(57)【要約】【課題】ケーソン下部の作業室へのケーソン掘削機の搬入と搬出、修理等を安全に行うケーソン掘削機の搬出・搬入装置を提供する。【解決手段】作業室2の上方に設けられた掘削機回収ロック13とその上方に設けられた昇降シャフト14、及び昇降シャフト14内を昇降してケーソン掘削機6を作業室2に搬入及び搬出する掘削機用昇降機20を備える。掘削機回収ロック13は作業室2の天井スラブ3に設けられた掘削機回収用ロック開口部9を介して作業室2及び昇降シャフト14と連通する。作業室2及び昇降シャフト14との連通を遮断する開閉可能な上下耐圧扉17,18と、上下耐圧扉17,18が閉じた掘削機回収ロック13内の内気圧を調整する気圧調整装置を備える。掘削機用昇降機20は上下耐圧扉17,18の開いた掘削機回収ロック13及び昇降シャフト14内を掘削機6を牽引し、ガイドレール19に案内されて昇降する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソンの下部に設けられた作業室の上方に設けられた掘削機回収ロックと当該掘削機回収ロックの上方に設けられた昇降シャフトと、前記掘削機回収ロックおよび昇降シャフト内を昇降してケーソン掘削機を作業室に搬入および作業室から搬出するための掘削機用昇降機を備え、前記掘削機回収ロックは作業室の天井スラブに設けられた掘削機回収ロック開口部を介して作業室と連通していると共に昇降シャフトとも連通し、かつ前記作業室および昇降シャフトとの連通を遮断するための開閉可能な上下耐圧扉と、当該上下耐圧扉が閉ざされた掘削機回収ロック内の内気圧を調整するための気圧調整装置をそれぞれ備え、前記掘削機用昇降機は前記上下耐圧扉が開けられた掘削機回収ロックおよび昇降シャフト内を前記掘削機を牽引して掘削機回収ロックおよび昇降シャフト内に敷設されたガイドレールに案内されて昇降するように構成されていることを特徴とするケーソン掘削機の搬出・搬入出装置。
【請求項２】
請求項１記載のケーソン掘削機の搬出・搬入装置において、ガイドレールにラックギヤがガイドレールの軸方向に連続して設けられ、掘削機用昇降機に前記ピニオンギヤと噛み合う複数のピニオンギヤが設けられていることを特徴とするケーソン掘削機の搬出・搬入出装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のケーソン掘削機の搬出・搬入装置において、昇降シャフトの上端部に横方向に開口する掘削機搬出入口と、当該掘削機搬出入口内に延びる引込みレールが敷設されていることを特徴とするケーソン掘削機の搬出・搬入出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーソン掘削機の搬出・搬入装置に関し、特にケーソンの下部に設けられた作業室へのケーソン掘削機の搬入と搬出をきわめて安全にかつ効率的に行うことができ、またケーソン掘削機のメンテナンスと故障時の修理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ものである。
【背景技術】
【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ることにより、ケーソン底面から作業室内への湧水等を防ぎながら掘削作業を行うことによって、ケーソンを所定の深さまで沈設する方法である(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】
詳述すると、作業室の天井に敷設された走行レールにケーソン掘削機(天井走行式掘削機)を走行可能に懸架し、掘削作業はケーソン掘削機を地上の操作室から遠隔操作によって行う。
【０００５】
また、その際の動力用の電源は、通常、有線ケーブルにて供給するか、あるいは作業室の天井に走行レールに沿ってトロリー線を敷設し、このトロリー線から接触給電方式によって供給し、また、掘削機の操作用の信号は、地上の操作室からケーブル若しくは無線LANによって送信する。
【０００６】
さらに、実際の工事では、作業室の形状や広さ、使用される掘削機の台数や各掘削機の作業エリアなどの配置計画に基づいて作業室の天井に走行レールを敷設し、掘削機は地上で作業室に通じるマテリアルロックとマテリアルシャフトを通過できる寸法に分解し、マテリアルロックとマテリアルシャフトを経由して作業室に搬入し、走行レールの上で組み立てる。
【０００７】
そして、地上の操作室からの遠隔操作によって掘削機が走行レールの上を走行することで、掘削作業と掘削土を排土バケットに積み込む作業を行い、排土は排土バケットによってマテリアルロックとマテリアルシャフトを経由して地上に排出する。
【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、掘削機の組立、メンテナンス、故障時の修理、および搬出時の解体等は全て、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疾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疾患するリスクが増し、作業員の安全性に問題があった。
【０００９】
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)が必要とされてきているが、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できない。
