JP2703068B2 - 掘削土砂排出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は垂直掘削作業において、掘削機によって掘削
された土砂を地表面に排出する掘削土砂排出装置に関す
る。

＜従来の技術＞ 建設工事において、掘削は不可欠な作業である。掘削
機によって掘られた掘削土砂は運搬機械によって掘削地
点から地表面に排出され、運搬車などによって選ばれ
る。

地下掘削工事で用いられる掘削土砂の運搬排出装置と
しては、一般的に、バケットエレベータが多く用いられ
ている。このバケットエレベータは下部の土砂積載部お
よび垂直搬送部と上部の土砂排出部とが鉄骨などで一体
に組む立てられた構造となっている。掘削土砂はこのバ
ケットエレベータの土砂積載部に投入され、上下に移動
自在に掛け回されたチェーンに一定間隔で取り付けられ
たバケットによって連続的にすくい上げられる。そし
て、バケットによって上方に搬送された土砂は土砂排出
部から地上に排出される。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上述したバケットエレベータを用いた掘削土砂排出作
業にあっては、例えば、地下鉄工事や下水道工事など一
定の深度で水平に掘削が行われる場合には便利である。
ところが、大規模な構造物の基礎工事などのように深度
の深い地盤の掘下げを行う場合には、地盤の掘下げに伴
って土砂を搬送する距離が延びることとなる。そのた
め、このような場合にはバケットエレベータの垂直搬送
部を下方に継ぎ足すことにより延長し、更に土砂積載部
も下方に移動しなければならなかった。

従来、この作業はまず垂直搬送部をクレーンなどで吊
り下げ・保持した状態で下部の土砂積載部を取り外し、
この土砂積載部を別の場所に仮置きする。その後、垂直
搬送部の下方を継ぎ足し、再び土砂積載部を取り付ける
ことで行っていた。しかし、この中継ぎ作業は大変な労
力を要すると共にその作業時間も長く掛かってしまい、
工事費の多大な損失を招いてしまうという問題点があっ
た。

そしてまた、上述のバケットエレベータは垂直搬送部
が地表面の近傍に設けられているため、広い範囲を掘削
する場合には、掘削機が自走したりダンプカーを用いる
などして土砂を垂直搬送部の下まで運ぶ必要があり、掘
削作業の能率下を妨げてもいた。

本発明はこのような問題点を解決するものであって、
作業能率の向上を図った掘削土砂排出装置を提供するこ
とを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ そこで、本発明ではこの課題を解決するために、 地表面に設置され、当該地表面から掘削地点側にオー
バハングして形成された支持台と、 当該支持台に配設され、その掘削地点側の端部を支持
台のオーバハング部に向かい伸長させる伸長機構が具え
られた第１コンベアと、 当該第１コンベアに沿って移動自在に支持された水平
部と上端が当該水平部に連続し且つ下端が掘削地点まで
下方に延設された垂直部とを有し前記水平部が前記第１
コンベアに沿って移動することで前記垂直部が上下方向
に移動する共に、前記水平部の掘削地点側の端部を支持
台のオーバハング部に向かい伸長させる伸長機構が具え
られた第２コンベアと、 当該第２コンベアに接続され、掘削機によって掘削さ
れた土砂を当該第２コンベアに積載する土砂積載機構
と、掘削地点を自走するための自走機構とが具えられた
土砂積載装置とから成ることを特徴とする掘削土砂排出
装置を提供するものである。

＜作用＞ 掘削された土砂は掘削機から土砂積載装置によって第
２コンベアに積載され、垂直部を通って上方に搬送され
る。そして、垂直部から第１コンベアに搬送されて地表
面に排出される。

切削深度が進んだ場合には第２コンベアの水平部を第
１コンベアに沿って移動させ、この水平部と連続的に形
成された垂直部を下方に移動して延長させることで、そ
の下端の土砂積載装置を掘削深度に応じて下降させる。

また、切削面積が広がった場合には、それぞれの伸長
機構を共に作動させて第１コンベアと第２コンベアとを
オーバハング部に向かって伸長させる一方、土砂積載装
置を切削地点内で自走させて切削機の近傍に位置させ
る。

