JP7133509B2 - 立坑造成用ステージシステム及び立坑造成方法 - Google Patents

Description

本発明は、立坑造成用ステージシステム及び立坑造成方法に関する。

立坑の造成においては、作業床または作業に用いる設備用の架台となるステージの盛り替えが、地盤の掘削に追従して行われる。地盤の掘削が発破を伴う場合、このステージは発破作業時の飛散防止機能をさらに有する。
従来のステージの盛り替え方法は、地上に設置されているクレーン等を用いてステージを吊り降ろす方法が一般に適用されているが、ステージが立坑の壁面に引っ掛かって動かせなくなることや、ステージの姿勢が崩れ易いこと、ステージを立坑の壁面に固定するための器具となるブラケットの位置ずれによりステージの位置決めが困難になるといった課題がある。また、吊り荷であるステージの上方や下方は安全上の理由から作業員を配置することができないため、限られたスペースにて介錯作業を行う必要があることから作業効率が悪くなる。加えて、立坑にステージを固定するためのブラケットは強度を要することからその重量は一般に大きくなり、そのためにブラケットの設置作業が困難になり易い。
このように、立坑の造成に際して、ステージの盛り替え作業には様々な課題がある。

一方、立坑の造成において造成された壁面に支保工を施工する場合、一般には以下の施工方法が適用される。まず、支保工を形成する支保工部材を地上にあるクレーンで吊り降ろす。次に、既に取り付けられている上方の支保工にタイロッドを取り付け、掘削面に配置した移動式クレーン等で支保工部材を吊り上げ、タイロッドに取付ける。次に、すべての支保工部材をタイロッドに取付け、測量を行いながら各支保工部材の位置合せを行う。次に、鉄筋棒等を用いて各支保工部材を仮固定した後、支保工部材の間に吹付けコンクリートを施工することにより、立坑の壁面に対して支保工が施工される。
上記施工方法において、支保工部材をタイロッドに取付けた段階では、支保工部材は手で押せば容易に動く状態であることから、支保工部材を位置合せする際においても、一方の支保工部材を固定すると他方の支保工部材がずれるといった課題がある。また、支保工部材は重量物であることから、精緻な位置決め作業は容易でない。
このように、立坑の造成に際して、支保工の施工にも様々な課題がある。

ここで、吊り足場に削岩機を搭載して立坑の坑壁に発破孔を形成する際に、立坑内において効率的に発破孔を形成する方法が提案されている。より具体的には、立坑内を昇降可能な吊り足場の作業床面に削岩装置を設置し、削岩装置を駆動して立坑の坑壁に発破孔を形成する発破孔形成方法であり、削岩装置のロッドの延長線上においてロッドの先端に設けられた削岩ビットとは反対側に位置する吊り足場の外周から振れ止めを突出させた後に、削岩ビットで坑壁を削岩する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－２３６３２７号公報

特許文献１に記載の発破孔形成方法によれば、立坑内において効率的に発破孔を形成することはできるが、立坑の造成に当たり、ステージを吊り降ろしながらステージの盛り替えを行う際の様々な課題や支保工の施工の際の様々な課題を解消するものではない。
本発明は、立坑の造成に当たり、ステージを吊り降ろしながらステージの盛り替えを行う際の様々な課題を解消することができ、かつ支保工の施工の際の様々な課題を解消することのできる、立坑造成用ステージシステム及び立坑造成方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による立坑造成用ステージシステムの一態様は、
立坑の内周面に沿って無端状に延設し、該立坑の内側に張り出す複数の突起を備えている支保工が、該立坑の長手方向に間隔を置いて複数取り付けられている支保工群と、
複数の前記支保工の有する前記突起に沿って前記長手方向にスライド自在であり、該長手方向に延設して該突起に仮固定される、複数のラックにより形成されるラック群と、
前記立坑の内側に昇降自在に配設されているステージであって、前記ラックに噛み合うピニオンギアと、該ピニオンギアを回転させるアクチュエータと、を備えているステージと、を有することを特徴とする。

本態様によれば、例えばＨ形鋼等の形鋼により形成される支保工から立坑の内側に張り出す突起に沿って立坑の長手方向（例えば鉛直方向）に複数のラックがスライド自在に取り付けられ、ステージの有するアクチュエータにより回転されるピニオンギアがラックに噛み合うことにより、ラックに沿ってステージを安定的かつ効率的に昇降させる（盛り替える）ことができる。そのため、クレーン等を用いてステージを吊り降ろす方法の有する、上記様々な課題を解消することができる。また、支保工の施工においても、例えば造成床（切羽）にて地組された支保工をラックに取り付け、アクチュエータを作動し、ピニオンギアを介してラックを上昇させることにより、所定の位置に精度よく支保工を位置決めし、施工することができる。

