2025-135552 支保工設置用台車及び既設トンネルの補修・補強工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025135552

(43)【公開日】2025-09-18

(54)【発明の名称】支保工設置用台車及び既設トンネルの補修・補強工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/40 20060101AFI20250910BHJP

   E21D 11/18 20060101ALI20250910BHJP

【ＦＩ】

E21D11/40 A

E21D11/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2025008623

(22)【出願日】2025-01-21

(31)【優先権主張番号】P 2024033241

(32)【優先日】2024-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000201478

【氏名又は名称】前田建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】春田 克樹

(72)【発明者】

【氏名】浅井 秀明

【テーマコード（参考）】

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D155BB02

2D155CA04

2D155CA06

2D155CA07

2D155CA08

2D155FB01

2D155GB02

2D155LA16

(57)【要約】

【課題】既設トンネルの補修・補強工法において、所定の支保工設置予定位置に鋼製支保工を設置する機械化施工が可能な支保工設置用台車に関する技術を提供する。
【解決手段】既設トンネルを補修・補強する工法に適用され、当該既設トンネルの内壁面に沿って鋼製支保工を設置するための支保工設置用台車であって、既設トンネルの内部をその延在方向に沿って走行可能な自走式架台と、自走式架台に搭載される可動式のエレクターアームと、エレクターアームに設けられると共に鋼製支保工の把持状態とその解除が自在な支保工把持ユニットと、を有する支保工設置装置と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設トンネルを補修・補強する工法に適用され、当該既設トンネルの内壁面に沿って鋼製支保工を設置するための支保工設置用台車であって、
前記既設トンネルの内部をその延在方向に沿って走行可能な自走式架台と、
前記自走式架台に搭載される可動式のエレクターアームと、前記エレクターアームに設けられると共に前記鋼製支保工の把持状態とその解除が自在な支保工把持ユニットと、を有する支保工設置装置と、
を備える、支保工設置用台車。

【請求項2】

前記既設トンネルの底部に設置するための底部用鋼製支保工を保持する底部用鋼製支保工保持装置を、更に備える、
請求項１に記載の支保工設置用台車。

【請求項3】

前記支保工設置装置が前記自走式架台の前方側に設けられ、前記底部用鋼製支保工保持装置が前記自走式架台の後方側に設けられている、
請求項２に記載の支保工設置用台車。

【請求項4】

前記底部用鋼製支保工保持装置は、前記自走式架台の前後方向に沿って延在するレールと、前記レールに沿って移動可能に設けられた巻上機と、を有し、
前記レールは、前記自走式架台よりも後方に突出するように設けられている、
請求項３に記載の支保工設置用台車。

【請求項5】

前記自走式架台は門型フレームを有するガントリー型の架台であり、前記門型フレームの下方空間に前記鋼製支保工を運搬する支保工運搬用台車を格納自在である、
請求項１から４の何れか一項に記載の支保工設置用台車。

【請求項6】

請求項１に記載された支保工設置用台車を用いて既設トンネルの内壁面に前記鋼製支保工を設置する既設トンネルの補修・補強工法。

【請求項7】

前記既設トンネルは導水路トンネルである、請求項６に記載の既設トンネルの補修・補強工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、支保工設置用台車及びそれを用いた既設トンネルの補修・補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

既設トンネルを補修・補強する工法として、内巻き工法が知られている。内巻き工法の一例として、既設のトンネル内壁面に補修・補強用パネルを固定し、パネル背面の間隙にグラウトモルタルなどの充填材を充填する工法が挙げられる。内巻き工法において鋼製支保工を適用する場合、既設のトンネル内壁面に沿って鋼製支保工を設置した後、鋼製支保工や、鋼製支保工間に架設されるアングル部材などに補修・補強用パネルが固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案登録第３２１１８９５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

既設トンネルの補修・補強工法において、作業用台車を用いて鋼製支保工を既設のトンネル内壁面に沿って設置する場合がある。しかしながら、既設トンネルを補修・補強するための従来の作業用台車は、作業用台車の作業ステージ上を有するものの、鋼製支保工の設置作業を人手に頼らざるを得なかった。鋼製支保工は重量物であるため、トンネル内壁面に鋼製支保工を設置する作業に要する労力が大きく、作業効率が低かった。

【0005】

本開示に係る技術は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、既設トンネルの補修・補強工法において、所定の支保工設置予定位置に鋼製支保工を設置する機械化施工が可能な支保工設置用台車に関する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る一態様は、既設トンネルを補修・補強する工法に適用され、当該既設トンネルの内壁面に沿って鋼製支保工を設置するための支保工設置用台車であって、
前記既設トンネルの内部をその延在方向に沿って走行可能な自走式架台と、
前記自走式架台に搭載される可動式のエレクターアームと、前記エレクターアームに設けられると共に前記鋼製支保工の把持状態とその解除が自在な支保工把持ユニットと、を有する支保工設置装置と、
を備える支保工設置用台車である。

