(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機から立坑底部に搬出された掘削土砂を地上の掘削土砂積み出し位置へと搬送するコンベア装置と、前記掘削土砂を一時貯留する掘削土砂貯留装置とを有する掘削土砂貯留・搬送システムにおいて、
前記コンベア装置は、シャフトレスのリボンスクリューコンベアにて構成され、
掘削土砂貯留装置は、前記コンベア装置の前記立坑内における搬送経路の途中に接続され、かつ、内部に貯留した掘削土砂を取り出すための切り出しコンベアと、この切り出しコンベアで取り出した掘削土砂を前記コンベア装置に供給するための助走コンベアとを介して前記コンベア装置に接続され、
前記コンベア装置にて前記掘削土砂貯留装置に掘削土砂を供給貯留し、前記掘削土砂貯留装置内の掘削土砂をコンベア装置にて地上の掘削土砂積み出し位置まで搬送することを特徴とする掘削土砂貯留・搬送システム。
【請求項２】
シールド機から立坑底部に搬出された掘削土砂を地上の掘削土砂積み出し位置へと搬送するコンベア装置と、前記掘削土砂を一時貯留する掘削土砂貯留装置とを有する掘削土砂貯留・搬送システムにおいて、
前記コンベア装置は、シャフトレスのリボンスクリューコンベアにて構成され、
前記掘削土砂貯留装置は、前記立坑と離れた位置に形成された補助立坑内に設置され、
前記立坑内のコンベア装置と前記掘削土砂貯留装置とを分岐用のシャフトレスのリボンスクリューコンベアにて接続し、
前記分岐用のリボンスクリューコンベアの正逆転を切り替えることで、掘削土砂を前記立坑側から前記掘削土砂貯留装置または掘削土砂貯留装置から立坑側へと掘削土砂を搬送することを特徴とする掘削土砂貯留・搬送システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記コンベア装置は、片側でモータにより回転されるシャフトレスのリボンスクリューをケーシングに内装し、このケーシングの両端部に土砂搬入出口を形成した複数のコンベアユニットを組み合わせ、前記土砂搬入出口同士を接続して、土砂を垂直方向、水平方向に搬送可能にされていることを特徴とする掘削土砂貯留・搬送システム。
【請求項４】
請求項１において、
前記掘削土砂貯留装置は、縦方向に長い筒状の貯留槽を有し、前記立坑内の途中位置に配設されていることを特徴とする掘削土砂貯留・搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土砂貯留・搬送システムに関し、特に、泥土圧式シールド工法で掘削した掘削土砂及び泥水式シールド工法の泥水処理された掘削土砂の貯留・搬送システムに関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
従来、立坑からの掘削土砂の搬送には、バケットコンベアや垂直型のベルトコンベア等が使用されている。
【０００３】
しかし、このようなバケットコンベアやベルトコンベア等は、機械寸法が大きく、広い設備面積が必要とされている。
【０００４】
また、従来では、掘削土砂をダンプトラックに積み込むために、掘削土砂貯留装置を地上に設置して、この掘削土砂貯留装置からダンプトラックに積み込むようにしていた。
【０００５】
これは、前述の立坑内に設備可能なコンベア等では、ダンプトラックへの直積みの掘削土砂の搬送量を確保できないためである。
【０００６】
しかし、このような掘削土砂貯留装置は大型なものであるため、広い地上設置スペースが必要とされている。
【０００７】
また、掘削土砂貯留装置は、ダンプトラックへの積み込みのために、高い位置に設けられるため、地上高が高く、防音ハウスの高さが高くなってしまい、設備費が高くなってしまうものである。
【０００８】
そこで、掘削土砂貯留装置を地上に直置きして地上高を低くしようとすると、ダンプトラックへの直積みのためのコンベアの設置が必要となり、ダンプトラックへの積み込みの場所を含めて設備面積が大きくなってしまうこととなる。
【０００９】
また、掘削土砂貯留装置の代わりに掘削土砂ピットを設けることもあるが、ダンプトラックへの積み込みにはバックホウ、クラムシェルなどの積み込み機械が地上に必要となり省面積化を図ることができない。
