JP3263743B2 - 立坑施工における換気装置 - 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、立坑施工装置におけ
る換気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、立坑施工装置として知られている
例えば、特公昭６０−６４３７号公報に記載の立坑施工
装置は、掘削孔の周囲の地上に設けたガイドパイプ上下
動装置によって上下動されるガイドパイプに旋回台を垂
下し、この旋回台の下側に、掘削掻き寄せバケットおよ
び打撃用ブレーカなどの掘削機と運転室とを設けたもの
である。

【０００３】この立坑施工装置は、上記掘削機を用いて
土砂を掘削し、掻き寄せて旋回台下方の一か所に集め、
次いでガイドパイプ内を上下動するグラブバケットによ
り排土させるとともに、掘削が進むに連れてガイドパイ
プをガイドパイプ上下動装置により下方に押し下げる。
そして、この操作を何回か繰り返し、かつガイドパイプ
を継ぎ足しながら所定の深さまで掘削する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記立坑施工装置にお
いては、上記各種作業時に立坑底部に発生する粉塵が運
転室の窓に付着し、その視界を妨げるとか、立坑に降り
立って例えば発破作業などを行う作業員の健康を損ねる
恐れがあるとか、掘削機などの機械器具に粉塵が付着し
支障を来すなどの問題があった。

【０００５】この発明の目的は、これらの問題を簡単に
解消することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明換気装置は、立坑
５にガイドパイプ３を垂下支持し、掘削・排土・土留め
を順次繰り返し行う立坑施工装置おいて、（１）下側機
枠１に上側機枠７が重合設置されていること、（２）上
記下側機枠１にガイドパイプ保持装置ａが設置されてい
ること、（３）同下側機枠１に、立坑５の内面周辺部と
ガイドパイプ３の外周との間に形成される環状空間９の
上面開口を閉蓋する覆工板１０が架設されていること、
（４）上記上側機枠７にガイドパイプ昇降装置ｂが設置
されていること、（５）同上側機枠７に、上記覆工板１
０の給気口１０ｅ，１０ｅとの間を分流器１２で接続し
た送風機１１を設置していること、（６）上記ガイドパ
イプ３が、その下部先端に切欠部３ａを穿設しているこ
と、（７）上記送風機１１により、環状空間９に分流器
１２を介して送風すると、その環状空間９内では下向き
の送風となり、ガイドパイプ３の下部先端に達した流れ
は、上記切欠部３ａからガイドパイプ３の内部を通って
上昇し坑外に排出されるようにしてなる。

【０００７】

【作用】立坑とガイドパイプとの間の環状空間に対して
行われた送風がガイドパイプを通じ排出されるのにとも
なって、立坑内に発生した粉塵も排出され、所要の換気
が行われる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図において、ａは図示を省略したパワーショベ
ルなどで表層部を掘削し、これを補強して根固めした立
坑施工位置に設置されるガイドパイプ保持装置である。

【０００９】このガイドパイプ保持装置ａは、下側機枠
１に対して前後一対のガイドパイプ挾持杆２，２を左右
一対のガイドパイプ保持ジャッキ２ａ，２ａにより開閉
スライド可能に設置したもので、そのガイドパイプ挾持
杆２，２はガイドパイプ３をＸ軸水平方向から挾持す
る。

【００１０】４，４は、例えば図１０に示すように同一
敷地内に掘削される複数の立坑５ａ〜５ｆの両側となる
位置に敷設されるレールである。６，６は上側機枠７に
リフト装置８，８を介して設けられた旋回可能な車輪で
ある（図１）。

【００１１】９はガイドパイプ３の外周と立坑５ａの内
面周辺部との間に形成された環状空間、１０は環状空間
９の上面開口を閉蓋する覆工板で、この覆工板１０は例
えば左右に三分割し、その中央部分の幅をガイドパイプ
３の直径幅としてかつ前後二分割したもので、両側部分
を側部覆工板１０ａ，１０ｂとするとともに、中央部分
を前部覆工板１０ｃおよび後部覆工板１０ｄとする。

【００１２】上記側部覆工板１０ａ，１０ｂは下側機枠
１の上面に架設され、さらに前部覆工板１０ｃおよび後
部覆工板１０ｄは側部覆工板１０ａ，１０ｂの上面に架
設されている（図３，４，５）。

