(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑を用いて地上から地下へ材料を投入する方法であり、立坑内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで投入管を下端が材料搬出部の底面より上方に位置するように設置し、投入管の下方と投入管の下部内に材料を堆積させ、材料搬出部の材料堆積山から材料を搬出すると共に投入管内に材料を補充して投入管の下方と投入管の下部内に材料を堆積させておくことを特徴とする材料の投入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下の坑道に砕石等の材料を投入する場合などに使用される材料の投入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下に例えば珪砂などの採取のための古い坑道（小断面トンネル）が縦横に掘削されている区域の地上に高層ビル等を建てる場合、前記坑道を埋め戻す必要があり、坑道内の底面に砕石等の舗装材を敷いた後、坑道内に流動化材（土＋セメント等）を充填する工法が採用される。
【０００３】
砕石を坑道内へ供給するためには、立坑を構築して砕石を投入し、立坑の底面から適宜の手段を使って四方に延びた多数の坑道内へ砕石を搬送する必要があり、従来の立坑内における砕石投入方法としては、砕石の落下高さが小さい場合は、砕石の空中落下による方法、ホッパーに提灯シュートを吊り下げてシュート内を落下させる方法、あるいはクレーン車で砕石搭載バケットやワイヤーモッコを吊り下げる方法が一般的である。ワイヤーモッコによる方法では、砕石のこぼれ防止用シートを敷いて砕石を積載することが行われている。
【０００４】
砕石の落下高さが中程度から大きい場合には、クレーン車でバケットを吊り、バケットに砕石を積載して降下させる方法が一般的である。この方法では、深礎工法で用いたリーダー装置（特開平１０−８８９５９：発明の名称「立坑掘削土の搬出方法およびその装置）をバケットの昇降に補助工法として用いることも安全性の向上の点と効率化の点で必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような従来の立坑内における砕石投入方法は、次のような問題点がある。
(1) 砕石の空中落下では、材料の落下高さが大きくなるほど飛散度が大きくなり、その結果、粒度バランスが不安定になり、不良品質となる。また、砕石の飛び跳ねにより安全性の面で問題がある。
【０００６】
(2) ホッパーに提灯シュートを吊り下げて砕石を降下させる方法は、比較的少量で高低差が小さい時には可能であるが、大きい高低差の時は高速の落下が発生するため、飛散の問題があり、また提灯シュート強度に限界があり、安全上不可能となる。
(3) バケットによる方法では、時間当りの運搬量に制約がでるため、コストが割高となる。また、坑底における安定した時間当りの消費量と地上の供給側の連絡体制がフル稼働できない場合が多く、安定した作業効率が確保できない。
【０００７】
(4) ワイヤーモッコの場合、下方に砕石が落下する危険度が高く、下方での人力による同時作業が安全上できない。バケットによる降下も、上部と坑底で同時作業を行うことができない。
(5) クレーン車によるいずれの方法も、昇降作業には誘導員を必要とし、コストがかかると共に、運搬のサイクルタイムが長く必要となり、時間当りの投入量が制限される。
【０００８】
(6) いずれの方法も、環境的には飛散による公害や作業の振動騒音が大きいなどの課題が発生する。
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、砕石等の投入材料を飛散させることなく安全に投入することができると共に、立坑上部下部での同時作業が可能となり、さらに投入材料を投入材料の搬出消費量に関わらず任意に投入することができると共に、粒度バランスの良い投入材料を材料搬出部に安定して供給することができ、作業効率の向上等を図ることができる材料の投入方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の材料の投入方法は、立坑を用いて地上から地下へ材料（砕石など）を投入する方法であり、立坑内に上部の材料投入部から下部の材料搬出部まで投入管を下端が材料搬出部の底面より上方に位置するように設置し、投入管の下方と投入管の下部内に材料を堆積させ、材料搬出部の材料堆積山から材料を搬出すると共に投入管内に材料を補充して投入管の下方と投入管の下部内に材料を堆積させておくことを特徴とする。材料の補充は、下部の材料搬出部で消費された分だけ補充するようにしてもよいし、投入管内のストック高さの所定の位置まで低下したときに補充するようにようにしてもよい。
【００１０】
以上のような構成において、材料は投入管内を降下するため、材料の飛散が防止され、粒度バランスの良い投入材料が立坑下部の材料搬出部に供給される。材料搬出部では、その底面上に堆積安息角をもって安定した円錐形状の堆積山が形成されると共に、投入管の下部内に所定高さのストックが形成される。堆積山からミニバックホウ等により搬送手段に砕石を移載すると、消費された分だけ投入管の下端から材料が速やかに下降噴出し、円錐形状の堆積山が再び形成される。この一連の滑らかな材料降下とストック効果により作業効率が向上し、また投入管内の材料ストック分により地上部での材料投入を自由度の高いものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施形態は、地下50ｍ近くの深さに平面視で略格子状に多数掘削された古い坑道を埋め戻す場合に適用した例である。図１は本発明の砕石材料の投入方法の概要を示したものである。図２，図３は本発明の投入方法を実施するための設備の１例を示したものである。図４，図５は図２の設備の各部の詳細を示したものである。
【００１２】
