(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜め下方に向かって斜坑を掘削するトンネル掘削機から斜め上方に向かって斜坑外にまで掘削ズリを搬出する装置であって、下傾端を上記トンネル掘削機の掘削ズリ取込室に臨ませていると共にこの掘削ズリ取込室から斜坑内に延出しているベルトコンベアと、このベルトコンベアにおける少なくとも掘削ズリの搬送面を被覆して斜坑内への掘削ズリの落下を防止する保護カバーと、上記ベルトコンベアの上傾端の下方に設けられて該ベルトコンベアから排出される掘削ズリを貯留するホッパと、下傾端部をこのホッパの下方に配設し且つ上傾端部を坑外に延出しているカプセル輸送管と、このカプセル輸送管内を往復移動して該輸送管の下傾端側において上記ホッパから掘削土砂を受け入れ、上傾端側においてズリを排出するカプセルとからなり、さらに、上記ホッパはトンネル掘削機に後続する台車上に搭載されてベルトコンベアと共にトンネル掘削機と一体的に移動可能に構成していると共に、上記カプセル輸送管の下傾端部内に、トンネル掘削機の掘進に同調してその下傾端部側をカプセル輸送管から前方に突出させる内管を摺動自在に挿嵌して、上記カプセル輸送管内を通じてカプセルをこの内管の下傾端部内にまで移動させてホッパからの掘削土砂を受け入れるように構成していることを特徴とする斜坑掘削ズリの搬出装置。
【請求項２】
斜め下方に向かって斜坑を掘削するトンネル掘削機から斜め上方に向かって斜坑外にまで掘削ズリを搬出する装置であって、下傾端を上記トンネル掘削機の掘削ズリ取込室に臨ませていると共にこの掘削ズリ取込室から斜坑内に延出しているベルトコンベアと、このベルトコンベアにおける少なくとも掘削ズリの搬送面を被覆して斜坑内への掘削ズリの落下を防止する保護カバーと、上記ベルトコンベアの上傾端の下方に設けられて該ベルトコンベアから排出される掘削ズリを貯留するホッパと、下傾端部をこのホッパの下方に配設し且つ上傾端部を坑外に延出しているカプセル輸送管と、このカプセル輸送管内を往復移動して該輸送管の下傾端側において上記ホッパから掘削土砂を受け入れ、上傾端側においてズリを排出するカプセルとからなり、さらに、上記ホッパはトンネル掘削機に後続し且つベルトコンベアに対して前後移動可能な台車上に搭載されていると共にその上端開口部の前後方向の長さをトンネル掘削機の一掘進長よりも長く形成されていて該上端開口部にベルトコンベアの掘削ズリ排出端部である上傾斜部を常に臨ませていることを特徴とする斜坑掘削ズリの搬出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトンネル掘削機によって水力発電所の水圧管路用斜坑等を上方から斜め下方に向かって掘削する際に、掘削ズリを斜坑内を通じて斜め上方の坑外にまで搬出する搬出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、山岳地盤に例えば水力発電所の水圧管路を形成するための斜坑を掘削するには、ＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）と称されているトンネル掘削機を使用して地山の下方から斜め上方に向かって斜坑を掘進していくことが行われている。この際、トンネル掘削機によって掘削したズリを該トンネル掘削機内のズリ取込室に取り込んだのち、該取込室から傾斜シュートを通じて斜坑の内底面に敷設した排出シュートに導出し、この排出シュートの傾斜面上を通じて自然落下させることにより排出している。
【０００３】
【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による斜坑の掘削は、山岳地盤の下方から斜め上方に向かってトンネル掘削機を掘進させることにより行われているために、斜坑の掘削に際してトンネル掘削機を発進させるための大規模な発進基地を地中に建造する必要があり、そのための多大な労力と費用を要するという問題点がある。さらに、トンネル掘削機は斜め上方に向かって掘進していくものであるから、このトンネル掘削機が下方に滑落するのを防止する手段が必要となる。
【０００４】
このような問題点はトンネル掘削機を山岳地盤の上方から斜め下方に向かって掘進させることにより斜坑を掘削していけば解消することができるが、そうすると掘削ズリが常にトンネル掘削機のズリ取込室内に滞留することになり、該ズリ取込室から斜坑側にズリを排出するにはベルトコンベアやバケットコンベアを採用すれば可能であるが、ズリをこれらのコンベアにより斜坑内を後方に向かって斜め上方に搬送中に、ズリが振動等によってコンベアから落下した場合には、斜坑の傾斜した内底面上をトンネル掘削機側に転がり落ちることによって極めて危険であるばかりでなく、機器類を損傷させたりトンネル掘削機による掘進作業が行えなくなる事態が発生するという問題点がある。
【０００５】
さらに、トンネル掘削機によって斜坑が掘削されるに従って斜め上方の坑外にまでズリを搬出する搬送経路が長くなるが、ベルトコンベアは一定長に形成されているために、上記長くなる搬送経路に対応させるには新たなベルトコンベアを既設のベルトコンベアの後端部下方から斜め上方に向かって配設する必要があり、そうすると、既設のベルトコンベアの上傾端から新設のベルトコンベアの下傾端上にズリが投入、移載されるときに、多量のズリが斜坑内に漏れ落ちる虞れが生じると共にベルトコンベアによるズリ搬送経路を長くすれば搬送途上でのズリの落下が益々増大することになって現実にはベルトコンベアによる搬送が行えないという問題点がある。
