JP2004137742A - Inclined pile propulsion device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜縦坑(斜坑)を推進工法で構築する装置に関するもので、推進する坑内での点検作業などを併せて行える作業者の坑内昇降移動手段を備えた斜坑推進構築装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、地中に構築されているトンネル内と地上とを接続する斜坑を構築する場合、一般的にその地中トンネル側から地上に向けて掘進させて斜坑を掘削構築する工法が採用されている。このような斜坑の掘削には主にシールド掘進機が用いられている(例えば、特許文献1参照)。また、斜坑内に作業者が入って坑道内での作業を実施するために、移動台車によって資材や作業者を送り込むとともにその移動台車上で点検等の作業を実施する作業ステージを備えたものが知られている(特許文献2参照)。このほかに、斜坑内に作業者が入って坑道内での点検や補修作業を行なうために用いられる作業者の移動手段については、本出願人らの先願になる特願2001−138763号がある。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−189285号公報
【特許文献2】
特開2001−88691号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術では、特許文献1に示されるように、水平坑内に斜坑掘削機の発進用装置(受け構台)を搬入して設置する必要があり、掘削機を搬入後にその受け構台上に所要の傾斜角度で配置して、推進反力を受け止めさせるようにされるので、当該発進位置の周囲を過剰に掘削して広げることや掘削機とその受け構台の搬入設置などの準備をせねばならず、多くの手数を必要として多大な工費がかかり、しかも作業性がよくないという問題がある。
【0005】
また、下部からの掘削機による掘削では、掘進に併せて掘削された坑道内を覆工する作業を必要とし、その覆工材を搬入して覆工するには多大な労力と工費を必要とするので工期も長引き、しかも掘削中は掘削土砂を水平坑内に送り出すので、その坑内からの搬出にも多くの費用がかかることになる。
【0006】
一方、傾斜した坑道内に作業者が入って点検や補修作業を行なうには、前記特許文献2によって開示されるように、発進側に設置されるウインチからトンネル掘削機の後端部に設けられるシーブを巡らせたワイヤロープによって移動台車を昇降させ、その移動台車に乗って作業者が発進側から坑道内に進入して作業を行うことになり、上部から水平坑側に掘削土を排出されているので非常に危険であって、その自由度が制限される。しかも傾斜する坑道内に作業者が入るには掘削機側にロープを支持させて作業員搭乗室を備える移動台車を引き上げるために掘削距離の延長に応じてレールを敷設しなければならず、その作業にはおのずと多くの制約が加わり、坑道が長くなるとさらに作業性が悪くなるので掘削機の運転停止時間が長引き、工期が長引くことを避けることができないという問題がある。
【0007】
本発明では、目的水平坑に向かって地上部から推進工法によって所要口径の管体を掘削推進させるとともに、その推進管の進捗に応じて順次接続される管体内部に仮設される昇降路を延長させ、坑道構築の管内部での点検補修作業に対応できる作業者の坑道内出入り機能を、掘削推進作業に支障を来すことなく具備させて、斜坑の構築作業を能率よく施工できるようにされた斜坑推進構築装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
このような目的を達成するために、第1発明の斜坑推進構築装置は、
推進管を推進させる推進架台と、その推進架台の推進方向背後に設けられる推進管の反力桁と、複数の推進ジャッキを一体に固定配置されるジャッキ架台と、前記反力桁に取付けられて前記ジャッキ架台を反力桁に沿って推進位置と退避位置との間を移動可能に案内するガイドおよびそのジャッキ架台を移動させる駆動手段とを含む構成であることを特徴とするものである。
【0009】
本発明においては、斜坑を推進掘削する地上の発進位置に推進架台とその背後に推進管の反力桁および推進用のジャッキを備えるジャッキ架台を、推進管によって構築する斜坑の傾斜角に対応させて設置する。推進管を所定位置に持ち込むときには、ジャッキ架台を推進位置から退避位置に駆動手段によってガイドに沿って移動させて推進管を掘進角度に合わせて所定位置に別途揚重機によって搬入し、掘削推進中の推進管後部に新たな推進管を接続し、その後に退避していたジャッキ架台を元の位置に戻して推進ジャッキにより推進管に推進力を付勢して推進させ掘進構築する。この推進時における反力は、推進架台に取付く反力桁によって受け止められ、推進架台でもって負荷を保持させる。
【0010】
本発明によれば、地上部から目的地中の水平坑に向かって推進管を推進掘削工法によって掘進して、斜坑を構築することができるので、設備・機材などの設置搬入が容易になり、作業能率の向上を図り、地中からの掘進構築に比べて工期の短縮を可能にすることができるという効果が得られる。
【0011】
また、本発明の前記推進架台における推進管受入れ位置下部には、推進管反力構台が設けられ、この推進管反力構台に推進される推進管の中間位置を把持して浮き上がりを防止する推進管クランプ機構が設けられていることを特徴とする(第2発明)。こうすることにより、推進ジャッキによる1ストローク推進操作後後退させる直前に推進管クランプ機構を作動させて推進されている推進管の中間を両側から把持させることにより、推進ジャッキによる推進力が除かれる際の反動で、その推進管が浮き上がる(戻される)のを阻止して推進力を有効にすることができる。
【0012】
次に、第3発明は、推進管を推進させる推進架台と、その推進架台の推進方向背後に設けられる推進管の反力桁と、複数の推進ジャッキを一体に固定配置されるジャッキ架台と、前記反力桁に取付けられて前記ジャッキ架台を反力桁に沿って推進位置と退避位置との間を移動可能に案内するガイドおよびそのジャッキ架台を移動させる駆動手段とを含む構成の管体推進装置に併設されて、前記推進管内に付設されて継足し可能なガイドレールと、このガイドレールに案内されて斜坑構築推進管の開口上部から坑内にロープによって昇降可能に吊下げられる搬器と、その搬器を前記斜坑構築推進管開口部から上方に引き上げて推進管挿入位置から退避できる搬器支持構造体およびその搬器支持構造体に備えられる前記搬器の昇降用ロープ駆動手段を有することを特徴とするものである。
【0013】