図２に示すように、地上から多数の古い坑道Ａのある位置まで直径 5ｍ程度の立坑１を構築し、立坑１の下部と多数の坑道Ａの端部を横坑１１で連結する。このような立坑１内に、直径50cm程度の鋼管からなる砕石用の投入管２と、生コンクリート用の供給管３と、投入管２および供給管３等の管理用の足場４と、マンエレベーター５（図３参照）を設ける。
【００１３】
地上部にはホッパー装置６を設置し、このホッパー装置６の下部の投入口に投入管２の上端を接続し、投入管２の下端が立坑１の地底面１ａから1.5 ｍ程度上方に位置するように支持架台７で投入管２の下部を支持する。投入管２の下部は、門型の支持架台７の上部縦板７ａに添接して隅肉溶接等で固定する。図３に示すように、立坑１の横断面の片側に投入管２・供給管３・足場４等を配置し、坑道埋め戻しのためのその他の機材や資材等をクレーン等で吊り降ろしできるようにしている。
【００１４】
ホッパー装置６は、図４に示すように、ホッパー６ａの投入口６ｂが立坑１内を臨むように配置して支持架台８で支持し、ホッパー６の上部には目隠し板６ｃを立坑側の３方向において立ち上げ、砕石がこぼれるのを防止している。このようなホッパー装置６内にバックホウ（例えばバケット容量0.35ｍ3 ）を用いて砕石を投入する。
【００１５】
管理用足場４は、図２，図５に示すように、立坑１の地底面１ａ上に門型のステージ９，１０を並列して設置し、このステージ９，１０上から地上まで組み上げる。また、この足場４には、タラップが取付けられている。
以上のような構成において、次のような手順で砕石の投入を行う。
(1) 地上において、バックホウによりホッパー６ａ内に砕石を投入する。図１に示すように、投入された砕石Ｂは投入管２内を飛散することなく落下し、立坑１の地底面１ａ上に堆積し、さらに砕石の投入を続けて投入管２の下部における所定高さＨにわたって砕石Ｂが堆積されるようにする。砕石Ｂは立坑１の地底面１ａ上において堆積安息角をもって安定した円錐形状を保持する。
【００１６】
(2) 立坑１の地底面１ａ上に配置したミニバックホウを使用して前記円錐形状の砕石堆積山から砕石Ｂを適宜の搬送手段に移載し、各坑道Ａ内に搬送して坑道底面に砕石を敷いていく。ミニバックホウにより搬出された分だけ、投入管２の下端面から砕石Ｂが速やかに下降噴出して補充され、安定した円錐形状の砕石堆積山が形成される。ミニバックホウにより搬出された分を地上から投入補充し、あるいは投入管２の下部内のストック分が所定量だけ減少すると、地上から投入補充し、投入管２の下部内に常に砕石Ｂが堆積されるようにする。
【００１７】
このような一連の滑らかな地下底部の砕石降下とストック効果が作業効率の向上になる。また、地上部のバックホウによる砕石投入作業は投入管内の砕石ストック量の適量を計りつつ補充するものであり、投入管内の砕石ストック分により、地下での搬出消費された分量と地上の砕石投入時期に時間的連鎖を余り必要としない投入側の「ゆとり」が生まれ、かつ安全に砕石の降下運搬を連続的に行える効用が得られる。
【００１８】
ミニバックホウで移載された砕石Ｂは適宜の搬送手段（バケット付き電動フォークリフトやコンベヤ等）により各坑道Ａ内へ搬送され、坑道Ａの底面に厚さ15〜30ｃｍ程度の厚さで敷き詰められる。砕石の敷き詰めが完了すると、砕石上に土とセメントの流動化材料を適宜の手段により充填して坑道を埋め戻し、セメントの固化により、地山強度が復元される。
【００１９】
なお、以上は古い坑道内に砕石を投入・運搬する例について説明したが、これに限らず、材料を上部から下部へと投入し、所定の場所へ運搬する場合にも本発明の投入方法を適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
(1) 材料が投入管内を降下するため、材料の飛散を防止することができる。
(2) 材料が投入管内を降下するため、作業空間が少なくて済み、かつ安全性が高い。
【００２１】
(3) マンエレベーターの昇降や下部での材料搬出作業等を材料投入作業と同時に行うことができる。
(4) 材料落下と降下時の騒音防止効果がある。
(5) 材料の飛散がなく、また投入管内のストック分により小落差となるため、材料の分離が防止され、粒度バランスの良い所要の材料品質を確保することができる。
【００２２】
(6) 材料の堆積山への滑らかな降下補充と、ストック効果により作業効率が大幅に向上する。
(7) 投入管内に材料が常にストック状態にあり、地上部の材料投入量と下部での材料搬出消費の差が時間的にラフな調整でよいため、地上部での材料投入を自由度の高いものとすることができ、必要な時に材料を投入すればよいため、コストの低減を図ることができる。
【００２３】
(8) 設備の使用期間が長期間あるいは作業の容量が大になるに従って作業効率が良くなり、経済性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の材料の投入方法の概要を示した縦断面図である。
【図２】本発明の投入方法を実施するための投入設備の１例であり、(a) は全体の縦断面図、(b) は地上投入部の正面図、(c) は地下底部の正面図である。
【図３】図２の投入設備の平面図である。
【図４】本発明の投入設備におけるホッパー装置であり、(a) は平面図、(b) は側面図、(c) は正面図、(d) は設置状態の側面図、(e) は設置状態の正面図である。
【図５】本発明の投入設備における足場ステージであり、(a) は一方のステージの正面図、(b) は他方のステージの正面図、(c) は平面図、(d) は側面図である。
【符号の説明】
Ａ……坑道
Ｂ……砕石
Ｈ……投入管ストック量の高さ
１……立坑、１ａ…地底面
２……砕石用の投入管
３……生コン用の供給管
４……管理用の足場
５……マンエレベーター
６……ホッパー装置
６ａ…ホッパー、６ｂ…投入口、６ｃ…目隠し板
７……投入管の支持架台、７ａ…上部縦板
８……ホッパーの支持架台
９，１０…足場のステージ
１１……横坑
【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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