(57)【要約】      （修正有）【課題】大断面、大深度のトンネルで大容量の搬送を確実に行え、掘削土砂や資機材等を効率よく搬送することができ、構造が簡単で、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】立坑下床１６から立坑地上部１８に至る立坑２０の深さに見合う数の車両運搬用のケージ２２を積み重ねて有し、ケージ２２上昇用の上昇塔１２と、上昇塔１２と隣接して配設されたケージ２２降下用の降下塔１４と、上昇塔１２の下部に設けられ、ケージ１個分持ち上げる上昇ジャッキ２４と、上昇塔１２の最上段のケージ２２から搭載車両２６を立坑地上部１８に移動させた後、最上段のケージ２２を上昇塔１２から降下塔１４に横移動させる上部横移動手段と、降下塔１４の下部に設けられ、ケージ２２を最下段位置に降下させる降下ジャッキ６４と、降下塔１４の最下段に位置するケージ２２を降下塔１４から上昇塔１２に横移動させる下部横移動手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑下床から立坑地上部に至る立坑の深さに見合う数の車両運搬用のケージを積み重ねて有し、立坑内に配設されたケージ上昇用の上昇塔と、
立坑下床から立坑地上部に至る立坑の深さに見合う数の車両運搬用のケージを積み重ねて有し、立坑内に前記上昇塔と隣接して配設されたケージ降下用の降下塔と、
前記上昇塔の下部に設けられ、トンネル内からの車両を搭載した最下段の上昇塔ケージをケージ１個分の高さ分持ち上げることで、前記上昇塔内のケージすべてをケージ１個分持ち上げる上昇手段と、
前記上昇塔の最上段のケージから搭載車両を立坑地上部に移動させた後、空になった上昇塔の最上段のケージを前記上昇塔から前記降下塔の最上段のケージ上に横移動させて立坑地上部からケージ内に車両を搭載可能にする上部横移動手段と、
前記降下塔の下部に設けられ、降下塔の最下段のケージがない状態で最下段直上のケージをその位置で支持し、最下段直上のケージを最下段位置に降下させ、最下段のケージから搭載車両を立坑下床上に移動可能にする降下手段と、
前記降下塔の最下段に位置するケージを前記降下塔から前記上昇塔に横移動させ、立坑下床上の車両を上昇塔最下段のケージに搭載可能にする下部横移動手段と、
を有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２】
請求項１において、
前記上昇塔及び降下塔は、各ケージの上昇または降下を案内するガイド柱を有し、
前記上昇手段及び降下手段は、１つのケージの高さに相当するストロークを有する油圧ジャッキをケージの真下または前記ガイド柱の側面に設置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３】
請求項１または２において、
前記上下段のケージは位置決め手段によって横方向の位置決めがな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４】
請求項２において、
前記上昇塔及び降下塔のガイド柱には、各ケージの上昇または降下位置で各ケージを停止状態で支持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５】
請求項４において、
前記上昇塔及び降下塔のガイド柱には、前記ロック手段に加えて各ケージの落下を防止するケージ落下防止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６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
上昇手段及び降下手段のストロークセンサ、各ケージの上昇位置、降下位置を検出する位置センサ、上部横移動手段及び下部横移動手段によるケージの移動位置を検出する位置センサ、上昇手段、降下手段、上部横移動手段及び下部横移動手段のオン・オフセンサ等の情報をコンピュータ管理し、前記各ケージの移動監理を中央制御することを特徴とする前記上昇塔及び降下塔のガイド柱には、各ケージの上昇または降下位置で各ケージを停止状態で支持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７】
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、
上昇塔の下部に設けられ、トンネル内からの車両を搭載した最下段の上昇塔ケージを上昇手段によりケージ１個分の高さ分持ち上げることで、前記上昇塔内のケージすべてをケージ１個分持ち上げる工程と、
前記上昇塔の最上段のケージから搭載車両を立坑地上部に移動させた後、空になった上昇塔の最上段のケージを上部横移動手段により前記上昇塔から降下塔の最上段のケージ上に横移動させて立坑地上部からケージ内に車両を搭載する工程と、
前記降下塔の下部に設けられた降下手段により、降下塔の最下段のケージがない状態で最下段直上のケージをその位置で支持し、最下段直上のケージを最下段位置に降下させ、最下段のケージから搭載車両を立坑下床上に移動する工程と、
前記降下塔の最下段に位置するケージを下部横移動手段により前記降下塔から前記上昇塔に横移動させ、立坑下床上の車両を上昇塔最下段のケージに搭載する工程と、