【００１０】
ところで、本掘進時の発進立坑内には、資機材の搬入スペース、作業員の昇降設備スペース等の他に余剰スペースがある。
【００１１】
掘削土砂は、トンネル坑内から立坑を経由して地上に搬送されるので、立坑の余剰スペースの有効利用として、搬送途中の立坑中段での掘削土砂の貯留が可能であれば最も経済的である。
【００１２】
しかし、掘削土砂貯留装置を発進立坑中段に設置するとしても、従来のバケットコンベアでは、各バケットに搬送土砂を立坑途中で積み込むという作業が極めて難しく、現実的でない。
【００１３】
また、２枚のベルトコンベアにより閉じられた搬送経路を構成する垂直型のベルトコンベアにあっては、外部からその搬送経路内へ掘削土砂を合流させるということは、技術的に不可能である。
【００１４】
さらに、立坑中段に掘削土砂貯留装置を設置したとしても、前述のコンベアでは、地上にも掘削土砂貯留装置が必要となり、二重の設備となって地上設備の省面積化を実現できないものであった。
【００１５】
また、立坑を余分に掘削し、その底部に掘削土砂貯留設備を設けるようなことが行われているが、これでは、工費のコストアップを招く上に、地上の掘削土砂貯留装置が必要となるため二重の設備となり、地上設備の省面積化を図ることができないものである。
【００１６】
さらに、従来のバケットコンベアやベルトコンベア等を用いる場合には、トンネル施工工事場所毎に立坑の深さやコンベアの横引き長が違うため、機械の設計をその都度行う必要があり、また、掘削土砂に礫等が混入している場合には、搬送路駆動部品の磨耗が激しく、維持修理費が嵩むこととなる上に、運転途中での機械故障による停止が多く、生産性に大きく影響するものであった。
【００１７】
本発明の目的は、立坑底部に余堀りを行うことなく、立坑の途中や補助立坑等の余剰スペースとなっているエリアに掘削土砂貯留装置を設け、この掘削土砂貯留装置に対し掘削土砂の搬入、搬出を良好に行えるようにして、低コストで地上用地の省面積化を図ることのできる掘削土砂貯留・搬送システムを提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、工事場所毎に機械の設計を行う必要がなく、維持修理費がかからず、生産性の大きな掘削土砂貯留・搬送システムを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するためになしたもので、請求項１記載の発明に係る掘削土砂貯留・搬送システムは、シールド機から立坑底部に搬出された掘削土砂を地上の掘削土砂積み出し位置へと搬送するコンベア装置と、前記掘削土砂を一時貯留する掘削土砂貯留装置とを有する掘削土砂貯留・搬送システムにおいて、
前記コンベア装置は、シャフトレスのリボンスクリューコンベアにて構成され、
掘削土砂貯留装置は、前記コンベア装置の前記立坑内における搬送経路の途中に接続され、かつ、内部に貯留した掘削土砂を取り出すための切り出しコンベアと、この切り出しコンベアで取り出した掘削土砂を前記コンベア装置に供給するための助走コンベアとを介して前記コンベア装置に接続され、
前記コンベア装置にて前記掘削土砂貯留装置に掘削土砂を供給貯留し、前記掘削土砂貯留装置内の掘削土砂をコンベア装置にて地上の掘削土砂積み出し位置まで搬送することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、コンベア装置にシャフトレスのリボンスクリューコンベアを用い、掘削土砂貯留装置をコンベア装置の立坑内における搬送経路の途中に接続することで、コンベア装置による掘削土砂積み出し用の充分な搬送量を確保し、しかも、掘削土砂貯留装置を地上に設ける必要がなく、余剰スペースを有効利用することで、地上設備の省面積化を図ることができ、しかも、シャフトレスのリボンスクリューコンベアは設置面積が小さくて済み、かつ低コストで済むこととなる。
【００２１】
特に、シャフトレスのリボンスクリューコンベアは、中心の回転シャフトがないため、掘削土砂の付着、絡み、ブリッジが少なく、維持修理費を低く押さえ、生産性を大きく向上させることが可能である。
