(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を投入するタンクと、前記粉体を圧送する添加機と、前記タンクから前記添加機へ前記粉体を供給する運搬装置と、を具備する急結剤供給装置であって、
前記粉体は、急結剤であり、
前記タンクは、上面に前記粉体を投入するための投入口と、投入口の蓋であり旋回して開閉可能な投入蓋と、前記投入蓋の上部に受け台を備え、
前記添加機は、上面に前記粉体を投入するための投入口と、投入口の蓋である投入蓋とを備え、
前記運搬装置は、横送りスクリュと、縦送りスクリュと、前記スクリュの駆動装置と、前記縦送りスクリュと前記添加機の投入口とをつなぐ旋回可能な鋼管製シュートと、を具備し、前記横送りスクリュと前記縦送りスクリュとを稼働させて前記粉体を移動させる振動フィーダであることを特徴とする急結剤供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の急結剤供給装置により急結剤を供給することを特徴とする急結剤の供給方法であって、
前記受け台に急結剤バックをセットし、前記タンクの投入口より急結剤をタンクに供給する工程（ａ）と、
前記タンクの投入蓋を閉め、前記添加機の投入蓋を開け、前記添加機の投入口に前記シュートをセットし、前記振動フィーダを稼働させて前記タンクから前記横送りスクリュ、前記縦送りスクリュおよびシュートを介して、前記添加機に急結剤を投入する工程（ｂ）と、
前記添加機の投入蓋を閉め、前記急結剤出口より急結剤を圧送する工程（ｃ）と、
を具備することを特徴とする急結剤の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は急結剤供給装置、吹付け接続台車および急結剤の供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吹付けコンクリートは、ＮＡＴＭ工法等によりトンネルを構築する場合の、トンネル掘削後の地山に起こる初期の緩みを抑え、肌落ちなどを抑制できるので、他の切羽作業の安全性を向上させる支保効果がある。
このため、掘削面を覆う通常の吹付けだけでなく、切羽の自立性を高めるための切羽吹付や、早期に断面閉合を図るための仮インバート等にも用いられることがある。
吹付けコンクリートは、ＮＡＴＭ工法の支保構造として重要である。この吹付けコンクリートは、一般に、強度を得るため、早期に硬化させる必要がある。このため、吹付けコンクリートには、種々の急結剤が配合される。この急結剤は、吹付けの直前に吹付けコンクリートに混合され、吹付けコンクリートに急結性を付与する役割をする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、粉体の急結剤を吹付けコンクリートに供給する際には、２０ｋｇバックで混合装置の近傍に供給されるため、積み込む時に作業員の手間がかかり、また、作業員が急結剤を吸い込んでしまう可能性があった。また、急結剤の空袋の処理に、産業廃棄物処理費が発生し、焼却処分をする場合はダイオキシンの問題が発生していた。
【０００４】
本発明はこのような問題を鑑みてなされたものでその目的とするところは、急結剤を再利用の可能な大容量の袋から投入し、吹付けコンクリートに混合するために圧送することの可能な急結剤供給装置および急結剤の供給方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために第１の発明は、粉体を投入するタンクと、前記粉体を圧送する添加機と、前記タンクから前記添加機へ前記粉体を供給する運搬装置と、を具備する急結剤供給装置であって、前記粉体は、急結剤であり、前記タンクは、上面に前記粉体を投入するための投入口と、投入口の蓋であり旋回して開閉可能な投入蓋と、前記投入蓋の上部に受け台を備え、前記添加機は、上面に前記粉体を投入するための投入口と、投入口の蓋である投入蓋とを備え、前記運搬装置は、横送りスクリュと、縦送りスクリュと、前記スクリュの駆動装置と、前記縦送りスクリュと前記添加機の投入口とをつなぐ旋回可能な鋼管製シュートと、を具備し、前記横送りスクリュと前記縦送りスクリュとを稼働させて前記粉体を移動させる振動フィーダであることを特徴とする急結剤供給装置である。