を含むことを特徴とする掘削土砂・資機材搬入出方法。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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、重量物を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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平５−３４６０９６号公報
【発明の概要】
【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。
【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。
【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、立坑下床から立坑地上部に至る立坑の深さに見合う数の車両運搬用のケージを積み重ねて有し、立坑内に配設されたケージ上昇用の上昇塔と、
立坑下床から立坑地上部に至る立坑の深さに見合う数の車両運搬用のケージを積み重ねて有し、立坑内に前記上昇塔と隣接して配設されたケージ降下用の降下塔と、
前記上昇塔の下部に設けられ、トンネル内からの車両を搭載した最下段の上昇塔ケージをケージ１個分の高さ分持ち上げることで、前記上昇塔内のケージすべてをケージ１個分持ち上げる上昇手段と、
前記上昇塔の最上段のケージから搭載車両を立坑地上部に移動させた後、空になった上昇塔の最上段のケージを前記上昇塔から前記降下塔の最上段のケージ上に横移動させて立坑地上部からケージ内に車両を搭載可能にする上部横移動手段と、
前記降下塔の下部に設けられ、降下塔の最下段のケージがない状態で最下段直上のケージをその位置で支持し、最下段直上のケージを最下段位置に降下させ、最下段のケージから搭載車両を立坑下床上に移動可能にする降下手段と、
前記降下塔の最下段に位置するケージを前記降下塔から前記上昇塔に横移動させ、立坑下床上の車両を上昇塔最下段のケージに搭載可能にする下部横移動手段と、
を有することを特徴とする。
【００３７】
本発明によれば、上昇塔及び降下塔内の積み重ねられた複数段のケージ内に掘削土砂や
資機材を搭載した車両を載せて各ケージを上昇手段及び降下手段にて上昇、降下させて立坑地上部と立坑下床間を運搬することで、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、
前記上昇塔及び降下塔は、各ケージの上昇または降下を案内するガイド柱を有し、
前記上昇手段及び降下手段は、１つのケージの高さに相当するストロークを有する油圧ジャッキをケージの真下または前記ガイド柱の側面に設置することができる。
【００３９】
このような構成とすることにより、１つのケージの高さに相当するストロークを有する油圧ジャッキをケージの真下またはガイド柱の側面に設置することで、上昇手段及び降下手段を簡単な構成で、確実なケージの上昇、降下作動させることができる。
【００４０】
（３）本発明においては、（１）または（２）において、
前記上下段のケージは位置決め手段によって横方向の位置決めがなされるようにすることができる。
【００４１】
このような構成とすることにより、位置決め手段によってケージの横法での位置決めを確実に行って、ケージの横ずれを確実に防止することができる。
【００４２】
（４）本発明においては、（２）において、
前記上昇塔及び降下塔のガイド柱には、各ケージの上昇または降下位置で各ケージを停止状態で支持するロック手段が設けられるようにすることができる。
【００４３】
このような構成とすることによって、簡単な構造で、安価かつ確実なケージの固定を行うことができる。
【００４４】
（５）本発明においては、（４）において、
前記上昇塔及び降下塔のガイド柱には、前記ロック手段に加えて各ケージの落下を防止するケージ落下防止手段が設けられるようにすることができる。
【００４５】
このような構成とすることによって、ケージ落下防止手段によって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。
【００４６】
（６）本発明においては、（１）〜（５）のいずれかにおいて、
上昇手段及び降下手段のストロークセンサ、各ケージの上昇位置、降下位置を検出する位置センサ、上部横移動手段及び下部横移動手段によるケージの移動位置を検出する位置センサ、上昇手段、降下手段、上部横移動手段及び下部横移動手段のオン・オフセンサ等の情報をコンピュータ管理し、前記各ケージの移動監理を中央制御することを特徴とする。
【００４７】
このような構成とすることによって、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。
【００４８】
（７）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、
上昇塔の下部に設けられ、トンネル内からの車両を搭載した最下段の上昇塔ケージを上昇手段によりケージ１個分の高さ分持ち上げることで、前記上昇塔内のケージすべてをケ
