(57)【要約】【課題】ケーソン下部の作業室の天井に設置される照明設備と監視設備の設置、保守・点検及び回収等を大気圧下できわめて安全かつ効率的に行うことのできる回収型天井走行式台車を提供する。【解決手段】回収型走行台車27と回収型走行台車27に搭載された投光器28または監視カメラ29とから構成する。回収型走行台車27はケーソン１の下部に設けられた作業室２の天井スラブ３に敷設された走行レール４及び５に遠隔操作によって自走可能に懸架する。作業室２の天井に設けられた掘削機回収用開口部12、掘削機回収用開口部12の直上に設けられた掘削機回収用シャフト16内を掘削機回収用シャフト16内に設置された昇降装置20に牽引されて昇降可能に構成する。掘削機回収用開口部12および掘削機回収用シャフト16に連通させて保守・点検室15を設ける。【選択図】図１
2016183543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回収型走行台車と当該回収型走行台車に搭載された照明設備、監視設備、通話設備および/または消火設備とから構成され、前記回収型走行台車はニューマチックケーソンの下部に設けられた作業室の天井に敷設された走行レールに遠隔操作によって走行可能に懸架され、かつ前記作業室の天井に設けられた回収用開口部、当該回収用開口部の直上に設けられた回収用シャフト内を当該回収用シャフト内に設置された昇降装置に牽引されて昇降可能とされていることを特徴とする回収型天井走行式台車。
【請求項２】
請求項１記載の回収型天井走行式台車において、回収用開口部および回収用シャフトに連通して保守・点検室が設けられていることを特徴とする回収型天井走行式台車。
【請求項３】
請求項２記載の回収型天井走行式台車において、保守・点検室に気圧調整装置が設置されていることを特徴とする回収型天井走行式台車。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかひとつに記載の回収型天井走行式台車において、走行レールは掘削機用の走行レールであり、回収用開口部、回収用シャフトおよび昇降装置は、それぞれ掘削機回収用開口部、掘削機回収用シャフトおよび掘削機牽引用昇降装置であることを特徴とする回収型天井走行式台車。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、ニューマチックケーソンの回収型天井走行式台車に関し、ケーソン下部の作業室の天井に設置される照明設備、監視設備、通話設備および/または消火設備などのケーソン下部の地盤を安全に掘削するために必要とされる各種設備の設置、保守・点検および回収等を大気圧下できわめて安全にかつ効率的に行えるようにしたものである。
【技術分野】
【０００２】
一般に、ニューマチックケーソン工法は、RC構造などによって構築されたケーソンの下部に気密性の作業室を設け、当該作業室の内圧とケーソン底面の水圧とを空気圧によってバランスさせて、ケーソン底面から作業室内への湧水等を防ぎながらケーソン下部の地盤を掘削することにより、ケーソンを所定の深さまで沈設する工法であり、橋梁の基礎やシールドの発進立坑、さらには地下ポンプ場などの比較的深度の深い構造物の構築で実施される(図１参照)。
【０００３】
また、最近のニューマチックケーソン工法は、高気圧環境下における掘削作業が減圧症などの高気圧障害を発症させるおそれがあることから、遠隔操作による機械掘削が主流になってきている。
【０００４】
具体的に説明すると、ケーソン下部の作業室の天井に敷設された走行レールに天井走行式掘削機(以下「掘削機」)を懸架し、当該掘削機を大気圧下の地上に設けられた操作室から、掘削機に搭載した監視カメラの映像を見ながら遠隔操作することにより実施され、掘削機によって掘削した掘削土は排土バケットによって作業室の天井スラブに設けられたマテリアルロック開口部とその上に連通して構築されたマテリアルシャフトおよびマテリアルロックを経由して地上に排出される。
【０００５】
また、掘削機の動力用電源は、通常、作業室の天井に敷設された電気ケーブルによって取り入れ、また掘削機の操作用信号は、地上の操作室から作業室の天井に敷設された通信ケーブル若しくは無線LANによって送信される。  
【０００６】
さらに、ケーソン下部の作業室には掘削作業を円滑かつ安全に実施できるように監視設備、照明設備、通話設備、さらには消火設備などの各種設備が配置されている。監視設備は、監視カメラ、映像用電線、電源用電線などで構成され、また、照明設備は、蛍光灯、投光器、電源用電線などで構成されている。
