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公開番号2025149740
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024050564
出願日2024-03-26
発明の名称ミニベンチカット工法用トンネルワークステーション
出願人株式会社奥村組,古河ロックドリル株式会社
代理人弁理士法人翔和国際特許事務所
主分類E21D 9/11 20060101AFI20251001BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】ミニベンチカット工法による山岳トンネルの施工を、効率良く実施することを可能にすると共に、特に支保部材を建て込む作業を、効率良く行うことを可能にするトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法を提供する。
【解決手段】分割支保部材27aを搬送してきた搬送用車両57から、分割支保部材27aを、切羽面51と対向する前方側を向いた状態で把持する第1把持工程と、エレクタ18を前進させて、把持した分割支保部材27aを、上段の切羽面51の手前まで移動させて、掘削された上段部分の内周壁面53に沿わせて建て込む第1建込み工程と、ゲージ本体17cを上段の切羽面51に向けて前進させて、建て込まれた一対の上段分割支保部材27aを、ゲージ本体17cを足場とする作業員の作業によって、上端部分で一体として接合する第1接合工程とを含んでいる。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
ベンチ長さを２～６ｍと短くして、上段の切羽面及び下段の切羽面を発破によって同時に破砕可能としつつ掘削する、ミニベンチカット工法に用いるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法であって、
トンネルワークステーションは、上段フレーム部と、該上段フレーム部を下方から支持する支柱部材を介して、該上段フレーム部の下方部分に設けられた左右一対の中段フレーム部及び左右一対の下段フレーム部とを含んで構成されると共に、前記上段フレーム部の下方領域における左右両側の前記中段フレーム部及び前記下段フレーム部によって挟まれるこれらの間の部分に、工事用車両の通行を可能にする車両用空間を保持した、門型の正面形状を全体として備えており、
前記上段フレーム部の上面側には、トンネルの上段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられていると共に、伸縮可能なブーム部を備える作業員の作業用の足場となるマンゲージが、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、
且つ前記上段フレーム部の下面側には、伸縮可能なブーム部を備える、作業員の作業用の足場となるトンネルの横幅方向に拡幅可能なリフタブルスライドデッキが、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下に首振り移動可能に取り付けられており、
各々の前記中段フレーム部には、掘削後のトンネルの内周壁面に沿って建て込まれる分割支保部材を把持する、伸縮可能なブーム部を備えるエレクタが、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、
各々の前記下段フレーム部には、トンネルの下段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、上下左右に首振り移動可能に取り付けられていると共に、当該トンネルワークステーションをトンネルの軸方向に走行移動させる走行用機器が設けられており、
トンネルの内周壁面に沿って建て込まれて一体となった支保部材を形成する、複数の前記分割支保部材を積載して、搬送してきた搬送用車両を、左右両側の前記中段フレーム部及び前記下段フレーム部の間に保持された前記車両用空間に停車させた状態で、トンネルの軸方向の後方側に基台部を後退させた左右両側の前記エレクタの把持用アタッチメント部によって、上段部分に設置される一対の上段分割支保部材を、上段の切羽面と対向する前方側を向いた状態で各々把持する第１把持工程と、前記エレクタの基台部をトンネルの軸方向に上段の切羽面に向けて前進させると共に、前記ブーム部を伸縮させて、把持した前記上段分割支保部材を、掘削された上段部分の内周壁面に沿った上段の切羽面の手前の所定の位置に各々建て込む第１建込み工程と、前記マンゲージのゲージ本体をトンネルの軸方向に前進させると共に、前記ブーム部を伸縮させて、前記第１建込み工程で建て込まれた一対の前記上段分割支保部材を、前記マンゲージのゲージ本体を作業用の足場とする作業員の作業によって、これらの上端部分で一体として接合する第１接合工程とを含んでいるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