ージ１個分持ち上げる工程と、
前記上昇塔の最上段のケージから搭載車両を立坑地上部に移動させた後、空になった上昇塔の最上段のケージを上部横移動手段により前記上昇塔から降下塔の最上段のケージ上に横移動させて立坑地上部からケージ内に車両を搭載する工程と、
前記降下塔の下部に設けられた降下手段により、降下塔の最下段のケージがない状態で最下段直上のケージをその位置で支持し、最下段直上のケージを最下段位置に降下させ、最下段のケージから搭載車両を立坑下床上に移動する工程と、
前記降下塔の最下段に位置するケージを下部横移動手段により前記降下塔から前記上昇塔に横移動させ、立坑下床上の車両を上昇塔最下段のケージに搭載する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００４９】
本発明によれば、上昇塔及び降下塔内の積み重ねられた複数段のケージ内に掘削土砂や資機材を搭載した車両を載せて各ケージを上昇手段及び降下手段にて上昇、降下させて立坑地上部と立坑下床間を運搬することで、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】
【００５０】
【図１】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、（Ａ）は上昇塔のケージ上昇時における掘削土砂・資機材搬入出システムの側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図２】（Ａ）は図１の状態から上昇塔のケージが降下塔に横移動したときの側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図３】本実施の形態における上昇手段及び降下手段を示す拡大正面図である。
【図４】各ケージの固定、落下防止及び移動案内状態を示すもので、（Ａ）は拡大側面図、（Ｂ）は拡大正面図である。
【図５】固定手段を示す図で、（Ａ）は固定手段によるケージ固定時の拡大正面図、（Ｂ）は固定解除時の拡大正面図である。
【図６】ケージ落下防止手段を示す図で、（Ａ）は上昇塔におけるケージ落下防止手段の状態を示す拡大正面図、（Ｂ）は降下塔における落下防止手段の状態を示す拡大正面図である。
【図７】立坑地上部における上部横移動手段のケージ浮かせ装置を示す側面図である。
【図８】（Ａ）は図７のケージ浮かせ装置のケージ浮かせジャッキをケージ下の移動させた状態を示す部分側面図、（Ｂ）はケージ浮かせジャッキを作動させた状態を示す部分側面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は立坑地上部における上部横移動手段によりケージを横移動させる手順を示す平面図である。
【図１０】立坑下床側の下部横移動手段を示す正面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は図１０の下部横移動手段によりケージを横移動させる手順を示す正面図である。
【図１２】（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正面図である。
【図１３】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。
【図１４】本発明の他の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部分拡大正面図である。
【図１５】図１４の掘削土砂・資機材搬入出システムにおける下部横移動手段によるケージの横移動手順を示すもので、（Ａ）は上昇塔の最下段のケージを上昇させる前の状態を示す側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図１６】（Ａ）は図１５の状態から最下段のケージを上昇させた状態を示す側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図１７】（Ａ）は図１６の状態から上昇させたケージを固定し、上昇ジャッキを縮めた状態を示す側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図１８】（Ａ）は図１７の状態から上昇ジャッキ間の間隔を広げてケージを横移動可能にした状態を示す側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図１９】（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正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
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。
【００５２】
図１〜図１３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。
【００５３】
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）は上昇塔のケージ上昇時における掘削土砂・資機材搬入出システムの側面図、（Ｂ）はその正面図であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）は図１の状態から上昇塔のケージが降下塔に横移動したときの側面図及び正面図である。
