JP3898561B2 - 立坑掘削機における移動足場装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地下深層部に石油貯蔵所や放射性廃棄物の貯留所等の地下構造物を築造する際に、この計画地下構造物まで垂直な立坑を掘削するのに適した立坑掘削機における移動足場装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、立坑を所定深さまで掘削する手段として、小径の立坑の場合には先端に掘削ビットを装着しているバケットを使用して行い、大径の立坑の場合には発破によって掘り下げていくことが一般に行われているが、いずれの立坑掘削方法においても、所定径の立坑を能率よく掘削することが困難である。そのため、近年、岩盤トンネル掘削機（ＴＢＭ）を用いてこのトンネル掘削機のカッタ板を直下方向に向けた状態にして立坑を掘削することが実施されつつある。
【０００３】
上記トンネル掘削機は、水平坑や斜坑を掘削するのに広く使用され、前面に多数のローラビットを装着しているカッタ板を回転させながら推進してこのカッタ板によって掘削されたズリをベルトコンベアやスクリューコンベア等の搬出手段により後方に搬出するように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記トンネル掘削機を用いて立坑を掘削する場合、掘削壁面は垂直面となっているから該掘削壁面を作業員の足場に利用することができなく、従って、トンネル掘削機の上方側での掘削壁面の点検作業や防水シート張り作業、さらには、この掘削壁面に対する型枠や該型枠内への配筋作業やシート張り作業ができないという問題点がある。
【０００５】
このような問題点は、地上側から作業用の足場台や型枠を吊り下げて、この足場台上で上記のような作業を行えば解消することができるが、足場台や型枠を所定の高さ位置までつり下げることは困難であるばかりでなく、足場台と共に型枠を吊り下げると、作業が行い難くなり、その上、立坑が深くなれば地上からの足場台の昇降距離が長大となって作業性、安全性に問題が生じるばかりでなく、足場台を吊り下げるワイヤも大径のものを必要とし、地上に設置する揚重設備も大規模なものになるといった問題点がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、足場台を地上から吊り下げることなく、立坑掘削機の上方近傍部で上下移動して立坑掘削機により掘削された壁面の点検や該壁面に対する防水シートの張設作業等が比較的安全に且つ能率よく行えるようにすると共にこの足場台を利用した上記作業に平行してその上方で覆工作業等が円滑に行え、また、資材や機材の搬入、搬出も容易に行えるようにした立坑掘削機における移動足場装置を提供するにある。
【０００７】
【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の立坑掘削機における移動足場装置は、請求項１に記載したように、掘削機本体の下端に回転自在に配設しているカッタヘッドにより地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機において、掘削機本体の上端部に上方に向かって一定高さの支柱を立設し、この支柱に足場台を上下移動自在に配設した構造としている。
【０００８】
このように構成した立坑掘削機における移動足場装置において、上記支柱内に上下端部間に亘って昇降用階段を配設していることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、上記支柱の上半部側に移動型枠を配設してあり、この移動型枠を支柱の上端部に固定している固定台枠に上下移動可能に吊支する一方、この支柱の下半部側に上記足場台を上下移動自在に設けていることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】
