める効果が高くなる。例えば、角目の網の目合いを１０ｍｍにした場合、Ｆｅｒｅｔ径が１０ｍｍより大きい飛石は、飛散防止カーテン２によって堰き止められることが多い。他方、Ｆｅｒｅｔ径が１０ｍｍ以下の飛石は、飛散防止カーテン２の網の空隙を通り抜けて、坑口側へと飛散することが多くなる。厳密には、飛石が飛散する速度、網の形状、飛石が飛散防止カーテン２に当たる場所（網の空隙に近いかどうか）等の要因によっても、飛石が飛散防止カーテン２を通過して坑口側へ飛散するかが変わる。しかし、網を通過する飛石の大きさと網の目合いに、相当の因果関係があることが明らかである。したがって、網の目合いは、堰き止めたい飛石の大きさと同じにするか、堰き止めたい飛石の大きさよりも１ｍｍ〜５ｍｍ程度小さくすることが好ましい。

【0056】

他方、飛散防止カーテン２の網の目合いを小さくするほど、爆風の影響を受けやすくなり、飛散防止カーテン２が損傷しやすくなるので注意が必要である。

【0057】

以上の各要素を考慮すると、飛散防止カーテン２の網の目の大きさを８ｍｍ〜２０ｍｍにすることが好ましく、１０ｍｍ〜１５ｍｍにすることがさらに好ましい。

【0058】

図１等に示した第１実施形態においては、３枚の飛散防止カーテン２が設けられている。トンネルの横断方向の左側に配置した左側飛散防止カーテン２Ｌと、トンネルの横断方向の右側に配置した右側飛散防止カーテン２Ｒである。そして、前記左側飛散防止カーテン２Ｌと右側飛散防止カーテン２Ｒの間に、中央飛散防止カーテン２Ｃが配置されている。中央飛散防止カーテン２Ｃは、後述するカーテンレール５から吊り下げられており、カーテンレール５がトンネル延伸方向に前後移動すると、そのカーテンレール５と一緒にトンネル延伸方向に前後移動する構造になっている。

【0059】

なお、カーテン２としてバルーンカーテン２を用いることもできる。この場合は、カーテン２の内部の空気を少し抜いて、カーテン２をトンネル壁面１０、１５から離間させてから移動させる。

【0060】

（貫通孔５５）
図１等に示した第１実施形態においては、換気ダクト９がトンネル延伸方向に前後移動する通路に、飛散防止カーテン２をトンネル延伸方向に貫通する貫通孔５５が設けられている。具体的には、トンネルの右側に位置する右側飛散防止カーテン２Ｒのうち、断面視で、換気ダクト９と重なる位置に貫通孔が設けられている。この貫通孔５５を設けることによって、飛散防止カーテン２の位置に関わらず、換気ダクト９がトンネル延伸方向に移動することを可能にしている。例えば、発破後に切羽近傍の作業空間の空気を迅速に清浄化するため、換気ダクト９を飛散防止カーテン２よりも切羽側に移動させる必要がある。このとき、飛散防止カーテン２に貫通孔５５を設けることで、換気ダクト９が貫通孔５５を通って、飛散防止カーテン２を超えた切羽側へ迅速に移動することができる。また、支保工の組み立て作業等を行う段階において、飛散防止カーテン２を移動させずに、切羽側の換気ダクト９が前記貫通孔５５を通って、飛散防止カーテン２よりも坑口側の位置に移動することが可能である。

【0061】

（ダクトフレーム３０）
図１等に示した第１実施形態では、貫通孔５５の周囲にダクトフレーム３０を設けている。このダクトフレーム３０を設けることによって、貫通孔５５の形状維持が容易になる。特に、飛散防止カーテン２は発破時に爆風を受けるため、貫通孔５５の形状が崩れやすい。そのため、ダクトフレーム３０による貫通孔５５の形状維持は重要である。

【0062】

また、図１等に示した第１実施形態において、ダクトフレーム３０はカーテンレール用フレーム１８に隣接している。このダクトフレーム３０とカーテンレール用フレーム１８は、例えば、溶接によって固定したり、ボルトやナット等を用いて固定したりすることができる。前述のように、ダクトフレーム３０にはカーテンレール移動用車輪３４が取り付けられているため、第２レール３３に沿って、カーテンレール移動用車輪３４がトンネル延伸方向に前後移動することによって、ダクトフレーム３０、カーテン用フレーム１８およびカーテン２等が一体となって、トンネル延伸方向に前後移動する。このように、ダクトフレーム３０は、カーテンレール移動用車輪３４を取り付けるための部品として用いることができるという利点もある。なお、ダクトフレーム３０のトンネル延伸方向の前後移動は、図４に示す対向レール移動用兼カーテンレール移動用モーター３７によって行われる。後述する対向レール４を設けない場合は、カーテンレールを移動させるためのモーターをダクトフレーム４０に取り付けるようにしてもよい。

【0063】

（その他のカーテン）
第１実施形態では設けていないが、前記中央飛散防止カーテン２Ｃの上方にも別のカーテンを設けても良い。

【0064】

（左側飛散防止カーテン２Ｌ、右側飛散防止カーテン２Ｒ）
左側飛散防止カーテン２Ｌはカーテンレール用フレーム１８の左側端部に取り付けられており、右側飛散防止カーテン２Ｒはダクトフレーム３０に取り付けられている。そのため、左側飛散防止カーテン２Ｌおよび右側飛散防止カーテン２Ｒは、中央飛散防止カーテン２Ｃとともに、トンネル延伸方向に前後移動する構成になっている。