本発明においては、予め内面にガイドレールを取付けられた推進管を推進ジャッキによって推進させて、順次継足して斜坑を構築するに際して、その坑内での点検作業などを行うのに、搬器支持構造体を前進させて搬器を、その昇降用ロープ駆動手段の運転で坑内(推進管内)に配設されているガイドレールに案内されて斜坑内に進入させ、順次継足されて斜坑を構築する推進管内面に沿った内部作業を、搬器に搭乗して坑内を移動する作業者がその搬器から身を乗り出して行なうことができる。なお、搬器に搭乗する作業者は、坑口から斜坑内の所要個所まで移動する間は搬器のケージ内に収まって移動できるので、安全を確保できる。そして、作業を行う場所に移動して後に、ケージ外で作業可能にされるステージ(作業床)に乗って目的作業を行うことができる。
【0014】
本発明によれば、斜坑内に進入して作業目的個所まで移動する(下降する)のに、斜坑を構築する推進管に付設されたガイドレールに案内されて前記搬器支持構造体から吊下げられるロープによって搬器が昇降できるので、迅速に目的位置まで移動でき、かつ安全性の確保が図れるという利点がある。また、斜坑構築の推進管の継足し操作を行う際には、搬器を坑外に引上げて搬器支持構造体を後退移動させるとその継足し作業位置から系外に退避できるので、次の使用時まで休止させることができて、斜坑の掘進構築作業に対して無理なく対応できる。
【0015】
前記第3発明において、前記搬器は、そのケージの上部に作業床が設けられ、かつケージ下部に作業足場が付設され、ケージ内からその作業足場および作業床に移動可能な出入り口が設けられている構成であるのがよい(第4発明)。このようにすると、斜坑内の目的作業位置に移動しての作業時には、ケージ内から上部の作業床あるいは下部の作業足場に作業者が移動して、坑内壁に沿った作業を行うことができる。
【0016】
また、前記搬器のケージ下側には支持部材を取付けて、この支持部材に吊上げ機を付設して揚重物を搬器とともに搬送できる構成とするのがよい(第5発明)。こうすると、斜坑内作業が完了して昇降用のガイドレールなどの撤去時に、揚重機によりそのガイドレールなどの物体を吊上げて、下方から順次坑道内の架設物を別途扛重機を用いることなく坑外に搬出することができる。
【0017】
また、前記第3発明において、前記搬器支持構造体は、斜坑軸線と交差する前後方向に移動可能に架台上で支持され、前面に前記搬器のガイドレールを付設するとともに、巻上げ機を搭載して前記搬器を巻上げロープで昇降駆動できるようにされ、搬器を斜坑内に昇降移動させる時には前記ガイドレールが斜坑内敷設のものと接続されて搬器の出入りが可能で、推進管の推進作業時には搬器とともに退避位置まで駆動手段によって移動される構成であることを特徴とする(第6発明)。
【0018】
こうすることによって、斜坑構築用の推進管の推進作業時には搬器支持構造体を搬器とともに退避位置に後退させ、推進作業を行うのに支障を来すことがなく、作業者が坑内に進入して作業を行うときには搬器支持構造体を前進させてその前面に設けられているガイドレールをスライドさせて、坑内に敷設されているガイドレールと合致するようにして搬器を坑内に進入させ、あるいは坑内から引き上げることができる。したがって、斜坑構築のための斜坑推進装置と別個に作動して斜坑構築の推進管の推進接続作業に支障を来さないで、坑内作業のときにのみガイドレールを接続して搬器を坑内に進入できるようにするとともに、斜坑上部位置と退避位置との間で搬器支持構造体を進退可能に設けることで、斜坑内作業時以外は搬器を前面に保持して退避させるようにして推進構築作業を優先させ、かつ坑内作業の安全を期すことができる。また、作業用搬器の斜坑に対する出入り操作を別な機材を用いることなく行えるので、作業工程を効率よく運用できるという利点がある。
【0019】
また、前記斜坑内に設けられる搬器のガイドレールは、二本のレール部材を所要間隔で平行するように複数の横部材で接合して形成され、その一端に左右対称で内向き傾斜面が形成され、他端には前記内向き傾斜面に合致するようにして左右対称で外向き傾斜面が形成されており、前記内向き傾斜面と外向き傾斜面とを合致させてレールの接続を行えるように構成されるのが好ましい(第7発明)。このようにすることで、構築用の推進管に予めガイドレールの向きを一定にして付設しておき、管接続時に前記ガイドレール端の内向き傾斜面部と他方のガイドレール外向き傾斜面部とを合致させるようにして推進管を接続すれば、ガイドレールの敷設を容易にすることができるという効果が得られる。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による斜坑推進構築装置の実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【0021】
図1には本発明が適用される斜坑推進構築装置の一実施形態の全体図が示されている。図2には斜坑構築部における管体推進装置の側面図が、図3には図2のA−A視図(a)と図2のB−B視平面図とが、図4には管体推進装置要部を表わす図が、図5には図4のC−C視図が、図6には搬器支持構造体の正面図が、図7には図6の左側面図が、図8には推進管に付設されるガイドレール一実施形態の一部を省略した正面図が、図9には図8におけるD−D視断面図で推進管体との取付部を併記した図が、それぞれ示されている。
【0022】
本実施の形態の斜坑推進構築装置1は、地中に掘削構築された図示されない隧道と地上とを繋ぐ斜坑2を構築するのに使用されるものである。その斜坑2は、地上部から目標位置まで小口径推進掘削工法によって構築され、その推進掘削には所要口径の推進管3が用いられる。
【0023】
前記斜坑推進構築装置1は、構築される斜坑2の殻体となる推進管3を掘削推進させる管体推進装置10と、これに併設されて斜坑2内での作業が必要な場合に搬器50を推進管3の推進位置開口部から斜坑2内に進入させて坑内での作業ができるようにされる搬器50とその搬器支持構造体40とで構成されている。
【0024】
前記管体推進装置10は、推進管3を推進させる推進架台11と、その推進架台11の推進管推進方向背後に設けられる推進管3の反力桁12と、複数の推進ジャッキ13を固定配置されるジャッキ架台14と、前記反力桁12に取付けられて前記ジャッキ架台14を反力桁12に沿い推進位置と退避位置との間を移動可能に案内するガイドおよびそのジャッキ架台14を移動させる駆動手段(後述)と、推進管3を所定の位置に受入れて推進操作を行なえるようにする推進管押え手段20とを備えて構成される。
【0025】
