(57)【要約】【課題】ズリを確実に積み込むことができ、コンパクトに構成できる。【解決手段】走行装置２１を有する車台部２２に傾斜方向に配置された押上搬送装置２５と、押上搬送装置２５の下位入口と投入ホッパ２６との間に接続された押込搬入装置２７とを具備し、押上搬送装置２５を、筒状の押上用ケーシング３２内に軸心周りに回転自在に配設された押上用スクリュー３３を有するスクリュー式コンベヤ装置により構成し、押込搬入装置２７を、投入ホッパ２６の底部と押上用ケーシング３２の間に接続された筒状の押込用ケーシング３６と、押込用用ケーシング３６内に軸心周りに回転自在に配設された押込用スクリュー３７とを具備したスクリュー式コンベヤ装置により構成した。【選択図】        図１
2005207039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方位置に配置された搬送体にズリを供給するズリ積込み装置であって、
走行装置を有する走行体に、垂直方向または傾斜方向に配置された押上搬送装置と、ズリを投入する投入ホッパと、前記押上搬送装置の下位入口と投入ホッパとの間に接続された押込搬入装置とを具備し、
前記押上搬送装置を、筒状の押上用ケーシングと、該押上用ケーシング内に軸心周りに回転自在に配設された押上用スクリューとを具備したスクリュー式コンベヤ装置により構成し、
前記押込搬入装置を、投入ホッパの底部と前記押上用ケーシングの間に接続された筒状の押込用ケーシングと、前記投入ホッパの底部から積込み用ケーシング内にわたって配置されて軸心周りに回転自在な押込用スクリューとを具備したスクリュー式コンベヤ装置により構成した
ことを特徴とするズリ積込み装置。
【請求項２】
走行体に、押上搬送装置を水平軸心周りに傾動自在に支持させるとともに、押上用ケーシングを傾動させて上位出口の高さを調整自在なケーシング姿勢調整装置を設け、
前記押上用ケーシングの傾斜角を３０°以上で９０°以下とした
ことを特徴とする請求項１記載のズリ積込み装置。
【請求項３】
走行体に、垂直軸心周りに旋回自在な旋回台を介して押上搬送装置および押込搬入装置を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載のズリ積込み装置。
【請求項４】
投入ホッパの開口面に、一定間隔毎に互いに平行なバーを取り付けたバースクリーンを設け、
積込み搬入装置に、２基の積込み用スクリューコンベヤを並設した
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のズリ積込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばトンネル掘削中にコンベア装置により掘削土砂を搬出する際に、トンネル内で途中で掘削された土砂を前記コンベヤ装置に積み込むズリ積込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＡＴＭ工法は、山岳トンネルだけでなく、都市の地下トンネルにも採用されており、このＮＡＴＭ工法において掘削されたズリ（土砂）の搬出は、従来ダンプトラックによる搬送が一般的であったが、搬送の効率化や自動化、作業環境の改善のために、延伸式ベルトコンベヤ装置が採用されるようになってきている。
【０００３】
ところで、トンネル掘削において、トンネル先端の掘削部で発生する切羽ズリ以外にも、トンネル途中のインバート掘削部でトンネル底部を堀下げる掘削が行われており、ここでもズリが発生し、延伸式ベルトコンベヤ装置の搬送途中でズリを積み込むことが可能であれば、より搬送効率を上げることができる。
【０００４】
従来、ベルトコンベヤ装置の搬送途中やダンプトラックにズリを積み込むものとして、油圧ショベルを使用する他に、たとえば特許文献１に示すものがある。
この自走式ズリ積込み装置は、自走用クローラ付き車体に、傾斜姿勢のベルトコンベヤ装置を配置したものである。
【特許文献１】特開２０００−３５６１００
【特許文献２】特開平１０−２９７７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、油圧ショベルによりズリをベルトコンベヤ装置の搬送途中で積み込むものは、断続的なズリの投入となるので、ベルトコンベヤに衝撃負荷が発生しやすく、また荷こぼれも発生しやすい。また特許文献１に示す従来構成では、ベルトコンベヤでは傾斜角が制限されるため、排出位置が高い場合には、ベルトコンベヤ装置の搬送ストロークが長くなり、スペースの限られたトンネル内での取扱いが困難となる。
【０００６】
