JP3971942B2 - トンネル内ケーブル保護装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設トンネルの覆工内面に沿って鋼板製の板状セグメントを設置する既設トンネル覆工補強工法の施工時において、トンネル覆工に沿って配設されているトロリー線や信号、動力ケーブル等の既設ケーブル類を保護するトンネル内ケーブルの保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鉄道トンネルや道路トンネルの覆工コンクリートの崩落事故があり、これの対策として既設トンネル覆工の補強工法が各種提案され実施されている。
【０００３】
本出願人等は鋼板製のセグメントをトンネル覆工内面に設置してコンクリート覆工内面を保護する工法を開発し特許出願している。（例えば、特願２０００−４１３１５等参照）
【０００４】
この工法は、端部に嵌合継手を形成した鋼板製の板状セグメントを既設トンネルの覆工内周に組立て設置するものであって、その施工方法はトンネル内を走行するセグメント組立て台車に備えたエレクターでセグメントを把持して覆工内周に沿って回転してセグメント同士を組み立てるものである。
【０００５】
この工法を既設の鉄道トンネルに適用した場合、図５に示すように既設トンネル覆工１内にトロリー線や信号ケーブル等のケーブル２が架設された状況で施工する必要がある。そして、これらのケーブル２は撤去しないで架設したまま施工することが求められる。また、供用中のトンネルでは電車の運行時間を外した深夜の数時間しか施工できないため迅速施工が必要となる。
【０００６】
従来、架空ケーブルの近傍にて工事を行なう場合は、感電やケーブル切断の事故を未然に防止するため、通常、図６に示すようにポリエチレン製等の電気絶縁体の円筒状のカバー８でケーブル２を囲んで保護することが行なわれている。このケーブルカバー８は、長手方向に入れた切り込み１０を有すると共に、この切り込み１０が閉じるように復元性を有しており、ケーブル２を囲みケーブル自身に支持されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
既設トンネル覆工補強工法に、前記従来のケーブルカバーを用いた場合は次のような問題がある。
【０００８】
第１に、既設トンネルの覆工内面に沿って、覆工内面と既設ケーブルとの狭隘な間隙に板状セグメントを設置する際に、板状セグメントが既設ケーブルに接触してケーブルカバーに損傷を与える可能性がある。また、第２に、従来のケーブルカバーはケーブル自身で支持するようになっているため、板状セグメントが既設ケーブルに接触した際に、ケーブルカバーとケーブルが一緒に引きずられてケーブルが断線したりケーブル吊架部が落下する危険性があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題を解決するもので、トンネル内にケーブルが配設された既設トンネル覆工補強工法において、板状セグメントを迅速に、且つケーブルを損傷することなく安全に設置可能とするトンネル内ケーブル保護装置を提供することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明のトンネル内ケーブル保護装置は以下の構成とした。
【００１１】
本発明は、図に示すように、既設トンネルの覆工内面１ａに沿って板状セグメント１ｂを設置する既設トンネル覆工補強工法で用いる既設ケーブルの保護装置であって、当該保護装置は、長手方向に沿って分割されたカバーの一方がセグメント組立装置３のフレーム３ａに支持材７ａを介して固定され、前記一方のカバーと他方のカバーを組合わせてケーブル２を包囲する筒状ケーブルカバー８を形成するようになされており、前記フレーム３ａに取付けられた１対または複数対のガイドローラー６が前記ケーブル２の周方向近傍に離間して配置され、そのガイドローラー６端がケーブルカバー８端より外側に突出して構成されており、前記ケーブル保護装置がケーブル２から離脱した状態でトンネル中心側に移動可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明では、既設トンネルの覆工内面１ａに沿って板状セグメント１ｂを設置する際、長手方向に分割されたカバーの一方をセグメント組立装置３のフレーム３ａに固定しておき、施工時に他方のカバーを組合わせて前記フレーム３ａに支持した状態でケーブル２を包囲する筒状ケーブルカバー８を形成するようにし、さらに、セグメント組立装置３のフレーム３ａに取付けられた１対または複数対のガイドローラー６を前記ケーブル２の周方向近傍に離間して配置し、ローラー端をケーブルカバー８端より外側に突出させた前記ガイドローラー６にガイドさせて、セグメント１ｂを覆工内面１ａに沿って送り込むこととして、セグメント１ｂがケーブルカバー８に接触しないようにした。
【００１３】
すなわち、セグメント組立て時において、板状セグメント１ｂが直接ケーブル２に接触しないようにケーブル２を筒状ケーブルカバー８で包囲している。そして、万一、板状セグメント１ｂがケーブルカバー８に接触しても、このケーブルカバー８はフレーム３ａに支持させて安全を期している。
【００１４】
また、ケーブル位置には１対または複数対のケーブルのトンネル周方向近傍に離間してガイドローラー６を配置し、このガイドローラー６端をケーブルカバー８端より外側に突出させているため、施工中に送り込まれるセグメント１ｂがこのガイドローラー６にガイドされて覆工内面との隙間に誘導され、ケーブルカバー８に接触することがない。
【００１５】
なお、前記ガイドローラー６はケーブル２のトンネル周方向近傍のセグメント１ｂの送り込み側に離間して少なくとも１対配置すればよいが、ケーブル２の両側に２対配置した方が望ましい。
【００１６】
また、フレーム３ａに固定された前記ケーブル保護装置は、ケーブル２から離脱した状態でトンネル中心側に移動可能とし、セグメント組立装置３を移動時に走行の障害にならないようにされている。
【００１７】
【発明の実施形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例で、既設トンネル内の上部に２本のトロリー線（ケーブル）が架設され、側壁に信号や動力ケーブルが架設されている鉄道トンネルにおいて、既設トンネル覆工補強工法によって覆工内面に沿ってセグメントを設置している状況を示した正面図である。
【００１９】
図２は図１の既設トンネルの縦断面とセグメント組立装置の側面図である。 図３は図１の部分拡大図で、既設トンネル内の上部に配設されている２本のトロリー線の保護装置でトロリー線を保護した状態でセグメントを設置している状況図、図４は側壁のケーブル保護装置とセグメント設置状況図である。
【００２０】
図１、図２に示すように、既設トンネル覆工補強工法では、レール１ｃ上を走行するセグメント組立装置３を用いて覆工内面１ａにセグメント１ｂを設置する。セグメント組立装置３は、本体となるフレーム３ａ、先端にセグメント把持部を備えたエレクター３ｂ（旋回伸縮装置）、本体固定装置３ｃ、走行車輪３ｄ等で構成されている。また、フレーム３ａの上部のトロリー線２と対向する箇所には上部ケーブル保護装置４および、側部のケーブル２と対向する箇所には側部ケーブル保護装置５の本発明に係るケーブル保護装置が取付けられている。
【００２１】
図３に示すように、トンネル上部に配設される２本のトロリー線２は四角形の筒状ケーブルカバー８で包囲されている。このケーブルカバー８は、長手方向に上下２分割され、下側のカバー８ａが前記セグメント組立装置３のフレーム３ａに（当該フレーム３ａに設けた昇降ジャッキ３ｅの上部枠３ｆに取付けられた）支持材７ａを介して固定され、上方のカバー８bを両側部で嵌合組合わせてトロリー線２を包囲する四角形の筒状ケーブルカバー８を形成するようにされている。
【００２２】
上部のトロリー線２を保護する、上部ケーブル保護装置４は、図３に拡大図示すように、セグメント組立装置３のフレーム３ａに（当該フレーム３ａに設けた昇降ジャッキ３ｅの上部枠３ｆに取付けられた）支持部材７を介して取付けられた、トンネルの長手方向にセグメント幅より短い間隔をおいて設けられた２対のガイドローラー６を、トンネル上部に位置する前記トロリー線２のトンネル周方向両側に離間して配置して構成されている。
【００２３】