【0007】

前記既設トンネルの底部に設置するための底部用鋼製支保工を保持する底部用鋼製支保工保持装置を、更に備えていてもよい。

【0008】

前記支保工設置装置が前記自走式架台の前方側に設けられ、前記底部用鋼製支保工保持装置が前記自走式架台の後方側に設けられていてもよい。

【0009】

前記底部用鋼製支保工保持装置は、前記自走式架台の前後方向に沿って延在するレールと、前記レールに沿って移動可能に設けられた巻上機と、を有し、
前記レールは、前記自走式架台よりも後方に突出するように設けられていてもよい。

【0010】

前記自走式架台は門型フレームを有するガントリー型の架台であり、前記門型フレーム
の下方空間に前記鋼製支保工を運搬する支保工運搬用台車を格納自在であってもよい。

【0011】

また、上述した支保工設置用台車を用いて既設トンネルの内壁面に前記鋼製支保工を設置する既設トンネルの補修・補強工法を提供できる。

【0012】

また、前記既設トンネルは導水路トンネルであってもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、既設トンネルの補修・補強工法において、所定の支保工設置予定位置に鋼製支保工を設置する機械化施工が可能な支保工設置用台車に関する技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施形態に係る支保工設置用台車の斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る支保工設置用台車の正面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る支保工設置装置の設置態様を説明する図である。

【図4】図４は、実施形態に係る支保工設置装置を説明する図である。

【図5】図５は、実施形態に係る支保工設置装置を説明する図である。

【図6】図６は、実施形態に係るコントローラーの上面図である。

【図7】図７は、実施形態に係る支保工設置用台車を用いたトンネル補修・補強工法を説明する図である。

【図8】図８は、実施形態に係る支保工設置用台車を用いたトンネル補修・補強工法を説明する図である。

【図9】図９は、変形例に係る支保工設置用台車を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、既設トンネルを補修・補強する工法に適用され、当該既設トンネルの内壁面に沿って鋼製支保工を設置するための支保工設置用台車、及び、これを用いた既設トンネルの補修・補強工法について説明する。なお、本実施形態に係る既設トンネルの補修・補強工法を適用する既設トンネルとして導水路トンネルが挙げられるが、既設トンネルであれば特に限定されない。

【0016】

＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る支保工設置用台車１の斜視図である。図２は、実施形態に係る支保工設置用台車１の正面図である。支保工設置用台車１は、既設トンネルの内部をその延在方向に沿って走行可能な自走式架台２と、自走式架台２に搭載される支保工設置装置４を有している。図１に、支保工設置用台車１の前後左右上下方向を示す。

【0017】

自走式架台２は、門型フレーム２１を有するガントリー型の架台として構成されており、図示の例では３つの門型フレーム２１が前後方向に伸びるフレームを介して相互に連結されている。ガントリー型の架台として構成された自走式架台２は、図２に示すように、門型フレーム２１の下方空間Ｓ１に、鋼製支保工を運搬する支保工運搬用台車６０を格納することが自在となっている。勿論、自走式架台２の構造については特に限定されない。

【0018】

支保工設置用台車１は、既設トンネル内を自走するための走行輪２２を、その前後左右にそれぞれ有している。また、自走式架台２は、高さ方向において上段に位置する上段横架フレーム２３、支保工設置装置固定用横架フレーム２４Ａ，２４Ｂ、上段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２５Ａ，２５Ｂ、下段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２６Ａ，２６Ｂなどを含む。これら各横架フレームは、支保工設置用台車１の高さ方向に
直交する方向に横架されたフレームとして構成されている。上段横架フレーム２３は、後述する上段メイン作業ステージ２７を支持するためのフレームである。支保工設置装置固定用横架フレーム２４Ａ，２４Ｂは、支保工設置装置４を固定するためのフレームであり、上段横架フレーム２３より下方に間隔を空けて設けられている。上段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２５Ａ，２５Ｂは、上段サイド作業ステージ２８Ａ，２８Ｂを支持するためのフレームであり、門型フレーム２１から側方に張り出すように設けられている。下段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２６Ａ，２６Ｂは、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂを支持するためのフレームであり、門型フレーム２１から側方に張り出すように設けられている。

【0019】

自走式架台２には、作業員が作業するための作業ステージが設置されている。本実施形態においては、自走式架台２の上段位置に上段メイン作業ステージ２７、上段サイド作業ステージ２８Ａ，２８Ｂ、自走式架台２の下段位置に下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂが設けられている。上段メイン作業ステージ２７は、上段横架フレーム２３上に設置されている。上段サイド作業ステージ２８Ａ，２８Ｂは上段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２５Ａ，２５Ｂ上に設置されており、上段メイン作業ステージ２７の左右両側に配置されている。また、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂは下段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２６Ａ，２６Ｂ上に設置されている。但し、自走式架台２に設置される各作業ステージの位置、大きさ、数などの態様は特に限定されない。また、上段サイド作業ステージ２８Ａ，２８Ｂや下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂは、支保工設置用台車１の前後方向にスライド可能な可動ステージとして構成されていてもよい。