＜実施例＞ 本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明の１実施例に係る掘削土砂排出装置の
概念図、第２図と第３図とは第１図中Ａ部の詳細図、第
４図は搬送ベルトの斜視図、第５図は土砂積載装置の側
面図、第６図は第５図中左側面図である。

第１図に示すように、１は地表面、2,3はそれぞれ深
度の異なる掘削地点（３は最下端部）の地表面、４は地
盤の掘下げに伴う湧水を阻止するために掘削現場の地質
条件に対応して形成された地中連続壁である。

本実施例の掘削土砂排出装置は、この地表面１に配設
された支持台10内に配置された第１コンベア20と、この
第１コンベア上に水平部30aが位置すると共に水平部30a
に連続して垂直部30bが形成された第２コンベア30と、
第２コンベアの垂直部30bの下端に位置し掘削土砂粉砕
機構41とクローラ（無限軌道）による自走機構42とを有
した土砂積載装置40とを具えている。

支持台10は鉄骨構造体で、地中連続壁４付近の地盤の
地表面１上に複数（本実施例では３組）の支脚11により
水平に支えられ、その左側には掘削地点側に大きく張り
出したオーバハング部12を有している。支持台10の上面
にはオーバハング部12に至るガイドレール13が形成され
ており、このガイドレール13上には移動架台50と緊張台
車60とが搭載され、共に左右にスライドするようになっ
ている。図中、70は第２コンベアの搬送ベルトを支持台
10の上面において移動自在に支持するアイドラ支持台で
ある。

第２図と第３図とには、第１図において土砂積層装置
40がＢの位置にある状態（最下端の掘削地点３の地中連
続壁４寄りに位置した状態）とＣの位置にある状態（Ｂ
で示した状態から掘削地点３の中央寄りに移動した状
態）とにおける支持台10付近の作動をそれぞれ示してあ
る。

これらの図に示すように、第１コンベア20は合成ゴム
製のエンドレスの搬送ベルト21と、この搬送ベルト21を
支持する、支持台10に固定されたドライブプーリ22,第
１アイドラプーリ23,1対の小径のベンドプーリ24の他、
移動架台50側に取り付けられた第２アイドラプーリ25お
よびテンションプーリ26とから形成されされている。テ
ンションプーリ15は移動架台50にテンションビーム51を
介して取り付けられており、第１および第２アイドラプ
ーリ23,25を通過して支持台10の右端付近で支持されて
いる。そのため、搬送ベルト21は図に示すように略Ｕ字
形に引き回された配置となっている。ドライブプーリ23
は、モータや減速機などからなる支持台10に取り付けら
れた駆動ユニット14により回転駆動される。

一方、第２コンベア30の主体となる搬送ベルト31は、
第４図に示すように合成ゴムなどの可撓性を有したエン
ドレスの搬送ベルト本体31aと、このベルト本体31aから
直行する方向に突出しその先端部が移動方向に曲折され
た横桟31bと、この横桟31bを両側から支持するようにベ
ルト本体31aに取り付けられた波桟31cとから成ってい
る。したがって、これらで土砂を積層するバケット部31
dが連続的に複数形成され、搬送ベルト31を長手方向に
駆動することで土砂を垂直方向にも搬送できるようにな
っている。

第２コンベア30の搬送ベルト31は支持台10の上面では
緊張台車60により図中右方に牽引されている。緊張台車
60は下部に取り付けられた複数のキャリヤローラ61によ
ってガイドレール上を移動できる。緊張台車60の下部に
は搬送ベルト31上に付着した土砂などを振動により除去
する図示しないビータクリーナ及びバイブレータが取り
付けられ、上部には搬送ベルト31を支持するアッパロー
ラ62が取り付けられている。

一方、この緊張台車60の前部（第２図中右方）には搬
送ベルト31の一端を支持するドライブプーリ32が回動自
在に取り付けられている。このドライブプーリ32は減速
機63,カップリング64を介して電動機65に接続されてい
る。したがって、電動機65を駆動することにより、ドラ
イブプーリ32が回転し、搬送ベルト31が駆動されるよう
になっている。