【００５４】
この掘削土砂・資機材搬入出システム１０は、上昇塔１２と、降下塔１４とを有している。
【００５５】
上昇塔１２は、立坑下床１６から立坑地上部１８にわたって立坑２０内に配設されている。
【００５６】
降下塔１４は、上昇塔１２と同様に、立坑下床１６から立坑地上部１８にわたって立坑２０内に上昇塔１２と隣接して配設されている。
【００５７】
また、上昇塔１２は、立坑下床１６から立坑地上部１８に至る立坑の深さに見合う数の車両運搬用のケージ２２を積み重ねて有し、この上昇塔１２内でケージ２２を上昇移動可能にしている。
【００５８】
同様に、降下塔１４は、立坑下床１６から立坑地上部１８に至る立坑２０の深さに見合う数の車両運搬用のケージ２２を積み重ねて有し、この降下塔１４内でケージ２２を降下移動可能にしている。
【００５９】
さらに、上昇塔１２の下部には上昇手段としての上昇ジャッキ２４が設けられ、トンネル内からの車両２６を搭載した最下段の上昇塔ケージ２２をケージ１個分の高さ分持ち上げることで、上昇塔１２内のケージ２２のすべてをケージ１個分持ち上げ可能となっている。
【００６０】
この上昇ジャッキ２４は、立坑下床１６と立坑２０の底面との間に数メートルの空間を確保できるようになっているため、最下段のケージ２２の真下に例えば４か所設置してあり、また、１つのケージ２２の高さは大型車から小型車が荷を積んで十分出入りできる高さとなっているため、上昇ジャッキ２４の有効ストロークも１つのケージの高さと同程度となっている。
【００６１】
このため、図３に示すように、上昇ジャッキ２４は、有効ストロークを大きく確保する
ため、多段ジャッキを必要に応じて２段重ねて使用するようになっている。
【００６２】
この上昇ジャッキ２４を作動させて、最下段のケージ２２をケージ１個分の高さ持ち上げると、図１に示すように、上昇塔１２の最上段のケージ２２が立坑地上部１８に持ち上げられることとなる。
【００６３】
このとき、上下方向において上下段の各ケージ２２を係合させることで横方向の位置決めを行う位置決め手段が設けられている。
【００６４】
この位置決め手段としては、図４に示すように、各ケージ２２の上面より突出させたダボ２８を各ケージ２２の下面対応位置に形成した受け穴３０に係合させることで、ケージ２２の上昇時にケージ２２の横方向への位置ずれを防止するようにしている。
【００６５】
このダボ２８と受け穴３０との係合は、降下塔１４内のケージ２２においても同様になっており、降下時の横方向への位置ずれを防止するようになっている。
【００６６】
また、上昇塔１２及び降下塔１４は、各ケージ２２の上昇または降下を案内する複数本のガイド柱３２が設けられており、各ケージ２２にはこのガイド柱３２の側面に当接するガイドローラ３４が設けられ、これによってもケージ２２の上昇または降下時のガイドをなし、このため各ケージ２２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。
【００６７】
なお、これらダボ２８と受け穴３０やガイドローラのほか、図示せぬが、ケージ２２の側面及び対応位置のガイド柱３２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、各ケージ２２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。
【００６８】
また、各ケージ２２は、図５に示すように、ロック手段３６により所定の上昇位置または降下位置で停止状態で支持されるようになっている。
【００６９】
このロック手段３６は、上昇塔１２及び降下塔１４のガイド柱３２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３８をガイド柱３２側よりケージ２２側に突出させることで、ケージ２２側のロック穴４０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３８をロック穴４０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。
【００７０】
さらに、図６に示すように、上昇塔１２及び降下塔１４のガイド柱３２には、各ケージ２２の落下を防止するケージ落下防止手段４２が設けられ、ロック手段３６に加えて二重の安全性確保がなされている。
【００７１】
この落下防止手段４２は、落下防止用レバー４４をソレノイド４６で操作可能にしたもので、上昇塔１２側では同図（Ａ）に示すように、ソレノイド４６を開放して落下防止レバー４４をフリーにしておくことで、ケージ２２が上昇するときには自動的に落下防止レバー４４が後退し、ケージ２２が通過すると自動的の落下防止レバー４４が突出して落下防止を行えるようになっている。
【００７２】
また、降下塔１４側では同図（Ｂ）に示すように、ケージ２２の降下時にはソレノイド４６を作動させて落下防止レバー４４を後退させ降下可能な状態とし、ケージ２２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４４が突出して落下防止が行えるようになっている。