【0020】

支保工設置装置４は、自走式架台２における支保工設置装置固定用横架フレーム２４Ａ，２４Ｂに固定される。図３は、実施形態に係る支保工設置装置４の設置態様を説明する図である。支保工設置装置４の設置態様を理解しやすくする目的で、便宜上、自走式架台２の上段部分（上段メイン作業ステージ２７や上段サイド作業ステージ２８Ａ，２８Ｂなど）の図示を適宜割愛している。図４及び図５は、実施形態に係る支保工設置装置４を説明する図である。

【0021】

支保工設置装置４は、スライダー４１及び取付用アーム４２を含むエレクターアーム４０、支保工把持ユニット４３、連結ユニット４４、及び、これらの各機構を駆動するための付属装置、駆動源などを備えたエレクター装置である。本実施形態において、支保工設置装置４は、支保工設置用台車１の前方側に設置されている。エレクターアーム４０のスライダー４１は、例えば、自走式架台２における支保工設置装置固定用横架フレーム２４Ａ，２４Ｂに固定されている。より具体的には、スライダー４１は水平姿勢で支保工設置装置固定用横架フレーム２４Ａ，２４Ｂの間に配置されている。スライダー４１は、支保工設置装置固定用横架フレーム２４Ａ，２４Ｂに固定される基部４１１、基部４１１に対して伸縮可能に搭載されたスライド部４１２、スライド部４１２に搭載されたロッド部４１３などを有している。図４に示すＸ１は、スライダー４１の主軸である。スライダー４１における基部４１１、スライド部４１２、ロッド部４１３は主軸Ｘ１を中心軸として同軸に配置されている。

【0022】

スライダー４１は、基部４１１に対してスライド部４１２を主軸Ｘ１方向に沿って伸縮スライドさせることが可能である。本実施形態において、スライダー４１の主軸Ｘ１は、支保工設置用台車１の前後方向と一致しており、図４中において矢印Ａ方向にスライド部４１２を伸縮することができる。また、スライダー４１のロッド部４１３は、主軸Ｘ１を回動軸として正逆方向（図４において矢印Ｂで示す）へ回動自在に構成されている。

【0023】

スライダー４１のロッド部４１３には、一方向に伸びるロッド形態を有する取付用アーム４２が連結されている。本実施形態において、取付用アーム４２は、ベースロッド部４
２１と、ベースロッド部４２１に対して軸方向に伸縮自在に搭載された伸縮ロッド部４２２などを有している。図４中、符号Ｘ２は、取付用アーム４２の中心軸（以下、「アーム軸」という）である。取付用アーム４２のベースロッド部４２１及び伸縮ロッド部４２２は同軸に配置されている。図４中、矢印Ｃで示されるように、取付用アーム４２は、アーム軸Ｘ２に沿って伸縮自在となっている。すなわち、取付用アーム４２は、ベースロッド部４２１に対して伸縮ロッド部４２２が軸方向にスライドすることによって、アーム軸Ｘ２に沿って（矢印Ｃ方向に）伸縮自在となっている。

【0024】

連結ユニット４４は、スライダー４１と取付用アーム４２とを連結するユニットである。連結ユニット４４は、例えば、スライダー４１のロッド部４１３と、取付用アーム４２のベースロッド部４２１との間に介在しており、ロッド部４１３に対してベースロッド部４２１を回動及び揺動の各動作を可能とするリンク機構や駆動用シリンダなどを含んで構成されている。

【0025】

連結ユニット４４は、回動軸Ｘ３を回動軸として、スライダー４１のロッド部４１３に対して取付用アーム４２のベースロッド部４２１を正逆方向（図４において矢印Ｄで示す）へ回動自在に連結している。回動軸Ｘ３は、スライダー４１の主軸Ｘ１に対して直交している。回動軸Ｘ３は、支保工設置用台車１の上下方向に伸びる軸として設定されている。また、連結ユニット４４は、揺動軸Ｘ４を中心として、スライダー４１のロッド部４１３に対して取付用アーム４２のベースロッド部４２１を正逆方向へ揺動自在（図４において矢印Ｅで示す）に連結している。揺動軸Ｘ４は、回動軸Ｘ３に対して直交しており、略水平方向に伸びる軸として設定されている。

