(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑内のコンクリート覆工を行なう装置であって、
地上側に設けた昇降手段と、
前記昇降手段により昇降可能に立坑内に入れられた作業ステージと、
前記作業ステージに向けて昇降可能に設けられたコンクリート供給手段とを有し、
前記作業ステージには、
立坑内壁にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹き付け手段、および／または、２次覆工用型枠を、着脱自在に設けられることを特徴とするコンクリート覆工装置。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート覆工装置において、
前記コンクリート吹き付け手段を前記作業ステージに設けるとは、遠隔操作可能な前記コンクリート吹き付け手段を前記作業ステージの下方に昇降可能に設けることであり、
前記２次覆工用型枠を前記作業ステージに設けるとは、前記２次覆工用型枠の内側が前記作業ステージを囲むように設けることであることを特徴とするコンクリート覆工装置。
【請求項３】
請求項２記載のコンクリート覆工装置において、
前記作業ステージは、上部ステージと、中間ステージと、下部ステージとを有し、
前記上部ステージと前記下部ステージには、立坑内壁面にローラ面を圧接するガイドローラが設けられ、
前記２次覆工用型枠は、前記中間ステージに位置調整可能に着脱自在に設けられることを特徴とするコンクリート覆工装置。
【請求項４】
立坑内をコンクリートで覆工するコンクリート覆工方法であって、
前記立坑内で、坑口側から坑底側に向けて、作業ステージを下降させ、前記作業ステージに設けたコンクリート吹き付け手段でコンクリート吹き付けを行なって前記立坑内の１次覆工を行ない、
前記作業ステージを上昇させながら、前記作業ステージに設けた２次覆工用型枠と１次覆工コンクリート壁との間にコンクリートを打ち継いで、２次覆工を行なうことを特徴とするコンクリート覆工方法。
【請求項５】
請求項４記載のコンクリート覆工方法において、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンクリート覆工装置を使用することを特徴とするコンクリート覆工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立坑内のコンクリート覆工技術に関し、特に、立坑内を下降、上昇させて往復動させるに際して、下降時にコンクリート吹き付けにより１次覆工を行い、上昇時に作業ステージに設けた２次覆工用型枠で２次覆工を行なう技術である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１３に示すように、立坑の掘削、コンクリート覆工では、地上側の坑口上に櫓１を組む。櫓１には、吊り足場２を吊り足場用ロープ２ａを介して吊るしておく。この吊り足場２に、着脱可能に設けた門型クレーン３を介してシャフトジャンボー４を吊るし、このシャフトジャンボー４で切羽にダイナマイト装薬用の穿孔を行なう。穿孔終了後には、図１３に示すように、吊り足場２から門型クレーン３、シャフトジャンボー４を外し、地上側に待機させる。併せて、穿孔内にダイナマイトを装薬する。吊り足場２などは、発破時に影響が及ばない程度に上方に退避させる。この状態で発破を行う。
【０００３】
櫓１には、吊り足場２とは別に、ギブルロープ５ａを介して土壌搬出用のキブル５を吊るしておき、吊り足場２に旋回可能に設けたウィンチ６を介してクラブ６ａを設け、このクラブ６ａで発破で生じたずり（掘削土石）をギブル５内に入れる。ギブル５を地上側に引き上げてずりの排出を行なう。
【０００４】
掘削土石の排出を行なった状態で、図１３、１４に示すように、吊り足場２に１次覆工用の移動型枠７を吊るし、移動型枠７内には、櫓１に別途吊り下げるコンクリート供給用のギブル８からシュート８ａを介してコンクリートを打設し、１次覆工コンクリート壁９を当面掘削した深度に合わせて形成する。なお、コンクリートギブル８は、ギブルロープ５ａに土壌排出用のギブル５と交換して付け替えておけばよい。
【０００５】
その後、吊り足場２から移動型枠７を外し、門型クレーン３と、シャフトジャンボー４とを吊るし、前記要領で穿孔、発破、ずり出しを行なってある程度の深度まで地盤掘削を行う。その後、上記要領で、再度、吊り足場２に移動型枠７を吊るし１次覆工を行なう。このようにして、掘削（穿孔、発破、ずり出し）と、１次覆工とを繰り返し行いながら、立坑深度を深めてゆく方法が従来の一般的な工法であった。
【０００６】
２次覆工は、このようにして１次覆工なされた立坑内に、吊り足場２から１次覆工用の型枠と同様に２次覆工用型枠を吊るし、坑底側から漸次２次覆工を行なえばよい。
【０００７】
かかる従来工法では、吊り足場を利用して土壌掘削と、１次覆工とを交互に行いながら漸次立坑深度を深めていく方法であり、その都度、門型クレーンなどと移動型枠との吊り足場への付け替え、吊り足場などの発破時の退避を行なわなければならず、極めて手間のかかる工法である。
【０００８】
そこで、近年、かかる掘削、１次覆工を繰り返しながら立坑を形成する方法に代わり、予め立坑を掘削しておき、その後に１次覆工、２次覆工を行なう方法が開発された。
【０００９】
かかる方法では、立坑形成箇所の中心位置に、ビットを用いてパイロット掘削を行い、立坑坑底側に予め形成しておいた横穴まで貫通させる。その後横穴で、パイロットビットの代わりに立坑の所望径に合わせた口径のリーミングビットを取付ける。リーミングビットを回転させながら地上側に引き上げることにより、坑底側から所望径の立坑を地上側に向けて形成する。ずり（掘削土石）は、坑底側から横穴を通して排出する。