【0065】

また、図１等に図示していないが、左側飛散防止カーテン２Ｌおよび右側飛散防止カーテン２Ｒの側壁側端部に係止ロープを取り付けても良い。この係止ロープの端部に係止具を取り付け、この係止具を介して、トンネル側壁１０に左側飛散防止カーテン２Ｌ、右側飛散防止カーテン２Ｒをそれぞれ固定するようにしてもよい。

【0066】

（対向レール４）
図１等に示した第１実施形態では、トンネルの右側に設けたガイドレール４０と平行に、トンネルの左側に対向レール４を設けている。図４等に示す第１実施形態の対向レール４はＨ鋼であるが、Ｉ形鋼や山形鋼など、任意の形状のものに変更してもよい。

【0067】

図４に示すように、この対向レール４も、ガイドレール４０と同様に、天井壁１５から吊下体１３によって吊り下げられている。吊下体１３は天井連結体２２を吊り下げており、天井連結体２２の対向レール移動用車輪６０、６０の上に、対向レール４の上フランジ部４ａが乗った状態になっている。そして、対向レール４はこの対向レール移動用車輪６０、６０の上面を摺動しながら、トンネル延伸方向に前後移動する。なお、対向レール４のトンネル延伸方向の前後移動は、図４に示す対向レール移動用兼カーテンレール移動用モーター３７によって行われる。第１実施形態では、対向レール４を移動させるためのモーターとカーテンレール用フレーム１８を移動させるためのモーターを一緒にしているが、別々のモーターによって動かすようにしてもよい。

【0068】

対向レール４（Ｈ鋼）の中間部にはほぼ垂直方向に延在するウェブ部４ｂが設けられている。このウェブ部４ｂは、上フランジ部４ａから対面する対向レール移動用車輪６０、６０の間の隙間を通って下方へと延在している。対向レール４（Ｈ鋼）の下端部にはほぼ水平方向に延在する下フランジ部４ｃが設けられている。この下フランジ部４ｃは、カーテンレール用フレーム連結体６１のカーテンレール用フレーム移動用車輪６２と摺動可能に接している。カーテンレール用フレーム連結体６１はカーテンレール用フレーム１８と連結されており、カーテンレール移動用車輪６２が対向レール４の下フランジ部４ｃを走ることによって、カーテンレール用フレーム１８がトンネル延伸方向に前後移動する構造になっている。

【0069】

図４に示す対向レール４の周辺部の構造について、図３に示すダクトレール４０の周辺部の構造とほぼ同じである。そのため、繰り返しの説明を省略する。

【0070】

なお、６１ａはカーテンレール連結体６１の底部であり、６１ｂはカーテンレール連結体６１の側壁部である。また、６７は底部６１ａから上方へ向かってほぼ垂直に延在する車軸であり、６３はカーテンレールダクト移動用横車輪
である。６６は側壁部６１ｂからほぼ水平方向に延在する車軸であり、６２はカーテンレールダクト移動用上車輪である。

【0071】

また、図９〜図１３等に示すように、トンネル横断方向とほぼ平行な状態を保ちながら、カーテンレール用フレーム１８をトンネル延伸方向に前後移動させることが好ましい。そのため、ダクト連結体４１とカーテンフレーム連結体６１は、同じ方向かつ同じ速度で、トンネル延伸方向に前後移動させることが好ましい。

【0072】

（カーテンレール用フレーム１８）
図１等に示した第１実施形態では、カーテンレール用フレーム１８とダクトフレーム３０によって、ガイドレール４０と対向レール４の間を掛け渡している。詳しくは、ガイドレール４０や対向レール４の延在方向と交差する方向（各レール３、４を横断する方向）にカーテンレール用フレーム１８が延在しており、カーテンレール用フレーム１８の左側端部が対向レール４と連結され、ガイドレール４０（第１実施形態ではガイドレール４０のうちの第２レール３３）がダクトフレーム３０と連結されている。なお、カーテンレール用フレーム１８の右側端部とダクトフレーム３０の左側端部も連結されている。

【0073】

カーテンレール用フレーム１８とダクトフレーム３０は、ガイドレール４０や対向レール４に沿ってトンネル延伸方向に移動する。また、カーテンレール用フレーム１８の切羽側にはカーテンレール５が連結されており、カーテンレール５から下方に飛散防止カーテン２が取り付けられている。そのため、カーテンレール用フレーム１８とダクトフレーム３０の移動によって、飛散防止カーテン２もトンネル延伸方向に前後移動する。

【0074】

なお、図５等の平面視において、ガイドレール４０とカーテンレール用フレーム１８の間の角度を９０度（垂直）にしているが、この角度に限られるものでなく、任意の角度に変更可能である。具体的には、前記角度を７０度〜１２０度にすることが好ましく、８０度〜１００度にすることがより好ましい。対向レール４とカーテンレール用フレーム１８の間の角度についても、ガイドレール４０とカーテンレール用フレーム１８の間の角度と同様である。

【0075】

このカーテンレール用フレーム１８は任意の形状にすることができる。例えば、図１等の第１実施形態に示すように、正面視において梯子形状にすることができる。そのほかの形状にする場合は、爆風に耐える強度を持たせるように設計することが肝要である。

【0076】

また、カーテンレール用フレーム１８は省いても良い。カーテンレール用フレーム１８を設けない場合は、例えば、カーテンレール５をダクトフレーム３０と直接連結する形態にすることができる。この例の場合、カーテンレール５が変形しないように、カーテンレール５の強度を高めることが好ましい。