【００７３】
なお、ロック手段３６及びケージ落下防止手段４２は、それぞれ各ケージ２２ごとに設けられ、各ケージ２２に対して固定、落下防止がなされるようになっている。
【００７４】
さらに、立坑地上部１８まで押し上げられた上昇塔１２の最上段のケージ２２は、図７〜図９に示すように、ケージ２２内から搭載車両２６を立坑地上部１８に移動させたのち、空になった上昇塔１２の最上段のケージ２２を上部横移動手段４８によって降下塔１４の最上段のケージ２２上まで横移動させて立坑地上部１８からケージ２２内に車両２６を搭載可能にされている。
【００７５】
この上部横移動手段４８は、ケージ浮かせジャッキ５０と、ローラコンベア５２と、電動モータチェーン搬送装置５４とを有している。
【００７６】
ケージ浮かせジャッキ５０は、図７及び図８に示すように、電動モータチェーン装置５６によって移動可能に支持され、図７に示すケージ２２底部４隅のジャッキ受け座５８位置から外れた位置にあり、そこから図８（Ａ）に示すように、電動モータチェーン搬送装置５６の駆動によりケージ浮かせジャッキ５０をジャッキ受け座５８の下方位置まで移動させ、その位置で図８（Ｂ）に示すように、ケージ浮かせジャッキ５０を伸ばし、４点支持でケージ２２をグラウンドより浮かせるようにしている。
【００７７】
このようにして浮かせジャッキ５０を使用して上昇塔１２のケージを浮かせた状態が図９（Ａ）に示されている。
【００７８】
ローラコンベア５２は、図９（Ａ）に示すように、上昇塔１２と降下塔１４との間で、タ−ンテーブル６０（図９（Ｃ）及び（Ｄ）参照）上の電動ジャッキ・リンク機構６２（図９（Ｃ）参照）により、２本折りたたまれた状態で支持されている。
【００７９】
そして、図９（Ａ）に示すように、ケージ浮かせジャッキ５０を使用して上昇塔１２の最上部のケージ２２を浮かせた状態で、図９（Ｂ）に示すように、ターンテーブル６０でローラコンベア５２を９０度回転させてケージ２２の下に這わせたのち、図９（Ｃ）に示すように、電動ジャッキ・リンク機構６２を拡張し、ローラコンベア５２をケージ２２下の所定位置に平行に開いて位置させる。
【００８０】
電動モータチェーン搬送装置５４は、図９（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、上昇塔１２と降下塔１４に跨って、その前後位置に配設され、ケージ浮かせジャッキ５０にてケージ２２をローラコンベア上に降ろしたのち、電動モータチェーン搬送装置５４を駆動してケージ２２を上昇塔１２側から降下塔１４側へと移動させるようになっている。
【００８１】
なお、この状態で降下塔１４側のケージ浮かせジャッキを用いてケージ２２を浮かせた状態にして、電動ジャッキ・リンク機構６２及びターンテーブル６０を用いてローラコンベア５２をもとの位置に戻しておくようにしている。
【００８２】
降下塔１４の下部には、降下手段としての降下ジャッキ６４が設けられ、この降下ジャッキ６４は降下塔１４の最下段のケージ２２がない状態で最下段直上のケージ２２をその位置で支持し、最下段直上のケージ２２を最下段位置に降下させ、最下段のケージから搭載車両２６を立坑下床上に移動可能にする。
【００８３】
この降下ジャッキ６４もケージ２２をケージ１個分の高さ分降下させることで、降下塔１４内のケージ２２のすべてをケージ１個分降下可能となっている。
【００８４】
この降下ジャッキ６４も上昇ジャッキ２４と同様にケージ２２の真下に例えば４か所設
置してあり、また、有効ストロークを大きく確保するため、多段ジャッキを必要に応じて２段重ねて使用するようになっている。
【００８５】
この降下ジャッキ６４を作動させて、最下段直上のケージ２２をケージ１個分の高さ降下させると、図３に示すように、降下塔１４の最下段のケージ２２が立坑下床１６上に降下させられることとなる。
【００８６】
降下塔１４の最下段に位置するケージ２２は、図１０に示すように、下部横移動手段６６によって降下塔１４から上昇塔１２に横移動され、立坑下床１６上の車両２６を上昇塔１２最下段のケージ２２に搭載可能にされている。
【００８７】
この下部横移動手段６６は、ローラコンベア６８と、電動モータチェーン搬送装置７０とを有している。
【００８８】
ローラコンベア６８は、予め立坑下床１８上に移動方向に沿って２本配設されており、この２本のローラコンベア６８上にケージ２２が載置されるようになっている。
【００８９】
電動モータチェーン搬送装置７０は、立坑下床１８の上昇塔１２と降下塔１４に跨って、その前後位置に配設されており、その搬送チェーン７２に取り付けた搬送用爪７４にケージ２２より突出させた突起部７６が係合する状態となっている。
【００９０】
そして、電動モータチェーン搬送装置７０を駆動させることで搬送用爪７４及び突起部７６を介して駆動力がケージ２２に伝達され、ケージ２２がローラコンベア６８上を転動して上昇塔１２へと移動されるようになっている。
【００９１】
次に、下部横移動手段６６を用いたケージの横移動手順を図１１により説明する。
【００９２】
まず、同図（Ａ）に示すように、上昇塔１２の最下段の空きケージ２２に車両２６を乗り込ませる。
【００９３】
この時、降下塔１４のケージ２２は、最下段の直上に留まった状態となっている。
