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図面 (11)

課題

大断面、大深度トンネルのため、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、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。

概要

背景

一般に、立坑を有するトンネル工事掘削土砂資機材搬入出方法は、トンネル工法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。

概要

大断面、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、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。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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項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

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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。

0003

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。

0004

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。

0005

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。

0006

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。

0007

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。

0008

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。

0009

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。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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、重量物吊り下げ運搬することとなる。

0019

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。

0020

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。

0021

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。

先行技術

0022

特開平5−346096号公報

発明が解決しようとする課題

0023

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。

0024

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。

0025

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

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

課題を解決するための手段

0036

(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。

0037

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。

0038

(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。

0039

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。

0040

(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。

0041

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。

0042

(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。

0043

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。

0044

(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中央制御することができる。

0045

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。

0046

(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。

0047

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。

図面の簡単な説明

0048

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。

実施例

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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可能にしている。

0056

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。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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)。

0062

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。

0063

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。

0064

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。

0065

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)。

0066

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。

0067

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。

0068

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。

0069

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。

0070

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。

0071

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における降下位置停止状態で支持されるようになっている。

0072

このロック手段40は、図6に示すように、ガイド柱36に取り付けられた式のもので、同図(A)に示すように、電気式または油圧式ロックピン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。

0073

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。

0074

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。

0075

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。

0076

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。

0077

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。

0078

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。

0079

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。

0080

その降下途中の状態が(B)に示されている。

0081

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。

0082

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。

0083

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。

0084

その上昇途中の状態が(E)に示されている。

0085

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。

0086

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。

0087

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。

0088

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。

0089

例えば、各昇降油圧ジャッキ20のジャッキストロークバランス制御させ、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。

0090

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。

0091

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。

0092

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。

0093

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。

0094

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)。

0095

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)。

0096

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)。

0097

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。

0098

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)。

0099

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)。

0100

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)。

0101

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)。

0102

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)。

0103

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。

0104

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。

0105

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。

0106

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。

0107

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。

0108

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。

0109

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。

0110

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。

0111

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

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