【００１０】
この課題を解決する方法として、例えば、特許文献１には作業室の直上に設けられた下部ハッチ容器内に、作業室内のケーソン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、下部ハッチを閉めて作業室と下部ハッチ容器内を遮断した後、下部ハッチ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減圧して掘削機のメンテナンス、修理および回収等を行うように構成されたニューマチックケーソン用エアロックシャフトの発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【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】
【００１２】
しかし、ケーソン掘削機をワイヤーで吊り、マテリアルロックおよびマテリアルシャフト内を上下させる作業は、作業中に掘削機が揺れて周囲にぶつける等して破損したり、あるいはワイヤーが切れて大事故に至るおそれがあり、作業の安全性に大きな課題があった。
【００１３】
また、掘削機の搬入および搬出作業は、安全面を考慮して掘削機をいくつかの部品に分解して行っているため効率が非常に悪いものであった。
【００１４】
さらに、マテリアルロックおよびマテリアルシャフトは本来、掘削土を搬出するために用いるため、掘削機の組立、メンテナンス、解体等のためにマテリアルロックおよびマテリアルシャフトを用いて掘削機を搬入および搬出すると、その間掘削土の搬出ができなくなり作業効率が低下するなどの課題があった。
【００１５】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、ケーソンの下部に設けられた作業室へのケーソン掘削機の搬入と搬出を安全かつ効率的に行うことができ、また作業室内のケーソン掘削機のメンテナンスと故障時の修理等を大気圧下において安全に行えるようにしたケーソン掘削機の搬出・搬入装置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】
【００１６】
本発明は、ケーソンの下部に設けられた作業室へのケーソン掘削機の搬入と搬出をきわめて安全かつ効率的に行うことができ、また作業室内のケーソン掘削機のメンテナンスと故障時の修理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ケーソン掘削機の搬出・搬入装置の発明であり、ケーソンの下部に設けられた作業室の上方に設けられた掘削機回収ロックと当該掘削機回収ロックの上方に設けられた昇降シャフトと、前記掘削機回収ロックおよび昇降シャフト内を昇降してケーソン掘削機を作業室に搬入および作業室から搬出するための掘削機用昇降機を備え、前記掘削機回収ロックは作業室の天井スラブに設けられた掘削機回収ロック開口部を介して作業室と連通していると共に昇降シャフトとも連通し、かつ前記作業室および昇降シャフトとの連通を遮断するための開閉可能な上下耐圧扉と、当該上下耐圧扉が閉ざされた掘削機回収ロック内の内気圧を調整するための気圧調整装置をそれぞれ備え、前記掘削機用昇降機は前記上下耐圧扉が開けられた掘削機回収ロックおよび昇降シャフト内を前記掘削機を牽引して掘削機回収ロックおよび昇降シャフト内に敷設されたガイドレールに案内されて昇降するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、高圧環境下にある作業室内のケーソン掘削機を気圧調整装置を備えた掘削機回収ロック内に回収し、当該掘削機回収ロック内を大気圧下に気圧調整してから、掘削機のメンテナンス、故障時の修理等を行うことにより、掘削機のメンテナンス等をきわめて安全に行うことができる。
【００１８】
また、高気圧環境下の作業室への掘削機の搬入と搬出も気圧調整装置を備えた掘削機回収ロックを経由して行うことにより、高気圧環境下の作業室への掘削機の搬入と搬出もきわめて安全に行うことができる。
【００１９】
さらに、作業室への掘削機の搬入と搬出は、掘削機回収ロックおよび昇降シャフト内に敷設されたガイドレールに案内されて昇降するように構成された掘削機用昇降機に牽引させて行うことにより、掘削機の搬入と搬出をきわめて安全に行うことができ、また、ケーソン掘削機をわざわざ分解せずに完成品として作業室内への搬入と搬出を行うこともできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高圧環境下にある作業室内のケーソン掘削機を気圧調整装置を備えた掘削機回収ロック内に回収し、当該掘削機回収ロック内を大気圧下に気圧調整してから、掘削機のメンテナンス、故障時の修理等を行うことにより、掘削機のメンテナンス等をきわめて安全に行うことができる等の効果を有する。
【００２１】
また、ケーソン掘削機の作業室への搬入と搬出は、作業室の天井に設けられた掘削機回収ロック開口部およびその上方に設けられた掘削機回収ロック内を掘削機回収シャフト内に設置された掘削機用昇降機に牽引させて行うことにより、きわめて安全に行うことができ、また掘削機を分解せずに行うことが可能なことによりきわめて効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】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】ケーソン掘削機の搬出・搬入装置の実施形態を示すケーソンの一部拡大断面図である。
