特許 7587435 コンクリート切削装置、及び既設覆工コンクリート切削工法

(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】2024-11-12

(45)【発行日】2024-11-20

(54)【発明の名称】コンクリート切削装置、及び既設覆工コンクリート切削工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/00 20060101AFI20241113BHJP

【ＦＩ】

E21D11/00 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021020046

(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公開番号】P2022122668

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000216025

【氏名又は名称】鉄建建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】594036135

【氏名又は名称】株式会社東宏

(73)【特許権者】

【識別番号】596105208

【氏名又は名称】第一カッター興業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】清水 靖也

(72)【発明者】

【氏名】加古 昌之

(72)【発明者】

【氏名】菅原 広道

(72)【発明者】

【氏名】津福 均

(72)【発明者】

【氏名】瀧本 博文

(72)【発明者】

【氏名】西脇 敬一

(72)【発明者】

【氏名】岩城 圭介

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０３８８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０７４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１７３０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２４１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１６４４５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－０２０８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１７２９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００５００８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－０１０１００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供用中のトンネルの内面を覆工する既設覆工コンクリートを切削するコンクリート切削装置であって、
トンネル内部に配置され、通行体が通行可能な通行空間を内側に有するとともに、少なくともトンネル軸方向に移動可能な断面門型状の門型枠体と、
処理液を前記既設覆工コンクリートに向けて高圧で噴出する高圧噴射部と、
前記既設覆工コンクリートの内面に対して前記高圧噴射部を移動可能に支持する支持枠とが備えられ、
前記支持枠は、前記門型枠体に支持される構成であり、
前記支持枠に、
前記門型枠体に対して、トンネル軸方向に移動可能な支持枠移動手段が備えられ、
前記支持枠は、
前記高圧噴射部がトンネル軸方向に走行可能な軸方向ガイドレールと、
前記高圧噴射部が既設覆工コンクリートの内面に沿って断面方向に走行可能な断面方向ガイドレールとが備えられ、
前記断面方向ガイドレールは、トンネル内面における略半断面に対応する長さの円弧状で形成されるとともに、
前記断面方向ガイドレールの内側に、前記高圧噴射部の前記処理液の噴射による切削ガラの飛散を防護する防護部が設けられ、
前記防護部の下方に、前記切削ガラを集約するとともに、トンネル軸方向に搬送する搬送装置が設けられ、
前記支持枠、前記高圧噴射部及び前記搬送装置は、前記門型枠体に対してトンネル幅方向の両側に設けられるとともに、
前記搬送装置によって前記トンネル軸方向に搬送される前記切削ガラを前記トンネル幅方向の片側に集める土砂集積装置が備えられた
コンクリート切削装置。

【請求項2】

前記支持枠を前記トンネル内面に対して断面径方向に移動させる径方向移動手段が備えられた
請求項１に記載のコンクリート切削装置。

【請求項3】

前記門型枠体の下端に、トンネル床面にトンネル軸方向に敷設されたレールを転動する車輪が設けられた
請求項１又は請求項２に記載のコンクリート切削装置。

【請求項4】

供用中のトンネルの内面を覆工する既設覆工コンクリートを切削する既設覆工コンクリート切削工法であって、
トンネル内部に配置され、内部に通行体が通行可能な通行空間を内側に有するとともに、少なくともトンネル軸方向に移動可能な断面門型状の門型枠体に設けられた支持枠で移動可能に支持した高圧噴射部から前記既設覆工コンクリートに向けて処理液を高圧で噴出させる既設覆工コンクリートの切削と、
前記支持枠に対する前記高圧噴射部の移動と、前記門型枠体のトンネル軸方向の移動とを繰り返し、
前記支持枠に、
前記門型枠体に対して、トンネル軸方向に移動可能な支持枠移動手段が備えられ、
前記支持枠は、
前記高圧噴射部がトンネル軸方向に走行可能な軸方向ガイドレールと、
前記高圧噴射部が既設覆工コンクリートの内面に沿って断面方向に走行可能な断面方向ガイドレールとが備えられ、
前記断面方向ガイドレールは、トンネル内面における略半断面に対応する長さの円弧状で形成されるとともに、
前記断面方向ガイドレールの内側に、前記高圧噴射部の前記処理液の噴射による切削ガラの飛散を防護する防護部が設けられ、
前記防護部の下方に、前記切削ガラを集約するとともに、トンネル軸方向に搬送する搬送装置が設けられ、
前記支持枠、前記高圧噴射部及び前記搬送装置は、前記門型枠体に対してトンネル幅方向の両側に設けられるとともに、
前記搬送装置によって前記トンネル軸方向に搬送される前記切削ガラを土砂集積装置によって前記トンネル幅方向の片側に集める
既設覆工コンクリート切削工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、供用中のトンネルの内面を覆工するコンクリートを切削するコンクリート切削装置、及び既設覆工コンクリート切削工法に関する。