立坑掘削機は、掘削機本体の下端に配設しているカッタ板を下向きに向けた状態で回転させながら下方に推進することによって立坑を掘削する。この立坑掘削機による立坑の掘進に伴って掘削機本体から上方に立設している支柱が掘削機本体と一体的に下方に移動し、該支柱に上下移動自在に配設している足場台が立坑掘削機によって掘削された掘削壁面に対向する。従って、この足場台を支柱をガイドとして上下移動させることにより立坑掘削機によって掘削される掘削壁面を全面的に容易に且つ安全に点検することができると共に、この掘削壁面に足場台を利用してコンクートの吹付作業や防水シートの張設作業等が能率よく行うことができる。
【００１１】
また、上記支柱内にこの支柱の上下端部間に亘って昇降用階段を設けておくことにより、足場台に対する作業員の出入りが円滑に行えると共に資材等の搬入、搬出も容易となる。
【００１２】
さらに、支柱における上半部側に固定台枠を一体に設けてこの固定台枠からチェーンブロック等により移動型枠を吊支する一方、支柱の下半部側で上記足場台を上下移動自在に配設しておくことによって、この足場台を利用して点検処理等が行われた掘削壁面が、立坑掘削機の掘削に従って上方に相対的に移動して移動型枠の外周方に位置した時に、該移動型枠を拡径させてこの掘削壁面から一定の隙間を存して沿わせ、その隙間にコンクリートを打設することによって覆工作業を能率よく行うことができる。
【００１３】
さらにまた、上記覆工作業等を行う際に、上記足場台を移動型枠の下端近傍部にまで上昇させることにより、この足場台上を利用して移動型枠内への配筋や移動型枠の下端開口部への妻型枠の装着作業が容易に行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明する。図１は立坑掘削機によって立坑Ｔを切り下げ掘削している状態を示すもので、掘削機本体Ａはその中心部に設けている小径垂直筒部１の下端側にカッタ板２を回転自在に配設していると共に、上記小径垂直筒部１の上端に固定足場台を兼用した水平固定支持台３の下面中央部を一体に固着してあり、この水平固定支持台３の上面中央部に上方に向かって一定高さの支柱４を垂直に立設、固定し、該支柱４に足場台５を上下移動自在に配設している。
【００１５】
なお、支柱４は上記水平固定支持台３の上面にその下端を直接、固定して立設してもよいが、図においては、支柱４の下端を平面矩形状支持枠3a上に固定し、この支持枠3aを水平固定支持台３上に４個のレベル調整装置６を介して連結、支持させた構造としている。このように構成することにより、掘削中に掘削機本体Ａが傾いた場合でも支柱４を鉛直に維持することができ、従って、足場台５を水平に保つことができ且つ足場台５が掘削壁面ｔに当接することがない。
【００１６】
この支柱４は、上記支持枠3aの四隅部から互いに平行に且つ前後左右に等間隔を存して立設している４本の縦柱材4a、4a、4a、4aと、これらの縦柱材4a、4a間を連結、固定しているトラス状に組み合わせた多数本の斜桁4bと水平桁4cとからなり、４本の縦柱材4aによって囲まれた中空内には上記水平固定台３から上端間に亘って昇降用階段７をジグザグ状に設けていると共にこの昇降用階段７の昇降途中には長さ方向に一定間隔毎に踊り場7aを形成している。
【００１７】
支柱４に上下移動自在に配設した上記足場台５は、掘削機本体Ａによって掘削された立坑Ｔよりも小径の水平円板形状に形成されてあり、その中央部に、図２に示すように、支柱４を挿通させている矩形状孔5aを設けていると共に外周端縁部に上方に向かって一定高さの手摺り5bを立設している。なお、この足場台５の外周部複数個所に、水平方向に伸縮する足場板（図示せず）を設けておき、不使用時には足場台５内に収納しておくと共に、使用時には足場台５から立坑Ｔの掘削壁面ｔに達するまで引き出して作業を行えるように構成しておくことが望ましい。
【００１８】