【図４】ケーソン掘削機の搬出・搬入装置の実施形態を示すケーソンの一部拡大縦断面図である。
【図５】掘削機用昇降機の一例を示し、図5(a)は正面図、図5(b)は側面図である。
【図６】図５に図示する掘削機用昇降機の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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、そして、図３と図４は、ケーソン掘削機の搬出・搬入装置の一実施形態を示すケーソンの一部拡大断面図である。
【００２４】
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に複数の走行レール４が天井全体にわたって複数方向に連続して敷設され、各走行レール４の交差する位置にターンテーブル５がそれぞれ設置されている。
【００２５】
ターンテーブル５は、各走行レール４に走行自在に懸架されたケーソン掘削機６が異なる方向に延びる他の走行レール４に移動するための転車台である。当該ターンテーブル５にケーソン掘削機６が走行するための可動レール（図省略）が敷設されている。
【００２６】
可動レールは、ターンテーブル５と共に水平に旋回して異なる方向に延びる各走行レール４ごとに向きを変え、連続するように敷設されている。
【００２７】
また、作業室２の天井にはマンシャフト開口部７、マテリアルシャフト開口部８および掘削機回収ロック開口部９がそれぞれ、作業室２の天井スラブ３を貫通して設けられている。
【００２８】
マンシャフト開口部７は、作業員が作業室２に出入りするための開口部であり、マンシャフト開口部７の上方にマンシャフト10、マンシャフト10の上端部にマンロック10aがそれぞれ設置されている。
【００２９】
マテリアルシャフト開口部８は、主として作業室２内で発生した掘削土を排土バケットによって地上に排出するための開口部であり、マテリアルシャフト開口部８の上方にマテリアルシャフト11、マテリアルシャフト11の上端部にマテリアルロック12がそれぞれ設置されている。
【００３０】
そして、掘削機回収ロック開口部９は、作業室２内にケーソン掘削機６を搬入し、また作業室２内の掘削機を作業室２の外に搬出するための開口部であり、当該掘削機回収ロック開口部９の直下には、掘削機用昇降機20に連結された昇降レール25を天井スラブ３に敷設された両側の走行レール5,5の端部に連続させて敷設するための間隙部ａが設けられている(図3,4参照)。なお、掘削機用昇降機20と昇降レール25については後述する。
【００３１】
また、当該掘削機回収ロック開口部９の上方には掘削機回収ロック13、掘削機回収ロック13の上に昇降シャフト14が設置され、さらに昇降シャフト14の上端部に掘削機搬出入口15が設けられている。そして、掘削機搬出入口15にケーソン掘削機６を昇降シャフト14内に引き込むための引込みレール16が敷設されている。
【００３２】
掘削機回収ロック13は、ケーソン掘削機６のメンテナンス、故障時の修理などの作業を行うための作業室であり、当該掘削機回収ロック13内の内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。また、掘削機回収ロック13の下端部と上端部に下部耐圧扉17と上部耐圧扉18がそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
下部耐圧扉17は作業室２内の内気圧と掘削機回収ロック13内の内気圧を遮断するための扉であり、上部耐圧扉18は掘削機回収ロック13内の内気圧と昇降シャフト14内の内気圧を遮断するための扉であり、いずれも地上からの遠隔操作によって自由に開閉できるように構成されている。
【００３４】
そして、上下耐圧扉18と17を閉めて気圧調整装置を作動させることにより掘削機回収ロック13内の気圧を高圧にしたり大気圧に減圧したりできるようになっている。
【００３５】
また、掘削機回収ロック開口部９、掘削機回収ロック13おび昇降シャフト14内には、一対の昇降機用のガイドレール19が上下耐圧扉18および17の設置された位置を除いてケーソン１の鉛直方向に連続して敷設されている。
【００３６】
一対のガイドレール19は、掘削機用昇降機20が掘削機回収ロック開口部９、掘削機回収ロック13および昇降シャフト14内を昇降するための案内レールであり、掘削機回収ロック開口部９、掘削機回収ロック13おび昇降シャフト14の内壁部に対向して取り付けられている。
【００３７】
また、一対のガイドレール19の側面部に一対のラックギヤ21がガイドレール19の軸方向に連続して取り付けられている。なお、掘削機回収ロック13と昇降シャフト14は全体を通してほぼ同一内径に組み立てられている。
【００３８】
図５と図６は、掘削機用昇降機の一例を示し、図５(a)は正面図、図５(b)は側面図、そして図６は平面図である。
【００３９】
図において、掘削機用昇降機20は、ケーソン掘削機６を牽引して掘削機回収ロック開口部９内、掘削機回収ロック13内おび昇降シャフト14内を昇降するための昇降装置であり、ガイドレール19の側面部を走行する一対のガイドローラ22、ガイドレール19の側面部に取り付けられたラックギヤ21と噛み合う一対のピニオンギヤ23および動力源となる電動機24を備えている。
