JP3532493B2 - トンネル掘削用排出処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大口径のトンネル
を施工するために地中を掘削した大小の岩石・土砂など
のずりを大きさに応じて分別して一本の長いコンベヤベ
ルトを回転させて排出し、掘削作業車の前進に合わせて
コンベヤベルトの搬送路を延長させるようにしたトンネ
ル掘削用排出処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、トンネルや坑道などを施
工するためには、地中を掘削機で掘り進むか、発破によ
って徐々に地盤を破壊して行く。いずれの場合において
も、発破で破壊するか掘削した岩石・土砂などのずりを
地上に排出するために運ばなければならない。このずり
の排出を連続して行うためにベルトコンベヤ装置が用い
られる。従来のベルトコンベヤ装置においては、大きな
岩石・土砂を運ぼうとするとコンベヤベルトのベルト巾
が広くなって装置が大型化して高価になり、トンネルや
坑道での通路の巾を縮めてトラックなどの移動の障害と
なる。このため、掘削機などとベルトコンベヤ装置の前
方端の間に岩石を細く破砕するクラッシャーを設置して
用いられることが多い。クラッシャーは投入された岩石
を細く破砕し、所定の大きさ以下に破砕したもののみ排
出するものである。しかし、クラッシャーで破砕できる
岩石の大きさは能力上決められており、大きな岩石を処
理できるクラッシャーは非常に高価なものであり用いに
くかった。また、非常に硬い岩石は破砕に時間がかかっ
ていた。また、小さい岩石や土砂もクラッシャーに投入
されるため作業が効率的でなかった。クラッシャーに投
入できない岩石は、クラッシャーに投入できる大きさま
で削岩機等によって砕かなければならず、作業が効率的
ではなかった。また、クラッシャーに投入しない大きな
岩石は、トラックや坑道内でトラックなどの通路となる
部分に置かれて行くため、トラック等をトラックや坑道
先端まで移動させることができず不便な場合が生じてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来のこれらの問題点を解消し、施工コス
トを抑制し、効率的にずり（岩石・土砂）の排出を行え
るトラック掘削用排出処理方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 １） トンネル内の掘削したずりをふるいにかけ、ふる
いを通過したずりをトンネル内に設置したベルトコンベ
ヤ前端に送り、同ベルトコンベヤによって排出し、ふる
い上に残った余部のずりを移動車両によって排出するよ
うにしたトンネル掘削用排出処理方法であって、ベルト
コンベヤが前後に長いコンベヤベルトを用いた伸縮でき
るベルトコンベヤであり、ベルトコンベヤの前端部分に
前後方向に伸縮する油圧シリンダーを設け、同油圧シリ
ンダーと掘削作業車を索体で連結し、油圧シリンダーを
収縮させて索体を引くようにして掘削作業車にベルトコ
ンベヤ前端部分を近づけるようにしてベルトコンベヤを
延長させるようにし、ふるい上に残った余部のずりを前
方に排出して掘削作業車とベルトコンベヤの間に一時的
に置くようにしたトンネル掘削用排出処理方法 ２） トンネル内に掘削したずりを排出するベルトコン
ベヤを設置し、ふるいをコンベヤ始端の上方に設け、同
ふるいを通過した岩石・土砂をコンベヤベルトに送る下
方シュートを設けたトンネル掘削用排出処理装置であっ
て、ベルトコンベヤが、一本の長い無端のコンベヤベル
トを前後にはり渡し、コンベヤベルトを駆動させる駆動
装置を設け、コンベヤ本体に対してコンベヤ前端部分を
前後に可動できるようにし、同コンベヤ前端部分の移動
に伴ってあらかじめ複数回折り返した下側のコンベヤベ
ルトを送り出してコンベヤ搬送面を延長させるベルト伸
縮機構を設けたベルトコンベヤであり、コンベヤ前端部
分に油圧駆動で前後に伸縮する油圧シリンダーを設け、
コンベヤ前端部分のさらに前方に配置される掘削作業車
と前記油圧シリンダーを索体で連結し、油圧シリンダー
の伸縮で索体を引いてコンベヤ前端部分が掘削作業車に
近づくよう移動できるようにしたトンネル掘削用排出処
理装置 ３） 索体を油圧シリンダーのストローク長さ毎に脱着
自在に接続するようにした前記２）記載のトンネル掘削
用排出処理装置にある。

