JP3135180B2 - 掘削土砂の連続搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は地下開削工事等におい
て、例えば掘削深度の増加に対応して掘削土砂を地表部
に連続的に搬送するための掘削土砂の連続搬送装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】地下工事によって発生した掘削土砂は、
竪坑を通じて地上部まで垂直搬送される。本出願人は、
掘削土砂の垂直搬送装置として、例えば特開平５−１５
５４１４号公報に示すものを既に開発している。この垂
直搬送装置は、平ベルトコンベアと、該平ベルトコンベ
アの搬送面に平行に対向配置され、該平ベルトコンベア
に同期して移動する押えベルトコンベアとを備え、両ベ
ルトコンベア間に土砂を挟み込んで連続的に垂直搬送す
るものであり、押えベルトコンベアに設けた仕切り板に
より土砂の落下を防止するとともに粘性土の付着を防止
することができ、連続搬送を効率良く行うことができ
る。

【０００３】ところで、このような構成の垂直搬送装置
にあっては、例えばシールド工事用の発進竪坑等に据え
付けた場合には竪坑の深さが一定であり、垂直搬送装置
を竪坑の深さに適合した長さに設計すれば掘削土砂を連
続搬送することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、地下の
掘削レベルが水平方向及び深さ方向に変化する大規模な
地下開削工事にこの垂直搬送装置を適用しようとする
と、水平方向の変化に対しては掘削土砂を搬送する水平
ベルトコンベアを掘削レベルから垂直搬送装置に至るま
で複数連接すればよいが、深さ方向の変化に対しては複
数の垂直搬送装置を用意し、これらの搬送装置を掘削深
度に対応して水平位置をずらせながら下方向に複数階層
で継いで設置しなければならず、設置作業及び撤去作業
が煩雑で工期が遅れる原因となるとともに、大きな水平
面積を占有するといった問題がある。

【０００５】そこで、このような大規模な開削工事に際
しては、深さ変化に対応してクラムシェルバケットを昇
降動作させればよいバケット式掘削装置を採用すること
が一般的であったが、バケット式掘削装置にあっては掘
削土砂を連続搬送するものでないので搬送効率が低いと
いった欠点を有している。

【０００６】この発明は以上の欠点を解決するもので、
その目的は、占有面積が小さい構成でありながら、容易
に掘削深度の変化に追随して掘削土砂を連続搬送するこ
とができる掘削土砂の連続搬送装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、地上部にあって土砂排出用開口の近傍
と土砂集積用ホッパーとの間に配置された水平ベルトコ
ンベアと、この水平ベルトコンベアの上方に所定間隔を
有してほぼ平行に配置され該水平ベルトコンベア上に掘
削土砂を落とし込む地上水平部、前記開口を通って地下
の掘削レベルまで延びる垂直部、及び前記掘削レベルに
あって掘削土砂を取り入れる地下水平部からなり垂直面
内を屈曲自在に構成されたフレックスベルトコンベアと
を備えた掘削土砂の連続搬送装置であって、前記フレッ
クスベルトコンベアは、少なくともその垂直部が前記水
平ベルトコンベアの前記開口側端部と最深の掘削予定レ
ベルとの間を結ぶ長さ以上の長さを有するものであり、
前記フレックスベルトコンベアを前記最深の掘削予定レ
ベルと前記水平ベルトコンベアのホッパー側端部との間
を結ぶ移動軌跡に沿って移動させることで前記垂直部の
長さを増減するための移動機構を設け、前記水平ベルト
コンベアは前記フレックスベルトの地下水平部端部が最
浅の掘削レベルにあるとき該フレックスベルトの地上水
平部端部が該水平ベルトコンベアの上方に位置する長さ
以上の長さを有していることを特徴とする。

