JP2873818B1 - トンネル掘削における連続ベルトコンベア支持機構 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 連続ベルトコンベアを用いたトンネル掘削に
おいて、シート台車等の自由な移動を確保し得る連続ベ
ルトコンベア支持機構を提供する。 【解決手段】 作業台車（シート台車３、セントル４）
の前方、中間、後方に支持台車（前部支持台車５ａ、中
間部支持台車５ｂ、後部支持台車５ｃ）を配置し、前記
作業台車（シート台車３、セントル４）からトンネル横
断方向でブラケットを張り出し、このブラケットにトン
ネル横断方向で下部ローラを軸支し、この下部ローラ上
に載るレール（サポートレール７）をトンネル延長方向
で前記支持台車（前部支持台車５ａ、中間部支持台車５
ｂ、後部支持台車５ｃ）に固定し、このレール（サポー
トレール７）にトンネル横断方向で上部ローラ８を軸支
し、この上部ローラ８上にトンネル延長方向で連続ベル
トコンベア６を支持してなる連続ベルトコンベア支持機
構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続ベルトコンベ
アを用いたトンネル掘削（トンネルボーリングマシン工
法及び発破工法によるものを含む）において、シート台
車、セントルその他の作業台車（以下、「シート台車、
セントル等」という）の自由な移動を確保しつつ当該連
続ベルトコンベアの支持ができる全く新しいタイプの連
続ベルトコンベア支持機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の連続ベルトコンベアは、例えば、
発破工法等によるトンネル掘削により生じた掘削ズリを
クラッシャーで破砕したズリ破砕物の搬送に用いられる
ものであり、切羽近傍に位置する連続ベルトコンベアの
先端部からシート台車、セントル等までの区間、即ち、
支保工の建込み及び吹付コンクリートの施工が終了して
いるが、防水シートの施工や防水シート及び覆工コンク
リートが施工されていない区間（以下「支保工区間」と
いう）においては、地山側の支保工に適宜間隔で溶接し
て配設した相当数のブラケットによって支持されてい
た。

【０００３】かかる連続ベルトコンベアによれば、掘削
ズリを搬送する手段として、ダンプトラックを用いる必
要がないことから、排気ガスを排除して坑内の作業環境
を改善することが可能であり、一方、当該連続ベルトコ
ンベアが最大掘削延長時の搬送を可能とする長さ寸法を
有する無端状のベルトの余りの部分を後端部のカセット
に収容する構成になっていることから、段取り替えに際
しては、当該カセットより必要な長さ寸法だけ延伸する
と共に連続ベルトコンベアの先端部に新たなベルトコン
ベア枠ユニットを追加することにより、先端部を除いた
連続ベルトコンベアの全体を不動のままで延伸すること
ができ便利である。

【０００４】しかしながら、防水シートが施工されてい
る区間（防水シート及び覆工コンクリートが施工されて
いる区間を除く、以下「防水シート区間」という）にお
いては、防水シートの防水性能を阻害する細工が許され
ないことから、地山側に支保工を設けることができな
い。

【０００５】そこで、従来にあっては、防水シート区
間、並びに防水シート及び覆工コンクリートが施工され
ている区間（以下「覆工区間」という）をダンプトラッ
クによる運搬により補完する方法や、防水シート区間で
は地上設置型の連続ベルトコンベアを設け、かつ、覆工
区間では覆工コンクリートに対するアンカー打設により
ブラケットを設けるが、当該防水シート区間のうち、特
にシート台車、セントル等に係る範囲では当該シート台
車、セントル等の移動を確保する方法（シート台車、セ
ントル等の前後に支持台車を配設し、シート台車、セン
トル等と防水シートとの間の高所か低所にできる僅かな
スペースの利用により、連続ベルトコンベアを前後の支
持台車の間に跨設してシート台車、セントル等の移動を
確保する）がとられてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者で
は、坑内の排気ガスを排除して作業環境を改善する目的
で連続ベルトコンベアを用いているのに、結局、ダンプ
トラックにより運搬する区間を併用するものであり、坑
内の全区間に亘って連続ベルトコンベアによる搬送がで
きないため、連続ベルトコンベアを用いたことによる作
業環境改善の効果が著しく減殺されてしまう。

【０００７】また、後者では、前後の支持台車の間に跨
設する連続ベルトコンベアのスパンの長さ寸法をあまり
長くはできないことから、シート台車、セントル等が前
後に移動できる範囲がかなり短く限定され、その結果、
相当に頻繁に段取り替えが必要になるし、また、この段
取り替えは、後部支持台車の後部にベルトコンベア枠ユ
ニットを追加するだけでなく、前部支持台車の前部のベ
ルトコンベア枠ユニットの撤去が必要になる相当に面倒
な作業を伴うものである。

