(57)【要約】【課題】地下の古い坑道を埋め戻す場合に立坑を用いて砕石を投入する際、砕石等の投入材料を飛散させずに安全に投入でき、立坑上部下部での同時作業を可能とし、投入材料を搬出消費量に関わらず任意に投入でき、粒度バランスの良い投入材料を材料搬出部に安定供給でき、投入された砕石の搬出作業を迅速に狭い場所でも容易に行えるようにする。【解決手段】立坑１内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで投入管２を下端が材料搬出部の底面１ａより上方に位置するように設置し、投入管２の下部にシュート状の材料受け７を配置し、投入管２下方と材料受け７内に砕石Ｃを堆積させ、仕切板８を上昇させて安定した材料堆積山から砕石Ｃをリヤカー９等に排出し、投入管２の下端から砕石を滑らかに降下補充して安定した堆積山を形成すると共に投入管２内に砕石を補充して投入管２の下方と材料受け７内に砕石Ｃを常に堆積させておく。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑を用いて地上から地下へ材料を投入する方法であり、立坑内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで投入管を下端が材料搬出部の底面より上方に位置するように設置すると共に、この投入管の下方にシュート状の材料受けを下り勾配で傾斜配置し、この材料受けの排出側を仕切板で閉塞することにより材料受け内と投入管の下部内に材料を堆積させ、仕切板を上昇させることにより材料を排出することを特徴とする材料の投入方法。
【請求項２】
立坑を用いて地上から地下へ材料を投入する装置であり、立坑内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで下端が材料搬出部の底面より上方に位置するように設置される投入管と、この投入管の下方に下り勾配で傾斜配置されるシュート状の材料受けと、この材料受けを材料堆積部とシュート部に仕切る仕切板と、この仕切板を昇降させる作動機構を備えていることを特徴とする材料の投入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下の坑道に砕石等の材料を投入する場合などに使用される材料の投入方法及び投入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下に例えば珪砂などの採取のための古い坑道（小断面トンネル）が縦横に掘削されている区域の地上に高層ビル等を建てる場合、前記坑道を埋め戻す必要があり、坑道内の底面に砕石等の舗装材を敷いた後、坑道内に流動化材（土＋セメント等）を充填する工法が採用される。
【０００３】
砕石を坑道内へ供給するためには、立坑を構築して砕石を投入し、立坑の底面から適宜の手段を使って四方に延びた多数の坑道内へ砕石を搬送する必要があり、従来の立坑内における砕石投入方法としては、砕石の落下高さが小さい場合は、砕石の空中落下による方法、ホッパーに提灯シュートを吊り下げてシュート内を落下させる方法、あるいはクレーン車で砕石搭載バケットやワイヤーモッコを吊り下げる方法が一般的である。ワイヤーモッコによる方法では、砕石のこぼれ防止用シートを敷いて砕石を積載することが行われている。
【０００４】
砕石の落下高さが中程度から大きい場合には、クレーン車でバケットを吊り、バケットに砕石を積載して降下させる方法が一般的である。この方法では、深礎工法で用いたリーダー装置（特許文献１参照）をバケットの昇降に補助工法として用いることも安全性の向上の点と効率化の点で必要である。
【０００５】
また、本出願人は、立坑内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで投入管を下端が材料搬出部の底面より上方に位置するように設置し、投入管の下方と投入管の下部内に材料を堆積させ、材料搬出部の材料堆積山から材料を搬出すると共に投入管内に材料を補充して投入管の下方と投入管の下部内に材料を堆積させておくことを特徴とする材料の投入方法を出願している（特許文献２、３参照）。投入管の下方における地底面上に堆積安息角をもって安定した円錐形状の砕石堆積山が形成され、この堆積山の砕石を例えばミニバックホウを使用して適宜の搬送手段（バケット付き電動フォークリフトやコンベヤ等）に移載し、各坑道内に搬送して坑道底面に砕石を敷いていく。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−８８９５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１３２３９８号公報
【特許文献３】
特開２００１−１３２３９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来の立坑内における砕石投入方法は、次のような問題点がある。
【０００８】