【００９４】
次に、同図（Ｂ）に示すように、上昇塔１２の上昇ジャッキ２４を伸ばし、上昇塔１２の最下段のケージ２２を押し上げてケージ列全体を押し上げるとともに、降下塔１４の降下ジャッキ６４を伸ばし、最下段直上のケージ２２を受け取りに行く。
【００９５】
次いで、同図（Ｃ）に示すように、上昇塔１２の上昇ジャッキ２４を縮めるとともに、降下塔１４の降下ジャッキ６４を縮めてケージ２２をローラコンベア６８上に着地させる。
【００９６】
そして、電動モータチェーン搬送装置７０を駆動してケージ２２をローラコンベア６８上で移動させて上昇塔１２側へ横移動させる。
【００９７】
なお、上昇塔１２及び降下塔１４の立坑下床１６及び立坑地上部１８にはケージの出入り口にそれぞれ最下部ゲート７８及び地上部ゲート８０が設けられ（図１、図２、図４参照）、また各ケージ２２には車両止め８２（図４参照）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。
【００９８】
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１２により説明する。
【００９９】
まず、同図（Ａ）に示すように、上昇塔１２の立坑地上部１８にケージ２２がなく空きの状態となっており、降下塔１４の立坑下床１６にケージ２２がなく空きの状態となっている。
【０１００】
次に、同図（Ｂ）に示すように、上昇塔１２の最下段のケージを上昇ジャッキ２４により持ち上げてケージ列を上昇させ、降下塔の最下段直上のケージ２２を降下ジャッキ６４にて立坑下床１６上に降ろしてケージ列を降下させる。
【０１０１】
すると、同図（Ｃ）に示すように、上昇塔１２の最上段のケージ２２は立坑地上部１８に達し、降下塔１４の最下段のケージ２２は立坑下床１６上に達することとなる。
【０１０２】
この状態から、同図（Ｄ）に示すように、上昇塔１２の立坑地上部１８にあるケージ２２から例えば掘削土砂を積載した車両２６を出庫させ、降下塔１４の立坑下床１６上にあるケージから例えば資機材を積載した車両２６を出庫させる。
【０１０３】
次いで、同図（Ｅ）に示すように、上部横移動手段により立坑地上部１８のケージ２２を上昇塔１２側から降下塔１４側へと横移動させ、上昇ジャッキ２４を下げ、下部横移動手段により立坑下床治１６上のケージ２２を降下塔１４側から上昇塔１２側へと横移動させる。
【０１０４】
そして、同図（Ｆ）に示すように、立坑地上部１８にある降下塔１４側のケージ２２に例えば資機材を積載した車両２６を入庫させ、立坑下床１６上にある上昇塔１２側のケージ２２に例えば掘削土砂を積載した車両２６を入庫させるとともに、降下ジャッキ６４を最下段直上のケージ２２下面まで上昇させ、これらを繰り返すことで、掘削土砂・資機材の搬入出が効率よくおこなわれることとなる。
【０１０５】
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１３を参照して説明する。
【０１０６】
この掘削土砂・資機材搬入出システム１０では、システムの手順はコンピュータで管理し、上昇ジャッキ２４及び降下ジャッキ６４のストロークセンサ、各ケージ２２の上昇位置、降下位置を検出する位置センサ、上部横移動手段４８及び下部横移動手段６６によるケージ２２の移動位置を検出する位置センサ、上昇ジャッキ２４、降下ジャッキ６４、上部横移動手段４８及び下部横移動手段６６のオン・オフセンサ等の情報をコンピュータ管理し、各ケージ２２の移動管理を中央制御することで、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ようになっている。
【０１０７】
まず、各安全装置確認済みかコンピュータにて確認（Ｓ１）し、未確認なら確認を行い、確認済みであれば、上昇塔１２の最下部ゲート７８を開き（Ｓ２）、最下部でケージ２２内に車両２６を搬入し（Ｓ３）、車両２６を車両止め８２をＯＮにし歯止めをかけ（Ｓ４）、最下部ゲート７８を閉じ（Ｓ５）、上昇ジャッキ２４を伸ばして最下段のケージ２２を上昇させてケージ列を１段分上昇させ（Ｓ６）、ロック手段５６を作動させてケージ２２を固定するとともに、落下防止手段４２にて落下防止を行う（Ｓ７）。
【０１０８】
次に、地上部ゲート８０を開き（Ｓ８）、車両止め８２を解除し（Ｓ９）、最上段のケージ２２内の車両２６を立坑地上部１８に搬出して（Ｓ１０）、地上部ゲート８０を閉じる（Ｓ１１）。
【０１０９】
ここで、降下塔１４側で、上部横移動手段４８によるケージ２２の横移動が可能か確認
し（Ｓ１２）、ケージ２２の受け入れが可能であれば、ケージ浮かせジャッキ５０によりケージ２２を浮かせ（Ｓ１３）、ターンテーブル６０を回転させてローラコンベア５２を９０度回転させ、かつ、電動ジャッキ・リンク機構６２によりローラコンベア６０の間隔を拡大させ（Ｓ１４）、ケージ浮かせジャッキ５０を縮め（Ｓ１５）、ケージ２２をローラコンベア５２上にセットし（Ｓ１６）、電動モータ搬送チェーン装置５４を駆動させ（Ｓ１７）、ケージ２２を降下塔１４側に移動させる（Ｓ１８）。
【０１１０】
次に、ケージ浮かせジャッキを伸ばしてケージ２２を浮かせ（Ｓ１９）、ローラコンベア５２を収納し（Ｓ２０）、降下塔１４側のケージ浮かせジャッキ５０を縮めて（Ｓ２１）、ダボ２８の係合を行いケージ２２の横方向の位置決めを行い（Ｓ２２）、降下準備を完了させる（Ｓ２３）。