ところで、傾斜角を大きく取れる急勾配ベルトコンベヤとして、たとえば特許文献２が提案されているが、これをズリ積込み装置に適用した場合、フランジ間に配置された桟材からオーバーフローしたズリが下方に滑落するおそれがあり、搬送量も限られるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決して、ズリを確実に搬送して積み込むことができ、コンパクトに構成できるズリ積込み装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、上方位置に配置された搬送体にズリを供給するズリ積込み装置であって、走行装置を有する走行体に、垂直方向または傾斜方向に配置された押上搬送装置と、ズリを投入する投入ホッパと、前記押上搬送装置の下位入口と投入ホッパとの間に接続された押込搬入装置とを具備し、前記押上搬送装置を、筒状の押上用ケーシングと、該押上用ケーシング内に軸心周りに回転自在に配設された押上用スクリューとを具備したスクリュー式コンベヤ装置により構成し、前記押込搬入装置を、投入ホッパの底部と前記押上用ケーシングの間に接続された筒状の押込用ケーシングと、前記投入ホッパの底部から積込み用ケーシング内にわたって配置されて軸心周りに回転自在な押込用スクリューとを具備したスクリュー式コンベヤ装置により構成したものである。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、走行体に、押上搬送装置を水平軸心周りに傾動自在に支持させるとともに、押上用ケーシングを傾動させて上位出口の高さを調整自在なケーシング姿勢調整装置を設け、前記押上用ケーシングの傾斜角を３０°以上で９０°以下としたものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、走行体に、垂直軸心周りに旋回自在な旋回台を介して押上搬送装置および押込搬入装置を設けたものである。
請求項４記載の発明は、投入ホッパの開口面に、一定間隔毎に互いに平行なバーを取り付けたバースクリーンを設け、積込み搬入装置に、２基のスクリュー式コンベア装置を並設したものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、スクリュー式コンベヤ装置からなる押上搬送装置に、スクリュー式コンベヤ装置からなる押込搬入装置により投入ホッパのズリを強制的に供給して押上用ケーシング内に充満させ、上方にズリを搬送するので、垂直あるいは急角度であってもズリを効率良く搬送することができ、全体をコンパクトに構成することができて、トンネル内の限られた空間であっても、移動や移設を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、ケーシング姿勢調整装置により、搬送体の高さ位置に対応して、押上用ケーシングの押上搬送角を任意に選択し、上位出口の方向や位置を容易に設定することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、旋回台により押上搬送装置の姿勢を任意に調整することができる。
請求項４記載の発明によれば、バースクリーンにより大径の礫の混入を防止して安定してズリ搬送することができる。また２基のスクリュー式コンベア装置により、さらに効率良くズリを押上搬送装置に送り込むことができ、押上搬送装置の搬送効率をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
このズリ積込み装置は、ＮＡＴＭ工法によりトンネルを掘削する際に使用されるもので、図４〜図７に示すように、トンネル１の先端の切羽部Ｍでは、まずホイールジャンボ９により爆薬装填孔が形成され、装填された火薬により爆破による掘削を行う。その後切羽部Ｍでは、バックホウ２によりズリの集積や大型ブレーカ装置により大塊の粉砕が行われ、ショベルカー３により掘削土砂（以下、ズリという）が搬出される。
【００１５】
トンネル１の入口から切羽部Ｍ手前にわたって伸縮自在な延伸式のズリ排出コンベア装置（搬送体）４が配設されており、前記ショベルカー３により、可動支持体５のホッパ６にズリが投入される。前記可動支持体５には、ズリ排出コンベア装置４の先端部が保持されるとともに、クローラ式走行装置７により走行可能に構成され、ホッパ６の底部から振動フィーダ８を介してズリ搬出コンベア装置４に搬入される。これらトンネル１の先端側には、削岩作業の爆薬装填孔を形成したり爆薬を詰め込むホイールジャンボ９や、掘削岩盤面にコンクリートを吹きつける吹付機１０が配置されている。吹付機１０により、掘削したトンネルの坑壁にコンクリートを吹付けて坑壁の支持を行う。そして切羽面からたとえば１００〜２００ｍ後方には、本発明にかかるズリ積込み装置１１が配置されるインバート掘削部１２が設けられ、インバート掘削用の油圧式ブレーカ装置１３などが配置されている。
【００１６】
ズリ積込み装置１１は、図１〜図３に示すように、クローラ式走行装置２１を有する車台部（走行体）２２に、旋回駆動装置２４により垂直軸心周りに旋回自在な旋回台２３が設置されている。前記旋回台２３には、ズリを下位入口側から上位出口側に搬送する押上搬送装置２５と、下位入口側に設置されてズリが投入される投入ホッパ２６と、投入ホッパ２６に投入されたズリを押上搬送装置２５の下位入口に押し込む押込搬入装置２７と、押上搬送装置２５の傾斜角を調整自在なケーシング姿勢調整装置２８と、作業員の監視台２９が具備される。
