特許 7029944 外殻トンネル構築用搬送システム

(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】

(24)【登録日】2022-02-24

(45)【発行日】2022-03-04

(54)【発明の名称】外殻トンネル構築用搬送システム

(51)【国際特許分類】

   E21F 13/00 20060101AFI20220225BHJP

   E21D 11/40 20060101ALI20220225BHJP

【ＦＩ】

E21F13/00

E21D11/40 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017229479

(22)【出願日】2017-11-29

(65)【公開番号】P2019100020

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2020-08-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000228707

【氏名又は名称】日本コンベヤ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100155608

【弁理士】

【氏名又は名称】大日方 崇

(72)【発明者】

【氏名】布村 進

(72)【発明者】

【氏名】松山 正典

(72)【発明者】

【氏名】為本 隆也

(72)【発明者】

【氏名】市川 政美

(72)【発明者】

【氏名】和田 洋一

(72)【発明者】

【氏名】中村 太三

(72)【発明者】

【氏名】請川 誠

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９６０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２４８８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２５７３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７７４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０７１１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２９１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２９０６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１９４２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４２６５３３４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｆ １３／００

Ｅ２１Ｄ １１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地下構造物の外周に複数の外殻トンネルを掘削するために用いられる資機材を掘削機に搬送するシステムであって、
搭載位置で前記資機材を積載した台車を搭載して、前記地下構造物の円周方向に延びる円周発進基地内を移動する円周搬送装置と、
前記地下構造物内を通る前記資機材の輸送経路に設けられ、輸送された前記資機材を複数保管可能な資機材保管部と、
前記資機材保管部からの前記資機材の供給位置と、前記円周発進基地の前記搭載位置との間を接続する接続通路を有し、前記搭載位置に移動した前記円周搬送装置へ前記供給位置から前記資機材を供給する接続搬送装置と、を備え、
前記接続搬送装置は、前記接続通路を介して、前記供給位置で前記資機材を積載した積載台車と、前記搭載位置における前記円周搬送装置に搭載されていた空台車とを入れ替えるように構成されている、外殻トンネル構築用搬送システム。

【請求項2】

前記資機材保管部は、
上下に並ぶ複数の収容部を有する立体保管庫と、
輸送された前記資機材を分類して前記複数の収容部のいずれかに搬入する搬入機構と、
前記収容部に保管された前記資機材を前記供給位置に搬出する搬出機構と、をさらに含む、請求項１に記載の外殻トンネル構築用搬送システム。

【請求項3】

前記資機材保管部は、前記輸送経路のうち前記資機材を搬送するための第１輸送経路に接続するとともに、前記輸送経路のうち前記資機材保管部を経由せずに搬送物を搬送するための第２輸送経路と並んで設けられており、
前記接続搬送装置は、前記供給位置の前記資機材を前記搭載位置に供給するとともに、前記第２輸送経路から輸送された前記搬送物を前記搭載位置に供給するように構成されている、請求項１または２に記載の外殻トンネル構築用搬送システム。

【請求項4】

前記接続通路は、前記供給位置から前記搭載位置に向かう第１通路と、前記搭載位置から前記供給位置に向かう前記第１通路とは異なる第２通路とを含む循環通路であり、
前記接続搬送装置は、前記搭載位置における前記円周搬送装置から前記空台車を前記第２通路に送り出し、前記積載台車を前記第１通路から前記円周搬送装置へ送り込むように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の外殻トンネル構築用搬送システム。

【請求項5】

前記掘削機の稼働情報、前記円周搬送装置の稼働情報、および前記資機材保管部の稼働情報をそれぞれ収集し、前記掘削機の動作に応じて前記資機材保管部から前記資機材を供給させるとともに、規定数量の前記資機材が前記資機材保管部に確保されるように前記資機材保管部への前記資機材の輸送要求を地上供給設備に出力するように構成された、物流管理部をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の外殻トンネル構築用搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外殻トンネル構築用搬送システムに関し、特に、地下構造物の外周に外殻トンネルを構築するための資機材を搬送する円周搬送装置を備えた外殻トンネル構築用搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地下構造物の外周に複数の外殻トンネルを構築するために掘削機や資機材を搬送する円周搬送装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

外殻トンネルは、トンネルなどの地下構造物の防護のために、地下構造物の外周に並べて形成されるトンネルである。外殻トンネルは、トンネル形成後にコンクリートなどが充填されることにより、地下構造物の周囲の防護壁として構成される。

【0004】

上記特許文献１には、円筒状の１２個の搬送ユニットを有し、地下構造物である第１シールドトンネルの周囲を回転する回転構造体を備えた搬送装置が開示されている。掘削機によって、外殻トンネルである第２シールドトンネルが第１シールドトンネルの周囲を取り囲むように複数形成される。第２シールドトンネルの掘削は、６台の掘削機により同時に行われる。回転構造体の回転によって、資機材などを搭載した１２個の搬送ユニットが一体的に移動する。これにより、それぞれの搬送ユニットが、第２シールドトンネルの掘削を行う６台の掘削機にそれぞれ資機材などを搬送する。上記特許文献１では、資機材は、第１シールドトンネルの側面に設けられた開口から搬送装置の各搬送ユニット内に搬入されることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－８４６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１に記載された外殻トンネルの掘削工事において、複数の外殻トンネルを同時並行で掘削するためには、複数台の掘削機に対して、搬送装置によって資機材を遅延なく適時に供給することが必要である。そのためには、搬送装置への資機材の積み込みを遅延なく適時に行う必要がある。

【0007】

しかしながら、搬送装置は地下構造物の周囲（地下）に設けられるため、地上からトンネルや立坑などを介して資機材を輸送する場合に、資機材の到達タイミングのずれが生じ易くなる。その結果、掘削機側で資機材が必要になるタイミングと地上から資機材が到達するタイミングとが一致しないと、搬送装置から掘削機までの搬送を高速化しても、外殻トンネルの掘削を効率的に行うことができなくなる。そのため、従来、地上から搬送装置を介して掘削機に至る資機材の供給経路全体に亘って、資機材の供給を遅延なく適時に行うことが困難であるという課題がある。

【0008】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、地上から搬送装置を介して掘削機に至る資機材の供給経路全体に亘って、資機材の供給を遅延なく適時に行うことが可能な外殻トンネル構築用搬送システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、この発明による外殻トンネル構築用搬送システムは、地下構造物の外周に複数の外殻トンネルを掘削するために用いられる資機材を掘削機に搬送するシステムであって、搭載位置で資機材を積載した台車を搭載して、地下構造物の円周方向に延びる円周発進基地内を移動する円周搬送装置と、地下構造物内を通る資機材の輸送経路に設けられ、輸送された資機材を複数保管可能な資機材保管部と、資機材保管部からの資機材の供給位置と、円周発進基地の搭載位置との間を接続する接続通路を有し、搭載位置に移動した円周搬送装置へ供給位置から資機材を供給する接続搬送装置と、を備え、接続搬送装置は、接続通路を介して、供給位置で資機材を積載した積載台車と、搭載位置における円周搬送装置に搭載されていた空台車とを入れ替えるように構成されている。

【0010】

なお、本明細書において、地下構造物は、トンネルや、地下施設その他の地中空洞部が形成される構造を含む広い概念である。地下構造物の外周とは、地下構造物の縦断面において地下構造物を取り囲む周囲を意味する。掘削機は、たとえばシールド掘削機を含み、その場合の資機材はシールド工法に用いるセグメント（トンネル坑壁を構成するブロック）、外殻トンネルの掘削済み領域に敷設される搬送路を構成するレールや枕木などを含む。また、資機材保管部は、たとえば資機材を保管する保管庫（保管倉庫）を含むほか、資機材を搭載した台車やパレットなどを並べて配置することにより保管する保管領域を含む広い概念である。