【0077】

（カーテンレール５）
カーテンレール用フレーム１８の切羽側には、カーテンレール５が取り付けられている。図８に示した第１実施形態では、カーテンレール用フレーム１８の上部切羽側にＬ字金具７０が取り付けられており、このＬ字金具７０の下面にカーテンフレーム５が固定されている。この固定は、溶接によって一体化したり、ボルトやナット等の公知の締結手段を用いて一体化したりすることが好ましい。なお、第１実施形態とは異なり、カーテンレール５をカーテンレール用フレーム１８に直接取り付けても良い。

【0078】

カーテンレール５はトンネルの横断方向にほぼ水平に延在している。第１実施形態におけるカーテンレール５の横断方向の長さは、カーテンレール用フレーム１８の横断方向の長さよりも少し短くなっている。詳しくは、図１や図２に示すように、正面視で、カーテンレール５の右端部はダクトフレーム３０の左端部と接する程度の位置にあり、カーテンレール５の左端部は対向レール４の近傍位置にある。なお、カーテンレール用フレーム１８の左端部は、ダクトフレーム３０が設けられた位置を超えて、さらに左側へと延在している。

【0079】

なお、図８に示すように、側面視におけるカーテンレール５の形状は、箱型形状をしている。このカーテンレール５の底部の中央部には貫通孔５Ｈが設けられており、中央部以外の部分（周辺部）には貫通孔５Ｈが設けられていない。箱状のカーテンレール５の内部には、カーテン移動用車輪２１が設けられている。このカーテンレール移動用車輪２１は、カーテンレール５の底部の周辺部の上面に乗った状態になっており、その周辺部の上を走行することで、トンネルの横断方向に左右移動する構成になっている。なお、図８の側面視で、カーテンレール５の内部には、カーテン移動用車輪２１が２つ設けられており、そのカーテンレール移動用車輪２１、２１は、ほぼ水平方向に延在する連結軸２１ａによって連結されている。そして、この連結軸２１ａの中間部分には、下方へ延在する支持軸２１ｂが取り付けられており、この支持軸２１ｂはカーテンレール５の底部に設けた貫通孔５Ｈを通って下方へと延在し、その下端部が後述する飛散防止カーテン２の上端部と連結されている。以上の構成によって、飛散防止カーテン２は、カーテンフレーム５やカーテンレール用フレーム１８と一緒に、トンネル延伸方向に前後移動することが可能である。なお、図８の側面視においては、カーテンフレーム５が図面の手前側に位置し、ダクトフレーム３０が図面の奥側に位置している。

【0080】

カーテンレール移動用車輪２１、２１、連結軸２１ａおよび支持軸２１ｂを含むものをランナー１６と称する。カーテンレール５には前記ランナー１６が複数個取り付けられている。そして、このランナー１６のカーテン移動用車輪２１がトンネルの横断方向（カーテンレール５の延在方向）に左右移動することによって、カーテン２の開閉が行われる。第１実施形態においては、図２に示すように、ランナー１６がトンネル横断方向の右側へ移動することによって、中間カーテン２Ｃが開かれた状態になり、図１に示すように、ランナー１６がトンネル横断方向の左側へ移動することによって、中間カーテン２Ｃが閉じられた状態になる。図示しないが、第１実施形態とは逆に、ランナー１６がトンネル横断方向の左側へ移動することによって、中間カーテン２Ｃが開かれた状態になり、ランナー１６がトンネル横断方向の右側へ移動することによって、中間カーテン２Ｃが閉じられた状態になるようにしてもよい。また、中間カーテン２Ｃを２枚に分割して、左側の中間カーテン２Ｃのランナー１６が左側へ移動するとともに、右側の中間カーテン２Ｃのランナー１６が右側へ移動することによって、中間カーテン２Ｃが開かれた状態になり、左側の中間カーテン２Ｃのランナー１６が右側へ移動するとともに、右側の中間カーテン２Ｃのランナー１６が左側へ移動することによって、中間カーテン２Ｃが閉じられた状態になるようにしてもよい。なお、図１や図２等に示す第１実施形態においては、ランナー１６を手動で移動させる構成にしているが、ランナー移動用モーターを設けて自動で移動させるように変更してもよい。

【0081】

なお、図１や図２等に示した第１実施形態においては、左側カーテン２Ｌや右側カーテン２Ｒの開閉を行わない。中間カーテン２Ｃを開くことによって、十分な大きさの開口部３１が生じるからである。図示しないズリ搬出機械等は、開口部３１を通って飛散防止カーテン２よりも切羽側へ移動し、反対に、開口部３１を通って飛散防止カーテン２よりも坑口側へ移動する。

【0082】

（支持部材１９）
図１や図２に示した第１実施形態では、トンネル天井壁１５の近傍に支持部材１９を設けている。この支持部材１９は、カーテンレール用フレーム１８の両端部と中央部から上方へ延在した縦部材１９Ｌと、当該縦部材１９Ｌの上端部間を連結する横部材１９Ｓからなる。この縦部材１９Ｌ、横部材１９Ｓ、フレーム１８で囲まれた内部空間に、上側カーテン２Ｔ（図示形態では略半円形状である）を固定している。この上側カーテン２Ｔの素材としては、ポリカーボネートパネルを用いることができる。そのほか、例えば前記左側カーテン２Ｌ、右側カーテン２Ｒおよび中間カーテン２Ｃと同様のものを用いてもよい。この上側カーテン２Ｔを開閉可能にしても良いが、開閉しない形態であっても良い。カーテンレール用フレーム１８の下方は、重機などが通行するため、中間カーテン２Ｃを開閉可能にする必要があるが、カーテンレール用フレーム１８の上方については、そのような必要がないからである。