前記推進架台11は、地上部の斜坑構築発進位置で、その斜坑構築用の推進管3の推進傾斜角αに合わせ支持軸心(推進軸心線C)を傾斜させて内側に推進管3を受入れられる空間部を形成されるように、幅方向に広くとってその両面の前後に所要の高さで支柱11a,11bを平行させて幅方向の両側にそれぞれ配され、それら支柱11a,11bを繋ぎ部材11c、11dなどによって連結された枠組構造にされている。この推進架台11の頂部には推進管3の反力桁12が前記推進軸心線Cに直交するようにして取付けられている。なお、前記推進架台11は、設置地盤に対して推進管3を推進させる際の反力で浮き上がるのを阻止できるようにベース桁11fから地盤に対してアンカー15を打設して保持される。
【0026】
前記反力桁12の下面には、推進軸心線Cを跨いで所要の間隔にて二本のガイドレール16(I型断面の部材)が平行して傾斜前方に向かって(図1における紙面上左側)突出延長して配設され、このガイドレール16に案内されて推進位置と退避位置との間で移動可能に前記ジャッキ架台14が設けられている。そのジャッキ架台14には、下面に複数本(この実施形態では4本)の推進ジャッキ13が推進軸心線Cに平行して配設され、それらのロッド先端に推進管3の管端に接して推力を伝達する推進リング13′が取付けられている。なお、このジャッキ架台14を推進位置と退避位置との間で移動させる駆動手段としては、前記ガイドレール16,16の前端部を相互に連結する横部材16aにブラケットで支持される油圧シリンダ17が用いられ、その油圧シリンダ17のロッド17a端をジャッキ架台14の前端に接続して進退させるようにされている。また、前記ジャッキ架台14にはガイドレール16,16のI型断面両側のフランジ部上をガイドにして案内支持されるガイドローラ14a,14aが左右両側にそれぞれ複数付設され移動が容易なようにされている。
【0027】
さらに、前記推進架台11の内部には、後面側に推進管3を受入れた際推進軸心線Cにその管体が合致するように縁部で支持する二本の受け部材18,18が所定の間隔で縦通配設されている。この両受け部材18に対して3点受けできるように前側に推進管押え手段20が設けられている。この推進管押え手段20は、推進架台11の横部材11c,11dにて固定支持される固定縦通部材21に、基端をピン23で枢支される平行リンク22,22の可動端と取付ブラケット24aでピン24bにてそれぞれ連結されて前後方向に可動支持される押え縦通部材24とでなる。この押え縦通部材24は、さらに操作シリンダ25,25により前後動させることで、既設管端に継足す推進管3を押えることができる。なお、操作シリンダ25,25は、その両端部が、前記固定縦通部材21の背面側で前記ピン23,23位置よりも下方に設けられたブラケット21a,21aと、前記平行リンク22,22の可動端側にそれぞれ連結されている。
【0028】
このように構成される管体推進装置10とは別に、その設置位置より下側には前記推進管3の中間部を把持して前記推進ジャッキ13が所定のストローク推進して、その後退時の管浮き上がりを防止する推進管クランプ機構30がその軸芯を推進軸心線Cに合致させて管体推進装置10の設置位置より下側に配置されている。この推進管クランプ機構30は、中央部を推進管3が貫通できる空間を形成された構台31と、この構台31の中央部を貫通する推進管3の側面を抱えるように構台内部で縮小・拡大する円弧状の内側面を有する複数片(例えば4部片に分割されている)にてなるクランプ保持部片32と、そのクランプ保持部片32を操作する複数の油圧シリンダ33(操作シリンダ33)とで構成されている。なお、この推進管クランプ機構30は、構台31をその四隅に位置する支持脚31aの基部で地盤にアンカーボルトによって固定され、浮き上がるのを固定できるようにされている。図中符号34は構台31の上面に形成された点検用踊り場の手摺である。また、符号Fで示されるのは鋼矢板である。
【0029】
さらに、前記管体推進装置10の上方位置には掘削推進されて構築される斜坑2内に作業員が入って作業を行えるようにする搬器50を支持して昇降させる搬器昇降装置42を備えた搬器支持構造体40が設置されている。
【0030】
この搬器支持構造体40は、前面41aを前記推進管(斜坑2)の傾斜した推進軸心線Cと平行するように傾斜させた所要高さで枠組構造の支持フレーム41と、この支持フレーム41に付設される搬器昇降装置42と、前記支持フレーム41を前記管体推進装置10による推進管3の開口部より搬器50を進入させる位置から管推進操作時に退避させる位置まで進退可能に支持する支持架台60とで構成されている。
【0031】
前記搬器昇降装置42は、前記支持フレーム41の前面41aの上下方向にスライド可能に付設されるガイドレール43と、前記支持フレーム41の頂部に設けたガイドシーブ45,45を巡らせたワイヤロープ46,46で吊下げられる搬器50を昇降操作する巻上機44とで構成されている。
【0032】
前記ガイドレール43は、所要の間隔で溝型鋼にてなるレール部材43aを一対その溝部が外向きになるようにして平行に配され、それらレール部材43aを所要の間隔で複数本の横部材43bによって相互に接続されて一体に形成された構造のものである。このガイドレール43は、支持フレーム41の前面で支持部材によって上下方向にスライド可能に支持されて、支持フレーム41の枠組内下部の前方位置に設置されるウインチ47からその支持フレーム41の頂部に配設されるガイドシーブ48,48を巡らせたワイヤロープ47aで吊り上げられて支持され、前記搬器50の昇降操作時以外では引き上げられた状態に保たれている。
【0033】
前記搬器50は、前記ガイドレール43のレール部材43a,43aにより案内されるガイドローラを幅方向の両側に少なくとも上下一対設けた作業者を乗せるためのケージ52と、作業足場53を装着する昇降フレーム51と、ケージ52の上部に取付けられた作業床54とで構成されている。
【0034】
また、搬器50は、その昇降フレーム51の上頂部に設けられる図示省略された公知の安全機構を介して、前記支持フレーム41頂部に設置されているガイドシーブ45,45を巡らせて巻上機44により操作されるワイヤロープ46(本発明のロープに相当)により吊下げられている。そして、ケージ52の上部にはその内部から昇降できるようにして作業床54が設けてあり、この作業床54上で通常の坑内作業が行なえるようにされている。
【0035】
また、ケージ52の床下には支持梁55(本発明の支持部材に相当)が昇降フレーム51から前方へケージ52よりやや突出するようにして付設され、その支持梁55の先端部下に小型の揚重機56(例えば小型電動ホイストなど、以下電動ホイスト56という)が吊設されている。下側に設けられる作業足場53は、主として前記電動ホイスト56を使用して斜坑構築作業の終了に伴い付設されているガイドレール(後述)や坑内作業に要した部材などを撤去する際に使用できるようにされ、例えば撤去したガイドレールをその作業足場53内に回収して地上部まで搬出するのに使用できるスペースに形成されている。