【０００８】そこで、本発明の目的は、連続ベルトコン
ベアを用いたトンネル掘削において、シート台車、セン
トル等の自由な移動を確保し得る連続ベルトコンベア支
持機構を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るトンネル掘削における連続ベルトコン
ベア支持機構は、シート台車、セントルその他の作業台
車の前方、中間、後方に支持台車を配置し、前記作業台
車からトンネル横断方向でブラケットを張り出し、この
ブラケットにトンネル横断方向で下部ローラを軸支し、
この下部ローラ上に載るレールをトンネル延長方向で前
記支持台車に固定し、このレールにトンネル横断方向で
上部ローラを軸支し、この上部ローラ上にトンネル延長
方向で連続ベルトコンベアを支持してなることを特徴と
するものである。

【００１０】即ち、本発明は、支持台車に固定されたレ
ールによって連続ベルトコンベアを前後に移動自在に支
持し、かつ、シート台車、セントル等に設けられたブラ
ケットによって当該レールを前後に移動自在に支持する
ことにより、連続ベルトコンベアを用いたトンネル掘削
において、シート台車、セントル等の自由な移動の確保
を可能にするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図１は本実施の
形態に係るトンネル掘削における連続ベルトコンベア支
持機構が適用されたトンネルの防水シート区間付近を示
す概略側面図である。

【００１２】同図において、符号１は、発破工法等によ
る掘削後に支保工の建込み及び吹付コンクリートが施工
され、更に防水シート及び覆工コンクリートが施工され
ているトンネル（防水シート区間１ａ、覆工区間１ｂを
含む）、符号２は、トンネル１内の切羽（図示外）付近
から覆工区間１ｂまで施工基面上に敷設されている走行
レール、符号３は、完成後のトンネル１の漏水を防止す
る防水シートの貼付作業をする作業足場であって走行レ
ール２上を前後に走行自在であるシート台車、符号４
は、トンネル１の最終的仕上げ面を形成する覆工コンク
リートの鋼製型枠であって走行レール２上を前後に走行
自在であるセントル、を示している。

【００１３】また、符号５は、走行レール２上を前後に
走行自在である支持台車であって、シート台車３の前方
に配置される前部支持台車５ａと、シート台車３及びセ
ントル４の中間に配置される中間部支持台車５ｂと、セ
ントル４の後方に配置される後部支持台車５ｃとから構
成されるもの、を示している。

【００１４】更に、符号６は、切羽で発生したズリ破砕
物を坑口まで連続的に搬送する連続ベルトコンベア、符
号７は、前部支持台車５ａの前方から後部支持台車５ｃ
の後方までの長さ寸法を有する（図１）レールたるサポ
ートレール、符号８は、サポートレール７に軸支されて
いる上部ローラ、を示している。

【００１５】本実施の形態において、連続ベルトコンベ
ア６は、図２に示すように、ベルトコンベア枠１１に固
着した軸受ユニット１２に軸支される一組のキャリアロ
ーラ１３、及びベルトコンベア枠１１に固着した軸受部
材１４に軸支されるリターンローラ１５が一体に構成さ
れたベルトコンベア枠ユニット６ａと、先端部及び後端
部のプーリー（図示外）との間でゴムベルト６ｂを張架
してなるものである。

【００１６】かかる連続ベルトコンベア６において、キ
ャリアローラ１３及びリターンローラ１５は、ベルトコ
ンベア枠１１の下面より上側に係る領域に配設されてい
ると共に、ゴムベルト６ｂも、キャリアローラ１３の上
側及びリターンローラ１５の上側で図示矢印Ａ方向に回
転するから、ベルトコンベア枠１１の下面より下側に係
る領域にこれらの配設部材が突出しない構成になってい
る。

【００１７】本実施の形態に係る連続ベルトコンベア支
持機構において、かかる連続ベルトコンベア６と支持台
車との関係は以下のようになっている。

【００１８】即ち、連続ベルトコンベア６は、図３に示
すように、直接的には前部支持台車５ａ、中間部支持台
車５ｂ、後部支持台車５ｃの間に架構された一対のサポ
ートレール７に適宜間隔で軸支された上部ローラ８に載
置されており、結果的に支持台車５及び一対のサポート
レール７からなる走行可能な支持架台によって移動自在
に支持されることとなっている。

【００１９】尚、本実施の形態において、一対のサポー
トレール７は、図３に示すように、支持台車５から張り
出されたブラケット２１に固着された一対の支圧板２２
に、固着された一対のジャーナルジャッキ２３のジャッ
キ面に固定されており、当該ジャッキ面を上下させるこ
とにより、施工基面の不陸などに起因する高さのズレに
対応することができるようになっている。

