JP2017075496A

JP2017075496A - 延伸ベルトコンベヤによるトンネル掘削土の搬送方法

Info

Publication number: JP2017075496A
Application number: JP2015203847A
Authority: JP
Inventors: 勝博吉川; Katsuhiro Yoshikawa; 大輔佐伯; Daisuke Saeki
Original assignee: Nippon Conveyor Co Ltd; Nikken Lease Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Conveyor Co Ltd; Nikken Lease Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-04-20

Abstract

【課題】トンネル工事において、延伸ベルトコンベヤを簡便に低コストで延長して、掘削土を搬送できる方法を提供する。【解決手段】トンネルの掘削工事に際し、坑口側から切羽側へかけて延伸ベルトコンベヤを設置し、掘削の進行に伴い、延伸ベルトコンベヤのテール部を切羽側へ移動させると共に、コンベヤベルト３をヘッド部側に位置するストレージ部５から繰り出して、ストレージ部とテール部の間の延伸部１５で延伸し、掘削により生じた掘削土をテール部側でコンベヤベルト３に載せ、ヘッド部側へ搬送するトンネル掘削土の搬送方法において、延伸ベルトコンベヤの延伸部１５では、仮設足場用の建枠２０等の金属管材を結合して組み立てるフレーム１６を切羽側へ順次延長し、フレーム１６にキャリヤベッド１７及びリターンベッド１８を取り付けて、そのキャリヤローラ１７ｂ及びリターンローラ１８ｂによりコンベヤベルト３を支持する。【選択図】図４

Description

この発明は、トンネル工事において切羽側で生じた掘削土を、延伸ベルトコンベヤを使用して坑口側へ搬送する方法に関するものである。

近年、長大トンネルの工事が増加しており、その工事において、掘削の最先端である切羽側で生じたズリと呼ばれる掘削土の搬出には、従来、大型のダンプトラックが使用されている。ところが、この場合、ダンプトラックの排気ガスによる坑内環境の悪化や作業者とダンプトラックとの接触事故の懸念等、安全衛生上の問題がある。

その対策として、下記特許文献１においては、延伸ベルトコンベヤを使用して掘削土を坑口側へ搬送する方法が提案されている。

この工法で使用する延伸ベルトコンベヤは、図８に示すように、ヘッドプーリ５１とテールプーリ５２とにコンベヤベルト５３を掛け渡し、ヘッド側にストレージ部５４を設けたものとされ、テールプーリ５２は、テール移動台車５５に載せられている。

ストレージ部５４は、複数対のローラを多段に設け、これらのローラにコンベヤベルト５３が掛け回されたものとされている。このストレージ部５４の対向するローラを接近させると、搬送部分を構成するコンベヤベルト５３に余長が生じるので、テール移動台車５５をテールプーリ５２と共に切羽側へ移動させて、搬送距離を延長することができる。

ストレージ部５４とテールプーリ５２との間の部分において、コンベヤベルト５３は、支持部材により支持されている。この支持部材は、坑内の壁面にブラケットを介しトンネルの長さ方向へ延びるように固設したガイドレール５６に、複数のローラフレーム５７を走行可能に吊り下げた構成とされている。

そして、上記延伸ベルトコンベヤを使用してトンネルを施工する際には、図８（ａ）に示すように、切羽面から坑口側へ離れた位置に延伸ベルトコンベヤのテール移動台車５５及びその近傍に位置するクラッシャ５８を退避させておき、ドリルジャンボ等の掘削重機５９により切羽面に穿孔し、図８（ｂ）に示すように、発破を実施する。

その後、図８（ｃ）に示すように、延伸ベルトコンベヤを延伸させ、ショベル等の搬送重機６０を使用して、発破により生じた土石をクラッシャ５８に投入し、破砕した掘削土を延伸ベルトコンベヤのテール側でコンベヤベルト５３に移載し、コンベヤベルト５３の走行に伴い坑口側へ搬送する。

特開２００２−２１１７３０号公報

しかしながら、上記のような工法では、掘削の進行に伴い、延伸ベルトコンベヤを切羽側へ延伸しようとすると、コンベヤベルト５３を吊下支持する支持部材のガイドレール５６を、トンネルの壁面に多数のブラケットをアンカー等で取り付けて延長しなければならず、非常に手間とコストがかかるという問題がある。

そこで、この発明は、トンネル工事において、延伸ベルトコンベヤを簡便に低コストで延長して、掘削土を搬送できる方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、この発明は、トンネルの掘削工事に際し、坑口側から切羽側へかけて延伸ベルトコンベヤを設置し、掘削の進行に伴い、延伸ベルトコンベヤのテール部を切羽側へ移動させると共に、コンベヤベルトをヘッド部側に位置するストレージ部から繰り出して、ストレージ部とテール部の間の延伸部で延伸し、掘削により生じた掘削土をテール部側でコンベヤベルトに載せ、ヘッド部側へ搬送するトンネル掘削土の搬送方法において、延伸ベルトコンベヤの延伸部では、仮設足場用の金属管材を結合して組み立てるフレームを切羽側へ順次延長し、フレームにキャリヤベッド及びリターンベッドを取り付けて、そのキャリヤローラ及びリターンローラによりコンベヤベルトを支持することとしたのである。