また、掘削土砂貯留装置から切り出しコンベア及び助走コンベアを介してコンベア装置に掘削土砂を合流させることで、掘削土砂貯留装置内の掘削土砂を容易且つ確実に取り出して、地上へと搬送することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、シールド機から立坑底部に搬出された掘削土砂を地上の掘削土砂積み出し位置へと搬送するコンベア装置と、前記掘削土砂を一時貯留する掘削土砂貯留装置とを有する掘削土砂貯留・搬送システムにおいて、
前記コンベア装置は、シャフトレスのリボンスクリューコンベアにて構成され、
前記掘削土砂貯留装置は、前記立坑と離れた位置に形成された補助立坑内に設置され、
前記立坑内のコンベア装置と前記掘削土砂貯留装置とを分岐用のシャフトレスのリボンスクリューコンベアにて接続し、
前記分岐用のリボンスクリューコンベアの正逆転を切り替えることで、掘削土砂を前記立坑側から前記掘削土砂貯留装置または掘削土砂貯留装置から立坑側へと掘削土砂を搬送することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、立坑と離れた位置にある余剰スペースを有効利用して補助立坑を形成し、この補助立坑内に掘削土砂貯留装置を設置して、この掘削土砂貯留装置内に掘削土砂を貯留し、分岐用のリボンスクリューコンベアの回転を切り替えて、掘削土砂貯留装置から地上へと掘削土砂を搬送することができる。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２において、
前記コンベア装置は、片側でモータにより回転されるシャフトレスのリボンスクリューをケーシングに内装し、このケーシングの両端部に土砂搬入出口を形成した複数のコンベアユニットを組み合わせ、前記土砂搬入出口同士を接続して、土砂を垂直方向、水平方向に搬送可能にされていることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、コンベアユニットを組み合わせることにより、任意の立坑形状に合わせての掘削土砂のストック、任意の場所での掘削土砂のダンプトラック積み込み搬出が可能とされ、しかも、コンベアユニットの接続はフランジ接合が可能であり、極めて容易に行うことができ、また、掘削土砂は密閉されたケーシングの中で搬送力を受けるので、コンベアユニット間の土砂の移送はスムーズに行われ、掘削土砂を垂直方向、水平方向に自由に搬送することができる。
【００２８】
請求項４記載の発明は、請求項１において、
前記掘削土砂貯留装置は、縦方向に長い筒状の貯留槽を有し、前記立坑内の途中位置に配設されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、立坑中段の余剰スペースを有効利用して掘削土砂貯留装置を配置し、しかも、掘削土砂貯留装置の貯留槽を縦方向に長くすることで、充分な掘削土砂の貯留量を確保することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１〜図３は、本発明の一実施の形態にかかる掘削土砂貯留・搬送システムを示す図である。
【００３２】
図１には、シールドトンネル２のシールド機発進用の立坑１０が地上４から掘削されて形成されおり、この立坑１０と離れた位置の余剰スペースに補助立坑１２が掘削形成され、補助立坑１２と立坑１０とが連結路６で連結された状態が示されている。
【００３３】
そして、この補助立坑１２に掘削土砂貯留装置１４が設けられている。
【００３４】
立坑１０の下部には、ズリ鋼車１６によって搬送されてくる掘削土砂を受ける土砂受け装置１８が設けられており、この土砂受け装置１８と地上４の掘削土砂積み出し位置であるトラック２０への掘削土砂積み込み位置２１とをコンベア装置２２にて接続している。
【００３５】
具体的には、土砂受け装置１８には、シールドトンネル２から搬出されてきた掘削土砂を収容するホッパ３６と、このホッパ３６内の掘削土砂を取り出す切り出しコンベア３４と、この切り出しコンベア３４で取り出した掘削土砂を助走させる助走コンベア３８とを有し、この助走コンベア３８がコンベア装置２２に接続されるようになっている。
