(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機本体の下端に回転自在に配設しているカッタヘッドによって地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機において、掘削機本体の上端部に上方に向かって一定高さの支柱を立設し、この支柱に覆工コンクート用のリング状の型枠を上下移動自在に配設していることを特徴とする立坑掘削機における移動型枠装置。
【請求項２】
上記リング状の型枠は、支柱に固着された固定台枠に上下移動自在に吊支されていると共に、固定台枠に対し着脱可能に構成していることを特徴とする請求項１に記載の立坑掘削機における移動型枠装置。
【請求項３】
支柱の上端に天板を固定し、この天板上にコンクートホッパを設置して該コンクートホッパから垂下した供給管により型枠と掘削壁面との間の隙間にコンクートを打設するように構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動型枠装置。
【請求項４】
支柱の上半部側に型枠を配設している一方、下半部側に足場台を昇降自在に設けていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の立坑掘削機における移動型枠装置。
【請求項５】
支柱内に上下端部間に亘って昇降用階段を配設していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうち、いずれか１項に記載の立坑掘削機における移動型枠装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地下深層部に石油貯蔵所や放射性廃棄物の貯留所等の地下構造物を築造する際に、この計画地下構造物まで垂直な立坑を掘削するのに適した立坑掘削機に設けている移動型枠装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、立坑を所定深さまで掘削する手段として、小径の立坑の場合には先端に掘削ビットを装着しているバケットを使用して行い、大径の立坑の場合には発破によって掘り下げていくことが一般に行われているが、いずれの立坑掘削方法においても、所定径の立坑を能率よく掘削することが困難である。そのため、近年、岩盤トンネル掘削機（ＴＢＭ）を用いてこのトンネル掘削機のカッタ板を直下方向に向けた状態にして立坑を掘削することが実施されつつある。
【０００３】
上記トンネル掘削機は、水平坑や斜坑を掘削するのに広く使用され、前面に多数のローラビットを装着しているカッタ板を回転させながら推進してこのカッタ板によって掘削されたズリをベルトコンベアやスクリューコンベア等の搬出手段により後方に搬出するように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記トンネル掘削機を用いて立坑を掘削する場合、掘削壁面は垂直面となっているから該掘削壁面を作業員の足場に利用することができなく、従って、掘削壁面の点検や防水処理、掘削壁面に対する覆工コンクリートの施工作業ができないという問題点がある。
【０００５】
このような問題点は、例えば、特開２００１−２０７７７４号公報に記載されているように、上下デッキ間に移動型枠を組み込んでいるスカフォードを地上から立坑内に吊り下ろし、そのデッキを作業足場として使用すると共に、発破によって掘削された立坑の掘削壁面に上記移動型枠を対向させて該移動型枠と掘削壁面との間の隙間にコンクリートを打設することにより、覆工コンクリートを施工する方法を採用すれば解消することができるが、立坑の深さが深くなると、地上からの移動型枠の昇降距離が長くなって作業性、安全性に問題が生じるばかりでなく、足場台を吊り下げるワイヤも大径のものを必要とし、地上に設置する揚重設備も大規模なものになるといった問題点がある。
【０００６】