【0083】

（照明装置）
図示していないが、ガイドレール４０の換気ダクト９の先端部分と、対向レール４に、それぞれ照明装置を取り付けるようにしてもよい。このような位置に取り付けることによって、照明装置がトンネル延伸方向に移動可能となる。発破時には、照明装置を飛散防止カーテン２より坑口側の位置まで退避させることによって飛石による損傷を防止し、発破時以外は、飛散防止カーテン２よりも切羽側へ移動させることによって切羽１４でのズリ搬出作業等を行いやすくする。この照明装置は、カーテンレール用フレーム１８の切羽側に取り付けて、カーテンレール用フレーム１８と一体となって移動させてもよい。

【0084】

本発明に係るトンネル工事用装置１は、下記のような様々な効果を奏する。
（ガイドレール４０の主な効果）
ガイドレール４０に沿って飛散防止カーテン２がトンネル延伸方向に前後移動するため、飛散防止カーテン２の移動が容易であり、省力化を図ることができる。また、発破を行わないときは、中間カーテン２Ｃを開くことによって、吹付け機、ドリルジャンボ、ダンプカー等の通行が容易である。なお、中間カーテン２Ｃを開くともに、左側カーテン２Ｌや右側カーテン２Ｌも開くようにしてもよい。この場合、吹付け機、ドリルジャンボ、ダンプカー等の通行がより容易となる。

【0085】

また、換気ダクト９などと一緒に照明装置を移動させることにより、照明装置の移動も容易になる。

【0086】

（網のカーテンの主な効果）
飛散防止カーテン２として網のカーテンを用いた場合は、飛散防止カーテン２が飛石を受け止めるときに、立体的にしなりながら（網目の形状も変化しながら）、飛石の衝撃を吸収し、飛散防止カーテン２の切羽側に落下させる。そのため、人頭大の大きな飛石も柔軟に受け止め、減速および落下させることができる。

【0087】

また、網のカーテンの繊維に多少の破断や損傷があったとしても、使用することができるため、耐久性に優れている。ワイヤーロープによる網のカーテンは、切創性や曲げに弱いが、ベクトラン等の柔軟性のある繊維を用いれば、前記の不具合を解消することができる。

【0088】

網のカーテンは通気抵抗が低く、爆風を逃すことができるため、バルーンカーテンに比べて、損傷が少ないという利点がある。バルーンカーテンは、カーテンによってトンネル横断面を密閉するため、発破時に生じる爆風（膨張ガス）の影響を受けやすい。そのため、爆風の影響を下げるために、切羽１４からバルーンカーテンまでの空間体積を大きくしなければならない。しかし、網のカーテンの場合は、このようなことを考慮せずに、切羽１４の近傍にカーテンを配置することができる。例えば、バルーンカーテン２を用いる場合、切羽１４から３０ｍ以上（強力な爆薬を用いる場合は５０ｍ以上）離間させる必要であるが、網のカーテン２用いる場合は、例えば切羽１４から１０ｍ程度に接近させることも可能である。

【0089】

以上のように、網のカーテンを切羽１４の近傍に設けることによって、飛石を切羽１４の近傍に集めることができる。また、飛散防止カーテン２を切羽１４近傍に配置することで、自走式クラッシャーの退避場所も、切羽１４に近づけることができる。例えば、バルーンカーテンを用いる場合、自走式クラッシャーを切羽１４から５０ｍ程度離れた位置まで退避させる必要があったが、網のカーテンを用いることで、切羽１４から１５ｍ程度の位置まで退避すれば済むことになる。

【0090】

以上の結果、自走式クラッシャーが移動する距離が短くなるとともに、飛石掻き寄せ積み込み作業が容易になるため、作業効率を向上させることができる。

【0091】

本来、自走式クラッシャーは移動を想定していない機械であるため、当該機械の足回りの劣化を避けるため、走行距離を短くした方がよく、前記移動距離の低減は大きな利点である。また、走行距離が短くなることで、燃費を削減することも可能である。さらに、従来の自走式クラッシャーは、工期を短くするために、バックで高速走行していた。そのため、接触損傷事故の可能性が高かったが、走行距離が短くなることにより、このような危険性を減らすことができる。

【0092】

また、照明装置を網のカーテンよりも坑口側へ退避させた場合であっても、網の隙間から切羽１４を照らすことができるため、切羽１４近傍の視認性が高くなり、作業の安全性が高くなる。

【0093】

換気を行う際に、網目から通気することができるため、換気設備で送気や吸引を行う際の効果が高い。
バルーンカーテンを用いた場合、発破時に生じた汚染空気を切羽１４近傍に閉じ込めるため、その汚染空気の排出に時間がかかるが、網のカーテンを用いることで、このような不都合が解消される。

【0094】

また、バルーンカーテンは特別仕様であるため高価である。それとともに、バルーンが破れたときの補修費用が高い。さらに、バルーンカーテンを構成するシートが破れると、バルーンが膨らまなくなるため、繊細に扱う必要がある。本発明において、網のカーテンとして漁網を用いた場合、バルーンカーテンなどを用いた場合よりも、イニシャルコストやランニングコストを大幅に低減させることができるとともに、その扱いも容易となる。

【0095】

さらに、網のカーテンを用いた場合、小さな飛石、粉じん、音などは、飛散防止カーテン２を通って坑口側へ移動する。しかし、１０ｍｍ以下の小さな飛石が坑口側へ飛散したとしても、後続の機械に与える影響は少ない。また、粉じんや音は、換気設備や坑口防音扉などによって、別途対策することも可能である。

【0096】

本発明においては、飛石、粉じん、音という３つをすべて堰き止めるバルーンカーテンがオーバースペックであり、それが原因でイニシャルコストが高くなっていることに着目した。