（１）  砕石の空中落下では、材料の落下高さが大きくなるほど飛散度が大きくなり、その結果、粒度バランスが不安定になり、不良品質となる。また、砕石の飛び跳ねにより安全性の面で問題がある。
【０００９】
（２）  ホッパーに提灯シュートを吊り下げて砕石を降下させる方法は、比較的少量で高低差が小さい時には可能であるが、大きい高低差の時は高速の落下が発生するため、飛散の問題があり、また提灯シュート強度に限界があり、安全上不可能となる。
【００１０】
（３）  バケットによる方法では、時間当りの運搬量に制約がでるため、コストが割高となる。また、坑底における安定した時間当りの消費量と地上の供給側の連絡体制がフル稼働できない場合が多く、安定した作業効率が確保できない。
【００１１】
（４）  ワイヤーモッコの場合、下方に砕石が落下する危険度が高く、下方での人力による同時作業が安全上できない。バケットによる降下も、上部と坑底で同時作業を行うことができない。
【００１２】
（５）  クレーン車によるいずれの方法も、昇降作業には誘導員を必要とし、コストがかかると共に、運搬のサイクルタイムが長く必要となり、時間当りの投入量が制限される。
【００１３】
（６）  いずれの方法も、環境的には飛散による公害や作業の振動騒音が大きいなどの課題が発生する。
【００１４】
また、本出願人の投入管による方法では、上記の問題点を解消することができるものの、堆積山の砕石を例えばミニバックホウを用いてフォークリフト等に移載するため、作業に時間がかかり、作業効率が悪い。さらに、運搬車としてフォークリフト等を用いる方法では、狭い場所には適用することができない。
【００１５】
本発明は、前記の問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、砕石等の投入材料を飛散させることなく安全に投入することができると共に、立坑上部下部での同時作業が可能となり、さらに投入材料を投入材料の搬出消費量に関わらず任意に投入することができると共に、粒度バランスの良い投入材料を材料搬出部に安定して供給することができ、また投入された砕石の搬出作業を迅速に行うことができると共に狭い場所においても容易に行うことができる材料の投入方法及び投入装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、立坑を用いて地上から地下へ材料（砕石など）を投入する方法であり、立坑内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで投入管を下端が材料搬出部の底面より上方に位置するように設置すると共に、この投入管の下方にシュート状の材料受けを下り勾配で傾斜配置し、この材料受けの排出側を仕切板で閉塞することにより材料受け内と投入管の下部内に材料を堆積させ、仕切板を上昇させることにより材料を排出することを特徴とする材料の投入方法である。材料は、リヤカー等の小型運搬車に排出する。材料の補充は、下部の材料搬出部で消費された分だけ補充するようにしてもよいし、投入管内のストック高さが所定の位置まで低下したときに補充するようにようにしてもよい。
【００１７】
本発明の請求項２は、立坑を用いて地上から地下へ材料を投入する装置であり、立坑内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで下端が材料搬出部の底面より上方に位置するように設置される投入管と、この投入管の下方に下り勾配で傾斜配置されるシュート状の材料受けと、この材料受けを材料堆積部とシュート部に仕切る仕切板と、この仕切板を昇降させる作動機構を備えていることを特徴とする材料の投入装置である。仕切板の作動機構は、例えば、その基端が投入管の下端側面に軸支されて鉛直方向に回動する左右一対の支持部材の先端に仕切板を固定し、作動レバーで仕切板を鉛直方向に昇降させる構成とする。
【００１８】
以上のような構成において、材料は投入管内を降下するため、材料の飛散が防止され、粒度バランスの良い投入材料が立坑下部の材料搬出部に供給される。材料搬出部はシュート状の材料受けからなり、その材料堆積部内に堆積安息角をもって安定した円錐形状の堆積山が形成されると共に、投入管の下部内に所定高さのストックが形成される。仕切板を上昇させてリヤカー等の小型運搬車に砕石を排出して仕切板を下降させて閉じると、消費された分だけ投入管の下端から材料が速やかに下降噴出し、略円錐形状の堆積山が再び形成される。この一連の滑らかな材料降下とストック効果により作業効率が向上し、また投入管内の材料ストック分により地上部での材料投入を自由度の高いものとすることができる。
【００１９】
また、従来の立坑の地底面に堆積させた砕石をバックホーでフォークリフトに移載する方法では、作業時間がかかっていたが、シュート状の材料受けを用いて直接小型運搬車に排出することで、作業時間を大幅に短縮することができる。また、リヤカー等の小型運搬車を用いることで、フォークリフトが通れないくらい狭い場所でも砕石の敷設作業を容易に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施形態は、地下５０ｍ近くの深さに平面視で略格子状に多数掘削された古い坑道を埋め戻す場合に適用した例である。図１は本発明の砕石材料の投入設備の全体と投入方法の概要を示したものである。図２，図３は本発明の投入方法を実施するための装置の１例を示したものである。