【0036】
また、前記支持フレーム41は、地上部に立設された支持架台60上で、前記搬器50を、推進構築される斜坑2(推進管)の開口部から内部に進入できるようにする位置から推進管3の推進操作時に後方に退避できる位置まで前後移動できるように、ガイドレール61上で支持されている。したがって、その支持架台60の上面は、前記推進架台11上の反力桁12の上面と接触しない位置に設けられ、前記ガイドレール61の前端部は反力桁12上に突出している(図1参照)。
【0037】
このように支持フレーム41は、前記支持架台60の上面部に配置されて基端側をその支持架台60に取付け、ロッド端部を支持フレーム41下部の適所に接続される進退操作シリンダ63によって、所定のストローク移動させるようになされており、支持フレーム41の下部には支持架台60付設のガイドレール61に案内支持されて移動可能に支持する車輪41cが複数設けてある。なお、この支持フレーム41の前面上部には搬器50への給電・制御用のケーブルを巻き取るケーブルリール64が搭載され、また、搬器50が引き上げられた状態で作業者が搬器のケージ52に乗降するための踊り場(図示省略)が側面部に設けられている。
【0038】
一方、掘削推進して斜坑2を構築する推進管3は、所要口径の金属管体で構成され、順次嵌め合いにより連結してその連結部の外周で多数本のボルトによって接続される構造になっている。そして、この推進管3の内面には、その軸心線に沿って搬器50の進入時案内するガイドレール65が取外し可能に付設されている。また、そのガイドレール65の側方位置に図示省略するがケーブルなどを案内するローラが適宜間隔で配設され、これらも取外し可能に設けられている。
【0039】
前記推進管内に付設されるガイドレール65は、図8で示されるように、前記支持フレーム41の前面に付設されるガイドレール43と同一のガイド部材65a,65aを複数本の横部材65bで相互に接続されて一体構造にされており、その推進管3の接続全長に対応する長さで、撤去時に前述の搬器50に付属する作業足場53内に収容できる長さ寸法で例えば三分割65A,65B,65Cと形成されて、端部においてボルト68にて連結されている。また、このガイドレール65の例えば分割レール65Aの一端は中央線に向かって両側から下がり勾配の傾斜面66が対称に付され、分割レール65Cの他端では前記分割レール65Aの一端の傾斜面66と合致する突勾配の傾斜面67に形成されている。したがって、推進管3の接続時には下がり勾配の傾斜面66端と突勾配の傾斜面67端とを合わせることによりガイド部材65aの位置を合致させて突き合わせ接続することができるように構成されている。また、下面の複数箇所には図9に示すように、推進管3の管内壁に設けられる取付座3Aに対してボルト70により締結して固着される座板69が付設されている。
【0040】
このように構成される斜坑推進構築装置10は、まず、掘削推進される斜坑2の殻体となる推進管3を図示されない先導掘削機に続いて推進部に装着する準備作業を行う。この際には、図1または図4に二点鎖線で示されるように、推進架台11上部の反力桁12下面に位置するジャッキ架台14をその移動駆動手段である油圧シリンダ17を作動させて推進位置P前方の退避位置Qまで移動させ、推進管3を受入れ容易なように推進架台11の内部空間の上部を開放させる。なお、この時点で推進管3の中間部を把持する推進管クランプ機構30は、保持部片32によるチャッキング位置から後退して緩め、推進管3の挿入が容易なようにする。また、搬器支持構造体40は、退避位置に移動待機させて推進管3の吊り込み作業に支障がないようにしておく(図1参照)。
【0041】
推進管3は、図示されない別途揚重機によって推進位置Pに吊り込んで先進している管の後端に接続する。この際、推進管3を受入れ位置に吊り込むと、推進架台11内の受け部材18,18にもたれるようにして支持させる。こうすることで所定の傾斜で先導管の軸心と合致させることができる。この際に、吊り込まれた推進管3の軸心が推進軸心線Cに合致していない場合、図4に示されるように、推進管押え手段20の操作シリンダ25を作動させて平行リンク22,22との協働操作で押え縦通部材24を押出して受け部材18,18側に推進管3を移動させ、軸心線が先の推進管と合致するように操作させる。なお、推進管3を推進位置Pに吊り込む際には、先に地上部で取付けてあるガイドレール65の取付け向きを、先の推進管3におけるガイドレール65の取付位置と合致するように位置合わせされる。
【0042】
吊り込まれた推進管3が既設の推進管先端部にボルト締結されると、油圧シリンダ17を前進作動させてジャッキ架台14を推進位置Pに戻す。その後に複数の推進ジャッキ13のロッドを一斉に前進操作すると、それらのロッドに取付く推進リング13′が推進管3の上端部に押し付けられる。そこで、全推進ジャッキ13を前進作動させると、その推力で推進管3が徐々に地中に押し込まれ、先導管端に付される掘削機による掘削と相俟って推進される。なお、掘削土は掘削機に付設の排土手段によって構築されつつある斜坑2内から図示されない排泥管によって地上部に排出される(排泥管については、前記ガイドレール65と同様に予め推進管の内部に取付けておき、接続時にその管も接続される)。
【0043】
やがて、推進ジャッキ13が最大ストロークに到達すると、推進管クランプ機構30の操作シリンダ33を作動させて保持部片32を管軸心方向に収縮させて推進管3の中間部をチャッキングさせる。こうすることによって、推進管3は押し込み状態のままで保持される。そこで、推進ジャッキ13を一斉に後退させるとともに、油圧シリンダ17を後退方向に作動させてジャッキ架台14を退避位置Qに後退させる。こうして推進ジャッキ13の1ストローク分の空間が生じた推進中の推進管3の上側にスペーサ管(図示せず)を吊り込んで仮接続し、再びジャッキ架台14を油圧シリンダ17によって推進位置Pまで戻すようにする。
【0044】