【００１０】
かかる工法では、既に形成された立坑に１次覆工を行なうこととなる。すなわち、前記従来工法とは異なり、立坑掘削と１次覆工とを交互に行なうものではなく、一度に立坑を形成して、その後に１次覆工を行なうので極めて手間のかからない効率的な工法として注目されている。
【００１１】
かかる工法では、坑口側から坑底側に向けて、立坑内壁にコンクリートを吹き付けて１次覆工を行なう。図１５に示すように、坑口側に櫓１を形成しておき、立坑Ａ内に吊り足場２を吊り下げる。吊り足場２に小型の油圧、あるいは電動ショベル１１等を搭載し、電動ショベル１１のブーム１２に吹き付け用ノズル１３を固定する。ブーム１２を回転させながら、立坑内壁にコンクリートを吹き付ける。吊り足場２を、漸次立坑内を下降させながら、立坑内への吹き付けを行い、坑口側から坑底側に１次覆工を行なう方法である。
【００１２】
一方、２次覆工には、吊り足場２とは別に櫓１に吊り下げた移動型枠を坑底側から坑口側に漸次引き上げてコンクリートを打ち継ぐ方法がある。しかし、大規模現場などでは、現在では型枠を吊り下げることなく、型枠自身をジャッキなどで少しずつ連続的に上昇させるスリップフォーム工法という工法が採用されている。
【００１３】
スリップフォーム工法では、図１６に模式的に示すように、１次覆工コンクリート壁９に沿ってグリップロッド１４を上下方向に設けておく。別途ヨーク１５を立坑内に入れておき、このヨーク１５にクライミングジャッキ１６を設け、このクライミングジャッキ１６でグリップロッド１４に沿って徐々にヨーク１５を上昇させるようにしておく。
【００１４】
ヨーク１５に、クライミングジャッキ１６の操作などを行なう作業床１７を設けておき、この作業床１７に、２次覆工用型枠１８を設けておく。ヨーク１５を作業床１７でクライミングジャッキ１６を操作して、グリップロッド１５に沿って上昇させれば、ヨーク１５の上昇に合わせて２次覆工用型枠１８も徐々に上昇させることができる。このようにして２次覆工用型枠１８を吊り下げることなくゆっくりと連続的に上昇させながら、２次覆工用型枠１８内にコンクリートを連続的に打設する。
【００１５】
２次覆工用型枠１８は停止することなくゆっくりと上昇し続け、打設されたコンクリートが崩壊しない程度に固まり始めた状態で、上昇し続ける２次覆工用型枠１８の下端側から打設したコンクリートが露出されて漸次脱型されることとなる。このように２次覆工用型枠の上昇に合わせて漸次脱型が連続して行なわれるため、２次覆工用型枠の上昇速度は、打設コンクリートの固化速度に合わせて極めてゆっくりとした速度でなければならない。例えば、かかるスリップフォーム工法を採用している現場では、昼夜を問わず２４時間体制で、交代作業を行いながら、２次覆工用型枠を連続的に上昇させており、上昇速度は約２０ｃｍ／時間程度である。
【００１６】
スリップフォーム工法は、このように２次覆工用型枠１８の吊り下げを行なわずに、グリップロッド１４に沿ってクライミングジャッキ１６で型枠自体を常時連続的に上昇させながら型枠を移動させ続け、併せてコンクリートを打設し続ける工法であり、型枠自体の吊り下げが不要な工法として近年採用されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来より幾つかの１次覆工、２次覆工の工法が提案され、現場で実施されているが、いずれの場合にも、坑口側には櫓などを構築する必要がありどうしても規模が大きくなる。現場規模によっては、その対応が難しい場合も発生する。小規模現場でも、簡単に適用できる軽設備の効率のよい工法が強く望まれている。
【００１８】
因みに、櫓の構築には、規模にもよるが、一般に２カ月位の工期が必要とされている。従って、櫓を構築することなく、立坑の覆工コンクリートが行なえれば、工期短縮が格段に図れることとなる。
【００１９】
また、これからは、掘削と１次覆工とを交互に繰り返しながら漸次掘削深度を進めていく工法に比べ、立坑を一度に形成して、その後に１次覆工、２次覆工を行なう効率的な工法が増加すると考えられる。かかる工法は、小口径の立坑に限らず、大口径の立坑にも適用できる。そこで、かかる工法に最適な１次覆工、２次覆工の工法の開発が必要である。立坑を一度に掘削する工法が先に開発され、１次覆工、２次覆工に関しては、かかる一度に立坑を掘削する工法に適した技術開発は現状では活発に行なわれておらず、従来工法で採用されていた１次覆工、２次覆工の方法が採用されている。
【００２０】
本発明者は、先に立坑を掘削する工法に適した１次覆工、２次覆工の開発が必要と考えていた。かかる立坑工法に対しては、坑口側から坑底側に１次覆工を行なう方法が好ましい。一度に立坑を形成した状態では、構内の立坑内壁を構成する坑壁の崩壊の危険がある。従って、坑底側から、漸次移動型枠を坑口側に移動させて１次覆工を行なう方法より、坑口側から坑底側に向けて１次覆工を行なう方法が好ましい。
【００２１】
しかし、従来の吹き付け工法では、吊り足場に電動ショベルなどを搭載して、そのブームに設けた吹き付け用ノズルを旋回させながらコンクリート吹き付けを行なうため、電動ショベルに乗った作業者には、吹き付け時の跳ね返りコンクリートが当ることとなり、作業環境などの面で大きな問題があった。かかる問題が十分に回避できる１次覆工の技術開発が必要である。
【００２２】
また、２次覆工に関しては、吊り下げた２次覆工用型枠を坑底側から坑口側に段階的に移動させる工法もあるが、かかる工法では、移動型枠を吊るす櫓が必要となる。かかる櫓の構築は、工期的にも、コスト的にも、かなりの負担となるため、かかる櫓を組まない工法の開発が強く望まれている。さらに、移動可能な２次覆工用型枠は、内側に支保工を設けた堰板をリング状に形成しなければならないが、立坑の坑底側の横穴部分で、かかる構成の２次覆工用型枠を形成することは、極めて作業がしずらく手間のかかる作業でもある。