【００２０】一方、本実施の形態に係る連続ベルトコン
ベア支持機構において、かかる一対のサポートレール７
とシート台車３との関係は以下のようになっている。

【００２１】即ち、前部支持台車５ａと中間部支持台車
５ｂとの中間であってシート台車３の前後の２箇所にお
いて（図１）、一対のサポートレール７は、図４に示す
ように、直接的にはシート台車３から張り出されたブラ
ケット３１に軸支された下部ローラ３２に載置されてお
り、結果的に、ブラケット３１及び下部ローラ３２を含
む走行可能なシート台車３によって移動自在に支持され
るようになっている。

【００２２】他方、本実施の形態に係る連続ベルトコン
ベア支持機構において、かかる一対のサポートレール７
とセントル４との関係も、一対のサポートレール７とシ
ート台車３との関係と全く同様である。

【００２３】即ち、中間部支持台車５ｂと後部支持台車
５ｃとの中間であってセントル４の前後の２箇所におい
て（図１）、一対のサポートレール７は、図５に示すよ
うに、直接的にはセントル４から張り出されたブラケッ
ト４１に軸支された下部ローラ４２に載置されており、
結果的に、ブラケット４１及び下部ローラ４２を含む走
行可能なセントル４によって移動自在に支持されるよう
になっている。

【００２４】即ち、本実施の形態に係るトンネル掘削に
おける連続ベルトコンベア支持機構は、シート台車３
（又はセントル４）前方、中間、後方に３台の支持台車
５（前部支持台車５ａ、中間部支持台車５ｂ、後部支持
台車５ｃ）を配置し、シート台車３（又はセントル４）
からブラケット３１（又はブラケット４１）を張り出
し、このブラケット３１（又はブラケット４１）に下部
ローラ３２（又は下部ローラ４２）を軸支し、この下部
ローラ３２（又は下部ローラ４２）上に載置するサポー
トレール７を支持台車５に固定し、このサポートレール
７に上部ローラ８を適宜間隔で軸支し、この上部ローラ
上に連続ベルトコンベア６を支持してなるものである。

【００２５】かかる連続ベルトコンベア支持機構におい
ては、一対のサポートレール７の前部支持台車５ａと中
間部支持台車５ｂとの中間に係る部分、及び中間部支持
台車５ｂと後部支持台車５ｃとの中間に係る部分をシー
ト台車３及びセントル４によって支持することとしたた
め、一方では、サポートレール７のスパン長が長くなる
ことによる弊害（部材断面が過大になる、支持台車５が
大規模化する）を回避することを可能にし、他方では、
上記弊害が生じない限度において支持台車５の間隔を広
げてシート台車３等の移動に伴う支持台車５の移動の手
間を少なくすることを可能にする。

【００２６】次に、本実施の形態に係る連続ベルトコン
ベア支持機構の作用について図１乃至図５を用いて説明
する。

【００２７】急速施工の実現のため、連続ベルトコンベ
ア６によるズリ破砕物の搬送が行なわれている間におい
ても、シート台車３（又はセントル４）の移動、支持台
車５の移動が行われる。

【００２８】（１）シート台車３（又はセントル４）の
移動 今、防水シート区間１ａに対応する位置でシート台車３
が停止していて、防水シートの貼付作業が行われてい
る。

【００２９】このとき、ブラケット３１を介してシート
台車３と一体である下部ローラ３２は、一対のサポート
レール７による下方向の力（サポートレール７の撓みな
どに起因する）を受け止めている。

【００３０】次に、防水シートの貼付作業終了後、シー
ト台車３が前方に移動すると、当該下部ローラ３２は、
一対のサポートレール７による下方向の力を受け止めな
がら移動すると同時に回転する。

【００３１】このとき、セントル４と一体である下部ロ
ーラ４２も同様の作用を奏する。

【００３２】そして、次に防水シートの貼付作業を行う
支保工区間に対応する位置で当該シート台車を停止さ
せ、シート台車３の移動が終了する。

【００３３】尚、支持台車５及び一対のサポートレール
７は、シート台車３の移動による影響を受けることなく
静止したままである。

【００３４】（２）支持台車５及び一対のサポートレー
ル７の移動 シート台車３による防水シートの貼付作業、セントル４
による覆工コンクリートの打設作業が進行し、シート台
車３と前部支持台車５ａとの距離や、セントル４と中間
部支持台車５ｂとの距離が近くなり、もはやシート台車
３やセントル４を前方に移動できなくなった場合などに
支持台車５及び一対のサポートレール７を移動する必要
性を生ずる。