ジャッキ架台14が推進位置Pに戻されると再び推進ジャッキ13を作動させて推進リング13′をスペーサ管の端部に押し付けて推進力を付勢する。前記推進ジャッキ13によってスペーサ管を介して推進管3を所要位置まで推進させると、次の新たな推進管3を継足す作業に移行する。この新たな推進管3の接続作業は、まず推進管クランプ機構30の操作シリンダ33を作動させて保持部片32によって、押し込まれている推進管3の外周部をチャッキングさせて推進力が除かれたときに推進中の管体が浮き上がるのを阻止させる。続いて推進ジャッキ13のロッドを後退させて推進リング13′を引き上げるとともに、ジャッキ架台14を前述の要領で退避位置Qまで後退させる。スペーサ管を取除いて先の推進管上部位置を開放状態にしてから、図10に示されるように、新たな推進管3を吊り込んで接続作業を行い、再びジャッキ架台14を戻してから推進管クランプ機構30によるチャッキングを解除し、推進ジャッキ13を前進作動させて推進力を付勢して推進作業を行う。なお、前記接続作業を行う際には先導管に取付く掘削機は一旦停止し、推進動作に移行する時点で運転して掘進させる。以後この操作を繰り返して斜坑2の構築作業を行うのである。
【0045】
一方、斜坑2の構築作業が進捗して斜坑内での作業が必要となるときには、次の推進管3を継足す作業を中断して、前述の推進ジャッキ13による動作を一旦停止し、ジャッキ架台14を退避位置Qに後退させる。もちろんこのときには、推進管クランプ機構30によるチャッキング操作によって推進管3を固定しておく。こうしてから、斜坑2内に搬器を送り込む。
【0046】
搬器50を斜坑2内に送り込むには、図10に示されるように、まず、待機位置にあった地上部の搬器支持構造体40の支持フレーム41をその進退操作シリンダ63によって、前面41aに保持されている搬器50を案内するガイドレール43が斜坑2の坑口(推進操作されている推進管3の上端部)上部に位置するように前進させる。この際、搬器のガイドレール43はその下端が斜坑2内のガイドレール65上端と合致するように位置調整を行わせる。
【0047】
前記支持フレーム41側に支持されているガイドレール43は、ウインチ47によって操作されるワイヤロープ47aによって引上げられた状態にあるので、そのウインチ47を作動させて前記ガイドレール43を推進管3の内部に付設されているガイドレール65の端部と当接する状態になるまでスライド下降させる。なお、推進管側のガイドレール65位置と支持フレーム41側のガイドレール43とは予め接続可能なように両者の軸線が合致するように設定されている。
【0048】
こうして支持フレーム側のガイドレール43と推進管側のガイドレール65とが接続されると、搬器50に作業者が搭乗し、巻上機44をロープ繰出し側に運転操作するとワイヤロープ(ロープ)46,46が繰出されてガイドレール65に沿い斜坑2内へ降下できる。したがって、作業者は目的位置まで降下すると巻上機44の運転を停止させ、その後に搬器50のケージ52内から天井部に設けられる作業床54上に登って斜坑2内の内壁に沿って行えばよい。なお、搬器50が斜坑内に降下進入して作業を行うに際しては、作業者が搭乗しているケージ52に設けられている運転制御手段によって地上部の巻上機44の駆動を操作するようにされ、そのための電源並びに制御用のケーブルは支持フレーム41上に搭載されるケーブルリール64に巻き取られているケーブル(図示省略)を搬器50の昇降に応じて繰出し・巻き取られて地上側の制御機器を介して運転操作が行えるようにされている。
【0049】
前記搬器50は、斜坑の推進軸心線Cの傾斜角に合わせて傾斜した構造にされているが、構内での作業時には前述のようにケージ52内から天井部に設けられている作業床54に上って作業することになり、開放状態であるから斜坑内壁前周面にわたって作業することができる。また、昇降時にはケージ52の内部に作業者が収まって移動することにより安全を確保できる。もちろん、非常時には搬器50を吊下げている個所に公知の安全装置が設けられているので、その安全装置の作動によって保護されるようになされている。
【0050】
坑内での作業が終了すれば、作業者はケージ52内に戻り、昇降に支障のない状態で坑口まで上昇し、搬器支持構造体40の支持フレーム側ガイドレール43上まで搬器50を上昇させて斜坑2から離脱させ、その後にウインチ47を作動させてガイドレール43を所定の位置まで引上げる。こうすることによって、支持フレーム41側のガイドレール43は、斜坑2側のガイドレール65と引き離されて推進作業に支障を来さないように搬器支持構造体40を待機位置に移動退避させることができる。したがって、進退操作シリンダ63を後退作動させることによって、支持フレーム41を退避位置に戻し、次の推進管3の継足し作業(推進作業)が開始できることになる。
【0051】
なお、搬器50は、前述のように斜坑2内に敷設されるガイドレール65に沿って巻上機44の駆動により昇降できるので、例えば斜坑掘削部先端の掘削機に支障が生じたり、あるいは点検の必要があるときには、作業者を切羽位置まで降下させてケージ52の下部に付設されている作業足場53から身を乗り出して、あるいは外に出て直接掘削機の点検修理を行うことができる。この場合は、いわば斜坑2の底部に位置するので、別途な機材を使用しないで作業を行うことができる。
【0052】
斜坑2の掘削構築が終れば、図11に示すように、搬器50を前述のようにして斜坑2内に降下させ、ケージ52下側の作業足場53内に作業者が降りて、斜坑2(推進管体)に付設されているガイドレール65の最下端のものから順次上方へ敷設取付部の締結ボルトを解き、かつ接続部で所定長さにそのガイドレール65のセグメント(65A,65B,65C)を分解し、ケージ52下に設けられた支持梁55に吊設の電動ホイスト56によってその分解したガイドレール65のセグメントを作業足場53内に取り込み、搬器50を運転して地上に運び上げる。なお、前記作業足場53は、作業者が載ってガイドレール65の解体作業を行なうに適したスペースを有するもので、作業面以外の周面にはガードが付されて安全性が保てるように形成されている。また、このガイドレール65の解体撤去に際して、坑内壁に付設されているその他の部品などの解体撤去も併せて行うことができる。
【0053】
このようにして本実施形態の斜坑推進構築装置1は、推進管推進装置10に搬器支持構造体40を併設して、地上部から小口径掘削推進工法によって斜坑2の推進構築を行うとともに、構築時にガイドレール65を斜坑の殻体(推進管3)とともに順次敷設して、このガイドレール65に沿って搬器50を地上側から斜坑内に昇降自在なように構成されるので、必要時にその都度搬器50を斜坑2内に送り込んで、その内部での作業を安全に行えるので、斜坑構築の作業を容易化して短工期で構築することが可能になるのである。また、斜坑2の構築後にはガイドレール65を分解して搬器50内部に積み込んで、他の機材を使用することなく解体撤去することができるので、付帯工事に要する費用も軽減できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明が適用される斜坑推進構築装置の一実施形態の全体図である。