【0026】

次に、支保工把持ユニット４３について説明する。支保工把持ユニット４３は、取付用アーム４２における伸縮ロッド部４２２の先端側に設けられた取付部４２３に取り付けられている。図５に示す形態は一例であるが、支保工把持ユニット４３は、伸縮ロッド部４２２の取付部４２３に連結される第１フレーム部４３１、当該第１フレーム部４３１に連結される第２フレーム部４３２、第２フレーム部４３２に設けられた一対のクランプ４３３Ａ，４３３Ｂなどを備えている。支保工把持ユニット４３の第１フレーム部４３１は、回動軸Ｘ５を中心として正逆方向へ回動自在（図５において矢印Ｆで示す）に取付用アーム４２の取付部４２３に連結されている。回動軸Ｘ５は、取付用アーム４２のアーム軸Ｘ２に対して直交している。また、支保工把持ユニット４３の第２フレーム部４３２は、リンク機構を介して第１フレーム部４３１と連結されており、回動軸Ｘ６を中心に正逆方向へ回動自在（図５において矢印Ｇで示す）である。回動軸Ｘ６は、アーム軸Ｘ２及び回動軸Ｘ５に対して直交している。

【0027】

第２フレーム部４３２は、一方向に伸びるフレーム部材であり、その延伸方向における一方側にクランプ４３３Ａが設けられ、他方側にクランプ４３３Ｂが設けられている。第２フレーム部４３２は、図４及び図５などに示すように一対のクランプ４３３Ａ，４３３Ｂによって側部用鋼製支保工５０を側方から挟み込むことで把持することが可能となっている。各クランプ４３３Ａ，４３３Ｂは、第２フレーム部４３２の厚さ方向に間隔をあけて互いに対向配置される一対のクランプ片４３４Ａ，４３４Ｂを有し、図示しない作動源によってこれらクランプ片４３４Ａ，４３４Ｂの間隔を変更することが可能である（図５において矢印Ｈで示す）。各クランプ片４３４Ａ，４３４Ｂは、クランプ片４３４Ａ，４３４Ｂの間隔を狭めることによって側部用鋼製支保工５０を把持し、上記間隔を広げることによって側部用鋼製支保工５０の把持状態を解除する。なお、側部用鋼製支保工５０は、既設トンネルの内壁面に沿って設置される鋼製支保工である。本実施形態においては、既設トンネルのアーチ状の内壁面に沿うように側部用鋼製支保工５０が湾曲されているが、側部用鋼製支保工５０の形状は特に限定されず、既設トンネルの内壁面形状に応じて適宜変更することができる。

【0028】

図６は、支保工設置装置４を操作するためのコントローラー８の上面図である。符号８０は起動スイッチである。起動スイッチ８０は、支保工設置装置４の起動とその停止を操作するためのスイッチである。符号８１は非常停止ボタンである。非常停止ボタン８１が押されると、支保工設置装置４が非常停止される。

【0029】

符号８２は、クランプ開閉スイッチである。クランプ開閉スイッチ８２の閉スイッチ８２Ａが押されると、支保工把持ユニット４３におけるクランプ４３３Ａ，４３３Ｂにおける各クランプ片４３４Ａ，４３４Ｂの間隔が狭まる方向に作動し、側部用鋼製支保工５０が把持される。そして、クランプ開閉スイッチ８２の開スイッチ８２Ｂが押されると、クランプ４３３Ａ，４３３Ｂにおける各クランプ片４３４Ａ，４３４Ｂの間隔が広がる方向に作動し、側部用鋼製支保工５０の把持状態が解除される。

【0030】

符号８３～８６は、第１～第４操作レバーである。例えば、第１操作レバー８３～第３操作レバー８５は、上下左右方向に傾倒可能な操作スイッチである。また、第４操作レバー８６は、左右方向に傾倒可能な操作スイッチである。第１操作レバー８３を上下方向に操作すると、スライダー４１のスライド部４１２を伸縮動作させることができる。一方、第１操作レバー８３を左右方向に操作すると、スライダー４１のロッド部４１３を正逆方向に回動させることができ、その結果、取付用アーム４２を左右に旋回させることができる。

【0031】

第２操作レバー８４を上下方向に操作すると、取付用アーム４２の伸縮ロッド部４２２を伸縮動作させることができる。一方、第２操作レバー８４を左右方向に操作すると、スライダー４１のロッド部４１３に対して取付用アーム４２のベースロッド部４２１が回動軸Ｘ３周りに回動する（図４において矢印Ｄ方向）。例えば、支保工把持ユニット４３（第２フレーム部４３２）の長手方向が、支保工設置用台車１の横方向（左右方向）を向くような姿勢（図４に示す状態）と、支保工把持ユニット４３（第２フレーム部４３２）の長手方向が支保工設置用台車１の前後方向を向くような姿勢とを切り替え可能なように、取付用アーム４２のベースロッド部４２１が回動軸Ｘ３周りに９０°の範囲で回動自在となっていてもよい。

