JP5325352B1 - 掘削土砂・資機材搬入出システム及び掘削土砂・資機材搬入出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大断面、超大断面、超大深度のトンネルのため、連続的あるいは半連続的に大容量の搬送を確実に行え、掘削土砂だけでなく、重量物であるセグメント、資機材等、トンネル内で必要なものすべてを効率よく搬送することができ、しかも、構造が簡単で、費用対効果のある経済性の良い掘削土砂・資機材搬入出システムを提供する。
【解決手段】 立坑地上部２４に設置された地上部固定ガーダー１２と、
立坑搬入出用の車両２６を搭載可能な大きさを有し、地上部固定ガーダー１２内に収容可能にされた車両搭載用ケージ１４と、
車両搭載用ケージ１４を吊り下げるためのケージ吊り用ガーダー１６と、
ケージ吊り用ガーダー１６と地上部固定ガーダー１２とを２２立坑の深さに見合う数の昇降油圧ジャッキ２０を介して接続する複数の油圧ジャッキ吊りガーダー１８とを有し、
昇降油圧ジャッキ２０の伸縮により車両搭載用ケージ１４が立坑地上部２４と立坑地下部２８との間で昇降可能にされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、掘削土砂・資機材搬入出システム及び掘削土砂・資機材搬入出方法に関し、特に、トンネル内と立坑地上部との間における掘削土砂・資機材搬入出システム及び掘削土砂・資機材搬入出方法に関する。

一般に、立坑を有するトンネル工事の掘削土砂・資機材搬入出方法は、トンネル工法とトンネル規模によって使用する設備が大別されている。

トンネル工法は、近年、最も多く採用されている二つの工法を例にとると、泥土圧シールド工法では、掘削土砂や資機材すべてをトンネル先端部の切羽から立坑地上部まで搬入出するクレーン、軌条等の設備が必要である。

また、泥水式シールド工法であれば、掘削土砂はパイプラインで自動搬出されるため、覆工のためのセグメントやレール・枕木・その他資機材を搬入出するクレーン、軌条だけでよい。

ただし、坑内及び立坑内泥水処理設備を設けた場合には、処理した場所から地上に掘削土砂を搬出する設備が必要となる。

トンネル規模による搬入出方法は、例えば泥土圧シールド工法でシールド外径別に分けるとおおよそ次のようになる。

第１に、小断面と呼ばれているトンネルで外径が２ｍ〜４ｍ以下程度であり、トンネルの距離も２ｋｍ以下が多く、立坑も浅いものが多い。

この規模のトンネル内搬入出方法は、掘削土砂をバッテリー機関車とズリトロにより搬出し、セグメントと必要資機材もバッテリー機関車と台車により搬入出している。

また、立坑下床から立坑地上部までは、掘削土砂はズリトロを門型クレーンで、資機材は直接に門型クレーン等で搬入出する。

第２に、中断面と呼ばれているトンネルで、外径が４ｍ〜７ｍ未満程度であり、トンネルの距離も２ｋｍ以下が多いが、立坑は比較的浅いものから大深度まである。

この規模のトンネル内から立坑地上部までの搬入出方法も小断面の方法にそれぞれ装置の容量を大きくして対応している。

第３に、大断面と呼ばれているトンネルで、外径が７ｍ以上から日本では泥水式シールドではあるが最大１４．１４ｍまで実績としてあり、比較的掘削距離も長く、立坑も深くなり、外径が大きくなるほど大規模なものとなる。

この規模のトンネル内搬入出方法も基本的には中断面と同様であるが、１０ｍを超えるような大断面で、さらに、大深度、長距離掘削になると、次のような搬出を行う。
Ａ：トンネル内は連続式ベルトコンベア、立坑は垂直ベルトコンベアあるいはバケットコンベア等で搬出する。
Ｂ：トンネル内は自動化が図られた大型ズリトロによるバッテリー機関車、立坑は垂直ベ
ルトコンベアあるいはバケットコンベア等、さらにはズリトロを直接クレーンで搬出する場合もある。

