特許 7375501 大断面トンネル躯体の構築方法

(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】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】大断面トンネル躯体の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 13/04 20060101AFI20231031BHJP

   E21D 9/04 20060101ALI20231031BHJP

   E21D 9/06 20060101ALI20231031BHJP

   E21D 11/40 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

E21D13/04

E21D9/04 F

E21D9/06 301D

E21D11/40 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019215252

(22)【出願日】2019-11-28

(65)【公開番号】P2021085237

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-10-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮元 克洋

(72)【発明者】

【氏名】足立 邦靖

(72)【発明者】

【氏名】磐田 吾郎

(72)【発明者】

【氏名】屋代 勉

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３００６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３２４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１１０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８７４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５０７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７９３０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １３／０４

Ｅ２１Ｄ ９／０４

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｅ２１Ｄ １１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷役搬送装置を用いた大断面トンネル躯体の構築方法であって、
前記荷役搬送装置は、
トンネル躯体内をトンネル軸線方向に移動可能な走行体と、
該走行体からトンネル軸線に直交する方向に相反して張出し、前記走行体を前記トンネル躯体に固定する一対のアウトリガーと、
前記走行体に設置され、該走行体の進行方向前方もしくは後方で資材の荷役作業を行う荷役装置本体と、を備え、
前記走行体は、
前記トンネル軸線方向からみた断面が矩形状のフレームと、
該フレームの前記トンネル軸線方向に延在する外隅各々の近傍に設けられ、前記トンネル躯体に当接する車輪と、を備えるものであり、
小断面の外殻トンネル躯体を並列に複数配置して、大断面トンネルの構築予定領域を囲繞し、
前記外殻トンネル躯体内で前記荷役搬送装置を走行させて資材の荷役搬送を行って、前記大断面トンネルの構築予定領域を取り囲む大断面トンネル躯体を構築することを特徴とする大断面トンネル躯体の構築方法。

【請求項2】

荷役搬送装置を用いた大断面トンネル躯体の構築方法であって、
前記荷役搬送装置は、
トンネル躯体内をトンネル軸線方向に移動可能な走行体と、
該走行体からトンネル軸線に直交する方向に相反して張出し、前記走行体を前記トンネル躯体に固定する一対のアウトリガーと、
前記走行体に設置され、該走行体の進行方向前方もしくは後方で資材の荷役作業を行う荷役装置本体と、を備え、
前記走行体は、
前記トンネル軸線方向からみた断面が矩形状のフレームと、
該フレームの前記トンネル軸線方向に延在する外隅各々の近傍に設けられ、前記トンネル躯体に当接する車輪と、を備えるとともに、
前記荷役装置本体が、前記資材を所定位置に向けて送り出す送出し機構と、送り出した前記資材を所定位置に押し込む押込み機構と、を備え、
前記送出し機構による前記資材の送り方向は、前記アウトリガーの張出し方向に直交するものであり、
小断面の外殻トンネル躯体を並列に複数配置して、大断面トンネルの構築予定領域を囲繞し、
前記外殻トンネル躯体内で前記荷役搬送装置を走行させて資材の荷役搬送を行って、前記大断面トンネルの構築予定領域を取り囲む大断面トンネル躯体を構築することを特徴とする大断面トンネル躯体の構築方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の大断面トンネル躯体の構築方法において、
前記大断面トンネル躯体が、該大断面トンネルの周方向及び軸線方向に接続される複数
の鋼殻分割体を備え、
該鋼殻分割体が、前記大断面トンネル躯体の外周面を形成する外側鋼殻板と、内周面を
形成する内側鋼殻板と、該内側鋼殻板と前記外側鋼殻板とを連結する連結材と、を有し、
該連結材を前記荷役搬送装置の前記荷役装置本体で把持しつつ、前記鋼殻分割体を前記
荷役搬送装置で荷役搬送することを特徴とする大断面トンネル躯体の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、資材を荷役搬送する荷役搬送装置を用いた大断面トンネル躯体の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、大深度地下に設けられた既設トンネルの一部分に大断面トンネルを構築する方法として、様々な方法が検討されている。

【0003】

例えば、特許文献１では、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルの分岐合流部となる部分を大断面トンネルの構築予定領域とし、これを囲繞するようにして小断面の外殻トンネルを並列に複数構築する。次に、これら複数の外殻トンネルに跨るトンネル躯体を構築する。こうして、トンネル躯体が構築されたのち、トンネル躯体の内側を掘削して大断面トンネルを構築する。

【0004】

ここで、トンネル躯体は、複数の躯体分割体を、周方向及びトンネル軸線方向に接続することにより構築され、躯体分割体は、トンネル躯体の内周面を形成する内側鋼殻板と、外周面を形成する外側鋼殻板と、せん断補強筋とを備える鋼殻分割体に、コンクリートを打設することにより構築される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－１０９３２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１において、躯体分割体を構成する鋼殻分割体は重量物であるから、小断面の外殻トンネル内での荷役搬送は煩雑となる。このため、外殻トンネル内に内側鋼殻板と外側鋼殻板とを別途搬送し、外殻トンネル内の所定位置で各々の位置決めを行い、鋼殻分割体に組み立てる。しかし、このような作業は煩雑であるとともに、位置ズレが生じやすく、位置ズレが生じたままトンネル躯体まで構築すると、トンネル躯体の内部空間に構築される大断面トンネルの出来形に影響を及ぼしかねない。