この足場台５を上記支柱４をガイドとして上下移動させる昇降駆動機構８としては、支柱４の縦柱材4a、4aに固定垂直ラック8aを一体に設ける一方、足場台５の上記矩形状孔5aの隅角部に昇降駆動用モータ8bを装着し、この昇降用駆動モータ8bの回転軸に固着しているピニオン8cを上記固定垂直ラック8aに噛合させた構造を採用している。なお、この足場台昇降駆動機構８が故障等した場合における安全性を確保するために、足場台５側に支柱の縦柱材4aに対する掴持機構（図示せず）を配設している。
【００１９】
支柱４に対する足場台５の上下移動範囲は、支柱４の下端から長さ方向の中央部、即ち、支柱４に下半部において行われ、従って、上記垂直ラック8aは支柱４の下端から長さ方向の中間部に達する部分に設けられている。そして、この支柱４の上半部側には移動型枠９が配設されている。
【００２０】
この移動型枠９は、掘削壁面ｔに沿って凸円弧状に湾曲している一定長さの型枠片9aを複数個、互いに径方向に伸縮自在に連結してなり、各型枠片9aの上端を、支柱４の上端部に固着している円板形状の固定台枠10の外周部下面に吊支された複数個のチェーンブロック11によってそれぞれ吊支されている。固定台枠10はその中央部に設けている矩形状の孔10a （図３に示す）に支柱４を挿通させた状態で該支柱４の上端から下方に所定距離を存した部分に固着されてあり、その外周端面を立坑Ｔの掘削壁面ｔに近接させていると共に外周部下面に上記複数個のチェーンブロック11を該固定台枠10の径方向に移動可能に支持している。なお、型枠片9aの内周面には足場板を張設した足場枠12を取付けている。
【００２１】
さらに、支柱４の上端には上記固定台枠10と略同大、同形の天板13が固定されていてこの天板13上にコンクリートホッパ14が設置されてあり、該コンクリートホッパ14に連結、連通しているコンクリート供給管15の下端を立坑Ｔの掘削壁面ｔに先に施工した覆工コンクリートＢの下端から下方に臨ませるように形成している。
【００２２】
また、この支柱４を一体に設けている上記掘削機本体Ａにおけるカッタ板２は、その回転中心部21を小径の水平部分に形成されていて該回転中心部21から外周端に向かって上方に傾斜した逆截頭円錐形状に形成されていると共に下面に多数個のローラビット22を下方に向かって突設してあり、さらに、上下面間に連通した複数個のズリ取込み開口部23を設けていると共にこのズリ取込み開口部23の回転方向に面している側端縁に、掘削ズリを機内側に向かって掻き上げ且つ上記回転中心部21上に設けているズリ貯留凹部20に向かって掻き寄せるように傾斜した傾斜スクレーパ24を固着している。
【００２３】
このように構成しているカッタ板２はその外周端に内径方向に向かってアーム部材25を突設してこれらのアーム部材25の内端をリング部材26に一体に固着し、該リング部材26を掘削機本体Ａの中心胴部を形成している上記小径垂直筒部１の下端部外周面に一体に固着した円形固定枠16の下端外周部に回転自在に支持させてあり、このリング部材26の内周面に設けている円形ラック27に、円形固定枠16上に設置しているカッタ板駆動用モータ17の回転軸に固着した小歯車18を噛合させてモータ17の駆動によりカッタ板２を回転させるように構成している。
【００２４】
さらに、上記円形固定枠16の外周面に、周方向に所定間隔毎に下向きに傾斜した傾斜ジャッキ30と上向きに傾斜した傾斜ジャッキ31との内端部を上下方向に回動可能に連結、支持してあり、これらの傾斜ジャッキ30、31の外端部を周方向に複数分割しているグリッパ32に連結し、該傾斜ジャッキ30、31を伸長させることによってグリッパ32を掘削壁面ｔに圧着させて掘削機本体Ａを支持させながら下方に推進させるように構成している。
【００２５】
19は排土手段であって排土管19a と給水管19b とからなり、排口管19a の下端開口部を上記カッタ板２の回転中心部21の上面に集合する掘削ズリＣに臨ませていると共に、この排土管19a の下端部に上記給水管19b のＶ字状に屈折した下端部における上端開口部を連結、連通させてこの給水管19b から排土管19a 内に下端から上方に向かう圧力水を噴出させ、エゼクタ作用によって排土管19a に吸引力を発生させて掘削ズリＣを吸入し、上方の適所に設置している貯留タンク（図示せず）にズリを排出し、水を分離させて再び圧力水として使用するように構成している。