さらに、吊りワイヤでは、移動型枠の上下位置を微調整することが困難であり従って、先に施工した覆工コンクリートに連続する掘削壁面に対する移動型枠の位置付け作業に著しい手間を要することになる。また、移動型枠とデッキとを一体に組み合わせているため、移動型枠により覆工コンクリートを施工している時には、デッキを移動させて別な作業を行うことはできないという問題点がある。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、型枠を地上から吊り下げることなく、立坑掘削機の上方部に配設してこの立坑掘削機と共に移動可能とし、作業の安全性の確保を図ると共に掘削壁面に対する覆工コンクリートの施工を正確に且つ能率よく行え、その上、この型枠の下方において、覆工コンクリートの施工とは関係なく防水処理等の他の作業が円滑に行えるようにすると共に資材や機材の搬入、搬出も容易に行えるようにした立坑掘削機における移動型枠装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の立坑掘削機における移動足型枠置は、請求項１に記載したように、掘削機本体の下端に回転自在に配設しているカッタヘッドによって地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機において、掘削機本体の上端部に上方に向かって一定高さの支柱を立設し、この支柱に覆工コンクート用のリング状の型枠を上下移動自在に配設した構造としている。
【０００９】
このように構成した立坑掘削機における移動型枠装置において、請求項２に係る発明は、上記リング状の型枠を支柱に固着された固定台枠に上下移動自在に吊支させていると共に、この固定台枠に対し着脱可能に装着した構造としている。
【００１０】
さらに、請求項３に係る発明は、上記支柱の上端に天板を固定し、この天板上にコンクートホッパを設置して該コンクートホッパから垂下した供給管により型枠と掘削壁面との間の隙間にコンクートを打設するように構成している。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、上記支柱の上半部側に上記型枠を配設している一方、下半部側に足場台を昇降自在に設けていることを特徴とし、請求項５に係る発明は、上記支柱内に上下端部間に亘って昇降用階段を配設していることを特徴としている。
【００１２】
【作用】
立坑掘削機は、掘削機本体の下端に配設しているカッタ板を下向きに向けた状態で回転させながら下方に推進することによって立坑を掘削する。この立坑掘削機による立坑の掘進に伴って掘削機本体から上方に立設している支柱が掘削機本体と一体的に下方に移動し、該支柱に配設している型枠が、先にこの型枠によって施工した所定長さの覆工コンクリートから下方に移動して立坑掘削機によって新たに掘削された掘削壁面と対向する。
【００１３】
立坑掘削機が地盤中を下方に掘進して上記掘削壁面が型枠によって覆工作業が可能な長さにまで掘削されると、立坑掘削機による立坑の掘削を一旦停止して型枠を拡径させ、該型枠と掘削壁面との間の隙間にコンクリートを打設することによって掘削壁面を覆工する。なお、支柱に対して型枠をチェーンブロック等によって上下移動可能に吊支させておけば、立坑掘削機による立坑の掘削を停止させることなく、チェーンブロック等を立坑掘削機の掘削速度に同調して収縮させることにより型枠を常に所定の掘削壁面に対向させた状態に保持しながら上記掘削壁面に対する覆工コンクリートの施工を行うことができ、また、外径方向に拡大されてその下端に妻型枠が設置されると、チェーンブロックによる吊支を解除して掘削壁面に装着した状態を保持しておくことができる。
【００１４】
このように、型枠は地上から吊り下げることなく立坑掘削機から一体に立設した支柱に配設しているので、安全性を高めることができると共に打設コンクリートによる覆工作業も能率よく行える。
【００１５】
さらに、支柱に対する型枠の配設は、支柱の上端部に固定台枠を固定してこの固定台枠の外周下面に内外方向に移動可能に設けたチェーンブロックにより該型枠を吊支させた構造としておくことによって、このチェーンブロックの作動によって型枠の高さ位置を簡単且つ正確に微調整することができると共に該チェーンブロックを固定台枠の外周方向に移動させることによって複数の型枠片からなる型枠を掘削壁面に沿うリング形状に拡径させることができ、この型枠と掘削壁面間との隙間にコンクリートを打設することによる覆工コンクリートの施工が円滑に且つ精度よく行うことができる。