【００２３】
かかる工法に代わるものとして近年採用されているスリップフォーム工法では、その規模が限定されるという問題点がある。
【００２４】
すなわち、従来のスリップフォーム工法では、前述の如く、坑底側から坑口側に向けて、ゆっくりと連続的に２次覆工用型枠を、グリップロッドとクライミングジャッキとを用いて上昇させつづけなければならず、交代作業が求められ、十分な人員配置が可能な現場で適用可能な工法と言える。
【００２５】
また、かかる工法では、既に打設したコンクリートが完全に固化した状態で、２次覆工用型枠を移動してコンクリート打設を行なう工法ではないため、コンクリートを連続的に打設し続けなければならない。そのため、現場には、コンクリートプラントを併設しておき、コンクリート供給が連続的に行なえるようにする必要がある。しかし、かかるコンクリートプラントを併設できる現場は、かなりの規模であり、小規模現場では、かかるコンクリート供給体制を十分に整えることはできない。
【００２６】
また、従来の立坑の覆工コンクリート作業においては、１次覆工終了後から２次覆工開始までの段取り替えは、移動型枠、あるいは吹き付け用の電動用ショベルの撤去、移動用の２次覆工型枠の形成、あるいはスリップフォーム用の２次型枠の構成など面倒な作業があり、段取り替えにかなりの時間がかかっていた。かかる段取り替えの時間短縮を図れる技術も現場からは強く求められている。
【００２７】
本発明の目的は、立坑の１次覆工、２次覆工を、坑口側に櫓を設けることなく、小規模の軽装な設備で行なえるようにすることにある。
【００２８】
本発明の目的は、立坑の坑口側から坑底側に向けてコンクリート吹き付けを行なう１次覆工において、作業者への吹き付け時の跳ね返りコンクリートなどの影響を回避できるようにすることにある。
【００２９】
本発明の目的は、１次覆工作業から２次覆工作業への段取り替えの手間が省ける技術を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、立坑内のコンクリート覆工を行なう装置であって、地上側に設けた昇降手段と、前記昇降手段により昇降可能に立坑内に入れられた作業ステージと、前記作業ステージに向けて昇降可能に設けられたコンクリート供給手段とを有し、前記作業ステージには、立坑内壁にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹き付け手段、および／または、２次覆工用型枠を、着脱自在に設けられることを特徴とする。前記コンクリート吹き付け手段を前記作業ステージに設けるとは、遠隔操作可能な前記コンクリート吹き付け手段を前記作業ステージの下方に昇降可能に設けることであり、前記２次覆工用型枠を前記作業ステージに設けるとは、前記２次覆工用型枠の内側が前記作業ステージを囲むように設けることであることを特徴とする。
【００３１】
前記作業ステージは、上部ステージと、中間ステージと、下部ステージとを有し、前記上部ステージと前記下部ステージには、立坑内壁面にローラ面を圧接するガイドローラが設けられ、前記２次覆工用型枠は、前記中間ステージに位置調整可能に着脱自在に設けられることを特徴とする。
【００３２】
本発明は、立坑内をコンクリートで覆工するコンクリート覆工方法であって、前記立坑内で、坑口側から坑底側に向けて、作業ステージを下降させ、前記作業ステージに設けたコンクリート吹き付け手段でコンクリート吹き付けを行なって前記立坑内の１次覆工を行ない、前記作業ステージを上昇させながら、前記作業ステージに設けた２次覆工用型枠と１次覆工コンクリート壁との間にコンクリートを打ち継いで、２次覆工を行なうことを特徴とする。かかるコンクリート覆工方法には、上記いずれかのコンクリート覆工装置を使用することを特徴とする。
【００３３】
上記構成の本発明の構成では、例えば、コンクリート吹き付け手段として、従来の電動ショベルなどを搭載するのとは異なり、コンクリート吹き付けロボットなどを使用すれば、従来構成のような櫓を構築する必要がない。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明に係るコンクリート覆工装置について説明する。図１は、本発明の覆工装置を用いて１次覆工を行なっている様子を示す要部断面説明図である。図２は、作業ステージを示す側面図である。図３は、図２に示す作業ステージのＡ−Ａ面からみた平面図である。図４は、図２に示す作業ステージのＢ−Ｂ面からみた平面図である。
【００３６】
本発明のコンクリート覆工装置は、図１に示すように、地上側に設けた昇降手段３０と、この昇降手段３０に上下動可能に吊り下げられた作業ステージ４０と、作業ステージ４０に上下動可能に吊り下げられたコンクリート吹き付け手段５０と、コンクリート供給手段６０とを有している。
【００３７】
昇降手段３０は、図１に示す場合には、ワイヤ巻き上げ機３０ａに構成され、立坑Ａの坑口地上側から、作業ステージ４０に滑車を介して設けたワイヤ３１の巻上げ、巻戻しを行なうことにより、作業ステージ４０の昇降を制御するようになっている。ワイヤ３１は、その一端が坑口地上側に設けた支持部材３２のワイヤ固定部３３に固定され、他端側は作業ステージ４０に設けた２個の滑車３４、支持部材３２に設けたガイド３５を経由して、ワイヤ巻き上げ機３０ａに巻上げ、巻戻し可能に取り付けられている。
【００３８】
作業ステージ４０は、図１、２に示す場合には、上部ステージ４１と、中間ステージ４２と、下部ステージ４３とから構成されている。中間ステージ４２は、さらに、上部中間ステージ４２ａと、下部中間ステージ４２ｂとに分かれている。かかる上部ステージ４１、上部中間ステージ４２ａ、下部中間ステージ４２ｂ、下部ステージ４３とは、上下方向に通した支柱４４に固定されている。
