(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本坑切羽のずりを作業坑より坑外へ搬出するトンネルのずり出し方法に於いて、
該本坑内では該ずりをダンプトラックで作業坑近傍の本坑の長手方向に設けられているサージストックヤードまで搬送して該ずりを該サージストックヤードにストックし、
一方、該サージストックヤードに平行にベルトコンベアが設置されており、且つ、該ベルトコンベアの両側長手方向に沿って設置されているレール上を走行する台車上にホッパが設置され、前記サージストックヤードにストックされているずりは、該ホッパを介して前記ベルトコンベアに移載され、該ベルトコンベアで該本坑内の作業坑口まで搬送され、
更に、該作業坑内に配設されている複数のベルトコンベアで順次繰り返して坑外へ搬出することを特徴とするトンネルのずり出し方法。
【請求項２】
トンネル本坑のずりをベルトコンベアで搬送するずり出し方法に用いるホッパーであって、該ホッパーは、該本坑の長手方向のサージストックヤードのずりの積込場所に移動可能に設けられ、
該ホッパーの下部に該ベルトコンベアの長手方向に沿ってレール上を走行移動できる自走可能な台車を設けると共に、上部にずり投入口を設け、且つ、
該ずり投入口の下部に該ベルトコンベアの長手方向と直角に所定間隔でＩ型鋼からなるグリズリバーを設け、
更に、該グリズリバーと該ベルトコンベアとの間に該ベルトコンベアと平行にエプロンフィーダを設け、該ずりを定量的に該ベルトコンベアへ供給することを特徴とするトンネルのずり出し方法に用いるホッパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトンネルのずり出し方法及び該方法に用いるホッパーに関するものであり、特に、本坑と作業坑よりずりを搬出する際、安全に且つ坑内作業環境に悪影響を与えることなく搬送すると共に、トンネルの急速施工を行うことができるトンネルのずり出し方法及び該方法に用いるホッパーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネルのずり出し方法としては、タイヤ方式と連続延伸コンベア方式とがある。タイヤ方式は大型機械掘削機で掘削したずりを、ショベルでダンプトラックに積み込み坑外の仮置きストックへ搬出するものである。
【０００３】
一方、連続延伸コンベア方式は、切羽近傍にずりホッパーを設置し、該ずりをショベル等で該ホッパーに投入した後、トンネル内に設置するベルトコンベアにて坑外へ搬出するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記タイヤ方式は次のような問題があった。
１．トンネル内を大型のダンプトラックが走行するため、交通災害、接触事故等の危険性が生ずる。
２．斜路である作業坑をずりを積載したダンプトラックが走行するため、該ダンプトラックから発生する排気ガス及び走行に伴う粉塵が発生し、作業環境が悪化すると共にその作業環境の改善には大量の換気量を必要とする。
３．長大トンネル施工に当っては、ダンプトラックの台数が多く必要になると共に、仮置きストックヤードには駐車スペース及び回転場所が必要となる。
４．仮置きストックヤードに於けるダンプトラックからのずり排出時に大騒音が発生する。
【０００５】
又、連続延伸コンベア方式にも次のような問題があった。
１．切羽近傍は、掘削のための重機械が稼動するため、ホッパーの設置スペースを取りにくい。しかも、該ホッパーは切羽の進行と共に移設しなければならないので掘削作業に支障が生ずる。
２．切羽の進行と共にコンベアを設置しなければならないのでトンネルの急速施工ができない。
３．膨張性地山による内空の変形、縫い返し等に対応するため、その都度コンベアの移設を行う必要があり、工程に影響がでる。
４．本坑と作業坑との関係により本坑の掘削方向が逆になった場合、コンベアを移設しなければならない。
【０００６】
そこで、ダンプトラックの台数も少なく安全に、且つ、作業環境に悪影響を及ぼすこともなく、しかも、切羽の掘削方向変化、内空の変化等に対し、工程に影響を及ぼすこともなくトンネルの急速施工を行うことができるトンネルのずり出し方法及び、該方法に用いるホッパーを得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、本坑切羽のずりを作業坑より坑外へ搬出するトンネルのずり出し方法に於いて、