【0011】

この発明による外殻トンネル構築用搬送システムでは、上記の資機材保管部と接続搬送装置とを設けることにより、地上供給設備から地下構造物内の輸送経路を介して輸送されてきた資機材を、資機材保管部に一時保管することができる。そのため、資機材が地上供給設備から到達するタイミングと掘削機側で資機材が必要になるタイミングとが一致しない場合でも、資機材保管部での一時保管によりタイミングの差異を吸収させて、掘削機側で資機材が必要になるタイミングに合わせたタイミングで資機材を供給できる。そして、接続搬送装置によって、資機材保管部から供給された資機材を、掘削機側で資機材が必要になるタイミングに合わせて搭載位置に移動してきた円周搬送装置へ、接続通路を介して供給することができる。その結果、本発明によれば、地上から円周搬送装置を介して掘削機に至る資機材の供給経路全体に亘って、資機材の供給を遅延なく適時に行うことができる。そして、円周搬送装置による搬送済みの空台車（資機材を積み降ろした空の台車）と資機材を積載した台車とを入れ替えるだけで、円周搬送装置への資機材の積み込みを行うことができる。

【0012】

上記発明による外殻トンネル構築用搬送システムにおいて、好ましくは、資機材保管部は、上下に並ぶ複数の収容部を有する立体保管庫と、輸送された資機材を分類して複数の収容部のいずれかに搬入する搬入機構と、収容部に保管された資機材を供給位置に搬出する搬出機構と、をさらに含む。このように構成すれば、立体保管庫によりスペースを立体的に利用して資機材を保管できるので、より多くの資機材を供給位置において保管できる。そのため、地下構造物内の限られたスペースの中でも、資機材が必要になるタイミングと資機材が到達するタイミングとの差異を吸収するのに十分な、資機材の保管量を確保することができる。また、資機材を複数の収容部に分類して種類別に保管することができるので、外殻トンネルの掘削に用いられる多種類の資機材の保管量を容易に把握することができる。その結果、資機材の種類毎の使用量に応じて地上供給設備へ資機材の補充指令を送るなどの処理を容易に行えるようになるので、多種類の資機材がある場合でも、各種の資機材を安定して供給することができる。

【0013】

上記発明による外殻トンネル構築用搬送システムにおいて、好ましくは、資機材保管部は、輸送経路のうち資機材を搬送するための第１輸送経路に接続するとともに、輸送経路のうち資機材保管部を経由せずに搬送物を搬送するための第２輸送経路と並んで設けられており、接続搬送装置は、供給位置の資機材を搭載位置に供給するとともに、第２輸送経路から輸送された搬送物を搭載位置に供給するように構成されている。このように構成すれば、資機材と、資機材保管部には保管されない搬送物とを別経路で供給することができる。そのため、資機材保管部での貯留や積み替えが困難であるとともに、必ずしも備蓄する必要のない掘削機本体または掘削機の構成部材などのような大型で重量のある搬送物については、第２輸送経路から円周搬送装置へ直接供給しつつ、複数の在庫を確保する必要がある資機材だけを第１輸送経路により資機材保管部へ輸送することができる。また、大型の重量物のような搬送物も保管できるようにするために資機材保管部を不必要に大型化する必要がないので、資機材保管部の大型化を抑制することにより地下構造物内の限られたスペースを効率的に利用できる。

【0014】

上記発明による外殻トンネル構築用搬送システムにおいて、好ましくは、接続通路は、供給位置から搭載位置に向かう第１通路と、搭載位置から供給位置に向かう第１通路とは異なる第２通路とを含む循環通路であり、接続搬送装置は、搭載位置における円周搬送装置から空台車を第２通路に送り出し、積載台車を第１通路から円周搬送装置へ送り込むように構成されている。ここで、たとえば単一の接続通路しかない場合に、円周搬送装置から回収すべき搭載物がある場合、接続通路により搭載物を積み出した後に、同じ接続通路により資機材の積み込みを行う必要が生じる。これに対して、接続通路が第１通路と第２通路とを含む場合、回収すべき搭載物を第２通路へ送り出した直後に、速やかに第１通路から資機材を円周搬送装置に積み込むことができる。その結果、円周搬送装置への資機材の積み込みに要する時間を短縮し、掘削機への資機材の搬送を迅速に行うことができる。そして、台車の入れ替えを、第１通路と第２通路とによって別々の通路から行えるので、より一層、円周搬送装置への資機材の積み込みに要する時間を短縮することができる。また、積み込み時間が短縮されるので、円周搬送装置の搬送に時間的な余裕が発生し、資機材が必要になるタイミングと資機材が到達するタイミングとの差異に対しても柔軟に対応することが可能となる。

【0016】

上記発明による外殻トンネル構築用搬送システムにおいて、好ましくは、掘削機の稼働情報、円周搬送装置の稼働情報、および資機材保管部の稼働情報をそれぞれ収集し、掘削機の動作に応じて資機材保管部から資機材を供給させるとともに、規定数量の資機材が資機材保管部に確保されるように資機材保管部への資機材の輸送要求を地上供給設備に出力するように構成された、物流管理部をさらに備える。ここで、特に、複数台の掘削機が同時並行で外殻トンネルの掘削を行い、円周搬送装置によってそれぞれの掘削機に並行して資機材を搬送する場合には、それぞれの掘削状況が必ずしも一致しないため、資機材の需給管理が困難となる。そこで、上記の物流管理部によれば、それぞれの稼働情報に基づいて、外殻トンネル構築用搬送システムにおける資機材の需要と供給とを統合的に管理できる。その結果、資機材が必要になるタイミングに応じた資機材保管部、円周搬送装置および接続搬送装置の搬送動作を実現するとともに、資機材が必要になるタイミングで対応可能な在庫量が常時確保されるように地上供給設備から資機材が到達するタイミングを調整することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、上記のように、地上から搬送装置を介して掘削機に至る資機材の供給経路全体に亘って、資機材の供給を遅延なく適時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態による搬送システムの外殻トンネル進行方向に沿った横断面を示した模式図である。

【図2】図１の４００－４００線に沿った模式的な断面図である。

【図3】地上供給設備を示す図（Ａ）および地下の円周発進基地を示す図（Ｂ）である。

【図4】円周搬送装置が備える自走式搬送装置の正面図である。

【図5】資機材保管部を示した模式的な側面図である。

【図6】資機材保管部を示した模式的な正面図である。

【図7】接続搬送装置を示した模式的な平面図である。

【図8】物流管理部を説明するための図である。

【図9】搬送システムの動作例を説明するための図である。

【図10】第２実施形態の搬送システムを示した模式図である。

【図11】円周搬送装置の変形例を示した模式図である。

【図12】図１１における回転駆動機構を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0020】

[第１実施形態]
図１～図９を参照して、第１実施形態による外殻トンネル構築用搬送システム１００（以下、搬送システム１００という）の構成について説明する。

【0021】

（搬送システムの全体構成）
図１および図２に示すように、搬送システム１００は、地下構造物１の外周に複数の外殻トンネル２を掘削するために用いられる資機材５をシールド機６に搬送するシステムである。ここで、地下構造物１の外周とは、図２に示す鉛直方向に沿う断面（縦断面）における外周を意味し、周方向は縦断面において地下構造物１の周囲を回る方向である。シールド機６は、特許請求の範囲の「掘削機」の一例である。

【0022】

地下構造物１は、地下に構築される構造物であれば特に限定されない。地下構造物１は、地下において概ね水平方向に拡がる空間として構築される。地下構造物１が構築される空間を防護するために、地下構造物１に沿って概ね水平に延びる外殻トンネル２が、地下構造物１の外周（上下左右）を取り囲むように構築される。

【0023】

第１実施形態では、地下構造物１は、本線トンネル１ａおよびアクセス用トンネル１ｂを含む複数のトンネルである例を示す。アクセス用トンネル１ｂは、地上から本線トンネル１ａに合流するように設けられる。図１は本線トンネル１ａと、アクセス用トンネル１ｂとの合流部を示している。

【0024】

地下構造物１（本線トンネル１ａおよびアクセス用トンネル１ｂ）の外周には、周囲を取り囲むように環状に形成された円周発進基地３が設けられている。円周発進基地３は、地下構造物１の外周を取り囲む円形状（円環状）の縦断面を有する空間部である。円周発進基地３は、アクセス用トンネル１ｂから横坑４を利用して掘削構築されたものである。