【００１３】１１は上記環状空間９に清浄空気を供給す
る送風機で、下側機枠１に重合設置した上側機枠７の上
部に設けられている。１２は送風機１１よりの送風を環
状空間９に導くダクトである分流器で、この分流器１２
は覆工板１０の給気口１０ｅ，１０ｅと送風機１１との
間を接続するものである（図２）。

【００１４】通常、上記車輪６，６はリフト装置８，８
によってレール４，４の上方に吊り上げられ、ガイドパ
イプ保持装置ａが上記立坑施工位置の地表面に直接設置
される。しかし、リフト装置８，８を作動することによ
って、車輪６，６をレール４，４上に降すとともに、ガ
イドパイプ保持装置ａを地表面から浮上させることがで
きる。

【００１５】ｂは上側機枠７に設置したガイドパイプ昇
降装置で、このガイドパイプ昇降装置ｂはガイドパイプ
３を把持する把持部材１３，１３をＺ軸方向に昇降させ
るガイドパイプ昇降ジャッキ１４，１４を収納したガイ
ドパイプ昇降マスト１５，１５と、そのガイドパイプ昇
降マスト１５，１５をＹ軸方向に水平スライドさせるス
ライドジャッキ１６，１６とにより構成されている。

【００１６】ガイドパイプ３は上記ガイドパイプ昇降装
置ｂによって立坑５ａのほぼ中心部に垂直に懸架され、
その下部先端には切欠部３ａが穿設されている。

【００１７】１７……は、ガイドパイプ３をガイドパイ
プ保持装置ａのＸ軸スライド方向とガイドパイプ昇降装
置ｂのＹ軸スライド方向との交点となる中心にガイドパ
イプ３の中心を合わせるためのガイドシリンダーで、こ
のガイドシリンダー１７……は基端を上側機枠７に取付
けてガイドパイプ３を放射方向から支持する。

【００１８】１９は、図６に示すようにガイドパイプ３
内を案内され、地山を掘削し、かつその掘削土を坑外に
搬出するための重力式バケット掘削機で、この重力式バ
ケット掘削機１９はクレーン装置２０を巻き上げ、巻き
下げ操作することにより立坑５ａの底面中心部を先行掘
削する。

【００１９】２１は、立坑５ａの内面周辺部の掘削、そ
の集土および内壁面の整形などを行うための回転式掘削
機２２やブレーカ２３などをガイドパイプ３の回りに旋
回自在に架設した全旋回式掘削装置で、回転式掘削機２
２やブレーカ２３はそれぞれ揺動シリンダー２２ａ，２
３ａおよび伸縮アーム２２ｂ，２３ｂによって伸縮自在
にかつ揺動自在に取付けられている。

【００２０】なお、全旋回式掘削装置２１には多種多様
な地質に対応するため、ショベル系掘削機や削岩機など
を適宜選択装備できるようになっている。

【００２１】２４は全旋回式掘削装置２１をガイドパイ
プ３の回りに旋回させるための回転駆動装置である。

【００２２】２５はガイドパイプ３を立坑５ａ内に垂直
に支持するための一対のグリッパー装置で、このグリッ
パー装置２５はグリッパー板をグリッパー用伸縮シリン
ダーにより進退させる構成である。

【００２３】２６，２６は立坑５ａの内面周辺部の掘削
および土留めなどの坑内作業撮影用のＴＶカメラで、こ
のＴＶカメラ２６，２６は全旋回式掘削装置２１に取付
けられている。２７はＴＶカメラ２６，２６により撮影
した作業現場を映すＴＶモニタ、２８は上側機枠７に設
置され、マンゲージ２９をガイドパイプ３内に案内昇降
させる昇降設備である（図９）。

【００２４】３０は立坑５ａの内壁面の土留めをするた
めの吹付マニピュレータで、この吹付マニピュレータ３
０は吹付用回転装置３１および吹付ノズル３２を揺動す
る吹付用揺動装置などで構成されている。

【００２５】そして、上記吹付マニピュレータ３０はガ
イドパイプ３の内側に吹付用グリッパーのグリッパー板
をグリッパー用伸縮シリンダーにより進出させることに
より固定させる。