【００３５】今、覆工区間１ｂの最前部で停止している
セントル４は、当該セントル４の前方の中間部支持台車
５ｂの存在により、もはや次の打設箇所まで移動できな
い。

【００３６】このとき、一方では、支持台車５と一体で
ある一対のサポートレール７が、ブラケット４１を介し
てセントル４と一体である下部ローラ４２に対して当該
サポートレール７の撓みなどに起因する下方向の力を付
与しており、他方では、連続ベルトコンベア６が、一対
のサポートレール７と一体である上部ローラ８に対して
自重による下方向の力を付与している。

【００３７】次に、この状況において支持台車５が前方
に移動すると、当該支持台車５と一体である一対のサポ
ートレール７は、一方では、当該下部ローラ４２に対し
下方向の力を付与しながら移動して当該下部ローラ４２
を回転させ、他方では、連続ベルトコンベア６による下
方向の力を受け止めながら移動して当該上部ローラ８を
回転させる。

【００３８】このとき、シート台車３と一体である下部
ローラ３２もセントル４と一体である下部ローラ４２と
同様の作用を奏する。

【００３９】そして、当該セントル４の最後部と後部支
持台車５ｃとの距離ができる限り近くなる位置で支持台
車５を停止させ、支持台車５及び一対のサポートレール
７の移動が終了する。

【００４０】尚、シート台車３（又はセントル４）の移
動、及び支持台車５及び一対のサポートレール７の移動
を重畳的に行うことも理論的には可能であるが、この場
合、安全上の条件を充足する必要がある。また、連続ベ
ルトコンベア６の移動に関し説明していないが、機構
上、連続ベルトコンベア６を移動することも勿論可能で
ある。

【００４１】従って、本実施の形態に係るトンネル掘削
における連続ベルトコンベア支持機構によれば、支持台
車５に固定されたサポートレール７によって連続ベルト
コンベア６を前後に移動自在に支持すると共に、シート
台車３やセントル４に設けられたブラケット３１、４１
によって当該サポートレール７を前後に移動自在に支持
したため、連続ベルトコンベア６によるズリ破砕物の搬
送状況に関係なく、シート台車３やセントル４の自由な
移動を確保することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るトン
ネル掘削における連続ベルトコンベア支持機構によれ
ば、シート台車、セントルその他の作業台車の前方、中
間、後方に支持台車を配置し、前記作業台車からトンネ
ル横断方向でブラケットを張り出し、このブラケットに
トンネル横断方向で下部ローラを軸支し、この下部ロー
ラ上に載るレールをトンネル延長方向で前記支持台車に
固定し、このレールにトンネル横断方向で上部ローラを
軸支し、この上部ローラ上にトンネル延長方向で連続ベ
ルトコンベアを支持してなることとしたので、連続ベル
トコンベアを用いたトンネル掘削において、シート台
車、セントル等の自由な移動を確保することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るトンネル掘削における連続
ベルトコンベア支持機構が適用されたトンネルの防水シ
ート区間付近を示す概略側面図である。

【図２】本実施の形態に係る連続ベルトコンベア支持機
構における連続ベルトコンベア等を示す概略側面図であ
る。

【図３】本実施の形態に係る連続ベルトコンベア支持機
構が適用された支持台車を示す概略正面図である。

【図４】本実施の形態に係る連続ベルトコンベア支持機
構が適用されたシート台車を示す概略正面図である。

【図５】本実施の形態に係る連続ベルトコンベア支持機
構が適用されたセントルを示す概略正面図である。

【符号の説明】

１…トンネル １ａ…防水シート区間 １ｂ…覆工区間 ２…走行レール ３…シート台車 ４…セントル ５…支持台車 ５ａ…前部支持台車 ５ｂ…中間部支持台車 ５ｃ…後部支持台車 ６…連続ベルトコンベア ６ａ…ベルトコンベア枠ユニット ６ｂ…ゴムベルト ７…サポートレール ８…上部ローラ １１…ベルトコンベア枠 １２…軸受ユニット １３…キャリアローラ １４…軸受部材 １５…リターンローラ ２１…ブラケット ２２…支圧板 ２３…ジャーナルジャッキ ３１…ブラケット ３２…下部ローラ ４１…ブラケット ４２…下部ローラ Ａ…図示矢印

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート台車、セントルその他の作業台車
   の前方、中間、後方に支持台車を配置し、 前記作業台車からトンネル横断方向でブラケットを張り
   出し、 このブラケットにトンネル横断方向で下部ローラを軸支
   し、 この下部ローラ上に載るレールをトンネル延長方向で前
   記支持台車に固定し、 このレールにトンネル横断方向で上部ローラを軸支し、 この上部ローラ上にトンネル延長方向で連続ベルトコン
   ベアを支持してなることを特徴とする、トンネル掘削に
   おける連続ベルトコンベア支持機構。