また、前記仮設足場用の金属管材として、２本の柱管の上部を梁管で連結した建枠を使用し、建枠を機長方向へ並べ、隣り合う建枠同士を筋交で連結すると共に、機長方向に単管を渡し、建枠と単管とを結合してフレームを組み立てることとしたのである。

この発明に係る延伸ベルトコンベヤによるトンネル掘削土の搬送方法によると、仮設足場用の金属管材を結合して、延伸部でコンベヤベルトを支持するフレームを組み立てるので、従来のトンネル壁面に支持部材を固設する工法等に比較して、延伸ベルトコンベヤの延伸に伴う作業を簡単に行うことができ、施工コストを抑制できる。

また、仮設足場用の金属管材は、建築工事において広く一般に使用されるため、リースにより各地の拠点から豊富に供給されており、新規に製作する必要がなく、種々の形状のものを組み合わせることができ、運送費も抑制できるほか、返納後の整備も各地のリース材取扱い拠点で行えるので、現場での作業負荷が軽減される。

この発明に係るトンネル掘削土の搬送方法における延伸ベルトコンベヤの初期状態を示す概略斜視図同上の中間延伸状態を示す概略斜視図同上の最長延伸状態を示す概略斜視図同上の建枠１段で組み立てたフレームによる延伸部を示す斜視図同上のフレームによる延伸部の断面図同上の建枠２段で組み立てたフレームによる延伸部の断面図同上の単管で組み立てたフレームによる延伸部を示す斜視図特許文献１に記載のトンネル掘削土の搬送方法における（ａ）延伸ベルトコンベヤの初期状態を示す概略図、（ｂ）発破時の概略図、（ｃ）延伸ベルトコンベヤを延伸した掘削土搬送時の状態を示す概略図

以下、この発明の実施形態を図１−図７に基づいて説明する。

図１に示すように、この工法で使用する延伸ベルトコンベヤは、坑口側に位置するヘッドプーリ１と切羽側に位置するテールプーリ２とにコンベヤベルト３を掛け渡し、ヘッド側にコンベヤベルト３を走行させる駆動用モータ４及びコンベヤベルト３の延伸用のストレージ部５を設けたものとされている。

ヘッドプーリ１は、地面に設置された移動しない鉄骨製の架台６に設置され、テールプーリ２は、テール側に配置されたテール移動台車７に設置されている。

テール移動台車７の切羽側には、掘削により生じた土石を破砕するクラッシャを兼ねた牽引車８が配置され、テール移動台車７は、牽引車８に牽引されて移動する。

ストレージ部５では、複数対のローラ５ａ，５ｂが多段に配置され、ローラ５ａ，５ｂにコンベヤベルト３が掛け回されている。そして、対向するローラ５ａ，５ｂを接近させると、搬送部分を構成するコンベヤベルト３に余長が生じるので、テール移動台車７をテールプーリ２と共に切羽側へ移動させて、搬送距離を延長することができる。

ストレージ部５のローラ５ａ，５ｂは、鉄骨製の架台９に設置されているが、キャリヤローラーを保持するキャリヤベッド１０は、架台９の両側方に設置された金属管材から成るフレーム１１によって支持されている。

フレーム１１は、仮設足場用の建枠１２を２段に積み上げて機長方向に並べ、隣り合う建枠１２同士を筋交１３で連結すると共に、機長方向に単管１４を渡して、建枠１２と単管１４とをクランプで結合することにより組み立てられている。

このような延伸ベルトコンベヤを使用してトンネルを施工する際には、切羽での掘削により生じた土石を牽引車８のクラッシャに投入し、破砕した掘削土を牽引車８からテール側でコンベヤベルト３に移載し、コンベヤベルト３の走行に伴い坑口側へ搬送する。

そして、図２及び図３に示すように、掘削の進行に伴い、テール移動台車７を牽引車８で牽引して、テールプーリ２と共に切羽側へ移動させつつ、コンベヤベルト３をストレージ部５から繰り出して、ストレージ部５とテールプーリ２の間の延伸部１５において延伸ベルトコンベヤを延伸する。

この延伸部１５では、仮設足場用の金属管材を結合して組み立てるフレーム１６を切羽側へ順次延長し、フレーム１６にキャリヤベッド１７及びリターンベッド１８を取り付けて、そのローラによりコンベヤベルト３の送り側及び戻り側をそれぞれ支持する。