【０００５】

【作用】本発明においては、掘削作業車によって掘削し
たずり（岩石・土砂）をふるいにかけ、ふるいを通過し
たずりをベルトコンベヤで後方に送って排出する。ふる
い上に残った余部のずりは移動車両によって地上に運ん
で排出する。ベルトコンベヤの前端部分に設けた油圧シ
リンダーと掘削作業車を索体で連結し、油圧シリンダー
で索体を引いてベルトコンベヤの前端部分が掘削作業車
に近づくように移動させるようにしてベルトコンベヤを
延長させる。また、ふるい上に残った余部のずりを掘削
作業車とベルトコンベヤの間に一時的に置くようにして
トンネル内での移動車両の通路で障害とならないように
する。ベルトコンベヤを設置し、ふるいをコンベヤ始端
の上方に設け、下方シュートを設けた装置は、トンネル
内で掘削したずりをふるいにかけて、ふるいを通過した
岩石・土砂を下方シュートでコンベヤ始端に送って、ベ
ルトコンベヤによってふるいを通過したずりを排出す
る。コンベヤベルトをはり渡し、駆動装置を設け、コン
ベヤ本体に対してコンベヤや前端部分を前後に可動でき
るようにし、ベルト伸縮機構を設け、コンベヤ始端上に
ふるいを設け、コンベヤ搬送面を延長させるベルト伸縮
機構を設け、コンベヤ前端部分に油圧シリンダーを設
け、掘削作業車と油圧シリンダーを索体で連結した装置
は、トンネル内で掘削されたずりをふるいにかけ、ふる
いを通過したずりを下方シュートでコンベヤ始端に送っ
て駆動装置で駆動されたコンベヤベルトによって排出す
る。このようにして掘削作業車が掘進したならば、油圧
シリンダーを収縮させるようにして索体を引く。コンベ
ヤ前端部分は前後に可動できるようになっており、引い
た索体の前端は掘削作業車に取り付けているので、索体
を引くことによってコンベヤ前端部分が前方に移動す
る。また、この際にはベルト伸縮機構によってコンベヤ
ベルトを送り出す。このようにしてベルトコンベヤを延
長させていく。索体を油圧シリンダーのストローク長さ
毎に脱着自在に接続したものは、伸縮できる油圧シリン
ダーのストローク長さ毎でベルトコンベヤ前端を移動さ
せるようにする。

【０００６】

【発明の実施の形態】掘削作業車には発破工法に用いら
れるものも含むものとする。本発明のトンネル掘削用排
出処理装置のベルト伸縮機構及び駆動装置は通常、地上
のベルトコンベヤ後端部分に設けられる。油圧シリンダ
ーは単数で用いても複数で用いてもどちらでもよい。索
体としてはワイヤーロープ、チェーン等があり、所定の
強度があればどのようなものでもかまわない。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して具体
的に説明する。図１〜６に示す実施例は、トンネル内で
掘削したずり（岩石・土砂）にふるいをかけて、ふるい
を通過した岩石・土砂をベルトコンベヤで後方に送り、
ベルトコンベヤの前端部分に設けた油圧シリンダーと掘
削作業車で連結したトンネル掘削用排出処理方法の例で
あって、コンベヤ始端の上方にふるいを設け、ふるいを
通過した岩石・土砂をコンベヤベルトの始端に送る下方
シュートを設け、油圧シリンダーと掘削作業車をワイヤ
ーロープで連結し、ワイヤーロープは油圧シリンダーの
ストローク長さ毎に脱着自在に接続するようにしたトン
ネル掘削用排出処理装置の例である。図１は実施例のト
ンネル掘削用排出処理方法及び装置を用いて施工してい
る状態を示す説明図である。図２は実施例のトンネル掘
削用排出処理装置の先端部分の側面図である。図３は実
施例のトンネル掘削用排出処理装置の先端部分の平面図
である。図４は実施例のトンネル掘削用排出処理装置の
断面図である。図５は実施例のトンネル掘削用排出処理
装置の説明図である。図６は実施例のトンネル掘削用排
出処理装置の後端部分を示す説明図である。図中、１は
トンネル掘削用排出処理装置、２はふるい部、２ａはふ
るい目部、２ｂは側板、２ｃは後面板、２ｄはスプリン
グ支持部、２ｅはストッパ、２ｆは振動モーター、２ｇ
は前方シューター、２ｈは下方シューター、２ｉは受
板、３はベルトコンベヤ、３ａはコンベヤベルト、３ｂ
は上方ローラー、３ｃは下方ローラー、３ｄはベルト伸
縮機構、３ｅは駆動装置、３ｆはコンベヤ支持部、４は
油圧シリンダー、５はバックアップデッキ、５ａはコン
ベヤベルト、５ｂは移動ローラー、５ｃは油圧ジャッ
キ、６はワイヤーロープ、７は取付けリング、３０は掘
削作業車、Ｒは余部のずり（大きな岩石）、Ｓはふるい
を通過したずり（小さな岩石・土砂）、Ｔはトンネルで
ある。実施例のトンネル掘削用排出処理方法及び装置で
はトンネルを掘削する掘削作業車３０の後方にベルトコ
ンベヤを設け、掘削作業車３０で掘削した岩石・土砂を
後方の地上に排出するものである。