【0025】

外殻トンネル２は、円周発進基地３から掘進が開始され、地下構造物１（本線トンネル１ａおよびアクセス用トンネル１ｂ）に沿って延びるように形成されるトンネルである。つまり、外殻トンネルの掘進方向（Ｙ方向）は、本線トンネル１ａおよびアクセス用トンネル１ｂの延びる方向と概ね平行である。以下では、図１に示した平面視で、掘進方向をＹ方向とし、掘進方向と直交する左右方向をＸ方向とする。外殻トンネル２は、本線トンネル１ａおよびアクセス用トンネル１ｂを包むように円周状に並んで複数構築される外殻トンネル群ＴＧとして構成される。たとえば最初に先行の複数（１８本）の外殻トンネル２が構築され、複数（１８本）の外殻トンネル２の間の位置に、さらに後行の複数（１８本）の外殻トンネル（図示せず）が構築される。各外殻トンネル２は、円形断面を有し、周方向に等角度間隔で配置されている。

【0026】

各外殻トンネル２は、コンクリートなどが充填されることにより、最終的に地下構造物１の外周防護用の構造体として構成される。構造体は、地下構造物１の周囲を取り囲む筒状の防護壁として、外部からの土圧、水圧などを支持して圧力が地下構造物１に作用するのを抑制する。このような外殻トンネル２の施工は、地下構造物１の構築工事において行われるほか、アクセス用トンネル１ｂとの連結による本線トンネル１ａの地下拡幅工事などにおいて行われる。

【0027】

外殻トンネル群ＴＧを構成する各外殻トンネル２は、円周発進基地３を利用してそれぞれの発進位置に周方向に搬送されたシールド機６（図１参照）により構築される。第１実施形態の搬送システム１００は、円周発進基地３に設けられた後述する円周搬送装置１０により、外殻トンネル２を掘削するシールド機６に、掘削等工事に必要な資機材５を周方向に搬送する。シールド機６は、掘削断面（ここでは円形）に応じた形状のシールド部を推進させて地盤を掘進するとともに、セグメントを環状（リング状）に組み立ててトンネル内壁を構築しながら進行する掘削機である。資機材５は、たとえばセグメントを含み、シールド機６を駆動するための各種機材を含んでもよい。また、資機材５は、たとえば外殻トンネル２の掘削済み領域内に敷設される搬送路２ａ用のレールや枕木などを含み得る。

【0028】

第１実施形態の搬送システム１００は、円周搬送装置１０（図２参照）と、資機材保管部２０（図１参照）と、接続搬送装置３０（図１参照）と、を備える。

【0029】

（円周搬送装置）
円周搬送装置１０は、地下構造物１の外周に複数の外殻トンネル２を構築するために使用される掘削機（シールド機６）および掘削に必要な資機材５を、地下構造物１の周方向（Ｃ方向）に設けられる外殻トンネル２の施工位置に搬送する搬送装置である。円周搬送装置１０は、地下構造物１の円周方向に延びる円周発進基地３内を移動するように構成されている。

【0030】

図２に示すように、円周搬送装置１０は、資機材５を地下構造物１の周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路１１と、周方向走路１１を走行する自走式搬送装置１２とを備える。自走式搬送装置１２は、１つの周方向走路１１に１つまたは複数設けてもよい。たとえば、自走式搬送装置１２の数は、同時掘削を行う外殻トンネル２の数（すなわちシールド機６の数）以上とするのが好ましい。これにより、１つの外殻トンネル２の施工場所に対して、１台以上の自走式搬送装置１２を割り当てて資機材５を搬送できる。図２では、４機のシールド機６に対して、４台の自走式搬送装置１２を設けた例を示している。なお、後述するが、自走式搬送装置１２を非自走式の構成としてもよい。

【0031】

上記の通り、円周搬送装置１０は、円周発進基地３内に設置されている。周方向走路１１は、円周発進基地３内で、地下構造物１の外周の周方向（Ｃ方向）に沿って延びるように形成されている。すなわち、周方向走路１１は、円周発進基地３に沿って円周状（円環状）に形成されている。

【0032】

周方向走路１１は、周方向（Ｃ方向）に延びるレール１３を含んでいる。具体的には、周方向走路１１は、外周側に配置された複数本（たとえば前後２本）の外側レール１３ａと、内周側に配置された複数本（たとえば前後２本）の内側レール１３ｂと、を含む。

【0033】

自走式搬送装置１２は、周方向走路１１上を移動可能に設けられている。すなわち、自走式搬送装置１２は、外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂを支持体として各レールと係合した状態で、外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂの間を周方向に移動することが可能である。各々の自走式搬送装置１２は、互いに独立して周方向走路１１上を移動することが可能である。

【0034】

自走式搬送装置１２には、アクセス用トンネル１ｂからの資機材５の搭載位置Ｐ２（図１参照）で資機材５が搭載される。自走式搬送装置１２は、円周発進基地３内を周方向に移動して、搭載した資機材５を、搬送先である掘削中の外殻トンネル２に配置されたシールド機６へ搬送するように構成されている。搭載位置Ｐ２は、横坑４によって接続されたアクセス用トンネル１ｂと円周発進基地３との接続箇所である。第１実施形態では、搭載位置Ｐ２は、アクセス用トンネル１ｂから横方向（Ｘ方向）へ略水平に並ぶ位置である。それぞれの自走式搬送装置１２は、円周発進基地３内を同一方向に周回して、１周する間に搭載位置Ｐ２での資機材５の搭載と、搬送先での資機材５の搬出とを行う。

【0035】

図１において、資機材５は、地上から、地下構造物１の内部であるアクセス用トンネル１ｂ内を通って、アクセス用トンネル１ｂ内の供給位置Ｐ１まで搬送される。すなわち、アクセス用トンネル１ｂには、アクセス用トンネル１ｂ（地下構造物１）内を通る資機材５の輸送経路６０が構築される。図１に示す例では、輸送経路６０は、トンネル運搬台車６１が走行するための輸送路（レール）により構成されている。図３に示すように、輸送経路６０は、地上供給設備７０（図３（Ａ）参照）から、アクセス用トンネル１ｂを通って地下の供給位置Ｐ１（図３（Ｂ）参照）まで延びるように設けられる。アクセス用トンネル１ｂから地上供給設備７０までは、工事内容に応じて、たとえば１ｋｍ程度とされる場合がある。

【0036】

〈自走式搬送装置の構成〉
図４は、自走式搬送装置１２の一構成例を示す。自走式搬送装置１２は、搬送対象を載置可能な本体部１４と、本体部１４を支持して１つの周方向走路１１に沿ってレール１３上を走行する支持装置１５とを備える。

【0037】

本体部１４は、骨組み構造を有する。本体部１４は、中央の円形状を有する円形構造体１４ａと、円形構造体１４ａから周方向左右にそれぞれ張り出した一対の張出構造体１４ｂと、を含む。本体部１４は、支持装置１５に固定的に連結されている。円形構造体１４ａの内側には、水平維持機構１６を介してシールド機６または資機材５を搭載することができる。

【0038】

自走式搬送装置１２は、周方向（Ｃ方向）の移動により３６０度姿勢が変化する。そこで、水平維持機構１６は、円形構造体１４ａの内周面に沿って相対移動するように構成され、搬送するシールド機６、資機材５を水平に保つことができる。水平維持機構１６は、貨物が設置される架台１６ａと、架台１６ａを支持し、円形構造体１４ａの内周面に沿って移動する支持ローラ１６ｂと、架台１６ａの姿勢および高さ位置を調節するための複数の昇降装置１６ｃとを有する。架台１６ａは、たとえば資機材用架台とシールド機用架台とで交換可能とされる。また、架台１６ａ上には、後述する台車３５の走路となるレールが設けられる。

【0039】

支持装置１５は、円形構造体１４ａの両側に張出した張出構造体１４ｂにそれぞれ連結されている。各張出構造体１４ｂにおいて、支持装置１５は、外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂに対応して、内周側および外周側にそれぞれ設けられている。支持装置１５は、レール１３上を回転する車輪１５ａをレール１３に対して伸縮自在かつ回動可能に有する。これにより、自走式搬送装置１２が走行する際に、レール１３の表面粗さや撓み、円周発進基地３自体の歪みを吸収することができる。