【背景技術】

【0002】

内面がコンクリートで覆工された供用中のトンネルでは、トンネル構築後長期間が経過し、覆工コンクリートが経年劣化等により、耐力低下や変状が発生しているものがある。このように、覆工コンクリートの耐力低下や変状が発生したトンネルにおいて覆工コンクリートを切削することとなる。

【0003】

例えば、特許文献１には、施工面に設けたガイドレールによって上下方向と左右方向とに、処理液を高圧で噴射する高圧噴射装置を移動可能に構成することが開示されている。この装置により、上下左右に高圧噴射装置を移動させながら施工面を切削することができる。

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、施工面の切削が完了すると、施工面に設けたガイドレールを次の施工面に盛り替える必要があり、施工面積が広くなる供用中のトンネルの覆工コンクリートの切削に用いることは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－１３３３１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで本発明では、高圧噴射部で既設覆工コンクリートを効率よく切削できるコンクリート切削装置、及び既設覆工コンクリート切削工法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は、供用中のトンネルの内面を覆工する既設覆工コンクリートを切削するコンクリート切削装置であって、トンネル内部に配置され、通行体が通行可能な通行空間を内側に有するとともに、少なくともトンネル軸方向に移動可能な断面門型状の門型枠体と、処理液を前記既設覆工コンクリートに向けて高圧で噴出する高圧噴射部と、前記既設覆工コンクリートの内面に対して前記高圧噴射部を移動可能に支持する支持枠とが備えられ、前記支持枠は、前記門型枠体に支持される構成であり、前記支持枠に、前記門型枠体に対して、トンネル軸方向に移動可能な支持枠移動手段が備えられ、前記支持枠は、前記高圧噴射部がトンネル軸方向に走行可能な軸方向ガイドレールと、前記高圧噴射部が既設覆工コンクリートの内面に沿って断面方向に走行可能な断面方向ガイドレールとが備えられ、前記断面方向ガイドレールは、トンネル内面における略半断面に対応する長さの円弧状で形成されるとともに、前記断面方向ガイドレールの内側に、前記高圧噴射部の前記処理液の噴射による切削ガラの飛散を防護する防護部が設けられ、前記防護部の下方に、前記切削ガラを集約するとともに、トンネル軸方向に搬送する搬送装置が設けられ、前記支持枠、前記高圧噴射部及び前記搬送装置は、前記門型枠体に対してトンネル幅方向の両側に設けられるとともに、前記搬送装置によって前記トンネル軸方向に搬送される前記切削ガラを前記トンネル幅方向の片側に集める土砂集積装置が備えられたことを特徴とする。

【0008】

またこの発明は、供用中のトンネルの内面を覆工する既設覆工コンクリートを切削する既設覆工コンクリート切削工法であって、トンネル内部に配置され、内部に通行体が通行可能な通行空間を内側に有するとともに、少なくともトンネル軸方向に移動可能な断面門型状の門型枠体に設けられた支持枠で移動可能に支持した高圧噴射部から前記既設覆工コンクリートに向けて処理液を高圧で噴出させる既設覆工コンクリートの切削と、前記支持枠に対する前記高圧噴射部の移動と、前記門型枠体のトンネル軸方向の移動とを繰り返し、前記支持枠に、前記門型枠体に対して、トンネル軸方向に移動可能な支持枠移動手段が備えられ、前記支持枠は、前記高圧噴射部がトンネル軸方向に走行可能な軸方向ガイドレールと、前記高圧噴射部が既設覆工コンクリートの内面に沿って断面方向に走行可能な断面方向ガイドレールとが備えられ、前記断面方向ガイドレールは、トンネル内面における略半断面に対応する長さの円弧状で形成されるとともに、前記断面方向ガイドレールの内側に、前記高圧噴射部の前記処理液の噴射による切削ガラの飛散を防護する防護部が設けられ、前記防護部の下方に、前記切削ガラを集約するとともに、トンネル軸方向に搬送する搬送装置が設けられ、前記支持枠、前記高圧噴射部及び前記搬送装置は、前記門型枠体に対してトンネル幅方向の両側に設けられるとともに、前記搬送装置によって前記トンネル軸方向に搬送される前記切削ガラを土砂集積装置によって前記トンネル幅方向の片側に集めることを特徴とする。