また、緊張台車60の前端部にはアーム66が固定される
と共に支持台10の両端部には電動ウインチ15が固定され
ている。電動ウインチ15のワイヤロープ16はシャックル
17を介して緊張台車60のアーム66に接続しており、電動
ウインチ15を駆動することにより緊張台車60すなわち第
２コンベア30の水平部30aを前後に移動させることがで
きるようになっている。

第２コンベア30の水平部30aの後端は移動架台50によ
り支持されている。移動架台50の上側コーナ部には搬送
ベルト31の移動を円滑に保つガイド装置たる複数のアッ
パローラ51が設けられている。また下方には搬送ベルト
31の外面を支持する３個のディスクプーリ52が設けられ
ている。搬送ベルト31はこれらのディスクプーリ52の
内、上方の２個により180゜方向転換されて第１コンベ
ア20の下方を通過する。そして、その後、更に支持台10
の前部下方のテンションプーリ34によりＵターンしてか
ら下端のディスクプーリ52により90゜方向転換され、垂
直部30bに至る。尚、テンションプーリ34は前述の緊張
台車60と同様に電動ウインチ18により前後に駆動され
る。

移動架台50は支持台10と同様に鉄骨構造体で、上述の
アッパローラ51,ディスクプーリ52の他、その前後に土
砂積載装置40に接続する落下防止ベルト53aを巻取る落
下防止ベルト巻取装置53が取り付けられている。図中、
54は搬送ベルト31をローラ44aにより左右から押さえて
その蛇行を防止する蛇行防止装置で、移動架台50に揺動
自在に取り付けられている。また、移動架台50は支持台
10のオーバハング部12前端に設けられた電動ウインチ19
のワイヤ19aに牽引されることによりガイドレール13に
沿って前後にスライドするようになっている。図中、55
は移動架台50の上方に設けられたキャリアローラであ
り、ガイドレール13上を転動する。

一方、掘削地点の地表面2,3に設置される土砂積載装
置40は、前述したように掘削された土砂を粉砕する粉砕
機構41と自走機構42とを備えている。第５図および第６
図に示すように、土砂積載装置40は鉄骨構造体のフレー
ム43を本体としており、このフレーム43が自走機構42の
上部にそれぞれ複数のステー44と油圧ジャッキ45とによ
り支持されている。したがって、地表面2,3が傾斜して
いても、作動油を供給・排出することにより油圧ジャッ
キ45を伸縮させて土砂積載装置40の水平度を保持できる
ようになっている。

フレーム43の上部には土砂を投入するためのホッパ46
が取り付けられており、その内部には投入された土砂を
土砂粉砕機構41に供給するスクリューフィーダ47が設け
られている。スクリューフィーダ47は回転自在に保持さ
れたスクリュー軸47aの外周に螺旋状の連続した羽根板4
7bを取り付けたもので、スクリュー軸47aの一端には減
速機47c,カップリング47dを介して駆動モータ47eが接続
している。

土砂粉砕機構41は回転粉砕機41aの他、図示しない駆
動モータなどからなっている。そして、回転粉砕機41a
が高速で回転することによってスクリューフィーダ47か
ら供給された土砂の塊を切断・粉砕し、搬送ベルト31の
前述したバケット部31dに納められる大きさにする。

土砂粉砕機構41の前方（第５図中、左方）には土砂の
定量供給ゲート48が、後方には均一載荷ゲート49が設け
られ、各ゲート48,49を適宜開閉することによって第２
コンベア30に供給する土砂の量を調整できるようになっ
ている。

第２コンベア30の垂直部30bの下端は回転粉砕機構41
の下に引き回されている。搬送ベルト31のリターン側と
フィード側の下部はそれぞれベンドプーリ80とディスク
プーリ81により略水平になるように曲げられ、端部が回
転粉砕機構41の下部に中心を有する回動自在なテンショ
ンプーリ82に掛け回されている。尚、ベンドプーリ81は
ハンドル83を回転させることによりフレーム43に対して
前後に移動し、搬送ベルト31の張力を調整できるように
なっている。