【００１６】
上記型枠と掘削壁面との隙間にコンクリートを打設するには、上記支柱の上端に天板を固定してこの天板上に設置しているコンクリートホッパからコンクリート供給管を垂下させておくことにより行うことができ、この場合、複数本の供給管を周方向に一定間隔毎に配設してこれらの供給管の下端を上記型枠と掘削壁面との隙間の上端に臨ませておくことによってコンクリート打設作業の短縮を図ることができる。
【００１７】
また、上記型枠を上記支柱の上半部側に配設しておく一方、この支柱の下半部側に足場台を昇降自在に設けておくことによって、この足場台も上記型枠と同じく立坑掘削機と一体に移動させることができるのは勿論、この足場台を型枠による覆工作業とは関係なく、型枠の下方において単独的に昇降させることができ、従って、立坑掘削機により掘削される掘削壁面の点検作業やこの掘削壁面に対する防水シートの防水処理作業が容易に且つ能率よく行うことができるものであり、しかも、このように点検等された掘削壁面が立坑掘削機の掘削に従って上方に相対的に移動して上記移動型枠の外周方に位置した時に、該移動型枠を拡径させて上記のように覆工作業を行うことができるので、安定した強固な覆工が可能となるものである。
【００１８】
その上、上記覆工作業等を行う際に、上記足場台を移動型枠の下端近傍部にまで上昇させることにより、この足場台上を利用して移動型枠内への配筋や移動型枠の下端開口部への妻型枠の装着作業が容易に行える。
【００１９】
さらにまた、上記支柱内にこの支柱の上下端部間に亘って昇降用階段を設けておくことにより、足場台に対する作業員の出入りが円滑に行えると共に資材等の搬入、搬出も容易となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明する。図１は立坑掘削機によって立坑Ｔを切り下げ掘削している状態を示すもので、掘削機本体Ａはその中心部に設けている小径垂直筒部１の下端側にカッタ板２を回転自在に配設していると共に、上記小径垂直筒部１の上端に固定足場台を兼用した水平固定支持台３の下面中央部を一体に固着してあり、この水平固定支持台３の上面中央部に上方に向かって一定高さの支柱４を垂直に立設、固定し、この支柱４の上半部側に移動型枠５を配設していると共に下半部側に足場台６を昇降自在に配設している。なお、上記支柱４は上記水平固定支持台３の上面にその下端を直接、固定して立設してもよいが、図においては、支柱４の下端を平面矩形状支持枠3a上に固定し、この支持枠3aを水平固定支持台３上に４個のレベル調整装置７を介して支持させた構造としている。このように構成しておくことによって、掘削中に、掘削機本体Ａが傾いた場合でも支柱４を鉛直に維持することができ、上記水平固定支持材３や足場台６を水平に保ことができ、且つ、足場台６が掘削壁面に当接することがない。
【００２１】
この支柱４は、上記支持枠3aの四隅部から互いに平行に且つ前後左右に等間隔を存して立設している４本の縦柱材4a、4a、4a、4aと、これらの縦柱材4a、4a間を連結、固定しているトラス状に組み合わせた多数本の斜桁4bと水平桁4cとからなり、４本の縦柱材4aによって囲まれた中空内には上記水平固定台３から上端間に亘って昇降用階段８をジグザグ状に設けていると共に、この昇降用階段７の昇降途中には長さ方向に一定間隔毎に踊り場8aを形成している。
【００２２】
支柱４の上半部側に対する上記移動型枠５の配設は、支柱４の上端部に外径が立坑Ｔの掘削壁面ｔに施工された覆工コンクリートＣの内径よりも僅かに小径の円板形状に形成された固定台枠９を取付け、この固定台枠９の外周端部下面に周方向に所定間隔毎に複数個のチェーンブロック10を径方向に移動可能に配設してこれらのチェーンブロック10に移動型枠５の各型枠片5aをそれぞれ着脱可能に吊支させた構造としている。
【００２３】
