JP6339886B2 - ベルトコンベヤ用排土装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルトコンベヤ用排土装置に関する。

トンネル施工では、掘削ズリの搬出に、連続ベルトコンベヤを使用する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
連続ベルトコンベヤは、切羽近傍から坑口まで延設されており、トンネル掘削時に発生した掘削ズリを、切羽から坑口まで連続的に搬送する。

掘削ズリの搬出に連続ベルトコンベヤを使用すると、ダンプトランク等の運搬車両を使用する場合に比べて、作業の効率化を図ることができるとともに、車両走行に伴う排気ガス、埃、騒音等による坑内環境の悪化を防ぐことができる。

連続ベルトコンベヤによりトンネル坑内から搬出された掘削ズリは、坑外の仮置きヤードに保管する。
仮置きヤードに保管された掘削ズリは、インバートの埋め戻し材として使用する場合がある。

特開２０００−２５９３３号公報

インバートの埋め戻しに使用する掘削ズリは、仮置きヤードから埋め戻し箇所までダンプトラック等を利用して運搬するのが一般的である。
ところが、ダンプトラック等による掘削ズリの運搬は、坑内環境を悪化させるおそれがある。また、坑外に搬出した掘削ズリを再び坑内に搬入するのは効率が悪い。

このような観点から、本発明は、坑内環境の悪化を抑制し、かつ、トンネル施工の効率化を図ることを可能とした、ベルトコンベヤ用排土装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明のベルトコンベヤ用排土装置は、ベルトコンベヤのキャリアベルト上に配設された排土板と、前記排土板の前後に設けられた一対の搬送面調整ローラーとを備えるものである。
前記排土板は、前記キャリアベルトの幅方向にわたって配設されている。
また、前記搬送面調整ローラーは、前記キャリアベルトの下面に沿って設けられている。
さらに、前記一対の搬送面調整ローラーの間の前記キャリアベルトは、断面直線状あるいは上向きに凸となるアーチ状を呈している。

かかるベルトコンベヤ用排土装置によれば、排土板により、キャリアベルト上の掘削ズリをベルトコンベヤの中間位置において排土することができる。そのため、トンネル施工の効率化を図ることができる。
また、トラック等を利用せずとも、所望の位置に掘削ズリを輸送することができるため、坑内環境の悪化を防ぐことができる。
また、排土板が設けられた位置では、搬送面調整ローラーによりキャリアベルトが平面あるいは上向きに凸を呈しているため、掘削ズリの排土を効率よく行うことができる。

また、前記ベルトコンベヤ用排土装置が、前記一対の搬送面調整ローラーの間において、前記ベルトコンベヤのリターンベルトの上面縁部を覆う防護板が設けられていれば、キャリアベルトから落下した掘削ズリがリターンベルトに接触することを防ぐことができ、ひいては、ベルトコンベヤに破損が生じることを防止できる。

また、前記リターンベルト上に配設されたスクレーパをさらに備えていれば、リターンベルト上に掘削ズリが載ってしまった場合であってもスクレーパにより排土されるため、リターンベルト上に落下した掘削ズリがプーリー等に絡まる等の不具合が生じることを防止できる。

また、前記排土板が、前記ベルトコンベヤに隣接して据え付けられた重機に固定されていれば、排土板の据え付けや撤去が簡易となり、施工性が向上する。また、排土板の移動も容易となる。

本発明のベルトコンベヤ用排土装置によれば、坑内環境の悪化を抑制し、かつ、トンネル施工の効率化を図ることが可能となる。

本実施形態のベルトコンベヤ用排土装置を示す平面図である。 図１に示すベルトコンベヤ用排土装置の側面図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図である。 他の実施形態に係るベルトコンベヤ用排土装置を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は横断面図である。

本実施形態のベルトコンベヤ用排土装置１は、図１および図２に示すように、ベルトコンベヤ１０に用いられるものである。
本実施形態のベルトコンベヤ１０は、トンネル施工において発生する掘削ズリを切羽からトンネル坑外に搬出するいわゆる連続ベルトコンベヤであって、切羽近傍から坑口まで延設されている。
ベルトコンベヤ１０は、一般区間Ｉと、排土区間IIとを有している。

以下、一般区間Ｉにおけるベルトコンベヤ１０の構成について説明する。
ベルトコンベヤ１０は、図３の（ａ）に示すように、コンベヤ枠１１と、コンベヤ枠１１により支持されたキャリアローラー１２およびリターンローラー１３と、ベルトコンベヤ１０の前端と後端に設けられたプーリー（図示せず）と、無端状のゴムベルト１４，１５とを備えている。