フレーム43には、搬送ベルト31が上方から接続する部
位に、略コの字形状のサイドカバー84が左右対称の位置
に設けられている。サイドカバー84はフレーム43に対し
て回動自在に取り付けられており、ジャッキ85により図
中ニ点鎖線で示すように前後に揺動する。このサイドカ
バー84は搬送ベルト31の土砂積載装置40に対する傾きを
吸収すると共に、前述した移動架台50側の蛇行防止装置
54と同様にローラ84aによる蛇行防止も行っている。
尚、前述した落下防止ベルト53aはこのサイドカバー84
の前後に接続しており、土砂積載装置40が前方に倒れ込
むことが防止されている。

自走機構42は台車42aに図示しない原動機などにより
駆動される左右一対のクローラ42bを取り付けたもので
ある。左右のクローラ42bは独立して駆動できるため、
土砂積載装置40は前後進および回転動を自在に行える。

尚、第１図において、90は掘削地点の地表面2,3を掘
削して土砂積載装置40のホッパ46に投入する掘削機（油
圧シャベルなど）であり、91は第１コンベアによって搬
送された土砂を運搬する運搬車である。

次に、以上説明した掘削土砂排出装置の作用を説明す
る。

第１図において、掘削機90によって掘削地点の地表面
２から掘削された土砂は土砂積載装置40のホッパ46に投
入される。土砂積載装置40では、第５図に示すように、
土砂がスクリューフィーダ47により土砂粉砕機構41に供
給されて回転粉砕機41aにより細かく切断・粉砕され
る。この際、土砂粉砕機構41への土砂の供給は定量供給
ゲート48により適量に行われ、更に均一載荷ゲート49か
ら第２コンベア30の搬送ベルト31のバケット部31d内に
順次落下・供給される。

第２コンベア30の搬送ベルト31は常時図中矢印の方向
に駆動されており、バケット部31d内の土砂は連続的に
垂直部30bから水平部30aに搬送された後、第１コンベア
20の搬送ベルト21上に落下する。また、第１コンベア20
の搬送ベルト21も常時図中矢印で示す方向に駆動されて
おり、土砂は支持第10の端部に停車している運搬車91上
に積載される。

第１図において下方の掘削地点の地表面３を掘削する
場合、本実施例ではまず土砂積載装置40を自走させるこ
とにより移動させ、掘削機90により、土砂積載装置40が
当初位置していた部分を掘削する。次に、土砂積載装置
40を再び自走させて掘削された地表面３（第１図にＢで
示す位置）に戻す。この際、電動ウインチ15はワイヤロ
ープ16を繰り出すように駆動され、支持台10上の緊張台
車60は一旦スライドレール13に沿って第２図中左方に移
動する。その結果、第２コンベア30の搬送ベルト31には
余裕ができ、土砂積載装置40が自由に走行できるように
なる。

そして、掘削された地表面３に土砂積載装置40が戻る
に従い緊張台車60を適宜第２図中右方にスライドさせ、
第２コンベア30の搬送ベルト31に張りを持たせるのであ
る。尚、この際、当然のことながら搬送ベルト31と連動
して落下防止ベルト巻取装置53も落下防止ベルト53aを
繰り出したり巻き取ったりして土砂積載装置40が倒れ込
むことが防止される。また、移動架台10の蛇行防止装置
54と土砂積載装置40のサイドカバー84とは共に揺動でき
るため、土砂積載装置40の移動時に搬送ベルト31が傾斜
する妨げとはならない。

第１図において掘削範囲が広がって、地中連続壁４か
ら離れた地表面３を掘削する場合、本実施例では土砂積
載装置40を図中Ｃに示す位置に移動させる一方、支持台
10側では第３図中左方向に移動架台50をガイドレール13
上でオーバハング部12に向けてスライドさせ、搬送ベル
ト31の垂直を保つ。

