JP2876459B2 - ニューマチックケーソン工法における揚排土装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ニューマチックケーソ
ン工法における揚排土装置及び方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ニューマチックケーソン工法は、例えば
図７に示すように、ケーソン10の底部に床板10ａを設
け、該床板10ａの下を気密の圧気作業室11としてここに
圧搾空気を送りながら掘削し、ケーソンを沈下させるも
ので、地上に設けたマテリアルロック４のシャフト４ａ
の下端を床板10ａを介して圧気作業室11に連通し、この
シャフト４ａ内に排土バケット12を吊りワイヤー13で昇
降自在に設ける。

【０００３】また、潜函工15が圧気作業室11に出入りす
るためのマンロック14を前記マテリアルロック４と同様
にして設け、マンシャフト14ａを床板10ａを介して圧気
作業室11に連通し、さらに、地上に設置したコンプレッ
サ16に連結する送気管17を圧気作業室11に開口してい
る。図中18は掘削土搬出装置、19は土砂ホッパ、20は土
砂掘削・積込機を示す。

【０００４】そして、圧気作業室11内で掘削した土砂を
地上に搬出するには、該圧気作業室11内で排土バケット
12に積み込んだ後、排土バケット12をウインチ等の掘削
土搬出装置18で吊り上げ、マテリアルロック４で大気圧
に減圧して大気圧下に排出する。この排土バケット12へ
の吊り替えは、潜函工15が圧気作業室11内で行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】圧気作業室１内での排
土バケット12の吊り替え作業等に潜函工15を必要とし、
これは作業者の減圧症防止等の観点から大深度ケーソン
には適用が困難である。そして、排土バケット12による
間欠的な揚土であるため、揚土能率があがらず、特に大
深度ケーソンにおいては工程が進行するに従い、排土バ
ケット12の揚重距離も延び、また、マテリアルロック４
内の加圧・減圧を１揚重毎に行わねばならず、連続して
排土作業を行うことができず、作業効率が低下する。

【０００６】また、深度の進行にともなってマテリアル
ロック圧力容器を延伸することになり、装置全体が大掛
かりなものになり、さらに、排土バケット12の吊りワイ
ヤー13がマテリアルロック４の上下のゲートを貫通して
いるため、漏気が多く不経済である。

【０００７】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、圧気下での潜函工による潜函作業を不要とし、大深
度での高圧気作業も可能で、揚土作業を自動的に連続し
て行え、さらにマテリアルロック内での減圧・加圧の回
数も少なくできて揚土効率が向上し、大規模なニューマ
チックケーソンも可能となり、また、マテリアルロック
の圧力容器を延伸する必要もなく、装置全体をコンパク
トにでき、さらに、揚土した土砂の搬出工程での漏気も
少なくできるニューマチックケーソン工法における揚排
土装置及び方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、ケーソン底部に床板を設け、該床板
下を気密の圧気作業室としてここに圧搾空気を送りなが
ら掘削し、ケーソンを沈下させるニューマチックケーソ
ン工法において、前記床板の上部にマテリアルロック圧
力容器を設置し、該マテリアルロック圧力容器内に鉛直
揚土機を設けるとともに、土砂ホッパを気密に連結し、
該土砂ホッパの下方に前記床板上を走行する掘削土搬出
用台車を配設したことを要旨とするものである。

【０００９】第２に、鉛直揚土機は、マテリアルロック
圧力容器内の上方部に配設する頭部ユニットと、マテリ
アルロック圧力容器の直下で圧気作業室に設置する下部
ユニットと、頭部ユニットと下部ユニットとの間でマテ
リアルロック圧力容器内に配設する中間ユニットとによ
り構成されるチェーンバケットで、土砂ホッパに連絡す
る土砂搬出コンベアを頭部ユニットに臨ませ、床板の下
部に設置した土砂定量供給フィーダを下部ユニットに臨
ませることを要旨とするものである。

【００１０】第３に、土砂ホッパの下端開口に下部隔壁
を、その上方に上部隔壁を設け、該上部隔壁の設置位置
は、下部隔壁との間の土砂ホッパ内の土砂の量が、掘削
土搬出用台車に積載する土砂の定量に等しいものとなる
ように設定することを要旨とするものである。

【００１１】第４に、圧気作業室に開口するマテリアル
ロック圧力容器の下部開口に隔壁ゲートを設け、また、
鉛直揚土機は、下部ユニットをマテリアルロック圧力容
器内に収納可能に配設したことを要旨とするものであ
る。