【００３６】
また、掘削土砂積み込み位置２１のコンベア装置２２の端部からはダンプトラック２０上に掘削土砂が直積みされるようになっている。
【００３７】
コンベア装置２２は、複数のシャフトレスのリボンスクリューコンベア２４を組み合わせて構成されている。
【００３８】
各リボンスクリューコンベア２４は、両端部に土砂搬入出口２６を有する筒状のケーシング２８内にシャフトレスのスパイラル状のリボンスクリュー３０が挿入され、このリボンスクリュー３０がハウジング２８の片側に設けたモータ３２によって軸支されたコンベアユニットとして形成されている。
【００３９】
そして、このモータ３２の回転によって、例えば、内部に搬入されてくる掘削土砂を一方の土砂搬入出口２６側に搬送することができ、またモータ３２を逆回転させることにより反対側の土砂搬入出口２６側に掘削土砂を搬送することができるようになっている。
【００４０】
このように、コンベア装置２２に、シャフトレスのリボンスクリューコンベア２４を用いることにより、シャフトに邪魔されることなく、開口面積を十分に確保することができ、大きな搬送力と、多くの搬送量を確保することができる。
【００４１】
従って、掘削土砂積み込み位置２１で、ダンプトラック２０に対し掘削土砂を直積みすることが可能となる。
【００４２】
また、シャフトレスのリボンスクリューコンベア２４は、中心に回転用のシャフトがないため、掘削土砂の付着、絡み、ブリッジが少なく、耐磨耗性があるため、メンテナンスが容易で維持修理費を押さえ、運転途中での機械故障による停止も少なく、生産性に大きく寄与することが可能となる。
【００４３】
また、コンベア装置２２の立坑１０内における搬送経路の途中に、コンベア装置２２と補助立坑１２内の掘削土砂貯留装置１４とを接続する分岐用のシャフトレスのリボンスクリューコンベア２４が連結路６内を通して設けられるようになっている。
【００４４】
従って、分岐位置から地上４へと連結されたリボンスクリューコンベア２４を停止させた状態で、分岐用のリボンスクリューコンベア２４を例えば正転させることにより、立坑１０の底部に配置した土砂受け装置１８から切り出しコンベア３４にてホッパ３６内の掘削土砂を取り出し、助走コンベア３８にて助走させることでコンベア装置２２の下端のリボンスクリューコンベア２４へと掘削土砂を供給し、コンベア装置２２により分岐位置まで掘削土砂を垂直搬送し、分岐位置から分岐用のリボンスクリューコンベア２４により水平搬送して掘削土砂貯留装置１４内へと掘削土砂を供給貯留するようになっている。
【００４５】
また、掘削土砂貯留装置１４は、貯留槽４０内の掘削土砂を取り出す切り出しコンベア３４と、この切り出しコンベア３４によって取り出された掘削土砂の助走を行う助走コンベア３８が設けられ、この助走コンベア３８が掘削土砂貯留装置１４側の端部のリボンスクリューコンベア２４に接続された状態となっている。
【００４６】
従って、立坑１０内の分岐位置から下方のリボンスクリューコンベア２４を停止させ、分岐用のリボンスクリューコンベア２４を逆転させ、分岐位置から地上までのリボンスクリューコンベア２４を駆動させることにより、掘削土砂貯留装置１４内の掘削土砂が切り出しコンベア３４および助走コンベア３８を介して分岐用のリボンスクリューコンベア２４に供給され、リボンスクリューコンベア２４および分岐位置から地上へのリボンスクリューコンベア２４を介してダンプトラック２０上に掘削土砂が直積みされることとなる。
【００４７】
このように、立坑１０の用地の余剰スペースを有効利用してそこに補助立坑１２を形成し、この補助立坑１２内に掘削土砂貯留装置１４を設置し、この掘削土砂貯留装置１４からリボンスクリューコンベア２４を介して直接地上４のダンプトラック２０に掘削土砂を直積みすることができるため、地上４に直積みのための設備が不要となり、地上用地の省面積化が実現することができるものである。
【００４８】
図４及び図５は、本発明の他の実施の形態に係る掘削土砂貯留・搬送システムを示す図である。
