JP4590420B2 - 連続ベルトコンベアシステム - Google Patents

Description

本発明は、トンネル掘削時に発生する土砂（掘削ずり）を搬送しながらその先端の積込み部分を延伸していくことが可能な、連続ベルトコンベアシステムに関する。

現在、ＮＡＴＭ，ＴＢＭ，シールド掘削等によるトンネル掘削現場において、掘削の進行に伴い発生する土砂を搬出する土砂搬出設備の一つとして、連続ベルトコンベアシステム（たとえば特許文献１）が採用されている。

その連続ベルトコンベアシステムは、たとえば、図９に示すように、トンネル坑内１の切羽側に、土砂を搬送する伸長可能な土砂搬送部２を設けるとともに、ベルトを駆動する駆動部３をその土砂搬送部２の基端側に設けているものである。
また、上記駆動部３を挟んだ上記土砂搬送部２の反対側の坑内５に、上記土砂搬送部２の伸長に伴ってベルトを送り出すとともに、必要な追加ベルトを収納するカセット部４を、上記土砂搬送部２と同一の平面上に位置させて配置している。
特開平１１−２１０３８２号公報 特許第３５５７４９６号公報

このような連続ベルトコンベアシステムは、たとえば、特許文献２に開示されているように、搬送路を急曲線に対応させて長距離搬送を行うことも可能であるが、その設置のためには、少なくとも、上記のように土砂搬送部２とカセット部４とを、同一平面上に配置する必要があったので、相当のスペースを確保できることが条件とされていた。

したがって、スペースが不十分な狭隘な現場では、土砂搬送設備として連続ベルトコンベアシステムを採用することができなかった。
また、坑内にカセット部４を配置した場合、その据付け工事を狭隘なトンネル断面内で行わざるを得ないので、その工程が長期化し、安全確保も難しくなる。

そこで、本発明は、従来連続ベルトコンベアシステムを採用できなかったような狭隘な現場でも採用でき、しかも、その据付工程を短縮し安全性を向上することが可能な連続ベルトコンベアシステムの提供を課題とする。

請求項１記載の本発明は、トンネル掘削により発生する土砂をベルト１４により立坑１５まで搬送する伸長可能な土砂搬送部Ａ１を坑内に配置するとともに、その土砂を地上に搬出する垂直搬出コンベアＢを立坑１５内に配置し、上記土砂搬送部Ａ１の伸長に伴って上記ベルト１４を送り出しかつ追加ベルトを収納しストックするベルトカセット部Ａ５を備えてなる連続ベルトコンベアシステムにおいて、上記立坑１５下と地上との間において上記ベルト１４を縦送りするベルト垂直送り部Ａ３を設け、上記ベルトカセット部Ａ５を地上に配置し、上記土砂搬送部Ａ１と上記ベルトカセット部Ａ５との間であって地下に、上記ベルトを捻転し上記土砂搬送部Ａ１が延びる方向とは異なる水平方向に変位させるベルト変位部Ａ４を設けることにより、上記ベルトカセット部Ａ５を上記土砂搬送部Ａ１と平行な仮想垂直面に対して水平方向に偏った位置に配置した連続ベルトコンベアシステムである。

請求項２記載の本発明は、トンネル掘削により発生する土砂をベルトにより立坑まで搬送する伸長可能な土砂搬送部を坑内に配置するとともに、その土砂を地上に搬出する垂直搬出コンベアを立坑内に配置し、上記土砂搬送部の伸長に伴って上記ベルトを送り出しかつ追加ベルトを収納しストックするベルトカセット部を備えてなる連続ベルトコンベアシステムにおいて、上記立坑下と地上との間において上記ベルトを縦送りするベルト垂直送り部を設け、上記ベルトカセット部を地上に配置し、上記土砂搬送部と上記ベルトカセット部との間に、上記ベルトを捻転し上記土砂搬送部が延びる方向とは異なる水平方向に変位させるベルト変位部を設けることにより、上記ベルトカセット部を上記土砂搬送部と平行な仮想垂直面に対して水平方向に偏った位置に配置してなり、上記ベルト変位部は、地上と地下とに分割して配置されていることを特徴とする連続ベルトコンベアシステムである。