【0007】

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、トンネル躯体を構築する際に必要な資材の荷役搬送作業を容易なものとし、作業効率を向上することの可能な、大断面トンネル躯体の構築方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

かかる目的を達成するため本発明の大断面トンネル躯体の構築方法で用いる荷役搬送装置は、トンネル躯体内をトンネル軸線方向に移動可能な走行体と、該走行体からトンネル軸線に直交する方向に相反して張出し、前記走行体を前記トンネル躯体に固定する一対のアウトリガーと、前記走行体に設置され、該走行体の進行方向前方もしくは後方で資材の荷役作業を行う荷役装置本体と、を備え、前記走行体は、前記トンネル軸線方向からみた断面が矩形状のフレームと、該フレームの前記トンネル軸線方向に延在する外隅各々の近傍に設けられ、前記トンネル躯体に当接する車輪と、を備える。

【0009】

上述する荷役搬送装置によれば、走行体を構成するフレームの外隅各々の近傍にトンネル躯体に当接する車輪を備えるとともに、トンネル軸線に直交する方向に相反して張出し走行体をトンネル躯体に固定する一対のアウトリガーを備える。これにより、走行体をトンネル軸線方向からみて左右９ ０ 度の範囲でいずれに傾けても、走行させることができるとともにアウトリガーにより確実に停止させ位置決めできる。したがって、資材が重量物であり、かつ資材の供給位置がトンネル躯体の何れの位置であった場合にも、荷役搬送装置をトンネル躯体内で、荷役装置本体が資材の供給位置に向けて動作可能となる姿勢にしつつ、安定して資材の荷役搬送作業を行うことが可能となる。

【0010】

本発明の大断面トンネル躯体の構築方法で用いる荷役搬送装置は、前記荷役装置本体が、前記資材を所定位置に向けて送り出す送出し機構と、送り出した前記資材を所定位置に押し込む押込み機構と、を備え、前記送出し機構による前記資材の送り方向は、前記アウトリガーの張出し方向に直交している。

【0011】

上述する荷役搬送装置によれば、資材の送出し方向が略水平方向であった場合に、張出し方向が略鉛直方向となるアウトリガーを介して、荷役搬送装置の荷重を外殻トンネル躯体に伝達できることから、荷役搬送装置を安定させた状態で、略水平方向への資材の送出し作業を実施することが可能となる。

【0012】

本発明の大断面トンネル躯体の構築方法は、本発明の荷役搬送装置を用いた大断面トンネル躯体の構築方法であって、小断面の外殻トンネル躯体を並列に複数配置して、大断面トンネルの構築予定領域を囲繞し、前記外殻トンネル躯体内で前記荷役搬送装置を走行させて資材の荷役搬送を行って、前記大断面トンネルの構築予定領域を取り囲む大断面トンネル躯体を構築することを特徴とする。

【0013】

本発明の大断面トンネル躯体の構築方法によれば、大断面トンネル躯体を構築する際に必要となる材料や装備、支保工等の資材の搬送及び荷役作業を迅速化することができ、大断面トンネル躯体の構築作業全体の、作業効率の向上及び工期短縮に寄与することが可能となる。

【0014】

また、１つの外殻トンネル躯体での作業が終了次第、他の外殻トンネル躯体に荷役搬送装置を移動させて再利用することが可能となる。

【0015】

本発明の大断面トンネル躯体の構築方法は、前記大断面トンネル躯体が、該大断面トンネルの周方向及び軸線方向に接続される複数の鋼殻分割体を備え、該鋼殻分割体が、前記大断面トンネル躯体の外周面を形成する外側鋼殻板と、内周面を形成する内側鋼殻板と、該内側鋼殻板と前記外側鋼殻板とを連結する連結材と、を有し、該連結材を前記荷役搬送装置の前記荷役装置本体で把持しつつ、前記鋼殻分割体を前記荷役搬送装置で荷役搬送することを特徴とする。

【0016】

本発明の大断面トンネル躯体の構築方法によれば、あらかじめ連結材を介して内側鋼殻板と外側鋼殻板とを一体に固定した鋼殻分割体を製作しておき、この連結材を荷役装置本体で把持することにより、鋼殻分割体を荷役搬送装置で荷役搬送できる。これにより、狭隘な外殻トンネル内で外側鋼殻板と内側鋼殻板の組立て設置作業を省略できるとともに、鋼殻分割体の搬送及び荷役作業も容易となるため、大断面トンネル躯体の構築に係る作業の省力化を図ることが可能となる。

【0017】

また、外側鋼殻板と内側鋼殻板の組立て設置作業を省略できることにより、建て込み時に位置ズレ等を生じることがない。したがって、大断面トンネル躯体を精度よく構築することができ、大断面トンネルに所望の出来形を確保することが可能となる。