ベルトコンベヤ１０は、トンネル壁面に固定された架台１６により支持されている。
架台１６の基端部（図示せず）は、トンネル壁面に固定されている。架台１６は、トンネル内空側に横向（水平）に延びる鋼材により構成されている。架台１６の先端は、トンネル壁面に一端が取り付けられた吊材１７により吊持されている。なお、架台１６の構成は限定されるものではない。

ゴムベルト１４，１５は、前後端のプーリーに巻きつけられており、少なくとも一方のプーリーに導入された動力により回動する。
本明細書では、ゴムベルト１４，１５について、ベルトコンベヤ１０の断面上側に位置している部分をキャリアベルト１４、断面下側に位置している部分をリターンベルト１５と称する。

キャリアベルト１４は、掘削ズリを上載して搬送する部分であって、キャリアローラー１２により支持されている。
キャリアローラー１２は、３つのローラー部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃを組み合わせることにより構成されていて、キャリアベルト１４の下面を支持している。

キャリアローラー１２は、治具１２ｄを介してコンベヤ枠１１に取り付けられており、ベルトコンベヤ１０の長手方向に沿って所定の間隔により複数配設されている。

ローラー部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、円柱状の部材からなり、軸芯を中心に回転可能に支持されている。
３つのローラー部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、下向きに凸となるように円弧状に配設されている。すなわち、中央のローラー部材１２ｂが左右のローラー部材１２ａ，１２ｃよりも低い位置に配置されているとともに、左右のローラー部材１２ａ，１２ｃは、中央側（ローラー部材１２ｂ側）が外側（ローラー部材１２ｂの反対側）よりも低くなるように傾斜している。
そのため、キャリアローラー１２により支持されたキャリアベルト１４は、中央部が縁部よりも低くなるように、溝状を呈している。

リターンベルト１５は、掘削ズリを搬送したゴムベルトの返送部分であって、リターンローラー１３により下面を支持されている。
リターンローラー１３は、治具１３ａを介してコンベヤ枠１１に取り付けられていて、ベルトコンベヤ１０の長手方向に沿って所定の間隔で複数配設されている。

リターンローラー１３は、円柱状の部材からなり、軸芯を中心に回転可能に支持されている。
直線状に形成されたリターンローラー１３により支持されたリターンベルト１５は、平面を呈している。

次に、ベルトコンベヤ用排土装置１の詳細について説明する。
ベルトコンベヤ用排土装置１は、図１および図２に示すように、ベルトコンベヤ１０の排土区間IIに設けられた排土板２、一対の搬送面調整ローラー３，３および防護板４と、排土区間IIの切羽側に設けられたスクレーパ５とを備えている。

排土板２は、ベルトコンベヤ１０のキャリアベルト１４の上に配設されている。
本実施形態の排土板２は、図１および図２に示すように、ベルトコンベヤ１０に隣接して据え付けられた重機６のアーム６１の先端に取り付けられている。
排土板２は、キャリアベルト１４の幅方向全長にわたって配設されている。

排土板２は、図３の（ｂ）に示すように、キャリアベルト１４との間に、わずかな隙間を有して配設されている。また、キャリアベルト１４に接触してキャリアベルト１４を傷つけることが無いように、排土板２の下端に緩衝材を設置してもよい。なお、緩衝材を構成する材料や緩衝材の形状等は限定されない。

本実施形態の排土板２は、２本の溝型鋼２０，２０を組み合わせることにより形成されている。
２本の溝型鋼２０，２０は、フランジ同士を重ね合わせることにより、上下に並設されている。

排土板２は、２本の溝型鋼２０，２０のウェブにより平面が形成されているとともに、ウェブ側が切羽側（搬送方向の上流側）に向くように配設されている。
なお、溝型鋼２０同士の接合方法は限定されるものではなく、例えば溶接やボルト接合すればよい。

本実施形態では、２本の溝型鋼２０，２０を組み合わせることで排土板２を形成しているが、排土板２の構成は限定されない。例えば、複数のＬ形鋼を組み合わせて排土板２を形成してもよいし、１枚の鋼板により排土板２を形成してもよい。また、排土板２を形成する型鋼や鋼板は、１本（１枚）でもよし、３本以上（複数枚）でもよい。

排土板２は、折れ点を有しており、図１に示すように、平面視でへ字状に形成されている。本実施形態では、排土板２の折れ点を境に一方の片を第一片２１、他方の片を第二片２２と称する。

第一片２１は、排土板２の折れ点よりも切羽側（搬送方向上流側）の部分である。
第一片２１は、キャリアベルト１４の一方（トンネル壁面側）の縁部において、キャリアベルト１４の搬送方向に対して平行になるように配設されている。
本実施形態では、第一片２１が第二片２２よりも短いが、第一片２１は第二片２２と同等の長さを有していてもよい。また、第一片２１は、必ずしもキャリアベルト１４と平行である必要はなく、切羽側（搬送方向上流側）の先端がトンネル壁面側に広がっていてもよい。