ここで、ステージには、資機材をステージの上下に搬出入するための開口が設けられ、開口が開閉蓋にて開閉されるようになっているのが望ましい。資機材をステージの上下に搬出入する場合や作業員がステージの上下に移動する場合に開口蓋が開き、それ以外の施工時には開閉蓋が閉じていることにより、ステージが資機材の搬出入口と安全な作業床の機能を有する。また、掘削を発破にて行う場合には、開閉蓋を閉じておくことにより、ステージによる飛散防止が図られる。

例えば、円筒状の立坑において、鉛直方向に所定の間隔を置いて複数の支保工が施工され、各支保工は周方向に間隔を置いて複数の突起を有するとともに、各支保工の有する突起は上下の位置関係にあるように設けられており、この上下の位置関係にある突起に沿ってラックが昇降自在に設けられている。例えば、支保工がその周方向に６０度間隔で六つの突起を有する場合、複数の支保工の対応する突起同士が上下の位置関係に配置されて六つの突起群を形成し、それぞれの突起群に対して六つのラックが昇降自在に配設される。この場合、平面視円形のステージにおいて、六つのラックに対応する位置にそれぞれモータ等のアクチュエータが装備され、各アクチュエータの回転軸に装着されているピニオンギアが対応するラックに噛み合うようにして構成される。ステージを昇降させる際は、全てのアクチュエータを同期して回転制御する。
支保工の有する突起と、ラックと、ステージはいずれも、例えばボルトが挿通されるボルト孔を有しており、突起とラックの双方のボルト孔を連通させてボルトを挿通することにより、支保工に対してラックを仮固定することができ、突起とステージの双方のボルト孔を連通させてボルトを挿通することにより、支保工に対してステージを仮固定することができる。
本態様の立坑造成用ステージシステムを適用することにより、例えばステージを任意の支保工の突起に仮固定し、ステージ下方の掘削（重機による掘削や発破等）を行った後、ラック群を下方に降下させて任意の支保工に仮固定し、ステージの仮固定を解除してラック群に沿ってステージを降下させ、この各工程を繰り返すことにより、効率的に立坑を造成することができる。

また、本発明による立坑造成用ステージシステムの他の態様において、前記ラック群は、相互に別のタイミングで降下される第一ラック群と第二ラック群とを含んでいることを特徴とする。
本態様によれば、相互に別のタイミングで降下される第一ラック群と第二ラック群を有することにより、例えば支保工に仮固定されている第一ラック群にステージを仮固定し、ステージ下方の掘削を行った後、第二ラック群を下方に降下させて任意の支保工に仮固定し、ステージの仮固定を解除して第二ラック群に沿ってステージを降下させることにより、ステージを支保工に仮固定することなく、掘削に追随したステージの盛り替えを行うことができる。

また、本発明による立坑造成方法の一態様は、
前記立坑造成用ステージシステムを用いて立坑を造成する、立坑造成方法であって、
所定段の支保工の有する複数の前記突起に対して前記ステージを仮固定する、ステージ仮固定工程と、
前記ステージの下方において所定深度まで立坑の造成を行う、造成工程と、
複数の前記ラックの下端を前記ステージよりも下方にある支保工まで降下させ、任意の支保工に複数の前記ラックを仮固定した後、前記ステージの仮固定を解除するラック仮固定工程と、
前記アクチュエータを作動し、回転する前記ピニオンギアを前記ラックに噛み合わせながら前記ステージを下方の支保工まで降下させる、ステージ降下工程と、を有し、
前記各工程を繰り返すことにより前記立坑を造成することを特徴とする。

本態様によれば、支保工の有する突起にステージを仮固定してステージ下方を掘削（重機による掘削や発破等）し、ラックを下方に降下させて任意の支保工に仮固定した後、ラックに沿ってステージを降下させることにより、地盤の掘削に追随してステージを安定的かつ効率的に盛り替えながら、立坑を造成することができる。尚、本態様の立坑造成方法は、ラック群を形成する全てのラックが同時に降下される立坑造成用ステージシステムを用いた造成方法である。