【０１１１】
この上昇塔１２の操作に合わせて、降下塔１４においては、降下ジャッキ６４を伸ばし最下部直上のケージ２２を支持し（Ｓ２４）、地上部ゲート８０を開いて（Ｓ２５）、車両２６をケージ２２内に搬入し（Ｓ２６）、車両止め８２にて車両２６の歯止めを行い（Ｓ２７）、地上部ゲート８０を閉じる（Ｓ２８）。
【０１１２】
次いで、ロック手段３６を解除し（Ｓ２９）、落下防止手段４２のソレノイド４６をＯＮにしてケージ２２が通過可能にし（Ｓ３０）、降下ジャッキ６４を縮め（Ｓ３１）、ロック手段３６をＯＮにして（Ｓ３２）、車両２６の搬出待機する（Ｓ３３）。
【０１１３】
この段階で、上昇塔１２では、上昇ジャッキ２４を縮めて（Ｓ３４）、ケージ２２の受け入れ準備を完了しておく（Ｓ３５）。
【０１１４】
次に、上昇塔１２側のケージ２２受け入れ準備を確認し（Ｓ３６）、準備ＯＫなら降下ジャッキ６４を縮め（Ｓ３７）、ケージ２２を立坑下床１６上のローラコンベア６８上にセットし（Ｓ３８）、電動モータチェーン搬送装置７０を駆動して（Ｓ３９）、ケージ２２を降下塔１４側から上昇塔１２側へと横移動させる（Ｓ４０）。
【０１１５】
次いで、上昇ジャッキ２４を車両搬入位置まで伸ばし（Ｓ４１）、上昇塔１２のケージ上昇準備を完了させる。
【０１１６】
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・資機材搬入出方法は、まず、上昇塔１２の下部に設けられ、トンネル内からの車両２６を搭載した最下段の上昇塔ケージ２２を上昇ジャッキ２４によりケージ１個分の高さ分持ち上げることで、上昇塔１２内のケージ２２すべてをケージ１個分持ち上げるようにしている。
【０１１７】
次いで、上昇塔１２の最上段のケージ２２から搭載車両２６を立坑地上部１８に移動させた後、空になった上昇塔１２の最上段のケージ２２を上部横移動手段４８により上昇塔１２から降下塔１４の最上段のケージ２２上に横移動させて立坑地上部１８からケージ２２内に車両２６を搭載するようにしている。
【０１１８】
次に、降下塔１４の下部に設けられた降下ジャッキ６４により、降下塔１４の最下段のケージ２２が無い状態で最下段直上のケージ２２をその位置で支持し、最下段直上のケージ２２を最下段位置に降下させ、最下段のケージ２２から搭載車両２６を立坑下床１６上に移動するようにしている。
【０１１９】
そして、降下塔１４の最下段に位置するケージ２２を下部横移動手段６６により降下塔１４から上昇塔１２に横移動させ、立坑下床１６上の車両２６を上昇塔１２最下段のケージ２２に搭載するようにしている。
【０１２０】
このように、上昇塔１２及び降下塔１４内の積み重ねられた複数段のケージ２２内に掘削土砂や資機材を搭載した車両を載せて各ケージ２２を上昇ジャッキ２４及び降下ジャッキ６４にて上昇、降下させて立坑地上部１８と立坑下床１６間を運搬することで、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。
【０１２１】
図１４〜図１６は、本発明の他の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。
【０１２２】
この実施の形態では、図１４に示すように、立坑下床１６と立坑底面との空間に上昇手段としての上昇ジャッキ８４や降下手段としての降下ジャッキ８６を設置することができない場合を示しており、この場合、上昇塔１２及び降下塔１４のガイド柱３２の側面に設置するようにしている。
【０１２３】
この上昇ジャッキ８４及び降下ジャッキ８６としては、通常ジャッキでも多段ジャッキでも有効ストロークを確保することができるジャッキであればすべて使用可能である。
【０１２４】
ただし、この場合は、ケージ２２の下面をジャッキ受け座として使用できないため、ケージ受枠８８を設け、このケージ受枠８８にケージ２２を載せ、それを上昇ジャッキ８４や降下ジャッキ８６で昇降させるようにしている。
【０１２５】
このケージ受枠８８は、図１５に示すように、上昇ジャッキ８４または降下ジャッキ８６と一体化された一対の自走式のケージ受枠台車９０として形成され、上昇塔１２及び降下塔１４でそれぞれ前後方向に離間移動できるようになっている。
【０１２６】
次に、本実施の形態におけるケージ２２の下部横移動時の状態について、図１５〜図１８を参照して説明する。
【０１２７】
なお、各図において（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【０１２８】
まず、図１５に示すように、上昇塔１２のケージ２２は最下段に留まっており、降下塔１４のケージ２２は最下段にはなく、最下段の直上に位置している。
【０１２９】
この状態から、図１６に示すように、上昇ジャッキ８４を伸ばし、上昇塔１２の最下段のケージ２２を上段に上げ、降下ジャッキ８６を縮め、最下段直上のケージ２２を最下段に下してケージ列を下げる。
【０１３０】
次いで、図１７に示すように、上昇塔１２のケージ２２を上段に残したまま上昇ジャッキ８４を縮め、最下段を空けた状態にし、降下塔１４の最下段のケージ２２から車両２６を出庫させる。
【０１３１】