該本坑内では該ずりをダンプトラックで作業坑近傍の本坑の長手方向に設けられているサージストックヤードまで搬送して該ずりを該サージストックヤードにストックし、
一方、該サージストックヤードに平行にベルトコンベアが設置されており、且つ、該ベルトコンベアの両側長手方向に沿って設置されているレール上を走行する台車上にホッパが設置され、前記サージストックヤードにストックされているずりは、該ホッパを介して前記ベルトコンベアに移載され、該ベルトコンベアで該本坑内の作業坑口まで搬送され、
更に、該作業坑内に配設されている複数のベルトコンベアで順次繰り返して坑外へ搬出することを特徴とするトンネルのずり出し方法、
及び、トンネル本坑のずりをベルトコンベアで搬送するずり出し方法に用いるホッパーであって、該ホッパーは、該本坑の長手方向のサージストックヤードのずりの積込場所に移動可能に設けられ、
該ホッパーの下部に該ベルトコンベアの長手方向に沿ってレール上を走行移動できる自走可能な台車を設けると共に、上部にずり投入口を設け、且つ、
該ずり投入口の下部に該ベルトコンベアの長手方向と直角に所定間隔でＩ型鋼からなるグリズリバーを設け、
更に、該グリズリバーと該ベルトコンベアとの間に該ベルトコンベアと平行にエプロンフィーダを設け、該ずりを定量的に該ベルトコンベアへ供給することを特徴とするトンネルのずり出し方法に用いるホッパーを提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図６に従って詳述する。図１はトンネルＴの作業坑２近傍の解説斜視図である。
【０００９】
ここで、該トンネルＴは、長大山岳トンネルであり、本坑１の略中間点には斜坑底である作業坑２を取り付けていて、且つ、該作業坑２は該本坑１に向けて下り１２％の勾配に構築されている。又、該本坑１の掘削は、施工工程により図中の矢印で示すように左右へ掘削方向が変る。更に、該本坑１は地質状況から膨張性地山による内空の縫い返し等に自在に対応しなければならない。又、切羽（図示せず）近傍は大型機械掘削機（図示せず）等の稼動スペースを確保する必要がある。
【００１０】
該本坑１のこの様な状況に於て、先ず、該切羽のずり３をショベル（図示せず）で運搬車としてのダンプトラック７に積み込み、該作業坑２近傍まで搬送する。該作業坑２の近傍であって、該本坑１の長手方向には一時的に大量に搬送される該ずり３をストックするサージストックヤードＳを後述する第一ベルトコンベア３０に沿って平行に設ける。該サージストックヤードＳには該第一ベルトコンベア３０側に該ずり３から該第一ベルトコンベア３０を保護するための仕切壁４を設けると共に、該仕切壁４と反対側の該本坑１の長手方向には、該本坑１の側壁との間に該ダンプトラック７が走行できる通路を確保するための安全柵５，５…を設けて作業領域を区画する。尚、該安全柵５，５…に代えて図４に示すように別の仕切壁４を立設してもよい。
【００１１】
又、該サージストックヤードＳには該ダンプトラック７が置き逃げしたずり３を後述するホッパー１０に投入するためのバックホー６やショベル（図示せず）を配置する。該バックホー６は次のずり出しサイクルまでに該ずり３の大塊を選別除去したり、小塊に破砕して該ホッパー１０に供給する。
【００１２】
次に、該ずり３を坑外に搬出するために図２に示すように先ず、該作業坑２側の該本坑１の側壁に沿って平行に第一ベルトコンベア３０を設置する。該第一ベルトコンベア３０のベルト幅は、例えば後述するグリズリバー１９の間隔（４００mm）を考慮して、該ずり３の大きさ４００〜０mmを搬送するため９００mmとする。
【００１３】
更に図１及び図２に示すように、該第一ベルトコンベア３０の延長方向に該本坑１側の作業坑口２ａまで第二ベルトコンベア３６を設置すると共に、該第二ベルトコンベア３６への乗り継ぎ部にはジョークラッシャ３４を配設し、該ずり３を更に細粒化して搬送する。該第二ベルトコンベア３６のテール部は、該ジョークラッシャ３４の架台３５内に設置すると共に、該ジョークラッシャ３４での細粒化（１５０〜０mm）に対応してベルト幅は６００mmとする。又、該第一ベルトコンベア３０のヘッド部には該ジョークラッシャ３４への投入シュート３３を設けると共に、該第一ベルトコンベア３０の先端部は該仕切壁４近傍より該ヘッド部に向けて上り勾配とする。