【0040】

自走式搬送装置１２は、それぞれ走行駆動機構１７を備える。すなわち、自走式搬送装置１２は、自走するための駆動部を備える搬送装置として構成されている。

【0041】

走行駆動機構１７は、２つ一組で設けられる。すなわち、走行駆動機構１７は、走行駆動機構１７ａと、走行駆動機構１７ｂとを含んでいる。なお、走行駆動機構１７ａと走行駆動機構１７ｂとは、互いに同様の構成を有している。

【0042】

走行駆動機構１７ａおよび１７ｂの各々は、レール１３と係合および係合解除可能なロック機構１８ａと、本体部１４とロック機構１８ａとの間で周方向に伸縮可能なシリンダ機構１８ｂとを含む。

【0043】

走行駆動機構１７ａおよび１７ｂのうち、一方を係合状態のロック機構１８ａによりレール１３に固定した状態でシリンダ機構１８ｂを伸長または収縮させることにより、自走式搬送装置１２が進行方向に向けて移動する。走行駆動機構１７ａおよび１７ｂの一方が自走式搬送装置１２を駆動する間に、他方は、係合解除状態のロック機構１８ａをシリンダ機構１８ｂによって伸長または収縮させて次の駆動の準備を行う。次に、他方をロック機構１８ａによりレール１３に固定した状態でシリンダ機構１８ｂを伸長または収縮させることにより、自走式搬送装置１２が進行方向に向けて移動する。その間に、一方がロック機構１８ａを係合解除状態に切り替えて伸長または収縮することにより、次の駆動の準備を行う。走行駆動機構１７ａおよび１７ｂにおいて、自走式搬送装置１２の駆動を交互に繰り返すことによって、自走式搬送装置１２は、周方向走路１１を時計回りまたは反時計回りに連続的に移動可能である。

【0044】

なお、走行駆動機構１７は、たとえばギヤ駆動方式で構成してもよい。すなわち、走行駆動機構１７がピニオンギヤとピニオンギヤを駆動するモータとを備えた構成でもよい。この場合、周方向走路１１の外側レール１３ａの側面に、周方向に延びるラックギヤが設けられる。走行駆動機構１７がラックギヤに噛み合うピニオンギヤを回転させることにより、自走式搬送装置１２を周方向走路１１に沿って周方向に移動させることが可能である。

【0045】

（資機材保管部）
図１に戻り、資機材保管部２０は、地下構造物１内を通る資機材５の輸送経路６０に設けられている。資機材保管部２０は、輸送された資機材５を複数保管可能に構成されている。資機材保管部２０は、供給位置Ｐ１に隣接するように設けられている。資機材保管部２０は、輸送経路６０から輸送されてきた資機材５を収容し、収容した資機材５を供給位置Ｐ１に送り出すことが可能に構成されている。

【0046】

図５および図６に示すように、第１実施形態では、資機材保管部２０は、上下に並ぶ複数の収容部２１ａを有する立体保管庫２１を含む。立体保管庫２１は、上下に複数層の収容部２１ａを設けることにより、単層の場合と比較して設置面積当たりの資機材５の収容量が増大している。図５および図６では、１層当たり３列の収容部２１ａが、上下に３層並ぶように設けられている。したがって、正面視で、３列×３層の９つの収容部２１ａが格子状に並んで配置されている。

【0047】

資機材保管部２０は、輸送された資機材５を分類して複数の収容部２１ａのいずれかに搬入する搬入機構２２と、収容部２１ａに保管された資機材５を供給位置Ｐ１に搬出する搬出機構２３と、を含む。

【0048】

搬入機構２２は、輸送経路６０を介して輸送された資機材５を受け入れる受入コンベア２２ａと、受入コンベア２２ａから送り出された資機材５をいずれかの層の収容部２１ａに送り込むように上下移動する入庫リフト２２ｂとを有する。輸送経路６０からトンネル運搬台車６１によって運ばれた資機材５は、受入コンベア２２ａの手前に設けられた移載装置であるガントリクレーン２４によって、受入コンベア２２ａに積み替えられる。図１に示したように、空のトンネル運搬台車６１は、搬送時に走行する往路６２とは異なる復路６３を通って、地上供給設備７０へ戻る。

【0049】

受入コンベア２２ａは、入庫リフト２２ｂに向かって前後左右に移動可能なコンベヤ搬送装置である。受入コンベア２２ａは、移載された資機材５の種別に応じて、３列の収容部２１ａのうち資機材５の種別に対応する収容部２１ａが配置された列を選択する。受入コンベア２２ａは、選択された列に対向する位置で、資機材５を入庫リフト２２ｂへ送り出す。

【0050】

図５に示すように、入庫リフト２２ｂは、３列の収容部２１ａにそれぞれ接続するように３台（図１参照）設けられている。入庫リフト２２ｂは、送り込まれた資機材５を上下に移動させると共に、収容部２１ａに向けて送り出すことが可能なコンベヤを有している。入庫リフト２２ｂは、受入コンベア２２ａから送り込まれた資機材５の種別に応じて、３層の収容部２１ａのうち資機材５の種別に対応する収容部２１ａが配置された層を選択する。入庫リフト２２ｂは、選択された層の収容部２１ａに対して、資機材５を送り出す。

【0051】

立体保管庫２１は、輸送経路６０に沿って供給位置Ｐ１（図１参照）まで延びるように構成されている。立体保管庫２１のそれぞれの収容部２１ａには、供給位置Ｐ１へ向けて前送りする搬送コンベア２１ｂ（図５参照）が設けられている。それぞれの収容部２１ａに搬入された資機材５は、搬送コンベア２１ｂによって、搬入機構２２が配置された後側端部から、搬出機構２３が配置された前側端部まで順次搬送される。すなわち、第１実施形態では、立体保管庫２１は、後入れ前出し方式の保管庫として構成されている。各収容部２１ａには、同一種別の資機材５が収容されるので、各々の収容部２１ａにおいて、保管する資機材５が前側端部からどの位置まで貯留されているかによって、種別毎の資機材５の在庫数が容易に把握できる。

【0052】

搬出機構２３は、立体保管庫２１の供給位置Ｐ１側である前側端部に接続されている。搬出機構２３は、立体保管庫２１の各層の収容部２１ａから資機材５を受入可能な出庫リフト２３ａ（図５参照）を有する。

【0053】

出庫リフト２３ａは、３列の収容部２１ａにそれぞれ接続するように３台（図１参照）設けられている。出庫リフト２３ａは、任意の層の収容部２１ａから資機材５を受け入れるように上下に移動可能で、受け入れた資機材５を供給位置Ｐ１に向けて送り出すことが可能なコンベヤを有している。出庫リフト２３ａは、供給位置Ｐ１へ送り出す資機材５の種別に応じて、３層の収容部２１ａのうち資機材５の種別に対応する収容部２１ａが配置された層を選択する。図１に示すように、出庫リフト２３ａは、選択された層の収容部２１ａから資機材５を受け入れて、供給位置Ｐ１へ配置された空の台車３５に送り出す。

【0054】

（接続搬送装置）
図１に示したように、接続搬送装置３０は、搭載位置Ｐ２に移動した円周搬送装置１０へ供給位置Ｐ１から資機材５を供給するように構成されている。接続搬送装置３０は、資機材５を搬送するための接続通路３１を有する。

【0055】

なお、アクセス用トンネル１ｂと円周発進基地３とを接続する横坑４には、搭載位置Ｐ２の前部（円周発進基地３の外殻トンネル掘進方向側）に作業床４ａが設けられている。接続搬送装置３０の接続通路３１は、作業床４ａ上に設けられている。

【0056】

接続通路３１は、資機材保管部２０からの資機材５の供給位置Ｐ１と、円周発進基地３の搭載位置Ｐ２との間を接続するように設けられている。なお、供給位置Ｐ１は、搭載位置Ｐ２と横並びに並ぶ位置である。図１の例では、供給位置Ｐ１と搭載位置Ｐ２とは、水平面内でアクセス用トンネル１ｂと直交する横方向（Ｘ方向）に並んで配置されている。供給位置Ｐ１と搭載位置Ｐ２とが横並びに並ぶため、接続通路３１は、供給位置Ｐ１がアクセス用トンネル１ｂのＹ方向の手前側または奥側にある場合と比べて、供給位置Ｐ１と搭載位置Ｐ２とを最短距離で結ぶことができる。