なお、上記固定台枠９はその中央部に設けている矩形状の孔9a（図２に示す）に支柱４を挿通させた状態で該支柱４の上端から下方に所定距離を存した部分に固着されている。この固定台枠９の外周端部下面にチェーンブロック10によって吊り下げられている上記各型枠片5aは、その外周面を立坑Ｔの掘削壁面ｔに沿う凸円弧状に湾曲している一定長さの板材からなり、これらの隣接する型枠片5a、5a同士を互いに内外方向に屈折自在に連結して拡径方向に拡張させた時に覆工作業に使用するリング状の型枠５となるように構成している。なお、型枠片5aの内周面には足場板を張設した足場枠5bを取付けている。
【００２４】
さらに、支柱４の上端には上記固定台枠９と略同大、同形の天板11が固定されていてこの天板11の外周端部上に周方向に適宜間隔毎に複数個のコンクリートホッパ12を設置してあり、各コンクリートホッパ12にコンクート供給管13の上端を連結、連通させていると共にこれらのコンクリート供給管13を、先に立坑Ｔの掘削壁面ｔに施工された覆工コンクリートＣの内周面に沿って垂下させてその下端を、覆工コンクリートＣの下端から上記移動型枠５と次にコンクートによって覆工すべき掘削壁面ｔとの間の隙間の上端に臨ませるように構成している。なお、これらのコンクート供給管13には先端にローラ33を装着している振れ止めダンパ34が取付けられていてローラ33を既に施工された上記覆工コンクリートＣの内周面上を転動させながら立坑Ｔの掘進に従って下動させるように構成している。
【００２５】
一方、支柱４の下半部側にこの支柱４に沿って昇降自在に配設している上記足場台６は、掘削機本体Ａによって掘削された立坑Ｔよりも小径の水平円板形状に形成されてあり、その中央部に、図３に示すように、支柱４を挿通させている矩形状孔6aを設けていると共に外周端縁部に上方に向かって一定高さの手摺り6bを立設している。
【００２６】
この足場台５を上記支柱４をガイドとして上下移動させる昇降駆動機構14としては、支柱４の縦柱材4a、4aの下半部に固定垂直ラック15を一体に設ける一方、足場台６の上記矩形状孔6aの隅角部に昇降駆動用モータ16を装着し、この昇降用駆動モータ16の回転軸荷固着しているピニオン16a を上記固定垂直ラック15に噛合させた構造を採用している。
【００２７】
また、この支柱４を一体に設けている上記掘削機本体Ａにおけるカッタ板２は、その回転中心部21を小径の水平部分に形成されていて該回転中心部21から外周端に向かって上方に傾斜した逆截頭円錐形状に形成されていると共に下面に多数個のローラビット22を下方に向かって突設してあり、さらに、上下面間に連通した複数個のズリ取込み開口部23を設けていると共にこのズリ取込み開口部23の回転方向に面している側端縁に、掘削ズリを機内側に向かって掻き上げ且つ上記回転中心部21上に設けているズリ貯留凹部20に向かって掻き寄せるように傾斜した傾斜スクレーパ24を固着している。
【００２８】
このように構成しているカッタ板２はその外周端に内径方向に向かってアーム部材25を突設してこれらのアーム部材25の内端をリング部材26に一体に固着し、該リング部材26を掘削機本体Ａの中心胴部を形成している上記小径垂直筒部１の下端部外周面に一体に固着した円形固定枠17の下端外周部に回転自在に支持させてあり、このリング部材26の内周面に設けている円形ラック27に、円形固定枠17上に設置しているカッタ板駆動用モータ18の回転軸に固着した小歯車19を噛合させてモータ18の駆動によりカッタ板２を回転させるように構成している。
【００２９】
さらに、上記円形固定枠17の外周面に、周方向に所定間隔毎に下向きに傾斜した傾斜ジャッキ30と上向きに傾斜した傾斜ジャッキ31との内端部を上下方向に回動可能に連結、支持してあり、これらの傾斜ジャッキ30、31の外端部を周方向に複数分割しているグリッパ32に連結し、該傾斜ジャッキ30、31を伸長させることによってグリッパ32を掘削壁面ｔに圧着させて掘削機本体Ａを支持させながら下方に推進させるように構成している。
【００３０】
40は排土手段であって排土管41と給水管42とからなり、排口管41の下端開口部を上記カッタ板２の回転中心部21の上面に集合する掘削ズリＤに臨ませていると共に、この排土管41の下端部に上記給水管42のＶ字状に屈折した下端部における上端開口部を連結、連通させてこの給水管42から排土管41内に下端から上方に向かう圧力水を噴出させ、エゼクタ作用によって排土管41に吸引力を発生させて掘削ズリＤを吸入し、上方の適所に設置している貯留タンク（図示せず）にズリを排出し、水を分離させて再び圧力水として使用するように構成している。