【００１７】
前記押上搬送装置２５は、旋回台２３の一側部で幅方向の一端側寄りに水平支軸３１を介して傾動自在に支持された円筒状の押上用ケーシング３２と、押上用ケーシング３２内に軸心周りに回転自在に配設された押上用リボンスクリュー３３と、リボンスクリュー３３を回転駆動する押上用スクリュー駆動装置３４とで、スクリュー式コンベヤ装置に構成される。
【００１８】
投入ホッパ２６は、旋回台２３の一側部で幅方向他端側寄りに押込搬入装置２７と一体に設置されており、台形状に形成された開口部２６ａは、幅方向一端側上位から他端側下位に傾斜されるとともに、幅方向のバー３５ａが一定間隔ごとに配置されたバースクリーン３５が設けられ、搬送不可能な大径の礫を幅方向他端側に滑落させて排除するように構成されている。
【００１９】
押込搬送装置２７は、押上用ケーシング３２の下位入口と投入ホッパ２６の底部との間に接続された２本の円筒状の押込用ケーシング３６と、押込用ケーシング３６内に軸心周りに回転自在に配設された押込用リボンスクリュー３７と、押上用ケーシング３２の下端部に設けられて押込用リボンスクリュー３７を回転駆動する押込用スクリュー駆動装置３８とでスクリュー式コンベヤ装置に構成されている。投入ホッパ２６内に臨んで押込用ケーシング３６が開口され、投入ホッパ２６内に投入されたズリを２本の押込用リボンスクリュー３７により押上搬送装置２４の押上用ケーシング３２内に強制的に送り込んで押上用ケーシング３２内にズリを充満させ、傾斜された押上用リボンスクリューコンベヤの搬送効率を向上させることができる。
【００２０】
また押上用ケーシング３２の上位出口側には、底面に排出口３９が形成され、排出口３９の下方に排出ホッパ４０が搬送方向と直交する水平軸心周りに揺動自在に支持されている。
【００２１】
前記ケーシング姿勢調整装置２８は、旋回台２３の他側部に揺動自在に立設配置されるとともに、ピストンロッドが押上搬送装置２５の押上用ケーシング３２に連結された油圧式の傾動用シリンダ装置により構成され、これにより、押上用ケーシング３２の傾斜角θを、ベルトコンベヤの傾斜角より十分に大きい２５°〜４５°の範囲で調整することができる。
【００２２】
上記構成において、ズリ積込み装置１１をインバート掘削部１２のトンネル先端側の所定位置に停止させる。この時、バランス上クローラ式走行装置をトンネル幅方向に向けて停止させ、旋回台２３を旋回して押上搬送装置２５をトンネル幅方向に向け、ズリ排出コンベヤ装置４の上方に、排出ホッパ４０を配置する。
【００２３】
この時、ズリ排出コンベヤ装置４の高さに対応して、ケーシング姿勢調整装置２８を駆動し、押上用ケーシング３２の傾斜角度を調整して排出ホッパ４０の高さを調整する。
インバート掘削部１２で油圧式ブレーカ装置１３によりインバート掘削されたズリは、ショベルカーなどによって投入ホッパ２６に投入され、バースクリーン３５により径の大きい礫等は排除され、搬送に適した大きさのズリが投入ホッパ２６内に供給される。投入ホッパ２６の底部では、押込用リボンスクリュー３７が回転駆動されて押込用ケーシング３６から押上用ケーシング３２の下位入口送り込まれる。押上用ケーシング３２内では、押上用リボンスクリュー３３により上方に送り出されて排出口３９から排出シュート４０を介してインバート掘削部１２のズリ排出コンベヤ装置４に投入される。
【００２４】
上記実施の形態によれば、押上搬送装置２５をスクリュー式コンベア装置により構成するとともに、押上搬送装置２５の下位入口にスクリュー式コンベア装置からなる押込搬入装置２７を接続したので、押上用ケーシング３２内にズリを強制的に送り込んで搬送することができ、搬送方向が急角度または垂直であっても、ズリを高効率で搬送することができる。また上方位置のズリ排出コンベヤ装置４に投入するための押上搬送装置２５の揚程（搬送ストローク）を短くすることができ、従来のベルトコンベヤに比較してコンパクトに構成できて、インバート掘削などのようにベルトコンベヤへの積込み部が移動するような作業であっても、トンネル１内での移動や設置を容易に行うことができる。またベルトコンベヤのように搬送経路がオープンでなく、押上用ケーシング３２および押込用ケーシング３６により密閉状態で搬送するので、急勾配ベルトコンベヤのようにズリがオーバーフローして落下することがない。
【００２５】
次にズリ積込み装置の第２の実施の形態を図８および図９を参照して説明する。
このズリ積込み装置４１は、クローラ式走行装置４２を有する車台部（走行体）４３に、旋回駆動装置（図示せず）により垂直軸心周りに旋回自在な旋回台４４が配設され、この旋回台４４に押上搬送装置４５と押込搬入装置４６と投入ホッパ４７が具備されている。