【０００７】
さらに通話設備は、電話、インターホン、通信用ケーブル、電源用ケーブル等で構成され、消火設備は消火器、散水設備などで構成されている。そして、これらの設備はいずれも作業室の天井等に設置されている。
【０００８】
しかし、ケーソン底面の掘削作業が遠隔操作による機械掘削が主流になっているとはいえ、掘削機や監視設備、照明設備などの各種設備の保守・点検等は作業員が高気圧環境下の作業室に入函して行う必要があるため、減圧症等の高気圧障害に罹患するおそれがあり、作業室内の圧力が高くなるに従って高気圧障害に罹患するリスクが高くなる。
【０００９】
高気圧障害の疾患を回避するため、作業室内の気圧が0.3MPa以上では、ヘリウム、窒素、酸素で構成される三種混合ガスを呼吸しながら高気圧下で作業を行うが、0.7MPa以上では作業時間が非常に短くなり、また高気圧障害のリスクがきわめて高くなるため、作業室内に作業員が入ることは困難である。
【００１０】
特に近年、より深度の深いニューマチックケーソン工事(例えば、地下水位-100ｍ程度)が計画されてきているが、地下水位-70ｍ(0.7MPa)を越える超大深度ニューマチックケーソン工事においてはメンテナンスなどで作業員が作業室に入函することは難しい。
【００１１】
この課題を解決する方法として、掘削機に関しては、例えば、特許文献１にはケーソン下部の作業室の直上に設けられた掘削機収納容器内に、作業室内の掘削機をワイヤーを用いた引き上げ装置によって引き上げ、かつ下部ハッチを閉めて掘削機収納容器内を作業室と遮断した後、収納容器内とその直上に設けられたマテリアルシャフトおよびマテリアルロック内を大気圧下に調整して掘削機のメンテナンス等を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平04-176910号公報
【特許文献２】特開2004-27669号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、監視設備、照明設備、電話設備、消火設備等の各種設備は、依然として天井等に取り付けられており、例えば、照明設備の蛍光灯は走行レールおよびの両側近くに走行レールに沿って取り付けられ、また監視カメラは天井の複数箇所に取り付けられている(図7,8参照)。図において、符号30,31はそれぞれ蛍光灯と監視カメラであり、また符号４と５は走行レールである。
【００１４】
このため、作業室内の全体をくまなく監視し、また作業室全体に照明が行きわたるようにするためには、多くの監視設備と照明設備を設置する必要があり、また予期せぬ火災に備えるために多くの消火設備を備える必要があるため、コストが大幅に嵩むだけでなく、管理が大変面倒になる等の課題もあった。
【００１５】
また、保守、点検、回収等にさいしては、依然として作業員が高気圧環境下の作業室に入函して行う必要があるため、減圧症等の高気圧障害に罹患するおそれがあった。
【００１６】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、作業室の天井に設置される監視設備、照明設備、電話設備および/または消火設備などの各種設備の設置、保守・点検および回収等を大気圧下においてきわめて安全に行えるようにしたニューマチックケーソンの回収型天井走行式台車を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、ケーソン下部の作業室の天井に掘削機と共に設置される照明設備、監視設備、通信設備および/または消火設備などの、作業室内における掘削等の作業に必要な各種設備の設置、保守・点検および回収等を大気圧下できわめて安全にかつ効率的に行えるようにしたニューマチックケーソンの回収型天井走行式台車の発明であり、回収型走行台車と当該回収型走行台車に搭載された照明設備、監視設備、通話設備および/または消火設備などとから構成され、前記回収型走行台車はニューマチックケーソンの下部に設けられた作業室の天井に敷設された走行レールに遠隔操作によって自走可能に懸架され、かつ前記作業室の天井に設けられた回収用開口部および当該回収用開口部の直上に設けられた回収用シャフト内を当該回収用シャフト内に設置された昇降装置に牽引されて昇降可能とされていることを特徴とするものである。
【００１８】
前記走行レール、回収用開口部および回収用シャフト、さらに昇降装置は、いずれも掘削機用に設置された走行レール、掘削機回収用開口部および掘削機回収用シャフトを利用することができる。
【００１９】