【0009】

上述の前記高圧噴射部がトンネル軸方向に走行可能な軸方向ガイドレールは、軸方向ガイドレールに対して直接高圧噴射部がトンネル軸方向に移動してもよいし、断面方向に走行可能な断面方向ガイドレールを介して高圧噴射部がトンネル軸方向に移動してもよい。

【0010】

また、前記高圧噴射部が既設覆工コンクリートの内面に沿って断面方向に走行可能な断面方向ガイドレールは、断面方向ガイドレールに対して直接高圧噴射部が断面方向に移動してもよいし、トンネル軸方向に走行可能な軸方向ガイドレールを介して高圧噴射部が断面方向に移動してもよい。
なお、搬送装置は、ベルトコンベアや圧送装置などを用いることができる。

【0011】

この発明により、既設覆工コンクリートを効率よく切削することができる。
詳述すると、トンネル内部に配置された門型枠体で支持する支持枠に対して高圧噴射部を移動させることができ、移動可能範囲の切削が完了すると、門型枠体を少なくともトンネル軸方向に移動するだけで、支持枠を盛り替えることなく、次の移動可能範囲の既設覆工コンクリートを切削することができる。したがって、高圧噴射部で既設覆工コンクリートを効率よく切削することができる。

【0012】

また、門型枠体の内側には通行体が通行可能な通行空間が設けられるため、供用中のトンネルの既設覆工コンクリートを切削する場合であっても、通行空間に車両などの通行体を通行させながら施工することができる。換言すると、供用中のトンネルであっても、通行止めにすることなく、既設覆工コンクリートを切削して改修することができる。

【0013】

また、前記支持枠に、前記門型枠体に対して、トンネル軸方向に移動可能な支持枠移動手段が備えられているため、既設覆工コンクリートをさらに効率よく切削することができる。

【0014】

詳述すると、前記門型枠体に対して、前記支持枠をトンネル軸方向に移動可能な支持枠移動手段が備えられているため、支持枠で支持した状態の高圧噴射部で移動可能範囲の切削が完了すると、門型枠体を移動しなくても、門型枠体に対して支持枠を移動するだけで、支持枠を盛り替えることなく、次の移動可能範囲の既設覆工コンクリートを効率よく切削することができる。

【0015】

また、前記支持枠は、前記高圧噴射部がトンネル軸方向に走行可能な軸方向ガイドレールと、前記高圧噴射部が既設覆工コンクリートの内面に沿って断面方向に走行可能な断面方向ガイドレールとが備えられているため、高圧噴射部をトンネル軸方向及び断面方向の両方向に移動させて、既設覆工コンクリートの内面に沿って高圧噴射部を移動させて、効率よく既設覆工コンクリートを切削することができる。

【0016】

また、前記断面方向ガイドレールは、トンネル内面における略半断面に対応する長さの円弧状で形成されるとともに、前記支持枠と前記高圧噴射部とは、前記門型枠体に対してトンネル幅方向の両側に設けられているため、例えば、馬蹄形断面や略三芯円形断面のトンネル内面の既設覆工コンクリートを効率よく切削することができる。

【0017】

また、前記断面方向ガイドレールの内側に、前記高圧噴射部の前記処理液の噴射による切削ガラの飛散を防護する防護部が設けられているため、前記処理液の噴射によって切削した既設覆工コンクリートの切削ガラの内側への飛散を防止することができる。

【0018】

また、前記防護部の下方に、前記切削ガラを集約するとともに、トンネル軸方向に搬送する搬送装置が設けられているため、切削ガラを効率よく回収し、トンネル外部に搬出することができる。

【0019】

またこの発明の態様として、前記支持枠を前記トンネル内面に対して断面径方向に移動させる径方向移動手段が備えられてもよい。
この発明により、既設覆工コンクリートに対して高圧噴射部を適切な位置に配置することができる。

【0020】

また、径方向移動手段で支持枠をトンネル内面から離間する方向に移動させることで、トンネル内面と支持枠との間隔を空けることができ、門型枠体をトンネル軸方向に容易に移動させることができる。

【0021】

またこの発明の態様として、前記門型枠体の下端に、トンネル床面にトンネル軸方向に敷設されたレールを転動する車輪が設けられてもよい。
この発明により、門型枠体を容易にトンネル軸方向に移動させることができる。したがって、高圧噴射部で既設覆工コンクリートを効率よく切削することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明により、高圧噴射部で既設覆工コンクリートを効率よく切削できるコンクリート切削装置、及び既設覆工コンクリート切削工法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】既設覆工切削工程のフローチャート。

【図2】コンクリート切削ユニットの概略説明図。

【図3】コンクリート切削ユニットの断面説明図。

【図4】既設覆工切削部の断面図。

【図5】既設覆工切削部の側面図。

【図6】切削部台車の一部斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

既設トンネル１の既設覆工コンクリート３を切削するコンクリート切削ユニット１０の一実施形態を以下図面とともに説明する。
図１は既設覆工切削工程のフローチャートを示している。