【0018】

さらに、鋼殻分割体の送り出しもしくは建込み位置が、外殻トンネル躯体の何れの位置にあっても、これに対応する姿勢で荷役搬送装置を走行させ、荷役装置本体を用いて鋼殻分割体を送り出し建て込むことが可能となる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、走行体を構成するフレームの外隅各々の近傍に設けたトンネル躯体に当接する車輪と、走行体をトンネル躯体に固定する一対のアウトリガーとを備えるから、資材が重量物であり、かつ資材の供給位置がトンネル躯体の何れの位置であっても、荷役搬送装置をトンネル躯体内で、荷役装置本体が資材の供給位置に向けて動作可能となる姿勢にしつつ、安定して資材の荷役搬送作業を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態における大断面トンネル躯体の概略を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態における大断面トンネル躯体の詳細を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態における鋼殻分割体の詳細を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における荷役搬送装置の詳細を示す図である（その１）。

【図5】本発明の実施の形態における荷役搬送装置の詳細を示す図である（その２）。

【図6】本発明の実施の形態における大断面トンネル躯体の構築手順を示す図である（その１）。

【図7】本発明の実施の形態における大断面トンネル躯体の構築手順を示す図である（その２）。

【図8】本発明の実施の形態における大断面トンネル躯体の構築手順を示す図である（その３）。

【図9】本発明の実施の形態における大断面トンネル躯体の構築手順を示す図である（その４）。

【図10】本発明の実施の形態における荷役搬送装置の他の事例を示す図である（その１）。

【図11】本発明の実施の形態における荷役搬送装置の他の事例を示す図である（その２）。

【図12】本発明の実施の形態における荷役搬送装置の他の事例を示す図である（その３）。

【図13】本発明の実施の形態における荷役搬送装置の使用状態を示す図である（その１）。

【図14】本発明の実施の形態における荷役搬送装置の使用状態を示す図である（その２）。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明は、大断面トンネルの構築予定領域を囲繞するようにして、小断面の外殻トンネルを並列に複数構築し、この外殻トンネルを利用して、大断面トンネル躯体を構築する際に好適な装置および方法である。

【0022】

構築予定の大断面トンネルは、いずれの用途に用いられるものであってもよいが、本実施の形態では、既設の本線トンネルと支線トンネルとの分岐合流部として大断面トンネルを用いる場合を事例に挙げ、図１～図１４を参照しつつ、荷役搬送装置、及び大断面トンネル躯体の構築方法について、その詳細を説明する。

【0023】

図１で示すように、既設の本線トンネル１には、支線トンネル２との分岐合流部となる範囲に、大断面トンネル構築予定領域３が設定されており、この大断面トンネル構築予定領域３に沿って、複数の外殻トンネル躯体５が構築されている。これら複数の外殻トンネル躯体５には、その内部空間である外殻トンネル４を利用して大断面トンネル構築予定領域３を取り囲む大断面トンネル躯体９が構築されている。大断面トンネルは、大断面トンネル躯体９の内方を掘削することで構築される。

【0024】

大断面トンネル躯体９は、図２で示すように、鋼殻分割体７とその内方に打設充填されたコンクリート８とによりなる躯体分割体６を、大断面トンネル構築予定領域３の周方向に複数接続するとともに、大断面トンネル構築予定領域３のトンネル軸線方向にも複数接続することにより構築される筒状構造体である。

【0025】

そして、躯体分割体６を構成する鋼殻分割体７は、大断面トンネル躯体９の内周面を形成する内側鋼殻板７１と、大断面トンネル躯体９の外周面を形成する外側鋼殻板７２と、両者の間に設置されるせん断補強筋７３及び連結材７４と、により構成される。

【0026】

内側鋼殻板７１は、図３で示すように、長さ方向が大断面トンネル躯体９の内周面を形成する円弧状に形成された矩形鋼板よりなるスキンプレート７１１と、スキンプレート７１１の幅方向の両端部各々に設置される一対の主桁７１２と、スキンプレート７１１の長さ方向の両端部各々に設置される一対の継手板７１３と、主桁７１２同士を連結するようにスキンプレート７１１上に設置される複数の縦リブ（図示せず）と、を備える。これら主桁７１２、継手板７１３および縦リブはいずれも、スキンプレート７１１の凸面側に設置される。

【0027】

外側鋼殻板７２も内側鋼殻板７１と同様に、スキンプレート７２１、一対の主桁７２２、一対の継手板７２３、および縦リブ（図示せず）を備えるが、スキンプレート７２１は、長さ方向が大断面トンネル躯体９の外周面を形成する円弧状に形成される。また、主桁７２２、継手板７２３および縦リブはいずれも、スキンプレート７２１の凹面側に設置される。

【0028】

せん断補強筋７３は、間隔を設けて配置した内側鋼殻板７１と外側鋼殻板７２との間で、両者を連結するように間隔を設けて複数設置されている。こうして構築された鋼殻分割体７には、さらに、連結材７４が設けられている。