【図2】図2は、斜坑構築部における管体推進装置の側面図である。
【図3】図3は、図2のA−A視図(a)と図2のB−B視平面図(b)である。
【図4】図4は、管体推進装置要部を表わす図である。
【図5】図5は、図4のC−C視図である。
【図6】図6は、搬器支持構造体の正面図である。
【図7】図7は、図6の左側面図である。
【図8】図8は、推進管に付設されるガイドレール一実施形態の一部を省略した正面図である。
【図9】図9は、図8におけるD−D視断面図で推進管体との取付部を併記したものである。
【図10】図10は、推進管の受け入れと搬器を斜坑内に進入させる状態を表わす図である。
【図11】図11は、斜坑内でガイドレールなどの撤去作業を行うときの態様を表わす図である。
【符号の説明】
1 斜坑推進構築装置
2 斜坑
3 推進管
10 管体推進装置
11 推進架台
12 反力桁
13 推進ジャッキ
13′ 推進リング
14 ジャッキ架台
16 ジャッキ架台のガイドレール
17 ジャッキ架台を移動させる油圧シリンダ
18 推進管の受け部材
20 推進管押え手段
24 押え縦通部材
25,33 操作シリンダ
30 推進管クランプ機構
31 構台
32 クランプ保持部片
40 搬器支持構造体
41 支持フレーム
43 ガイドレール
44 巻上機
46 搬器昇降用のワイヤロープ(ロープ)
47 ウインチ
47a ガイドレールスライド用のワイヤロープ
50 搬器
52 ケージ
53 作業足場
54 作業床
55 支持梁
56 電動ホイスト
60 支持フレームの支持架台
61 ガイドレール
63 進退操作シリンダ
65 推進管に付設されるガイドレール
66 ガイドレール端の下がり勾配の傾斜面
67 ガイドレール端の突勾配の傾斜面
C 推進軸心線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for constructing an inclined vertical shaft (oblique shaft) by a propulsion method, and relates to an inclined shaft propulsion construction apparatus provided with a worker's mine up-and-down moving means capable of performing inspection work in the mine to be propelled. is there.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when constructing a shaft that connects the inside of a tunnel built underground and the ground, a construction method that excavates from the underground tunnel side to the ground and excavates and constructs a shaft is generally adopted. . A shield machine is mainly used for excavation of such a shaft (see, for example, Patent Document 1). In addition, in order to allow workers to enter the shaft and perform work in the tunnel, those equipped with a work stage where materials and workers are sent by a mobile trolley and inspection and other work are performed on the mobile trolley. It is known (see Patent Document 2). In addition to this, Japanese Patent Application No. 2001-138763, which is a prior application of the present applicant, describes a method of moving an operator used for performing inspection and repair work in the tunnel by entering the worker in the shaft. is there.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-189285
[Patent Document 2]
JP 2001-88691 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional technique, as shown in Patent Document 1, it is necessary to carry in and install a starting device (a receiving gantry) of an inclined shaft excavator in a horizontal mine, and after the excavating machine is carried in, a required device on the receiving gantry is required. It should be arranged at an angle of inclination to receive the propulsion reaction force.Therefore, it is necessary to prepare for excavation and excessive excavation around the starting position and carry-in and installation of the excavator and its receiving gantry. In addition, there is a problem that a large amount of labor is required, a large amount of work is required, and workability is not good.