【００３９】
上部ステージ４１は、図２、３に示すように、鋼材を組み合わせたメインフレーム４１０と、メインフレーム４１０上に構築した足場４１１とを有している。メインフレーム４１０と足場４１１とは、図２に示すように、間に連結用フレーム４１２を介して連結されている。
【００４０】
メインフレーム４１０は、図３に示す場合には、鋼材として複数本のＨ鋼を平面三角形状になるように組み合わせ、中央に空間部Ｓ（図中、破線の仮想線で示した）が形成されている。三角形状に組み付けたメインフレーム４１０の３箇所のフレーム端部４１０ａには、ガイドローラ４１３が設けられている。ガイドローラ４１３は、ローラ支持部４１４と、ローラ支持部４１４に回転可能に支持されたローラ４１５とを有し、ローラ４１５のローラ面は、立坑Ａの１次覆工コンクリート壁面７０に接地するようになっている。
【００４１】
ローラ支持部４１４は、フレーム端部４１０ａに、ローラ支持部４１４を１次覆工コンクリート壁面７０側にばねなどの付勢を付ける押圧手段を介して設けられ、ローラ支持部４１４に支持されたローラ４１５は、そのローラ面を１次覆工コンクリート壁面７０に圧接することとなる。このようにしてガイドローラ４１３のローラ面を１次覆工コンクリート壁面７０に圧接させておくことにより、ワイヤ３１で吊り下げられた状態の作業ステージ４０の立坑Ａ内での横振れ防止することができる。
【００４２】
押圧手段に抗してローラ支持部４１４をフレーム端部４１０ａ側に押しつけることにより、ローラ面を１次覆工コンクリート壁面７０から離すこともできる。離した状態で、ローラ４１５の圧接方向を下方に変更できるようにしてもよい。ガイドローラ４１３を設けたフレーム端部４１０ａは、その下面に支柱４４の端面が結合されている。すなわち、図２に示す構成では、支柱４４は３本使用されていることとなる。
【００４３】
足場４１１は、図３に示すように、上記メインフレーム４１０上に設けた連結用フレーム４１２上に、パイプ材で足場を形成し、周囲に手摺を設けて形成されている。足場４１１には、メインフレーム４１０に設けた空間部Ｓに合わせて中央に空間が形成されている。
【００４４】
メインフレーム４１０上方の両側には、図１、３に示すように、滑車３４がそれぞれ２個ずつ、滑車支持部３４ａを介して設けられている。各々の側の２個の滑車３４には、前記説明の如く、ワイヤ巻上げ機３０ａに巻上げ、巻戻し可能に取り付けられたワイヤ３１が通されている。
【００４５】
中間ステージ４２は、図２に示すように、上部ステージ４１と下部ステージ４３との間に設けられ、同様の構成を有する上部中間ステージ４２ａと、下部中間ステージ４２ｂとを有する。
【００４６】
図４には、上部中間ステージ４２ａを示した。上部中間ステージ４２ａは、３本の支柱４４に、パイプ材などを渡して平面三角形状になるように形成された補助フレーム４２１と、その周囲に設けた足場フレーム４２２とからなるフレーム４２３と、かかるフレーム４２３の周囲に設けた手摺４２４とを有する。フレーム４２３は、図４に示すように、三角形の各々３辺に沿って設けられた足場フレーム４２２の外周側が全体で多角形状になるように形成されている。図４に示す場合には、略９角形状に形成されている。
【００４７】
フレーム４２３の外周を多角形状に形成するのは、後記するように中間ステージ４２に２次覆工用の型枠を取付けるに際して、リング状の型枠を作業ステージ４０の周囲に設け易いような形状とするためである。三角形状に組み合わされた補助フレーム４２１には、その中央に、上部ステージ４１のメインフレーム４１０に設けた空間部Ｓと呼応するように空間部Ｓ（図中、破線の仮想線で示した）が設けられている。下部中間ステージ４２ｂは、上部中間ステージ４２ａと同様に形成しておけばよい。
【００４８】
下部ステージ４３は、図２に示すように、上部中間ステージ４２ａとほぼ同様に形成されている。但し、上部ステージ４１とは異なり、メインフレームは有さず、３本の支柱４４側にガイドローラ４１３が設けられている。ガイドローラ４１３は、ローラ支持部４１４に回転可能に支持されたローラ４１５とを有し、上部ステージ４１のメインフレーム４１０に設けたと同様に構成されている。かかるガイドローラ４１３も押圧手段を介してそのローラ面が１次覆工コンクリート壁面７０に圧接するようになっている。
【００４９】
かかる構成を有する上部ステージ４１、上部中間ステージ４２ａ、下部中間ステージ４２ｂ、下部ステージ４３の間は、互いのステージの行き来ができるように梯子などの往来手段が設けられている。
【００５０】
上記のように構成された作業ステージ４０には、立坑Ａの坑壁面７０ａにコンクリートを吹き付けるコンクリート吹き付け手段５０が設けられている。コンクリート吹き付け手段５０は、図１、２に示すように、コンクリート吹き付けロボット５０ａに構成されている。
【００５１】
コンクリート吹き付けロボット５０ａは、図２、４に示すように、上部中間ステージ４１の空間部Ｓに渡した梁部材４１６に、チェーンブロック４１７ａなどの吊り下げ手段４１７を介して、昇降可能に吊り下げられている。図２に示すように、下部中間ステージ４２ｂ上でチェーンブロック４１７ａ（４１７）を操作することにより、コンクリート吹き付けロボット５０ａを、下部中間ステージ４２ｂから、下部ステージ４３の下方まで、自在に昇降させることができる。すなわち、コンクリート吹き付け時には、コンクリート吹き付けロボット５０ａを、吹き付け時の跳ね返りコンクリートが作業ステージ４０にいる作業者に当たらない程度に下方に吊り下げることとなる。
【００５２】
かかるコンクリート吹き付けロボット５０ａとしては、例えば、吹き付けノズルを旋回させて、コンクリートを油圧で、あるいは遠心力で吹き付ける構成のものを使用すればよい。かかるコンクリート吹き付けロボット５０ａの制御は、下部中間ステージ４２ｂ上に設けた吹き付け機運転制御ユニット５１にて行なうようにすればよい。