【0057】

第１実施形態では、図７に示すように、接続通路３１は、供給位置Ｐ１から搭載位置Ｐ２に向かう第１通路３１ａと、搭載位置Ｐ２から供給位置Ｐ１に向かう第２通路３１ｂとを含む循環通路である。第２通路３１ｂは、第１通路３１ａとは異なる通路である。

【0058】

また、第１実施形態では、円周搬送装置１０は、資機材５を積載した台車３５を搭載して移動するように構成されている。つまり、自走式搬送装置１２には、資機材５が台車３５に積載された状態で、台車３５ごと搭載される。

【0059】

具体的には、接続通路３１は、通路部３２ａ、通路部３２ｂ、通路部３２ｃ、通路部３２ｄ、および通路部３２ｅを含んで構成されている。各通路部３２ａ～３２ｅは、それぞれトラバーサ台車３３が走行可能な走路であり、直線状に延びる。通路部３２ａ、通路部３２ｂ、通路部３２ｃは、それぞれアクセス用トンネル１ｂに沿った前後方向（Ｙ方向）に延びる。通路部３２ａは供給位置Ｐ１に接続し、通路部３２ｃは搭載位置Ｐ２に接続する。通路部３２ｂは、通路部３２ａと通路部３２ｃとの間に配置されている。通路部３２ｄおよび通路部３２ｅは、それぞれアクセス用トンネル１ｂと直交する横方向（Ｘ方向）に延びる。通路部３２ｄは、供給位置Ｐ１に接続し、通路部３２ａと通路部３２ｂとを繋いでいる。通路部３２ｅは、供給位置Ｐ１よりも奥側に設けられ、通路部３２ａ、通路部３２ｂおよび通路部３２ｃを繋いでいる。図７から分かるように、通路部３２ａ、通路部３２ｂ、通路部３２ｄおよび通路部３２ｅによって、矩形状の循環通路が構成されている。

【0060】

図７の構成例では、第１通路３１ａは、供給位置Ｐ１から、通路部３２ｄ、通路部３２ｂ、通路部３２ｅ、通路部３２ｃを経て、搭載位置Ｐ２に到達する通路である。第２通路３１ｂは、搭載位置Ｐ２から、通路部３２ｃ、通路部３２ｅ、通路部３２ａを経て、供給位置Ｐ１に到達する経路である。

【0061】

トラバーサ台車３３は、これらの通路部３２ａ～通路部３２ｅ上を移動可能な台車であり、たとえばモータなどの駆動部を内蔵した自走式の台車である。トラバーサ台車３３は、資機材５を搭載した台車３５を積んだ状態で移動することができる。図１および図７の例では、３台のトラバーサ台車３３が配置されている。

【0062】

このような構成により、接続搬送装置３０は、第２通路３１ｂを介した搭載位置Ｐ２における円周搬送装置１０内の搭載物の積み出しと、第１通路３１ａを介した搭載位置Ｐ２への資機材５の積み込みとを、並行して実施可能に構成されている。

【0063】

そして、接続搬送装置３０は、搭載位置Ｐ２における円周搬送装置１０から搬送済みの台車３５（以下、空台車３５ｂという）を第２通路３１ｂに送り出し、資機材５を積載した台車（以下、積載台車３５ａという）を第１通路３１ａから円周搬送装置１０へ送り込むように構成されている。

【0064】

すなわち、自走式搬送装置１２が搭載位置Ｐ２に移動してくると、空台車３５ｂが自走式搬送装置１２からトラバーサ台車３３へ送り出される。空台車３５ｂを乗せたトラバーサ台車３３は、通路部３２ｅを通路部３２ａまで移動する第２通路３１ｂを通る。

【0065】

積載台車３５ａは、供給位置Ｐ１においてトラバーサ台車３３上で準備される。空台車３５ｂを乗せたトラバーサ台車３３が通路部３２ｂを超えて通路部３２ａ側へ移動すると、積載台車３５ａを乗せたトラバーサ台車３３が通路部３２ｄおよび通路部３２ｂを移動する第１通路３１ａを通って、搭載位置Ｐ２の自走式搬送装置１２内に送り込まれる。

【0066】

その後、空台車３５ｂを乗せたトラバーサ台車３３は、通路部３２ａを通って供給位置Ｐ１へ移動し、空台車３５ｂに対する次の資機材５の積み込みが行われる。

【0067】

なお、図１に示すように、輸送経路６０には、資機材５を輸送する経路と、シールド機６などの搬送物７を輸送する経路とが、別々に設けられている。すなわち、輸送経路６０は、資機材５を搬送するための第１輸送経路６０ａと、資機材保管部２０を経由せずに搬送物７を搬送するための第２輸送経路６０ｂとを有する。第１輸送経路６０ａと第２輸送経路６０ｂとは、並列に設けられ、分岐部６４において往路６２および復路６３と合流している。分岐部６４において、往路６２からのトンネル運搬台車６１が搭載物に応じて第１輸送経路６０ａまたは第２輸送経路６０ｂに振り分けられる。

【0068】

資機材保管部２０は、輸送経路６０のうち資機材５を搬送するための第１輸送経路６０ａに接続する。また、資機材保管部２０は、輸送経路６０のうち資機材保管部２０を経由せずに搬送物７を搬送するための第２輸送経路６０ｂと並んで設けられている。搬送物７は、資機材保管部２０には保管されずに、円周搬送装置１０によって外殻トンネル２の施工場所へ送られる。搬送物７（図６参照）は、たとえばシールド機６本体、または分割搬送されるシールド機６の構成部材のような、大型の重量物などである。このような搬送物７は、たとえば外殻トンネル２の掘削を新たに開始する際に輸送させるものであり、掘削中に一定のサイクルタイムを維持して供給する必要がないため、資機材保管部２０に備蓄する必要性が低い。このため、資機材保管部２０と並ぶ第２輸送経路６０ｂから、搬送物７が直接、接続搬送装置３０まで輸送される。

【0069】

接続搬送装置３０は、供給位置Ｐ１の資機材５を搭載位置Ｐ２に供給するとともに、第２輸送経路６０ｂから輸送された搬送物７を搭載位置Ｐ２に供給するように構成されている。

【0070】

具体的には、第２輸送経路６０ｂの終端位置には、シールド機６を搬入するための移載装置であるガントリクレーン６５（図６および図７参照）が設けられている。搬送物７は、ガントリクレーン６５によって、図示しない重量物搬送用の台車に移載され、接続通路３１を介して円周搬送装置１０へ積み込まれる。

【0071】

なお、シールド機６の搬送には、シールド機６の部品を複数回に分けて搬送する分割搬送と、完成品を搬送する一体型搬送との両方が含まれる。分割搬送をする場合には、シールド機６の構成部品は、ガントリクレーン６５により自走式搬送装置１２で搬送する所定サイズに組み立てられた後、接続搬送装置３０のトラバーサ台車３３によって搭載位置Ｐ２の自走式搬送装置１２に搭載される。

【0072】

（搬送システムにおける資機材の需給管理）
図８に示すように、第１実施形態では、搬送システム１００は、資機材５の供給処理を管理するための物流管理部４０を備える。

【0073】

物流管理部４０は、シールド機６の動作に応じて資機材保管部２０から資機材５を供給させる機能を有する。すなわち、物流管理部４０は、シールド機６の動作に応じて、掘進中における資機材５が必要になるタイミングに合わせたタイミングで、シールド機６への円周搬送装置１０からの資機材５の搬送が行えるように、資機材保管部２０から必要な資機材５の送り出しを行わせる。つまり、物流管理部４０は、シールド機６における資機材５が必要になるタイミングと、円周発進基地３内の円周搬送装置１０の搬送動作のサイクルタイムとに基づき、資機材保管部２０からの資機材５の供給を管理する。資機材保管部２０から送り出された資機材５が接続搬送装置３０によって搭載位置Ｐ２に移動してきた自走式搬送装置１２に搭載されることにより、シールド機６における資機材５が必要になるタイミングに対応した資機材５の供給が行われる。

【0074】

また、物流管理部４０は、規定数量の資機材５が資機材保管部２０に確保されるように資機材保管部２０への資機材５の輸送要求を地上供給設備７０に出力する機能を有する。すなわち、物流管理部４０は、資機材５が必要になるタイミングに合わせたタイミングでの資機材５の供給が可能なように、予め設定された所定数量以上の資機材５が資機材保管部２０に保管されるように、資機材保管部２０の在庫管理を行う。

【0075】

具体的には、物流管理部４０は、資機材５の品種毎に、資機材保管部２０に保管されている資機材５の数量を把握し、所定数量以下になった資機材５の品種と数量とを含む搬送要求を、地上供給設備７０に対して行う。

【0076】

また、これらの処理に付随して、物流管理部４０は、掘削に必要な資機材５の抽出、各シールド機６への搬送順序の決定、各装置の運行経路の決定などの処理も行う。

【0077】

これらの物流管理の処理のため、物流管理部４０は、稼働情報４１の収集を行う。稼働情報４１は、シールド機６の稼働情報、円周搬送装置１０の稼働情報、および資機材保管部２０の稼働情報を含む。好ましくは、稼働情報４１は、接続搬送装置３０の稼働情報を含む。物流管理部４０は、収集した稼働情報４１に基づいて、資機材保管部２０からの資機材５の供給や、地上供給設備７０への資機材５の搬送要求を行う。

【0078】

シールド機６の稼働情報としては、たとえば掘削中であるかセグメントの組み立て中であるかなどの現在の作業状況を示すジョブ情報である。シールド機６は、基本的には、一定距離分の掘進作業と、掘進した箇所へのセグメントの組み立てとの２工程を、繰り返すことにより外殻トンネル２を形成する。そのため、資機材５が必要となる作業の典型例は、セグメントの組み立てである。シールド機６が掘削中である場合、現在の掘進距離の情報も取得され、次のセグメント組立（資機材５の需要タイミング）までの所要時間などが把握される。

【0079】

円周搬送装置１０の稼働情報としては、たとえば各自走式搬送装置１２が円周発進基地３内のどの位置にあるか、搬送先への資機材５の搬送前であるか搬送後であるかなどの現在の作業状況を示すジョブ情報である。円周搬送装置１０の稼働情報から、各々の自走式搬送装置１２が、次に搭載位置Ｐ２に到達するまでの所要時間などが把握される。また、各々の自走式搬送装置１２の個別の情報として、次に搭載位置Ｐ２に到達する自走式搬送装置１２に搭載すべき資機材５の品種および数量が把握される。次に搭載位置Ｐ２に到達する自走式搬送装置１２に搭載すべき資機材５は、シールド機６の稼働情報から、その自走式搬送装置１２が搬送を行うシールド機６で次にどの品種の資機材５が必要となるかにより把握される。

【0080】

資機材保管部２０の稼働情報としては、保管する資機材５の品種と、品種毎の現在数量である。現在数量と、確保されるべき所定数量との比較に基づいて、地上供給設備７０に対してどの品種の資機材５をどれだけの数量で要求すべきかが把握される。

【0081】

接続搬送装置３０の稼働情報としては、たとえば次に自走式搬送装置１２に搭載する資機材５を運搬する（積載台車３５ａを搭載した）トラバーサ台車３３の位置、および、空台車３５ｂを搭載したトラバーサ台車３３の位置などの各トラバーサ台車３３の情報である。

【0082】

物流管理部４０（図３（Ａ）参照）は、たとえば外殻トンネル２の掘削工事全体を管理する地上の管理センターなどにおいて構築されるコンピュータシステムである。管理センターは、地上の資機材５の備蓄を行う地上供給設備７０などとともに設けられる。詳細は省略するが、それぞれの稼働情報は、有線、無線またはこれらの組み合わせにより構築される情報網により、各シールド機６、各自走式搬送装置１２、資機材保管部２０および接続搬送装置３０の各々が備える情報処理装置（図示せず）から取得される。

【0083】

たとえば４機など複数のシールド機６を同時並行で運用して複数の外殻トンネル２の施工を同時に行う場合は、多数の稼働情報４１が同時に生成されるため、個々の作業現場での管理では円滑な作業進行が困難になる。物流管理部４０により、搬送システム１００の全体の各種の稼働情報４１を統合的に管理して、搬送システム１００の円滑な運用が可能となる。

【0084】

（搬送システムの動作）
次に、図９を参照して、第１実施形態の搬送システム１００の動作について説明する。図９では、たとえば４機のシールド機６を同時並行で稼働させ、各シールド機６に対して４台の自走式搬送装置１２により資機材５の搬送を行う例を考える。各シールド機６で資機材５が必要になるタイミングの周期が６０分であるとする。この場合、４機のシールド機６で同時に需要タイミングにならないように、１５分毎にずらしたタイミングで、いずれかのシールド機６に資機材５が搬送されるようにする。

【0085】

４台の自走式搬送装置１２は、資機材５が必要になるタイミングに合わせて、６０分のサイクルタイムで周方向（Ｃ方向）に移動して、資機材５を搬送すればよい。しかし、搭載位置Ｐ２では、４台の自走式搬送装置１２に対して同時に資機材５の搭載を行うことはできず、順番に搭載作業を行う必要がある。このため、搭載位置Ｐ２では、１５分毎のサイクルタイム内で資機材５を搭載する必要があり、搭載作業時間も搬送のサイクルタイムに含まれることから、迅速な作業と、資機材５の十分な在庫確保が必要となる。

【0086】

しかし、地上供給設備７０から資機材５が到達するタイミングは、需要タイミングと異なっていたり、需要タイミングの周期よりも長い周期で大量の資機材５がバッチ処理的に輸送されてくるようなケースがありうる。特に地上供給設備７０から供給位置Ｐ１までの輸送経路６０の距離が長い場合には、資機材５が到達するタイミングと資機材５が必要になるタイミングの不一致が発生しやすい。その場合でも、第１実施形態では、輸送経路６０と直結した供給位置Ｐ１に設けられた資機材保管部２０によって、資機材５が一時保管される。その結果、供給位置Ｐ１に資機材５を常時供給可能な状態が確保され、１５分のサイクルタイムでの資機材５の供給に対応することが可能となる。

【0087】

また、第１実施形態では、接続搬送装置３０により、次の搭載予定の資機材５が予め積載された積載台車３５ａが第１通路３１ａに準備される。そして、自走式搬送装置１２が搭載位置Ｐ２に到達すると、搭載されていた空台車３５ｂの第２通路３１ｂへの送り出しと、第１通路３１ａから自走式搬送装置１２への積載台車３５ａの送り込みとが行われる。つまり、自走式搬送装置１２に搭載する台車３５の入れ替えだけで、資機材５の搭載が完了する。そのため、搭載作業が短時間で完了して、自走式搬送装置１２を搬送先のシールド機６へ向けて送り出される。

【0088】

搬送先の外殻トンネル２においても、トンネル内には、台車を移動させるための搬送路２ａが構築される。そのため、自走式搬送装置１２は、円周発進基地３のトンネル入口において、搭載した積載台車３５ａをトンネル内に送り出すだけで、資機材５の搬送が可能である。積載台車３５ａがシールド機６の位置まで到達して資機材５が積み降ろされた後、積み降ろされた空台車３５ｂが自走式搬送装置１２へ返却される。その後、自走式搬送装置１２は、再度搭載位置Ｐ２へ向けて円周発進基地３内を移動する。

【0089】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0090】

第１実施形態では、上記のように、資機材保管部２０と接続搬送装置３０とを設けることにより、地上供給設備７０から地下構造物１内の輸送経路６０を介して輸送されてきた資機材５を、資機材保管部２０に一時保管することができる。そのため、資機材５が地上供給設備７０から到達するタイミングとシールド機６側で資機材５が必要になるタイミングとが一致しない場合でも、資機材保管部２０での一時保管によりタイミングの差異を吸収させて、シールド機６側で資機材５が必要になるタイミングに合わせたタイミングで資機材５を供給できる。そして、接続搬送装置３０によって、資機材保管部２０から供給された資機材５を、シールド機６側で資機材５が必要になるタイミングに合わせたタイミングで搭載位置Ｐ２に移動してきた円周搬送装置１０へ、接続通路３１を介して供給することができる。その結果、第１実施形態の搬送システム１００によれば、地上から円周搬送装置１０を介してシールド機６に至る資機材５の供給経路全体に亘って、資機材５の供給を遅延なく適時に行うことができる。