【０００８】まず、本実施例のベルトコンベヤ３は図
１，４，６に示すように１本の長いコンベヤベルト３ａ
を用いている。このベルトコンベヤ３は複数連結された
コンベヤ支持部３ｆの前後端に無端のコンベヤベルト３
ａをかけ渡し、その途中においては、上側のコンベヤベ
ルト３ａは複数の上方ローラー３ｂで摺動自在に支持
し、下側のコンベヤベルト３ａは複数の下方ローラー３
ｃで摺動自在に支持する。さらに上方ローラー３ｂは左
右端が斜め上方に向かうようにして、上側のコンベヤベ
ルト３ａ上に載せた土砂が側方に落下しないようにして
いる。次にベルトコンベヤの後方の地上部分に、図６に
示すようにベルト伸縮機構３ｄを設ける。ベルト伸縮機
構３ｄは下側のコンベヤベルト３ａを一定区間において
上下に多段となるよう前後に複数回折り返したもので、
このそれぞれの段の前後をせばめることによってコンベ
ヤベルト３ａを送り出し、また送り出したコンベヤベル
ト３ａを引き込むようにしてベルト伸縮機構３ａ以外の
部分のベルト長を長くしたり短くしたりできるものであ
る。次にベルトコンベヤ３の後端に駆動装置３ｅを設け
てコンベヤベルト３ａを駆動できるようにする。次にベ
ルトコンベヤ３の前端部分に、掘削作業車３０で掘削し
た岩石・土砂を受け取ってコンベヤによる搬送路の始端
となるベルトコンベヤ３の前端部分に送るバックアップ
デッキ５を設ける。バックアップデッキ５には前端を低
くして後端を高くするようにコンベヤベルト５ａをかけ
渡して、ベルトコンベヤ３とは別駆動となるようにし、
コンベヤベルト５ａの後端がベルトコンベヤ３の前端部
分の上方に上下に重なるよう位置するようにする。バッ
クアップデッキ５の下部には移動ローラー５ｂを設け
て、トンネル内に付設するレール上を移動自在にする。
また、バックアップデッキ５の左右側方には油圧ジャッ
キ５ｃを設ける。

【０００９】次にこのバックアップデッキ５のコンベヤ
ベルト５ａの搬送路の前端の上方にふるい部２を設け
る。ふるい部２は図２〜４に示すように底部の後端部分
を平板状の受板２ｉとし、受板２ｉより前方の底部は、
格子状に金属部材を組み合わせてふるい目部２ａを構成
する。この底部の後部及び側方部に側板２ｂ及び後面板
２ｃを設け、上方及び前方は塞がないようにする。次
に、左右両側の側板２ｂに振動モーター２ｆを設け、ふ
るい目部２ａの前端に斜め下方の前方に向かう前方シュ
ーター２ｇを設ける。次にふるい部２をバックアップデ
ッキ５に対して上下に振動自在となるように下部をスプ
リング支持部２ｄで支持する。次にこのふるい部２の振
動による下方への動きを制限するためのストッパ２ｅを
設ける。次に、ふるい目部２ａの下方に略Ｖ字状にふる
い目部２ａを通過した土砂を中央に集めて下方のコンベ
ヤベルト５ａ上に送る下方シューター２ｈを設ける。次
にバックアップデッキ５の下方両側面に前端が伸縮する
油圧シリンダー４を設ける。次に掘削作業車３０にワイ
ヤーロープ６を連結する。ワイヤーロープ６は油圧シリ
ンダー４のストローク長毎に取付けリング７で連結した
ものを使用する。