【0032】

また、第３操作レバー８５を上下方向に操作すると、スライダー４１のロッド部４１３に対して取付用アーム４２のベースロッド部４２１が揺動軸Ｘ４周りに揺動する（図４において矢印Ｅ）。これによれば、スライダー４１の主軸Ｘ１に対して、取付用アーム４２のベースロッド部４２１をピッチング動作させることができる。一例として、図４に示すように、アーム軸Ｘ２が主軸Ｘ１に対して直交することで取付用アーム４２が垂直下方を向く姿勢と、アーム軸Ｘ２が主軸Ｘ１と平行になることで取付用アーム４２の仰角が０°となるような姿勢（すなわち、取付用アーム４２が水平となる姿勢）とを切り替え可能なように、取付用アーム４２が揺動軸Ｘ４周りに９０°の範囲で揺動自在となっていてもよい。

【0033】

第３操作レバー８５を左右方向に操作すると、支保工把持ユニット４３の第１フレーム部４３１が回動軸Ｘ５周りに回動する（図５において矢印Ｆ方向）。これにより、取付用アーム４２に対して支保工把持ユニット４３のピッチング動作が可能となる。一方、第３操作レバー８５を左右方向に操作すると、支保工把持ユニット４３の第２フレーム部４３２が回動軸Ｘ６周りに回動する（図５において矢印Ｇ方向）。これにより、取付用アーム４２に対して支保工把持ユニット４３のローリング動作が可能となる。

【0034】

なお、支保工設置装置４を駆動するアクチュエータは、電動アクチュエータ、油圧アクチュエータなどが挙げられ、駆動源について特に限定されない。符号８７は、取付用アー
ム４２の旋回速度を調整する速度調整摘みである。速度調整摘み８７を操作することで、取付用アーム４２の旋回速度を増減させることができる。符号８８は、支保工設置装置４を駆動する油圧アクチュエータの油圧ポンプ流量を調整するための速度調整摘みである。勿論、図６に示したコントローラー８の構成は一例であり、適宜変更することができる。

【0035】

次に、支保工設置用台車１に設けられた底部用鋼製支保工保持装置７について説明する。底部用鋼製支保工保持装置７は、底部用（インバート用）鋼製支保工９０（図７を参照）を保持可能な装置である。本実施形態において、底部用鋼製支保工保持装置７は、支保工設置用台車１（自走式架台２）の後方側に配置されている。底部用鋼製支保工保持装置７は、支保工設置用台車１の前後方向に沿って延在するレール７１、レール７１に沿って移動可能に設けられた巻上機７２を有し、巻上機７２によって底部用鋼製支保工９０を吊り上げた状態で保持することができる。また、レール７１は、支保工設置用台車１（自走式架台２）よりも後方に突き出されるようにして設けられている。底部用鋼製支保工保持装置７は、例えばモノレールクレーン（テルハ）であってもよい。勿論、底部用鋼製支保工保持装置７は、底部用鋼製支保工９０を保持可能な態様であれば、その具体的な構造は特に限定されない。

【0036】

底部用鋼製支保工保持装置７のレール７１は、例えば、自走式架台２の上段横架フレーム２３における下面に固定されていてもよい。巻上機７２は、例えば、レール７１に沿って移動可能に取り付けられている。底部用鋼製支保工９０は、既設トンネルの底部に沿って、必要に応じて設置される鋼製支保工である。巻上機７２には、底部用鋼製支保工９０を吊り上げるためのチェーン７３が巻き取られている。更に、巻上機７２には、コントローラー７４が付設されている。コントローラー７４によって、巻上機７２をレール７１に沿って移動させたり、巻上機７２におけるチェーン７３の巻き取り・引き出しの各操作を行うことができる。

【0037】

以下、本実施形態に係る支保工設置用台車１を用いたトンネル補修・補強工法の手順を例示的に説明する。

【0038】

図７及び図８は、実施形態に係る支保工設置用台車１を用いたトンネル補修・補強工法を説明する図である。具体的には、既設トンネル内において、新たに側部用鋼製支保工５０を設置する新設区域に支保工設置用台車１をセットした状態を示している。図７は斜視図であり、図８は側面図である。支保工設置用台車１は、既設トンネルが伸びる長手方向（軸方向）に沿って図中の進行方向に向かって順次、側部用鋼製支保工５０及び底部用鋼製支保工９０を設置する作業を行っている。

【0039】

なお、符号５０Ｌ，５０Ｒは、既にトンネルの内壁面に沿って設置済みの側部用鋼製支保工である。支保工設置用台車１の進行方向を基準にして、５０Ｌは左側のトンネル内壁面に沿って設置された側部用鋼製支保工、５０Ｒは右側のトンネル内壁面に沿って設置された側部用鋼製支保工である。新たに設置される側部用鋼製支保工５０は、トンネル内壁面に沿って設置された後、トンネル長手方向において後方に隣接する既設の側部用鋼製支保工５０Ｌ，５０Ｒから延びる倒れ止め用の繋ぎ材を介して連結される。