この二つの方式のうち、シールド外径が１０ｍ以上で長距離掘進では、大容量の掘削土砂が搬送されることから、主流をなしているのはＡのトンネル内では連続式ベルトコンベアで、立坑は垂直コンベアである。

また、セグメント、資機材搬入出は、立坑内をクレーンで吊り下ろし、それをバッテリー機関車と荷物台車に載せ、トンネル内を搬入出する。

さらに、最近では、超大断面としてシールド外径１４ｍを超える１６ｍ規模以上のシールドが実施されようとしている。

この規模になると、掘削土砂のボリュームは外径１０ｍのシールドに比べて外径１６ｍでは、セグメント１リングで約２．５〜３倍ほどになり、１日の処理能力は１万トン近くにもなることが想定される。

また、セグメントにしても１ピースの重量は２０トン近くにもなり、重量物を吊り下げ運搬することとなる。

さらに、立坑も大深度となり、重量物を頻繁に効率よく楊重する必要がある。

また、トンネルも長距離掘進となり、高速施工が求められ、トンネル内の掘削土砂、資機材搬入出の運搬も大容量となる。

泥水式シールド工法のトンネル規模別大別も掘削土砂の搬送を除けば泥土圧シールド工法と同様である。

特開平５−３４６０９６号公報

前述の分類における小断面、中断面規模のトンネル工事における掘削土砂・資機材搬入出に関する技術は、従来より数多くの実績があり、費用対効果もほぼ満足した方法で集約されている。

しかし、大断面で長距離規模のトンネル工事における前述のトンネル内使用の連続式ベルトコンベアにあっては、次のような問題がある。

ベルトコンベアが長いためにベルトが蛇行し、特にカーブ箇所において蛇行しやすく、その修正に訓練された監視人、修理人が必要となる。

長距離においては、数か所に延伸作業が必要であり、そのたびに盛り替え作業に日数がかかってしまうこととなる。

掘削土砂しか運搬することができず、他の資機材はバッテリー機関車等を用いて運搬しなければならない。

また、大断面で長距離規模のトンネル工事における前述の立坑使用の垂直ベルトコンベアにあっては、次のような問題がある。

掘削土砂しか運搬することができず、他の資機材は門型クレーン等で運搬しなければならない。

掘削土砂の含水率は一定でなく、地山の変化、添加剤注入率等の影響によって含水率が高くなる場合があり、この時の土砂は流動性が高くなり、ベルトコンベアからこぼれ落ち、搬送効率が落ちてしまうこととなる。

礫層等の固形物は搬送時の大きさに制限が生じてしまう。

さらに、超大断面においては、立坑楊重方法及びトンネル内の運搬方法について、掘削土砂については大容量を、重量物については頻繁に短時間で効率よく安全に運搬させ、しかも費用対効果を含めた新しい技術が望まれている。

本発明の目的は、大断面、超大断面、超大深度のトンネルのため、連続的あるいは半連続的に大容量の搬送を確実に行え、掘削土砂だけでなく、重量物であるセグメント、資機材等、トンネル内で必要なものすべてを工事基地外から搬入してきた車両をそのままトンネル内に搬入し、効率よく搬送することができ、しかも、構造が簡単で、費用対効果のある経済性の良い掘削土砂・資機材搬入出システム及び掘削土砂・資機材搬入出方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、十分な安全性を考慮した掘削土砂・資機材搬入出システム及び掘削土砂・資機材搬入出方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、操作に関し、コンピュータ管理し、効率性、安全性を考慮した掘削土砂・資機材搬入出システム及び掘削土砂・資機材搬入出方法を提供することにある。

（１）前記目的を達成するため、本発明の掘削土砂・資機材搬入出システムは、立坑地上部に設置された地上部固定ガーダーと、
立坑搬入出用の車両を搭載可能な大きさを有し、前記地上部固定ガーダー内に収容可能にされた車両搭載用ケージと、
前記車両搭載用ケージを吊り下げるためのケージ吊り用ガーダーと、
前記ケージ吊り用ガーダーと前記地上部固定用ガーダーとを前記立坑の深さに見合う数の昇降油圧ジャッキを介して接続する複数の油圧ジャッキ吊りガーダーとを有し、
前記昇降油圧ジャッキの伸縮により前記車両搭載用ケージが前記立坑地上部と立坑地下部との間で昇降可能にされていることを特徴とする。