【0097】

本発明に係るトンネル工事用装置１の飛散防止カーテン２に網のカーテンを用いると、トンネル工事用装置１のイニシャルコストを低減させることが可能になる。なお、前記特許文献１や２のカーテンも爆風を通過させるものであるが、特別な態様のカーテンであるため高価である。網のカーテンとして、容易に入手可能な漁網を用いると、特許文献１や２のカーテンよりもさらにイニシャルコストを下げることができる。

【0098】

（第１摺動体、第２摺動体）
本発明に係るトンネル工事用装置は、第１レール３と摺動可能に接続された第１摺動体と、第２レール３３と摺動可能に接続された第２摺動体を有することが好ましい。第１摺動体としては、ダクト移動用車輪４２（例えば、ダクト移動用上車輪４２ａやダクト移動用横車輪４２ｂ）を例示することができ、第２摺動体としては、カーテン移動用車輪３４を例示することができる。前記第１摺動体や第２摺動体は、前述のような車輪に限られるものではなく、例えば磁石を内蔵し、その磁石の磁力によって移動するものであってもよい。

【0099】

（トンネル工事方法）
一般的な山岳トンネル（ＮＡＴＭ）の施工手順は、（１）掘削工程、（２）ズリ搬出工程、（３）コンクリート一次吹付け工程、（４）支保工建て込み工程、（５）コンクリート二次吹付け工程、（６）ロックボルト工程を有する。そして、（６）ロックボルト工程を終えた後に再び（１）掘削工程に戻る。なお、前記（１）掘削工程は、（１−１）装薬工程、（１−２）発破準備工程、（１−３）発破工程、（１−４）切羽換気工程を有する。また、（１−４）切羽換気工程と（２）ズリ搬出工程は、発破後処理工程に相当する。本発明に係るトンネル工事方法の第１実施形態について、図９〜図１３を参照しつつ、以下に詳述する。なお、図９〜図１３において示したトンネル工事装置は、前述の本発明に係る第１実施形態のトンネル工事装置である。

【0100】

（１．掘削工程）
（１−１．装薬工程）
装薬工程における平面図を図９に示す。切羽１４から坑口側に１５〜２０ｍ程度離れた位置に飛散防止カーテン２を設置し、その飛散防止カーテン２よりもさらに坑口側に５〜１０ｍ程度離れた位置に換気ダクト９（詳しくは、換気ダクト９の切羽側先端部を指す。以下、トンネル工事方法の各工程の説明において同じ。）を配置している。

【0101】

（１−２．発破準備工程）
装薬工程を終えた後の発破準備工程では、飛散防止カーテン２と換気ダクト９をともに切羽側へ移動させる。この発破準備工程を終えた状態の平面図を図１０に示した。

【0102】

発破によって破砕石が坑口側へ飛散するが、飛散する範囲が広範囲になると、ズリ搬出機械を前後移動させる距離が増えるなど、その後のズリ搬出作業に労力がかかる。そのため、破砕石は切羽近傍に留めることが好ましい。そのため、図１０に示すように、発破準備工程において、飛散防止カーテン２を切羽近傍に配置することが好ましい。具体的には、飛散防止カーテン２を切羽１４から坑口側に１０〜２５ｍ程度離れた位置に設置することが好ましく、１０〜１５ｍ程度離れた位置に設置することがより好ましい。切羽１４から飛散防止カーテン２までの前後方向の距離が１０ｍよりも短いと、飛散防止カーテン２が発破時の爆風によって破損するおそれがある。他方、切羽１４から飛散防止カーテン２までの前後方向の距離が２５ｍよりも長いと、破砕石が坑口側の広い範囲に飛散することになるため、後のズリ搬出工程の労力が増大する。

【0103】

他方、換気ダクト９の位置が切羽１４に近いと、発破によって坑口側へ飛散する破砕石や爆風などによって、換気ダクト９が損傷してしまうおそれがある。そのため、飛散防止カーテン２よりも坑口側の位置に換気ダクト９を配置することが重要である。また、飛散防止カーテン２として網のカーテンを用いるような場合、網のカーテンの網目よりも小さな破砕石が飛散防止カーテン２を通り抜けて坑口側へ飛散するおそれがある。同時に、爆風も飛散防止カーテン２の網目を通って坑口側へ移動する。そのため、飛散防止カーテン２よりも坑口側の位置といえども、換気ダクト９を飛散防止カーテン２の近くに配置することには損傷のリスクがある。そこで、換気ダクト９は飛散防止カーテン２から坑口側に５ｍ以上離れた位置に設置することが好ましく、飛散防止カーテン２から坑口側に１０ｍ以上離れた位置に設置することがより好ましい。他方、換気ダクト９を切羽１４から離しすぎてしまうと、後の（１−４）の切羽換気工程において、換気ダクト９を切羽近傍まで移動させる時間が長くなり、迅速な換気を行いづらい。そのため、飛散防止カーテン２と前記飛散防止カーテン２よりも坑口側に位置する換気ダクト９の間の距離を１０ｍ以内にすることが好ましく、前記距離を５ｍ以内にすることがより好ましい。