【００１２】第５に、圧気作業室内の掘削土砂を土砂定
量供給フィーダで鉛直揚土機のバケットに送り、該バケ
ットから土砂搬出コンベアに移送し、この土砂搬出コン
ベアの土砂を、下部隔壁を閉じ、かつ上部隔壁を開いた
土砂ホッパに送り、土砂が下部隔壁の上に溜まったなら
ば、上部隔壁を閉じ、下部隔壁を開いて、土砂ホッパか
ら掘削土砂搬出台車に積み替え、また、連続的に揚土さ
れる掘削土砂は閉じた上部隔壁の上に一時的に溜め、前
記掘削土砂搬出台車への積み替え後に下部隔壁を閉じ、
上部隔壁を開いて、前記と同様の動作を繰り返すことを
要旨とするものである。

【００１３】第６に、マテリアルロックのシャフトの下
部開口に隔壁ゲートを取り付け、保守点検の作業または
ケーソンの沈下作業時には、鉛直揚土機をマテリアルロ
ック内に退避させ、隔壁ゲートを閉じることを要旨とす
るものである。

【００１４】

【作用】請求項１記載の本発明によれば、圧気作業室内
の掘削土砂を土砂定量供給フィーダで鉛直揚土機のバケ
ットに送り、該バケットから土砂搬出コンベアに移送し
土砂ホッパに送り、該土砂ホッパの下部で定量に達した
後、土砂ホッパから掘削土砂搬出台車に積み替える。よ
って、潜函工を必要とせずに自動的に揚土できる。

【００１５】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、鉛直揚土機をチェーンバケットで構成し、こ
れに土砂定量供給フィーダと土砂搬出コンベアとを組み
合わせることで、連続して自動的に揚土できる。

【００１６】請求項３記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、土砂ホッパの下端開口に設けた下部隔壁を閉
じ、上部隔壁を開いた状態で鉛直揚土機から土砂ホッパ
に掘削土砂を搬送し、下部隔壁と上部隔壁との間に土砂
が定量溜まったならば、上部隔壁が閉じて下部隔壁が開
き、土砂ホッパ内の掘削土砂が掘削土砂搬出台車に積み
替えられる。これにより、土砂ホッパから掘削土砂搬出
台車に掘削土砂を積み替えるときに、土砂ホッパの個所
での漏気を最少に抑えられる。また、定量を掘削土砂搬
出台車に供給できる。

【００１７】請求項４および請求項６記載の本発明によ
れば、前記作用に加えて、鉛直揚土機は、下部ユニット
をマテリアルロック圧力容器内に収納可能に配設するこ
とで、下部ユニットをマテリアルロック圧力容器内に収
納して隔壁ゲートを閉じれば、圧力容器内を大気圧とし
た状態で、作業者による鉛直揚土機の保守点検等の作業
ができる。

【００１８】請求項５記載の本発明によれば、圧気作業
室内の掘削土砂を自動的に連続して揚土でき、潜函工が
不要となるから大深度のケーソンにも適用でき、揚土効
率もよい。

【００１９】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明のニューマチックケーソン工法
における揚排土装置の実施例を示す縦断正面図で、図７
について説明した従来例と同一の構成要素には同一の参
照符号を付してある。

【００２０】本発明ではケーソン10の床板10ａの上部に
マテリアルロック圧力容器４ｂを設置し、マテリアルロ
ック４のシャフト４ａを前記床板10ａを貫通させて圧気
作業室11に開口し、該マテリアルロック圧力容器４ｂに
鉛直揚土機１を昇降自在に設け、圧力容器４ｂの上部は
これを上方に延長して保守点検時等における鉛直揚土機
１の収納部４ｃに形成した。

【００２１】この鉛直揚土機１は、例えば図５にも示す
ように、マテリアルロック圧力容器４ｂ内の上方部に配
設する頭部ユニット１ａと、マテリアルロック圧力容器
４ｂの直下で圧気作業室11に設置する下部ユニット１ｃ
と、頭部ユニット１ａと下部ユニット１ｃとの間でマテ
リアルロック圧力容器４ｂ内に配設する複数の中間ユニ
ット１ｂとよりなるチェーンバケットで構成し、下部ユ
ニット１ｃと頭部ユニット１ａとにスプロケット２を配
設し、この両スプロケット２間にエンドレスのチェーン
３を掛け渡し、該チェーン３に適宜間隔で複数のバケッ
ト５を取り付けた。

【００２２】なお、バケット５はチェーン３に固結され
ているが、アイドラーホイール７でバケットの開口側が
下向きにされ、より完全な排土が行われる。９はバケッ
ト内で、図６の左側が固定されたゴム板で、土砂がバケ
ットに付着するのを防ぐために設けたもので、排土の際
はバケットから下に垂れ下がり完全な排土が行われる。

【００２３】そして、下部ユニット１ｃのスプロケット
２の下方には投入シュート６を設け、また、頭部ユニッ
ト１ａのスプロケット２の斜め下方にはバケット開口部
がより完全な鉛直下向きに開口するためのアイドラーホ
イール７と排土シュート21とを設ける。図中８は、各ユ
ニット１ａ，１ｂ，１ｃのフレーム、28はチェーン３を
駆動するモータを示す。