本発明によれば、地上部固定ガーダーと、車両搭載用ケージと、ケージ吊り用ガーダーと、油圧ジャッキ吊り用ガーダーと、複数の昇降油圧ジャッキとを用い、車両搭載用ケージを立坑地上部と立坑地下部との間で昇降可能にすることで、大断面、超大断面、超大深度のトンネルのため、連続的あるいは半連続的に大容量の搬送を確実に行え、掘削土砂だけでなく、重量物であるセグメント、資機材等、トンネル内で必要なものすべてを効率よく搬送することができ、しかも、構造が簡単で、費用対効果のある経済性の良いものとすることができる。

（２）本発明においては、（１）において、
前記昇降油圧ジャッキは、全数がほぼ同時に伸縮して、ほぼ１つの伸縮油圧ジャッキの伸縮時間で前記車両搭載用ケージが前記立坑地上部と立坑地下部との間で昇降可能とすることができる。

このような構成とすることにより、ほぼ１つの伸縮油圧ジャッキの伸縮時間で車両搭載用ケージを昇降させることができ、短時間で、効率の良い搬入出を行うことができる。

（３）本発明においては、（１）または（２）において、
前記立坑地上部と立坑地下部とにわたって前記車両搭載用ケージの昇降移動を案内するガイド柱が設けられ、
前記立坑地上部及び立坑地下部位置の前記ガイド柱には、前記車両搭載用ケージが前記立坑地上部及び立坑地下部に位置しているときに前記車両搭載用ケージを固定するロック手段が設けられたものとすることができる。

このような構成とすることにより、簡単な構造で、安価かつ確実な車両搭載用ケージの固定を行うことができる。

（４）本発明においては、（３）において、
前記ガイド柱の前記立坑地上部及び立坑地下部位置には、前記ロック手段に加えて、車両搭載用ケージの落下を防止する落下防止手段が設けられたものとすることができる。

このような構成とすることにより、落下防止手段によって車両搭載用ケージの落下を確実に防止し、安全性を確保することができる。

（５）本発明においては、（１）〜（４）のいずれかにおいて、
各昇降油圧ジャッキのストロークセンサ、車両搭載用ケージの位置を検出する位置センサ、オン・オフセンサを有し、これら各センサ等の情報をコンピュータ管理し、車両搭載用ケージの移動管理を中央制御することができる。

このような構成とすることにより、コンピュータ管理によって、システムの操作性及び安全性を確保することができる。

（６）本発明の掘削土砂・資機材搬入出方法は、（１）記載の掘削土砂・資機材搬入出システムを用いた掘削土砂・資機材搬入出方法であって、
車両搭載用ケージが上部固定ガーダー内に収容されて立坑地上部に位置する状態から、ほぼ同時に全昇降油圧ジャッキを伸ばし、ほぼ同時に各油圧ジャッキ吊りガーダー及びケージ吊りガーダーを降下させて車両搭載用ケージを立坑地下部まで降下させる工程と、
車両搭載用ケージが立坑地下部に位置する状態から、ほぼ同時に全昇降油圧ジャッキを縮め、ほぼ同時に各油圧ジャッキ吊りガーダー及びケージ吊りガーダーを上昇させて車両搭載用ケージを立坑地上部まで上昇させて上部固定ガーダー内に収容させる工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、地上部固定ガーダーと、車両搭載用ケージと、ケージ吊り用ガーダーと、油圧ジャッキ吊り用ガーダーと、複数の昇降油圧ジャッキとを用い、ほぼ同時に全昇降油圧ジャッキを伸縮させ、車両搭載用ケージを立坑地上部と立坑地下部との間で短時間に昇降可能にすることで、大断面、超大断面、超大深度のトンネルのため、連続的あるいは半連続的に大容量の搬送を確実に行え、掘削土砂だけでなく、重量物であるセグメント、資機材等、トンネル内で必要なものすべてを効率よく搬送することができ、しかも、構造が簡単で、費用対効果のある経済性の良いものとすることができる。