【００２６】
貯留タンク内に一旦貯留されたズリは、適宜な搬出手段によって地上側に搬出される。なお、上記支柱４に上下移動自在に配設している足場台５や、固定している固定台枠10、天板13には搬出手段を貫通させるための貫通孔40や立坑Ｔ内への換気を行うための送気管や排気管の挿通孔41が設けられている。
【００２７】
次に、上記のように構成した立坑掘削機の作用を述べると、傾斜ジャッキ30、31によってグリッパ32を掘削壁面ｔに圧着させることにより、該掘削壁面ｔに推進反力をとると共に掘削機本体Ａの支持を行わせ、円形固定枠16から斜め上方に傾斜している傾斜ジャッキ31を伸長させることにより、掘削機本体Ａを垂直下方に推進させながらカッタ板２によって切羽の岩盤を切り下げ掘削していく。なお、円形固定枠16から斜め下方に傾斜している傾斜ジャッキ30は掘削壁面ｔに対するグリッパ32の下端部の圧着力を調整して掘削機本体Ａが必要以上に下動するのを阻止する突張り作用を奏するものである。
【００２８】
掘削されたズリは、ズリ取込み開口部23の側端縁に固着しているスクレーパ24によってズリ取込み開口部23を通じてカッタ板２の裏面側、即ち、上面側に掻き上げられると共にカッタ板２の回転中心部21に向かって掻き寄せられながら、カッタ板２の回転中心部21上のズリ貯留凹部20に寄せ集められ、このズリ貯留凹部20から排土手段19や搬出手段によって地上に排出される。
【００２９】
こうして掘削機本体Ａによって立坑Ｔを掘進するに従って、掘削機本体Ａから上方に立設している支柱４も立坑Ｔ内を一体に下動し、この支柱４の下端外周方に掘削された壁面ｔが露出する。一定長の立坑Ｔが掘削されると、支柱４の下半部に上下移動自在に配設している足場台５上に作業員が乗って足場台５を支柱４に沿って上下昇降させなることにより掘削壁面ｔの点検を行うと共に該掘削壁面ｔに防水シートＤを張設する。また、掘削壁面の状態によってはコンクリートを吹き付けておく。
【００３０】
さらに、掘削機本体Ａが支柱４の上半部側に設けている移動型枠９の長さに相当した長さの立坑Ｔを掘削すると、固定台枠10から吊支している該移動型枠９が先に施工した覆工コンクリートＢの下端にその上端を対向させた位置に達し、この型枠片9aを吊支しているチェーンブロック11を固定台枠10の外周端側に向かって移動させることにより型枠片9aを拡径させて円筒形状に組み立てる。
【００３１】
チェーンブロック11を適宜作動させて移動型枠９を上下移動させることにより、その上端面を先に施工した上記覆工コンクリートＢの下端に合わせておくと共に外径方向に拡大させて移動型枠９の上端部と掘削壁面ｔとの間の隙間にコンクリート供給管15の下端を臨ませておく。
【００３２】
一方、支柱４の下半部側において、上記足場台５を移動型枠９の下端部近傍にまで上昇させ、この足場台５に足場板を外方に向かって突設可能に設けている場合にはこの足場板を利用して、足場台上で移動型枠９と掘削壁面ｔとの間の隙間に鉄筋（図示せず）を配筋する作業や配筋後の妻型枠9bの装着、固定作業を行い、しかるのち、支柱４の上端に固着している天板13上に設置したコンクリートホッパ14にコンクリートを投入して、上記供給管15を通じて移動型枠９と掘削壁面ｔとの間の隙間にコンクリートを打設し、先に施工した覆工コンクリートＢの下端にその上端部を連設させた覆工コンクリートＢを施工する。
【００３３】
この覆工コンクリートＢの施工後、チェーンブロック11を固定台枠10の内側に移動させることにより移動型枠９を内径方向に縮小させて折り畳み、次の覆工作業に備える。
【００３４】