【0025】

図２はコンクリート切削ユニット１０の前段部分（先行部台車１００、切削部台車２００、）の側面図を図示している。
図３はコンクリート切削ユニット１０の断面説明図を示している。詳しくは、図３（ａ）は隔壁部２０の断面図を示し、図３（ｂ）は先行部台車１００の断面図を示している。

【0026】

図４は切削部台車２００の断面図を示し、図５は切削部台車２００の側面図を示し、図６は、先行側Ｆ且つ幅方向右側ＷＲからの切削部台車２００の一部斜視図を示している。
なお、図３及び図４に示す断面図は、トンネル軸方向Ｌにおいて施工方向の手前側から先行側に向かって見た方向を図示している。

【0027】

また、既設トンネル１の延長方向であるトンネル軸方向Ｌにおいて施工方向の手前側を手前側Ｂとし、施工箇所に対して未施工箇所の方向を先行側Ｆとしている。また、トンネル断面の幅方向をトンネル幅方向Ｗとし、トンネル幅方向Ｗのうち先行側Ｆに向って右側を幅方向右側ＷＲとし、先行側Ｆに向って左側を幅方向左側ＷＬとしている。

【0028】

コンクリート切削対象となる既設トンネル１は、通行車両５が通行する供用中の道路トンネルであり、底部に路盤２を有する略三芯円形断面で構成されている。そして、路盤２より上部の円形部分の内面には、所定厚みの覆工コンクリート３（以下において、既設覆工コンクリート３という）が巻き立てられている。

【0029】

なお、既設トンネル１は、道路トンネルでなくても、列車が通行する鉄道トンネルや人が通る人道トンネル、水道などのインフラ設備が配置されるトンネルなどであってもよい。
また、既設トンネル１の断面形状は、上述の断面形状でなくても、例えば、馬蹄形や矩形などの適宜の断面形状であってもよい。
さらに、既設覆工コンクリート３は、吹き付けコンクリート、鉄筋コンクリート、あるいは無筋コンクリートなどであってもよい。

【0030】

このようにトンネル内面を覆工する既設覆工コンクリート３は、トンネル構築後長期間が経過し、覆工コンクリートが経年劣化等により、耐力低下や変状が発生しているものがある。本明細書で説明するトンネル改修工法は、コンクリート切削ユニット１０を用い、上述のように耐力低下や変状が発生した既設覆工コンクリート３の内側表面を切削し、所定の性能を有するコンクリートを打設して、既設覆工コンクリート３の代わりに新たな覆工コンクリート４（図４参照）でトンネル内面を覆工するものである。

【0031】

そのために用いるコンクリート切削ユニット１０は、先行側Ｆの端部に隔壁部２０を有する先行部台車１００、切削部台車２００、及び適宜の台車が、トンネル軸方向Ｌに沿って、先行側Ｆから手前側Ｂに向かってこの順で配置されている。

【0032】

この順で配置されたコンクリート切削ユニット１０に対して、トンネル内部１ａにおける幅方向右側ＷＲには、切削部台車２００で既設覆工コンクリート３を切削した切削ガラを先行側Ｆに向かって搬送する右搬送ベルトコンベア４０と、幅方向左側ＷＬには、切削部台車２００で切削した切削ガラを搬送する左搬送ベルトコンベア５０が配置されている。

【0033】

なお、右搬送ベルトコンベア４０は、トンネル軸方向Ｌに複数台を直列配置して、切削部台車２００から先行部台車１００の先行側Ｆまでの範囲で配置されている。これに対し、左搬送ベルトコンベア５０は、トンネル軸方向Ｌに複数台を直列配置して、切削部台車２００から隔壁部２０を越えてさらに先行側Ｆまで延びる範囲で配置されている。そして、左搬送ベルトコンベア５０の先端から、排出された切削ガラを、先行側Ｆに向かって排出するように構成している。

【0034】

先行部台車１００、及び切削部台車２００は、防護台車３０を備えている。
防護台車３０は、通行車両５が通行できる通行空間３０Ｘを内部に形成する正面視門型状であり、下端には、路盤２に仮設置したレール２ａ（図４参照）の上を転動する車輪３１を設けている。

【0035】

正面視門型状に形成された防護台車３０は、門型の枠体を、所定間隔を隔てて配置するとともに複数の梁部材で連結した所定の骨組構造を有するとともに、外表面は鋼板で覆われている。なお、図６では、鋼板を透過させ、内部の骨組構造を破線で図示している。
そして、先行部台車１００、及び切削部台車２００における防護台車３０同士は、連結部３２で連結されている。