本発明の一実施の形態にかかる掘削土砂・資機材搬送システムを示す図で、（Ａ）は車両搭載用ケージを立坑地上部に位置させた状態を示す側面図、（Ｂ）はその正面図である。 （Ａ）は図１の状態から車両搭載用ケージを立坑底部に位置させた状態を示す側面図、（Ｂ）はその正面図である。 （Ａ）は図１（Ａ）の部分拡大図、（Ｂ）は図１（Ｂ）の部分拡大図である。 （Ａ）は図２（Ａ）の部分拡大図、（Ｂ）は装備機器の配置を示す（Ａ）の平面図である。 （Ａ）は車両搭載用ケージの立坑地上部における拡大側面図、（Ｂ）はその正面図である。 ロック手段を示す図で、（Ａ）はロック時の側面図、（Ｂ）はロック解除時の側面図である。 落下防止手段を示す図で、（Ａ）は車両搭載用ケージ上昇時の側面図、（Ｂ）は車両搭載用ケージ降下時の側面図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は本実施の形態にかかる掘削土砂・資機材搬入出システムの運転サイクルを示す側面図である。 本実施の形態にかかる掘削土砂・資機材搬入出システムの運転フロー図である。 本実施の形態にかかる掘削土砂・資機材搬入出システムを複数台設置した例を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１〜図１０は、本発明の一実施の形態にかかる掘削土砂・資機材搬入出システムを示す図である。

図１は本実施の形態にかかる掘削土砂・資機材搬入出システムを示す図で、（Ａ）は車両搭載用ケージを立坑地上部に位置させた状態を示す側面図、（Ｂ）はその正面図であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）は図１の状態から車両搭載用ケージを立坑底部に位置させた状態を示す側面図及び正面図である。

この掘削土砂・資機材搬入出システム１０は、地上部固定ガーダー１２と、車両搭載用ケージ１４と、ケージ吊り用ガーダー１６と、油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８と、昇降油圧ジャッキ２０とを有し、例えば大深度の立坑２２に対し掘削土砂や資機材等を搬入出可能とするものである。

地上部固定ガーダー１２は、立坑地上部２４上で車両搭載用ケージの高さに見合う高さで、ケージ吊り用ガーダー１６、油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８及び昇降油圧ジャッキ２０等を収容可能な高さに設置され、車両搭載用ケージ１４、ケージ吊り用ガーダー１６、油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８及び昇降油圧ジャッキ２０等を吊り下げ支持するようになっている。

車両搭載用ケージ１４は、立坑２２に対する搬入出用の車両２６を搭載可能な大きさを有し、地上部固定ガーダー１２内に収容可能にされている。

車両２６としては、トンネル工事で使用する掘削土砂搬出用のダンプトラック、セグメント搬入用のトラック、インバート打設用のミキサー車、その他トンネル構築に必要な資
機材を搬入出するトラック等があり、これらを立坑地上部２４及び立坑地下部２８で入出庫可能にし、地上からそのままトンネル坑内、あるいはトンネル坑内から地上へと入出坑可能にしている。

ケージ吊り用ガーダー１６は、車両搭載用ケージ１４を吊り下げるためのもので、車両搭載用ケージ１４の上部に連結された状態となっている。

油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８は、ケージ吊り用ガーダー１６と地上部固定ガーダー１２とを立坑２２の深さに見合う数の昇降油圧ジャッキ２０を介して接続するもので、昇降油圧ジャッキ２０の数に応じて複数、例えば１０段設けられるようになっている。

昇降油圧ジャッキ２０は、地上部固定ガーダー１２と最上段の油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８、各油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８同士、最下段の油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８とケージ吊り用ガーダー１６とをそれぞれ連結するもので、複数、例えば１１段設けられるようになっている。

また、各段においては例えば４本の昇降油圧ジャッキ２０が設けられるようになっており、それぞれ各段の昇降油圧ジャッキ２０は、昇降時に昇降油圧ジャッキ２０同士が接触しない程度に取り付け位置をずらしている。

なお、各段の油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８は、昇降油圧ジャッキ２０の配置に合わせて長さを調整している。