【００２４】圧力容器４ｂの、頭部ユニット１ａの配設
個所に位置させて土砂ホッパ19を気密に結合し、この結
合個所に土砂搬出コンベア22を配設する。この土砂ホッ
パ19は、下端の開口に下部隔壁23を設け、その上方に上
部隔壁24を設けた。該下部隔壁23と上部隔壁24との間隔
は、この間の土砂ホッパ19内の土砂の量が後述の掘削土
砂搬出用台車に積載する掘削土砂の定量に等しいものと
なるように設定する。そして、土砂ホッパ19の下部開口
の下方に位置させてケーソン10の床板10ａ上に移動自在
に掘削土砂搬出用台車25を設ける。

【００２５】他方、床板10ａの下部に土砂定量供給フィ
ーダ26を取り付け、これを前記鉛直揚土機１の下部ユニ
ット１ｃに臨ませ、マテリアルロック４のシャフト４ａ
の下部開口に隔壁ゲート27を取り付けた。

【００２６】次に揚排土方法について説明する。圧気作
業室11内で掘削・集土した土砂を図示しない土砂積込機
で土砂定量供給フィーダ26に送り、鉛直揚土機１の下部
ユニット１ｃのバケット５に定量供給する。バケット５
に積み込まれた土砂はチェーン３で上方の中間ユニット
１ｂを通り、頭部ユニット１ａに揚土され、排土シュー
ト21に落とされて、土砂搬出コンベア22に移載され、こ
こから土砂ホッパ19に落ちる。このとき、土砂ホッパ19
の下部隔壁23は閉じ、上部隔壁24は開いており、土砂は
土砂ホッパ19の下部隔壁23の上に溜まる（図２参照）。

【００２７】このようにしてバケット５で順次連続して
掘削土砂を土砂ホッパ19に揚土し、土砂ホッパ19の下部
隔壁23の上に定量溜まったならば、すなわち土砂が上部
隔壁24の位置まで溜まったならば、図３に示すように、
上部隔壁24を閉じて下部隔壁23を開き、土砂ホッパ19に
溜まった土砂を下方の掘削土搬出用台車25に積み替え排
土する。

【００２８】この状態では、上部隔壁24が閉じているか
ら、マテリアルロック４及び圧気作業室11の圧力は所定
に保持され、また、この間も鉛直揚土機１は駆動してバ
ケット５で揚土され、土砂ホッパ19の上部隔壁24の上に
一時的に溜められる。そして、土砂ホッパ19内の土砂が
掘削土搬出用台車25に完全に積み替えられると、下部隔
壁23が閉じ、上部隔壁24が開いて、前記と同様にして土
砂が下部隔壁23の上に溜められる。かかる動作を繰り返
して、連続的に揚土する。

【００２９】一方、鉛直揚土機１の保守点検を行うに
は、図示しない昇降ジャッキで下部ユニット１ｃを圧気
作業室11からマテリアルロック４のシャフト４ａ内に引
き上げ、シャフト４ａの下部開口の隔壁ゲート27を閉じ
る。そして、マテリアルロック４内を大気圧状態して、
作業者により保守点検の作業を行う。

【００３０】また、ケーソン10の沈下作業時にも、保護
のため土砂定量供給フィーダ26を圧気作業室11の上部
に、鉛直揚土機１をマテリアルロック４内に退避させ
る。

【００３１】そして、鉛直揚土機１は、頭部ユニット１
ａ、中間ユニット１ｂ、及び下部ユニット１ｃの組み合
わせで構成されるから、分解可能であり、現場への搬送
も法規に抵触することなく道路での陸送が可能となる。

【００３２】また、圧力容器４ｂの鋼板厚さは、例えば
深度５０ｍを想定し、５気圧の圧気とする場合、圧力容
器４ｂの内径を３５００mm、安全率を４倍、鋼材の引張
り強度を３５ kgt／mm² として、約１０mmとすれば、強
度的に安全である。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明のニューマチッ
クケーソン工法における揚排土装置及び方法は、圧気下
での潜函工による潜函作業を不要とし、大深度での高圧
気作業も可能で、揚土作業を自動的に連続して行え、さ
らにマテリアルロック内での減圧・加圧の回数も少なく
できて揚土効率が向上し、大規模なニューマチックケー
ソンも可能となり、また、マテリアルロックの圧力容器
を延伸する必要もなく、装置全体をコンパクトにでき、
さらに、揚土した土砂の搬出工程での漏気も少なくでき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のニューマチックケーソン工法における
揚排土装置の実施例を示す縦断正面図である。

