JPH11294063A - 立坑掘削設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】立坑を掘削する際の掘削ずりの搬出を効率よく
行う。 【解決手段】本発明に係る立坑掘削設備１は、相互に上
下連結された一段目の足場３、二段目の足場４及び三段
目の足場５の三段配置からなる昇降自在な吊り足場２を
備える。ここで、上下で対面する二段目の足場４及び三
段目の足場５のうち、上段となる二段目の足場４の下面
にはホイスト１１を走行レール１２、１２に取り付けて
あり、該ホイストによって掘削ずりを搬出するための搬
出容器１４を昇降及び水平移動自在に構成してあるとと
もに、下段である三段目の足場５の上にはスライドテー
ブル１３を据え付けてあり、その上に載せた状態で搬出
容器１４を水平移動自在に構成してある。一方、足場
３、４、５には、搬出容器１４を通過させる搬出用開口
１６、１７、１８をそれぞれ形成してあり、該搬出用開
口を利用して搬出用ワイヤ２１で搬出容器１４を昇降自
在に構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として山岳トン
ネルの作業用立坑に適用される立坑掘削設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】山岳トンネルを施工する際、トンネル長
が長い場合には、工期を短縮すべく、全長をいくつかの
工区に分け、各工区をそれぞれ同時並行で掘削していく
ことが一般的に行われているが、山岳の両側から掘進で
きない中間の工区については、予め山上から作業用立坑
を掘削し、該作業用立坑の底部がトンネル施工予定位置
に到達した時点で該坑底から水平方向にトンネル掘削を
行わねばならない。

【０００３】ここで、作業用立坑を掘削するにあたって
掘削ずりが発生するが、かかる掘削ずりは、キブルと呼
ばれる搬出容器に積み込み、該キブルをワイヤで巻き上
げることによって地上まで搬出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、作業用
立坑の深さが数百ｍに及ぶ場合、掘削ずりが満載された
キブルの巻上げ、キブル内の掘削ずりの地上への放出、
空になったキブルの巻下げといった一連の作業に長時間
を要し、掘削ずりの搬出作業の時間短縮ひいては掘削能
率の向上を図るにも限界があるという問題を生じてい
た。

【０００５】かかる問題を解決する方法として、キブル
及びその昇降機構を複数組設置することが考えられる
が、かかる方法では設備が大規模になってコストがかか
るととともに、小断面立坑では実現そのものが難しい。
また、昇降機構を一組だけとし、キブルを２組用意して
坑底にて交互に積み込む方法については、人力を必要と
するため、効率面でも安全面でも課題が残る。

【０００６】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、立坑を掘削する際の掘削ずりの搬出を効率よ
く行うことが可能な立坑掘削設備を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る立坑掘削設備は請求項１に記載したよ
うに、昇降自在な吊り足場に掘削ずりを搬出するための
搬出容器を通過させる搬出用開口を形成し、該搬出用開
口を利用して前記搬出容器を昇降させるように構成した
立坑掘削設備において、前記吊り足場を複数段で形成し
て最下段の足場下面に積込み機構を装備するとともに、
上下で対面する一対の足場のうち、上段の足場下面に前
記容器を昇降及び水平移動させる昇降移動機構を備え、
下段の足場上面には前記容器を水平移動させる水平移動
台を備えたものである。

【０００８】本発明に係る立坑掘削設備においては、基
本的には２つの搬出容器を使用することとし、一方の搬
出容器に掘削ずりを積み込んだ後、吊り足場に形成され
た搬出用開口を通過させる形で該一方の搬出容器を巻き
上げる。巻き上げられた搬出容器については、地上にて
掘削ずりを放出する。

【０００９】次に、かかる巻き上げ作業と干渉しないよ
うに側方に待避させていた水平移動台上の他方の搬出容
器を昇降移動機構で吊り上げ、これを搬出用開口の上方
まで水平移動させた後、坑底まで吊り降ろす。

【００１０】次に、吊り降ろされた他方の搬出容器に掘
削ずりを積み込んでいる間、待避させていた水平移動台
を搬出用開口が塞がれる位置まで移動させ、空の状態で
巻き下げられてきた一方の搬出容器を該水平移動台の上
に載せる。そして、かかる状態で水平移動台を待避位置
まで移動させ、他方の搬出容器の巻き上げ作業に備え
る。