【００２１】
図１に示すように、地上から多数の古い坑道Ａのある位置まで直径  ５ｍ程度の立坑１を構築し、立坑１の下部と多数の坑道Ａの端部を横坑Ｂで連結する。このような立坑１内に、直径５０ｃｍ程度の鋼管からなる砕石用の投入管２と、生コンクリート用の供給管３と、投入管２および供給管３等の管理用の足場４と、マンエレベーター（図示省略）を設ける。
【００２２】
地上部にはホッパー装置５を設置し、このホッパー装置５の下部の投入口に投入管２の上端を接続し、投入管２の下端が立坑１の地底面１ａから２  ｍ程度上方に位置するように支持架台６で投入管２の下部を支持する。投入管２の下部は、後述するように支持架台６に固定する。なお、投入管２、供給管３、足場４等は、立坑１の横断面において側壁近くに配置されており、坑道埋め戻しのためのその他の機材や資材等をクレーン等で吊り降ろしできるようにしている。
【００２３】
このような投入管２を用いた投入設備において、本発明では、図１（ｃ），（ｄ）  に示すように、投入管２の下方にシュート状の材料受け７を下り勾配で傾斜配置して支持架台６に固定し、材料受け７の排出側を仕切板８で閉塞することにより材料受け７内と投入管２の下部内に砕石Ｃを堆積させ、仕切板８を上昇させることにより砕石Ｃをリヤカー９に排出し、リヤカー９で各坑道Ａ内に搬送して坑道底面に砕石を敷いていく。リヤカー９は、フォークリフトが通れないような狭い場所でも運搬が可能である。なお、リヤカーに限らず、その他の小型運搬車でもよい。
【００２４】
図２，図３の実施形態において、支持架台６は、Ｈ形鋼等からなる左右一対の柱材６ａ，６ａと梁材６ｂとから正面視でＨ字状とされ、投入管２の下端が柱材６ａ，６ａ間に位置するように固定される。投入管２の下部には、左右一対の支持板１０，１０が突設されており、この支持板１０が柱材６ａの頭部に溶接等で固定される。
【００２５】
材料受け７は、断面コ字状の樋であり、材料堆積部７ａと、この材料堆積部７ａから一体的に突出するシュート部７ｂからなる。材料堆積部７ａは、平面形状が矩形であり、投入管２の円形断面より十分に大きい面積を有している（図３参照）。材料堆積部７ａは、投入管２の下端と梁材６ｂの間に配置され、梁材６ｂの上に所定の傾斜角で固定される。梁材６ｂからは、アングル材等からなる長さの異なる排出方向に一対の固定部材１１，１１が材料堆積部７ａを両側から挟むように突設されており、これら固定部材１１，１１の上部を材料堆積部７ａの側板に溶接等で固定する。
【００２６】
シュート部７ｂは、左右一対の側板の上部同士を連結するアングル材等の補強部材１２により幅方向が補強され、また、側板の外面に添設されて上方に突出するアングル材等の補強部材１３と、この補強部材１３と側板上部を連結する鉄筋棒等の補強部材１４とにより長さ方向（排出方向）が補強されている。
【００２７】
仕切板８は、材料堆積部７ａとシュート部７ｂとの間に材料受け底板と直角に配置され、後述するように材料堆積部７ａに所定の安息角で堆積した砕石Ｃをせき止めることができるように、樋状の材料受け７の横断面を閉塞すると共に上方に所定長さで突出する大きさとされている。また、堆積した砕石Ｃを排出できるように、鉛直方向に昇降できるようにされている。
【００２８】
仕切板８を昇降させる機構は、例えば左右一対の支持部材１５，１５とＬ字状のパイプ等からなる作動レバー１６から構成されている。支持部材１５は、その基端を投入管２の下端側面に軸支して鉛直方向に回動可能とし、一対の先端部同士をアングル材等の連結部材１７で連結する。この連結部材１７の投入管側に仕切板８の上部を溶接等で固定し、連結部材１７の排出側に作動レバー１６の本体１６ａを添接させて溶接等で固定する。この作動レバー１６のレバー部分１６ｂを持って上げ下げすることにより、仕切板８が支持部材１５の軸支点を中心として鉛直方向に回動昇降する。
【００２９】
なお、投入管２の下部前面に突設された棒状のストッパー１８により仕切板８の上限位置を規制し、砕石Ｃが過大に排出されないようにする。また、作動レバー１６の本体１６ａの端部と支持架台６とをゴムやスプリング等の弾性部材（図示省略）で連結し、その付勢力で仕切板８の閉じ状態が維持されるようにするのが好ましい。
【００３０】
以上のような構成において、次のような手順で砕石の投入を行う。
【００３１】
（１）  地上において、バックホウ等によりホッパー装置５のホッパー内に砕石を投入する。図１に示すように、投入された砕石Ｃは投入管２内を飛散することなく落下し、材料受け７の材料堆積部７ａ上に堆積し、さらに砕石の投入を続けて砕石Ｃが投入管２の下部において所定高さＨにわたって堆積されるようにする。砕石Ｃは材料受け７上において堆積安息角をもって安定した略円錐形状を保持する。
