JP2023015531A

JP2023015531A - 格納式昇降設備

Info

Publication number: JP2023015531A
Application number: JP2021119364A
Authority: JP
Inventors: 秀彦石原; Hidehiko Ishihara; 真吾宮本; Shingo Miyamoto
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2023-02-01

Abstract

【課題】簡易な構成で、安全かつ確実に、作業床と掘削面との間を昇降でき、発破飛石に対しても破損しない格納式昇降設備を提供すること。【解決手段】立坑１の掘削面１４まで昇降するための格納式昇降設備３であって、立坑１に収容可能な作業床２に立設されたガイド体３１と、ガイド体３１に沿って摺動し、作業床２に設けられた開口部Ｏ２内を上下に移動可能に、ガイド体３１から吊持された昇降体３２と、からなること。【選択図】図５

Description

本発明は、立坑施工時に使用する格納式昇降設備に関する。

地中に構築される立坑は、シールドトンネル工事におけるシールド機の発進・到達基地や放射性廃棄物の中間貯蔵、橋梁の基礎等、多目的に利用されている。この立坑の構築工事では、立坑内部の掘削や発破、側壁や底版の構築といった作業を伴うため、地上から作業中の深度まで立坑内を自在に昇降できる作業床が必要となる。
一般に、立坑の構築においては、作業床の盛り替えが、地盤の掘削に追従して行われ、発破を伴う場合、作業床は発破作業時の飛散防止機能をさらに必要とする。作業床の盛り替え方法は、地上に設置されているクレーン等の揚重設備を用いて作業床を吊り降ろし、作業床上での作業中は立坑壁面に設置した山留や支保工等に係止する方法が従来から適用されている。
特許文献１には、立坑の内壁と内接するか又は若干の間隙をもって開閉自在の機材搬入出用扉と作業者入出用扉とを設け、管材や機械を懸吊して昇降させるための機材搬入出窓口と作業者が昇降するための昇降口が形成された立坑工事用作業床及びその取付装置が開示されている。

実用新案登録第３１０７４５８号公報

立坑の構築工事では、掘削や排土作業に必要な重機の十分な稼働範囲を確保するため、前記のような作業床と掘削面までの高さが１０ｍ程度になる場合がある。作業床と掘削面までの昇降手段としては、一般に、特許文献１に記載されているような簡易梯子が用いられる。このように相当な高さにもかかわらず、簡易梯子では構造上の不安定さや安全上の課題がある。一方、掘削面が掘削サイクルに応じて変化する立坑構築においては不向きであるが、壁面固定式の梯子を使用する場合もある。しかし、壁面固定式の場合、掘削面の変化に応じてその都度盛替えが必要となり、非効率な点に加え、発破飛石による直撃で発破の度に破損する可能性もある。
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、簡易な構成で、安全かつ確実に、作業床と掘削面との間を昇降でき、発破飛石に対しても破損しない格納式昇降設備を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明の格納式昇降設備は、立坑の掘削面まで昇降するための格納式昇降設備であって、前記立坑に収容可能な作業床に立設されたガイド体と、前記ガイド体に沿って摺動し、前記作業床に設けられた開口部内を上下に移動可能に、前記ガイド体から吊持された梯子体と、からなることを特徴としている。
係る構成によれば、作業床から反力を取るガイド体から吊持され、ガイド体に沿って作業床に設けられた開口部を通して、上下移動可能な梯子体を使って作業床上と掘削面との間を行き来することが可能になる。また、重機による掘削の際には、梯子体を作業床上に格納することで、旋回範囲を干渉することなく作業が行える。さらに、発破による飛石に対しても、直撃して損傷を受けることが無い。

また、前記梯子体の下面には、前記開口部の下面を閉塞可能な底板が固定されていることが好ましい。
梯子体の下面に底板が固定されていれば、作業床の開口部を閉塞できるので、開口部から発破による飛石の侵入を確実に防ぐ事ができる。また、底板上に作業員が搭乗したり、資材を搭載することで、簡易エレベータとしての役割も担う。

さらに、前記ガイド体に前記摺動を可能にするローラが取り付けられていることが好ましい。
ガイド体摺動部にローラを介在させることで、梯子体のスムーズな上下移動を可能にすることに加え、梯子体に、ローラに沿って摺動できるレール材を備えることで、梯子体の左右への振れ、回転に対する拘束を高め、移動中の過大な揺れや振動を軽減できる。