前記ガイドローラー６は、上端がケーブルカバー８の外側端面より外側に突出ており、エレクター３ｂで把持したセグメント１ｂを設置する際に、セグメント１ｂがケーブルカバー８に接触することなくガイドローラー６上と覆工内面１ａとの隙間を移動させて送り込むことを可能としている。
【００２４】
前記とおり、上部ケーブル保護装置４は昇降ジャッキ３ｅによって上下に移動可能とされている。
【００２５】
図４は、側部ケーブル保護装置５の詳細を示したもので、このケーブル保護装置５では、セグメント組立装置３のフレーム３ａの側面にブラケット９が固定されている。ブラケット９は、上面が開孔したアリ溝状断面のガイド部材９ｂと、このガイド部材９ｂにスライド可能に嵌合された水平部材９ａからなっていて、水平部材９ａに２つの支持部材７と７ａが設けられている。支持部材７に取付けられた、トンネルの長手方向にセグメント幅より短い間隔をおいて設けられた１対のガイドローラー６が側部ケーブル２の上方に離間して配置されている。
【００２６】
また、側部ケーブル２は円形の筒状ケーブルカバー８で包囲されている。このケーブルカバー８は長手方向に上下２分割され、下側のカバー８ａが、前記フレーム３ａにスライド可能に支持された水平部材９ａに支持部材７ａを介して固定されている。ケーブルカバー８は、上側のカバー８bを前記下側カバー８ａに両側部で嵌合組合わせてケーブル２を包囲する筒状ケーブルカバー８を形成するようにされている。
【００２７】
前記ガイドローラー６は、覆工内面１ａに対向する端面がケーブルカバー８の外側端面より外側に突出ており、エレクター３ｂで把持したセグメント１ｂを設置する際に、当該セグメント１ｂがケーブルカバー８に接触することなく、ガイドローラー６上と覆工内面１ａとの隙間を移動させて送り込むことを可能としている。
【００２８】
前記ケーブルカバー８は万一、セグメント１ｂが接触しても損傷しないように強度の高い金属製にした方が望ましいが、電気絶縁性を持たせる場合はプラスチック等の絶縁材を使用してもよい。また、絶縁材でケーブルを被覆した状態で金属製のケーブルカバー８を用いるようにしてもよい。
【００２９】
ケーブルカバー８の形状は、４角形、円形その他の形状でかつ分割形式の筒状としてもよい。また、２分割したものを図４（Ｂ）に示すように片側蝶番１２として開閉するようにしてもよい。
【００３０】
図１、図２において、セグメント組立装置３をトンネル内で移動する際には、上部ケーブル保護装置４はフレーム３ａの昇降ジャッキ３ｅにより、側部ケーブル保護装置５はスライド可能に取付けられた水平部材９ａによって、ケーブルカバー８からケーブル２を離脱した状態でトンネル中心側に移動して車両限界内に納めることを可能としている。
【００３１】
次に、本発明のケーブル保護装置を用いた既設トンネル覆工補強工法におけるセグメント設置の施工方法を説明する。
【００３２】
セグメント組立装置３を作業箇所に到達したところでジャッキ式の固定装置３ｃにより装置を固定する。
【００３３】
次に、トロリー線２と側部ケーブル２に対して対向する位置関係でそれぞれ上部ケーブル保護装置４と側部ケーブル保護装置５のガイドローラー６とケーブルカバー８をセットする。なお、金属製のケーブルカバー８を使用する場合は、トロリー線２にはあらかじめ絶縁被覆材を巻き付けておく。
【００３４】
次に、ケーブル保護装置４，５を以下の手段で所定の配置にセットする。
【００３５】
上部ケーブル保護装置４ではフレーム３ａの昇降ジャッキ３ｅの操作によって、また、側部ケーブル保護装置５では水平部材９ａを覆工面１ａ側にスライドして、各装置におけるガイドローラー６の上面（覆工面側）が所定のセグメント１ｂの配設位置になるように位置決めする。
【００３６】
次に、各分割されたケーブルカバー８における下側カバー８ａに上側カバー８bを組立て、トロリー線２および側部ケーブル２を包囲するように、当該ケーブルカバー８をセットする。
【００３７】
次に、エレクター３ｂで把持したセグメント１ｂを、覆工内面１ａに沿って周回させてガイドローラー６と覆工内面１ａの隙間を通して送り込み、先行配置したセグメント１ｂの継手と嵌合させて接続する。なお、側部ケーブル保護装置５ではセグメント１ｂを送り込む際、ガイドローラー６側（上方）からとする。