【0040】

また、既設トンネルの同一横断面内に設置される左右一対の側部用鋼製支保工５０Ｌ，５０Ｒは、天端同士が連結される。左右の側部用鋼製支保工５０Ｌ，５０Ｒ同士の天端連結は、例えば、上段メイン作業ステージ２７に配置された作業員が行うようにしてもよい。左右の側部用鋼製支保工５０Ｌ，５０Ｒの天端同士を連結する連結具は特に限定されず、ボルト及びナットを用いてもよいし、ワンタッチ継手方式の連結具を用いてもよい。

【0041】

また、図７及び図８に示す符号９０´は、トンネル底部に設置済みの底部用鋼製支保工
である。本実施形態においては、支保工設置用台車１の前方側で側部用鋼製支保工５０の設置作業を行い、支保工設置用台車１の後方側で底部用鋼製支保工９０の設置作業が行われる。また、図７及び図８に示す例では、支保工設置用台車１の底部用鋼製支保工保持装置７によって、底部用鋼製支保工９０が吊り上げられた状態で保持されている。これは、例えば、これから施工に用いられる側部用鋼製支保工５０及び底部用鋼製支保工９０を載置する支保工運搬用台車６０を自走式架台２の下方空間Ｓ１を通じて支保工設置用台車１の後方位置まで移動させ、底部用鋼製支保工保持装置７によって底部用鋼製支保工９０を吊り上げ保持したものである。この底部用鋼製支保工９０の各端部は、天端同士が連結された既設の側部用鋼製支保工５０Ｌ，５０Ｒ（図７において符号（Ｉ）を併記する）の脚部にそれぞれ連結される。その結果、左右の側部用鋼製支保工５０Ｌ，５０Ｒと底部用鋼製支保工９０とが環状に閉合した状態となる。

【0042】

底部用鋼製支保工保持装置７によって底部用鋼製支保工９０を荷取した後、支保工運搬用台車６０を再び自走式架台２の下方空間Ｓ１を通じて支保工設置用台車１の前方位置まで移動させる（図７及び図８を参照）。なお、側部用鋼製支保工５０及び底部用鋼製支保工９０は長尺であるため、トンネル長手方向（支保工設置用台車１の前後方向）に沿って長尺方向（長手方向）が向くような姿勢で支保工運搬用台車６０に載置し、運搬するようにしている。

【0043】

次に、コントローラー８を用いて支保工設置装置４を操作し、支保工運搬用台車６０に載置された側部用鋼製支保工５０を支保工設置装置４の支保工把持ユニット４３によって荷取りする。側部用鋼製支保工５０を荷取りする際の準備段階として、取付用アーム４２は、そのアーム軸Ｘ２が垂直下方を向き、且つ、支保工把持ユニット４３における各クランプ４３３Ａ，４３３Ｂが支保工設置用台車１の前後方向に沿って並ぶような支保工荷取用姿勢とされる。これは、支保工運搬用台車６０に載置された側部用鋼製支保工５０の長尺方向と支保工把持ユニット４３の向きを合わせ、取付用アーム４２を伸ばした際に支保工把持ユニット４３によって円滑に側部用鋼製支保工５０を把持しやすくするためである。そして、この状態から、支保工把持ユニット４３における一対のクランプ４３３Ａ，４３３Ｂの各クランプ片４３４Ａ，４３４Ｂ間に側部用鋼製支保工５０が受け入れられるように取付用アーム４２を伸長させる（図７及び図８を参照）。この状態から、コントローラー８の閉スイッチ８２Ａを操作することにより、支保工把持ユニット４３におけるクランプ４３３Ａ，４３３Ｂによって側部用鋼製支保工５０が把持される。

【0044】

次に、回動軸Ｘ３を中心として取付用アーム４２を９０°回転させ、取付用アーム４２を、支保工把持ユニット４３における一対のクランプ４３３Ａ，４３３Ｂが支保工設置用台車１の横方向（左右方向）に沿って並ぶような支保工据付用姿勢に切り替える。その結果、支保工把持ユニット４３に把持された側部用鋼製支保工５０の長尺方向が、支保工設置用台車１の前後方向、すなわちトンネル長手方向に対して直交するように切り替えられる。ここで、取付用アーム４２を支保工荷取用姿勢から支保工据付用姿勢に切り替える際、支保工把持ユニット４３に把持された状態で回転する側部用鋼製支保工５０が支保工設置用台車１における下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂなどと干渉、衝突しないように、スライダー４１におけるスライド部４１２の伸長長さが適正に調整される。スライダー４１におけるスライド部４１２は、支保工設置装置４によって側部用鋼製支保工５０を荷取りする時点で適正な長さまで予め伸ばしておくよい。