【0029】

連結材７４は、内側鋼殻板７１と外側鋼殻板７２とを、コンクリート８を打設する前の状態で一体に連結し、後述する荷役搬送装置１００を用いた荷役搬送作業を可能にするものであり、Ｈ形鋼等の鋼材を採用している。本実施の形態では、連結材７４を、せん断補強筋７３と平行にして、鋼殻分割体７における長さ方向の一端側近傍に設置しているが、これに限定されるものではなく、両端近傍各々に設置してもよい。

【0030】

このような構造の鋼殻分割体７を含め、大断面トンネル躯体９を構築する際に必要となる材料や装備、支保工等の資材は、外殻トンネル躯体５を走行通路とする荷役搬送装置１００により荷役搬送される。以下に、荷役搬送装置１００についてその詳細を説明する。

【0031】

≪荷役搬送装置≫
荷役搬送装置１００は、図４で示すように、外殻トンネル躯体５の軸線方向に移動自在な構成を有しており、走行体１１０と、アウトリガー１２０と、荷役装置本体１３０とを備えている。

【0032】

走行体１１０は、フレーム１１１と、主車輪１１６と、副車輪１１７とを有し、フレーム１１１は、外形が直方体もしくは立方体のごとく形成された車体であり、２体の下桁部材１１２、２体の上桁部材１１３、複数の柱部材１１４、及び複数の梁部材１１５とにより構成されている。

【0033】

下桁部材１１２及び上桁部材１１３はそれぞれ、外殻トンネル躯体５のトンネル軸線方向に延在する長尺部材であり、下桁部材１１２と上桁部材１１３とを連結するようにして柱部材１１４が複数設置され、下桁部材１１２同士もしくは上桁部材１１３同士を連結するようにして梁部材１１５が複数設置されている。

【0034】

これにより、フレーム１１１は、外殻トンネル躯体５のトンネル軸線方向の断面が矩形状で中空部を有し、また、フレーム１１１の外隅を形成する下桁部材１１２及び上桁部材１１３各々には、主車輪１１６及び副車輪１１７が設置されている。これら主車輪１１６及び副車輪１１７はそれぞれ、下桁部材１１２及び上桁部材１１３の長手方向に間隔を設けて複数設置されている。

【0035】

アウトリガー１２０は、図５で示すように、柱部材１１４と平行な方向に伸縮する油圧ジャッキ１２１と、柱部材１１４の周りを回動自在に設置されている取付部材１２２とにより構成され、油圧ジャッキ１２１のピストン１２１ａが取付部材１２２に固定されている。これにより、油圧ジャッキ１２１は、図４及び図５で示すように、柱部材１１４の周りを回動し、フレーム１１１から側方に出没自在となる。

【0036】

このようなアウトリガー１２０は２体が対をなして一組となり、フレーム１１１の両側方各々に一組ずつ合計４体設置されている。そして、この対をなすアウトリガー１２０は油圧ジャッキ１２１のロッド１２１ｂが、図５で示すように、互いに外殻トンネル躯体５のトンネル軸線方向と直交しつつ、相反する方向に伸長するよう配置されている。

【0037】

荷役装置本体１３０は、フレーム１１１の前方側（荷役搬送装置１００の前進方向）に設けられており、梁部材１１５と平行な軸部材１３１と、軸部材１３１に対して回動自在に設置された資材把持機構１３２とを備える。資材把持機構１３２は、ブーム１３３及びアーム１３４と、アーム１３４の先端に設けられて資材を把持する把持部１３５とを備える。

【0038】

そして、軸部材１３１がフレーム１１１の内空部に設置されることにより、荷役装置本体１３０はブーム１３３及びアーム１３４を、折り畳むと図４で示すように、フレーム１１１内に収納され、展開すると図５で示すように、軸部材１３１周りに回動しながら、把持部１３５をフレーム１１１より上方及び下方へ昇降させることができる。また、資材把持機構１３２は、軸部材１３１の長手方向（梁部材１１５と平行な方向）に沿って移動させることもでき、フレーム１１１内で側方への位置調整を行うことができる。

【0039】

なお、把持部１３５は、チャック式もしくは電磁石式等いずれでもよく、また、アタッチメント式に構成され、把持しようとする資材の形状に応じた部材を取り替え自在な構成となっていてもよい。また、荷役装置本体１３０は、フレーム１１１の後方側（荷役搬送装置１００の後進方向）に設けてもよい。

【0040】

上述する構成の荷役搬送装置１００は、図４で示すように、外殻トンネル躯体５の内周面であってトンネル軸線方向に延在するように設置された４体の長尺架台１０をガイドにしてトンネル軸線方向に移動する。具体的には、主車輪１１６が、４体の長尺架台１０のうちの２台に張り出して設置されたレール１３上を走行する。一方、副車輪１１７は、他の２体の長尺架台１０各々に当接し走行する。