また、昇降装置は遠隔操作により、シャフト内に敷設されたガイドレールにガイドさせてシャフト内を昇降可能に設置してあれば、照明設備や監視設備などの各種設備の作業室内への搬入と搬出が可能になる。
【００２０】
また、回収用開口部および回収用シャフトに連通させて保守・点検室を設け、かつ当該保守・点検室に気圧調整装置を設置することにより、照明設備や監視設備などの各種設備の保守・点検を大気圧下で、しかもケーソン内できわめて安全にかつ効率的に行うことができる。
【００２１】
また、照明設備、監視設備、通話設備および消火設備は、台車ごとに搭載してもよく、また一台の回収型走行台車に複数の設備を搭載してもよい。例えば、一台の回収型走行台車に照明設備と監視カメラの両方を登載してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、照明設備、監視設備、通信設備および/または消火設備などの各種設備が、作業室の天井スラブに敷設された走行レールに遠隔操作によって自走可能に懸架された回収型走行台車に搭載されていることにより、これら照明設備等の各種設備を作業室内天井の最適な位置に設置することができ、また必要に応じてその位置を自由に変更することが可能であり、さらにこれによりこれら各種設備の設置台数を低減することができる。
【００２３】
また、回収型走行台車は、作業室の天井スラブに設けられた回収用開口部および回収用シャフト内を遠隔操作によって昇降する昇降装置に牽引させて作業室への搬入と搬出が可能なことにより、照明設備等の設置と回収もきわめて容易に行うことができる。
【００２４】
さらに、回収用開口部および回収用シャフトに連通して保守・点検室が設けられ、かつ当該保守・点検室に気圧調整装置が設置されていることにより、照明設備や監視設備などの各種設備の保守・点検を大気圧下で、しかもケーソン内できわめて安全にかつ効率的に行うことができる。
【００２５】
また、走行レール、回収用開口部および回収用シャフト、さらに昇降装置は、いずれも掘削機用に設置されたものを利用することが可能なことにより、設置が容易できわめて経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ニューマチックケーソンの概要を示す縦断面図である。
【図２】ニューマチックケーソンの下部に設けられた作業室の天井伏図である。
【図３】回収型照明台車の一実施形態を示し、図3(a)は平面図、図3(b)は図3(a)におけるA-A線矢視図である。
【図４】回収型照明台車の一実施形態を示し、図4(a)は図3(b)におけるB-B線矢視図、図4(b)は図3(a)におけるC-C線矢視図である。
【図５】回収型カメラ台車の一実施形態を示し、図5(a)は平面図、図5(b)は図5(a)におけるA-A線矢視図である。
【図６】回収型カメラ台車の一実施形態を示し、図6(a)は図5(b)におけるB-B線矢視図、図6(b)は図5(a)におけるC-C線矢視図である。
【図７】照明設備と監視設備としてそれぞれ蛍光灯と監視カメラが設置された従来の作業室の天井スラブを示す天井伏図である。
【図８】図8(a)と図8(b)は、それぞれ天井スラブに取り付けられた蛍光灯と監視カメラを示す図７における天井スラブの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、ニューマチックケーソン(以下「ケーソン」)の概要を示す縦断面図、図２はケーソンの下部に設けられた作業室の天井伏図である。
【００２８】
図において、ケーソン１の下部に設けられた作業室２の天井スラブ３に走行レール４と走行レール５がそれぞれ敷設されている。走行レール４は作業室２の周壁に沿って環状に敷設され、走行レール５は天井スラブ３の直径方向にその中心を通って直線状に敷設されている。
【００２９】
また、走行レール４と走行レール５との交差する位置に設置されたターンテーブル(方向転換台)６に方向転換レール７が敷設されている。ターンテーブル６は遠隔操作により動力によって水平に回転し、これに伴い、方向転換レール７はターンテーブル６と共に水平に旋回して走行レール４または５と連続するように敷設されている。
【００３０】
そして、走行レール４と走行レール５に天井走行式掘削機８(以下「掘削機８」）、回収型天井走行式照明台車９(以下「回収型照明台車９」)、および回収型天井走行式カメラ台車10(以下「回収型カメラ台車10」)がそれぞれ懸架されている。また、走行レール４と５の近傍に掘削機８、照明台車９およびカメラ台車10に電力を供給するためのトロリワイヤ11がそれぞれ走行レール４と走行レール５に沿って敷設されている。