【００２６】３３はガイドパイプ保持ジャッキ２ａ、ガ
イドパイプ昇降ジャッキ１４、スライドジャッキ１６な
どの各油圧装置の駆動源である油圧ユニットである。

【００２７】上記構成の立坑施工装置は、当該立坑施工
位置に以下のように設置され、立坑の掘削を行う。すな
わち、最初の立坑施工位置に下側機枠１を設置し、その
下側機枠１にガイドパイプ保持装置ａを設置するととも
に、上側機枠７を載置し、その上側機枠７にガイドパイ
プ昇降装置ｂを設置する。

【００２８】一方、ガイドパイプ３の外周所定位置に全
旋回式掘削装置２１およびグリッパー装置２５、ＴＶカ
メラ２６，２６を装備する。

【００２９】そして、ガイドパイプ３をガイドシリンダ
ー１７……によって案内させながらガイドパイプ昇降装
置ｂから垂直に懸架させ、グリッパー装置２５によりガ
イドパイプ３の先端側の位置を立坑５ａの中心に調整し
ながら，その先端を掘削底面に接地させる。

【００３０】これによって、ガイドパイプ３は、その上
部基端と下部基端とがガイドパイプ昇降装置ｂと掘削底
面との間に固定される。そこでまず、中心先行掘削を次
のようにして行う。

【００３１】すなわち、ガイドパイプ３を案内として、
その内側をクレーン装置２０により高速で、しかも安定
した状態で重力式バケット掘削機１９を上下させること
によって、立坑５ａの底面中心部３４を所要深さ先行掘
削し、その掘削土を坑外に搬出し、掘削自由面３５を形
成する（図６）。

【００３２】次に、全旋回式掘削装置２１に装備された
ＴＶカメラ２６，２６により回転式掘削機２２およびブ
レーカ２３による作業状況を映し、これを地上に設置さ
れたＴＶモニタ２７により監視し、それに基づいて地上
からの遠隔操作により回転式掘削機２２あるいはブレー
カ２３の作動を適宜制御しながら、立坑５ａの内面周辺
部の掘削を行うとともに、掘削土を先行掘削された底面
中心部３４に集土する（図７）。

【００３３】また、送風機１１は、その作動により分流
器１２を介して外部より環状空間９に必要風量の送風を
行う。環状空間９内では下向きの送風となり、ガイドパ
イプ３の下部先端に達した流れは、その切欠部３ａから
内部を通って上昇し坑外に導かれることになる。回転式
掘削機２２およびブレーカ２３の作動に伴って環状空間
９に発生する粉塵も同様にその切欠部３ａから内部を通
って坑外に排出されることになる。

【００３４】この場合、上記環状空間９に発生する粉塵
を坑外に排出するのに必要な送風機１１からの送風量
は、発生する粉塵量および粉塵排出に必要な流速から決
定される。

【００３５】このように環状空間９に必要風量の送風を
行うことにより掘削に伴って環状空間９に発生する粉塵
は、その流れに導かれてガイドパイプ３より坑外に排出
され、ＴＶカメラ２６，２６や全旋回式掘削装置２１な
どが存在する環状空間９の視界を良好に改善するととも
に、ＴＶカメラ２６，２６のレンズや回転式掘削機など
の各種機械器具に付着することがなくなる。このため、
ＴＶモニタ２７によって作業を監視しながら、立坑５ａ
の内面周辺部の掘削および内壁面の整形などを容易に行
うことができる。

【００３６】次いで、土留めを施工する位置までガイド
パイプ３を引き上げてグリッパー装置２５を立坑５ａの
内壁に対して固定させ、立坑５ａの内面周辺部の掘削時
と同様に地上からの遠隔操作で、吹付マニピュレータ３
０をガイドパイプ３の先端より下方に突出させて、ガイ
ドパイプ３の内面に吹付用グリッパーで固定させ、かつ
掘削した立坑５ａの内壁面に図８に示すごとくコンクリ
ート３６またはモルタルを吹き付けて土留めを行う。

【００３７】この場合も、送風機１１により必要風量
で、必要流速の送風を行うことにより分流器１２を介し
て環状空間９内に導かれる送風が、土留め時に環状空間
９に発生する粉塵を伴ってガイドパイプ３の下部先端か
らその内部を通って坑外に排出される。

【００３８】立坑５ａの内壁面の土留めが完了したのち
は、ガイドパイプ３より吹付マニピュレータ３０を抜取
り、再度ガイドパイプ３の先端を掘削底面に接地させ、
その内側を重力式バケット掘削機１９を上下動させて立
坑５ａの底面中心部３４を先行掘削する。