【００３１】
貯留タンク内に一旦貯留されたズリは、適宜な搬出手段によって地上側に搬出される。なお、上記支柱４に上下移動自在に配設している足場台６や、固定している固定台枠９、天板11には搬出手段を貫通させるための貫通孔50や立坑Ｔ内への換気を行うための送気管や排気管の挿通孔51が設けられている。
【００３２】
次に、上記のように構成した立坑掘削機の作用を述べると、傾斜ジャッキ30、31によってグリッパ32を掘削壁面ｔに圧着させることにより、該掘削壁面ｔに推進反力をとると共に掘削機本体Ａの支持を行わせ、円形固定枠17から斜め上方に傾斜している傾斜ジャッキ31を伸長させることにより、掘削機本体Ａを垂直下方に推進させながらカッタ板２によって切羽の岩盤を切り下げ掘削していく。なお、円形固定枠17から斜め下方に傾斜している傾斜ジャッキ30は掘削壁面ｔに対するグリッパ32の下端部の圧着力を調整して掘削機本体Ａが必要以上に下動するのを阻止する突張り作用を奏するものである。
【００３３】
掘削されたズリＤは、ズリ取込み開口部23の側端縁に固着しているスクレーパ24によってズリ取込み開口部23を通じてカッタ板２の裏面側、即ち、上面側に掻き上げられると共にカッタ板２の回転中心部21に向かって掻き寄せられながら、カッタ板２の回転中心部21上のズリ貯留凹部20に寄せ集められ、このズリ貯留凹部20から排土手段40や搬出手段によって地上に排出される。
【００３４】
こうして掘削機本体Ａによって立坑Ｔを掘進するに従って、掘削機本体Ａから上方に立設している支柱４も立坑Ｔ内を一体に下動し、この支柱４の下端外周方に掘削された壁面ｔが露出する。一定長の立坑Ｔが掘削されると、支柱４の下半部に上下移動自在に配設している足場台６上に作業員が乗って足場台６を支柱４に沿って上下昇降させなることにより掘削壁面ｔの点検を行うと共に該掘削壁面ｔに吹付けコンクリートＢを施工し、防水シートＥを張設する。
【００３５】
さらに、掘削機本体Ａが支柱４の上半部側に設けている移動型枠５の長さに相当した長さの立坑Ｔを掘削すると、支柱４の上端の天板11から垂下しているコンクート供給管13の下端が先に施工した覆工コンクートＣの下端に達すると共に、固定台枠９から吊支している上記移動型枠５が先に施工した覆工コンクリートＣの下端にその上端を対向させた位置に達する。そして、この位置において、型枠片9aを吊支しているチェーンブロック10を固定台枠９の外周端側に向かって移動させることにより型枠片5aを拡径させて円筒形状の型枠５に組み立てる。
【００３６】
また、チェーンブロック10を適宜作動させて移動型枠５を上下移動させることにより、その上端面を先に施工した上記覆工コンクリートＣの下端に合わせておくと共に外径方向に拡大させて移動型枠５の上端部と掘削壁面ｔとの間の隙間にコンクリート供給管13の下端を臨ませておく。
【００３７】
一方、支柱４の下半部側において、上記足場台６を移動型枠５の下端部近傍にまで上昇させ、この足場台６を利用して、移動型枠５と掘削壁面ｔとの間の隙間に鉄筋（図示せず）を配筋する作業や配筋後の妻型枠5cの装着、固定作業を行い、しかるのち、支柱４の上端に固着している天板11上に設置したコンクリートホッパ12にコンクリートを投入して、上記供給管13を通じて移動型枠５と掘削壁面ｔとの間の隙間にコンクリートを打設し、先に施工した覆工コンクリートＣの下端にその上端部を連設させた覆工コンクリートＣを施工する。
【００３８】
この覆工コンクリートＣの施工後、チェーンブロック10を固定台枠９の内側に移動させることにより移動型枠５を内径方向に縮小させて折り畳み、次の覆工作業に備える。
【００３９】