フレーム１６を構成する仮設足場用の金属管材の主要部材としては、一例として、図４及び図５に示すように、ジャッキベース１９に載せる建枠２０を使用する。建枠２０は、２本の柱管２０ａの上部を梁管２０ｂで連結し、柱管２０ａと梁管２０ｂのなす角度を補強材２０ｃで直角に維持するようにした鳥居型の強固なものである。

そして、フレーム１６を組み立てる際には、多数の建枠２０を機長方向へ並べ、隣り合う建枠２０同士をグラビティロックを介し筋交２１で連結すると共に、梁管２０ｂに渡した鋼製の布板２２で連結し、柱管２０ａの下部に根がらみとなる単管２３をクランプ２４で結合して機長方向に渡す。

また、柱管２０ａの上端に柱管２５を垂直に立てて接合し、柱管２５の中間部に単管２３をクランプ２４で結合して機長方向に渡す。さらに、柱管２５の中間部及び上部に手摺棒２６を機長方向に渡す。

このようにフレーム１６を組み立てた後、柱管２５に渡した上部両側の単管２３にキャリヤベッド１７及びリターンベッド１８を取り付ける。キャリヤベッド１７及びリターンベッド１８は、単管２３にクランプ２４で結合される横梁１７ａ，１８ａに、スタンドを介してローラ１７ｂ，１８ｂを支持したものであり、キャリヤベッド１７の３個のローラ１７ｂは、トラフ型をなすように配置されている。

このローラ１７ｂ，１８ｂのメンテナンス等のため、フレーム１６には、延伸方向に適宜間隔をおいて昇降梯子２７を掛けておくとよい。

上記のような延伸ベルトコンベヤによるトンネル掘削土の搬送方法によると、仮設足場用の建枠２０、筋交２１、単管２３等の金属管材を結合して、延伸部１５でコンベヤベルト３を支持するフレーム１６を組み立てるので、従来のトンネル壁面に支持装置の部材を固設する工法等に比較して、延伸ベルトコンベヤの延伸に伴う作業を簡単に行うことができ、施工コストを抑制できる。

なお、上記実施形態では、フレーム１６を１段の建枠２０で組み立てた場合について例示したが、図６に示すように、フレーム１６は、建枠２０を２段積み上げて組み立てるようにしてもよい。この場合、コンベヤベルト３の上方でも両側の柱管２０ａが連結されているので、フレーム１６がより強固な構造となる。

また、上記実施形態では、建枠２０を使用してフレーム１６を組み立てる場合について例示したが、図７に示すように、単管２３を主要部材としてクランプ２４で結合することにより、フレーム１６を組み立てるようにしてもよい。この場合、単管２３を柱管、梁管及び筋交を構成するように組み合わせると、直管の単管２３だけで十分な強度を得られるので、延伸用資材の運搬及び保管を効率的に行うことができる。

１ヘッドプーリ
２テールプーリ
３コンベヤベルト
４駆動用モータ
５ストレージ部
５ａ，５ｂローラ
６架台
７テール移動台車
８牽引車
９架台
１０キャリヤベッド
１１フレーム
１２建枠
１３筋交
１４単管
１５延伸部
１６フレーム
１７キャリヤベッド
１７ａ横梁
１７ｂローラ
１８リターンベッド
１８ａ横梁
１８ｂローラ
１９ジャッキベース
２０建枠
２０ａ柱管
２０ｂ梁管
２０ｃ補強材
２１筋交
２２布板
２３単管
２４クランプ
２５柱管
２６手摺棒
２７昇降梯子

Claims

トンネルの掘削工事に際し、坑口側から切羽側へかけて延伸ベルトコンベヤを設置し、掘削の進行に伴い、延伸ベルトコンベヤのテール部を切羽側へ移動させると共に、コンベヤベルト(3)をヘッド部側に位置するストレージ部(5)から繰り出して、ストレージ部(5)とテール部の間の延伸部(15)で延伸し、掘削により生じた掘削土をテール部側でコンベヤベルト(3)に載せ、ヘッド部側へ搬送するトンネル掘削土の搬送方法において、
延伸ベルトコンベヤの延伸部(15)では、仮設足場用の金属管材を結合して組み立てるフレーム(16)を切羽側へ順次延長し、フレーム(16)にキャリヤベッド(17)及びリターンベッド(18)を取り付けて、そのキャリヤローラ(17b)及びリターンローラ(18b)によりコンベヤベルト(3)を支持することを特徴とするトンネル掘削土の搬送方法。
前記仮設足場用の金属管材として、２本の柱管(20a)の上部を梁管(20b)で連結した建枠(20)を使用し、建枠(20)を機長方向へ並べ、隣り合う建枠(20)同士を筋交(21)で連結すると共に、機長方向に単管(23)を渡し、建枠(20)と単管(23)とを結合してフレーム(16)を組み立てることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削土の搬送方法。