【図２】本発明のニューマチックケーソン工法における
揚排土方法の実施例を示す揚土の前半工程を示す説明図
である。

【図３】本発明のニューマチックケーソン工法における
揚排土方法の実施例を示す揚土の後半工程を示す説明図
である。

【図４】本発明のニューマチックケーソン工法における
揚排土方法の実施例を示す保守点検時の説明図である。

【図５】本発明のニューマチックケーソン工法における
揚排土装置の要部である鉛直揚土機の正面図である。

【図６】本発明のニューマチックケーソン工法における
揚排土装置の要部である鉛直揚土機のバケットの正面図
である。

【図７】従来のニューマチックケーソン工法における揚
排土装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１…揚土機 １ａ…頭部ユニ
ット １ｂ…中間ユニット １ｃ…下部ユニ
ット ２…スプロケット ３…チェーン ４…マテリアルロック ４ａ…シャフト ４ｂ…圧力容器 ４ｃ…収納部 ５…バケット ６…投入シュー
ト ７…アイドラーホイール ８…フレーム ９…土砂付着防止用ゴム板 10…ケーソン 10ａ…床板 11…圧気作業室 12…排土バケット 13…吊りワイヤ
ー 14…マンロック 14ａ…マンシャ
フト 15…潜函工 16…コンプレッ
サ 17…送気管 18…掘削土搬出
装置 19…土砂ホッパ 20…土砂掘削・
積込機 21…排土シュート 22…土砂搬出コ
ンベア 23…下部隔壁 24…上部隔壁 25…掘削土搬出用台車 26…土砂定量供
給フィーダ 27…隔壁ゲート 28…モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−158666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−226412（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−310328（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−119156（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−41895（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 23/06 E02D 23/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーソン底部に床板を設け、該床板下を
   気密の圧気作業室としてここに圧搾空気を送りながら掘
   削し、ケーソンを沈下させるニューマチックケーソン工
   法において、前記床板の上部にマテリアルロック圧力容
   器を設置し、該マテリアルロック圧力容器内に鉛直揚土
   機を設けるとともに、土砂ホッパを気密に連結し、該土
   砂ホッパの下方に前記床板上を走行する掘削土搬出用台
   車を配設したことを特徴とするニューマチックケーソン
   工法における揚排土装置。
2. 【請求項２】 鉛直揚土機は、マテリアルロック圧力容
   器内の上方部に配設する頭部ユニットと、マテリアルロ
   ック圧力容器の直下で圧気作業室に設置する下部ユニッ
   トと、頭部ユニットと下部ユニットとの間でマテリアル
   ロック圧力容器内に配設する中間ユニットとにより構成
   されるチェーンバケットで、土砂ホッパに連絡する土砂
   搬出コンベアを頭部ユニットに臨ませ、床板の下部に設
   置した土砂定量供給フィーダを下部ユニットに臨ませる
   請求項１記載のニューマチックケーソン工法における揚
   排土装置。
3. 【請求項３】 土砂ホッパの下端開口に下部隔壁を、そ
   の上方に上部隔壁を設け、該上部隔壁の設置位置は、下
   部隔壁との間の土砂ホッパ内の土砂の量が、掘削土搬出
   用台車に積載する土砂の定量に等しいものとなるように
   設定する請求項１記載のニューマチックケーソン工法に
   おける揚排土装置。
4. 【請求項４】 圧気作業室に開口するマテリアルロック
   圧力容器の下部開口に隔壁ゲートを設け、また、鉛直揚
   土機は、下部ユニットをマテリアルロック圧力容器内に
   収納可能に配設した請求項１乃至請求項３のいずれかに
   記載のニューマチックケーソン工法における揚排土装
   置。
5. 【請求項５】 圧気作業室内の掘削土砂を土砂定量供給
   フィーダで鉛直揚土機のバケットに送り、該バケットか
   ら土砂搬出コンベアに移送し、この土砂搬出コンベアの
   土砂を、下部隔壁を閉じ、かつ上部隔壁を開いた土砂ホ
   ッパに送り、土砂が下部隔壁の上に溜まったならば、上
   部隔壁を閉じ、下部隔壁を開いて、土砂ホッパから掘削
   土砂搬出台車に積み替え、また、連続的に揚土される掘
   削土砂は閉じた上部隔壁の上に一時的に溜め、前記掘削
   土砂搬出台車への積み替え後に下部隔壁を閉じ、上部隔
   壁を開いて、前記と同様の動作を繰り返すことを特徴と
   するニューマチックケーソン工法における揚排土方法。
6. 【請求項６】 マテリアルロックのシャフトの下部開口
   に隔壁ゲートを取り付け、保守点検の作業またはケーソ
   ンの沈下作業時には、鉛直揚土機をマテリアルロック内
   に退避させ、隔壁ゲートを閉じる請求項５記載の揚排土
   方法。