また、本発明による立坑造成方法の他の態様は、前記立坑造成用ステージシステムを用いて立坑を造成する、立坑造成方法であって、
所定段の支保工の有する複数の前記突起に対して、前記ステージが仮固定されている前記第一ラック群を仮固定する、第一ラック群仮固定工程と、
前記ステージの下方において所定深度まで立坑の造成を行う、造成工程と、
前記第二ラック群の下端を前記ステージよりも下方にある支保工まで降下させ、任意の支保工に前記第二ラック群を仮固定した後、前記第一ラック群に対する前記ステージの仮固定を解除して前記第二ラック群に仮固定する該ステージの仮固定の盛り替えを行い、該第一ラック群の仮固定を解除する、第二ラック群仮固定工程と、
前記アクチュエータを作動し、回転する前記ピニオンギアを前記ラックに噛み合わせながら前記ステージを下方の支保工まで降下させる、ステージ降下工程と、を有し、
前記各工程を繰り返すことにより前記立坑を造成することを特徴とする。

本態様によれば、例えば支保工に仮固定されている第一ラック群にステージを仮固定し、ステージ下方の掘削を行った後、第二ラック群を下方に降下させて任意の支保工に仮固定し、ステージの仮固定を解除して第二ラック群に沿ってステージを降下させることにより、ステージを支保工に仮固定することを不要にできるため、掘削に追随したより一層効率的なステージの盛り替えを行うことができる。

また、本発明による立坑造成方法の他の態様において、前記ラック仮固定工程もしくは前記第二ラック群仮固定工程では、前記ラックの下端を下方にある支保工のさらに下方の造成床まで降下させ、
前記造成床において前記支保工を地組みして地組み支保工を形成し、該地組み支保工を前記ラックの下端に仮固定する、地組み支保工仮固定工程と、
前記アクチュエータを作動し、回転する前記ピニオンギアを前記ラックに噛み合わせながら前記地組み支保工を上方の支保工から所定長離間した位置まで上昇させ、該地組み支保工を、前記立坑に対して直接的に、もしくは上方の支保工に対して間接的に固定する、地組み支保工固定工程と、をさらに有することを特徴とする。

本態様によれば、造成床（切羽）において支保工を地組みして地組み支保工を形成し、地組み支保工が仮固定されたラックをステージに装備されたアクチュエータの作動によって上昇させて位置決めし、固定することにより、支保工の位置決めを精度よく行うことができ、支保工を効率的に設置することができる。ここで、「地組み支保工を立坑に対して直接的に固定する」とは、例えば、立坑の坑壁に支保工を設置し、吹付けコンクリート等を施工することにより、支保工を固定することを意味する。また、「地組み支保工を上方の支保工に対して間接的に固定する」とは、例えば、タイロッド等を用いて上方の支保工に対して地組み支保工を吊持させることを意味する。
立坑が造成される地盤の性状に応じて、支保工と吹付けコンクリートによる覆工に加えて、ロックボルトの打設を行ってもよく、この場合はＮＡＴＭ工法（NATM：New Austrian Tunneling Method）を用いた立坑の造成となる。

以上の説明から理解できるように、本発明の立坑造成用ステージシステム及び立坑造成方法によれば、立坑の造成に当たり、地盤の掘削に追随したステージの盛り替えを安定的かつ効率的に行うことができ、支保工を精度よく位置決めして設置することができる。

第１の実施形態に係る立坑造成用ステージシステムの一例を示す斜視図であって、立坑の内部を透視した図である。 ステージ上のアクチュエータに装備されたピニオンギアとラックの関係を示すとともに、支保工の有する突起に対するステージの仮固定を説明する図である。 第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図３に続いて第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図４に続いて第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図５に続いて第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図６に続いて第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図７に続いて第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図８に続いて第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図９に続いて第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 第２の実施形態に係る立坑造成用ステージシステムの一例を示す斜視図であって、立坑の内部を透視した図である。 ステージ上のアクチュエータに装備されたピニオンギアとラックの関係を示すとともに、支保工の有する突起に対するステージの仮固定、及びラックに対するステージの仮固定を説明する図である。 第２の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。 図１３に続いて第２の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。

以下、各実施形態に係る立坑造成用ステージシステム及び立坑造成方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［第１の実施形態に係る立坑造成用ステージシステム］
はじめに、図１及び図２を参照して、第１の実施形態に係る立坑造成用ステージシステムの一例について説明する。ここで、図１は第１の実施形態に係る立坑造成用ステージシステムの一例を示す斜視図であって、立坑の内部を透視した図である。また、図２は、ステージ上のアクチュエータに装備されたピニオンギアとラックの関係を示すとともに、支保工の有する突起に対するステージの仮固定を説明する図である。尚、図１や図３等においては、図２に示すアクチュエータ５０の図示を省略している。

立坑造成用ステージシステム１００は、地盤Ｇに施工される立坑Ｓの長手方向Ｌ（鉛直方向）に間隔を置いて取り付けられている複数の支保工１０により形成される支保工群１５と、円筒状の立坑Ｓの周方向に間隔を置いて昇降自在に配設されている複数のラック２０により形成されるラック群２５と、立坑Ｓの内側に昇降自在に配設されているステージ４０と、を有する。尚、図示する立坑Ｓは円筒状であるが、直方体状の立坑や、長手方向に断面寸法や断面形状が変化する立坑等であってもよい。