第二片２２は、排土板２の折れ点よりも坑口側（搬送方向下流側）の部分である。
第二片２２は、第一片２１側（折れ点側）が切羽側（搬送方向上流側）、先端側（第一片２１と反対側）が坑口側（搬送方向下流側）に位置するように配設されている。
また、第二片２２は、キャリアベルト１４の搬送方向に対して傾斜しており、キャリアベルト１４の上面を全幅にわたって横断している。

第二片２２は、キャリアベルト１４の幅よりも大きな長さを有しており、第二片２２の先端は、キャリアベルト１４の他方（トンネル内空側）の縁部よりもトンネル内空側に突出している。

一対の搬送面調整ローラー３，３は、図１および図２に示すように、排土板２の前後（排土区間II）において、キャリアベルト１４の下面に沿って設けられている。
なお、本実施形態では、搬送面調整ローラー３，３を、排土板２の直下に配設しているが、搬送面調整ローラー３，３は、排土板２の切羽側と坑口側（上流側と下流側）にそれぞれ配設してもよい。

搬送面調整ローラー３は、図３の（ｂ）に示すように、治具３０を介してコンベヤ枠１１に着脱可能に設置されている。なお、搬送面調整ローラー３のコンベヤ枠１１の取付方法は限定されないが、例えばボルト接合すればよい。また、治具３０の構成は限定されない。

本実施形態の搬送面調整ローラー３は、円柱状（直線状）に形成されていて、キャリアベルト１４の下面を支持している。
搬送面調整ローラー３は、軸芯がキャリアベルト１４の搬送方向と直交する向きに設けられていて、当該軸芯を中心に回転可能に支持されている。
キャリアベルト１４は、一対の搬送面調整ローラー３，３により挟まれた区間（排土区間II）においては、平面を呈している。

防護板４は、図１および図３の（ｂ）に示すように、一対の搬送面調整ローラー３，３の間（排土板２の下方）において、ベルトコンベヤ１０のリターンベルト１５の上面縁部を覆っている。
防護板４は、コンベヤ枠１１に固定された鋼板であって、図３の（ｂ）に示すようにリターンベルト１５のトンネル内空側縁部を覆っている。なお、防護板４は、リターンベルト１５の上面を、全幅にわたって覆っていてもよい。
防護板４は、排土板２によりトンネル内空側に誘導された搬送物が、キャリアベルト１４から落下する範囲を覆うことが可能な長さを有している。
防護板４は、コンベヤ枠１１に着脱可能に取り付けられている。

スクレーパ５は、図２に示すように、排土板２（排土区間II）よりも切羽側において、リターンベルト１５上に配設されている。
スクレーパ５は、鋼板からなり、リターンベルト１５と交差する向きに配置されている。スクレーパ５の両端は、それぞれコンベヤ枠１１にボルト固定されている。スクレーパ５は、コンベヤ枠１１に着脱可能に固定されている。

スクレーパ５は、一端（トンネル壁面側）が坑口側、他端（トンネル内空側）が切羽側になるように、リターンベルト５に対して傾斜している。
また、スクレーパ５の下端とリターンベルト５の上面との間にはわずかな隙間が形成されている。なお、リターンベルト５の下端には、必要に応じて緩衝材を設置してもよい。

本実施形態のベルトコンベヤ用排土装置１によれば、排土板２により、キャリアベルト１４条の掘削ズリをベルトコンベヤ１０の中間の任意の位置（排土区間II）において連続ベルトコンベヤから掘削ズリを排土することができる。
そのため、トンネル内で埋め戻しを行う場合等に、トンネル坑外から埋め戻し材を搬入する手間を省略することができ、トンネル施工の効率化を図ることができる。
また、トラック等の搬送手段をベルトコンベヤ１０とは別に用いる必要が無いため、坑内環境の悪化（排気ガスや粉塵の発生、通行路の縮小等）を防ぐことができる。

排土板２は、掘削ズリの搬送方向に対して傾斜しているため、掘削ズリを効率的に排土させることができる。
排土板２とキャリアベルト１４との間には隙間が形成されているため、キャリアベルト１４が排土板２と接触して摩耗することが防止されている。

排土板２は、ベルトコンベヤ１０に隣接して据え付けられた重機に固定されているため、排土板２を容易に上下動させることができる。そのため、作業状況に応じて、適宜排土板２を上下させることで、埋め戻し作業の効率化を図ることができる。
また、ベルトコンベヤ１０を止めることなく必要な分だけ掘削ズリをベルトコンベヤ１０から確保することができるため、トンネル工事全体の工程に影響を及ぼすことが無い。