【０００８】また、この発明のフレックスベルトコンベ
アは、平ベルトコンベアと、該平ベルトコンベアの搬送
面に平行に対向配置され該平ベルトコンベアに同期して
移動する押えベルトコンベアとを備え、該押えベルトコ
ンベアは、前記搬送面に所定の間隙をおいて対向するベ
ルト部と、該ベルト部の両側に突設された一対のベロー
ズと、該ベローズ間に一定の間隔で配置された多数の仕
切り板とを有してなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の発明では、掘削深度が浅い時
点では、フレックスベルトコンベアの水平部端部を水平
ベルトコンベアのホッパー側端部付近に位置させること
により、土砂排出用開口を通って地下の掘削レベルに至
る垂直部の長さを短く設定しておくことができる。掘削
深度が深くなるにつれて、移動機構を駆動することによ
りフレックスベルトコンベアがその移動軌跡に沿って移
動することにより垂直部の長さを深度に対応して長くす
ることができる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明では、フレッ
クスベルトコンベア、平ベルトコンベア上に供給された
掘削土砂は、押えベルトコンベアの各仕切り板毎に区画
されて垂直搬送されるので、その仕切られた内部の土砂
の垂直荷重は、各仕切り板が分担して受ける。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。図１〜図３はこの発明による掘削土砂の
連続搬送装置１の全体構成を示すものである。同図は本
発明装置を大規模な開削工事に適用した場合を例示し、
地下壁は複数の切梁、腹起し等によって保持されている
とともに、覆工板２により地表部が覆われている。図に
おいて、搬送装置１は、覆工板２上に固定配置された土
砂集積用ホッパー３と、覆工板２に開口した土砂排出用
開口２ａの近傍とホッパー３との間に配置され履工板２
との間に所定間隔をおいて固定されたフレーム４ａに対
し回転可能に支持された無終端状の水平ベルトコンベア
４と、水平ベルトコンベア４上に地下の掘削土砂を落と
し込む無終端状のフレックスベルトコンベア５と、地下
に設けられたピット６と、前記水平ベルトコンベア４上
にあってフレックスベルトコンベア５のホッパー３側先
端を支持してフレックスベルトコンベア５を移動させる
移動機構７とを備えている。

【００１２】フレックスベルトコンベア５は、水平ベル
トコンベア４の上方に所定間隔を有してほぼ平行に配置
され該水平ベルトコンベア４上に掘削土砂を落とし込む
地上水平部５ａ、前記開口２ａを通ってピット６位置ま
で延びる垂直部５ｂ、及びピット６に覆われて掘削土砂
を取り入れる地下水平部５ｃからなり垂直面（本実施例
では、図２の紙面）内を屈曲自在に構成されている。

【００１３】また、フレックスベルトコンベア５は、水
平ベルトコンベア４の開口２ａ側端部と予定されている
最深の掘削レベル（図１は、予定されている最深の掘削
レベルを掘削している状態を示している）との間を結ぶ
長さ以上の長さを有し、水平ベルトコンベア４はフレッ
クスベルト５の地下水平部５ｃ端部が最浅の掘削レベル
（履工板２の直下レベル）にあるとき該フレックスベル
ト５の地上水平部５ａ端部が水平ベルトコンベア４の上
方に位置する長さ以上の長さを有している。

【００１４】ピット６にはズリホッパー８を通じて掘削
土砂が供給され、またホッパー８には掘削現場との間を
連結する複数のベルトコンベア９により掘削土砂が供給
される。ピット６内に供給された掘削ズリはフレックス
ベルトコンベア５によって順次連続的に地上部まで搬送
され、その搬送終端部で水平ベルトコンベア４上に落と
し込まれ、水平ベルトコンベア４から前記ホッパー３に
落とし込まれる。なお、ホッパー３の下部は掘削土砂移
送用のダンプカー１０の待機場所となっている。

【００１５】移動機構７は、水平ベルトコンベア４の一
側部に配置され、かつワイヤｗを介して前記水平部５ａ
の端部に連結したウインチ等からなるもので、掘削レベ
ルが浅い状態では、図２の想像線で示すようにワイヤｗ
を引いてフレックスベルトコンベア５の水平部５ａを水
平ベルトコンベア４の長手方向のほぼ全面に沿って位置
させることにより垂直部５ｂの長さを短くして該当する
浅い掘削深度に対応させることができる。

【００１６】掘削レベルが深くなるにつれて、ワイヤＷ
を繰り出すことにより実線で示すようにフレックスベル
トコンベア５の地上水平部端部が水平ベルトコンベア４
上の開口２ａ側にスライドされ、その結果、水平部５ａ
の長さが短かくなり、これに応じて垂直部５ａの長さが
長くなって地下水平部５ｃを常時ピット６内に位置させ
ることができる。

【００１７】したがって、地下の掘削深度が浅い状態で
は水平ベルトコンベア４のホッパー３側に掘削土砂を落
とし込み、掘削レベルが深くなるにつれてフレックスベ
ルトコンベア５は水平ベルトコンベア４の開口２ａ側に
掘削土砂を排出することになるが、その落とし込み位置
に拘らず、水平ベルトコンベア４はその終端位置である
ホッパー３側に向けて土砂を搬送することになる。この
ため、ホッパー３の位置を固定することができ、ホッパ
ー３からダンプカー１０に掘削土砂を積載する作業を特
定の箇所で行うことができるので安全性が高い。