【0041】

一方、走行を停止して荷役作業を行う際は、図５で示すように、アウトリガー１２０を展開する。つまり、柱部材１１４周りに取付部材１２２を介して油圧ジャッキ１２１を回動し、フレーム１１１から側方に張り出させ、さらに、油圧ジャッキ１２１のロッド１２１ｂを伸張させる。すると、油圧ジャッキ１２１が、上下に位置する長尺架台１０の間に形成された空間でこれら上下の長尺架台１０を押圧することにより、荷役搬送装置１００は停止位置で位置決めされる。

【0042】

なお、外殻トンネル躯体５を構成する長尺架台１０は、外殻トンネル躯体５の内周面を略外接円とする仮想の正方形もしくは長方形の４隅に対して、外殻トンネル躯体５の軸線方向に延在するようにして設けられた、断面視四分円に形成された長尺部材である。

【0043】

このように荷役搬送装置１００は、フレーム１１１の４つの外隅それぞれに設けた主車輪１１６もしくは副車輪１１７が、長尺架台１０を介して外殻トンネル躯体５の内周面に当接した状態で走行する。これにより、長尺架台１０の位置に応じてフレーム１１１を外殻トンネル４のトンネル軸線方向からみて左右９０度の範囲でいずれに傾けても、荷役搬送装置１００は走行することができるとともにアウトリガー１２０により確実に停止させ位置決めできる。

【0044】

したがって、資材が重量物であり、かつ資材の供給位置が外殻トンネル躯体５における内周面の何れの位置であっても、荷役搬送装置１００を外殻トンネル躯体５内で、荷役装置本体１３０が資材の供給位置に向けて動作可能となる姿勢にして、資材の荷役搬送をすることが可能となる。

【0045】

≪大断面トンネル躯体の構築方法≫
上記の荷役搬送装置１００を利用して、大断面トンネル躯体９を構築する手順を、図６～図９を参照しつつ説明する。

【0046】

なお、図６（ａ）で示すように、大断面トンネル構築予定領域３にはこれを囲繞するようにして、小断面の外殻トンネル躯体５がトンネル軸線方向を、大断面トンネル構築予定領域３の軸線方向に合わせて、複数並列配置されている。本実施の形態では、図１で示すように、大断面トンネル構築予定領域３を軸線方向で複数の区画Ａ、Ｂ・・に区割りする。そして、この区画ごとに、図２で示すような隣り合う外殻トンネル躯体５同士を跨ぐようにして、躯体分割体６を構築しリング状の構造体を構築する。

【0047】

〈前処理工程〉
大断面トンネル躯体９の構築に先立ち、複数の外殻トンネル躯体５の周囲地盤には、図６（ａ）で示すような凍結工法もしくは薬液注入工法による地盤改良部１５を形成し、止水対策を施す。また、外殻トンネル躯体５には、前述した４体の長尺架台１０を設置しておく。

【0048】

〈第１の工程〉
図６（ｂ）で示すように、隣り合う一方の外殻トンネル躯体５に、長尺架台１０を利用して、トンネル軸線方向からみて３体の支保工１１を設置する。支保工１１は、図７（ａ）で示すように、外殻トンネル躯体５の軸線方向にも間隔を設けて複数設置している。このように、長尺架台１０を介して支保工１１を設置すると、外殻トンネル躯体５のセグメント５１の目地位置等を考慮することなく、所望の位置に支保工１１を配置できるため、作業性を大幅に向上できる。

【0049】

こののち、図６（ｂ）で示すように、隣り合う外殻トンネル躯体５，５’各々の対向する一部分について切り開きを行い、相互に連通する連通空間１２を設ける。この切り開き工は、図１で示すように、外殻トンネル４のトンネル軸線方向に設定した区画Ａの範囲に対して行い、トンネル軸線方向に連通空間１２を連続させる。なお、連通空間１２には、隣り合う外殻トンネル躯体５、５’を連結する止水板１４を設けておき、地山から連通空間１２への漏水を抑止する。

【0050】

〈第２の工程〉
図６（ｃ）で示すように、一方の外殻トンネル躯体５に配備した荷役搬送装置１００を利用して、鋼殻分割体７の設置開始位置であって連通空間１２と対向する位置の支保工１１を撤去し、鋼殻分割体設置領域Ｗを確保する。具体的には、一方の外殻トンネル躯体５内で荷役搬送装置１００をトンネル軸線方向に前進移動させ、鋼殻分割体７の設置開始位置近傍で停止させたのち、アウトリガー１２０を展開して位置決めする。

【0051】

次に、荷役装置本体１３０を稼働させて、把持部１３５にて支保工１１を把持しつつ撤去し、把持したままの状態でアウトリガー１２０を収納し、荷役搬送装置１００を後進させる。撤去した支保工１１は、図７（ａ）で示すように、一方の外殻トンネル４のトンネル軸線方向における区画Ａ内で、支保工１１を未だ設置していない位置に盛替える。