【００１１】このようにすると、搬出容器の巻上げ、ず
り放出並びに巻下げといった一連の作業と坑底における
積込み作業とが並行して行われることとなり、搬出容器
に掘削ずりを積み込んでこれを巻き上げてから次の搬出
容器を吊り降ろして積込み準備に入るまでの時間が大幅
に短縮される。

【００１２】吊り足場は何段で構成してもよいが、コン
クリート打設用シュートの設置が必要となることが多い
ことを考慮すれば、典型的には三段配置となる。すなわ
ち、例えば、最上段の足場の上面に吊り足場を昇降させ
るためのシーブを取り付けるとともに二段目の足場の上
には上述のコンクリート打設用シュートを取り付ける。
そして、二段目の足場の下面に昇降移動機構を備えると
ともに、三段目すなわち最下段の足場の上面には水平移
動台を据え付け、該足場の下面には積込み機構を装備す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る立坑掘削設備
の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一
の符号を付してその説明を省略する。

【００１４】図１は、本実施形態に係る立坑掘削設備の
側面図、図２は、同じく水平断面図である。これらの図
でわかるように、本実施形態に係る立坑掘削設備１は、
スカフォードと呼ばれる昇降自在な吊り足場２を備え
る。

【００１５】吊り足場２は、相互に上下連結された一段
目の足場３、二段目の足場４及び三段目の足場５の三段
配置としてあり、一段目の足場３の上面にはシーブ６を
取り付けてある。ここで、シーブ６には昇降用ワイヤ７
を掛けてあり、地上に設置されたスカフォード巻上げ機
（図示せず）を駆動するにより、該ワイヤを介して吊り
足場２全体を昇降させることができるようになってい
る。なお、二段目の足場４及び三段目の足場５の上下連
結は、例えば鉄骨部材を用いて連結することができる
が、同図では便宜上省略してある。

【００１６】二段目の足場４には、一段目の足場３を貫
通してきたコンクリート配管８に接続されたコンクリー
トシュート９を旋回自在に配置してあり、該シュートを
介してコンクリートホッパー１０にコンクリートを投入
できるようになっている。

【００１７】ここで、上下で対面する二段目の足場４及
び三段目の足場５のうち、上段となる二段目の足場４の
下面には昇降移動機構としてのホイスト１１を走行レー
ル１２、１２に取り付けてあり、該ホイストによって掘
削ずりを搬出するための搬出容器１４を昇降及び水平移
動させることができるようになっているとともに、下段
である三段目の足場５の上には水平移動台であるスライ
ドテーブル１３を据え付けてあり、その上に載せた状態
で搬出容器１４を水平移動させることができるようにな
っている。また、最下段である三段目の足場５の下面に
は掘削ずりを搬出容器１４に積み込むためのシャフトマ
ッカと呼ばれる積込み機構１５を装備してある。

【００１８】一方、これらの足場３、４、５には、図２
の水平断面図でよくわかるように、搬出容器１４を通過
させる搬出用開口１６、１７、１８をそれぞれ形成して
あり、該搬出用開口を利用して搬出用ワイヤ２１で搬出
容器１４を昇降させることができるようになっている。

【００１９】本実施形態に係る立坑掘削設備１を用いて
掘削ずりを搬出するにあたっては、２つの搬出容器１４
ａ、１４ｂを使用することとし、図３に示すように、ま
ず、積込み機構１５を用いて坑底に置かれた一方の搬出
容器１４ａに掘削ずりを積み込む。かかる状態では、他
方の搬出容器１４ｂは、水平移動台であるスライドテー
ブル１３によって待避位置に待避させてある。

【００２０】搬出容器１４ａへの積込みが終了したなら
ば、搬出用ワイヤ２１を巻き下げてその下端に取り付け
た自動フック２２に搬出容器１４ａの取っ手２３を引っ
掛ける。

【００２１】図４は、自動フック２２を示した正面図で
ある。同図でわかるように、自動フック２２は、フック
本体３１をピン３２でフレーム３３にヒンジ接合してあ
るとともに、該ヒンジ箇所から少し離れた位置におい
て、アキュムレータ３４から供給される空気圧で作動す
るフック閉鎖用シリンダ３５に連結してあり、該シリン
ダの作用によって閉鎖方向の力を常時受けるようになっ
ている。