このため、各段の全昇降油圧ジャッキ２０の収縮時には、立坑地上部２４においてコンパクトで効率的に収納されている（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）。

さらに、昇降油圧ジャッキ２０の油圧ホースは、本数も多く、例えば大深度の立坑２２の深さで伸縮させる必要があり、作動油の量も多く、ドレン回路の差圧への配慮等から油圧ホースは高圧で硬く、一括巻き取り形式にできないため、図４（Ａ）に示すように、各段少なくとも４本の昇降油圧ジャッキ２０を稼働させるための油圧ユニット３０及び操作盤３２並びにケーブルリール３４は、各油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８間に設置し、各ジャッキ吊り用ガーダー１８を吹き抜け形式としている。

また、これら油圧ユニット３０及び操作盤３２並びにケーブルリール３４は、同図（Ｂ）に示すように、各段の油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８において位置を変えた配置としている。

このため、各段の全昇降油圧ジャッキ２０の収縮時には、立坑地上部２４においてよりコンパクトで効率的に収納されている。

そして、全昇降油圧ジャッキ２０の伸縮により車両搭載用ケージ１４を立坑地上部２４と立坑地下部２８との間で昇降可能にしている（図１及び図２参照）。

この場合、昇降油圧ジャッキ２０の全数をほぼ同時に伸縮させて、ほぼ１つの伸縮油圧ジャッキ２０の伸縮時間で車両搭載用ケージ１４が立坑地上部２４と立坑地下部２８との間で昇降可能とすることで、短時間で、効率の良い搬入出を行うことができる。

より具体的には、まず、車両搭載用ケージ１４を支持するケージ吊り用ガーダー１６と連結した最下段の昇降油圧ジャッキ２０が伸縮動作を始め、その作動信号を受けて上部にある油圧ジャッキ吊り用ガーダー１８の昇降油圧ジャッキ２０が作動し、次にその上の昇
降油圧ジャッキとほぼリアルタイムに順次作動させ、昇降油圧ジャッキ２０の全数がほぼ同時に伸縮動作を始めるようにする。

このため、車両搭載用ケージ１４の立坑地上部２４と立坑地下部２８との移動時間は、ケージ吊り用ガーダー１６と連結した昇降油圧ジャッキ２０のワンスパンの伸縮時間とほぼ同程度の時間となる。

また、立坑２２の立坑地上部２４から立坑地下部２８には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両搭載用ケージ１４の昇降位置に車両搭載用ケージ１４の昇降を案内する複数本のガイド柱３６が設けられており、車両搭載用ケージ１４にはこのガイド柱３６の側面に当接するガイドローラ３８が設けられ、これによって車両搭載用ケージ１４の昇降時のガイドをなし、このため車両搭載用ケージ１４は決められた位置で順次安全に昇降できるようになっている。

なお、このガイドローラ３８のほか、図示せぬが、車両搭載用ケージ１４の側面及び対応位置のガイド柱３６にレール状の凹凸係合するケージガイドを設けることによっても、車両搭載用ケージ１４を決められた位置で昇降させるようにすることもできる。

また、車両搭載用ケージ１４は、図５（Ｂ）及び図６に示すように、ロック手段４０により所定の立坑地上部２４における上昇位置または立坑地下部２８における降下位置で停止状態で支持されるようになっている。

このロック手段４０は、図６に示すように、ガイド柱３６に取り付けられた閂式のもので、同図（Ａ）に示すように、電気式または油圧式でロックピン４２をガイド柱３６側より車両搭載用ケージ１４側に突出させることで、車両搭載用ケージ１４側のロック穴４４に係合することで所定位置で停止状態が維持され、同図（Ｂ）に示すように、ロックピン４２をロック穴４４から引き抜くことで停止状態が解除されるようになっている。

さらに、図５（Ｂ）及び図７に示すように、ガイド柱３６には、車両搭載用ケージ１４の落下を防止する落下防止手段４６が設けられ、ロック手段４０に加えて二重の安全性確保がなされている。