以下、同様にして掘削機本体Ａによって下方に向かって一定長さの立坑部分が掘削される毎に、支柱４の下半部側においては足場台５を利用した掘削壁面ｔの点検や該掘削壁面ｔに対する防水シートＤの張設作業等を行うと共に、支柱４の上半部側においては移動型枠９による覆工コンクリートＢの施工作業を並行して行うものである。また、支柱４内に設けている昇降用階段７を利用して資材の供給や足場台５等に対する作業員の出入りを行う。さらに、移動型枠９は、所定位置にて外径方向に拡大されて妻型枠9bが設置されると、チェーンブロック11の吊支を解除でき、足場台５を利用した上記作業と、覆工コンクリートＢの打設作業と、立坑掘削機による掘削作業とを並行して行うことも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の立坑掘削機における移動足場装置によれば、請求項１に記載したように、掘削機本体の下端に回転自在に配設しているカッタヘッドによって地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機において、掘削機本体の上端部に上方に向かって一定高さの支柱を立設し、この支柱に足場台を上下移動自在に配設した構造としているので、支柱は掘削機本体の上端部に上方に向かって一体に立設しているから、掘削機本体による立坑の切り下げ掘削に従って、掘削機本体と一体的に下動させることができ、この支柱に足場台を上下移動自在に配設しているので、掘削機本体によって掘削されてこの掘削機本体から上方に露出する掘削壁面に直接、対向させることができ、従って、この足場台を立坑掘削機の上方近傍部で支柱に沿って上下移動させながら掘削壁面を全面的に容易に且つ安全に点検することができると共に、該足場台を利用して掘削壁面に対する防水シートの張設作業等が能率よく行うことができる。
【００３６】
上記移動足場装置において、上記支柱内に上下端部間に亘って昇降用階段を配設しているので、この昇降用階段を利用して足場台に対する作業員の出入りが円滑に行えると共に資材等の搬入、搬出も容易となる。
【００３７】
また、請求項２に係る発明によれば、上記支柱の下半部側に上記足場台を上下移動自在に設けている一方、この支柱の上半部側に移動型枠を配設し、該移動型枠を支柱の上端部に固定している固定台枠に上下移動可能に吊支しているので、掘削機本体の立坑の切り下げ掘削によって支柱が該掘削機本体と一体に下動するに従って、この支柱の上半部に配設している上記移動型枠を上記足場台を利用して点検された次に施工すべきコンクリート覆工位置にまで自動的に降下させることができ、掘削壁面に対する覆工作業が円滑に且つ能率良く行うことができる。
【００３８】
さらに、この覆工作業を行うに際して、移動型枠の下方において上記足場台をこの移動型枠の下端近傍部にまで上昇させることにより、この足場台上を利用して移動型枠内への配筋や移動型枠の下端開口部への妻型枠の装着作業が容易に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】立坑掘削機の簡略縦断側面図、
【図２】足場台部分の簡略平面図、
【図３】固定台枠部分の簡略平面図。
【符号の説明】
１ 小径垂直筒部
２ カッタ板
４ 支柱
５ 足場台
７ 昇降用階段
９ 移動型枠
10 固定台枠
11 チェーンブロック
Ａ 掘削機本体
Ｂ 覆工コンクリート
Ｃ 掘削ズリ
Ｔ 立坑
ｔ 掘削壁面

Claims (2)

1. 掘削機本体の下端に回転自在に配設しているカッタヘッドによって地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機において、掘削機本体の上端部に上方に向かって一定高さの支柱を立設し、この支柱に足場台を上下移動自在に配設していると共に該支柱内に上下端部間に亘って昇降用階段を配設していることを特徴とする立坑掘削機における移動足場装置。
2. 掘削機本体の下端に回転自在に配設しているカッタヘッドによって地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機において、掘削機本体の上端部に上方に向かって一定高さの支柱を立設し、この支柱の上半部側に移動型枠を配設して、この移動型枠を支柱の上端部に固定している固定台枠に上下移動可能に吊支し、さらに、支柱の下半部側に足場台を上下移動自在に設けていることを特徴とする立坑掘削機における移動足場装置。

Images