【０００６】
第２の発明は、請求項１記載の急結剤供給装置により急結剤を供給することを特徴とする急結剤の供給方法であって、前記受け台に急結剤バックをセットし、前記タンクの投入口より急結剤をタンクに供給する工程（ａ）と、前記タンクの投入蓋を閉め、前記添加機の投入蓋を開け、前記添加機の投入口に前記シュートをセットし、前記振動フィーダを稼働させて前記タンクから前記横送りスクリュ、前記縦送りスクリュおよびシュートを介して、前記添加機に急結剤を投入する工程（ｂ）と、前記添加機の投入蓋を閉め、前記急結剤出口より急結剤を圧送する工程（ｃ）と、を具備することを特徴とする急結剤の供給方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、吹付けコンクリートの吹付けシステム７の構成図である。
図１に示すように、地山３に構築されるトンネル１内において、トンネル１の覆工を行う吹付けコンクリートの吹付けシステム７は、エレクタ台車１０、吹付け接続台車１３、コンクリート供給部１５により構成される。この吹付けシステム７は、トンネル１内の底部２上を移動可能である。
【０００９】
エレクタ台車１０は、吹付けシステム７の最前部を構成し、吹付けコンクリートをトンネル１の掘削後の地肌に吹付けるための吹付けロボット２５を搭載している。吹付けロボット２５は、上下左右前後に移動可能なアーム２６を備え、アーム２６の先端には、軸２４が設けられ、軸２４の前部には、吹付けコンクリートを吹付けるためのノズル２３が設けられている。また、軸２４の後部には、作業員が載るための作業台２７が設けられる。
【００１０】
ノズル２３には、吹付けコンクリートを供給するゴムホース２９が接続されている。このゴムホース２９の他端は、混合装置３５に接続される。混合装置３５には、コンクリート供給部１５から通じ、吹付けコンクリートを供給するコンクリート供給管３１と、急結剤供給装置１００から通じ、粉体である急結剤を供給する急結剤供給管３３とが接続される。
尚、エレクタ台車１０および吹付けロボット２５は、図１に示される構成に限らず、トンネル１内を移動可能であり、吹付けコンクリートを吹付ける機能を有していればよい。
【００１１】
吹付け接続台車１３は、エレクタ車１０の後方に位置し、基台２０上に急結剤を供給する急結剤供給装置１００を搭載する。また、吹付け接続台車１３はコンプレッサ１７、運転部１９、電動リール２１を備え、車輪１６によりトンネル１の底部２上を移動可能である。
コンクリート供給部１５は、吹付け接続台車１３の後方に位置し、圧送された吹付けコンクリートを吹付けシステム７に供給するための投入口の役割をする。コンクリート吹付機１５は、台板１４の上に設けられる。吹付け接続台車１３は、昇降リフト２２を有する。
【００１２】
以上のように、吹付けシステム７は、コンクリート吹付機１５よりコンクリート供給管３１を通して供給される吹付けコンクリートと、急結剤供給装置１００より急結剤供給管３３を通して供給される急結剤とを、混合装置３５により混合し、ゴムホース２９を通してノズル２３に供給し、ノズル２３からトンネル１内に吹付けコンクリートを吹付ける構成となる。
【００１３】
次に、急結剤供給装置１００について、詳細に説明する。
図２は、図１に示す吹付け接続台車１３の平面図であり、図３は、図２のＡ方向矢視図であり、図４は、図２に示す急結剤供給装置１００のＢ方向矢視図である。また、図５は、バック受け入れタンク１２１の平面図であり、図６は、図２のバック受け入れタンク１２１の上部Ｂ方向矢視図である。
【００１４】