【００３１】
掘削機８は、ケーソン下部の地盤を掘削するための掘削装置であり、また回収型照明台車９は作業室２内を照らす投光器などの照明設備を搭載し、回収型カメラ台車10は作業室２内を撮影する監視カメラ等を搭載しており、いずれもトロリワイヤ11から電気を取り込み、遠隔操作によって天井スラブ３の下を走行レール４と５にそれぞれガイドされて自走するように懸架されている。
【００３２】
また、ターンテーブル６において方向転換レール７を介して向きを変え、走行レール４と走行レール５との間を自由に行き来できるように懸架されている。
【００３３】
さらに、天井スラブ３には作業室２内に掘削機８を搬入および搬出するための掘削機回収用開口部12、掘削機８によって掘削された土砂を地上に排出するためのマテリアルシャフト開口部13および作業員が作業室２内に出入りするためのマンシャフト開口部14がそれぞれ設けられている。
【００３４】
掘削機回収用開口部12は走行レール５の所定地点の真上に設けられ、当該掘削機回収用開口部12の直上に掘削機の保守・点検室(掘削機回収ロック)15および掘削機回収用シャフト16が地上まで立坑状に連通して構築されている。
【００３５】
そして、掘削機回収用シャフト16の側部に掘削機搬出入口17が設けられている。符号18は掘削機８を掘削機搬出入口17まで搬入および作業室３より掘削機搬出入口17まで搬出された掘削機８をケーソン１の外に搬出するための掘削搬出入装置であり、回収型照明台車９と回収型カメラ台車10の搬出入にも利用される。
【００３６】
このような構成により、ケーソン下部の作業室２は、掘削機回収用開口部12、掘削機保守・点検室15、掘削機回収用シャフト16および掘削機搬出入口17を介して地上と連通している。
【００３７】
また、掘削機回収用開口部12、掘削機保守・点検室15および掘削機回収用シャフト16内の側壁部にガイドレール19とトロリワイヤ(図省略)が上下方向に連続して敷設されている。
【００３８】
そして、当該ガイドレール19に昇降機20が設置されている。昇降機20は掘削機８、回収型照明台車９および回収型カメラ台車10を地上よりケーソン下部の作業室２内に搬入および搬出するための牽引装置であり、トロリワイヤから電気を取り込み、遠隔操作によって掘削機回収用開口部12、掘削機保守・点検室15および掘削機回収用シャフト16内を自力で昇降するように設置されている。
【００３９】
また特に、掘削機保守・点検室15は、掘削機８、回収型照明台車９および回収型カメラ台車10のメンテナンス、故障時の修理などを行うための作業室であり、下端部と上端部に下部耐圧扉21と上部耐圧扉22がそれぞれ設置され、また上下の耐圧扉21と22を閉めた状態で保守・点検室15内の気圧を調整するための気圧調整装置(図省略)を備えている。
【００４０】
このような構成において、作業室２内の走行レール４または５に懸架された掘削機８、回収型照明台車９および回収型カメラ台車10を保守・点検する際は、これらを掘削機回収用開口部12の真下まで走行させ、掘削機回収用開口部12の真下で停止させる。
【００４１】
次に、掘削機回収用開口部12の上部耐圧扉22を閉め下部耐圧扉21を開け、昇降機20によって掘削機保守・点検室15内に牽引して引き込む。そして、下部耐圧扉21を閉め、気圧調整装置(図省略)によって保守・点検室15内を大気圧下となるように調整をする。これにより掘削機８、回収型照明台車９および回収型カメラ台車10の保守・点検を大気圧下の保守・点検室15内できわめて安全にかつ効率的に保守点検を行うことができる。
【００４２】
また、掘削機８、回収型照明台車９および回収型カメラ台車10を地上に搬出する際は、上部耐圧扉22を開け、昇降機20で牽引して昇降シャフト16内を掘削機搬出入口17まで牽引する。そして、掘削機搬出入口17に設置された掘削機搬出入装置18によってケーソン１の外に搬出することができる。
【００４３】
なお、掘削機回収用開口部12の真下に敷設された走行レール５は、脱着自在に敷設されている。そして、掘削機８、回収型照明台車９および回収型カメラ台車10を昇降機20で牽引して昇降シャフト16内を昇降する際は、掘削機回収用開口部12の真下に敷設された走行レール５と共に掘削機８、回収型照明台車９および回収型カメラ台車10を牽引して昇降する。
【００４４】
図3(a),(b)と図4(a),(b)は回収型照明台車の一例を図示したものであり、図3(a)は回収型照明台車の平面図、図3(b)は図3(a)におけるA-A線矢視図、図4(a)は図3(b)におけるB-B線矢視図、そして、図4(b)は図3(a)におけるC-C線矢視図である。