【0091】

また、第１実施形態では、上記のように、資機材保管部２０に、立体保管庫２１と、搬入機構２２と、搬出機構２３とを設ける。これにより、立体保管庫２１によりスペースを立体的に利用して資機材５を保管できるので、より多くの資機材５を供給位置Ｐ１において保管できる。そのため、地下構造物１内の限られたスペースの中でも、資機材５が必要になるタイミングと資機材５が到達するタイミングとの差異を吸収するのに十分な、資機材５の保管量を確保することができる。また、資機材５を複数の収容部２１ａに分類して種類別に保管することができるので、外殻トンネル２の掘削に用いられる多種類の資機材５の保管量を容易に把握することができる。その結果、資機材５の種類毎の使用量に応じて地上供給設備７０へ補充指令を送るなどの処理を容易に行えるようになるので、多種類の資機材５がある場合でも、各種の資機材５を安定供給することができる。

【0092】

また、第１実施形態では、上記のように、資機材保管部２０を輸送経路６０の第１輸送経路６０ａに接続させ、資機材保管部２０を経由せずに搬送物７を搬送するための第２輸送経路６０ｂと並んで設ける。そして、接続搬送装置３０を、供給位置Ｐ１の資機材５を搭載位置Ｐ２に供給するとともに、第２輸送経路６０ｂから輸送された搬送物７を搭載位置Ｐ２に供給するように構成する。これにより、資機材５と、シールド機６の構成部材などの搬送物７とを別経路で供給することができる。そのため、資機材保管部２０での貯留や積み替えが困難であるとともに、必ずしも備蓄する必要のないシールド機６本体やシールド機６の構成部材などの大型の重量物のような搬送物７については、第２輸送経路６０ｂから円周搬送装置１０へ直接供給しつつ、複数の在庫を確保する必要がある資機材５だけを第１輸送経路６０ａにより資機材保管部２０へ輸送することができる。また、大型の重量物のような搬送物７も保管できるようにするために資機材保管部２０を不必要に大型化する必要がないので、資機材保管部２０の大型化を抑制することにより地下構造物１内の限られたスペースを効率的に利用できる。

【0093】

また、第１実施形態では、上記のように、接続通路３１を、第１通路３１ａと第２通路３１ｂとを含む循環通路として構成し、接続搬送装置３０を、第２通路３１ｂを介した搭載物の積み出しと、第１通路３１ａを介した資機材５の積み込みとを、並行して実施可能に構成する。ここで、たとえば単一の接続通路３１しかない場合に、円周搬送装置１０から回収すべき搭載物がある場合、接続通路３１により搭載物を積み出した後に、同じ接続通路３１により資機材５の積み込みを行う必要が生じる。これに対して、接続通路３１が第１通路３１ａと第２通路３１ｂとを含む場合、回収すべき搭載物を第２通路３１ｂへ送り出した直後に、速やかに第１通路３１ａから資機材５を円周搬送装置１０に積み込むことができる。その結果、円周搬送装置１０への資機材５の積み込みに要する時間を短縮し、シールド機６への資機材５の搬送を迅速に行うことができる。

【0094】

また、第１実施形態では、上記のように、搭載位置Ｐ２における円周搬送装置１０から空台車３５ｂを第２通路３１ｂに送り出し、積載台車３５ａを第１通路３１ａから円周搬送装置１０へ送り込むように接続搬送装置３０を構成する。これにより、空台車３５ｂと積載台車３５ａとを入れ替えるだけで、円周搬送装置１０への資機材５の積み込みを行うことができる。そして、台車の入れ替えを、第１通路３１ａと第２通路３１ｂとによって別々の通路から行えるので、より一層、円周搬送装置１０への資機材５の積み込みに要する時間を短縮することができる。また、積み込み時間が短縮されるので、円周搬送装置１０の搬送に時間的な余裕が発生し、資機材５が必要になるタイミングと、資機材５が到達するタイミングとの差異に対しても柔軟に対応することが可能となる。

【0095】

また、第１実施形態では、上記のように、シールド機６、円周搬送装置１０、および資機材保管部２０の各稼働情報４１をそれぞれ収集し、シールド機６の動作に応じて資機材保管部２０から資機材５を供給させるとともに、規定数量の資機材５が資機材保管部２０に確保されるように資機材保管部２０への資機材５の輸送要求を地上供給設備７０に出力するように構成された、物流管理部４０を設ける。図９に示したように、複数台のシールド機６が同時並行で外殻トンネル２の掘削を行う場合には、それぞれの掘削状況が必ずしも一致しないため、資機材５の需給管理が困難となる。そこで、上記の物流管理部４０によれば、それぞれの稼働情報４１に基づいて、搬送システム１００における資機材５の需要と供給とを統合的に管理できる。その結果、シールド機６で資機材５が必要になるタイミングに応じた資機材保管部２０、円周搬送装置１０および接続搬送装置３０の搬送動作を実現するとともに、資機材５が必要になるタイミングに対応可能な在庫量が常時確保されるように地上供給設備７０から資機材５が到達するタイミングを調整することができる。

【0096】

［第２実施形態］
次に、図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、資機材保管部２０に立体保管庫２１を設けた上記第１実施形態とは異なり、資機材保管部１２０に立体保管庫２１を設けない例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

【0097】

図１０に示した第２実施形態の搬送システム２００では、資機材保管部１２０が、立体保管庫２１を有しておらず、トンネル運搬台車６１を並べて保管する構成を有する。すなわち、資機材保管部１２０は、複数台のトンネル運搬台車６１を並べて待機させることが可能な待機搬送路１２１を含んでいる。

【0098】

具体的には、輸送経路６０が、分岐部６４において合流する往路６２および復路６３と、合流後の第１輸送経路６０ａとを含んでおり、待機搬送路１２１は、分岐部６４の手前の往路６２の一部として設けられる。供給位置Ｐ１には、資機材５を接続搬送装置１３０のトラバーサ台車３３に移載するためのガントリクレーン１２２が設けられている。

【0099】

資機材保管部１２０は、資機材５を積載したトンネル運搬台車６１を、待機搬送路１２１から第１輸送経路６０ａへ送り込む。第１輸送経路６０ａの終端において、ガントリクレーン１２２によって、トンネル運搬台車６１に積まれた資機材５が、供給位置Ｐ１でトラバーサ台車３３上に配置した空台車３５ｂに移載される。

【0100】

接続搬送装置１３０では、供給位置Ｐ１で資機材５を積載した積載台車３５ａが、搭載位置Ｐ２の自走式搬送装置１２に台車ごと積み込まれる。なお、供給位置Ｐ１でトンネル運搬台車６１から空台車３５ｂへの積み替えを行うことなく、ガントリクレーン１２２が、資機材５を積載したトンネル運搬台車６１を、そのままトラバーサ台車３３の上へ運んでもよい。

【0101】

空のトンネル運搬台車６１は、第１輸送経路６０ａを折り返して、分岐部６４から復路６３へと進んで地上供給設備７０まで戻る。

【0102】

第２実施形態では、立体保管庫２１を設けないので、シールド機６またはシールド機６の構成部材など搬送物も、資機材５と同一の輸送経路６０で搬送することができる。第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、輸送経路６０に第２輸送経路６０ｂを設けてもよい。

【0103】

この他、資機材保管部１２０は、トンネル運搬台車６１を並べて保管する構成でなくてもよい。たとえば、資機材保管部１２０は、供給位置Ｐ１へ向けて延びる１または複数ラインのコンベヤラインであってもよい。この場合、たとえばコンベヤラインの入口および出口にそれぞれガントリクレーン１２２を配置して、入口側のガントリクレーン１２２がトンネル運搬台車６１の資機材５をコンベヤラインの入口に移載し、出口側のガントリクレーン１２２が供給位置Ｐ１のトラバーサ台車３３上に配置された空台車３５ｂに資機材５を移載する。これにより、コンベヤライン上で資機材５を貯留することができる。