【００２２】そして、かかる自動フック２２で玉掛けを
行うにあたっては、該自動フックを搬出容器１４に向け
て降ろし、その取っ手２３をフック本体３１の玉掛け用
当接部３６に当てる。このようにすると、取っ手２３が
フック本体３１を押し拡げて係止空間３７に挿入される
ので、フック閉鎖用シリンダ３５によるフック本体３１
の閉操作を待つことにより、フック本体３１を自動的に
取っ手２３に引っ掛けることができる。

【００２３】一方、玉外しを行うにあたっては、該自動
フックに搬出容器１４を吊り下げた状態で坑底に着底さ
せ、着底後さらに自動フック２２を若干下げる。このよ
うにすると、係止空間３７に挿入されていた搬出容器１
４の取っ手２３がフック本体３１の玉外し用当接部３８
に当たり、該フック本体を押し拡げるので、フック閉鎖
用シリンダ３５の作用によってフック本体３１が閉じて
しまう前に搬出用ワイヤ２１を巻き上げれば、自動的に
玉外しを行うことができる。

【００２４】搬出用ワイヤ２１の下端に取り付けた自動
フック２２に搬出容器１４ａの取っ手２３を引っ掛けた
ならば、地上に設置した巻上げウインチ（図示せず）を
駆動して搬出用ワイヤ２１を巻き上げ、図３に示した矢
印方向に搬出容器１４ａを引き上げる。このとき、搬出
容器１４ａは、三段目の足場５に形成された搬出用開口
１８、二段目の足場４に形成された搬出用開口１７、一
段目の足場３に形成された搬出用開口１６を順次通過す
ることとなる。

【００２５】次に、図５に示すように、かかる巻上げ作
業と干渉しないように側方に待避させていた他方の搬出
容器１４ｂをホイスト１１でスライドテーブル１３から
吊り上げ、かかる状態で走行レール１２に沿って搬出用
開口１８の上方まで水平移動させる。そして、そのまま
搬出容器１４ｂを同図矢印方向に降ろし、坑底に着底さ
せる。ここで、ホイスト１１のチェーンの先端には、上
述したと同様の自動フック２２を取り付けてあり、玉掛
け及び玉外しを自動的に行うようになっている。

【００２６】次に、積込み機構１５を用いて搬出容器１
４ｂに掘削ずりを積み込むが、かかる積込みを行ってい
る間、図６に示すように、待避させていたスライドテー
ブル１３を搬出用開口１８が塞がれる位置まで移動させ
るとともに、地上にて掘削ずりを放出し、空になった搬
出容器１４ａを搬出用ワイヤ２１で降ろす。そして、搬
出用開口１６、搬出用開口１７を順次通過させた後、搬
出用開口１８に塞ぐように水平移動されているスライド
テーブル１３の上に載せる。次に、スライドテーブル１
３を駆動して同図矢印方向に搬出用開口１８の側方に待
避させる。

【００２７】以上の手順を搬出容器１４ａ、１４ｂにつ
いて繰り返し行い、掘削ずりを次々に地上に搬出する。

【００２８】なお、立坑を掘り下げていくにあたり、そ
の掘り下げ分だけ図１に示すように立坑の孔壁内面１９
にコンクリート２０を巻き立てるとともに、昇降用ワイ
ヤ７を介して吊り足場２を下げる。コンクリートの巻き
立ては、例えば円筒状の移動型枠を用い、上述したコン
クリートシュート９及びコンクリートホッパー１０を介
して該移動型枠内にコンクリートを打設するのがよい。

【００２９】以上説明したように、本実施形態に係る立
坑掘削設備１によれば、２つの搬出容器１４ａ、１４ｂ
を用意し、一方の搬出容器内に掘削ずりを坑底にて積み
込んでいる間、該積込み作業と並行して、他方の搬出容
器内の掘削ずりを地上で放出して空にし、これを三段目
の足場上に仮置きしておくとともに、一方の搬出容器内
への積込みが完了したとき、これを巻き上げれば、仮置
きしておいた他方の搬出容器をすぐに坑底に降ろすこと
ができるので、積込み終了から積込み開始までの待ち時
間が大幅に短縮される。すなわち、従来であれば、掘削
ずりの積込み、搬出容器の巻き上げ、地上でのずり放
出、空になった搬出容器の巻き下げといった一連の作業
を行うためのサイクルタイムが例えば２０分であったと
すれば、本実施形態では約１５分で済む。したがって、
掘削ずりの搬出効率ひいては掘削効率を大幅に向上させ
ることができる。