【００３９】このような掘削、排土、土留め作業サイク
ルの継続は、ガイドパイプ昇降ジャッキ１４を繰り返し
伸縮させ、かつスライドジャッキ１６とガイドパイプ保
持ジャッキ２ａとを交互に作動させてガイドパイプ３を
把持するとともに、その上昇・下降を行い、さらに必要
に応じてクレーン装置２０でガイドパイプ３の継ぎ足し
を行い、所定の支持地盤まで施工する。

【００４０】なお、支持地盤付近の硬岩掘削時は、図示
を省略した重錘の落下によってクラックを生じさせた
り、ブレーカ２３で岩盤を破砕したり、図示を省略した
削岩機によって削孔を穿設したのち、人力による破砕剤
の注入あるいは発破の充填によって岩盤破砕を行う。そ
して、前記と同様に、全旋回式掘削装置２１によって立
坑５ａの底面中心部３４へ掘削土を集土したのち、重力
式バケット掘削機１９によりこれを坑外に搬出して行
う。

【００４１】発破作業時には、全旋回式掘削装置２１、
グリッパー装置２５およびＴＶカメラ２６，２６が装着
されたガイドパイプ３を、ガイドパイプ保持装置ａとガ
イドパイプ昇降装置ｂとにより所要の安全位置まで上昇
退避させる。

【００４２】また、計画どおりの立坑５ａの掘削および
土留め完了後には、ガイドパイプ保持装置ａとガイドパ
イプ昇降装置ｂとにより全旋回式掘削装置２１、グリッ
パー装置２５およびＴＶカメラ２６，２６を装着したま
まガイドパイプ３を引上げ、これを図１に示す設置状態
に戻す。

【００４３】図１０に示すように同一敷地内で複数の立
坑５ａ〜５ｆを施工する場合は、リフト装置８，８を伸
張させて車輪６，６をレール４，４上に降すとともに下
側機枠１を地表面から離間させ、装置全体をレール４，
４に沿って次の立坑施工位置まで移動させ、その位置に
おいて、リフト装置８，８を収縮して車輪６，６をレー
ル４，４から浮き上がらせ、下側機枠１を当該施工位置
の地表面に接地定着し、再度前記同様の立坑掘削作業を
行う。

【００４４】なお、昇降設備２８によりガイドパイプ３
内をマンゲージ２９を上下動させることにより図９に示
すように地上と掘削底面との間で人員を昇降させること
ができる。

【００４５】上記において、立坑５ａ〜５ｆの内面周辺
部の掘削は、ガイドパイプ３の上部基端をガイドパイプ
昇降装置ｂに支持し、また下部先端を掘削底面に垂直に
接地させ、そのガイドパイプ３に装架した全旋回式掘削
装置２１によって行うので、特に立坑５ａ〜５ｆの内壁
面の施工精度を向上させることができる。

【００４６】また、立坑５ａ〜５ｆの内面周辺部と底面
中心部３４とがガイドパイプ３によって仕切られている
ため、全旋回式掘削装置２１による立坑５ａ〜５ｆの内
面周辺部の掘削および掘削土の底面中心部３４への集土
と底面中心部３４の重力式バケット掘削機１９による排
土とが同時に施工可能となり、立坑５ａ〜５ｆ内の掘削
土を坑外へ搬出する処理能率が向上する。

【００４７】ガイドパイプ３の外周に装備された全旋回
式掘削装置２１の動き、およびガイドパイプ３内に装備
された吹付マニピュレータ３０の動きを、ＴＶカメラ２
６，２６で映し、地上のＴＶモニタ２７で監視しながら
各種機械器具を遠隔操作することによって、立坑５ａ〜
５ｆ内の狭隘な空間での人力作業に起因する苦渋作業を
極力排除でき、作業の安全性が向上する。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明には、次のような効果がある。立坑とガイドパイプと
の間の環状空間に対して行われた送風がガイドパイプを
通じ円滑に排出されるとともに、立坑内に発生する粉塵
も排出され、所要の換気が効果的に行われる。したがっ
てまた、立坑内における掘削、土留めなどの各種作業時
に作業撮影用のＴＶカメラの視界を妨げるとか、作業員
の健康を害するとか、あるいはまた各種の機械器具に粉
塵を付着させ、支承を来すとかいうようなことを全て解
消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る立坑施工装置の一実施例を示
し、ガイドパイプ昇降装置を立坑施工位置に設置する状
態の縦断面図である。