[0005]
Excavation from the bottom requires excavating the inside of the excavated tunnel along with the excavation, and bringing in the lining material and lining requires a great deal of labor and cost. The construction period is prolonged, and the excavated soil is sent out into the horizontal mine during excavation.
[0006]
On the other hand, in order for an operator to enter the inclined tunnel and perform inspection and repair work, as disclosed in
[0007]
According to the present invention, a pipe having a required diameter is excavated and propelled from a ground portion toward a target horizontal pit by a propulsion method, and a hoistway temporarily provided inside a pipe connected sequentially according to the progress of the propulsion pipe is extended. In addition, by providing a worker with a function to enter and exit the tunnel, which can cope with inspection and repair work inside the pipe of the tunnel construction, without hindering the excavation promotion work, the construction work of the inclined shaft can be performed efficiently. It is an object of the present invention to provide an inclined shaft propulsion construction device.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Functions / Effects]
In order to achieve such an object, the inclined shaft propulsion and construction device of the first invention includes:
A propulsion platform for propelling the propulsion tube, a reaction girder of the propulsion tube provided behind the propulsion frame in the propulsion direction, a jack frame on which a plurality of propulsion jacks are integrally fixed and arranged, and attached to the reaction girder. The jack gantry is configured to include a guide for movably guiding the jack gantry between a propulsion position and a retreat position along a reaction girder, and a driving means for moving the jack gantry.
[0009]
In the present invention, a jack frame having a propulsion platform and a reaction girder of a propulsion pipe and a jack for propulsion behind the propulsion platform at a starting position on the ground where the shaft is propelled and excavated is made to correspond to the inclination angle of the inclined shaft constructed by the propulsion pipe. And install it. When the propulsion pipe is brought into the predetermined position, the jack base is moved from the propulsion position to the retreat position along the guide by the driving means, and the propulsion pipe is brought into the predetermined position according to the excavation angle and separately carried into the predetermined position by a lifting machine. A new propulsion pipe is connected to the rear of the propulsion pipe, and then the jack cradle that has been retracted is returned to its original position. The reaction force during this propulsion is received by the reaction force girder attached to the propulsion gantry, and the load is held by the propulsion gantry.
[0010]
According to the present invention, since a propulsion pipe can be excavated by a propulsion excavation method from a ground part toward a horizontal pit in a destination, and a pit can be constructed, installation and carrying in of facilities and equipment can be easily performed, The effect of improving the work efficiency and shortening the construction period as compared with the excavation construction from underground can be obtained.
[0011]
Further, a propulsion tube reaction force gantry is provided below the propulsion tube receiving position in the propulsion gantry of the present invention. A pipe clamp mechanism is provided (second invention). By doing so, the propulsion force by the propulsion jack is removed by actuating the propulsion pipe clamp mechanism immediately before the retraction after the one-stroke propulsion operation by the propulsion jack and holding the middle of the propulsion pipe being propelled from both sides. , The propulsion tube can be prevented from rising (returning), and the propulsion can be made effective.
[0012]
Next, a third invention provides a propulsion platform for propelling a propulsion tube, a reaction girder of the propulsion tube provided behind the propulsion direction of the propulsion frame, and a jack frame on which a plurality of propulsion jacks are integrally fixed and arranged. A tubular body propulsion unit which is attached to the reaction girder and includes a guide for movably guiding the jack base between a propulsion position and a retreat position along the reaction girder, and driving means for moving the jack base. A guide rail attached to the device and attached to the propulsion pipe and capable of being extended, and a carrier guided by the guide rail and suspended from the upper opening of the inclined shaft construction propulsion pipe so as to be able to ascend and descend by a rope into the pit, A carrier support structure capable of pulling up the carriage upward from the opening of the inclined shaft construction propulsion pipe and retracting from the insertion position of the propulsion pipe, and a rope driver for lifting and lowering the carriage provided in the carriage support structure It is characterized in that it has a.
[0013]
In the present invention, when a propulsion pipe on which a guide rail is previously mounted on the inner surface is propelled by a propulsion jack and successively added to construct a sloping tunnel, inspection work or the like in the pit is performed. Is moved forward and the carrier is guided by guide rails arranged in the mine (in the propulsion pipe) by the operation of the rope driving means for raising and lowering, and enters the sloping tunnel. An operator who moves on the mine by riding on a carrier can lean inside from the carrier to perform internal work along the surface. In addition, the worker who gets on the transporter can stay within the cage of the transporter while moving from the pit to a required point in the inclined shaft, so that safety can be ensured. Then, after moving to the place where the work is performed, the target work can be performed on a stage (work floor) that can be operated outside the cage.
[0014]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is guided by the guide rail attached to the propulsion pipe which constructs a sloping shaft, and is hung from the said carrier support structure, when it enters into a sloping shaft and moves (descends) to the work target location. Since the carrying device can be moved up and down by the rope, there is an advantage that it can be quickly moved to a target position and safety can be ensured. In addition, when performing the addition operation of the propulsion pipe for the construction of the shaft, when the carrier is pulled out of the mine and the carrier support structure is moved backward, it can be evacuated from the extension work position to the outside of the system, so when the next use Can be stopped until it can easily cope with the construction work of the shaft.
[0015]
In the third invention, the transporter is provided with a work floor at an upper part of the cage, a work scaffold at a lower part of the cage, and an entrance movable from the inside of the cage to the work scaffold and the work floor. The configuration is preferably (fourth invention). In this way, when moving to the target work position in the inclined shaft, the worker can move from inside the cage to the upper work floor or the lower work scaffold, and perform work along the inner wall of the shaft. .
[0016]
Preferably, a support member is attached to the lower side of the cage of the transporter, and a lifting device is attached to the support member so that the lifted material can be transported together with the transporter (fifth invention). In this way, when the work in the inclined shaft is completed and the guide rails for elevating are removed, the objects such as the guide rails are lifted by the hoist, and the erection objects in the tunnel are sequentially turned down from below without using a separate hoist. Can be taken out.