【0036】

先行部台車１００は、及び図３（ｂ）に示すように、防護台車３０の先行側Ｆに、切削ガラをトンネル幅方向Ｗの片側に集める土砂集積装置１１０を備えている。
土砂集積装置１１０は、幅方向右側ＷＲに配置された右搬送ベルトコンベア４０で搬送された切削ガラを、幅方向左側ＷＬに配置された左搬送ベルトコンベア５０に集約するための装置である。

【0037】

土砂集積装置１１０は、幅方向右側ＷＲから上部に向けて切削ガラを搬送するスキップエレバータ１２０と、幅方向左側ＷＬの上部から下部に配置された左搬送ベルトコンベア５０に向かって排出する排出シュート１３０とで構成している。

【0038】

スキップエレバータ１２０は、右搬送ベルトコンベア４０の先端から搬出された切削ガラを受けるバケット１２１と、防護台車３０の右側下方から上部左側まで延びるレール１２２と、レール１２２に沿ってバケット１２１を駆動する駆動装置１２３とを備えている。

【0039】

排出シュート１３０は、スキップエレバータ１２０で防護台車３０の左側の上部まで移動したバケット１２１から切削ガラを受ける投入口１３１と、投入口１３１から投入された切削ガラを左搬送ベルトコンベア５０に向かって排出する排出口１３２とを有している。

【0040】

このように構成された土砂集積装置１１０は、防護台車３０の幅方向右側ＷＲに配置された右搬送ベルトコンベア４０で搬送された切削ガラをバケット１２１で受け、レール１２２に沿ってバケット１２１を駆動装置１２３の駆動により防護台車３０の上部左側まで搬送する。

【0041】

防護台車３０の上部左側まで搬送されたバケット１２１から切削ガラを投入口１３１に投入すると、投入された切削ガラは排出シュート１３０の内部を落下し、排出口１３２から左搬送ベルトコンベア５０に向かって排出される。これにより、幅方向右側ＷＲの右搬送ベルトコンベア４０で搬送した切削ガラを幅方向左側ＷＬの左搬送ベルトコンベア５０に集約することができる。

【0042】

このように、防護台車３０の先行側Ｆに土砂集積装置１１０が設けられた先行部台車１００の先行側Ｆには、コンクリート切削ユニット１０より先行側Ｆを仕切る隔壁部２０が設けられている。
隔壁部２０は、及び図３（ａ）に示すように、先行部台車１００を構成する防護台車３０の上半の外側と既設トンネル１の既設覆工コンクリート３の内面とをトンネル軸方向Ｌに遮る壁面２１と、壁面２１の外周縁に沿って既設覆工コンクリート３の内面との間に配置された隔壁バルーン２２と、壁面２１の下側において、防護台車３０のトンネル幅方向Ｗ外側に配置された通行面２３とを備えている。

【0043】

隔壁バルーン２２は、内部に導入する空気量により拡縮可能に構成されており、施工時には空気を導入して膨出させて既設覆工コンクリート３の内面に密着させ、トンネル内部１ａをトンネル軸方向Ｌに遮る。これに対し、コンクリート切削ユニット１０の移動時には、内部の空気を排出して縮小させて、既設覆工コンクリート３の内面と壁面２１の外縁との間に間隔を設けて、コンクリート切削ユニット１０の移動に支障のないように構成することができる。

【0044】

このように、先行部台車１００の先行側Ｆの端部に設けられた隔壁部２０によってトンネル内部１ａをトンネル軸方向Ｌに遮っており、トンネル内部１ａにおいて隔壁部２０より手前側Ｂが施工範囲となる。

【0045】

切削部台車２００は、防護台車３０とコンクリート切削装置２１０とを備えている。
コンクリート切削装置２１０は、防護台車３０の側部と上部とに沿って配置され、防護台車３０に対してトンネル軸方向Ｌに走行可能な走行レール２２０と、走行レール２２０に支持された移動枠２３０と、走行レール２２０に対して移動枠２３０をトンネル幅方向Ｗに拡縮可能に連結する連結ジャッキ２４０と、移動枠２３０に設けられたウォータージェット２５０と、移動枠２３０に設けられたウォータージェット２５０よりも防護台車３０の側に配置された防護部２６０とを備えている。

【0046】

走行レール２２０は、防護台車３０の側部と上部とに沿うように、トンネル軸方向Ｌ方から見て略への字状に形成されるとともにトンネル軸方向Ｌに所定間隔を隔てて配置されている。各走行レール２２０の防護台車３０側には、図４の拡大図に示すように、防護台車３０の外表面を転動する駆動輪２２１を複数備えている。