環状（無端状）の支保工１０は、Ｈ形鋼等の形鋼や角形鋼管等により形成される複数（図示例は六つ）の弧状の支保工ピース１１を、溶接やボルト等にて接合することにより形成される。図１には、地表面側から順に、第一段の支保工１０Ａ，第二段の支保工１０Ｂ、第三段の支保工１０Ｃ，及び第四段の支保工１０Ｄの四つの支保工が、立坑Ｓの内周面Ｓ１に沿って長手方向Ｌに所定の間隔を置いて配設されている状態を示している。第四段の支保工１０Ｄの下方には造成床Ｓ２があり、地盤Ｇの掘削に応じて造成床Ｓ２が下方に移動するにつれて、順次下方に別途の支保工が取り付けられることになる。地盤Ｇの性状に応じて、上下に間隔を置いて配設される支保工１０の間には、吹付けコンクリートが施工されてもよい。尚、各支保工の取り付け方法は、以下の立坑造成方法において詳説する。

支保工１０には、立坑Ｓの内側に張り出す複数の突起１２が取り付けられている。突起１２は、Ｈ形鋼等の形鋼により、もしくは、複数の鋼板を溶接して箱型に組み付ること等により形成され、例えば、一つの突起１２が一つの支保工ピース１１の中央位置に溶接等により固定される。突起１２の両側面にはボルト孔１２ａが開設されている。

各支保工１０Ａ乃至１０Ｄの有する六つの突起１２は、立坑Ｓの長手方向Ｌの対応する位置に設けられており、図示例では、長手方向Ｌに間隔を置いて並ぶ四つの突起１２からなる突起群が立坑Ｓの周方向に６０度間隔に配置されている。

各突起群を形成する四つの突起１２の側方（図示例では、立坑Ｓの内側から見て突起群の右側）にはラック２０が配設され、ラック２０は四つの突起１２に沿うようにしてＹ１方向に昇降する。

ラック２０は、鉛直方向に延設して少なくとも三段の支保工１０に亘る長さを有しており、ラック２０の側面には、その長手方向に間隔を置いて複数のボルト孔２１が開設されている。ラック２０が昇降された任意の位置において、任意のボルト孔２１と突起１２のボルト孔１２ａが位置合わせされ、双方のボルト孔２１，１２ａにボルトを螺合することにより、支保工１０に対するラック２０の仮固定を図ることができる。ここで、ラック２０は、突起群を形成する複数の突起１２のうちのいずれの突起１２に対して仮固定されてもよい。図１においては、例えば、第二段の支保工１０Ｂの有する六つの突起１２に対して、それぞれ対応するラック２０がボルト接合されている。

ステージ４０は、環状の支保工１０の内径よりも小径の平面視円形を呈しており、内部に資機材の搬出入口や作業員の出入り口となる開口４１を有する。図示例のステージ４０は、二つの開口蓋４２が蝶番を介して開口４１の左右端に取り付けられ、それぞれの開口扉４２がＸ１方向に回動して観音開きするように構成されている。ステージ４０を作業床として使用する場合や、ステージ４０の下方の掘削を発破等により行う場合は、開口４１を閉じた状態で使用する。一方、開口４１を開くことにより、ステージ４０の下方に資機材を搬送したり、ステージ４０上の作業員がステージ４０の下方の例えば造成床Ｓ２に移動することができる。

図２に示すように、ステージ４０の上面には、支保工１０の有する突起１２と、突起１２の側方にあるラック２０の双方が遊嵌する開口４５が開設されている。図１に示す立坑造成用ステージシステム１００では、ステージ４０の周方向に６０度の間隔を置いて六つの開口４５が開設されている。開口４５の周囲のうち、ラック２０に対応する位置には鍵型のガイド柵４８が取り付けられており、ガイド柵４８の２つの側面のうち、ステージ４０の中心側に対向した側面には窓４８ａが開設されている。

ステージ４０の上面におけるガイド柵４８の近傍には、台座５１が取り付けられており、台座５１の上にアクチュエータであるモータ５０が搭載されている。モータ５０の回動軸にはピニオンギア５５が装備されており、ピニオンギア５５の一部はガイド柵４８の窓４８ａを介してラック２０側に突設し、ピニオンギア５５とラック２０は噛み合っている。図１に示す立坑造成用ステージシステム１００では、六つの開口４５の近傍においてピニオンギア５５が装備されたモータ５０がそれぞれ載置され、対応するラック２０とピニオンギア５５が噛み合っている。