【0052】

こののち、同じく荷役搬送装置１００を利用して、鋼殻分割体７を鋼殻分割体設置領域Ｗに搬送するが、鋼殻分割体７は、図７（ａ）で示すように、一方の外殻トンネル４の後方に仮置きされている。このため、支保工１１を盛替えた後の荷役搬送装置１００をさらに後進させ、図７（ｂ）で示すように、仮置き場近傍で停止させたのちアウトリガー１２０を展開して荷役搬送装置１００を位置決めする。

【0053】

図７（ｃ）で示すように、荷役装置本体１３０にて鋼殻分割体７を把持しつつ上昇させ、アウトリガー１２０を収納して荷役搬送装置１００を鋼殻分割体設置領域Ｗに向けて前進させる。なお、荷役装置本体１３０の把持部１３５は、鋼殻分割体７に設けた連結材７４を把持すればよく、鋼殻分割体７を容易に搬送することができる。

【0054】

また、鋼殻分割体７の建て込み作業は、図８（ａ）で示すように、鋼殻分割体設置領域Ｗの近傍で位置決めした荷役搬送装置１００の荷役装置本体１３０を稼働させて一方の外殻トンネル躯体５の鋼殻分割体設置領域Ｗから連通空間１２に向けて鋼殻分割体７を送り出す。そして、図８（ｂ）で示すように、他方の外殻トンネル躯体５’に先行し設置されている鋼殻分割体７’と当接させ、これらを接続する。

【0055】

上記のような、支保工１１の撤去跡に形成された鋼殻分割体設置領域Ｗから連通空間１２に向けて鋼殻分割体７を送り出し建て込む作業を、図８（ｃ）で示すように、区画Ａ内における一方の外殻トンネル躯体５のトンネル軸線方向に順次繰り返し、鋼殻分割体７を連接させる。

【0056】

図６～図８で示すように、荷役搬送装置１００は、連通空間１２に対応して配置された長尺架台１０の位置に応じて、外殻トンネル躯体のトンネル軸線方向からみて傾けても走行でき、また、アウトリガー１２０により確実に停止させ位置決めできる。したがって、重量物である鋼殻分割体７を外殻トンネル躯体５の斜め下方に位置する連通空間１２に向けて送り出す際にも、安定して資材の荷役搬送作業を行うことが可能となる。

【0057】

〈第３の工程〉
こののち、図９（ａ）で示すように、連結した鋼殻分割体７、７’各々にコンクリート８を充填打設して、躯体分割体６を構築する。本実施の形態では、図８（ｂ）で示すように鋼殻分割体７、７’を、大断面トンネル構築予定領域３の周方向に２体連結するとともに、図８（ｃ）で示すように大断面トンネル構築予定領域３の軸線方向（外殻トンネル躯体５のトンネル軸線方向）に５体連結するごとに、コンクリート８の充填打設作業を行っているが、その数量はなんら限定されるものではない。

【0058】

〈第４の工程〉
図９（ｂ）（ｃ）で示すように、一方の外殻トンネル躯体５内で荷役搬送装置１００を用いて、上記と同様の要領で新たな鋼殻分割体７’’を所定位置に送り出して建て込み、これを連通空間１２に位置する第３の工程で構築した躯体分割体６と連結する。また、適宜のタイミングで図９（ｂ）で示すように、連通空間１２と躯体分割体６との間、及び外殻トンネル４と鋼殻分割体７との間に生じた空隙部に、充填材１６を充填する。

【0059】

これらの工程を、図１で示すような、大断面トンネル構築予定領域３を囲繞する複数の外殻トンネル躯体５各々で繰り返し実施することにより、区画Ａ内に複数の躯体分割体６よりなる筒状構造物が構築される。また、大断面トンネル構築予定領域３の軸線方向（区画Ａ、区画Ｂ・・・）に繰り返すことにより、大断面トンネルの構築予定領域を囲繞する大断面トンネル躯体９を構築することができる。

【0060】

なお、荷役搬送装置１００は、１つの外殻トンネル躯体５での作業が終了次第、他の外殻トンネル躯体５に移動させて再利用することが可能となる。

【0061】

上記のとおり、荷役搬送装置１００を用いた大断面トンネル躯体の構築方法によれば、大断面トンネル躯体９を構築する際に必要となる鋼殻分割体７や支保工１１等、資材の荷役搬送作業を迅速化することができ、大断面トンネル躯体９の構築作業全体の作業効率の向上、及び工期短縮に寄与することが可能となる。

【0062】

また、連結材７４を介して内側鋼殻板７１と外側鋼殻板７２とを一体に固定した鋼殻分割体７を製作しておくことで、連結材７４を利用して鋼殻分割体７を荷役搬送装置１００で荷役搬送できる。これにより、外側鋼殻板７２と内側鋼殻板７１の組立て設置作業を省略でき、また、鋼殻分割体７荷役搬送作業も容易となるため、大断面トンネル躯体９の構築に係る作業の省力化を図ることが可能となる。

【0063】

さらに、外側鋼殻板７２と内側鋼殻板７１の組立て設置作業を省略できることにより、建込み時の位置ズレ等が生じないため、大断面トンネル躯体９を精度よく構築することができ、大断面トンネルに所望の出来形を確保することが可能となる。