この落下防止手段４６は、図７に示すように、落下防止用レバー４８をソレノイド５０で操作可能にしたもので、車両搭載用ケージ１４の上昇時には同図（Ａ）に示すように、ソレノイド５０を開放して落下防止レバー４８をフリーにしておくことで、車両搭載用ケージ１４が上昇するときには自動的に落下防止レバー４８が後退し、車両搭載用ケージ１４が通過すると自動的に落下防止レバー４８が突出して落下防止を行えるようになっている。

また、車両搭載用ケージ１４の降下時には同図（Ｂ）に示すように、ソレノイド５０を作動させて落下防止レバー４８を後退させて降下可能な状態とし、車両搭載用ケージ１４の降下終了時にはソレノイド４６切断することで、自動的に落下防止レバー４８が突出して落下防止が行えるようになっている。

さらに、立坑地上部２４及び立坑地下部２８には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両搭載用ケージ１４の出入り口にゲート５２（立坑地下部のゲートは図示省略）が設けられ、また各車両搭載用ケージ１４には図５（Ａ）に示すように、車両止め５４が設けられて、安全性に配慮がなされるようになっている。

次に、このような掘削土砂・資機材搬入出システム１０の運転サイクルを図８により説
明する。

まず、同図（Ａ）に示すように、昇降油圧ジャッキ２０はすべて縮んで、車両搭載用ケージ１４は、立坑地上部２４で地上部固定ガーダー１２内に収容された状態となっている。

次に、同図（Ｂ）に示すように、全数の昇降油圧ジャッキ２０が同時に伸びだし、車両搭載用ケージ１４が降下を開始する。

その降下途中の状態が（Ｂ）に示されている。

この状態から、同図（Ｃ）に示すように、昇降油圧ジャッキ２０がすべて伸び、車両搭載用ケージ１４が立坑地下部２８に到達することとなる。

この状態で、同図（Ｄ）に示すように、立坑地下部２８において、車両搭載用ケージ１４内に車両２６を入庫させる。

この状態で、同図（Ｅ）に示すように、全数の昇降油圧ジャッキ２０を同時に縮ませ、車両２６を搭載した所領搭載用ケージ１４の上昇を開始させる。

その上昇途中の状態が（Ｅ）に示されている。

そして、同図（Ｆ）に示すように、全昇降油圧ジャッキ２０が縮み、車両搭載用ケージ１４が立坑地上部２４に到達し、車両搭載用ケージ１４から車両を出庫することとなる。

次に、このような掘削土砂・資機材搬入出システム１０を用いた掘削土砂・資機材搬入出手順を図９を参照して説明する。

この掘削土砂・資機材搬入出システム１０では、各昇降油圧ジャッキ２０のストロークセンサ、車両搭載用ケージ１４の位置を検出する位置センサ、オン・オフセンサを有し、これら各センサ等の情報をコンピュータ管理し、車両搭載用ケージ１４の移動管理を中央制御することで、システムの操作性及び安全性を確保するようにしている。

また、このシステムの操作方法及び監視システムは、立坑地上部または立坑地下部に捜査・監視室を設け、これらの一連の動作をコンピュータで自動化あるいは半自動化するとともに、個々を手動でも操作可能にしている。

例えば、各昇降油圧ジャッキ２０のジャッキストロークをバランス制御させ、常にジャッキレベルを一定になるように、昇降油圧ジャッキ２０に内蔵したセンサから出た信号をコンピュータで演算し、制御している。

また、車両投資用ケージ１４の位置、ロック手段４０、落下防止手段４６、各装置の操作及び運転状況の確認等、すべてコンピュータによる全自動を可能にしている。

さらに、異常時には、どこの位置で異常が発生したかを警報とともにコンピュータ表示できるようになっている。

また、本システムでは、非常階段も設置し、車両搭載用ケージ１４がどこの位置でも修理・点検が可能なように人の出入りを可能にしている。

また、車両２６の運転手は荷とともに移動することなく、それぞれ別に立坑地上部２４または立坑地下部２８に移動できるエレベータを設置するようにしている。

搬入出手順としては、まず、各安全装置をコンピュータで確認し（Ｓ１）、安全であれば、立坑地上部のゲート５２を開き（Ｓ２）、車両搭載用ケージ１４内に資機材を積載した車両２６を搬入し、車止め５４を作動させて車両２６を固定する（Ｓ３）。