【００４０】
さらに、掘削機用昇降機20は、ケーソン掘削機６を懸架するための昇降レール25を備え、昇降レール25は昇降機20の下端部に連結金具26によって連結されている。
【００４１】
そして、掘削機用昇降機20は地上からの遠隔操作により、掘削機回収ロック開口部９内、掘削機回収ロック13内および昇降シャフト14内に連続して敷設されたトロリーバー27から集電アーム28の先端に取り付けられた移動給電機器29によって給電しながら、自力で昇降できるようになっている。
【００４２】
また、掘削機用昇降機20が掘削機回収ロック開口部９まで下降した際に、昇降レール25は作業室２の天井スラブ３に敷設された両側の走行レール4,4の端部に連続して掘削機回収ロック開口部９直下の間隙部ａに敷設されるようになっている。これにより、ケーソン掘削機６は走行レール４と昇降レール25間を走行して自由に移動することができるようになっている。
【００４３】
このような構成において、作業室２内のケーソン掘削機6のメンテナンスおよび故障時の修理方法、さらに地上への搬出方法について説明する。
【００４４】
(1)最初に、掘削機回収ロック13内に掘削機用昇降機20を収容し、上下耐圧扉17と18を閉める。そして、気圧調整装置(図省略)を作動させて掘削機回収ロック13内の内気圧を作業室２内の気圧まで高圧にする。
【００４５】
(2)次に、下部耐圧扉17を開け、掘削機用昇降機20を掘削機回収ロック開口部９まで下降させる。そして、掘削機用昇降機20の下端部に連結された昇降レール25を作業室２の天井に敷設された走行レール4,4間の間隙部ａ内に敷設し、走行レール４と連続させる。
【００４６】
正確には、掘削機用昇降機20に連結された昇降レール25と作業室２の天井スラブ３に敷設された走行レール４の高さが揃って、双方のレールが同一軸線上に連続するまで掘削機用昇降機20を下降させる。
【００４７】
(3)次に、作業室２の走行レール４に懸架されたケーソン掘削機６を掘削機回収ロック開口部9の直下まで走行させ、掘削機用昇降機20に連結された昇降レール25に懸架する。そして、昇降レール25に乗り移ったケーソン掘削機６を昇降レール25に固定する。
【００４８】
(4)次に、掘削機用昇降機20を作動させ、ケーソン掘削機６を掘削機用昇降機20と共に上昇させて掘削機回収ロック13内に収容し、下部耐圧扉17を閉める。そして、気圧調整装置(図省略)を作動させて掘削機回収ロック13内の内気圧を大気圧まで減圧する。
【００４９】
これにより、ケーソン掘削機６のメンテナンス、故障時の修理を大気圧下のもとできわめて安全にかつ円滑に行うことができる。
【００５０】
(5)さらに、ケーソン掘削機６を地上に搬出するには、掘削機回収ロック13の上部耐圧扉18を開ける。
【００５１】
(6)次に、掘削機用昇降機20を作動させ、ケーソン掘削機６を掘削機用昇降機20と共に昇降シャフト14の上端部まで上昇させ、掘削機搬出入口15内にケーソン掘削機６を停止させる。
【００５２】
正確には、掘削機用昇降機20に連結された昇降レール25と掘削機搬出入口15の引込みレール16の高さが揃って、双方のレールが同一軸線上に連続するまで掘削機用昇降機20を上昇させる。
【００５３】
(7)次に、昇降レール25に懸架されたケーソン掘削機６を走行させて、掘削機搬出入口15内に延びる掘引込みレール16に懸架する。そして、引込みレール16の上を走行させて掘削機搬出入口15から昇降シャフト14の外に搬出することができる。
【００５４】
なお、上記(1)〜(7)の逆の手順によりケーソン掘削機６をケーソン下部の作業室２内に搬入することができる。
【００５５】
このように本発明によれば、ケーソン掘削機６は、作業室２の天井スラブ３に設けられた掘削機回収ロック開口部９、掘削機回収ロック13および昇降シャフト14を経由することで、いくつかの部品に分解することなく、完成品の状態で搬入および搬出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ケーソンの下部に設けられた作業室にケーソン掘削機をきわめて安全にかつ円滑に搬入および搬出することができ、また作業室内のケーソン掘削機のメンテナンスと故障時の修理等を大気圧下においてきわめて安全に行うことができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  ケーソン(ニューマチックケーソン)
２  作業室
３  天井スラブ
４  走行レール
５  ターンテーブル
６  ケーソン掘削機
７  マンシャフト開口部
８  マテリアルシャフト開口部
９  掘削機回収ロック開口部
10  マンシャフト
10ａ  マンロック
11  マテリアルシャフト
12  マテリアルロック
13  掘削機回収ロック
14  昇降シャフト
15  掘削機搬出入口
16  引込みレール
17  下部耐圧扉
18  上部耐圧扉
19  ガイドレール
20  掘削機用昇降機
21  ラックギヤ
22  ガイドローラ
23  ピニオンギヤ
24  電動機
25  昇降レール
26  連結金具
27  トロリーバー
28  集電アーム
29  移動給電機器
【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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