【0047】

移動枠２３０は、既設覆工コンクリート３の内面に対応する円弧状の断面方向ガイドレール２３１と、トンネル軸方向Ｌに伸び、ウォータージェット２５０を取付ける軸方向ガイドレール２３２と、軸方向ガイドレール２３２を断面方向ガイドレール２３１に沿って駆動する駆動部２３３とを備えている。なお、図６では、駆動部２３３の図示を省略している。

【0048】

断面方向ガイドレール２３１は、既設覆工コンクリート３の内面における上天部を除く半断面に対応する長さの円弧状で形成されている。
また、軸方向ガイドレール２３２は、駆動部２３３によって、断面方向ガイドレール２３１に沿って移動可能に構成されている。

【0049】

連結ジャッキ２４０は、走行レール２２０に対して移動枠２３０をトンネル幅方向Ｗに拡縮可能に連結するジャッキであり、具体的には、連結ジャッキ２４０は、走行レール２２０と断面方向ガイドレール２３１とを連結している。

【0050】

ウォータージェット２５０は、軸方向ガイドレール２３２に対して、長手方向に移動可能に取付けられ、既設覆工コンクリート３に向かって処理液を高圧で噴射して、噴射した高圧の処理液で既設覆工コンクリート３を切削することができる。なお、処理液としては、水でもよいし、適正な粘性に調整できる混合剤等を混合した液であってもよい。

【0051】

防護部２６０は、移動枠２３０の外側（防護台車３０の側）に貼り付けられ、ウォータージェット２５０で切削した切削ガラが内側に飛散することを防止するためのシート状の防護部材であり、下方に切削ガラを集約する搬送装置２６１を備えている。

【0052】

なお、搬送装置２６１は、右搬送ベルトコンベア４０や左搬送ベルトコンベア５０の上方に配置されている。また、防護部２６０は移動枠２３０に固定されているため、連結ジャッキ２４０の伸縮によって、移動枠２３０とともに移動する。

【0053】

このように構成されたコンクリート切削装置２１０は、連結ジャッキ２４０を伸長して、移動枠２３０に支持されたウォータージェット２５０を既設覆工コンクリート３の内面に対して所定の位置に配置し（図４における左側で図示するコンクリート切削装置２１０の状態）、ウォータージェット２５０から高圧の処理液を噴出させて既設覆工コンクリート３を切削する。

【0054】

このとき、ウォータージェット２５０を軸方向ガイドレール２３２に沿ってトンネル軸方向Ｌに移動するとともに、駆動部２３３によって軸方向ガイドレール２３２を断面方向ガイドレール２３１に沿って移動させることで、断面方向ガイドレール２３１で囲まれた移動可能範囲に対向する既設覆工コンクリート３を切削することができる。
なお、切削部台車２００におけるウォータージェット２５０によって、既設覆工コンクリート３の内面側が切削され、露出する面を切削内面１ｂとする。

【0055】

なお、このとき、ウォータージェット２５０によって切削された切削ガラは、防護部２６０によって防護台車３０側に飛散することを防止できるとともに搬送装置２６１で集約して右搬送ベルトコンベア４０や左搬送ベルトコンベア５０で搬出することができる。

【0056】

そして、断面方向ガイドレール２３１で囲まれた移動可能範囲に対向する既設覆工コンクリート３の切削が完了すると、連結ジャッキ２４０を短縮して移動枠２３０及び防護部２６０を既設覆工コンクリート３の内面から離した状態（図４における右側で図示するコンクリート切削装置２１０の状態）で、駆動輪２２１で防護台車３０の外表面を走行して、防護台車３０に対して走行レール２２０を既設覆工コンクリート３が未切削である箇所に向かってトンネル軸方向Ｌに移動する。

【0057】

切削部台車２００の移動によって、移動枠２３０及び防護部２６０もトンネル軸方向Ｌに移動する。そして、上述のサイクルを繰り返して、切削部台車２００の防護台車３０が配置された範囲の既設覆工コンクリート３を切削する。

【0058】

なお、本実施形態において、図５に示すように、コンクリート切削装置２１０は、防護台車３０のトンネル幅方向Ｗの両側に配置されるとともに、図３に示すようにトンネル軸方向Ｌに所定間隔を隔てて２台配置されているが、トンネル軸方向Ｌに１台配置してもよい。

【0059】

その他の適宜台車としては、先行部台車１００や切削部台車２００に搭載した装置を駆動させるための設備を防護台車３０に搭載した設備台車や、切削内面１ｂにシートを貼付ける作業を行うシート台車、あるいはセントル台車などがあり、これらを連結してトンネル改修装置を構成してもよい。