トンネルの軸方向の後方側に基台部を後退させた左右両側の前記エレクタの把持用アタッチメント部によって、下段部分に設置される一対の下段分割支保部材を、下段の切羽面と対向する前方側を向いた状態で各々把持する第２把持工程と、前記エレクタの基台部をトンネルの軸方向に下段の切羽面に向けて前進させると共に、前記ブーム部を下方に首振り移動可能させて、把持した前記下段分割支保部材を、掘削された下段部分の内周壁面に沿った下段の切羽面の手前の所定の位置に各々建て込む第２建込み工程と、前記リフタブルスライドデッキのデッキ本体をトンネルの軸方向に下段の切羽面に向けて前進させると共に、下方に首振り移動可能させて、先行してトンネルの上段部分の内周壁面に固着されている前記上段分割支保部材の下端部に、前記第１建込み工程で建て込まれた前記下段分割支保部材の上端部を、拡幅させた前記リフタブルスライドデッキのデッキ本体を作業用の足場とする作業員の作業によって、一体として連続させて各々接合する第２接合工程とを含んでいる請求項１記載のトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法。
【請求項３】
前記第２把持工程において、トンネルの軸方向の後方側に基台部を後退させた前記エレクタの把持用アタッチメント部は、前記車両用空間に停車させた、複数の分割支保部材を積載して、搬送してきた搬送用車両から、下段部分に設置される前記下段分割支保部材を把持するようになっている請求項２記載のトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルワークステーションによる山岳トンネル工法に関し、特に、ベンチ長さを２～６ｍと短くして、上段の切羽面及び下段の切羽面を発破によって同時に破砕可能としつつ掘削する、ミニベンチカット工法に用いるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルにおけるトンネルの施工方法（山岳トンネル工法）として、ベンチカット工法が知られている。ベンチカット工法は、トンネルの切羽面を上段部分と下段部分とに分けて、上段部分を下段部分に先行して掘削してゆくトンネル工法であり、切羽面の全体を発破等によって一度に掘削してゆく全断面工法と比較して、切羽面をより安定させた状態で掘削して行くことが可能であることから、例えば軟岩地山から硬岩地山まで、幅広い土質の地盤に山岳トンネルを掘削形成できる工法として、一般に広く採用されている。
【０００３】
また、ベンチカット工法による山岳トンネルの施工を、高度な機械化を図ることによって効率良く行うことを可能にするための、トンネルワークステーション（ＴＷＳ）も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１のＴＷＳでは、例えばベンチ長さを１Ｄ（トンネル内径）～５０ｍ程度として掘削する、主として地質不良のケースで採用されるショートベンチカット工法を対象としたものとなっており、上段部分に配置される、正面から見て略門型に形成された第１の架台と、第１の架台の後部に連結された状態で下段部分に配置される、同じく略門型に形成された第２の架台とを備えている。また、特許文献１のＴＷＳでは、上段部分の掘削に先立って、上段の切羽前方で且つトンネル断面の外周部分に相当する領域を、第１の架台に設けられた穿孔機で穿孔しつつ、地盤改良材を注入装置で注入することにより地盤改良すると共に、バックフォー等による第２の掘削機によって下段部分を掘削し、しかる後に、上段部分でブーム型の削岩機等による第１の掘削機で掘削すると共に、下段部分では一次覆工を施工し、これらの工程を順次繰り返してトンネルを構築するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００３－３０７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、近年、例えば膨張性の地山や、支持力が足りない地山等、出来るだけ早く閉合する必要がある地盤を対象として、ベンチ長さを好ましくは２～６ｍ程度に短くすると共に、発破を行ないながら、上段部分の切羽面と下段部分の切羽面とを同時に掘削してゆくミニベンチカット工法の採用が増加している。
【０００７】
ミニベンチカット工法は、比較的安定した切羽面に対する、発破を用いた掘削作業の集約化によって、施工の合理化・省力化・急速化のほか、作業の安全性や作業環境の向上を図ることができる工法となっている一方で、ベンチ長さが短いことによる切羽の安定性への影響や、急激な応力開放によるトンネルの安定性への影響等を考慮する必要がある。このようなことから、ミニベンチカット工法による山岳トンネルの施工を、高度な機械化を図りつつ効率良く行うことができるように、ミニベンチカット工法を実施するのに適した構成を備えるトンネルワークステーション（ＴＷＳ）を、ショートベンチカット工法用のＴＷＳとは別途に、新たに開発することが要望されている。