【００１０】このトンネル掘削用排出処理装置１を用い
てトンネル内で掘削作業車３０で掘削したずり（岩石・
土砂）を排出するには、ショベル機などによって掘削し
たずりをふるい部２の上部に投入する。この際にふるい
部２の振動モーター２ｆを駆動させてふるい目部２ａ上
のずりを振動させてふるいにかける動きをさせてふるい
目より小さいずりを下方に落とす。ふるい目部２ａより
下方に落ちるように移動させたずりは下方シューター２
ｈによってバックアップデッキ５のコンベヤベルト５ａ
上に誘導し、コンベヤベルト５ａによって後方斜め上に
向って送り、コンベヤベルト５ａの後端からベルトコン
ベヤ３のコンベヤベルト３ａの前端上に落下させる。コ
ンベヤベルト３ａの上に移動させたふるい目より小さい
ずりは駆動装置３ｅで駆動されるコンベヤベルト３ａに
よって後方に送られ、トンネル外部となるコンベヤベル
ト後端から排出される。ふるい上に残った余部のずり
（大きな岩石）Ｒは、ふるい目部２ａが前方を低くする
よう傾けられていることによって又は振動も加わること
によって徐々に前端部分に向って移動し、ふるい目部２
ａ前端より前方シューター２ｇで誘導されてバックアッ
プデッキ５の前方に落下する。このように本実施例で
は、掘削作業車３０とバックアップデッキ５の間にふる
い上に残った余部のずりＲを一時的に仮置きするように
しているのでトンネル内でトラック等の作業車などが通
路をトラックの前端部分まで容易に移動できることにな
る。よってより円滑に作業が行えるようになる。掘削作
業車３０とバックアップデッキ５の間に置かれた余部の
ずりＲは、トラック等によってトラック外部に運んで排
出するようにする。このように、掘削後に掘削したずり
をまずふるいにかけて、通過させたものをベルトコンベ
ヤで後方に送って排出し、残った大きな岩をトラック等
によってトンネルに運ぶことによりトンネル内で人が手
作業機を用いて大きな岩を砕くような作業がなくなって
非常に効率的に作業が行なわれるようになる。このよう
にして掘削作業が進行し、掘削作業車が所定の距離前進
したならば、バックアップデッキ５の油圧ジャッキ５ｃ
によってバックアップデッキ５の移動ローラー５ｂがレ
ールと係合しないように浮いた状態にし、レールの前端
に新たにレールを取り付けてレールを前方に延長する。
次に油圧ジャッキ５ｃによってバックアップデッキ５を
降下させて移動ローラー５ｂがレールと係合するように
する。次にバックアップデッキ５に設けた油圧シリンダ
ー４のロッドを前方に伸長させ、掘削作業車３０に取り
付けたワイヤーロープ６のもう一端を油圧シリンダー４
の伸長させたロッド先端に取り付ける。次に油圧シリン
ダー４を収縮させる。油圧シリンダー４を収縮させるこ
とによってワイヤーロープ６を引くこととなり、掘削作
業車３０と引き付け合う力が働く。バックアップデッキ
５はレール上を移動自在であるので、油圧シリンダー４
のストローク分、バックアップデッキ５が前方に移動す
る。このように移動させることによって掘削作業車に追
従するようにバックアップデッキ５を移動させることが
でき、また、その構造はシンプルで、図６に示すように
掘削作業車とバックアップデッキ５の間に余部のずりＲ
を置くことに問題が生じないようにできる。このように
してバックアップデッキ５を前進させることができたな
らば、コンベヤ支持部３ｆの前端にさらに上方ローラー
３ｂ，下方ローラー３ｃを備えたコンベヤ支持部３ｆを
連結し、ベルト伸縮機構３ｄによってコンベヤベルト３
ａを送り出してベルトコンベヤ３をさらに前方に延長さ
せる。このようにして次々と掘削して行けば非常に効率
的なトンネルの施工となり、よって非常に施工コストを
抑制できる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、施工コストを抑制し、
効率的にずりの排出を行えるトンネル掘削用排出処理方
法にできる。ベルトコンベヤの前端部分に設けた油圧シ
リンダーと掘削作業車を索体で連結し、掘削した大きな
岩石を掘削作業車とベルトコンベヤの間に一時的に置け
るようにしてトンネル内で移動車両がスムーズに移動及
び作業できるようにする。ベルトコンベヤを設置し、ふ
るいをコンベヤ始端の上方に設け、下方シュートを設け
た装置は、効率的に掘削したずりの排出を行えるトンネ
ル掘削用排出処理装置にできる。コンベヤベルトをはり
渡し、駆動装置を設け、コンベヤ本体に対してコンベヤ
前端部分を前後に可動できるようにし、ベルト伸縮機構
を設け、コンベヤ始端上にふるいを設け、コンベヤ搬送
面を延長させるベルト伸縮機構を設け、コンベヤ前端部
分に油圧シリンダーを設け、掘削作業車と油圧シリンダ
ーを索体で連結した装置は、さらに効率的に掘削したず
りを排出できるようにし、また、ベルトコンベヤをスム
ーズに伸長させて掘削してさらに効率よく作業できるよ
うにする。また、作業効率を向上させることによりさら
に施工コストを抑制する。索体を油圧シリンダーのスト
ローク長さ毎に脱着自在に接続したものは、索体の取扱
い作業を容易にしてさらに効率的に作業を行えるように
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のトンネル掘削用排出処理方法及び装置
を用いて施工している状態を示す説明図である。