【００１８】なお、開削工事が完了した後は、移動機構
７を逆方向に駆動することによりフレックスベルトコン
ベア５を地上部に引き上げることができるため、工事終
了後の装置撤去作業も容易である。

【００１９】次に以上のフレックスベルトコンベア５の
詳細な構造を図４，５を用いて説明する。各図におい
て、フレックスベルトコンベア５は、平ベルトコンベア
１１と、平ベルトコンベア１１の搬送面に平行に対向配
置された押えベルトコンベア１２と、各ベルトコンベア
１１，１２を同期して同方向に無終端状に移動させる図
示しない駆動用モータ及びこれらを支持するフレーム等
から構成されている。

【００２０】押えベルトコンベア１２の上下水平端は、
前記平ベルトコンベア１１よりも短く形成され、押えベ
ルトコンベア１２の両端に前記平ベルトコンベア１１の
上下水平端を露出させている。

【００２１】平ベルトコンベア１１は、ベルト部１４を
ガイドローラ１５および押えローラ１６によりガイドし
て無終端状に水平および垂直方向に姿勢変更して移動す
るものであり、ピット６内に投入された掘削土砂１３は
ベルト部１４の搬送面に載置され、図中矢印に示す上部
側への移動によって上部側に搬送される。

【００２２】前記押えベルトコンベア１２は、前記ベル
ト部１４の搬送面に所定の間隙を設けて対向するベルト
部１７と、ベルト部１７の幅方向両側に突設されて前記
ベルト部１４の幅方向両縁部に当接する一対のベローズ
１８と、両ベローズ１８間に一定の間隔で配置された多
数の仕切り板１９とを備えている。このベルト部１７
は、前記と同様にガイドローラ２０および押えローラ２
１にガイドされて前記ベルト部１４の表面に沿って平行
に移動する。

【００２３】前記ベローズ１８は例えばゴム等の弾性樹
脂からなり、ベルト部１４の両側部に蛇腹状をなして突
設されることにより、水平−垂直の屈曲位置でその蛇腹
が伸縮することにより変位を可能としている。

【００２４】また、このベローズ１８は、突設方向に対
する変形量は小さく、前記各押えローラ１６，２１の押
圧力によって常時前記ベルト部１４の幅方向両縁部に密
着する。

【００２５】したがって、ベルト部１４の搬送面側は、
前記押えベルトコンベア１２よって、その上方から椀を
伏せられたのと同様な状態となり、ベルト部１４の搬送
面に載置された土砂１３はベルト部１７とその両側のベ
ローズ１８および一対の仕切り板１９で囲われた空間Ａ
に連続的に分割されて閉じこめられる。

【００２６】この状態で垂直上昇姿勢になると、個々の
空間Ａに閉じこめられた土砂１３の荷重は、該当する空
間Ａの下部側に位置する仕切り板１９が負担し、このと
きの荷重は、空間Ａの容積に応じて小さくなるため、各
押えローラ１６，２１に加わる水平分力も小さい。した
がって、各押えローラ１６，２１は、両側の間隙が開か
ない程度の比較的小さなテンションで両ベルトコンベア
１１，１２間を押し付ければ良い。

【００２７】さらに、土砂１３が不連続状態で平ベルト
コンベア１１に供給された場合において、空隙部分は各
空間Ａの内部でのみ発生し、土砂１３が垂直姿勢になる
と下部側仕切り板１９の位置まで土砂は下降するが、全
体的に土砂がスリップして落下することはない。

【００２８】このようにして垂直搬送が終わり、ベルト
部１４が地表部で再度水平方向に変位した状態で、押え
ベルトコンベア１２の端部は、ベルト部１４から離れ、
空間Ａ分の容積の土砂は、ベルト部１４上に連続して残
置される。そして、搬送終端位置におけるベルト部１４
の回転によって土砂１３は、連続的に水平ベルトコンベ
ア４上に落下し、ここらさらにホッパー３側に向けて搬
送される。

【００２９】なお、搬送する土砂が粘性土等であって
も、ベルト部１４の終端における回転や掻き落し動作に
よってベルト部１４に対する付着は避けられる。

【００３０】また、押えベルトコンベア１２側において
も、付着は仕切り板１９の部分のみであり、その量は非
常に少なくなる。ベルト部１４から離れて回転する際に
前記ベローズ１８の伸縮による掻き落とし動作も期待で
きる。