【0045】

上記のように取付用アーム４２を支保工据付用姿勢に切り替えた後、支保工把持ユニット４３に側部用鋼製支保工５０を把持した状態で、エレクターアーム４０（スライダー４１、取付用アーム４２）を動作させ、側部用鋼製支保工５０を所定の支保工設置予定位置に移動させる。その際、必要に応じて、支保工把持ユニット４３の姿勢調整（ピッチング動作、ローリング動作など）を併せて行うことにより、側部用鋼製支保工５０の姿勢を細
やかに調整することもできる。

【0046】

上記のように、支保工設置装置４によって側部用鋼製支保工５０を支保工設置予定位置に移動させた後、当該支保工設置予定位置に側部用鋼製支保工５０を設置する。例えば、図７において符号５０Ｒ（Ｊ）で示す側部用鋼製支保工を新たに設置する場合、当該側部用鋼製支保工５０Ｒ（Ｊ）を支保工把持ユニット４３で把持した状態で、側部用鋼製支保工５０Ｒ（Ｊ）のトンネル長手方向後方に隣接する既設の側部用鋼製支保工５０Ｒ（Ｋ）と繋ぎ材を介して連結する。また、既設トンネルにおいて、側部用鋼製支保工５０Ｒ（Ｊ）と同一横断面内に位置する既設の側部用鋼製支保工５０Ｌ（Ｊ）と当該側部用鋼製支保工５０Ｒ（Ｊ）の天端同士を連結する。なお、繋ぎ材を用いたトンネル長手方向に隣接する側部用鋼製支保工５０同士の連結作業は、例えば、上段メイン作業ステージ２７、上段サイド作業ステージ２８Ａ，２８Ｂ、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂなどに配置された作業員が行うようにしてもよい。

【0047】

また、左右の側部用鋼製支保工５０の天端同士を連結する連結具としてワンタッチ継手方式の連結具を用いる場合、支保工設置装置４の支保工把持ユニット４３で設置対象の側部用鋼製支保工５０を把持した状態で、連結相手となる側部用鋼製支保工５０と天端同士を連結してもよい。つまり、人手を介さずに、支保工設置装置４の操作によって、左右の側部用鋼製支保工５０の天端同士を連結してもよい。また、トンネル長手方向に隣接する側部用鋼製支保工５０間には、既設のトンネル内壁面を補修・補強するための補修・補強用パネルを取り付けるためのパネル取付用アングル部材を架設してもよい。パネル取付用アングル部材の架設作業は、上述した繋ぎ材の架設作業と同様、上段メイン作業ステージ２７、上段サイド作業ステージ２８Ａ，２８Ｂ、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂなどを使用することができる。

【0048】

なお、既設トンネルに設置された左右の側部用鋼製支保工５０と底部用鋼製支保工９０とが相互に連結されて環状に閉合した後は、例えば、トンネル底部にインバートコンクリートを打設し、側部用鋼製支保工５０間に架設したパネル取付用アングル部材に補修・補強用パネルを固定した後、トンネル内壁面に沿って設置された補修・補強用パネルにおける背面の間隙にグラウトモルタルなどの充填材を充填する各工程が行われてもよい。なお、補修・補強対象となるトンネルによっては底部用鋼製支保工９０の設置が省略される場合がある。

【0049】

以上のように、本実施形態に係る支保工設置用台車１及びこれを用いた既設トンネルの補修・補強工法によれば、支保工運搬用台車６０などに載置された側部用鋼製支保工５０を支保工設置装置４によって荷取した後、エレクターアーム４０の動作によって支保工把持ユニット４３を任意の位置に移動させることができる。これにより、支保工把持ユニット４３によって把持した側部用鋼製支保工５０を所望の支保工設置予定位置に精度よく移動させ、設置することができる。そして、従来のように側部用鋼製支保工５０を人手で支保工設置予定位置に移動させて設置する必要がないため、人手による作業負荷を軽減し、作業効率を向上することができる。これにより、所定の支保工設置予定位置に鋼製支保工を設置することの可能な機械化施工技術を提供することが可能となる。

【0050】

また、支保工設置用台車１は、既設トンネルの底部に設置するための底部用鋼製支保工９０を保持する底部用鋼製支保工保持装置７を備えている。これによれば、側部用鋼製支保工５０だけでなく、底部用鋼製支保工９０の設置についても機械化施工が可能となり、人手による作業負荷をより一層軽減し、作業効率を一段と向上できる。特に、本実施形態に係る支保工設置用台車１は、支保工設置装置４を支保工設置用台車１（自走式架台２）の前方側に配置し、底部用鋼製支保工保持装置７を支保工設置用台車１（自走式架台２）の後方側に配置するようにした。これによれば、支保工設置用台車１の前方側で支保工設
置装置４を用いた側部用鋼製支保工５０の設置作業を行い、支保工設置用台車１の後方側で底部用鋼製支保工保持装置７を用いた底部用鋼製支保工９０の作業を行うことで、効率的な施工が可能となる。