【図２】実施例のトンネル掘削用排出処理装置の先端部
分の側面図である。

【図３】実施例のトンネル掘削用排出処理装置の先端部
分の平面図である。

【図４】実施例のトンネル掘削用排出処理装置の断面図
である。

【図５】実施例のトンネル掘削用排出処理装置の説明図
である。

【図６】実施例のトンネル掘削用排出処理装置の後端部
分を示す説明図である。

【符号の説明】

１ トンネル掘削用排出処理装置 ２ ふるい部 ２ａ ふるい目部 ２ｂ 側板 ２ｃ 後面板 ２ｄ スプリング支持部 ２ｅ ストッパ ２ｆ 振動モーター ２ｇ 前方シューター ２ｈ 下方シューター ２ｉ 受板 ３ ベルトコンベヤ ３ａ コンベヤベルト ３ｂ 上方ローラー ３ｃ 下方ローラー ３ｄ ベルト伸縮機構 ３ｅ 駆動装置 ３ｆ コンベヤ支持部 ４ 油圧シリンダー ５ バックアップデッキ ５ａ コンベヤベルト ５ｂ 移動ローラー ５ｃ 油圧ジャッキ ６ ワイヤーロープ ７ 取付けリング ３０ 掘削作業車 Ｒ 余部のずり（大きな岩石） Ｓ ふるいを通過したずり（小さな岩石・土砂） Ｔ トンネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 昭 福岡県福岡市博多区博多駅前三丁目12番 10号 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 扇 裕次 福岡県福岡市博多区博多駅前三丁目12番 10号 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 金 瑞夫 福岡県福岡市博多区古門戸町３番１号 タグチ工業株式会社内 (72)発明者 篠原 靖人 福岡県福岡市博多区古門戸町３番１号 タグチ工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−44180（ＪＰ，Ａ) 特開2000−45691（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−217280（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル内の掘削したずりをふるいにか
   け、ふるいを通過したずりをトンネル内に設置したベル
   トコンベヤ前端に送り、同ベルトコンベヤによって排出
   し、ふるい上に残った余部のずりを移動車両によって排
   出するようにしたトンネル掘削用排出処理方法であっ
   て、 ベルトコンベヤが前後に長いコンベヤベルトを用いた伸
   縮できるベルトコンベヤであり、ベルトコンベヤの前端
   部分に前後方向に伸縮する油圧シリンダーを設け、同油
   圧シリンダーと掘削作業車を索体で連結し、油圧シリン
   ダーを収縮させて索体を引くようにして掘削作業車にベ
   ルトコンベヤ前端部分を近づけるようにしてベルトコン
   ベヤを延長させるようにし、ふるい上に残った余部のず
   りを前方に排出して掘削作業車とベルトコンベヤの間に
   一時的に置くようにした トンネル掘削用排出処理方法。
2. 【請求項２】 トンネル内に掘削したずりを排出するベ
   ルトコンベヤを設置し、ふるいをコンベヤ始端の上方に
   設け、同ふるいを通過した岩石・土砂をコンベヤベルト
   に送る下方シュートを設けたトンネル掘削用排出処理装
   置であって、 ベルトコンベヤが、一本の長い無端のコンベヤベルトを
   前後にはり渡し、コンベヤベルトを駆動させる駆動装置
   を設け、コンベヤ本体に対してコンベヤ前端部分を前後
   に可動できるようにし、同コンベヤ前端部分の移動に伴
   ってあらかじめ複数回折り返した下側のコンベヤベルト
   を送り出してコンベヤ搬送面を延長させるベルト伸縮機
   構を設けたベルトコンベヤであり、コンベヤ前端部分に
   油圧駆動で前後に伸縮する油圧シリンダーを設け、コン
   ベヤ前端部分のさらに前方に配置される掘削作業車と前
   記油圧シリンダーを索体で連結し、油圧シリンダーの伸
   縮で索体を引いてコンベヤ前端部分が掘削作業車に近づ
   くよう移動できるようにしたトンネル掘削用排出処理装
   置。
3. 【請求項３】 索体を油圧シリンダーのストローク長さ
   毎に脱着自在に接続するようにした請求項２記載のトン
   ネル掘削用排出処理装置。