前記梯子体は電動チェーンブロックにより前記ガイド体から吊持されていても良い。
梯子体の上下方向への移動に電動チェーンブロックを使えば、付随するリモコン操作によって、作業床上や掘削面上からだけでなく、梯子体の中からであっても、梯子体が任意の高さになるように移動を制御できる。また、電動チェーンブロックであれば、設置，撤去も簡便である。

本発明の格納式昇降設備によれば、作業床から反力を取るガイド体から吊持され、ガイド体に沿って作業床に設けられた開口部を通して、上下移動可能な梯子体を使って作業床上と掘削面との間を行き来することができる。これにより、簡易な構成で、安全かつ確実に、作業床と掘削面との間を昇降でき、発破飛石に対しても破損しない構造を提供することが可能となる。

本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の断面配置図である。本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の平面配置図である（図１のＡ－Ａ矢視）。本発明の実施形態である立坑施工時における作業床の断面図であり（図２のＢ－Ｂ矢視）、（ａ）は搬出入口の開口時、（ｂ）は搬出入口の閉塞時をそれぞれ示す。本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の平面詳細図（図２のＣ部）。本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の断面詳細図であり、（ａ）は作業床への格納時、（ｂ）は掘削面への下降時をそれぞれ示す。

以下に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
＜全体構成＞
図１に、本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の断面配置図を示す。また図２に、図１のＡ－Ａ矢視である本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の平面配置図を示す。

図１に示す通り、地表面から比較的柔らかい地層では、平面視で矩形形状（図示せず）に取り囲むように、地盤Ｇに土留壁１１を構築する。土留壁１１で囲まれた範囲の内部掘削と、支保工１２の建て込みを１サイクルとして複数回繰り返し、所定の深度まで掘り下げる。それ以深の硬質地盤に対しては深礎工法が採用され、土留壁１１に内包される平面視で円形形状（図示せず）を掘削範囲とした内部掘削と、掘削で露出した地山壁面に対し、分割したリング支保工を建て込み、リング状に組立て閉合，設置し、吹付コンクリートによる巻き立てによる壁面１３の構築とを１サイクルとして複数回繰り返しながら、計画深度まで構築する。掘削は、基本的にバックホーやブレーカ等の重機を用いて行われるが、必要に応じて発破も併用される。１サイクルの掘削，構築工程の中で、掘削面１４付近では、重機と作業員による作業が共同して、または単独で行われるため、立坑１内外への作業員や重機、資器材の移動、残土搬出等の揚重作業が頻繁に行われる。このため、重機の稼働範囲や発破による飛石の影響等を考慮して、本実施形態では、掘削面１４から７ｍ程度上方に作業床２を備えている。作業床２の高さ方向の盛替えは、地盤の掘削に追従して行われ、地上に設置されているクレーン等の揚重設備を用いて作業床を吊り降ろし、作業床２上での作業中の間は、壁面１３に設置されたリング支保工から支持力を確保する。

同図より、本発明の格納式昇降設備３は、作業床２から掘削面１４までの間を作業員が昇降するための昇降設備であって、立坑１に収容可能な作業床２に立設されたガイド体３１と、ガイド体３１に沿って摺動し、作業床２に設けられた開口部Ｏ２内を上下に移動可能に、ガイド体３１から吊持された梯子体３２とからなる。

図２に示す通り、作業床２は壁面１３に収容可能な形状寸法に加工されたステージ２１と、ステージ２１に設けられた平面視で矩形形状の搬出入口Ｏ１と、搬出入口Ｏ１の一方の辺縁に沿って立設された側面視で略逆Ｖ字形状の一組の側板２２，２２と、搬出入口Ｏ１の他方の対向する辺縁を軸に回転自在に設置された一組の蓋板２４，２４とを具備し、蓋板２４，２４は搬出入口Ｏ１の閉塞時に側板２２，２２の辺縁を覆うように構成されている。
格納式昇降設備３は、掘削面１４上に伸ばした昇降体３２（同図では、後述する梯子部３２４を示す）が重機等の作業の妨げにならないように、壁面１３に近接して配置されている。

＜作業床＞
図３に、図２のＢ－Ｂ矢視である本発明の実施形態である立坑施工時における作業床の断面図であり、（ａ）は搬出入口の開口時、（ｂ）は搬出入口の閉塞時をそれぞれ示す。