図２から図６に示すように、急結剤供給装置１００は、吹付けシステム７を構成する吹付け接続台車１３の基台２０上に搭載されている。吹付け接続台車１３は、基台２０上に急結剤供給装置１００の他、エアドライヤ１６、吹付けコンクリートおよび急結剤を圧送するためのコンプレッサ１７、運転部１９、電動リール２１、作業フロア３７等を備える。また、吹付け接続台車１３の後部には、コンクリート供給部１５が設けられる。
【００１５】
吹付け接続台車１３は、急結剤の運搬袋であるバック（図示せず）から急結剤を投入するバック受け入れタンク１２１、急結剤を吹付けコンクリートとの混合装置３５まで圧送する急結剤添加機１０１、急結剤をバック受け入れタンク１２１から急結剤添加機１０１に供給する振動フィーダ１１０を備える。
尚、急結剤添加機１０１を急結剤供給装置と呼ぶことがある。
バック受け入れタンク１２１は、上面に急結剤を投入するための投入口１２４と投入口１２４の蓋である投入蓋１２６を備える。この投入蓋１２６は図５に示すように、Ｄ方向に回転軸１３９を軸に旋回が可能であり、旋回することにより、投入蓋１２６の開閉ができる。また、投入蓋１２６の上面には、取手１３７と、投入蓋１２６をロックするためのロックハンドル１３３とロックバー１３５、急結剤のバックを受けるためのバック受け台１２３が設けられる。
【００１６】
バック受け入れタンク１２１の投入口１２４の内部には、スクリーン１２５が設けられる。このスクリーン１２５は、網状であり、急結剤のバックの底部のビニールシートなどが、急結剤と一緒にバック受け入れタンク１２１に引き込まれるのを防ぐ。
バック受け入れタンク１２１の下部側面には、バック受け入れタンク１２１に異物が混入し、バック受け入れタンク１２１の底の横送りスクリュ１１５に噛み込み横送りスクリュ１１５が稼動しない場合に、異物を取り除くための、タンク点検口１２７が設けられる。また、バック受け入れタンク１２１には、バック受け入れタンク１２１内の急結剤の内容量を表示するタンクレベル計１２２が設けられる。
【００１７】
バック受け入れタンク１２１の容量および投入口１２５の大きさは、急結剤の５００ｋｇ、１０００ｋｇバックに対応できる容量である。本実施例のバック受け入れタンク１２１は、０．８ｍ３、投入口１２５の径は、６００ｍｍである。
【００１８】
また、急結剤添加機１０１の側面には、急結剤出口１２９が設けられる。急結剤出口１２９には、急結剤供給管３３が取り付けられ、急結剤供給管３３は、混合装置３５につながる。
【００１９】
バック受け入れタンク１２１の底部と急結剤添加機１０１の投入口１０２との間には、振動フィーダ１１０が設けられる。振動フィーダ１１０は、バック受け入れタンク１２１の底部に横方向に設けられる横送りスクリュ１１５と、横送りスクリュ１１５の先端でつながり、縦方向に設けられる縦送りスクリュ１０９と、縦送りスクリュ１０９と急結剤添加機１０１の投入口１０２とをつなぐ出口ダンパ１０７とシュート１０８により構成される。シュート１０８は、鋼管製であり、旋回可能に設けられ、急結剤投入時には、投入口１０２上にセットされる。出口ダンパ１０７は、防湿のために設けられる。
【００２０】
横送りスクリュ１１５と、縦送りスクリュ１０９には、各々のスクリュの駆動装置である横スクリュ駆動モータ１１７と、縦スクリュ駆動モータ１１１が設けられる。また、縦スクリュ１０９の下部には、縦スクリュ点検口１１３が設けられる。縦スクリュ１０９と急結剤添加機１０１の投入口１０２の間には、急結剤のバックの底に付着した異物、特に小石などが混入した場合のために、スクリーン（図示せず）が設けられる。
振動フィーダ１１０は、横送りスクリュ１１５と、縦送りスクリュ１０９と、振動モータ２００（バイブレータ）が回転することにより、急結剤をバック受け入れタンク１２１から急結剤添加機１０１へ供給する。
また、コンクリート吹付け時に想定される粉塵の発生に対しての集塵装置（図示せず）もコンプレッサ１７の近傍に設けられる。