【００３２】
（２）  作動レバー１６により仕切板８を徐々に上昇させると共に仕切板８の位置を調整しながら、材料受け７上の前記略円錐形状の砕石堆積山から砕石Ｃをリヤカー９内に排出する。所定量の排出が終了すると、仕切板８を閉じる。リヤカー９を各坑道Ａ内に搬送して坑道底面に砕石Ｃを敷いていく。材料受け７上から排出された分だけ、投入管２の下端面から砕石Ｃが速やかに下降噴出して補充され、安定した略円錐形状の砕石堆積山が形成される。リヤカー９に搬出された分を地上から投入補充し、あるいは投入管２の下部内のストック分が所定量だけ減少すると、地上から投入補充し、投入管２の下部内に常に砕石Ｃが堆積されるようにする。
【００３３】
このような一連の滑らかな地下底部の砕石降下とストック効果が作業効率の向上になる。また、地上部のバックホウ等による砕石投入作業は投入管内の砕石ストック量の適量を計りつつ補充するものであり、投入管内の砕石ストック分により、地下での搬出消費された分量と地上の砕石投入時期に時間的連鎖を余り必要としない投入側の「ゆとり」が生まれ、かつ安全に砕石の降下運搬を連続的に行える効用が得られる。
【００３４】
また、従来の立坑の地底面に堆積させた砕石をバックホーでフォークリフトに移載する方法では、作業時間が  ５分程度かかっていたが、シュート状の材料受け７を用いることで、作業時間を１０秒程度に大幅に短縮することができた。また、リヤカー９を用いることで、フォークリフトが通れないくらい狭い場所でも砕石の敷設作業を容易に行うことができた。
【００３５】
リヤカー９で各坑道Ａ内へ搬送された砕石Ｃは、坑道Ａの底面に厚さ１５〜３０ｃｍ程度の厚さで敷き詰められる。砕石の敷き詰めが完了すると、砕石上に土とセメントの流動化材料を適宜の手段により充填して坑道を埋め戻し、セメントの固化により、地山強度が復元される。
【００３６】
なお、以上は古い坑道内に砕石を投入・運搬する例について説明したが、これに限らず、材料を上部から下部へと投入し、所定の場所へ運搬する場合にも本発明を適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
【００３８】
（１）  材料が投入管内を降下するため、材料の飛散を防止することができる。
【００３９】
（２）  材料が投入管内を降下するため、作業空間が少なくて済み、かつ安全性が高い。
【００４０】
（３）  マンエレベーターの昇降や下部での材料搬出作業等を材料投入作業と同時に行うことができる。
【００４１】
（４）  材料落下と降下時の騒音防止効果がある。
【００４２】
（５）  材料の飛散がなく、また投入管内のストック分により小落差となるため、材料の分離が防止され、粒度バランスの良い所要の材料品質を確保することができる。
【００４３】
（６）  材料の堆積山への滑らかな降下補充と、ストック効果により作業効率が大幅に向上する。
【００４４】
（７）  投入管内に材料が常にストック状態にあり、地上部の材料投入量と下部での材料搬出消費の差が時間的にラフな調整でよいため、地上部での材料投入を自由度の高いものとすることができ、必要な時に材料を投入すればよいため、コストの低減を図ることができる。
【００４５】
（８）  設備の使用期間が長期間あるいは作業の容量が大になるに従って作業効率が良くなり、経済性が増す。
【００４６】
（９）  シュート状の材料受けを用いて直接小型運搬車に排出することで、作業時間を大幅に短縮することができる。
【００４７】
（１０）リヤカー等の小型運搬車を用いることで、フォークリフトが通れないくらい狭い場所でも砕石の敷設作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投入方法を実施するための投入設備の１例であり、（ａ）  は全体の縦断面図、（ｂ）  は地上投入部の正面図、（ｃ）  は地下底部の正面図、（ｄ）  は（ｃ）  の側面図である。
【図２】本発明の投入方法を実施するための装置の１例を示す側面図である。
【図３】図２の装置の平面図である。
【符号の説明】
Ａ……坑道
Ｂ……横坑
Ｃ……砕石
Ｈ……投入管ストック量の高さ
１……立坑、１ａ…地底面
２……砕石用の投入管
３……生コン用の供給管
４……管理用の足場
５……ホッパー装置
６……投入管の支持架台
７……材料受け
７ａ…材料堆積部
７ｂ…シュート部
８……仕切板
９……リヤカー
１０……支持板
１１……固定部材
１２……補強部材
１３……補強部材
１４……補強部材
１５……支持部材
１６……作動レバー
１７……連結部材
１８……ストッパー
【図１】
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【図２】
2004232268.tif 000004
【図３】
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