本発明連続ベルトコンベアシステムは、狭隘な現場でも採用でき、しかも、その据付工程を短縮し安全性を向上することが可能である。

トンネル掘削により発生する土砂をベルト１４により立坑１５まで搬送する伸長可能な土砂搬送部Ａ１を坑内に配置するとともに、その土砂を地上に搬出する垂直搬出コンベアＢを立坑１５内に配置し、上記土砂搬送部Ａ１の伸長に伴って上記ベルト１４を送り出しかつ追加ベルトを収納しストックするベルトカセット部Ａ５を備えてなる連続ベルトコンベアシステムにおいて、上記立坑１５下と地上との間において上記ベルト１４を縦送りするベルト垂直送り部Ａ３を設け、上記ベルトカセット部Ａ５を地上に配置した連続ベルトコンベアシステム。

本実施例の連続ベルトコンベアシステムＡは、シールド現場に設置されているもので、掘削に伴い前進するシールドマシン１１のシールドベルコン１１ａの後方に配置され、その掘削の進行に伴って伸張可能な土砂搬送部Ａ１によって土砂を立坑１２まで搬送するものである。
立坑１２まで搬送された土砂は、上記土砂搬送部Ａ１の終端に対向させて配置されている複数のバケットを備えた垂直搬出コンベアＢにより地上に搬出され、さらにその垂直搬出コンベアＢの終端に対向させて配置されいる横引きベルトコンベアＣを介して土砂ピット１３に排出されるようになっている（図１）。

上記連続ベルトコンベアシステムＡは、土砂を搬送するベルト１４を有する坑内に配置された上記土砂搬送部Ａ１と、そのベルト１４を駆動する駆動部Ａ２と、上記垂直搬出コンベアＢの背面側を通して、立坑１５下と地上との間においてこのベルト１４を縦送りするベルト垂直送り部Ａ３と、地上においてベルト１４を捻転し水平方向（図１，２において紙面に垂直な方向）に変位（移動）させるベルト変位部Ａ４と、上記土砂搬送部Ａ１の伸長に伴ってベルト１４を送り出すとともに、追加ベルトを収納しストックするベルトカセット部Ａ５とからなる（図１，２）。

上記土砂搬送部Ａ１、駆動部Ａ２、ベルト垂直送り部Ａ３、ベルト変位部Ａ４、およびベルトカセット部Ａ５により形成されているベルト走行路は、上記ベルト変位部Ａ４によってベルト１４を水平方向に変位させることで、上記土砂搬送部Ａ１（のキャリアベルト１４ａ）、垂直搬出コンベアＢ、および横引きベルトコンベアＣにより形成される土砂搬送路を迂回するよう構成されている。

すなわち、上記土砂搬送部Ａ１とベルトカセット部Ａ５の間に設けたベルト変位部Ａ４で、上記ベルト１４を水平方向に変位させたことにより、上記ベルトカセット部Ａ５を、上記土砂搬出路に干渉しない位置に、換言すれば、土砂搬出路が形成されている仮想垂直面（図１，２において紙面に平行な面）に対して偏位配置しているものである（図５）。
本連続ベルトコンベアシステムＡは、このベルト変位部Ａ４を設けることで、ベルトカセット部Ａ５を土砂搬送部Ａ１と分離して地上配置できるようにした点に特徴を有するものである。

以下、上記連続ベルトコンベアシステムＡの詳細な構成を説明する。

上記土砂搬送部Ａ１は、トンネルの掘削に伴い前進する台車１６に設けたヘッドローラ１７と、上記垂直搬出コンベアＢの下端の積込み部のバケットに対向する位置に設けたテールローラ１７’の間に上記ベルト１４を掛け回しているもので、上記シールドマシン１１のシールドベルコン１１ａより受け渡される土砂を上記垂直搬出コンベアＢのバケットに投入する。

上記駆動部Ａ２は、駆動ローラ１８により上記ベルト１４を駆動するもので、これにより駆動され土砂を運搬するキャリアベルト１４ａは、上記土砂搬送部Ａ１において土砂を搬送した後、ローラ１９，２０，２１により上記垂直搬出コンベアＢの背面側を通じて上記ベルト垂直送り部Ａ３、ベルト変位部Ａ４，ベルトカセット部Ａ５へと順に送られる。
ベルトカセット部Ａ５から土砂搬送部Ａ１へ送られるリターンベルト１４ｂは、そのベルトカセット部Ａ５からベルト変位部Ａ４，ベルト垂直送り部Ａ３を通じ立坑１５下へ送られるとともに、ローラ２２，２３，２４によって垂直搬出コンベアＢおよび駆動部Ａ２の下側を案内され上記土砂搬送部Ａ１のヘッドローラ１７へと送られる。