【００２１】
次に、急結剤の供給方法について図１から図６を用いて説明する。
まず急結剤を、急結剤の運搬袋である５００ｋｇの容量のあるゴムバックに収められた状態で、ユニック車などにより、急結剤供給装置１００まで運搬する。このゴムバックは、再利用が可能である。なお、運搬袋は、急結剤を運搬可能であれば容量、材質とも上記に限らない。
次に、急結剤供給装置１００のバック受け入れタンク１２１の投入蓋１２６を、Ｄ方向に旋回して開ける。ユニック車などのクレーンにより、急結剤のゴムバックをバック受け台１２３上にセットし、ゴムバックの底部を開いて、急結剤をバック受け入れタンク１２１に供給する。
【００２２】
ゴムバックが空になったらクレーンでゴムバックを吊り上げ、バック受け入れタンク１２１の投入蓋１２６を旋回して投入口１２４の位置に戻す。ロックハンドル１３３を廻して投入蓋１２６をロックする。
急結剤添加機１０１の投入口１０２の蓋である投入蓋１０３を開ける。
振動フィーダ１１０のシュート１０８を旋回させ、急結剤添加機１０１の投入口１０２にセットする。振動フィーダ１１０を稼動させ、急結剤をバック受け入れタンク１２１の底部から、振動フィーダ１１０の横送りスクリュ１１５、縦送りスクリュ１０９を介して、急結剤添加機１０１の投入口１０２に供給する。
【００２３】
添加機レベル計１０５が満レベルで自動停止した後、投入口１０２からシュート１０８を取り外し、シュート１０８を所定の収納位置に固定する。急結剤添加機１０１の投入蓋１０３を閉める。
この後、急結剤添加機１０１の急結剤出口１２９から、急結剤供給管３３を通して、混合装置３５へ、急結剤を供給する。
【００２４】
以上のように、本実施の形態においては、急結剤の運搬袋であるゴムバックを再利用することができるので、従来のように急結剤の空袋の処理をする必要がなく、産業廃棄物の処理費や焼却時のダイオキシンの発生を抑えられる。
また、急結剤のゴムバックを急結剤供給装置１００へ運搬し、バック受入れタンク１２１へ供給する作業を、ユニック車によりすることが可能であるため、急結剤の運送コストや作業員の手間を軽減できる。
【００２５】
更に、急結剤をバック受入れタンク１２１へ供給後は、バック受入れタンク１２１から、振動フィーダ１１０、急結剤添加機１０１、急結剤供給管３３、混合装置３５へと急結剤が供給されるため、作業員の手間が軽減し、また、作業員が急結剤を吸う可能性を減らすことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、急結剤を再利用の可能な大容量の袋から投入し、吹付けコンクリートに混合するために圧送することの可能な急結剤供給装置および急結剤の供給方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  吹付けコンクリートの吹付けシステム７の構成図
【図２】  図１に示す吹付け接続台車１３の平面図
【図３】  図２のＡ方向矢視図
【図４】  図２に示す急結剤供給装置１００のＢ方向矢視図
【図５】  バック受け入れタンク１２１の平面図
【図６】  図２のバック受け入れタンク１２１の上部Ｂ方向矢視図
【符号の説明】
１…トンネル
２…底部
３…地山
５…切羽
７…吹付けシステム
１０…エレクタ台車
１３…吹付け接続台車
１５…コンクリート吹付機
２３…ノズル
２５…吹付けロボット
３１…コンクリート供給管
３３…急結剤供給管
３５…混合装置
１００…急結剤供給装置
１０１…急結剤添加機
１１０…振動フィーダ
１２１…バック受入れタンク
１２９…急結剤出口
【図１】
0004011310.tif 000002
【図２】
0004011310.tif 000003
【図３】
0004011310.tif 000004
【図４】
0004011310.tif 000005
【図５】
0004011310.tif 000006
【図６】
0004011310.tif 000007