移動架台50は電動ウインチ19により牽引されて移動す
るが、緊張台車60とテンションプーリ51もそれぞれの電
動ウインチを連動させて同等の量左方にスライドさせ
る。その結果、搬送ベルト31の下端の位置を保ちながら
第２コンベア30が全体に左方向に移動できるのである。
尚、第３図において、テンションプーリ51は未だ左方に
移動可能な状態にあり、オーバハング部12の先端付近に
まで移動架台50を移動させられると共に、この状態でテ
ンションプーリ51のみを左方に移動させれば土砂積載装
置40を更に下方に位置させることもできる。

一方、第１コンベア20においては、第２アイドラプー
リ25が直に、テンションプーリ26（第３図には図示され
ていない）もテンションビーム51を介して、それぞれ移
動架台50に取り付けられている。したがって、移動架台
50がオーバハング部12に向けてスライドする際にはこれ
らのプーリ25,26も同時に同量移動する。その結果、第
１コンベア20の搬送ベルト21の上部（第２コンベア30の
水平部30aの直下に当たる部分）は移動架台50のスライ
ドに伴って伸長され、第２コンベア30から供給される土
砂を搬送できるのである。

以上で実施例の説明を終えるが、本発明の態様は上記
実施例に限るものではない。例えば、土砂積載装置40の
自走機構としてタイヤなどクローラ以外のものを用いて
もよいし、本実施例では各コンベア20,30の搬送ベルト2
1,31の伸長機構を上記実施例とは異なるものにしてもよ
い。すなわち、伸長機構を移動架台50のスライド動によ
らず行うようにしたり、各搬送ベルトに個別に伸長機構
を具えるようにしてもよい。また、上記実施例は支持台
10が地表面１に固定されたものであるが、LPGタンクな
ど地下部分が円筒状の穴を掘削する場合などには地表面
１に円環状のレールを敷設し、支持台10を旋回させるよ
うな構成を採ってもよい。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、切削深度が進んだ場合には第２コン
ベアの水平部を第１コンベアに沿って移動させ、この水
平部と連続して形成された垂直部を下方に移動させるこ
とで土砂積載装置を切削深度に応じて下降させることが
でき、また、切削面積が広がった場合にはそれぞれの伸
長機構を共に作動させて第１コンベアと第２コンベアと
をオーバハング部に向かって伸長させる一方、土砂積載
装置を切削地点内で自走させて切削機の近傍に位置させ
ることができる。その結果、切削地点内において土砂積
載装置を任意の位置に設定することができ、作業者の労
力が減少すると共に作業時間も短縮され、掘削土砂排出
作業における能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る掘削土砂排出装置の概
念図、第２図と第３図とは第１図中Ａ部の詳細図、第４
図は搬送ベルトの斜視図、第５図は土砂積載装置の側面
図、第６図は第５図中左側面図である。 １は地表面、 2,3は掘削地点の地表面、 10は支持台、 12はオーバハング部、 13はガイドレール、 20は第１コンベア、 21は搬送ベルト、 30は第２コンベア、 30aは水平部、 30bは垂直部、 31は搬送ベルト、 40は土砂積載装置、 41は土砂粉砕機構、 42は自走機構、 50は移動架台である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地表面に設置され、当該地表面から掘削地
   点側にオーバハングして形成された支持台と、 当該支持台に配設され、その掘削地点側の端部を支持台
   のオーバハング部に向かい伸長させる伸長機構が具えら
   れた第１コンベアと、 当該第１コンベアに沿って移動自在に支持された水平部
   と上端が当該水平部に連続し且つ下端が掘削地点まで下
   方に延設された垂直部とを有し前記水平部が前記第１コ
   ンベアに沿って移動することで前記垂直部が上下方向に
   移動する共に、前記水平部の掘削地点側の端部を支持台
   のオーバハング部に向かい伸長させる伸長機構が具えら
   れた第２コンベアと、 当該第２コンベアに接続され、掘削機によって掘削され
   た土砂を当該第２コンベアに積載する土砂積載機構と、
   掘削地点を自走するための自走機構とが具えられた土砂
   積載装置とから成ることを特徴とする掘削土砂排出装
   置。