ステージ４０の開口４５の側方（ガイド柵４８と反対側の側方）には、座ぐり溝４６が開設され、座ぐり溝４６の側方にはボルト孔４７が形成されている。

ステージ４０をＹ１方向に昇降させる際には、六つのモータ５０を同期して作動させることにより、各モータ５０に装備されているピニオンギア５５を介して六つのラック２０に沿ってステージ４０が昇降する。ステージ４０が所望の位置に到達した際に、六つの座ぐり溝４６のボルト孔４７と、それぞれのボルト孔４７に対応する突起１２のボルト孔１２ａに対してボルト６０をＸ２方向に螺合することにより、支保工１０に対するステージ４０の仮固定が図られる。ここで、図示を省略するが、ステージ４０の上、もしくは地上にある管理棟にはコントローラがあり、このコントローラにより、六つのモータ５０の同期作動制御や同期停止制御を図ることができる。例えば、施工管理者の有するスマートフォンやタブレット等のユーザ端末の制御スイッチをＯＮ／ＯＦＦすることにより、制御信号を無線通信にてコントローラに送信し、コントローラからの制御信号を各モータ５０に送信することにより、各モータ５０の作動制御を実行する。

一方、任意の支保工１０の有する六つの突起１２のボルト孔１２ａと、それぞれのボルト孔１２ａに対応する六つのラック２０のボルト孔２１に対してボルト６０を螺合することにより、支保工１０に対する六つのラック２０の仮固定が図られる。

尚、台座５１がステージ４０に対してスライド自在に構成され、ラック２０に対してステージ４０を昇降させる際には、台座５１がステージ４０の径方向外側にスライドしてピニオンギア５５とラック２０を噛み合わせ、ステージ４０を昇降させない際には、台座５１がステージ４０の径方向内側にスライドしてピニオンギア５５とラック２０の係合を解除するように構成してもよい。

［第１の実施形態に係る立坑造成方法］
次に、図３乃至図１０を参照して、第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例について説明する。ここで、図３乃至図１０は順に、第１の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。

ここでは、図３に示すように、立坑Ｓの内周面Ｓ１に対して第四段の支保工１０Ｄまでが施工されているものとする。図３に示すように、ステージ４０は第三段の支保工１０Ｃの位置において、支保工１０Ｃの有する各突起１２にボルト接合により仮固定されており（ステージ仮固定工程）、ラック群２５を形成する六つのラック２０は、例えば第二段の支保工１０Ｂの有する各突起１２にボルト接合により仮固定されて、各ラック２０の下端は第三の支保工１０Ｃに位置しているものとする。尚、六つのラック２０は、第一段の支保工１０Ａや第三段の支保工１０Ｃの有する各突起１２にボルト接合により仮固定されていてもよい。

図３に示す状態から、ステージ４０を下方に降下させる盛り替えを行う。まず、図４に示すように、第二段の支保工１０Ｂの有する各突起１２からボルト６０を取り外すことにより、支保工１０Ｂに対する六つのラック２０の仮固定を解除する。次いで、例えば、ステージ４０に搭載されている各モータ５０を作動させ、ピニオンギア５５を介して、各ラック２０の下端が第四段の支保工１０Ｄの位置に到達するまで各ラック２０をＹ２方向に降下させる。例えば、ステージ４０の位置する第三段の支保工１０Ｃの各突起１２に対して、盛り替え後の各ラック２０をボルト接合により仮固定する。

盛り替え後の各ラック２０を例えば第三段の支保工１０Ｃの各突起１２に仮固定した後、第三段の支保工１０Ｃの各突起１２に仮固定されていたステージ４０の仮固定を解除する（以上、ラック仮固定工程）。

次に、図５に示すように、ステージ４０に搭載されている各モータ５０を作動させ、ピニオンギア５５を介して、第三段の支保工１０Ｃに仮固定されている各ラック２０に沿ってステージ４０を第四段の支保工１０ＤまでＹ３方向に降下させる（ステージ降下工程）。そして、ステージ４０を、第四段の支保工１０Ｄの有する各突起１２にボルト接合により仮固定する（ステージ仮固定工程）。