【図２】同上の一部省略平面図である。

【図３】同上の覆工板を下側機枠に架設した状態を示す
平面図である。

【図４】図３の正面図である。

【図５】図３の側面図である。

【図６】図１の施工装置により立坑の底面中心部を先行
掘削する時の縦断面図である。

【図７】同上の立坑の内面周辺部を掘削する時の縦断面
図である。

【図８】同上の立坑の内壁面の土留めを行う時の縦断面
図である。

【図９】同上の立坑に作業員を昇降させる時の縦断面図
である。

【図１０】複数の立坑施工位置の周囲に敷設されたレー
ルに載置されるガイドパイプ昇降装置を示す概略平面図
である。

【符号の説明】

ａ ガイドパイプ保持装置 ｂ ガイドパイプ昇降装置１ 下側機枠 ２ ガイドパイプ挾持杆 ２ａ ガイドパイプ保持ジャッキ ３ ガイドパイプ３ａ 切欠部 ５ 立坑 ７ 上側機枠 ９ 環状空間 １０ 覆工板１０ｅ 給気口 １１ 送風機１２ 分流器 １３ 把持部材 １４ ガイドパイプ昇降ジャッキ １５ ガイドパイプ昇降マスト １６ スライドジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 哲也 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (72)発明者 三枝 俊治 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (56)参考文献 実開 平２−73500（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭60−6437（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 1/03 - 1/06 E21D 5/00 E21D 7/00 E21F 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立坑にガイドパイプを垂下支持し、掘削・
   排土・土留めを順次繰り返し行う立坑施工装置におい
   て、（１）下側機枠に上側機枠が重合設置されているこ
   と、（２）上記下側機枠にガイドパイプ保持装置が設置
   されていること、（３）同下側機枠に、立坑の内面周辺
   部とガイドパイプの外周との間に形成される環状空間の
   上面開口を閉蓋する覆工板が架設されていること、
   （４）上記上側機枠にガイドパイプ昇降装置が設置され
   ていること、（５）同上側機枠に、上記覆工板の給気口
   との間を分流器で接続した送風機を設置していること、
   （６）上記ガイドパイプが、その下部先端に切欠部を穿
   設していること、（７）上記送風機により、環状空間に
   分流器を介して送風すると、その環状空間内では下向き
   の送風となり、ガイドパイプの下部先端に達した流れ
   は、上記切欠部からガイドパイプの内部を通って上昇し
   坑外に排出されるようにしてなることを特徴とする換気
   装置。
2. 【請求項２】立坑にガイドパイプを垂下支持し、掘削・
   排土・土留めを順次繰り返し行う立坑施工装置おいて、
   （１）下側機枠に上側機枠が重合設置されていること、
   （２）上記下側機枠に、立坑に垂下するガイドパイプを
   水平方向から挾持するガイドパイプ挾持杆と、そのガイ
   ドパイプ挾持杆を開閉スライドさせるガイドパイプ保持
   ジャッキとからなるガイドパイプ保持装置が設置されて
   いること、（３）同下側機枠に上記立坑の内面周辺部と
   ガイドパイプの外周との間に形成される環状空間の上面
   開口を閉蓋する覆工板が架設されていること、（４）上
   記上側機枠に、上記ガイドパイプを把持する把持部材を
   昇降させるガイドパイプ昇降ジャッキと、そのガイドパ
   イプ昇降ジャッキを収納したガイドパイプ昇降マストを
   水平スライドさせるスライドジャッキとからなるガイド
   パイプ昇降装置が設置されていること、（５）同上側機
   枠に、上記覆工板の給気口との間を分流器で接続した送
   風機を設置していること、（６）上記ガイドパイプが、
   その下部先端に切欠部を穿設していること、（７）上記
   送風機により、環状空間に分流器を介して送風すると、
   その環状空間内では下向きの送風となり、ガイドパイプ
   の下部先端に達した流れは、上記切欠部からガイドパイ
   プの内部を通って上昇し坑外に排出されるようにしてな
   ることを特徴とする換気装置。