図３に示す通り、ステージ２１は複数のＨ形鋼等の型鋼からなる梁材と、縞鋼板等の鋼板からなる床面材との組み合わせ、ボルトや溶接等による接合方法を用いて一体として形成されている。ステージ２１は、壁面１３の内周面や、該内周面に敷設された種々の仮設材に干渉しない形状、寸法に加工されている。ステージ２１の中央付近には、平面視矩形形状の搬出入口Ｏ１が形成され、作業床２下方で行われる掘削や構築作業に伴う残土の搬出、コンクリートの供給、仮設資機材の投入・搬出、発破作業時の重機の退避のための搬出、再搬入等、想定される全ての作業を考慮して形状、寸法が決定されている。なお、作業床２を境界とする上下で作業を同時期に行う場合、搬出入口Ｏ１からの飛来落下に対する下方作業者への安全確保や、下方での発破作業時における爆風による砂礫等の飛来に対する事故防止の観点から、搬出入口Ｏ１は後述する側板２２，２２及び蓋板２４，２４によって、閉塞することが可能な構造となっている。

側板２２は搬出入口Ｏ１の一方の対向する辺縁に沿って立設された側面視で略逆Ｖ字形状の板材であり、複数の型鋼と鋼板を組み合わせて形成されている。側板２２の搬出入口Ｏ１とは背面側には支持材２３，２３，２３の一方が固設され、その他方はステージ２１に固設されている。支持材２３は、Ｈ型鋼からなる斜材である。

蓋板２４は搬出入口Ｏ１の他方の対向する辺縁を軸に回転自在に設置された板材であり、側板２２と同様に、複数の型鋼と鋼板を組み合わせて形成されている。蓋板２４の回転は、蓋板２４の辺縁とステージ２１に跨るように複数の蝶番２６，２６，２６・・・に連結されることで実現している。蓋板２４の形状、寸法は、搬出入口Ｏ１の閉塞状態で、側板２２の辺縁を覆い、かつ蓋板２４，２４の突き合った辺縁間の隙間が生じないように決められている。
同図（ｂ）に示す通り、搬出入口Ｏ１の閉塞状態では、作業床２下方で行われる発破による爆風によって容易に開かないように、ロック部材２５，２５によって錠止め可能になっている。
また、第一ワイヤ２７は、蓋板２４の開口とは背面側にその一端を回転自在に固定され、他端は、ステージ２１上に立設されたストッパ２８に設けた滑車に係回させた上で、ステージ２１上に固設したウインチに捲装されている。ウインチの送り出し、巻き取りによって、蓋板２４の開閉が行われる。
搬出入口Ｏ１の開口された状態では、蓋板２４の重心が搬出入口Ｏ１側に働くようにストッパ２８から支持されている。これにより、第一ワイヤ２７には常に張力が働き、人力による作業を不要とし、ウインチの制御によってのみ蓋板２４の開閉が実現できる構造となっている。

＜格納式昇降設備＞
図４に、図２のＣ部である本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の平面詳細図を示す。また図５に、本発明の実施形態である立坑施工時における格納式昇降設備の断面詳細図であり、（ａ）は作業床への格納時、（ｂ）は掘削面への下降時をそれぞれ示す。

図４，５に示す通り、ガイド体３１は複数の型鋼を組み合わせることによってなり、主として、作業床２（ステージ２１）に設けられた開口部Ｏ２を囲むように平面視で額縁状の下部枠体３１３が固定され、下部枠体３１３の４隅に支柱３１１，３１１，３１１，３１１が立設され、その上部に下部枠体３１３と同様の上部枠体３１２が接合され、骨組みによる箱体が形成されている。また、支柱３１１，３１１との間には、作業員の昇降体３２への乗降を可能にする出入口が設けられ（図示せず）、支柱３１１，３１１との間の構造上必要な範囲に、第一斜材３１４，３１４が配置されている。さらに、上部枠体３１２および下部枠体３１３にはそれぞれ対向する位置に４か所ずつ計８か所の回転可能な円筒形状のローラ３１５，３１５・・・が備えられている。

ガイド体３１と同様に、昇降体３２は複数の型鋼を組み合わせることによって形成され、主として、ガイド体３１に内挿可能に、４隅に設けられた支柱となるレール材３２１，３２１，３２１，３２１と、レール材３２１，３２１の間を水平に繋ぐ継材３２１が接合され、骨組みによる箱体が形成されている。また、レール材３２１，３２１との間には、作業員の乗降を可能にする出入口が設けられ（図示せず）、レール材３２１，３２１との間の構造上必要な範囲に、第二斜材３２３４、３２３４が配置されている。