ステージ４０を第四段の支保工１０Ｄに仮固定した後、図６に示すように、ステージ４０の下方を重機により掘削したり、発破等を行うことにより、立坑の深度を深くしていく（造成工程）。この造成工程においては、ステージ４０の開口扉４２を開いて開口４１を形成し、地上にあるクレーン等の重機を用いて、開口４１を介して掘削用重機を造成床Ｓ２に吊り下ろすことができる（いずれの施工機械ともに図示せず）。あるいは、第四段の支保工１０Ｄから造成床Ｓ２まで梯子をかけ、開口４１を介して作業員が造成床Ｓ２に到達し、発破の準備をした後、開口４１を閉じて発破を行うことができる。この造成工程により、当初の造成床Ｓ２から所定深度深い造成床Ｓ３までの造成が行われる。

造成工程に次いで、第四段の支保工１０Ｄの下方に、別途の支保工の設置を行う。具体的には、図７に示すように、ステージ４０の開口４１を開き、地上にあるクレーン等の重機を用いて、ワイヤＷにより吊り下げられた支保工ピース１１を造成床Ｓ３にＹ４方向に吊り下ろす。

図８に示すように、造成床Ｓ３上において、吊り下ろされた複数（図示例は六つ）の支保工ピース１１を地組みして地組み支保工１０Ｅを形成する。この地組みに際しては、第四段の支保工１０Ｄから造成床Ｓ３まで梯子をかけ、ステージ４０の開口４１を介して、作業員がＹ５方向に移動し、造成床Ｓ３に到達することにより行うことができる。

次に、図９に示すように、第三段の支保工１０Ｃの各突起１２に対する各ラック２０の仮固定を解除し、ステージ４０に搭載されている各モータ５０を作動させ、ピニオンギア５５を介して、各ラック２０をＹ６方向に降下させてそれらの下端を造成床Ｓ３まで到達させる。そして、各ラック２０を地組み支保工１０Ｅの有する各突起１２にボルト接合により仮固定する（以上、地組み支保工仮固定工程）。

次に、図１０に示すように、各モータ５０を作動させ、ピニオンギア５５を介して、各ラック２０をＹ７方向に上昇させ、第四段の支保工１０Ｄから所定間隔離れた位置において地組み支保工１０Ｅを位置決めする。地組み支保工１０Ｅを位置決めした後、例えば、地組み支保工１０Ｅを第四段の支保工１０Ｄからタイロッド等により吊持したり、あるいは、タイロッド等による吊持に加えて第四段の支保工１０Ｄと地組み支保工１０Ｅの間に吹付けコンクリートを施工すること等により、立坑Ｓの内周面Ｓ１に対して地組み支保工１０Ｅを設置する（地組み支保工固定工程）。

地組み支保工固定工程の後、以上で説明したステージ仮固定工程、ラック仮固定工程、ステージ降下工程、及び造成工程を繰り返し実行することにより、所定深度までの立坑の造成が行われる。

図示する立坑造成方法によれば、立坑Ｓの造成に当たり、ステージを吊り降ろしながらステージの盛り替えを行う際の様々な課題や支保工の施工の際の様々な課題を解消することができ、地盤Ｇの掘削に追随したステージ４０の盛り替えを安定的かつ効率的に行うことができ、支保工１０を精度よく位置決めして設置することができる。

［第２の実施形態に係る立坑造成用ステージシステム］
次に、図１１及び図１２を参照して、第２の実施形態に係る立坑造成用ステージシステムの一例について説明する。ここで、図１１は第２の実施形態に係る立坑造成用ステージシステムの一例を示す斜視図であって、立坑の内部を透視した図である。また、図１２は、ステージ上のアクチュエータに装備されたピニオンギアとラックの関係を示すとともに、支保工の有する突起に対するステージの仮固定、及びラックに対するステージの仮固定を説明する図である。

立坑造成用ステージシステム２００は、各支保工１０の有する各突起１２の左右に一組のラック２０、３０を有し、六つのラック２０により形成される第一ラック群２５と、六つのラック３０により形成される第二ラック群３５とを有し、第一ラック群２５と第二ラック群３５が相互に別のタイミングで降下されるように構成されている点において、立坑造成用ステージシステム１００と相違する。

図１２に示すように、ステージ４０の上面には、支保工１０の有する突起１２と、突起１２の左右の側方にあるラック２０，３０が遊嵌する開口４９が開設されている。開口４９の周囲のうち、左右のラック２０，３０に対応する位置には二つの鍵型のガイド柵４８が取り付けられており、ガイド柵４８の２つの側面のうち、ステージ４０の中心側に対向した側面には窓４８ａが開設されており、他方の側面にはボルト孔４８ｂが開設されている。ラック２０，３０の有するボルト２１，３１にガイド柵４８の有するボルト孔４８ｂが位置決めされ、ボルト６０がＸ３方向に螺合されることにより、ラック２０もしくはラック３０に対するステージ４０の仮固定が図られる。より具体的には、第一ラック群２５を形成する六つのラック２０に対して、もしくは、第二ラック群３５を形成する六つのラック３０に対して、ステージ４０が仮固定される。