【００５３】
このように作業ステージ４０に上下動可能に吊り下げられたコンクリート吹き付けロボット５０ａには、コンクリート供給手段６０を介してコンクリートを供給する。
【００５４】
コンクリート供給手段６０は、図１に示すように、坑口地上側に設けた走行クレーン６１ａを吊り下げ手段６１として使用して、この走行クレーン６１ａに昇降可能に吊り下げられたコンクリートギブル６０ａに構成されている。一方、上部ステージ４１の中央には、空間Ｓを利用してホッパ６２が設けられ、このホッパ６２にコンクリートギブル６０ａを下ろして連結させられるようになっている。ホッパ６２には、シュート６３が設けられ、シュート６３端までコンクリート吹き付けロボット５０ａをチェーンブロック４１７ａで引き上げ、コンクリートの供給を行なうことができる。
【００５５】
上記のようにしてコンクリートが供給されたコンクリート吹き付けロボット５０ａは、再度チェーンブロック４１７ａで、作業ステージ４０の下部ステージ４３より下方位置に吊るして、立坑Ａ内の坑口側から坑底側に向けて作業ステージ４０を下降させながら、坑壁面７０ａにコンクリートを吹き付けることにより１次覆工を行なうことができる。
【００５６】
上記要領で１次覆工が完了した時点で、コンクリート吹き付けロボット５０ａを作業ステージから取り外し、２次覆工用型枠を取り付けて、坑底側から坑口側に段階的に上昇させながら２次覆工を行なう。
【００５７】
図５は、本発明のコンクリート覆工装置を使用して２次覆工を行なっている様子を示す要部断面説明図である。図６は、立坑内で２次覆工用型枠を作業ステージに設けた様子を示す要部断面説明図である。図７は、２次覆工用型枠を上方から見た様子を示す平面図である。図８は、図７に示す矢視方向から２次覆工用型枠の内側を見た様子を示す説明図である。図９は、２次覆工用型枠の型径調節手段の構成を示す要部説明図である。図１０は、２次覆工用型枠の型径縮小時の様子を示す平面図である。図１１は、図６に示す作業ステージのＣ−Ｃ面から見た上部ステージの平面図である。図１２は、図６に示す作業ステージのＤ−Ｄ面から見た上部中間ステージの平面図である。
【００５８】
本発明のコンクリート覆工装置では、図５に示すように、作業ステージ４０を上方に上昇させる際に、作業ステージ４０に２次覆工用型枠８０を設けて、２次覆工用型枠８０と１次覆工コンクリート壁８１との間にコンクリートを打設して２次覆工を行なう。
【００５９】
図５に示す場合には、坑底側から形成してきた２次覆工コンクリート壁８２上に、２次覆工用にコンクリートを打ち継ぐ様子を示している。２次覆工用型枠８０は、図５に示すように、作業ステージ４０の上部ステージ４１の下部に設けたチェーンブロック８３ａなどの型枠吊り下げ位置調節手段８３により、吊り下げられている。このようにして吊り下げられた２次覆工用型枠８０は、図６に示すように、作業ステージ４０の上部ステージ４１と、下部ステージ４３との間の中間ステージ４２の外周を囲むようにして設けられる。
【００６０】
２次覆工用型枠８０は、図７、８に示すように、円弧状に形成された横バタ材８４を互いに連接させてリング状に形成されている。横バタ材８４は、固定用横バタ材８４ａと、型径縮小時に引き抜く脱着用横バタ材８４ｂとから構成されている。図７に示す場合には、複数の固定用横バタ材８４ａの間には、脱着用横バタ材８４ｂが１箇所、ヒンジ８５が２箇所介在させられている。
【００６１】
脱着用横バタ材８４ｂは、図７、８、９に示すように、円弧状に形成され、外周円弧部分が内周側円弧部分より短く形成されている。すなわち、図７に示すようにリング状に形成された２次覆工用型枠８０の状態から、脱着用横バタ材８４ｂを、矢印のように内側に引き抜き易い形状に形成されている。脱着用横バタ材８４ｂの内周側円弧部分には、取っ手８６が設けられ、２次覆工用型枠８０の型径の縮小時に脱着用横バタ材８４ｂを引き抜き易いようになっている。
【００６２】
脱着用横バタ材８４ｂに隣接する固定用横バタ材８４ａの端面は、脱着用横バタ材８４ｂを間に介在させた状態で図７に示すようなリングを形成することができるような端面に形成されている。脱着用横バタ材８４ｂと、隣接する固定用横バタ材８４ａとは、リング形成時には、図７、９に示すように、ボルト８７ａ、ナット８７ｂで固定して、コンクリートの打設圧により脱着用横バタ材８４ｂの抜けが発生しないようになっている。
【００６３】
このようにして間にヒンジ８５を２箇所介在させて固定用横バタ材８４ａと脱着用横バタ材８４ｂとをリング状に連接してなる横バタ材８４の外周側には、複数の堰板８８がリング状に設けられている。堰板８８は、固定用横バタ材８４ａに対応して設けられる固定用堰板８８ａと、脱着用横バタ材８４ｂの外周側に設けられる脱着堰板８８ｂとから構成されている。
【００６４】
このようにして堰板８８を背後から支持する横バタ材８４には、図８に示すように、適宜間隔に縦バタ材８９が設けられ、２次覆工用型枠８０の縦方向の強度確保がなされている。また、横バタ材８４も上下方向に適宜間隔に設けられている。堰板８８には、適宜位置に、窓８８ｃが形成され、窓８８ｃからバイブレータを打設コンクリート内に差し込んで、コンクリート打設が十分に行なえるようになっている。あるいは、窓８８ｃを使用して、コンクリート打設量を確認するようにしても構わない。なお、２次覆工用型枠８０をチェーンブロック８３ａで吊るすに際しては、縦バタ材８９を吊るすようにすればよい。
【００６５】
このようにして、固定用横バタ材８４ａ、脱着用横バタ材８４ｂ、ヒンジ８５を使用して２次覆工用型枠８０を形成するが、１個の脱着用横バタ材８４ｂと、２個のヒンジ８５とは、三角形の頂点位置に位置するように固定用横バタ材８４ａ間に介在せさればよい。脱着用横バタ材８４ｂの引き抜きによる型径縮小時に円滑に２次覆工用型枠８０全体縮小させることができる。