【００２６】
前記押上搬送装置４５は円筒状の押上用ケーシング５１内に押上用リボンスクリュー５２が軸心周りに回転自在に配置され、下位入口側に設けられた押上用スクリュー駆動装置５３により回転駆動される。
【００２７】
押込搬入装置４６は、押上用ケーシング５１と投入ホッパ４７の間に水平方向に連結された円筒状の押込用ケーシング５４と、投入ホッパ４７内の底部から押込用ケーシング５４内にわたって押込用リボンスクリュー５８が押込用ケーシング５４の軸心周りに回転自在に配置され、図示しないスクリュー駆動装置により回転駆動される。
【００２８】
また押上搬送装置４５は、押込用ケーシング５４が支持部材５５を介してその軸心周りに傾動自在に旋回台４４に支持され、旋回台４４と押上用ケーシング５１との間に連結されて伸縮自在なケーシング姿勢調整装置（油圧式シリンダ装置）５６により押込用ケーシング５４を中心に垂直姿勢と所定角度（たとえば４５°）の範囲で傾動させることができる。これにより、押上用ケーシング５１の上位出口に設けられた投入ホッパ４７の高さ位置を、ズリ排出コンベア装置４に対応して調整することができる。なお、投入ホッパ４７は押込用ケーシング５４が回転自在に連結されるとともに旋回台４４に固定されており、傾動されることはない。
【００２９】
また投入ホッパ４７の開口面には、図示しないがバースクリーンが設けられて投入される礫の径を制限している。
上記実施の形態において、投入ホッパ４７に投入されたズリは、押込用リボンスクリュー５８により押込用ケーシング５４から押上用ケーシング５１の下位入口に強制的に送り込まれる。押上搬送装置４５では、押上用リボンスクリュー５２によりズリが上方に送られて排出シュート５７からズリ排出コンベア装置４に積み込まれる。
【００３０】
上記第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加えて、押上搬送装置４５の押上用ケーシング５１を垂直姿勢または急傾斜角姿勢で配置することで、占有面積を小さくしてズリ積込み装置をコンパクトに構成することができ、限られたトンネル内での動作や作業の自由度を大幅に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るズリ積込み装置の第１の実施の形態を示す側面図である。
【図２】同ズリ積込み装置の平面図である。
【図３】同ズリ積込み装置の背面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）はそれぞれインバート掘削部に同ズリ積込み装置を配置したトンネル掘削作業を示す側面断面図である
【図５】（ａ）（ｂ）はそれぞれインバート掘削部に同ズリ積込み装置を配置したトンネル掘削作業を示す平面断面図である
【図６】図４に示すＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図４に示すＤ−Ｄ断面図である。
【図８】本発明に係るズリ積込み装置の第２の実施の形態を示す背面図である。
【図９】同ズリ積込み装置の正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    トンネル
４    ズリ排出コンベア装置
１１    ズリ積込み装置
１２    インバート掘削部
２１    クローラ式走行装置
２２    車台部
２３    旋回台
２４    旋回駆動装置
２５    押上搬送装置
２６    投入ホッパ
２７    押込搬入装置
２８    ケーシング姿勢調整装置
３２    押上用ケーシング
３３    押上用リボンスクリュー
３４    押上用スクリュー駆動装置
３５    バースクリーン
３６    押込用ケーシング
３７    押込用リボンスクリュー
３８    押込用スクリュー駆動装置
３９    排出口
４０    排出シュート
４１    ズリ積込み装置
４２    クローラ式走行装置
４３    車台部
４４    旋回台
４５    押上搬送装置
４６    押込搬入装置
４７    投入ホッパ
５１    押上用ケーシング
５２    押上用リボンスクリュー
５３    押上用スクリュー駆動装置
５４    押込用ケーシング
５５    支持部材
５６    ケーシング姿勢調整装置
５７    排出シュート
５８    押込用リボンスクリュー
【図１】
2005207039.tif 000003
【図２】
2005207039.tif 000004
【図３】
2005207039.tif 000005
【図４】
2005207039.tif 000006
【図５】
2005207039.tif 000007
【図６】
2005207039.tif 000008
【図７】
2005207039.tif 000009
【図８】
2005207039.tif 000010
【図９】
2005207039.tif 000011