【0064】

本発明の荷役搬送装置１００、及び大断面トンネル躯体９の施工方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0065】

例えば、本実施の形態では、荷役搬送装置１００において、荷役装置本体１３０に、ブーム１３３とアーム１３４を備えた資材把持機構１３２を採用し、動作方向（資材の送り方向）を柱部材１１４と平行な方向に設定した。また、アウトリガー１２０を、油圧ジャッキ１２１が荷役装置本体１３０の動作方向と平行な方向に伸長するよう、走行体１１０に設置した。このような構造は、図６～図９で示すように、地盤の深さ方向に鋼殻分割体７を送り出し建込む際に好適である。

【0066】

しかし、図１で示す領域Ｘのように、外殻トンネル躯体５が略水平方向に隣り合う場合、両者の連通空間１２は水平方向となるから、上述する荷役搬送装置１００は、必ずしも、合理的な構造とはえいない。そこで、荷役搬送装置１００の他の事例を、図１０～図１４を参照しつつ説明する。

【0067】

荷役搬送装置１００は、図１０で示すように、走行体１１０と、アウトリガー１２０と、荷役装置本体１３０とを備えるが、図４で示した荷役搬送装置１００とは、走行体１１０に設備移動装置１６０が設けられている点、荷役装置本体１３０が、送出し機構１４０と押込み機構１５０とを備える構造である点、アウトリガー１２０が押込み機構１５０とともに設備移動装置１６０に設けられている点で、その構造が異なっている。

【0068】

走行体１１０は、フレーム１１１、主車輪１１６及び副車輪１１７を備え、フレーム１１１は、２体の下桁部材１１２、２体の上桁部材１１３、複数の柱部材１１４、及び複数の梁部材１１５とにより構成され、外殻トンネル躯体５のトンネル軸線方向に中空部を有する立方体状もしくは直方体状の外形を有する車体である。また、フレーム１１１の外隅を形成する下桁部材１１２及び上桁部材１１３各々に、主車輪１１６及び副車輪１１７が設置されている。

【0069】

上記の構成は、図４で示した前述の荷役搬送装置１００の走行体１１０と同様であるが、図１０では、走行体１１０を構成するフレーム１１１の中空部であって一方の側面に、設備移動装置１６０が設けられている。

【0070】

設備移動装置１６０は、図１１で示すように、フレーム１１１の後方から前方に向かうレール状の案内部材１６１と、図１２で示すように、案内部材１６１上を移動する架台１６２とを備え、架台１６２は、柱部材１１４と平行な平面を有し、この平面にターンテーブル１６３が回転可能に設置されている。そして、このターンテーブル１６３に、アウトリガー１２０と押込み機構１５０が設置されている。

【0071】

アウトリガー１２０と押込み機構１５０は、図１１で示すように、架台１６２がフレーム１１１の後方に位置する状態で、フレーム１１１内に収納されている。また、図１２で示すように、架台１６２を案内部材１６１上でフレーム１１１の前方まで移動させたのち、ターンテーブル１６３を回転すると、アウトリガー１２０及び押込み機構１５０がともに、フレーム１１１の前方（荷役搬送装置１００の後進方向）に配置される。

【0072】

アウトリガー１２０は、図１０で示すように、２体の油圧ジャッキ１２１とこれらをターンテーブル１６３に設置する取付部材（後述する押圧装置１５１がこれを兼用）とを備え、架台１６２をフレーム１１１の前方まで移動させターンテーブル１６３を回転すると、２体の油圧ジャッキ１２１がフレーム１１１の前方であって上桁部材１１３より上方に配置される。この状態で２体の油圧ジャッキ１２１各々は、ロッド１２１ｂが、外殻トンネル躯体５のトンネル軸線方向と直交しつつ、梁部材１１５と平行な互いに相反する方向に伸長する。

【0073】

また、押込み機構１５０は、柱状の伸縮自在な押圧装置１５１とその先端に設けられ、資材に当接して押圧力を作用する押圧部１５２と、押圧装置１５１をターンテーブル１６３に設置する取付部材１５３とを備える。そして、架台１６２をフレーム１１１の前方まで移動させターンテーブル１６３を回転すると、フレーム１１１の前方で押圧装置１５１が柱部材１１４と平行となるように配置される。この状態で、押圧装置１５１を伸張させると、押圧部１５２は、柱部材１１４と平行な方向に移動し、下桁部材１１２より下方に到達する。

【0074】

送出し機構１４０は、図１２で示すように、把持機構１４１とスライド機構１４２と、案内板１４３を備え、フレーム１１１の前面に設置されるが、アウトリガー１２０及び押込み機構１５０が、図１０で示すように、フレーム１１１の前方に配置された際にこれらと干渉することのない位置に配置されている。

【0075】

把持機構１４１は、チャック式もしくは電磁石式等いずれでもよく、また、アタッチメント式に構成され、把持しようとする資材の形状に応じた部材を取り替え自在な構成となっていてもよい。