【００３８】
作業箇所のリング組立てが完了したら、各ケーブルカバー８の上側カバー８ｂを離脱し、昇降ジャッキ３ｅおよび水平部材９ａをスライドして両ケーブル保護装置４，５をトンネル中心側に移動した後、固定装置３ｃの固定を解除してセグメント組立装置３を次の作業箇所に移動して同様の作業を繰り返す。
【００３９】
本発明を実施するに際し、実施形態で説明した構成を適宜に設計変更して実施することは構わない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のケーブル保護装置によれば、既設トンネルの覆工補強工法において、覆工内面に沿って補強のための板状セグメントを設置する際、セグメント組立装置のフレームに取付けられた１対または複数対のケーブルのトンネル周方向近傍に離間して配置されたガイドローラーの端面をケーブルカバー端より外側に突出させ、このガイドローラーにガイドさせてセグメントを覆工内面に沿って送り込むことにしたことで、セグメントがケーブルに接触しないように保護しながら、当該セグメントの組立て作業を可能とした。また、万一、セグメントがケーブルカバーに接触してもフレームに固定した筒状ケーブルカバーによって安全を期している。
【００４１】
さらに、ケーブル保護装置はケーブルを離脱した状態でトンネル中心側に移動可能としたので、セグメント組立装置はトンネル内を障害なく移動でき、既設トンネルの覆工補強工事の施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で、ケーブル保護装置をセットした状態で既設トンネル覆工補強工法によりセグメントを設置している状況を示した正面図である。
【図２】図１の既設トンネルの縦断面とセグメント組立装置の側面図である。
【図３】図１の部分拡大図で、既設トンネル内の上部に配設されている２本のトロリー線の保護装置の設置状況図である。
【図４】（Ａ）は側壁のケーブル保護装置の設置状況図、（Ｂ）は図（Ａ）のケーブルカバーの詳細図、（Ｃ）は図（Ａ）の保護装置におけるケーブルカバーとガイドローラーの支持部の断面図である。
【図５】既設鉄道トンネルの内面斜視図である。
【図６】従来のケーブルカバー断面図である。
【符号の説明】
１ 既設トンネル覆工
１ａ 覆工内面
１ｂ セグメント
１ｃ レール
２ ケーブル（トロリー線）
３ セグメント組立装置
３ａ フレーム
３ｂ エレクター
３ｃ 固定装置
３ｄ 走行車輪
３ｅ 昇降ジャッキ
４ 上部ケーブル保護装置
５ 側部ケーブル保護装置
６ ガイドローラー
７ 支持部材
７ａ ケーブルカバー支持部材
８ ケーブルカバー
８ａ 下側カバー
８ｂ 上側カバー
９ ブラケット
９ａ 水平部材
１０ 切り込み
１１ ガイド部材
１２ 蝶番

Claims (3)

1. 既設トンネルの覆工内面に沿って板状セグメントを設置する、既設トンネル覆工補強工法で用いる既設ケーブルの保護装置であって、当該保護装置は、長手方向に沿って分割されたカバーの一方がセグメント組立装置のフレームに固定され、前記一方のカバーと他方のカバーを組合わせてケーブルを包囲する筒状ケーブルカバーを形成するようにされており、前記フレームに支持材を介して取付けられた１対または複数対のガイドローラーが前記ケーブルのトンネル周方向近傍に離間して配置され、そのガイドローラー端が前記ケーブルカバー端より外側に突出して構成されており、前記ケーブル保護装置がケーブルから離脱した状態でトンネル中心側に移動可能とされていることを特徴とするトンネル内ケーブル保護装置。
2. 前記ケーブル保護装置をケーブルから離脱してトンネル中心側に移動可能とするため、前記一方のカバーと前記ガイドローラーを前記セグメント組立装置のフレームに設けたトンネルの内外方向に移動可能な伸縮手段に支持したことを特徴とする請求項１記載のトンネル内ケーブル保護装置。
3. 前記ケーブル保護装置は、トンネル周方向に角度を隔てて複数設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のトンネル内ケーブル保護装置。

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