次に、立坑地上部２４のゲート５４を閉じ（Ｓ４）、立坑地上部２４のロック手段４０及び落下防止手段４６を解除する（Ｓ５）。

次いで、最下段の最初の昇降油圧ジャッキ２０を伸長作動させ（Ｓ６）、ガイドローラ３８でガイド柱３６に沿って案内させつつ降下させ、続いて順次上部の昇降油圧ジャッキ２０を伸長作動させる（Ｓ７）。

この場合、各昇降油圧ジャッキ２０のジャッキストロークをバランス制御させ、常にジャッキレベルを一定になるように、昇降油圧ジャッキ２０に内蔵したセンサから出た信号をコンピュータで演算し、制御する。

この状態で、車両搭載用ケージ１４が立坑地下部２８に到達し、立坑地下部２８においてロック手段４０及び落下防止手段４６にて車両搭載用ケージ１４の固定・落下防止する（Ｓ８）。

次に、立坑地下部２８のゲート５２を開き、車止め５４を解除する（Ｓ９）。

この状態で、資機材を積載した車両２６を車両搭載用ケージ１４から搬出し、坑内からの掘削土砂を積載した車両２６を搬入する（Ｓ１０）。

次いで、車両搭載用ケージ１４内の車両２６を車止め５４にて固定する（Ｓ１１）
車両搭載用ケージ１４に対するロック手段４０及び落下防止手段４６の固定、落下防止を解除する（Ｓ１２）。

次に、昇降油圧ジャッキ２０を最下段から上部へと順次収縮作動させて、車両搭載用ケージ１４を立坑地上部２４に移動、到達させる（Ｓ１３）。

そして、立坑地上部２４で、ロック手段４０及び落下防止手段４６により車両搭載用ケージ１４の固定及び落下防止を行い（Ｓ１４）、車止め５４を解除し、ゲート５２を開放して車両２６を搬出し、これらの手順を繰り返すことで短時間で、効率よく掘削土砂・資機材の搬入出を行うことができる。

図１０には、本実施の形態にかかる掘削土砂・資機材搬入出システムを複数列設けることによって、さらに運搬効率を高める場合を示している。

例えば、図１０おいては、立坑２２に２基の掘削土砂・資機材搬入出装置５６，５８を設け、同図における左側の掘削土砂・資機材搬入出装置５６は大型車専用、右側の掘削土砂・資機材搬入出装置５８は普通車専用とすることで、コスト低減を図るようにしている。

このように、立坑２２に複数の掘削土砂・資機材搬入出装置を設けることで、より一層大断面、超大断面の大深度、高速施工に寄与することが可能となる。

次に、このような掘削土砂・資機材の搬入出システム１０を用いた掘削土砂・資機材搬入出方法は、車両搭載用ケージ１４が上部固定ガーダー１２内に収容されて立坑地上部２４に位置する状態から、ほぼ同時に全昇降油圧ジャッキ２０を伸ばし、ほぼ同時に各油圧ジャッキ吊りガーダー１８及びケージ吊りガーダー１６を降下させて車両搭載用ケージ１４を立坑地下部２８まで降下させる工程と、車両搭載用ケージ１４が立坑地下部２８に位置する状態から、ほぼ同時に全昇降油圧ジャッキ２０を縮め、ほぼ同時に各油圧ジャッキ吊りガーダー１８及びケージ吊りガーダー１６を上昇させて車両搭載用ケージ１４を立坑地上部２４まで上昇させて上部固定ガーダー内に収容させる工程とを含むことで、車両搭載用ケージ１４を立坑地上部２４と立坑地下部２８との間で短時間に昇降可能とし、大断面、超大断面、超大深度のトンネルのため、連続的あるいは半連続的に大容量の搬送を確実に行え、掘削土砂だけでなく、重量物であるセグメント、資機材等、トンネル内で必要なものすべてを効率よく搬送することができ、しかも、構造が簡単で、費用対効果のある経済性の良いものとすることができる。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