【0076】

スライド機構１４２は、下桁部材１１２近傍と上桁部材１１３近傍の各々に設けた対をなすスプロケット１４２ａと、スプロケット１４２ａに掛け回される無端のローラーチェーン１４２ｂとにより構成されている。そして、このローラーチェーン１４２ｂの一部分に把持機構１４１が設けられることにより、スプロケット１４２ａを回転させることで、図１１及び図１２で示すように、把持機構１４１を下桁部材１１２と上桁部材１１３との間（柱部材１１４と平行な方向）で往復移動させることができる。

【0077】

案内板１４３は、把持機構１４１の背面であって、ローラーチェーン１４２ｂと平行に配置され、把持機構１４１が柱部材１１４と平行な方向に移動する挙動を補助している。

【0078】

このような構成の荷役搬送装置１００は、図１３（ａ）（ｂ）で示すように、鋼殻分割体７の送り出し方向となる連通空間１２が略水平方向であった場合に、外殻トンネル躯体５内で、トンネル軸線方向からみて倒伏姿勢となって、送出し機構１４０の動作方向（送り方向）と、押込み機構１５０の動作方向（押し込み方向）を略水平方向に向ける。

【0079】

この姿勢であっても、フレーム１１１の外隅各々に主車輪１１６及び副車輪１１７が設置されていることから、送出し機構１４０の把持機構１４１で、鋼殻分割体７を把持することにより、外殻トンネル躯体５内で鋼殻分割体７を搬送することができる。

【0080】

そして、図１３（ｂ）で示すように、隣り合う外殻トンネル躯体５、５’の連通空間１２に向けて鋼殻分割体７を送り出す際には、送出し機構１４０のスライド機構１４２を稼働させ、スプロケット１４２ａを駆動してローラーチェーン１４２ｂを回動する。すると、鋼殻分割体７は、連通空間１２に向けて送り出される。このとき、把持機構１４１は、案内板１４３に移動を補助されているため、鋼殻分割体７を水平方向に安定して送り出すことができる。

【0081】

こののち、鋼殻分割体７を建込む際には、図１４で示すように、架台１６２を案内部材１６１上でフレーム１１１の前方まで移動させ、また、ターンテーブル１６３を回転し、アウトリガー１２０と押込み機構１５０をフレーム１１１の前方に配置する。そして、アウトリガー１２０を展開し、２体の油圧ジャッキ１２１で略鉛直方向に位置する長尺架台１０を押圧するようにして、荷役搬送装置１００を外殻トンネル４の内周面に固定する。これにより、張出し方向が略鉛直方向となるアウトリガー１２０を介して、荷役搬送装置１００の荷重を外殻トンネル躯体５に伝達できる

【0082】

この状態で、押圧装置１５１を伸張させて押圧部１５２を鋼殻分割体７に把持させる一方で、送出し機構１４０の把持機構１４１による把持を開放する。そのうえで、押圧装置１５１をさらに伸張させて、鋼殻分割体７を押し込んで所定の位置に建て込む。これにより、鋼殻分割体７の送り出し方向が略水平方向であっても、効率よく鋼殻分割体７を建て込むことができる。

【0083】

なお、図１３（ａ）では既に撤去しているが、鋼殻分割体７を搬入する前に長尺架台１０を利用し連通空間１２と対向する位置に設けられていた支保工１１も、送出し機構１４０の把持機構１４１を利用して撤去している。

【0084】

また、荷役装置本体１３０をなす送出し機構１４０と押込み機構１５０は、走行体１１０を構成するフレーム１１１の後方（荷役搬送装置１００の後進方向）に配置されるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0085】

１ 本線トンネル
２ 支線トンネル
３ 大断面トンネル構築予定領域
４ 外殻トンネル
５ 外殻トンネル躯体
５１ セグメント
６ 躯体分割体
７ 鋼殻分割体
７１ 内側鋼殻板
７２ 外側鋼殻板
７３ せん断補強筋
７４ 連結材
８ コンクリート
９ 大断面トンネル躯体
１０ 長尺架台
１１ 支保工
１２ 連通空間
１３ レール
１４ 止水板
１５ 地盤改良部
１６ 充填材

１００ 荷役搬送装置
１１０ 走行体
１１１ フレーム
１１２ 下桁部材
１１３ 上桁部材
１１４ 柱部材
１１５ 梁部材
１１６ 主車輪
１１７ 副車輪
１２０ アウトリガー
１２１ 油圧ジャッキ
１２１ａ ピストン
１２１ｂ ロッド
１２２ 取付部材
１３０ 荷役装置本体
１３１ 軸部材
１３２ 資材把持機構
１３３ ブーム
１３４ アーム
１３５ 把持部
１４０ 送出し機構
１４１ 把持機構
１４２ スライド機構
１４２ａ スプロケット
１４２ｂ ローラーチェーン
１４３ 案内板
１５０ 押込み機構
１５１ 押圧装置
１５２ 押圧部
１５３ 取付部材
１６０ 設備移動装置
１６１ 案内部材
１６２ 架台
１６３ ターンテーブル

【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】