ステージ４０の上面におけるガイド柵４８の近傍には、台座５１，５７が取り付けられており、台座５１，５７の上にはそれぞれ、アクチュエータであるモータ５０，５６が搭載されている。モータ５０，５６の回動軸にはピニオンギア５５，５８が装備されており、ピニオンギア５５，５８の一部は、それぞれガイド柵４８の窓４８ａを介してラック２０側とラック３０側に突設し、ピニオンギア５５，５８とラック２０，３０は噛み合っている。図１１に示す立坑造成用ステージシステム２００では、六つの開口４９の近傍においてピニオンギア５５，５８が装備されたモータ５０，５６がそれぞれ載置され、対応するラック２０、３０とピニオンギア５５、５８が噛み合っている。

立坑造成用ステージシステム１００においては、ステージ４０の盛り替えに当たり、ステージ４０を支保工１０に仮固定することを要した。これに対して、立坑造成用ステージシステム２００においては、第一ラック群２５と第二ラック群３５の一方を任意の支保工１０に仮固定するとともに当該一方のラック群に対してステージ４０を仮固定し、ステージ４０が仮固定されていない他方のラック群を下方に降下して任意の支保工１０に仮固定した後、一方の支保工群に対するステージ４０の仮固定を解除して他方の支保工群に仮固定し、ステージ４０を降下させる盛り替えを行うことができる。すなわち、ステージ４０を支保工１０に仮固定することなく、地盤の掘削に追随した、より一層効率的なステージ４０の盛り替えを実行することができる。

［第２の実施形態に係る立坑造成方法］
次に、図１３及び図１４を参照して、第２の実施形態に係る立坑造成方法の一例について説明する。ここで、図１３及び図１４は順に、第２の実施形態に係る立坑造成方法の一例を説明する工程図である。尚、図１３及び図１４においては、図１２に示すアクチュエータ５０、５６の図示を省略している。

ここでは、図１３に示すように、立坑Ｓの内周面Ｓ１に対して第五段の支保工１０Ｅまでが施工されているものとする。図１３に示すように、ステージ４０は第三段の支保工１０Ｃの位置に位置決めされており、ステージ４０は第一ラック群２５を構成する六つのラック２０の中段においてボルト接合により仮固定されている。さらに、六つのラック２０は、例えば第二段の支保工１０Ｂの有する各突起１２にボルト接合により仮固定されている。一方、ステージ４０が仮固定されていない第二ラック群３５を構成する六つのラック３０は、例えば第一段の支保工１０Ａの有する各突起１２にボルト接合により仮固定されている（第一ラック群仮固定工程）。尚、六つのラック２０は、第三段の支保工１０Ｃの有する各突起１２にボルト接合により仮固定されていてもよく、六つのラック３０は、第二段の支保工１０Ｂや第三段の支保工１０Ｃの有する各突起１２にボルト接合により仮固定されていてもよい。

図１３に示す状態から、ステージ４０を下方に降下させる盛り替えを行う。具体的には、図１４に示すように、第一段の支保工１０Ａの有する各突起１２からボルト６０を取り外すことにより、支保工１０Ａに対する六つのラック３０の仮固定を解除する。次いで、例えば、ステージ４０に搭載されている各モータ５６を作動させ、ピニオンギア５８を介して、六つのラック３０の下端をステージ４０よりも下方の支保工である第五段の支保工１０ＥまでＹ９方向に降下させ、例えば第三段の支保工１０Ｃに各ラック３０を仮固定する。

次に、第一ラック群２５を構成する六つのラック２０に対するステージ４０の仮固定を解除し、第二ラック群３５を構成する六つのラック３０にステージ４０を仮固定する、ステージ４０の仮固定の盛り替えを行う。さらに、第二段の支保工１０Ｂに対する第一ラック群２５を構成する六つのラック２０の仮固定を解除する（以上、第二ラック群仮固定工程）。

次に、ステージ４０に搭載されている各モータ５０を作動させ、ピニオンギア５５を介して、ステージ４０が第四段の支保工１０Ｄの位置に到達するまでステージ４０をＹ８方向に降下させる（ステージ降下工程）。

ステージ降下工程の後は、図６に示す造成工程を実行し、次いで、図７乃至図１０に示す地組み支保工仮固定工程及び地組み支保工固定工程を行う。そして、地組み支保工固定工程の後、以上の第一ラック群仮固定工程、第二ラック群仮固定工程、ステージ降下工程、及び造成工程を繰り返し実行することにより、所定深度までの立坑の造成が行われる。