【００６６】
また、固定用横バタ材８４ａ間に脱着用横バタ材８４ｂを介在させた箇所には、図７〜９に示すように、脱型用ジャッキ９０が設けられている。脱型用ジャッキ９０は、脱着用横バタ材８４ｂを挟む左右の固定用横バタ材８４ｂ間の間隔を調節できるように設けられている。すなわち、図７に示すように、脱着用横バタ材８４ｂを介した状態では、脱着用横バタ材８４ｂを左右の固定用横バタ材８４ａが必要以上に圧力をかけて脱着用横バタ材８４ｂが飛び出さないように、固定用横バタ材８４ａの間隔を固定する役目を果たしている。
【００６７】
さらに、図１０に示すように、型径の縮小時には、脱型用ジャッキ９０で脱着用横バタ材８４ｂが抜けた状態の型枠を必要以上に縮径して崩れることがないように固定用横バタ材８４ａの間隔を調節する役目をも果たしている。
【００６８】
上記のように構成された２次覆工用型枠８０の縮径は、上記脱着用横バタ材８４ｂを両隣の固定用横バタ材８４ａから引き抜くことにより行なう。図１０には、型径を縮小した状態を示している。２次覆工コンクリート８２と、型径を縮小した状態の２次覆工用型枠８０との間には、隙間Ｘが発生することとなる。この状態で作業ステージ４０を上昇させれば、作業ステージ４０と一緒に型径を縮小した状態の２次覆工用型枠８０が上昇することとなる。
【００６９】
本発明では、スリップフォーム工法のように、吊り足場とは別にグリップロッドやクライミングジャッキ、ヨークなどの重設備を設ける必要がなく、作業ステージ４０に２次覆工用型枠８０を吊るす構成を有しているため、２次覆工用の型枠の上昇作業は、従来構成に比べて簡単である。
【００７０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明のコンクリート覆工方法について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態で説明した構成を有する本発明のコンクリート覆工装置を用いて説明する。
【００７１】
図１に示すように、予め立坑Ａを掘削しておく。立坑Ａの坑底側には、予め横穴Ｂが設けられている。かかる状態で、地上坑口側では、支持部材３２を設け、ワイヤ巻き上げ３０ａ機にワイヤ３１をセットしておく。この状態で、地上側で組み立てた作業ステージ４０をクレーン車などで立坑Ａ内上方に吊り下げる。
【００７２】
さらに、作業ステージ４０の下部ステージ４３より下方にコンクリート吹き付けロボット５０ａを吊り下げ、クレーンで立坑Ａ内の１次覆工開始位置にコンクリート吹き付けロボット５０ａを合わせる。この状態で、予めコンクリートを供給しておいたコンクリート吹き付けロボット５０ａを始動させて、順次立坑の下方に向けて作業ステージ４０ごと降ろしてゆく。
【００７３】
ある程度作業ステージ４０を立坑Ａ内に入れた状態で、予め坑口側に設けておいた巻き上げ機３０ａのワイヤ３１を、作業ステージ４０の滑車３４に掛けて、巻き上げ機３０ａで昇降可能にし、クレーンから作業ステージ４０を外す。
【００７４】
併せて、地上側では、図１に示すように、走行クレーン６１ａを設け、これにコンクリートギブル６０ａを昇降可能に吊るす。コンクリートギブル６０ａに地上側で所定量のコンクリートを入れ、その状態で下方に下げる。作業ステージ４０に設けたホッパ６２、シュート６３を介して、所定高さまで引き上げておいたコンクリート吹き付けロボット５０ａにコンクリートを供給する。
【００７５】
コンクリート供給後、再び、コンクリート吹き付けロボット５０ａを作業ステージ４０まで吹き付け時の跳ね返りコンクリートが当たらない位置まで下方に吊り下げ、その状態で、作業ステージ４０に設けた吹き付け機運転制御ユニット５１の制御によりコンクリート吹き付けを開始する。併せて、漸次作業ステージ４０を下降させて行く。このようにして、適宜コンクリートをコンクリート吹き付けロボット５０ａに供給しながら、コンクリートを吹き付けを坑口側から坑底側に行なって１次覆工を行なう。
【００７６】
このように、本発明の覆工方法では、コンクリート吹き付けロボット５０ａを作業ステージ４０の下部ステージ４３から下方に遠ざけた状態で、漸次コンクリート吹き付けを遠隔操作で行いながら、作業ステージ４０を下げて行くため、吊り足場に搭載した電動ショベルなどを利用し、そのブームに吹き付け用ノズルを固定してコンクリート吹き付けを行なう従来構成とは異なり、コンクリート吹き付け時の作業者への跳ね返りコンクリート被害を確実に回避することができる。
【００７７】
このようにして立坑の１次覆工を立坑坑口側から坑底側に行なった後、坑底側でコンクリート吹き付けロボット５０ａを作業ステージ４０から外し、２次覆工用型枠８０を取り付けて段取り替えを行なう。
【００７８】
コンクリート吹き付けロボット５０ａを外した作業ステージ４０を吊り上げた状態で、横穴Ｂの坑底側で、リング状に２次覆工用型枠８０を形成する。その後、２次覆工用型枠８０の中央に作業ステージ４０を降ろし、チェーンブロック８３ａで着脱自在に２次覆工用型枠８０を吊り下げる。かかる状態では、作業ステージ４０は、２次覆工用型枠８０の内面側で囲まれた状態となり、作業ステージ４０が２次覆工用型枠８０の支保工の役目を果たすことが可能となる。すなわち、かかる本発明の工法では、２次覆工用型枠８０は堰板などでリング状に形成すればよく、内部の支保工をも含めて構築しなければならない従来工法の２次覆工用の移動型枠に比べて、形成作業が極めて簡単である。
【００７９】
なお、２次覆工用型枠８０は、地上側で予め形成したものを立坑内に入れるようにしても構わない。
【００８０】