【0104】

なお、図１０に示した構成例では、接続搬送装置１３０の接続通路３１の形態が上記第１実施形態と異なる。図１０の構成例では、矩形状の４本の通路部１３２ａ～１３２ｄによって、矩形環状の循環通路が構成されている。第１通路３１ａは、供給位置Ｐ１から奥側に向かう通路部１３２ａ、通路部１３２ａと直交する横向きの通路部１３２ｂ、通路部１３２ｂから搭載位置Ｐ２へ手前側に向かう通路部１３２ｃにより構成される。第２通路３１ｂは、搭載位置Ｐ２と供給位置Ｐ１とを直接繋ぐ通路部１３２ｄにより構成されている。この場合、図７に示した第１実施形態と比較して、第１通路３１ａと第２通路３１ｂとの共用部分（図７の通路部３２ｃ、および通路部３２ｅの一部）がなく、供給位置Ｐ１および搭載位置Ｐ２を除いて第１通路３１ａと第２通路３１ｂとが互いに独立した通路として構成されている。そのため、空台車３５ｂと積載台車３５ａとの入れ替えを、より速やかに行える。

【0105】

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0106】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0107】

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、資機材保管部２０と接続搬送装置１３０とを設けることにより、地上供給設備７０から地下構造物１内の輸送経路６０を介して輸送されてきた資機材５を、資機材保管部２０に一時保管し、資機材５が必要になるタイミングに合わせたタイミングで供給することができる。その結果、地上から円周搬送装置１０を介してシールド機６に至る資機材５の供給経路全体に亘って、資機材５の供給を遅延なく適時に行うことができる。

【0108】

第２実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。

【0109】

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

【0110】

たとえば、上記第１および第２実施形態では、複数のトンネル（本線トンネルおよび支線トンネル）からなる地下構造物の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、地下構造物は、１本のトンネルであってもよいし、トンネル以外の他の構造物であってもよい。

【0111】

また、上記第１および第２実施形態では、自走式搬送装置１２を備えた円周搬送装置１０の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば図１１および図１２に示すように、複数の搬送ユニット２１２を備える回転構造体２１１の全体を回転させることにより、複数の搬送ユニット２１２を一体的に周方向に移動させるタイプの円周搬送装置２１０を設けてもよい。図１１および図１２の例では、円周搬送装置２１０は、回転構造体２１１と、回転構造体２１１を周方向（Ｃ方向）に回転可能に支持する回転支持機構２１３と、回転構造体２１１を周方向に回転駆動する回転駆動機構２１４（図１２参照）と、を備える。回転支持機構２１３により支持された回転構造体２１１を、回転駆動機構２１４が周方向に回転駆動することによって、回転構造体２１１が資機材５を載せた搬送ユニット２１２とともに周方向に回転して資機材５を所定位置に搬送する。

【0112】

図１２に示す回転駆動機構２１４は、周方向（接線方向）に沿って伸縮可能なシリンダ機構２１５ａと係合機構２１５ｂとを有し、係合機構２１５ｂを係合位置にした状態で回転構造体２１１に設けられた係合部２１１ａを周方向に押圧することにより回転構造体２１１を駆動する。回転駆動機構２１４は、係合機構２１５ｂを退避位置にした状態で係合部２１１ａとは非係合の状態でシリンダ機構２１５ａを伸縮させることができる。回転駆動機構２１４は、係合機構２１５ｂを係合位置にした状態での伸長と、係合機構２１５ｂを退避位置にした状態での収縮とを繰り返すことにより、回転構造体２１１を周方向に連続的に駆動できる。

【0113】

また、上記第１および第２実施形態では、自走式搬送装置１２に走行駆動機構１７を設け、自走可能な構成とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外部の駆動機構によって搬送装置を走行させてもよい。たとえば、牽引ワイヤ、チェーンその他の牽引部材を介して、自走式搬送装置１２を走行させてもよい。

【0114】

また、上記第１および第２実施形態では、掘削機の一例としてシールド機６を用いる構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、シールド機６以外のどのような掘削機を用いてもよい。

【0115】

また、上記第１および第２実施形態では、輸送経路６０がアクセス用トンネル１ｂ内を通って地上供給設備７０まで延びる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、輸送経路６０の水平距離を短縮するため、円周発進基地３の付近のアクセス用トンネル１ｂの直上に立坑１６０（図３（Ｂ）参照）を形成して、地上から立坑１６０を介してアクセス用トンネル１ｂ内に資機材５を輸送する構成でもよい。なお、立坑１６０を設ける場合でも、輸送経路６０は、アクセス用トンネル１ｂ内を供給位置Ｐ１まで通る経路とされるので、アクセス用トンネル１ｂ内に資機材保管部２０を設けて資機材５を貯留することが可能である。

【0116】

また、上記第１実施形態では、３層３列の収容部２１ａを有する立体保管庫２１の例を示したが、本発明はこれに限られない。立体保管庫２１における収容部２１ａの層数は、２層または４層以上でもよい。立体保管庫２１における収容部２１ａの列数は、１列、２列または４列以上でもよい。立体保管庫２１における収容部２１ａの層数および列数は、資機材５の品種の数や、保管する資機材５の数量などに応じて任意に設定できる。

【0117】

また、上記第１実施形態では、供給位置Ｐ１へ向けて前送りする搬送コンベア２１ｂを有する収容部２１ａを含んだ後入れ前出し方式の立体保管庫２１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。立体保管庫２１としては、たとえばスタッカクレーン方式の立体保管庫でもよい。スタッカクレーン方式では、供給位置Ｐ１へ向けた走路上を移動可能かつ昇降可能なクレーン装置の片側または両側に、資機材５を収容するための収容部が形成された棚が走路に沿って設けられる。クレーン装置は、資機材５を保持して、棚のうちの任意の位置に資機材５を出し入れすることができる。スタッカクレーン方式では、後入れ前出し方式とは異なり、クレーン装置によって、棚の任意の位置に資機材５を収納し、任意の位置の資機材５を搬出することができるので、多品種の資機材５でも容易に分類保管ができる。

【0118】

また、資機材保管部２０に立体保管庫２１を設けない場合の構成例として、資機材保管部２０の全体に亘って移動可能なガントリクレーン２４を設けて、資機材５を資機材保管部２０に平面的に並べて保管してもよい。この場合、輸送経路６０から搬送された資機材５を、ガントリクレーン２４によって資機材保管部２０に移載し、次に供給すべき資機材５をガントリクレーン２４によって供給位置Ｐ１へ移載する。

【0119】

また、上記第１および第２実施形態では、接続通路３１を走行可能なトラバーサ台車３３を備える台車方式の接続搬送装置３０を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コンベヤ方式の物流供給部を設けてもよい。たとえば、トラバーサ台車３３の走路であって通路部３２ａ～通路部３２ｅを、それぞれコンベヤ通路によって置き換えて接続通路３１を構成する。この場合、搭載位置Ｐ２にガントリクレーンを設けて、通路部３２ｃからコンベヤで送られてきた資機材５を、円周搬送装置１０から引き出した空台車３５ｂに積み込むように構成してもよい。

【符号の説明】

【0120】

１ 地下構造物
２ 外殻トンネル
３ 円周発進基地
５ 資機材
６ シールド機（掘削機）
７ 搬送物
１０、２１０ 円周搬送装置
２０、１２０ 資機材保管部
２１ 立体保管庫
２１ａ 収容部
２２ 搬入機構
２３ 搬出機構
３０、１３０ 接続搬送装置
３１ 接続通路
３１ａ 第１通路
３１ｂ 第２通路
３５ 台車
３５ａ 積載台車
３５ｂ 空台車
４０ 物流管理部
４１ 稼働情報
６０ 輸送経路
６０ａ 第１輸送経路
６０ｂ 第２輸送経路
７０ 地上供給設備
１００、２００ 搬送システム（外殻トンネル構築用搬送システム）
Ｐ１ 供給位置
Ｐ２ 搭載位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】