【0104】

（１−３．発破工程）
発破工程では、図１０に示す平面視の状態で発破を行う。

【0105】

（１−４．切羽換気工程）
発破工程で発破を行うことによって、切羽近傍に大量の微粒子が新たに発生し、切羽近傍の空間の大気環境が急激に悪化する。そのため、図１１に示すように、切羽換気工程おいて、換気ダクト９を迅速に切羽側へ移動させて、切羽近傍の空気の清浄化を図る。なお、図１１は換気ダクト９を切羽側に移動させた後の状態を示したものである。切羽１４から換気ダクト９までの距離は、５〜１５ｍにすることが好ましく、５〜１０ｍにすることが好ましい。５ｍよりも短いと、切羽１４と換気ダクト９の距離が近くなりすぎる。そのため、切羽１４に極めて近い位置の空気は清浄化できるが、切羽１４から坑口側へ少し離れた位置の空気を清浄化しづらい。反対に、１５ｍよりも長いと、切羽１４と換気ダクト９の距離が長くなりすぎる。そのため、切羽１４近傍の空気を清浄化しづらい。

【0106】

なお、換気ダクト９を切羽側へ移動させる際には、飛散防止カーテン２の移動は行わない。前述のトンネル工事用装置のように、換気ダクト９と飛散防止カーテン２をトンネル延伸方向に別々に移動できるような構造にすることで、切羽換気工程のように、換気ダクト９のみを移動させたいときに有益である。なお、換気ダクト９は、飛散防止カーテン２に設けられた貫通孔５５を通って、飛散防止カーテン２よりも切羽側へ移動する。

【0107】

（２）ズリ搬出工程
切羽換気工程後のズリ搬出工程では、ズリ搬出機械を用いて、発破によって生じた飛散石を坑口側へ搬出する。このズリ搬出機械としては、例えばタイヤによってトンネル床面を走行するものを挙げることができ、ズリを収集して搬出するためにトンネル切羽近傍を動き回ることになる。そのため、図１２に示すように、飛散防止カーテン２を坑口側へ移動させ、ズリ搬出機械によるズリの収集・搬出の妨げにならないようにすることが好ましい。具体的には、ズリ搬出機械の妨げにならないように、例えば切羽１４から坑口側に２０ｍ以上離れた位置に飛散防止カーテン２を移動させることが好ましい。

【0108】

また、図１２に示すように、図１１に示した状態から換気ダクト９を若干（５〜１０ｍ程度）切羽側へ移動させることが好ましい。ズリ搬出機械（例えば、クローラショベルやダンプトラック）のディーゼルエンジンから排気ガス（ＮＯｘやＣＯが含まれる）が排出されたり、ショベルで土砂を持ち上げたときに粉塵が発生したりするため、換気が必要だからである。

【0109】

（３）コンクリート一次吹付け工程
ズリを搬出した後は、コンクリートの一次吹付けを行う。コンクリート一次吹付け工程の平面図を図１３に示した。このコンクリート一次吹付け工程では、図１２に示した状態から換気ダクト９を所定の位置に移動させることが好ましい。具体的には、トンネル延伸方向における切羽１４から換気ダクト９までの距離を、切羽断面積の等価直径の１倍以内にすることが好ましい。すなわち、切羽断面積と同一の面積を有する真円の直径を等価直径といい、切羽１４から換気ダクト９までの距離がこの等価直径よりも短くなるようにすることが好ましい。ただし、換気ダクト９の位置が切羽１４に近すぎるとコンクリートの吹き付け作業の邪魔になるため、換気ダクト９をコンクリートの吹き付け作業に支障がない位置（切羽から５〜１０ｍ）まで離すことが好ましい。

【0110】

（４）支保工建て込み工程
（６）ロックボルト工程
コンクリートの一次吹付けを終えた後は、（４）支保工を建て込み、（５）コンクリートの二次吹付けを行い、（６）ロックボルトを打設する。（４）支保工建て込み工程、（６）ロックボルト工程では、換気ダクト９をトンネル延伸方向に後退させ、図９に示す状態にする。切羽近傍の側壁や天井壁に対して、支保工を立て込み、ロックボルトを打設するため、換気ダクト９が切羽近傍にあると、これらの作業の邪魔になるからである。なお、一次吹付け工程の平面図（図１３）に示すように、飛散防止カーテン２は既に坑口側に位置しているため、支保工の建て込み、ロックボルトの打設の邪魔にはならない。そのため、飛散防止カーテン２を移動させる必要は特にない。

【0111】

（５）コンクリート二次吹付け工程
（４）支保工建て込み工程と（６）ロックボルト工程の間に、コンクリートの二次吹付けを行う。コンクリートの吹付けを行うと、切羽近傍に微粒子が大量に発生し、切羽近傍の空気が汚染される。そのため、切羽近傍の空気を清浄化するために、換気ダクト９を再び切羽近傍まで移動させることが好ましい。換気ダクト９を移動させる位置は、図１３に示すコンクリート一次吹付け時と同じでよい。なお、コンクリート吹付け時のコンクリートが飛散防止カーテン２に付着しないようにするため、図１３に示すように、飛散防止カーテン２は坑口側へ退避させることが好ましい。

【0112】

（第２実施形態）
本発明に係るトンネル工事用装置は、前述の第１実施形態に限られるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、図１４と図１５に示したような第２実施形態にすることができる。この第２実施形態のようにダクトフレーム３０を省略することも可能である。なお、図１４に示すように、ダクトフレーム３０を省略すると、右側カーテン２Ｒの面積が小さくなってしまうというデメリットがある。

【0113】

第２実施形態では、第１レール３と第２レール３３を別々に設けており、第１実施形態のようなレール連結体３２を有していない。第１レール３やダクト連結体４１等については、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0114】

この第２実施形態では、第２レール３３の形状を第１実施形態とは異なる形状とし、具体的には第１レール３と同じＨ鋼にしている。３３ａが上フランジ部であり、３３ｂがウェブ部であり、３３ｃが下フランジ部である。