【００４９】
この掘削土砂貯留・搬送システムは、立坑１０の中段の空きスペースに掘削土砂貯留装置４２を設置し、シャフトレスのリボンスクリューコンベア２４を用いたコンベア装置２２によって立坑１０底部の土砂受け装置１８から掘削土砂貯留装置４２の貯留槽４４内へと掘削土砂を供給貯留し、さらに掘削土砂貯留装置４２内の掘削土砂を切り出しコンベア３４および助走コンベア３８を介しコンベア装置２２へと供給し、コンベア装置２２により地上のダンプトラック２０に対し掘削土砂を直積みするようにすることで、地上用地の省面積化を図るようしている。
【００５０】
この場合、掘削土砂貯留装置４２の貯留槽４４の投入部４６に位置するリボンスクリューコンベア２４を、例えば正転させることにより、貯留槽４４に対して掘削土砂を投入させることができ、また、逆転させることにより地上４へと掘削土砂を供給し得るようにしている。
【００５１】
さらに、この掘削土砂貯留装置４２は、貯留槽４４を縦方向に長い筒状に形成し、立坑１０内で充分な掘削土砂の貯留を行えるようにしている。
【００５２】
図６〜図８には、コンベアユニットとされた複数のリボンスクリューコンベアを組み合わせて、種々の搬送経路を形成する場合を示している。
【００５３】
ここでは、リボンスクリューコンベアを送り出し専用のリボンスクリューコンベア４８、通常のリボンスクリューコンベア５０およびその他のリボンスクリューコンベアなどにユニット化し、これらを組み合わせて搬送経路を構成するようにしている。例えば、２メートル、５メートル、１０メートル等の長さのユニットとし、これらの長さのユニットを適宜組み合わせて搬送経路を構成するようにしている。
【００５４】
図６は、水平搬送経路を構成した例を示している。
【００５５】
同図（Ａ）は、掘削土砂の粘着率が小さい場合、同図（Ｂ）は、掘削土砂の粘着力が中程度の場合、そして同図（Ｃ）は掘削土砂の粘着力が大の場合を示している。
【００５６】
同図（Ａ）では、通常のリボンスクリューコンベア４８の両端部側面に土砂搬入出口２６を設け、各リボンスクリューコンベア４８の土砂搬入出口をフランジ接合するようにしている。
【００５７】
この場合には、リボンスクリューコンベア４８の押し出し力は幾分低減されるため、搬送力事態はさほど大きくない。このため粘着力の小さな掘削土砂の搬送に適している。
【００５８】
同図（Ｂ）は、各リボンスクリューコンベア４８の両端部側面に形成した土砂搬入出口２６を各リボンスクリューコンベア４８が傾斜状態を維持した状態でフランジ接合するようにしている。
【００５９】
この場合、掘削土砂自体の自重を次のリボンスクリューコンベア４８への押入力として活用するもので、その分掘削土砂の搬送能力は向上することとなり、粘着力が中程度の掘削土砂の搬送に適している。
【００６０】
同図（Ｃ）は、通常のリボンスクリューコンベア４８および送り出し専用のリボンスクリューコンベア５０の一端部側面と他端面を土砂搬入出口２６として形成し、他端の土砂搬入出口２６を一端部側面の土砂搬入出口２６に対しフランジ接合するようにしている。
【００６１】
このようにすることで、リボンスクリューコンベア４８、５０の他端に形成された土砂搬入出口２６から掘削土砂をそのまま送り出し、次のリボンスクリューコンベア４８、５０に押し入れるため、掘削土砂の搬入押入力が極めて大きなものとなり、掘削土砂の粘着力が大きな場合に適している。
【００６２】
図７は、分岐搬送を行う場合を示している。
【００６３】
ここで、通常のリボンスクリューコンベア４８を（ａ）〜（ｄ）の各位置に配置し、（ａ）位置のリボンスクリューコンベア４８の一端に形成した土砂搬入出口と（ｂ）位置のリボンスクリューコンベア４８の中央側面に形成した土砂搬入出口とをフランジ結合し、（ｂ）位置のリボンスクリューコンベア４８の一端側面に形成したそれぞれ（ｃ）位置および（ｄ）位置のリボンスクリューコンベアの一端側面に形成した土砂搬入出口にフランジ接合するようにしている。
【００６４】