横穴の坑底側から作業ステージ４０を上昇させ、２次覆工用型枠８０の下端側を立坑下端側に位置合わせした状態でコンクリート打設の準備を整える。その後、走行クレーン６１ａからコンクリートギブルにコンクリートを収容して、作業ステージ４０まで下降させる。予め作業ステージ４０に設けておいたホッパ６２、コンクリートギブル６０ａをドッキングさせ、ホッパ６２に連結したシュート６４（図５参照）から、２次覆工用型枠８０と１次覆工コンクリート壁８１との間にコンクリートを打設する。
【００８１】
打設コンクリートが硬化した時点で、作業ステージ４０に設けた２次覆工用型枠８０の型径を縮小する。型径の縮小は、例えば、図８に示すように、複数の脱型用ジャッキ９０のうち、最上段の脱型用ジャッキ９０ａ（９０）を外して、最上段および２段目の脱着用横バタ８４ｂと脱着用堰板８８ｂを取り外す。その後、取り外した脱型用ジャッキ９０ａを元のように取付ける。
【００８２】
次に、３段目の脱型用ジャッキ９０ｂ（９０）を上記要領で取り外し、３〜５段目までの脱着用横バタ材８４ｂ、脱着用堰板８８ｂを外す。その後、脱型用ジャッキ９０ｂを元のように取付ける。最後に、最下段の脱型用ジャッキ９０ｃ（９０）を取り外し、最下段の脱着用横バタ材８４ｂ、脱着用堰板８８ｂを外す。その後、脱型用ジャッキ９０ｃを元のように取付ける。
【００８３】
この状態では、２次覆工用型枠８０は、脱型用ジャッキ９０取付け部分の横バタ材８４、堰板８８が抜けた状態になっている。抜け状態のまま、複数個の脱型用ジャッキ９０を漸次縮小して行くと、固定用横バタ材８４ａ、固定用堰板８８ａは、漸次抜け部分を埋めるように左右から縮径して、図１０に示すようになる。このように型径が縮小した状態では、２次覆工コンクリート壁８２と２次覆工用型枠８０との間に隙間Ｘが空くこととなる。このようにして隙間Ｘを空けた状態で作業ステージ４０を引き上げる。
【００８４】
作業ステージ４０の引き上げ量は、図５、６に示すように、２次覆工用型枠８０の下端側が、直前に形成した２次覆工コンクリート壁８２の上端側付近に来るまで引き上げればよい。その後、２次覆工用型枠８０を吊るしているチェーンブロック８３ａに構成した型枠吊り下げ位置調整手段８３により、微調整を行なえばよい。このようにして、図５、６に示すように、直前に形成した２次覆工コンクリート壁８２の上に２次覆工用型枠８０を形成し、型枠内にコンクリートを打設して打ち継げば、２次覆工用コンクリートをさらに上方に継ぎ足すことができる。
【００８５】
このようにして、打ち継ぎ、型枠縮径、作業ステージの引き上げによる２次覆工用型枠の引き上げからなるサイクルを繰り返して、坑底側から坑口側に向けて２次覆工を行なうことができる。
【００８６】
このようにして、本発明のコンクリート覆工方法では、打ち継ぎにより２次覆工用コンクリート壁を、立坑下方から、立坑上方に向けて作業ステージを段階的に上昇させながら、２次覆工コンクリート壁を形成することができる。
【００８７】
従来のスリップフォーム工法とは異なり、立坑内を昇降可能に設けた作業ステージを２次覆工用型枠の支持に利用して、作業ステージの周囲に設けた２次覆工用型枠を、作業ステージと共に段階的に引き上げ、その都度コンクリートを打設して２次覆工コンクリートを打ち継げばよく、作業ステージを立坑内に昇降可能に吊るすクレーンなどがあれば、櫓を組む必要がなく、規模の小さい現場でも十分に適用できる。
【００８８】
また、本発明では、上記実施の形態１、２からも明らかなように、コンクリート吹き付け手段、２次覆工用型枠は、作業ステージに着脱自在に設けられる構成であるため、１次覆工作業終了後に、コンクリート吹き付け手段と、２次覆工用型枠とを取り替えれば、簡単に２次覆工用作業への段取り替えが行なえる。
【００８９】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で必要に応じて変更してもよい。
【００９０】
例えば、上記説明では、作業ステージを地上側で、２次覆工用型枠を坑底側でそれぞれ構築する場合について説明したが、作業ステージを坑底側で、２次覆工用型枠を地上側で、あるいは双方を地上側、または坑底側で構築するようにしても構わない。
【００９１】
上記説明では、櫓などの大規模な重設備を用いることなく、走行クレーンなどの小規模の吊り下げ手段を用いて本発明を実施する場合について説明したが、従来構成の櫓を構成して、この櫓に作業ステージなどを設けるようにして本発明の実施を行なうこともできる。
【００９２】
本発明は、換気立坑などをも含めて種々の立坑への適用が行なえる汎用的な覆工方法、覆工装置である。
【００９３】
前記本発明の説明では、１次覆工作業と２次覆工作業とを併せて説明したが、１次覆工作業だけでも、あるいは２次覆工作業だけても、すなわちいずれか一方の作業だけに本発明を適用できることは言うまでもない。併せて、本発明の構成では、従来の吊り足場に比べて軽量に構成できる作業ステージを使用しているため櫓を組まずに適用することができるが、しかし、従来構成のように櫓を組んだ場合でも、本発明に係る作業ステージを使用しても構わない。
【００９４】
【発明の効果】
本発明では、作業ステージに吊り下げられたコンクリート吹き付け手段を介して１次覆工を行なうので、従来とは異なり、作業ステージにいる作業者より下方でコンクリート吹き付けを行なうことができ、吹き付け作業における作業者への跳ね返りコンクリートの影響を防止することができる。
【００９５】
本発明では、２次覆工用型枠を、昇降可能に吊るした作業ステージに着脱自在に設ける構成であるため、スリップフォーム工法とは異なり、グリップロッド、クライミングジャッキなどの重設備の必要がなく、軽設備で２次覆工を行なうことができる。併せて、クライミングジャッキなどで型枠の引き上げを行なうのではないため、従来の２次覆工用型枠とは異なり、型枠高さを高く設定することができ、少ない打ち継ぎ回数で２次覆工コンクリート壁を形成することができる。