【００１４】
更に、該勾配部には丸型電磁石３１や金属検出器３２を設置し、該トンネルＴの掘削時に使用したロックボルトの折損ロッド、ナット、ワッシャ等が該ずり３に混入してベルト等を損傷させることを防止する。
【００１５】
次に、該第二ベルトコンベア３６のヘッド部と直角方向に該作業坑２の側壁に沿って第三ベルトコンベア３７を設置する。その後、図２及び図３に示すように該作業坑２の曲率に合せて所定長さの第四及び第五ベルトコンベア３８，３９等を順次設置して坑外の仮置きストックヤード（図示せず）へ該ずり３を搬送する。該作業坑２内のベルトコンベア３７，３８，３９等は該作業坑２の側壁とインバート部に支持された架台（図示せず）上に設置し、ベルト幅は６００mmとする。
【００１６】
又、図示は省略するが、該第二ベルトコンベア３６から該第三ベルトコンベア３７への乗り継ぎ及び順次設置されるベルトコンベア３８，３９…へのシュートによる乗り継ぎ箇所には、ベルトの耐久性とボルト、ロッドの噛み込みによるベルトの切断に対応するためインパクトバーを設置する。更に、該作業坑２の斜路を上る最長のベルトコンベア３９には全負荷時の非常停止及び再起動を考慮してインバータ制御とする。
【００１７】
又、トンネル断面が小さい作業坑２に設置される各ベルトコンベア３７，３８，３９等にはベルトコンベアの稼動中に巻き込まれ、荷の詰まりによる落石等の危険があるため、次のような安全対策（図示せず）を講ずる。
▲１▼  コンベア全線に渡り引き綱による緊急停止装置及び押し釦スイッチの設置▲２▼  コンベア起動時の警報サイレン及び連動起動時の各コンベア間の順次起動インターロック（前機器が運転状態にならないと以降の機器が起動しない）
▲３▼  荷詰まりが発生した箇所以前の機器を一斉に停止するためのセンサーをシュート部分に取着する。
【００１８】
斯くして、安全に該ずり３を坑外へ搬送することができると共に、該作業坑２内の作業環境も良好となり、且つ、該本坑１に換気立坑が施工された後も該作業坑２は新鮮な空気の流入坑として活用できる。
【００１９】
次に、図４乃至図６に従いホッパー１０を説明する。図４は該本坑１の断面図を示し、又、図５は該ホッパー１０の側面図を、図６は正面図を示す。該ホッパー１０は該本坑１の長手方向に該サージストックヤードＳを設けるので、該ずり３の積込場所が移動できるように配設する。該ホッパー１０の移動距離は該サージストックヤードＳの長手方向の長さを考慮して略１５ｍとし、前記バックホー６の運転手が手元の無線操作によって該ホッパー１０を移動させながらずり投入口１１へ該ずり３を投入する。
【００２０】
又、該ホッパー１０の移動は、前記第一ベルトコンベア３０の外側であって、幅方向に所定の間隔で敷設されるレール８，８上を走行する台車１４，１４で行う。該台車１４，１４の長手方向には図５に示すように所定間隔で車輪１５，１５を設けると共に、該台車１４，１４に駆動装置（図示せず）を設けて自走できるようにする。尚、該本坑１の該第一ベルトコンベア３０側の側壁には図４に示すように、該駆動装置に給電するケーブルハンガー９を配設する。
【００２１】
更に、該台車１４，１４の長手方向の両端部には所定高さの主柱１６，１６，１６，１６を立設し、該主柱１６，１６同士は桁１７，１７で結合すると共に、該主柱１６，１６の長手方向間には斜材１８，１８を設けて該ホッパー１０を補強する。又、該桁１７，１７…の上部には該第一ベルトコンベア３０の長手方向と直角に所定の間隔（この場合４００mm）で、且つ、該サージストックヤードＳに向けてやや下り勾配を付けてＩ型鋼からなるグリズリバー１９，１９…を固着し、該ずり３の選別を行う。
【００２２】
更に、該グリズリバー１９，１９…の上部には、該ずり３が該本坑１の側壁側及び該第一ベルトコンベア３０上に落下しないように該サージストックヤードＳ側を除く三面を所定高さの鋼板で囲んだずり投入口１１を形成する。又、図６に示すように、該ずり投入口１１の該サージストックヤードＳ側には該グリズリバー１９，１９…を通過できないずり３を該サージストックヤードＳに戻すためのシュート１３を設ける。
【００２３】