以下、同様にして掘削機本体Ａによって下方に向かって一定長さの立坑部分が掘削される毎に、支柱４の下半部側においては足場台６を利用した掘削壁面ｔの点検や該掘削壁面ｔに対する防水シートＥの張設作業等を行うと共に、支柱４の上半部側においては移動型枠５による覆工コンクリートＣの施工作業を並行して行うものである。また、支柱４内に設けている昇降用階段８を利用して資材の供給や足場台６等に対する作業員の出入りを行う。さらに、移動型枠５は、所定位置にて外径方向に拡大させて妻型枠が設置されると、チェーンブロック10による吊支を解除することができ、足場台６を利用した上記作業と、覆工コンクートＢの打設作業と、立坑掘削機による掘削作業とを並行して行うことも可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明の立坑掘削機における移動型枠装置によれば、請求項１に記載したように、掘削機本体の下端に回転自在に配設しているカッタヘッドによって地盤を直下方向に掘削していく立坑掘削機において、掘削機本体の上端部に上方に向かって一定高さの支柱を立設し、この支柱に径方向に拡縮可能な型枠を配設しているので、掘削機本体による立坑の切り下げ掘削に従って、掘削機本体と一体的にこの型枠を下動させることができ、次に覆工コンクートを施工すべき立坑の掘削壁面までこの型枠を吊り下ろし等によって降下させることなく自動的に且つ正確に到達させることができ、安全性を高めることができると共に打設コンクリートによる覆工作業も能率よく行えて作業性の向上を図ることができるものである。
【００４１】
この移動型枠装置において、請求項２に係る発明は、上記リング状の型枠を、支柱に固着された固定台枠に上下移動自在に吊支していると共に、固定台枠に対し着脱可能に構成しているので、移動型枠の高さ位置を所定位置に簡単且つ正確に設定することができると共にその位置にて外径方向に拡大させて妻型枠が設置されるとこの移動型枠の吊支を解消することができ、足場台を利用した上記作業と、覆工コンクートの打設作業と、掘削機本体による掘削作業とを並行して行うことも可能となる。
【００４２】
さらに、請求項３に係る発明によれば、上記支柱の上端に天板を固定し、この天板上にコンクートホッパを設置して該コンクートホッパから垂下した供給管により移動型枠と掘削壁面との間の隙間にコンクートを打設するように構成しているので、立坑掘削機の掘進に従ってこれらのコンクートホッパ及びコンクート供給管を移動型枠と常に一体的に立坑内を降下させることができると共に移動型枠に対するコンクート供給管の位置も常に所定の位置に配設しておくことができて掘削壁面と移動型枠間の隙間に対するコンクート打設作業が直ちに行うことができ、コンクリート打設作業の短縮を図ることができる。
【００４３】
また、請求項４に係る発明によれば、上記支柱の上半部側に型枠を配設している一方、下半部側に足場台を昇降自在に設けているので、立坑掘削機により掘削された壁面をこの足場台によって全面的に容易に点検することができると共に、該足場台を利用して掘削壁面に対する防水シートの張設作業等が能率よく行うことができ、その上、この点検した掘削壁面に移動型枠が対向することになって精度のよい覆工コンクートを得ることができると共に、移動型枠により覆工作業を行う時に、移動型枠の下方において上記足場台をこの移動型枠の下端近傍部にまで上昇させることにより、この足場台上を利用して移動型枠内への配筋や移動型枠の下端開口部への妻型枠の装着作業が容易に行えるものである。
【００４４】
請求項５に係る発明は、上記支柱内に上下端部間に亘って昇降用階段を配設しているので、この昇降用階段を利用して足場台に対する作業員の出入りが円滑に行えると共に資材等の搬入、搬出も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】立坑掘削機の簡略縦断側面図、
【図２】固定台枠部分の簡略平面図、
【図３】足場台部分の簡略平面図。
【符号の説明】
１  小径垂直筒部
２  カッタ板
４  支柱
５  移動型枠
６  足場台
８  昇降用階段
９  固定台枠
10  チェーンブロック
Ａ  掘削機本体
Ｃ  覆工コンクリート
Ｔ  立坑
ｔ  掘削壁面
【図１】
0003898562.tif 000002
【図２】
0003898562.tif 000003
【図３】
0003898562.tif 000004