【００３１】

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
に、この発明による掘削土砂の連続搬送装置にあって
は、掘削深度が浅い時点では、フレックスベルトコンベ
アの水平部端部を水平ベルトコンベアのホッパー側端部
付近に位置させることにより、土砂排出用開口を通って
地下の掘削レベルに至る垂直部の長さを短く設定してお
くことができる。掘削深度が深くなるにつれて、移動機
構を駆動することによりフレックスベルトコンベアがそ
の移動軌跡に沿って移動することにより垂直部の長さを
深度に対応して長くすることができるため、占有面積が
小さい構成でありながら、容易に掘削深度の変化に追随
して掘削土砂を連続搬送することができる。

【００３２】また、フレックスコンベアを、平ベルトコ
ンベアに同期して移動する押えベルトコンベアを搬送面
に所定の間隙をおいて対向するベルト部と、該ベルト部
の両側に突設された一対のベローズと、該ベローズ間に
一定の間隔で配置された多数の仕切り板とを有して構成
した場合には、連続して搬送される土砂の垂直荷重は各
仕切り板毎に分散されるため、両コンベア間を密着させ
るための機械的な負荷が小さく、特に土砂が不連続状態
でコンベアに供給された場合であっても、掘削土砂が各
仕切り板毎に区画されて垂直搬送されるので、土砂が内
部でスリップすることなく確実かつ効率良く搬送を行う
ことができ、このようなフレックスベルトコンベアを採
用することによりこれを自在に屈曲させることができ、
掘削深度の深さに容易に追随させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による搬送装置の全体構成を示す説明用
斜視図である。

【図２】同側断面図である。

【図３】同平面説明図である。

【図４】同搬送装置におけるフレックスベルトコンベア
の要部を示す斜視図である。

【図５】同断面図である。

【符号の説明】

１ 搬送装置 ２ 覆工板 ２ａ 土砂排出用開口 ３ 土砂集積用ホッパー ４ 水平ベルトコンベア ５ フレックスベルトコンベア ５ａ 地上水平部 ５ｂ 垂直部 ５ｃ 地下水平部 ７ 移動機構 １１ 平ベルトコンベア １２ 押えベルトコンベア １８ ベローズ １９ 仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−155414（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−184413（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上部にあって土砂排出用開口の近傍と
   土砂集積用ホッパーとの間に配置された水平ベルトコン
   ベアと、この水平ベルトコンベアの上方に所定間隔を有
   してほぼ平行に配置され該水平ベルトコンベア上に掘削
   土砂を落とし込む地上水平部、前記開口を通って地下の
   掘削レベルまで延びる垂直部、及び前記掘削レベルにあ
   って掘削土砂を取り入れる地下水平部からなり垂直面内
   を屈曲自在に構成されたフレックスベルトコンベアとを
   備えた掘削土砂の連続搬送装置であって、前記フレック
   スベルトコンベアは、少なくともその垂直部が前記水平
   ベルトコンベアの前記開口側端部と最深の掘削予定レベ
   ルとの間を結ぶ長さ以上の長さを有するものであり、前
   記フレックスベルトコンベアを前記最深の掘削予定レベ
   ルと前記水平ベルトコンベアのホッパー側端部との間を
   結ぶ移動軌跡に沿って移動させることで前記垂直部の長
   さを増減するための移動機構を設け、前記水平ベルトコ
   ンベアは、前記フレックスベルトの地下水平部端部が最
   浅の掘削レベルにあるとき該フレックスベルトの地上水
   平部端部が該水平ベルトコンベアの上方に位置する長さ
   以上の長さを有しているとともに、前記開口側端部が前
   記フレックスベルトの地上水平部と垂直部との屈曲部に
   ほぼ一致する位置に配置されていることを特徴とする掘
   削土砂の連続搬送装置。
2. 【請求項２】 前記フレックスベルトコンベアは、平ベ
   ルトコンベアと、該平ベルトコンベアの搬送面に平行に
   対向配置され該平ベルトコンベアに同期して移動する押
   えベルトコンベアとを備え、該押えベルトコンベアは、
   前記搬送面に所定の間隔をおいて対向するベルト部と、
   該ベルト部の両側に突設された一対のベローズと、該ベ
   ローズ間に一定の間隔で配置された多数の仕切り板とを
   有してなることを特徴とする請求項１記載の掘削土砂の
   連続搬送装置。