【0115】

また、第２レール３３の下方には、ダクト連結体４１と同じ構造のガイドレール連結体１４１を設けている。１４２がダクト移動用車輪であり、１４２ａがダクト移動用上車輪であり、１４２ｂがダクト移動用横車輪であり、１４６と１４７が車軸である。また、１４１ａが底部であり、１４１ｂが側壁部である。

【0116】

第２レール３３やガイドレール連結体１４１等については、構造が同じであるため、説明を省略する。

【0117】

なお、第２実施形態では、ダクトフレーム３０を用いないため、第２レール３３をカーテンレール用フレーム１８に接続している。

【0118】

また、第２実施形態のように、第１レール３と第２レール３３を別体にすると、トンネルの掘削に伴って、第１レール３と第２レール３３を別々のモーターを用いて、トンネル延伸方向に移動させる必要があるため、イニシャルコストやランニングコストが増加してしまう。そこで、図１５に示すように、第１レール３と第２レール３３の間を橋渡すようにレール連結体１３２を設け、第１レール３と第２レール３３のどちらか一方のレールを移動させれば、それにつられて、他方のレールも移動する構造にすることが好ましい。

【0119】

（第３実施形態）
本発明に係る第３実施形態を図１６に示した。この図１６に示すように、第２レール３３の周辺の構造に関して、図３に示した第１実施形態を上下逆転させてもよい。詳しくは、図１６に示した第３実施形態では、第２レール３３と支持軸４５の位置を第１実施形態から上下逆転させている。正面視で、箱型に形成された第２レール３３の上面が、カーテン移動用車輪３４の上に摺動可能に乗った状態になっており、第２レール３３の上面がカーテン移動用車輪３４の上をトンネル延伸方向に移動することにより、カーテン２がトンネル延伸方向に移動する構造になっている。その他の説明は前述の重複となるため省略する。

【0120】

また、第３実施形態では、ダクト連結体４１を設けずに、ボルトやナット等の既知の締結手段を用いて、第１レール３を換気ダクト９に直接連結している。そして、第１レール３の上フランジ部３ａがダクト移動用車輪４２の上に摺動可能に乗った状態になっており、第１レール３の上フランジ部３ａがダクト移動用車輪４２の上をトンネル延伸方向に移動することにより、換気ダクト９がトンネル延伸方向に移動する構造になっている。

【0121】

ダクト移動用車輪４２は、車輪連結体５０に連結している。この車輪連結体５０は、高さ方向に延在する縦連結体５０ａと、横断方向に延在する横連結体５０ｂを有し、縦連結体５０ａと横連結体５０ｂはその中間部分で連結されて一体になっている。具体的には、縦連結体５０ａの高さ方向中間部分に横連結体５０ｂがボルトやナットによって接続されており（溶接等で接続してもよい）、その接続部分を起点として（接続部分を基端部とする）、横連結体５０ｂが左右にそれぞれ延在する構成になっている。横連結体５０ｂの先端部の下面には、支持軸４５と連結軸４４を介して、カーテン移動用車輪３４が取り付けられている。

【0122】

車輪連結体５０ａの上部には、横断方向に延在する連結軸５０ｃが形成されており、この連結軸５０ｃの両端部にそれぞれ車輪連結体移動用車輪８０、８０が取り付けられている。この車輪連結体移動用車輪８０、８０は、連結部材２２の中間体２７の下面２７ａの上に摺動可能に乗った状態になっており、車輪連結体移動用車輪８０、８０が中間体２７の下面２７ａの上をトンネル延伸方向に移動することにより、車輪連結体５０がトンネル延伸方向に移動する構造になっている。

【0123】

（トンネル工事用装置、トンネル工事方法の効果）
本発明は、飛散防止カーテン２がガイドレール４０に沿って移動する構成である。このような構成にすることで、トンネル延伸方向への飛散防止カーテン２の移動が容易になり、トンネルの掘削の進行に合わせて、随時飛散防止カーテン２を切羽側へ移動させることができる。その結果、切羽１４と飛散防止カーテン２の間の距離が短くなり、破砕石が拡散せずに切羽近傍に集まるため、破砕石の掻き寄せ積み込み作業が楽になり、作業効率が向上する。

【0124】

また本発明では、飛散防止カーテン２の移動に用いる第１レール３と換気ダクト９の移動に用いる第２レール３３を別々に用意した。そのため、飛散防止カーテン２と換気ダクト９を別々にトンネル延伸方向に移動させることができる。例えば、飛散防止カーテン２と換気ダクト９の移動速度を変えたり、移動距離を変えたりすることができる。また、例えば飛散防止カーテン２を切羽側へ移動させ、換気ダクト９を坑口側へ移動させるなど、別々の方向に移動させることが可能である。また、飛散防止カーテン２と換気ダクト９の一方のみを移動させ、他方を移動させないという制御も可能となる。このような細やかな制御を可能にしたことで、例えば、（１）掘削工程、（２）ズリ搬出工程、（３）コンクリート一次吹付け工程、（４）支保工建て込み工程、（５）コンクリート二次吹付け工程、（６）ロックボルト工程において、飛散防止カーテン２と換気ダクト９を必要な位置に迅速に配置することができる。

【0125】

また、ダクト連結体３２によって第１レール３と第２レール３３を連結することにより、第１レール３と第２レール３３を一体で移動させることが可能である。そのため、第１レール３を動かすためのモーターと、第２レール３３を動かすためのモーターをそれぞれ別々に用意する必要がなくなり、イニシャルコストとランニングコストの低減を図ることができる。

【0126】

さらに、既設の設備（既設の第１レール３及び換気ダクト９）がある場合は、その第１レール３にダクト連結体３２と第２レール３３を取り付けることによって、本発明に係るトンネル工事用装置にすることができるため、イニシャルコストの低減を図ることができる。