また、排土板２は、重機６によって、容易に据え付けや撤去を行うことができる。そのため、施工の進行に伴って移動する埋め戻し箇所への排土板の据え付け作業（排土区間IIの移動）を容易に行うことができ、施工性が向上する。
また、搬送面調整ローラー３、防護板４およびスクレーパ５もコンベヤ枠１１に着脱可能に取り付けられているため、施工の進行に伴って移動する埋め戻し箇所への移動（排土区間IIの移動）を容易に行うことができる。

排土板２が設けられた位置（排土区間II）では、搬送面調整ローラー３，３によりキャリアベルト１４が平面を呈しているため、掘削ズリの排土を効率よく行うことができる。
また、排土板２の下方には、リターンベルト１５の上面縁部を覆う防護板４が設けられているため、キャリアベルト１４から落下した掘削ズリがリターンベルト１５に接触することを防ぐことができ、ひいては、ベルトコンベヤ１０に破損が生じることを防止できる。

また、排土板２の切羽側には、リターンベルト１５上にスクレーパ５が配設されているため、リターンベルト１５上に掘削ズリが載ってしまった場合であってもスクレーパ５により排土される。そのため、リターンベルト１５上に落下した掘削ズリがプーリー等に絡まる等の不具合が生じることを防止できる。
なお、スクレーパ５は、リターンベルト１５に対して傾斜しているため、掘削ズリを効率的にリターンベルト１５から排土させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、搬送面調整ローラー３が直線状の場合について説明したが、搬送面調整ローラー３は、キャリアベルト１４が上向きに凸となるように、断面視楕円状を呈していてもよい。また、搬送面調整ローラー３は、複数（例えば３つ）のローラー部材を組み合わせることにより、直線状あるいは上向きに凸となるようにアーチ状に構成されていてもよい。
また、搬送面調整ローラー３は、トンネル壁面側よりもトンネル内空側が低くなるように傾斜していてもよい。

また、防護板４は、必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。
同様に、スクレーパ５も必要に応じて設置すればよい。

前記実施形態では、重機６のアーム６１に取り付けられた排土板２をキャリアベルト１４上に設置する場合について説明したが、排土板２の固定方法は限定されない。
例えば、排土板２を支持する重機６の種類は限定されない。

また、図４に示すように、重機６に代えて、架台７により排土板２を設置してもよい。
架台７の構成は限定されるものではなく、例えば、鋼材をやぐら状に組み合わせることにより形成すればよい。

また、架台７がキャリアベルト１４の搬送方向に沿って伸張するシリンダー７０，７０を介して排土板２を支持していれば、キャリアベルト１４に対する排土板２の傾斜角の調整が容易である。
また、架台７は、排土板２を上下動可能に支持するのが望ましい。

１ ベルトコンベヤ用排土装置
１０ ベルトコンベヤ
１４ キャリアベルト
１５ リターンベルト
２ 排土板
３ 搬送面調整ローラー
４ 防護板
５ スクレーパ
６ 重機
７ 架台

Claims (3)

1. ベルトコンベヤのキャリアベルト上に配設された排土板と、
   前記排土板の前後に設けられた一対の搬送面調整ローラーと、を備えるベルトコンベヤ用排土装置であって、
   前記排土板は、前記キャリアベルトの幅方向にわたって配設されており、
   前記搬送面調整ローラーは、前記キャリアベルトの下面に沿って設けられており、
   前記一対の搬送面調整ローラーの間の前記キャリアベルトは、断面直線状あるいは上向きに凸となるアーチ状を呈していて、
   前記一対の搬送面調整ローラーの間において、前記ベルトコンベヤのリターンベルトの上面縁部を覆う防護板が設けられていることを特徴とする、ベルトコンベヤ用排土装置。
2. ベルトコンベヤのキャリアベルト上に配設された排土板と、
   前記排土板の前後に設けられた一対の搬送面調整ローラーと、を備えるベルトコンベヤ用排土装置であって、
   前記排土板は、前記ベルトコンベヤに隣接して据え付けられた重機に固定されているとともに、前記キャリアベルトの幅方向にわたって配設されており、
   前記搬送面調整ローラーは、前記キャリアベルトの下面に沿って設けられており、
   前記一対の搬送面調整ローラーの間の前記キャリアベルトは、断面直線状あるいは上向きに凸となるアーチ状を呈していることを特徴とする、ベルトコンベヤ用排土装置。
3. 前記ベルトコンベヤのリターンベルト上に配設されたスクレーパをさらに備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のベルトコンベヤ用排土装置。

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