【０００８】
また、山岳トンネルをミニベンチカット工法によって施工する工事では、例えば２～６ｍ程度のベンチ長さを保持しつつ、好ましくは１ｍ程度の掘削厚さの発破実地スパン毎に、これらの切羽面を発破によって掘削するようになっており、掘削された切羽面の手前側の周囲の地盤を支持して、トンネルの安定性への影響等を効果的に回避できるように、その都度、例えばＨ形鋼からなる鋼製の支保部材を建て込む必要があることから、ミニベンチカット工法において、このような支保部材を建て込む作業を、効率良く行えるようにするとことが必要である。
【０００９】
本発明は、ミニベンチカット工法による山岳トンネルの施工を、高度な機械化を図りつつ効率良く実施することを可能にすると共に、特に支保部材を建て込む作業を、効率良く行うことを可能にするトンネルワークステーションによる山岳トンネル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】
【００１０】
本発明は、ベンチ長さを２～６ｍと短くして、上段の切羽面及び下段の切羽面を発破によって同時に破砕可能としつつ掘削する、ミニベンチカット工法に用いるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法であって、トンネルワークステーションは、上段フレーム部と、該上段フレーム部を下方から支持する支柱部材を介して、該上段フレーム部の下方部分に設けられた左右一対の中段フレーム部及び左右一対の下段フレーム部とを含んで構成されると共に、前記上段フレーム部の下方領域における左右両側の前記中段フレーム部及び前記下段フレーム部によって挟まれるこれらの間の部分に、工事用車両の通行を可能にする車両用空間を保持した、門型の正面形状を全体として備えており、前記上段フレーム部の上面側には、トンネルの上段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられていると共に、伸縮可能なブーム部を備える作業員の作業用の足場となるマンゲージが、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、且つ前記上段フレーム部の下面側には、伸縮可能なブーム部を備える、作業員の作業用の足場となるトンネルの横幅方向に拡幅可能なリフタブルスライドデッキが、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下に首振り移動可能に取り付けられており、各々の前記中段フレーム部には、掘削後のトンネルの内周壁面に沿って建て込まれる分割支保部材を把持する、伸縮可能なブーム部を備えるエレクタが、トンネルの軸方向に移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、
各々の前記下段フレーム部には、トンネルの下段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、上下左右に首振り移動可能に取り付けられていると共に、当該トンネルワークステーションをトンネルの軸方向に走行移動させる走行用機器が設けられており、トンネルの内周壁面に沿って建て込まれて一体となった支保部材を形成する、複数の前記分割支保部材を積載して、搬送してきた搬送用車両を、左右両側の前記中段フレーム部及び前記下段フレーム部の間に保持された前記車両用空間に停車させた状態で、トンネルの軸方向の後方側に基台部を後退させた左右両側の前記エレクタの把持用アタッチメント部によって、上段部分に設置される一対の上段分割支保部材を、上段の切羽面と対向する前方側を向いた状態で各々把持する第１把持工程と、前記エレクタの基台部をトンネルの軸方向に上段の切羽面に向けて前進させると共に、前記ブーム部を伸縮させて、把持した前記上段分割支保部材を、掘削された上段部分の内周壁面に沿った上段の切羽面の手前の所定の位置に各々建て込む第１建込み工程と、前記マンゲージのゲージ本体をトンネルの軸方向に前進させると共に、前記ブーム部を伸縮させて、前記第１建込み工程で建て込まれた一対の前記上段分割支保部材を、前記マンゲージのゲージ本体を作業用の足場とする作業員の作業によって、これらの上端部分で一体として接合する第１接合工程とを含んでいるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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