【００９６】
本発明では、コンクリート吹き付け手段と、２次覆工用型枠とは、作業ステージに着脱自在に設けられる構成であるため、コンクリート吹き付け手段と２次覆工用型枠とを付け替えることにより１次覆工作業から２次覆工作業への段取り替えが行なえ、従来構成の場合に比べて段取り替えの手間が短くて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンクリート覆工装置を用いて１次覆工を行なっている様子を示す要部断面説明図である。
【図２】１次覆工を行なっている状態での作業ステージを示す側面図である。
【図３】図２に示す作業ステージのＡ−Ａ面からみた平面図である。
【図４】図２に示す作業ステージのＢ−Ｂ面からみた平面図である。
【図５】本発明のコンクリート覆工装置を使用して２次覆工を行なっている様子を示す要部断面説明図である。
【図６】立坑内で２次覆工用型枠を作業ステージに設けた様子を示す要部断面説明図である。
【図７】２次覆工用型枠を上方から見た様子を示す平面図である。
【図８】図７に示す矢視方向から２次覆工用型枠の内側を見た様子を示す説明図である。
【図９】２次覆工用型枠の型径調節手段の構成を示す要部説明図である。
【図１０】２次覆工用型枠の型径縮小時の様子を示す平面図である。
【図１１】図６に示す作業ステージのＣ−Ｃ面から見た上部ステージの平面図である。
【図１２】図６に示す作業ステージのＤ−Ｄ面から見た上部中間ステージの平面図である。
【図１３】坑口地上側に櫓を組んだ従来構成の覆工方法を示す説明図である。
【図１４】従来方法による１次覆工の様子を示す説明図である。
【図１５】従来方法によるコンクリート吹き付けによる１次覆工の様子を示す説明図である。
【図１６】従来の２次覆工で使用するスリップフォーム工法の様子を示す要部断面説明図である。
【符号の説明】
１      櫓
２      吊り足場
２ａ    吊り足場用ロープ
３      門型クレーン
４      シャフトジャンボー
５      ギブル
５ａ    ギブル用ロープ
６      ウィンチ
６ａ    クラブ
７      移動型枠
８      ギブル
８ａ    シュート
９      １次覆工コンクリート壁
１１    電動ショベル
１２    ブーム
１３    吹き付け用ノズル
１４    グリップロッド
１５    ヨーク
１６    クライミングジャッキ
１７    作業床
１８    ２次覆工用型枠
１９    ２次覆工コンクリート壁
３０      昇降手段
３０ａ    ワイヤ巻き上げ機
３１      ワイヤ
３２      支持部材
３３      ワイヤ固定部
３４      滑車
３４ａ    滑車支持部
３５      ガイド車
４０      作業ステージ
４１      上部ステージ
４２      中間ステージ
４２ａ    上部中間ステージ
４２ｂ    下部中間ステージ
４３      下部ステージ
４４      支柱
５０      コンクリート吹き付け手段
５０ａ    コンクリート吹き付けロボット
５１      吹き付け機運転制御ユニット
６０      コンクリート供給手段
６０ａ    コンクリートギブル
６１      吊り下げ手段
６１ａ    走行クレーン
６２      ホッパー
６３      シュート
６４      シュート
７０      １次覆工コンクリート壁面
７０ａ    坑壁面
８０      ２次覆工用型枠
８１      １次覆工コンクリート壁
８２      ２次覆工コンクリート壁
８３      型枠吊り下げ位置調整手段
８３ａ    チェーンブロック
８４      横バタ材
８４ａ    固定用横バタ材
８４ｂ    脱着用横バタ材
８５      ヒンジ
８６      取っ手
８７ａ    ボルト
８７ｂ    ナット
８８      堰板
８８ａ    固定用堰板
８８ｂ    脱着用堰板
８８ｃ    窓
８９      縦バタ材
９０、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ      脱型用ジャッキ
４１０    メインフレーム
４１０ａ  フレーム端部
４１１    足場
４１２    連結用フレーム
４１３    ガイドローラ
４１４    ガイドローラ支持部材
４１５    ローラ
４１６    梁部材
４１７    吊り下げ手段
４１７ａ  チェーンブロック
４２１    補助フレーム
４２２    足場フレーム
４２３    フレーム
４２４    手摺
Ａ        立坑
Ｂ        横穴
Ｓ        空間部
Ｘ        隙間
【図１】
0004422922.tif 000002
【図２】
0004422922.tif 000003
【図３】
0004422922.tif 000004
【図４】
0004422922.tif 000005
【図５】
0004422922.tif 000006
【図６】
0004422922.tif 000007
【図７】
0004422922.tif 000008
【図８】
0004422922.tif 000009
【図９】
0004422922.tif 000010
【図１０】
0004422922.tif 000011
【図１１】
0004422922.tif 000012
【図１２】
0004422922.tif 000013
【図１３】
0004422922.tif 000014
【図１４】
0004422922.tif 000015
【図１５】
0004422922.tif 000016
【図１６】
0004422922.tif 000017