レール材３２１にはＣ形鋼が用いられ、その凹部が外側に向くよう配設されている。その凹部内にローラ３１５が摺動自在に収納される形態となっている。

また、昇降体３２には、継材３２２の内面に沿って作業員が昇降するための梯子部３２４が固定されている。さらに、レール材３２１，３２１，３２１，３２１の下端には昇降体３２が上昇した際に、開口部Ｏ２の下面を塞ぐことが可能な底板３３が固定されている。底板３３の下面には、底板３３の剛性を向上させるための梁材３４が一体に接合されており、その一端に孔が設けられた係止部３５を備えている。

ガイド体３１の上部に掛止された電動チェーンブロック３３から垂下されたフック３６１に掛けた第二ワイヤ３６２を係止部３５に係止させ、電動チェーンブロック３６の動力により昇降体３２を上下させる。

以上より、本実施形態に係る格納式昇降設備３によれば、作業床２から反力を取るガイド体３１から吊持され、ガイド体３１に沿って作業床２に設けられた開口部Ｏ２を通して、上下移動可能な昇降体３２を使って作業床２上と掘削面１４との間を行き来することが可能になる。また、重機による掘削の際には、昇降体３２を作業床２上に格納することで、旋回範囲を干渉することなく作業が行える。さらに、発破による飛石に対しても、直撃して損傷を受けることが無い。昇降体３２の下面に底板３３が固定されていれば、作業床２の開口部Ｏ２を閉塞できるので、開口部Ｏ２から発破による飛石の侵入を確実に防ぐ事ができる。また、底板３３上に作業員が搭乗したり、資材を搭載することで、簡易エレベータとしての役割も担う。ガイド体３１摺動部にローラ３１５を介在させることで、昇降体３２のスムーズな上下移動を可能にすることに加え、昇降体３２に、ローラ３１５に沿って摺動できるレール材３２１を備えることで、昇降体３２の左右への振れ、回転に対する拘束を高め、移動中の過大な揺れや振動を軽減できる。昇降体３２の上下方向への移動に電動チェーンブロック３６を使えば、付随するリモコン操作によって、作業床２上や掘削面１４上からだけでなく、昇降体３２の中からであっても、昇降体３２が任意の高さになるように移動を制御できる。また、電動チェーンブロック３６であれば、設置，撤去も簡便である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、本実施形態では、昇降体３２単体で、作業床２と掘削面１４との間の行き来を可能としたが、昇降体３２を作業床２と掘削面１４との間の途中の高さまでスライド可能とし、昇降体３２と掘削面１４との間の昇降を従来の梯子を併用する形態であっても良く、また、昇降体３２の重量が重く、作業床２の揚重作業に影響を及ぼす場合は、電動チェーンブロック３６を壁面の支保工等に掛止させても良い。作業床２への重量負荷の軽減を図ることも可能である。

Ｇ地盤
Ｏ１搬出入口
Ｏ２開口部
１立坑
１１山留壁
１２支保工
１３壁面
１４掘削面
２作業床
２１ステージ
２２側板
２３支持材
２４蓋板
２５ロック部材
２６蝶番
２７第一ワイヤ
２８ストッパ
３格納式昇降設備
３１ガイド体
３１１支柱
３１２上部枠体
３１３下部枠体
３１４第一斜材
３１５ローラ
３２昇降体
３２１レール材
３２２継材
３２３第二斜材
３２４梯子部
３３底板
３４梁材
３５係止部
３６電動チェーンブロック
３６１フック
３３２第二ワイヤ

Claims

立坑の掘削面まで昇降するための格納式昇降設備であって、
前記立坑に収容可能な作業床に立設されたガイド体と、
前記ガイド体に沿って摺動し、
前記作業床に設けられた開口部内を上下に移動可能に、前記ガイド体から吊持された昇降体と、からなることを特徴とする格納式昇降設備。
前記昇降体の下面には、前記開口部の下面を閉塞可能な底板が固定されたことを特徴とする請求項１に記載の格納式昇降設備。
前記ガイド体に前記摺動を可能にするローラが取り付けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の格納式昇降設備。
前記昇降体は電動チェーンブロックにより前記ガイド体から吊持されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の格納式昇降設備。