図示する立坑造成方法によれば、立坑Ｓの造成に当たり、ステージを吊り降ろしながらステージの盛り替えを行う際の様々な課題や支保工の施工の際の様々な課題を解消することができ、地盤Ｇの掘削に追随したステージ４０の盛り替えを安定的かつ効率的に行うことができ、支保工１０を精度よく位置決めして設置することができる。また、ステージ４０を支保工１０に仮固定することなく、地盤の掘削に追随した、より一層効率的なステージ４０の盛り替えを実行することができる。

以上、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１０，１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：支保工、１０Ｅ：支保工（地組み支保工）、１１：支保工ピース、１２：突起、１２ａ：ボルト孔、１５：支保工群、２０：ラック、２１：ボルト孔、２５：ラック群（第一ラック群）、３０：ラック、３５：ラック群（第二ラック群）、４０：ステージ、４１：開口、４２：開口蓋、４５，４９：開口、４６：座ぐり溝、４７：ボルト孔、４８：ガイド柵、５０，５６：アクチュエータ（モータ）、５１，５７：台座、５５，５８：ピニオンギア、６０：ボルト、１００，２００：立坑造成用ステージシステム、Ｇ：地盤、Ｓ：立坑、Ｓ１：内周面、Ｓ２，Ｓ３：造成床

Claims (5)

1. 立坑の内周面に沿って無端状に延設し、該立坑の内側に張り出す複数の突起を備えている支保工が、該立坑の長手方向に間隔を置いて複数取り付けられている支保工群と、
   複数の前記支保工の有する前記突起に沿って前記長手方向にスライド自在であり、該長手方向に延設して該突起に仮固定される、複数のラックにより形成されるラック群と、
   前記立坑の内側に昇降自在に配設されているステージであって、前記ラックに噛み合うピニオンギアと、該ピニオンギアを回転させるアクチュエータと、を備えているステージと、を有することを特徴とする、立坑造成用ステージシステム。
2. 前記ラック群は、相互に別のタイミングで降下される第一ラック群と第二ラック群とを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の立坑造成用ステージシステム。
3. 請求項１に記載の立坑造成用ステージシステムを用いて立坑を造成する、立坑造成方法であって、
   所定段の支保工の有する複数の前記突起に対して前記ステージを仮固定する、ステージ仮固定工程と、
   前記ステージの下方において所定深度まで立坑の造成を行う、造成工程と、
   複数の前記ラックの下端を前記ステージよりも下方にある支保工まで降下させ、任意の支保工に複数の前記ラックを仮固定した後、前記ステージの仮固定を解除するラック仮固定工程と、
   前記アクチュエータを作動し、回転する前記ピニオンギアを前記ラックに噛み合わせながら前記ステージを下方の支保工まで降下させる、ステージ降下工程と、を有し、
   前記各工程を繰り返すことにより前記立坑を造成することを特徴とする、立坑造成方法。
4. 請求項２に記載の立坑造成用ステージシステムを用いて立坑を造成する、立坑造成方法であって、
   所定段の支保工の有する複数の前記突起に対して、前記ステージが仮固定されている前記第一ラック群を仮固定する、第一ラック群仮固定工程と、
   前記ステージの下方において所定深度まで立坑の造成を行う、造成工程と、
   前記第二ラック群の下端を前記ステージよりも下方にある支保工まで降下させ、任意の支保工に前記第二ラック群を仮固定した後、前記第一ラック群に対する前記ステージの仮固定を解除して前記第二ラック群に仮固定する該ステージの仮固定の盛り替えを行い、該第一ラック群の仮固定を解除する、第二ラック群仮固定工程と、
   前記アクチュエータを作動し、回転する前記ピニオンギアを前記ラックに噛み合わせながら前記ステージを下方の支保工まで降下させる、ステージ降下工程と、を有し、
   前記各工程を繰り返すことにより前記立坑を造成することを特徴とする、立坑造成方法。
5. 前記ラック仮固定工程もしくは前記第二ラック群仮固定工程では、前記ラックの下端を下方にある支保工のさらに下方の造成床まで降下させ、
   前記造成床において前記支保工を地組みして地組み支保工を形成し、該地組み支保工を前記ラックの下端に仮固定する、地組み支保工仮固定工程と、
   前記アクチュエータを作動し、回転する前記ピニオンギアを前記ラックに噛み合わせながら前記地組み支保工を上方の支保工から所定長離間した位置まで上昇させ、該地組み支保工を、前記立坑に対して直接的に、もしくは上方の支保工に対して間接的に固定する、地組み支保工固定工程と、をさらに有することを特徴とする、請求項３又は４に記載の立坑造成方法。

Images