例えば、図１０の実施の形態では、異なる大きさ専用の複数の車両用の掘削土砂・資機材搬入出装置を設ける場合について説明したが、この例に限らず、異なる種類の車両専用の複数の掘削土砂・資機材搬入出装置を設けるようにしたり、掘削土砂搬送専用のものやセグメント搬送専用の物等複数の掘削土砂・資機材搬入出装置を設けることも可能である。

また、ケージ吊り用ガーダー及び油圧ジャッキ吊り用ガーダーの昇降を案内するガイド柱を設け、各ガーダーに設けたガイドローラをガイド柱に当接させて各ガーダーのぶれ止めを行うようにすることも可能である。

１０ 掘削土砂・資機材搬入出システム
１２ 地上部固定ガーダー
１４ 車両搭載用ケージ
１６ ケージ吊り用ガーダー
１８ 油圧ジャッキ吊り用ガーダー
２０ 昇降用ジャッキ
２２ 立坑
２４ 立坑地上部
２６ 車両
２８ 立坑地下部
３６ ガイド柱
４０ ロック手段
４６ 落下防止手段

Claims (6)

1. 立坑地上部に設置された地上部固定ガーダーと、
   立坑搬入出用の車両を搭載可能な大きさを有し、前記地上部固定ガーダー内に収容可能にされた車両搭載用ケージと、
   前記車両搭載用ケージを吊り下げるためのケージ吊り用ガーダーと、
   前記ケージ吊り用ガーダーと前記地上部固定ガーダーとを前記立坑の深さに見合う数の昇降油圧ジャッキを介して接続する複数の油圧ジャッキ吊り用ガーダーとを有し、
   前記昇降油圧ジャッキの伸縮により前記車両搭載用ケージが前記立坑地上部と立坑地下部との間で昇降可能にされていることを特徴とする掘削土砂・資機材搬入出システム。
2. 請求項１において、
   前記昇降油圧ジャッキは、全数がほぼ同時に伸縮して、ほぼ１つの伸縮油圧ジャッキの伸縮時間で前記車両搭載用ケージが前記立坑地上部と立坑地下部との間で昇降可能にされていることを特徴とする掘削土砂・資機材搬入出システム。
3. 請求項１または２において、
   前記立坑地上部と立坑地下部とにわたって前記車両搭載用ケージの昇降移動を案内するガイド柱が設けられ、
   前記立坑地上部及び立坑地下部位置の前記ガイド柱には、前記車両搭載用ケージが前記立坑地上部及び立坑地下部に位置しているときに前記車両搭載用ケージを固定するロック手段が設けられていることを特徴とする掘削土砂・資機材搬入出システム。
4. 請求項３において、
   前記ガイド柱の前記立坑地上部及び立坑地下部位置には、前記ロック手段に加えて、車両搭載用ケージの落下を防止する落下防止手段が設けられていること特徴とする掘削土砂・資機材搬入出システム。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   各昇降油圧ジャッキのストロークセンサ、車両搭載用ケージの位置を検出する位置センサ、オン・オフセンサを有し、これら各センサ等の情報をコンピュータ管理し、車両搭載用ケージの移動管理を中央制御することを特徴とする掘削土砂・資機材搬入出システム。
6. 請求項１記載の掘削土砂・資機材搬入出システムを用いた掘削土砂・資機材搬入出方法であって、
   車両搭載用ケージが上部固定ガーダー内に収容されて立坑地上部に位置する状態から、ほぼ同時に全昇降油圧ジャッキを伸ばし、ほぼ同時に各油圧ジャッキ吊りガーダー及びケージ吊りガーダーを降下させて車両搭載用ケージを立坑地下部まで降下させる工程と、
   車両搭載用ケージが立坑地下部に位置する状態から、ほぼ同時に全昇降油圧ジャッキを縮め、ほぼ同時に各油圧ジャッキ吊りガーダー及びケージ吊りガーダーを上昇させて車両搭載用ケージを立坑地上部まで上昇させて上部固定ガーダー内に収容させる工程と、
   を含むことを特徴とする掘削土砂・資機材搬入出方法。

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