上記ベルト垂直送り部Ａ３には、上記キャリアベルト１４ａとリターンベルト１４ｂの両面を押さえる押さえローラ１８，１９とそれらの両側縁部を押さえる縁部押さえローラ２０，２１を備えた、複数のベルト案内装置Ａ３’が設けられている。

上記ベルト変位部Ａ４は、ベルト垂直送り部Ａ３の上方に立設されているものでベルト垂直送り部Ａ３により垂直に送られる上記キャリアベルト１４ａを、キャリアベルト変位装置２５によって、水平方向（図１，２，４では手前側、図５では下方）に変位させて上記ベルトカセット部Ａ５に送出し、また、そのベルトカセット部Ａ５からのリターンベルト１４ｂを、リターンベルト変位装置２６によって、水平方向に変位させて上記ベルト垂直送り部Ａ３に送出する。

上記キャリアベルト変位装置２５は、互いに直交させて軸支したプーリ２７，２８を有する支持枠２９と、その側方（図５で下側）の上記ベルトカセット部Ａ５に対向する位置に立設され、互いに直交させて軸支したプーリ３０，３１を有する支持枠３２とからなる。
上記支持枠２９は、立坑１５下から、その両面を図４，５で左右方向に向けた状態で送られてきたキャリアベルト１４ａを、上記プーリ２７，２８によって上方に送りながら反時計回りに９０°捻転して、上記支持枠３２へ案内する。
その支持枠３２は、支持枠２９からのキャリアベルト１４ａを、上記プーリ３０，３１によって下方に送りながら時計回りに９０°捻転し、上記ベルトカセット部Ａ５へ案内する。

上記リターンベルト変位装置２６は、上記支持枠３２を挟んだ上記ベルトカセット部Ａ５の反対側の位置（図５で支持枠３２の左側）に立設され、互いに直交させて軸支したプーリ３５，３６を有する支持枠３７と、その側方（図５で上側）に立設され、互いに直交させてプーリ３８，３９を軸支した支持枠４０とからなる。
上記支持枠３７は、プーリ３３，３４によって上方に送って上記支持枠３２の上側を通して上記ベルトカセット部Ａ５から送られるリターンベルト１４ｂを、上記プーリ３５，３６によって反時計回りに９０°捻転し、上記支持枠４０へ案内する。
その支持枠４０は、支持枠３７からのリターンベルト１４ｂを、上記プーリ３８，３９により下方に送りながら反時計回りに９０°捻転し、上記ベルト垂直送り部Ａ３へ案内する。

上記ベルトカセット部Ａ５は、３００ｍのベルトをストック可能なもので、上記土砂搬送部Ａ１の伸長に伴い、カセット本体を収縮させて上記ベルト１４が引き出されるようになっている。シールドマシン１１による掘削が１５０ｍ進みストックされた３００ｍぶんのベルト１４が全て引き出された後には、順次新しいベルト１４が追加される。

上記の通り、本連続ベルトコンベアシステムＡは、ベルト変位部Ａ４を設けることにより、ベルトカセット部Ａ５を、土砂搬出路に干渉させることなく土砂搬送部Ａ１と異なる平面上に分離配置したので、従来連続ベルトコンベアシステムを採用できなかったような狭隘な現場でも採用でき、しかも、その据付工程を短縮し安全性を向上することが可能である。