【0060】

図４及び図５で示す切削部台車２００におけるコンクリート切削装置２１０によって既設覆工コンクリート３をトンネル内部１ａの側から切削する工程である既設覆工コンクリート切削工について以下で説明する。
なお、図４に図示する断面図において左側半分は既設トンネル１の切削横断面における既設覆工コンクリート３がすでに切削された状態を図示しており、右側半分は既設覆工コンクリート３をこれから切削する状態を図示している。

【0061】

詳しくは、図１に示すように、既設覆工コンクリート切削工は上述したように、軸方向ガイドレール２３２に沿ってウォータージェット２５０をトンネル軸方向Ｌに移動しながら既設覆工コンクリート３を切削するとともに、軸方向ガイドレール２３２を駆動部２３３によって断面方向ガイドレール２３１に沿って移動させて、断面方向ガイドレール２３１で囲まれた移動可能範囲に対向する既設覆工コンクリート３を切削する（ステップｓ１）。そして、断面方向ガイドレール２３１で囲まれた移動可能範囲に対向する既設覆工コンクリート３を切削が完了するまでこれを繰り返す（ステップｓ３）。

【0062】

断面方向ガイドレール２３１で囲まれた移動可能範囲に対向する既設覆工コンクリート３を切削が完了するとともに（ステップｓ２：Ｙｅｓ）、切削部台車２００で切削する範囲の切削が完了していなければ、つまり、防護台車３０に対する移動枠２３０の移動が完了していなければ（ステップｓ３：Ｎｏ）、連結ジャッキ２４０を介して移動枠２３０を支持する走行レール２２０の駆動輪２２１を回転駆動し、防護台車３０の外表面に沿ってトンネル軸方向Ｌに移動させる（ステップｓ４）。

【0063】

これを繰り返し、切削部台車２００で切削する範囲の切削が完了すると、つまり防護台車３０に対する移動枠２３０の移動が完了すると（ステップｓ３：Ｙｅｓ）、既設覆工コンクリート切削工は完了する。

【0064】

上述したように、既設トンネル１の内面を覆工する既設覆工コンクリート３を切削する切削部台車２００は、トンネル内部１ａに配置され、通行車両５が通行可能な通行空間３０Ｘを内側に有するとともに、少なくともトンネル軸方向Ｌに移動可能な断面門型状の防護台車３０と、処理液を既設覆工コンクリート３に向けて高圧で噴出するウォータージェット２５０と、ウォータージェット２５０を移動可能に支持する移動枠２３０とが備えられ、移動枠２３０は、防護台車３０に支持される構成であるため、既設覆工コンクリート３を効率よく切削することができる。

【0065】

詳述すると、トンネル内部１ａに配置された防護台車３０で支持する移動枠２３０に対してウォータージェット２５０を移動させることができ、移動可能範囲の切削が完了すると、防護台車３０をトンネル軸方向Ｌに移動するだけで、移動枠２３０を盛り替えることなく、次の移動可能範囲の既設覆工コンクリート３を切削することができる。したがって、ウォータージェット２５０で既設覆工コンクリート３を効率よく切削することができる。

【0066】

また、防護台車３０の内側には通行車両５が通行可能な通行空間３０Ｘが設けられるため、既設トンネル１の既設覆工コンクリート３を切削する場合であっても、通行空間３０Ｘに車両などの通行車両５を通行させながら施工することができる。換言すると、既設トンネル１であっても、通行止めにすることなく、既設覆工コンクリート３を切削して改修することができる。

【0067】

なお、コンクリート切削装置２１０を用いた既設覆工コンクリート切削工を行うトンネル改修工法は、ボトルネックになりやすい既設覆工コンクリート３の切削を効率よく行い、効率のよいトンネル改修を行うことができる。
また、移動枠２３０に、防護台車３０に対して、トンネル軸方向Ｌに移動可能な走行レール２２０の駆動輪２２１が備えられているため、既設覆工コンクリート３をさらに効率よく切削することができる。

【0068】

詳述すると、防護台車３０に対して、移動枠２３０をトンネル軸方向Ｌに移動可能な走行レール２２０の駆動輪２２１が備えられているため、移動枠２３０で支持した状態のウォータージェット２５０で移動可能範囲の切削が完了すると、防護台車３０を移動しなくても、防護台車３０に対して移動枠２３０を移動するだけで、移動枠２３０を盛り替えることなく、次の移動可能範囲の既設覆工コンクリート３を効率よく切削することができる。