[0017]
Further, in the third invention, the carrier support structure is supported on a gantry so as to be movable in the front-rear direction crossing the shaft of the shaft, and a guide rail of the carrier is attached to the front surface, and a hoist is mounted. The carrier can be driven up and down by a hoisting rope, and when moving the carrier up and down in the inclined shaft, the guide rail is connected to the one laid in the inclined shaft so that the carrier can enter and exit, and together with the carrier during the propulsion work of the propulsion pipe. The present invention is characterized in that it is configured to be moved to a retracted position by a driving means (sixth invention).
[0018]
By doing so, during the propulsion work of the propulsion pipe for constructing the shaft, the carrier support structure is retracted to the evacuation position together with the carriage, so that there is no hindrance to performing the propulsion work, and the worker enters the mine. When performing the work, advance the carrier support structure and slide the guide rail provided on the front surface, and move the carrier into the mine so as to match the guide rail laid in the mine, or from the mine Can be raised. Therefore, it does not interfere with the propulsion connection work of the propulsion pipe for the construction of the shaft, because it operates separately from the shaft driving system for building the shaft, and the guide rail is connected only during the operation of the shaft and the carrier enters the shaft. In addition to being able to move forward and backward, the carrier support structure is provided between the upper part of the shaft and the evacuation position so that the carrier can be retracted while holding the carrier at the front except when working inside the shaft. Priority and safety of underground work can be expected. In addition, since the operation of the work carrier to and from the inclined shaft can be performed without using other equipment, there is an advantage that the work process can be efficiently operated.
[0019]
Further, the guide rail of the transporter provided in the inclined shaft is formed by joining two rail members with a plurality of horizontal members so as to be parallel at a required interval, and an inwardly inclined surface is formed symmetrically at one end. At the other end, an outwardly inclined surface is formed symmetrically with respect to the inwardly inclined surface so as to match the inwardly inclined surface, and the rail can be connected by matching the inwardly inclined surface with the outwardly inclined surface. (7th invention). By doing in this way, the guide rail is fixed to the propulsion pipe for construction with the direction of the guide rail fixed in advance, and the inwardly inclined surface at the end of the guide rail and the outwardly inclined surface at the other guide rail are connected at the time of pipe connection. If the propulsion pipes are connected so as to match each other, there is an effect that the guide rails can be easily laid.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of an inclined shaft propulsion construction apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is an overall view of an embodiment of a shaft driving system according to the present invention. FIG. 2 is a side view of the pipe body propulsion device in the inclined shaft construction section, FIG. 3 is a view taken along the line AA of FIG. 2 (a) and a plan view taken along the line BB of FIG. FIG. 5 is a view showing a main part of the body propulsion device, FIG. 5 is a view taken along the line CC of FIG. 4, FIG. 6 is a front view of the carrier support structure, FIG. 8 is a front view in which a part of an embodiment of a guide rail attached to a propulsion pipe is omitted, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. , Respectively.
[0022]
The inclined shaft propulsion and construction apparatus 1 according to the present embodiment is used to construct an
[0023]
The inclined shaft propulsion and construction device 1 includes a
[0024]
The pipe
[0025]
The
[0026]
On the lower surface of the
[0027]
Further, inside the
[0028]
Separately from the tubular
[0029]
In addition, a
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The carrying
[0034]
Further, the
[0035]
A support beam 55 (corresponding to a support member of the present invention) is provided below the floor of the
[0036]
In addition, the
[0037]
In this manner, the
[0038]
On the other hand, the
[0039]
As shown in FIG. 8, the guide rails 65 provided in the propulsion pipe are formed of a plurality of
[0040]
The inclined shaft
[0041]
The
[0042]
When the suspended
[0043]
Eventually, when the
[0044]
When the
[0045]
On the other hand, when the construction work of the
[0046]
In order to feed the
[0047]
Since the
[0048]
When the guide rails 43 on the support frame side and the guide rails 65 on the propulsion tube side are connected in this manner, when the operator gets on the
[0049]
The
[0050]
When the operation in the mine is completed, the worker returns to the
[0051]
Since the
[0052]
When the excavation and construction of the
[0053]
As described above, the inclined shaft propulsion construction device 1 of the present embodiment is constructed by attaching the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an embodiment of an inclined shaft propulsion and construction apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a side view of the pipe body propulsion device in the inclined shaft construction section.
FIG. 3 is a plan view (a) as viewed from AA in FIG. 2 and a plan view as viewed in BB in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating a main part of the tubular body propulsion device.
FIG. 5 is a CC view of FIG. 4;
FIG. 6 is a front view of the transporter support structure.
FIG. 7 is a left side view of FIG. 6;
FIG. 8 is a front view in which a part of an embodiment of a guide rail attached to a propulsion pipe is omitted.
FIG. 9 is a sectional view taken along line DD in FIG. 8 and also shows an attachment portion to a propulsion pipe.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which a propulsion pipe is received and a carrier is allowed to enter a shaft.
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which a removal operation of a guide rail or the like is performed in an inclined shaft.
[Explanation of symbols]
1 inclined shaft propulsion construction equipment
2 Shaft
3 Propulsion pipe
10 Pipe body propulsion device
11 Promotion stand
12 Reaction girder
13 Promotion jack
13 'propulsion ring
14 Jack stand
16 Guide rail for jack stand
17 Hydraulic cylinder to move jack stand
18 Propulsion tube receiving member
20 Propulsion tube holding means
24 Vertical member for presser foot
25, 33 Operation cylinder
30 Propulsion tube clamp mechanism
31 gantry
32 Clamp holding part
40 Carrier support structure
41 Support frame
43 Guide rail
44 hoisting machine
46 Wire rope (rope)
47 winches
47a Wire rope for guide rail slide
50 transporter
52 cage
53 Work Scaffold
54 work floor
55 support beams
56 Electric Hoist
60 Support frame of support frame
61 Guide rail
63 Reciprocating operation cylinder
65 Guide rail attached to propulsion pipe
66 Downward slope of guide rail end
67 Guide rail end slope
C Propulsion axis
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