【0127】

また、ガイドレール４０のみを用いる場合と比べて、ガイドレール４０と対向レール４を用いる場合の方が、カーテンレールフレーム１８を支持する箇所が増える。その結果、カーテンレールフレーム１８をより安定的にトンネル延伸方向へ移動させることができる。

【0128】

また、照明装置をガイドレールに沿って移動させるようにすると、従来よりも照明装置を容易に移動できるとともに、移動時間も短くなる。

【0129】

換気ダクト９と照明装置を一体化させる、またはガイドレール４０と照明装置を一体化させることで、トンネル延伸方向への移動の制御が容易になる。発破作業に伴って、換気ダクト９やガイドレール４０と、照明装置が移動するタイミングが同じになることが多いため、このような一体化が有効である。なお、照明装置、換気ダクト９およびガイドレール４０のすべてを一体にしても良い。また、照明装置を対向レール４に沿って移動させてもよい。照明装置の移動が容易になるとともに、移動時間を短縮できる。

【0130】

また、飛散防止カーテン２がバルーンの場合、飛散防止カーテン２を移動させる度に空気を出し入れしなければならない。ガイドレール４０を用いて飛散防止カーテン２を移動させる場合であっても、飛散防止カーテン２がトンネル周壁と擦れないようにするため、多少の空気の出し入れが必要となる。そこで、飛散防止カーテン２に網のカーテンを用いることで、空気の出し入れが不要となり、飛散防止カーテン２の移動が容易になり、移動時間を短縮できる。

【0131】

またバルーンカーテンは発破時の爆風によって破損する可能性が高い。そのため、切羽から所定距離（例えば５０ｍ以上）離して、バルーンカーテンを設置する必要がある。それに対して、飛散防止カーテン２が網のカーテンである場合は、爆風が網目を通り過ぎるため、爆風によって破損する危険性が少なくなる。その結果、切羽と飛散防止カーテン２（網）の間の距離を短くすることができ、破砕石を切羽近傍に留めることができる。

【0132】

なお、爆風を通過させる飛散防止カーテン２として、前記特許文献１や２のようなものも存在する。しかし、前記特許文献記載のカーテンは特注品になるため、イニシャルコストが高い。本発明の飛散防止カーテン２を一般的に入手可能なもの（例えば漁網）にすることで、イニシャルコストを大幅に抑えることができる。

【符号の説明】

【0133】

１：トンネル工事用装置、２：飛散防止カーテン、２Ｌ：左側カーテン、２Ｒ：右側カーテン、３：第１レール、３ａ：上フランジ部、３ｂ：ウェブ部、３ｃ：下フランジ部、４：対向レール、４ａ：上フランジ部、４ｂ：ウェブ部、４ｃ：下フランジ部、５：カーテンレール、５Ｈ：貫通孔、６：ガイドレール移動用車輪、９：換気ダクト、１０：トンネル側壁、１１：トンネル坑内、１３：吊下体、１４：トンネル切羽、１５：トンネル天井壁、１６：カーテンランナー、１８：カーテンレール用フレーム、１９：支持部材、１９Ｌ：縦部材、１９Ｓ：横部材、２１：カーテン横移動用車輪、２１ａ：連結軸、２１ｂ：支持軸、２３：チェーン、２４：フック、２６：リング、２７：中間体、２７ａ：下面、３０：ダクトフレーム、３２：レール連結体、３２Ｌ：左延在部、３２Ｒ：右延在部、３３：第２レール、３３Ｌ：左側第２レール、３３Ｒ：右側第２レール、３３Ｈ：貫通孔、３４：カーテン移動用車輪（第２車輪）、３５：換気ダクト移動用モーター、３６：ガイドレール移動用モーター、３７：カーテン移動用モーター、４０：ガイドレール、４１：ダクト連結体、４１ａ：底部、４１ｂ：側壁部４１ｂ、４２：ダクト移動用車輪、４２ａ：ダクト移動用上車輪（第１車輪）、４２ｂ：ダクト移動用横車輪（第１車輪）、４３：補強体、４４：連結軸、４５：支持軸、４６：車軸、４７：車軸、５０：車輪連結体、５０ａ：縦連結体、５０ｂ：横連結体、５０ｃ：連結軸、５５：貫通孔、６１：カーテンレール用フレーム連結体、６１ａ：底部、６１ｂ：側壁部、６２：カーテンレールダクト移動用上車輪、６３：カーテンレールダクト移動用横車輪、６６：車軸、６７：車軸、７０：Ｌ字金具、８０：車輪連結体移動用車輪、１３２：レール連結体、１４１：ガイドレール連結体、１４１ａ：底部、１４１ｂ：側壁部、１４２：ダクト移動用車輪、１４２ａ：ダクト移動用上車輪、１４２ｂ：ダクト移動用横車輪、１４６：車軸、１４７：車軸、ＢＰ：基準点、Ｌ１：垂直仮想線、Ｌ２：左側仮想線、Ｌ３：右側仮想線、Ｎ１：左側側壁と地面の接点（Ｐ１）から基準点（ＢＰ）までの距離、Ｎ２：右側側壁と地面の接点（Ｐ１）から基準点（ＢＰ）までの距離、Ｐ１：左側側壁と地面の接点、Ｐ２：右側側壁と地面の接点、α：垂直仮想線（Ｌ１）と左側仮想線（Ｌ２）の間の角度、β：垂直仮想線（Ｌ１）と右側仮想線（Ｌ３）の間の角度、θ：左側仮想線（Ｌ２）と右側仮想線（Ｌ３）の間の角度

【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】

【図17】