【００４５】
図において、回収型照明台車９は走行レール４と走行レール５の上をそれぞれ走行する走行ローラ23、走行レール４と走行レール５の両サイドを走行するガイドローラ24、さらに走行ローラ23の駆動モータ25、トロリワイヤ11から電気を取り込むための集電アーム26等を備えた走行式走行台車27に複数の投光器28を搭載することにより構成されている。
【００４６】
このように構成された回収型照明台車９は、トロリワイヤ11から集電アーム26を介して電気を取り込みながら、遠隔操作によって天井スラブ３の下を走行レール４と５にそれぞれガイドされて自走可能とされ、また、作業室２の天井スラブ３に設けられた回収用開口部12および回収用シャフト15内を遠隔操作によって昇降する昇降装置20に牽引されてシャフト15内を昇降することにより作業室２への搬入と搬出が可能とされている。
【００４７】
図5(a),(b)と図6(a),(b)は回収型カメラ台車の一例を図示したものであり、図5(a)は回収型カメラ台車の平面図、図5(b)は図5(a)におけるA-A線矢視図、図6(a)は図5(b)におけるB-B線矢視図、図6(b)は図5(a)におけるC-C線矢視図である。
【００４８】
図において、回収型カメラ台車10は、走行レール４と走行レール５の上をそれぞれ走行する走行ローラ23、走行レール４と走行レール５の両サイドを走行するガイドローラ24、さらに走行レール５の駆動モータ25、とトロリワイヤ11から電気を取り込むための集電アーム26を備えた回収型走行台車27に複数の監視カメラ29を搭載することにより構成されている。
【００４９】
このように構成された回収型カメラ台車10は、トロリワイヤ11から集電アーム26を介して電気を取り込みながら、遠隔操作によって天井スラブ３の下を走行レール４と５にガイドされて自走可能とされ、また、作業室２の天井スラブ３に設けられた回収用開口部12および回収用シャフト15内を遠隔操作によって昇降する昇降装置20に牽引されて回収用シャフト16内を昇降することにより作業室２への搬入と搬出が可能とされている。
【００５０】
なお、照明設備、監視設備、通話設備および消火設備は、回収型走行台車27ごとに搭載してもよく、また一台の回収型走行台車27に複数の設備を搭載してもよい。また、照明設備、監視設備、通話設備および消火設備は、台車ごとに搭載してもよく、また一台の回収型走行台車に複数の設備を搭載してもよい。例えば、一台の回収型走行台車27に投光器28と監視カメラ29の両方を登載してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ケーソン下部の作業室の天井に設置される照明設備、監視設備、通話設備および/または消火設備などのケーソン下部の地盤を安全に掘削するために必要な各種設備の設置、保守・点検および回収等を大気圧下できわめて安全にかつ効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  ケーソン(ニューマチックケーソン)
２  ケーソン下部の作業室
３  天井スラブ
４  走行レール
５  走行レール
６  ターンテーブル(方向転換台)
７  方向転換レール
８  掘削機(天井走行式掘削機)
９  回収型照明台車(回収型天井走行式照明台車)
10  回収型カメラ台車(回収型天井走行式カメラ台車)
11  トロリワイヤ
12  掘削機回収用開口部
13  マテリアルシャフト開口部
14  マンシャフト開口部
15  保守・点検室(掘削機回収ロック)
16  掘削機回収用シャフト
17  掘削機搬出入口
18  掘削機搬出入装置
19  ガイドレール
20  昇降装置
21  下部耐圧扉
22  上部耐圧扉
23  走行ローラ
24  ガイドローラ
25  駆動モータ
26  集電アーム
27  回収型走行台車
28  投光器
29  監視カメラ
30  蛍光灯  
31  監視カメラ  
【図１】
2016183543.tif 000003
【図２】
2016183543.tif 000004
【図３】
2016183543.tif 000005
【図４】
2016183543.tif 000006
【図５】
2016183543.tif 000007
【図６】
2016183543.tif 000008
【図７】
2016183543.tif 000009
【図８】
2016183543.tif 000010