【0069】

また、移動枠２３０は、ウォータージェット２５０がトンネル軸方向Ｌに走行可能な軸方向ガイドレール２３２と、ウォータージェット２５０が既設覆工コンクリート３の内面に沿って断面方向に走行可能な断面方向ガイドレール２３１とが備えられているため、ウォータージェット２５０をトンネル軸方向Ｌ及び断面方向の両方向に移動させて、既設覆工コンクリート３の内面に沿ってウォータージェット２５０を移動させて、効率よく既設覆工コンクリート３を切削することができる。

【0070】

また、断面方向ガイドレール２３１は、トンネル内面における上天部を除く半断面に対応する長さの円弧状で形成されるとともに、移動枠２３０とウォータージェット２５０とは、防護台車３０に対してトンネル幅方向Ｗの両側に設けられているため、略三芯円形断面のトンネル内面の既設覆工コンクリート３を効率よく切削することができる。

【0071】

また、断面方向ガイドレール２３１の内側に、ウォータージェット２５０の処理液の噴射による切削ガラの飛散を防護する防護部２６０が設けられているため、処理液の噴射によって切削した既設覆工コンクリート３の切削ガラの内側への飛散を防止することができる。

【0072】

また、防護部２６０の下方に、切削ガラを集約するとともに、トンネル軸方向Ｌに搬送する右搬送ベルトコンベア４０及び左搬送ベルトコンベア５０が設けられているため、切削ガラを効率よく回収し、トンネル外部に搬出することができる。

【0073】

また、移動枠２３０をトンネル内面に対して断面径方向に移動させる連結ジャッキ２４０が備えられているため、既設覆工コンクリート３に対してウォータージェット２５０を適切な位置に配置することができる。

【0074】

また、連結ジャッキ２４０で移動枠２３０をトンネル内面から離間する方向に移動させることで、トンネル内面と移動枠２３０との間隔を空けることができ、防護台車３０をトンネル軸方向Ｌに容易に移動させることができる。

【0075】

また、防護台車３０の下端に、路盤２にトンネル軸方向Ｌに敷設されたレール２ａを転動する車輪３１が設けられているため、防護台車３０を容易にトンネル軸方向Ｌに移動させることができる。したがって、ウォータージェット２５０で既設覆工コンクリート３を効率よく切削することができる。

【0076】

以上、本発明の構成と、前述の実施態様との対応において、本発明の供用中のトンネルは既設トンネル１に対応し、
以下同様に、
既設覆工コンクリートは既設覆工コンクリート３に対応し、
コンクリート切削装置はコンクリート切削装置２１０に対応し、
トンネル内部はトンネル内部１ａに対応し、
通行体は通行車両５に対応し、
通行空間は通行空間３０Ｘに対応し、
トンネル軸方向はトンネル軸方向Ｌに対応し、
門型枠体は防護台車３０に対応し、
高圧噴射部はウォータージェット２５０に対応し、
支持枠は移動枠２３０に対応し、
支持枠移動手段は走行レール２２０の駆動輪２２１に対応し、
軸方向ガイドレールは軸方向ガイドレール２３２に対応し、
断面方向ガイドレールは断面方向ガイドレール２３１に対応し、
防護部は防護部２６０に対応し、
搬送装置は右搬送ベルトコンベア４０及び左搬送ベルトコンベア５０に対応し、
径方向移動手段は連結ジャッキ２４０に対応し、
レールはレール２ａに対応し、
車輪は車輪３１に対応するも、上記実施形態に限定するものではない。

【0077】

例えば、上述の説明では、ウォータージェット２５０がトンネル軸方向Ｌに移動可能な軸方向ガイドレール２３２が駆動部２３３によって断面方向ガイドレール２３１に沿って移動可能に構成したが、断面方向ガイドレール２３１が、軸方向ガイドレール２３２に沿って移動可能に構成され、ウォータージェット２５０が断面方向ガイドレール２３１に沿って移動可能に構成してもよい。

【0078】

また、上述の説明では、既設覆工コンクリート３の上天部分を切削しなかったが、断面方向ガイドレール２３１を上天部分に向かって延伸させて、既設覆工コンクリート３の上天部分までを切削できるように構成してもよい。

【符号の説明】

【0079】

１…既設トンネル
１ａ…トンネル内部
２ａ…レール
３…既設覆工コンクリート
５…通行車両
３０…防護台車
３０ｘ…通行空間
３１…車輪
４０…右搬送ベルトコンベア
５０…左搬送ベルトコンベア
２１０…コンクリート切削装置
２２０…走行レール
２２１…駆動輪
２３０…移動枠
２３１…断面方向ガイドレール
２３２…軸方向ガイドレール
２４０…連結ジャッキ
２５０…ウォータージェット
２６０…防護部
Ｌ…トンネル軸方向
Ｗ…トンネル幅方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】