次に、該グリズリバー１９，１９…と該第一ベルトコンベア３０との間に該第一ベルトコンベア３０と平行にエプロンフィーダ２０を該主柱１６，１６間に設け、該ずり３を定量的に該第一ベルトコンベア３０へ供給する。該エプロンフィーダ２０は図５に示すように、所定間隔に配設されたプーリ２１，２１にベルト２２を掛け渡し、後部に設置したモータ２４の動力をチェーン２５を介して後部の該プーリ２１に伝達して駆動する。
【００２４】
尚、該エプロンフィーダ２０の速度は前記第一ベルトコンベア３０及びジョークラッシャ３４の能力に応じるように可変速とする。更に、該エプロンフィーダ２０のベルト幅は該第一ベルトコンベア３０と同じく９００mmとし、該ベルト２２上に該ずり３を搭載するために該グリズリバー１９，１９…との間にホッパーシュート１２を設ける。
【００２５】
又、該エプロンフィーダ２０の先端部には該ずり３を該第一ベルトコンベア３０に導くシュート２３を設ける。斯くして、該ずり３を安全に且つ効率的に搬送することができる。
【００２６】
尚、前記一実施の形態で示したグリズリバーの間隔、エプロンフィーダ及びベルトコンベアのベルト幅等はこれに限定されるべきものではなく、トンネルのずり搬送設計により適宜変更される。
【００２７】
而して、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明は本坑内では、ずりを作業坑近傍まで運搬車で搬送し、該本坑の長手方向にストックするので該運搬車の使用台数も少なくなり、且つ、走行距離も短くなり交通災害、接触事故等の危険性が低減する。又、該運搬車による排気ガス、粉塵等による作業環境の悪化も低減できる。
【００２９】
更に、従来のように仮置きストックヤードに大きな駐車スペース及び、回転場所を確保する必要もなく、該運搬車からのずりの排出音の心配もなくなる。又、該作業坑側の該本坑に沿って設置されるベルトコンベア上を走行するホッパーに該ずりを投入するので、該本坑の掘削方向が逆になった場合でも段取り変えを行う必要がない。
【００３０】
更に、該作業坑内に順次ベルトコンベアを配設して該ずりを搬送するので、作業環境を悪化させることなく安全且つ効率よく搬送することができる。
【００３１】
請求項２記載の発明は、ホッパーの下部に該ベルトコンベアの長手方向に沿って移動できる台車を設けるので、サージストックヤードの該ずりを長手方向の任意の位置で投入することができる。又、上部に該ベルトコンベアの長手方向と直角にグリズリバーを設けるので、該ずりのオーバサイズを除去できると共にその下部にエプロンフィーダを設けているので、該ずりを定量的に該ベルトコンベアに供給して安全且つ効率よく搬送することができる。
【００３２】
斯くして、切羽近傍にずり搬送設備を設けることなく、しかも、切羽の進行に伴う延伸作業を行うこともなくトンネルの急速施工を行うことができ大幅な工期の短縮となり、工事費のコストダウンに寄与する等、著大なる効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、トンネルの作業坑近傍の解説斜視図。
【図２】図１の平面図。
【図３】作業坑内のベルトコンベアの配設状態を示す縦断面図。
【図４】本坑内のホッパーの設置状態を示す側断面図。
【図５】ホッパーの側面図。
【図６】ホッパーの正面図。
【符号の説明】
１          本坑
２          作業坑
２ａ        作業坑口
３          ずり
７          運搬車（ダンプトラック）
１０          ホッパー
１１          ずり投入口
１４          台車
１９          グリズリバー
２０          エプロンフィーダ
３０          第一ベルトコンベア
３６          第二ベルトコンベア
３７          第三ベルトコンベア
３８          第四ベルトコンベア
３９          第五ベルトコンベア
Ｓ          サージストックヤード
Ｔ          トンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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