【００３０】また、搬出用ワイヤ２１は一組しか使用し
ないので、設備の規模としては小規模で足り、小断面の
立坑にも適用することができる。

【００３１】また、本実施形態に係る立坑掘削設備によ
れば、空になった搬出容器をスライドテーブル１３に載
せて待避位置に水平移動させておき、ずりが満載された
搬出容器が引き上げられれば、待避させていた空の搬出
容器をホイスト１１で移動昇降させて坑底に降ろすよう
にしたので、かかる作業における搬出容器への玉掛け及
び玉外しを自動フック２２を用いるようにすれば、掘削
ずりの積込み並びに搬出作業をすべて自動化することが
可能となり、安全性の向上や人件費の節約を図ることが
可能となる。

【００３２】本実施形態では特に言及しなかったが、ホ
イスト１１、スライドテーブル１３、搬出用ワイヤ２
１、積込み機構１５等を運転操作するにあたっては、吊
り足場２に装着されたテレビカメラを介して地上に設置
された管理室から遠隔操作するようにしてもよいし、吊
り足場２にいる作業員と無線で連絡をとりあって管理室
から遠隔操作するようにしてもよいし、ホイスト１１、
スライドテーブル１３、積込み機構１５については吊り
足場２に常駐する作業員が該足場にて操作するようにし
てもよい。

【００３３】また、本実施形態では、山岳トンネルの作
業用立坑に適用した例で説明したが、必ずしも山岳トン
ネル用に限定されるものではなく、立坑が必要となる場
合、例えば下水道トンネルを掘削するためのシールドマ
シンの発進立坑や到達立坑などにも本発明を適用するこ
とができることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る本発
明の立坑掘削設備によれば、積込み終了から積込み開始
までの待ち時間が大幅に短縮されるので、掘削ずりの搬
出効率ひいては掘削効率を大幅に向上させることができ
る。また、搬出用ワイヤは一組しか使用しないので、設
備の規模としては小規模で足り、小断面の立坑にも適用
することができる。さらに、空になった搬出容器を水平
移動台に載せて待避位置に仮置きしておき、ずりが満載
された搬出容器が引き上げられれば、待避させていた空
の搬出容器を昇降移動機構で移動昇降させて坑底に降ろ
すようにしたので、かかる作業における搬出容器への玉
掛け及び玉外しを自動フックを用いて行うようにすれ
ば、掘削ずりの積込み並びに搬出作業をすべて自動化す
ることが可能となり、安全性の向上や人件費の節約を図
ることが可能となる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る立坑掘削設備の全体側面図。

【図２】同じく本実施形態に係る立坑掘削設備の図であ
り、(a)は、図１のＡ―Ａ線に沿う水平断面図、(b)は、
Ｂ―Ｂ線に沿う水平断面図、(c)は、Ｃ―Ｃ線に沿う水
平断面図。

【図３】本実施形態に係る立坑掘削設備を用いて掘削ず
りを搬出する手順を示した側面図。

【図４】自動フックを示した正面図。

【図５】引き続き掘削ずりの搬出手順を示した側面図。

【図６】引き続き掘削ずりの搬出手順を示した側面図。

【符号の説明】

１ 立坑掘削設備 ２ 吊り足場 ３ 一段目の足場 ４ 二段目の足場（上段の足
場） ５ 三段目の足場（下段の足
場、最下段の足場） １１ ホイスト（昇降移動機
構） １２ 走行レール（昇降移動機
構） １３ スライドテーブル（水平
移動台） １４ 搬出容器 １５ 積込み機構 １６、１７、１８ 搬出用開口 ２１ 搬出用ワイヤ ２２ 自動フック ２３ 取っ手

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 裕光 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降自在な吊り足場に掘削ずりを搬出す
   るための搬出容器を通過させる搬出用開口を形成し、該
   搬出用開口を利用して前記搬出容器を昇降させるように
   構成した立坑掘削設備において、 前記吊り足場を複数段で形成して最下段の足場下面に積
   込み機構を装備するとともに、上下で対面する一対の足
   場のうち、上段の足場下面に前記容器を昇降及び水平移
   動させる昇降移動機構を備え、下段の足場上面には前記
   容器を水平移動させる水平移動台を備えたことを特徴と
   する立坑掘削設備。