次に、図１８に示すように、上昇塔１２側では、一対の上昇ジャッキ８４をケージ受枠台車９０ごと離間するように前後方向に移動させ、降下塔１４側でも、一対の降下ジャッキ８６をケージ受枠台車９０ごと離間するように前後方向に移動させる。
【０１３２】
そして、この状態で、降下塔１４の最下段のケージ２２を上昇塔１２の最下段側へと移動させれば上昇ジャッキ８４及び降下ジャッキ８６の存在にかかわらずケージ２２の横移
動が可能である。
【０１３３】
上昇ジャッキ８４及び降下ジャッキ８６は、その後、ケージ受枠台車９０ごと元の位置に戻せば、ケージ２２の昇降は可能である。
【０１３４】
なお、下部横移動手段は、前述の実施の形態におけるものと同様のものを使用することができる。
【０１３５】
次に、本実施の形態における掘削土砂・資機材搬入出システム１０の運転サイクルを図１９により説明する。
【０１３６】
まず、同図（Ａ）に示すように、上昇塔１２の立坑地上部１８にケージ２２がなく空きの状態となっており、降下塔１４の立坑下床１６にケージ２２がなく空きの状態となっている。
【０１３７】
次に、同図（Ｂ）に示すように、上昇塔１２の最下段のケージ２２をケージ受枠８８ごと上昇ジャッキ８４により持ち上げてケージ列を上昇させ、降下塔１４の最下段直上のケージ２２を降下ジャッキ８６にてケージ受枠８８を介して立坑下床１６上に降ろしてケージ列を降下させる。
【０１３８】
すると、同図（Ｃ）に示すように、上昇塔１２の最上段のケージ２２は立坑地上部１８に達し、降下塔１４の最下段のケージ２２は立坑下床１６上に達することとなる。
【０１３９】
この状態から、同図（Ｄ）に示すように、上昇塔１１２の立坑地上部１８にあるケージ２２から例えば掘削土砂を積載した車両２６を出庫させ、降下塔１４の立坑下床１６上にあるケージから例えば資機材を積載した車両２６を出庫させる。
【０１４０】
次いで、同図（Ｅ）に示すように、上部横移動手段により立坑地上部１８のケージ２２を上昇塔１２側から降下塔１４側へと横移動させ、上昇ジャッキ８４によりケージ受枠８８を下げ、上昇ジャッキ８４及び降下ジャッキ８６をそれぞれ離間方向に移動させ、ケージ２２が通過できる空間を確保する。
【０１４１】
この状態で、下部横移動手段により立坑下床治１６上のケージ２２を降下塔１４側から上昇塔１２側へと横移動させる。
【０１４２】
そして、同図（Ｆ）に示すように、立坑地上部１８にある降下塔１４側のケージ２２に例えば資機材を積載した車両２６を入庫させ、立坑下床１６上にある上昇塔１２側のケージ２２に例えば掘削土砂を積載した車両２６を入庫させるとともに、上昇ジャッキ８４及び降下ジャッキ８６をケージ受枠台車９０ごと元の位置に戻し、降下ジャッキ８６にてケージ受枠８８を最下段直上のケージ２２下面まで上昇させ、これらを繰り返すことで、掘削土砂・資機材の搬入出が効率よくおこなわれることとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
前記各実施の形態においては、上部横移動手段及び下部横移動手段に電動モータチェーン搬送装置を用いたが、この例に限らず、例えば、横移動用の搬送ジャッキあるいは横移動用の搬送クレーンを用いることも可能である。
【０１４４】
また、この掘削土砂・資機材搬入出システムにおいては、上昇塔または降下塔にエレベータや階段を設置することも可能である。
【０１４５】
さらに、掘削土砂や資機材等の搬入出の移動手段は、ダンプトラックのみならず平ボディーのトラック、セメントミキサー、ベッセル等いずれの車両も可能である。
【０１４６】
また、図１４〜図１９の実施の形態においては、自走式のケージ受枠台車を用いて上昇ジャッキ及び降下ジャッキを移動させるようにしているが、この例に限らず、ケージが比較的短く、ケージの部材のたわみが少ないときには、ガイド柱の外枠にケージ受けを設け、ケージが横移動する十分な空間を確保できるものとして、自走式のケージ受枠台車を設けないようにすることも可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０  掘削土砂・資機材搬入出システム
１２  上昇塔
１４  降下塔
１６  立坑下床
１８  立坑地上部
２０  立坑
２２  ケージ
２４、８４  上昇ジャッキ
２６  車両
３２  ガイド柱
３６  ロック手段
４２  落下防止手段
４８  上部横移動手段
６４、８６  降下ジャッキ
６６  下部横移動手段
【図１】
2014196597.tif 000003
【図２】
2014196597.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014196597.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2014196597.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2014196597.tif 000017
【図１６】
2014196597.tif 000018
【図１７】
2014196597.tif 000019
【図１８】
2014196597.tif 000020
【図１９】
2014196597.tif 000021