【0051】

更に、底部用鋼製支保工保持装置７のレール７１は、自走式架台２よりも後方に突出するように設けられている。そのため、底部用鋼製支保工保持装置７によって保持した底部用鋼製支保工９０を既設トンネルの底部に設置する際、自走式架台２よりも後方側に底部用鋼製支保工９０を設置することができる。つまり、自走式架台２と干渉することなく、底部用鋼製支保工９０の設置作業が可能となる。なお、上記のように、底部用鋼製支保工保持装置７は、レール７１及び巻上機７２の組み合わせに限定されず、底部用鋼製支保工９０を保持可能な態様であれば種々の態様を採用できる。例えば、支保工設置装置４と同様なエレクター装置によって底部用鋼製支保工９０の保持、据え付けが可能な構成を採用してもよい。

【0052】

また、上述までの具体例では、支保工設置用台車１の支保工設置装置４が単一のエレクターアーム４０を有する態様について説明したが、支保工設置装置４が複数のエレクターアーム４０を有していてもよい。例えば、支保工設置装置４が一対のエレクターアーム４０を備え、一対のエレクターアーム４０を使い分けて左右の側部用鋼製支保工５０Ｌ，５０Ｒをそれぞれ設置してもよい。また、本実施形態における支保工設置用台車１は、トンネル内壁面に沿って補修・補強用パネルを設置しない補修・補強工法にも適用してもよい。つまり、支保工設置用台車１は、既設トンネルに鋼製支保工を設置する種々の補修・補強工法に適用できる。例えば、支保工設置用台車１の支保工設置装置４を用いて鋼製支保工を設置した後、既設のトンネル内壁面に設置した鋼製支保工とトンネル内壁面とが一体となるように吹き付けコンクリートを吹き付け施工する補修・補強工法などにも支保工設置用台車１を好適に適用できる。

【0053】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

【0054】

図９は、変形例に係る支保工設置用台車１Ａを説明する図である。支保工設置用台車１Ａは、上記実施形態に係る支保工設置用台車１と基本構造は同様であり、自走式架台２に搭載される作業ステージの構造が支保工設置用台車１と相違している。以下、支保工設置用台車１と実質的に共通の構成については同一の符号を付して詳細な説明は割愛し、作業ステージを中心に説明する。

【0055】

図９に示すように、自走式架台２の上段位置には、上段作業ステージ２７Ａ、２７Ｂが左右に並んで設置されている。また、自走式架台２の下段位置には、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂが設けられている。下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂは、水平方向に伸びる下段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２６Ａ，２６Ｂ上に設置されている。また、下段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２６Ａ，２６Ｂは、門型フレーム２１における左右の脚フレーム２１０Ａ，２１０Ｂに対してスライダー２２０を介して取り付けられている。スライダー２２０は、上下方向に伸びる脚フレーム２１０Ａ，２１０Ｂに沿ってスライド自在に構成されており、下段サイド作業ステージ支持用横架フレーム２６Ａ，２６Ｂの基端側がスライダー２２０に接合されている。これにより、左右の下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂは、支保工設置用台車１Ａの上下方向にスライド自在（昇降自在）な可動ステージとして構成されている。スライダー２２０の駆動源は特に限定されず、油圧式であってもよいし、電動式であってもよい。

【0056】

図９の下段に示す状態は、上段に示す状態から下段サイド作業ステージ２９Ａを上昇（
上方向にスライド）させた状態を示している。本変形例に係る支保工設置用台車１Ａは、上記のように下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂを上下方向にスライド自在（昇降自在）であるため、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂに搭乗して作業員が作業可能な範囲を上下方向に拡大することができる。これにより、支保工設置用台車１Ａを使用して作業を行う際の作業効率を向上させることができる。また、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂは、支保工設置用台車１Ａの左右方向にスライド自在に構成されていてもよいし、上述したように前後方向にスライド自在に構成されていてもよい。すなわち、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂは、支保工設置用台車１Ａにおける上下左右前後の各方向にスライド可能な可動ステージとして構成することができる。また、上段作業ステージ２７Ａ、２７Ｂにおいても、支保工設置用台車１Ａにおける上下左右前後の各方向にスライド可能な可動ステージとして構成してもよい。なお、作業ステージの昇降に関しては、自走式架台２の上段に位置する上段作業ステージ２７Ａ、２７Ｂよりも下段に位置する下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂを昇降自在とした方が利便性に優れる。そのため、上段作業ステージ２７Ａ、２７Ｂを固定ステージとし、下段サイド作業ステージ２９Ａ，２９Ｂのみを可動ステージとしてもよく、この場合には作業台車の製造コストに配慮しつつ作業効率を向上させることができる。

【符号の説明】

【0057】

１・・・支保工設置用台車
２・・・自走式架台
４・・・支保工設置装置
７・・・底部用鋼製支保工保持装置
８・・・コントローラー
４０・・・エレクターアーム
４１・・・スライダー
４２・・・取付用アーム
４３・・・支保工保持ユニット
４４・・・連結ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】