そして、（ａ）位置のリボンスクリューコンベア４８から送られた掘削土砂を（ｂ）位置のリボンスクリューコンベア４８を正逆転させることで、（ｃ）位置または（ｄ）位置のリボンスクリューコンベア４８に選択的に掘削土砂を供給し得るようにしている。
【００６５】
図８は、垂直搬送経路を示している。
【００６６】
同図（Ａ）は、図６（Ａ）の状態を垂直搬送経路に用いており、同図（Ｂ）は図６（Ｃ）の状態を垂直搬送経路として用いている。
【００６７】
従って、掘削土砂の粘着力が小さい場合には同図（Ａ）、大きい場合には同図（Ｂ）の搬送経路が適している。
【００６８】
そして、図６から図８に示すような搬送経路を適宜組み合わせることで任意の搬送経路を形成することが可能である。
【００６９】
図９は、変形した立坑１０の用地に対して掘削土砂貯留・搬送システムを対応させる状態を示している。
【００７０】
この場合、立坑用地５２の形状がＬ字状になっており、その一端部に立坑１０が形成され、他端部に掘削土砂積み込み位置２１が形成された状態となっており、ダンプトラック２０が立坑１０の位置まで入り込めないような状態となっている。
【００７１】
そこで、地上４に配設されるリボンスクリューコンベアからなるコンベア装置２２を立坑用地５２に沿ってＬ字状に曲折し、掘削土砂積み込み位置２１まで延長させることでダンプトラック２０に掘削土砂を直積みできるようにしている。
【００７２】
また、図９の状態に限らず、種々の形状の立坑用地に対しても、容易に対応できるものである。
【００７３】
本発明は、前記各実施の形態に限られるものではなく、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。
【００７４】
例えば、コンベア装置２２を構成するリボンスクリューコンベア２４の組み合わせ状態は、前記実施の形態に限られるものではなく、種々の個数組み合わせ形態が採用できる。
【００７５】
また、この掘削土砂貯留・搬送システムは、泥土圧式シールド工法における泥土および泥水式シールド工法における泥水処理された掘削土砂のいずれに対しても適用し得るものである。
【００７６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る掘削土砂貯留・搬送システムを示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１及び図２のコンベアユニットの拡大図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る掘削土砂貯留・搬送システムを示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ、掘削土砂の水平搬送時におけるコンベアユニットの組み合わせ状態を示す側面図である。
【図７】掘削土砂の分岐搬送時におけるコンベアユニットの組み合わせ状態を示す平面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ掘削土砂の垂直搬送時におけるコンベアユニットの組み合わせ状態を示す側面図である。
【図９】立坑用地が変形している場合のコンベア装置の配置状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  立坑
１２  補助立坑
１４、４２  掘削土砂貯留装置
２１  掘削土砂積み込み位置
２２  コンベア装置
２４、４８、５０  リボンスクリューコンベア
２６  土砂搬入出口
２８  ケーシング
３０  リボンスクリュー
３２  モータ
３４  切り出しコンベア
３８  助走コンベア
４０、４４  貯留槽
５２  立坑用地
【図１】
0003595647.tif 000002
【図２】
0003595647.tif 000003
【図３】
0003595647.tif 000004
【図４】
0003595647.tif 000005
【図５】
0003595647.tif 000006
【図６】
0003595647.tif 000007
【図７】
0003595647.tif 000008
【図８】
0003595647.tif 000009
【図９】
0003595647.tif 000010