上記ベルト変位部Ａ４の配置は、現場の状況に応じて適宜変更することもできる。
図７（ａ）は、立坑上にベルト変位部Ａ４を地上配置した、上記連続ベルトコンベアシステムＡの概略図であるが、たとえば、同図（ｂ）の連続ベルトコンベアシステムＤのように、立坑下にベルト変位部Ａ４を地下配置したり、同図（ｃ）の連続ベルトコンベアシステムＥのように、地上と地下の２組のベルト変位部Ａ４およびＡ４’に分割して、立坑の上下２箇所でベルト１４を適宜捻転しまた方向を変えて送るように配置することも可能である。
さらには、同図（ｄ）の連続ベルトコンベアシステムＦのように、ベルト垂直送り部をその下半部Ａ３と上半部Ａ３’とに分離し、それらの間に、ベルト変位部Ａ４を地下配置することもできる。
また、同図（ｅ）の連続ベルトコンベアシステムＧのように、ベルト変位部Ａ４は、立坑の直上位置に配置するのではなく、水平搬送部Ａ６を介して水平方向に離れた位置に地上配置するようにしてもよい。

また、ベルトカセット部Ａ５は、土砂搬送部Ａ１に対し平行にして配置するほか、ベルト変位部Ａ４のベルト１４を捻転しあるいは方向を変える各プーリを、適宜配置することによって、土砂搬送部Ａ１に対し直交する方向に向けて配置したシステムＦやＨとしたり（図７（ｄ）、図８（ａ））、また、任意の方向に斜めに向けて配置するシステムＩやＪとすること（図８（ｂ）、（ｃ））ができる。

本発明に係る連続ベルトコンベアシステムの全体側面図である。 同上の拡大側面図である。 同上の駆動部の拡大側面図である。 同上のベルト変位部の拡大側面図である。 その平面図である。 その概略構成を示す斜視図である。 （ａ）は、上記ベルトコンベアシステムの全体配置を示す概略斜視図、（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、連続ベルトコンベアシステムの他の配置例を示す概略斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、さらに他の配置例を示す概略斜視図である。 従来の連続ベルトコンベアシステムの配置を示す全体側面図である。

符号の説明

Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｈ 連続ベルトコンベアシステム
Ａ１ 土砂搬送部
Ａ２ 駆動部
Ａ３ ベルト垂直送り部
Ａ４ ベルト変位部
Ａ５ ベルトカセット部
Ｂ 垂直搬出コンベア
Ｃ 横引きベルトコンベア
１１ シールドマシン
１３ 土砂ピット
１４ ベルト
１４ａ キャリアベルト
１４ｂ リターンベルト
１５ 立坑
２５ キャリアベルト変位装置
２６ リターンベルト変位装置
２９，３２、３７，４０ 支持枠

Claims (2)

1. トンネル掘削により発生する土砂をベルトにより立坑まで搬送する伸長可能な土砂搬送部を坑内に配置するとともに、その土砂を地上に搬出する垂直搬出コンベアを立坑内に配置し、上記土砂搬送部の伸長に伴って上記ベルトを送り出しかつ追加ベルトを収納しストックするベルトカセット部を備えてなる連続ベルトコンベアシステムにおいて、
   上記立坑下と地上との間において上記ベルトを縦送りするベルト垂直送り部を設け、上記ベルトカセット部を地上に配置し、
   上記土砂搬送部と上記ベルトカセット部との間であって地下に、上記ベルトを捻転し上記土砂搬送部が延びる方向とは異なる水平方向に変位させるベルト変位部を設けることにより、上記ベルトカセット部を上記土砂搬送部と平行な仮想垂直面に対して水平方向に偏った位置に配置したことを特徴とする連続ベルトコンベアシステム。
2. トンネル掘削により発生する土砂をベルトにより立坑まで搬送する伸長可能な土砂搬送部を坑内に配置するとともに、その土砂を地上に搬出する垂直搬出コンベアを立坑内に配置し、上記土砂搬送部の伸長に伴って上記ベルトを送り出しかつ追加ベルトを収納しストックするベルトカセット部を備えてなる連続ベルトコンベアシステムにおいて、
   上記立坑下と地上との間において上記ベルトを縦送りするベルト垂直送り部を設け、上記ベルトカセット部を地上に配置し、
   上記土砂搬送部と上記ベルトカセット部との間に、上記ベルトを捻転し上記土砂搬送部が延びる方向とは異なる水平方向に変位させるベルト変位部を設けることにより、上記ベルトカセット部を上記土砂搬送部と平行な仮想垂直面に対して水平方向に偏った位置に配置してなり、
   上記ベルト変位部は、地上と地下とに分割して配置されていることを特徴とする連続ベルトコンベアシステム。

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