【０００６】
本発明は上記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、トンネル掘削機によって上方から斜め下方に向かって斜坑を掘削していく際に、該トンネル掘削機により掘削されたズリを斜坑内に通じて斜め上方の坑外側にまで円滑且つ確実に搬出し得るようにした斜坑掘削ズリの搬出装置を提供するにある。
【０００７】
【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斜坑掘削ズリの搬出装置は、請求項１に記載したように、斜め下方に向かって斜坑を掘削するトンネル掘削機から斜め上方に向かって斜坑外にまで掘削ズリを搬出する装置であって、下傾端を上記トンネル掘削機の掘削ズリ取込室に臨ませていると共にこの掘削ズリ取込室から斜坑内に延出しているベルトコンベアと、このベルトコンベアにおける少なくとも掘削ズリの搬送面を被覆して斜坑内への掘削ズリの落下を防止する保護カバーと、上記ベルトコンベアの上傾端の下方に設けられて該ベルトコンベアから排出される掘削ズリを貯留するホッパと、下傾端部をこのホッパの下方に配設し且つ上傾端部を坑外に延出しているカプセル輸送管と、このカプセル輸送管内を往復移動して該輸送管の下傾端側において上記ホッパから掘削土砂を受け入れ、上傾端側においてズリを排出するカプセルとからなり、さらに、上記ホッパはトンネル掘削機に後続する台車上に搭載されてベルトコンベアと共にトンネル掘削機と一体的に移動可能に構成していると共に、上記カプセル輸送管の下傾端部内に、トンネル掘削機の掘進に同調してその下傾端部側をカプセル輸送管から前方に突出させる内管を摺動自在に挿嵌して、上記カプセル輸送管内を通じてカプセルをこの内管の下傾端部内にまで移動させてホッパからの掘削土砂を受け入れるように構成していることを特徴とする。
【０００８】
一方、請求項２に係る発明は上記のような内管を用いることなく、カプセル輸送管によってズリを搬出可能に構成している。即ち、斜め下方に向かって斜坑を掘削するトンネル掘削機から斜め上方に向かって斜坑外にまで掘削ズリを搬出する装置であって、下傾端を上記トンネル掘削機の掘削ズリ取込室に臨ませていると共にこの掘削ズリ取込室から斜坑内に延出しているベルトコンベアと、このベルトコンベアにおける少なくとも掘削ズリの搬送面を被覆して斜坑内への掘削ズリの落下を防止する保護カバーと、上記ベルトコンベアの上傾端の下方に設けられて該ベルトコンベアから排出される掘削ズリを貯留するホッパと、下傾端部をこのホッパの下方に配設し且つ上傾端部を坑外に延出しているカプセル輸送管と、このカプセル輸送管内を往復移動して該輸送管の下傾端側において上記ホッパから掘削土砂を受け入れ、上傾端側においてズリを排出するカプセルとからなり、さらに、上記ホッパを、トンネル掘削機に後続し且つベルトコンベアに対して前後移動可能な台車上に搭載していると共にこのホッパの上端開口部の前後方向の長さをトンネル掘削機の一掘進長よりも長く形成して該上端開口部にベルトコンベアの掘削ズリ排出端部である上傾斜部を常に臨ませていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
トンネル掘削機を斜め下方に向けた状態にして山岳地盤等の岩盤地山の上方部側から下方に向かって斜坑を掘削していく。掘削されたズリはトンネル掘削機のカッタ板後方のズリ取込室内に取り込まれたのち、カッタ板の回転に従って掻き寄せられてズリ取込室内に斜め下方に向けて突出している一定長のベルトコンベアの下傾端部上に投入、移載され、ズリ取込室から搬出されてトンネル掘削機の後方の既に掘削した斜坑側に搬送される。この時、ベルトコンベアはそのズリ搬送面を保護カバーによって被覆されているので、搬送中のズリはこの保護カバーにより斜坑内に落下するのを防止される。
【００１０】
ズリがベルトコンベアによって斜坑内を後方に向かって斜め上方に搬送されて該ベルトコンベアの上傾端に達すると、この上傾端部の開口端を臨ませているホッパ内に投入され、一旦、該ホッパ内に貯留される。
【００１１】
一方、斜坑内にはホッパの下方から斜坑外に亘ってカプセル輸送管が配設されてあり、斜坑外に突出するこのカプセル輸送管の上傾端部側からカプセルを該輸送管内を通じて降下させてこの輸送管の下傾端部内まで送り込み、待機させておく。輸送管の下傾端部、即ち、前端部はこの下傾端部にまで延長している輸送管の端面から切り離し可能なカプセル収納短管部に形成されてあり、このカプセル収納短管部を本体である輸送管から切り離したのち、上記ホッパの下端を開放させて該カプセル収納短管部内に収納されているカプセル内に、ホッパ内に貯留しているズリを送り出してホッパ内に収容する。
【００１２】
ホッパ内に一定量のズリが収容されると、カプセル収納短管部の後端開口縁を輸送管の前端開口縁に接合させて一体に連結し、しかるのち、カプセルをカプセル収納短管部内から引き出すようにして輸送管内を上昇させ、斜坑外に突出している輸送管の上傾端部に達すると、この上傾端部内にカプセルを収納した状態で該カプセル内のズリを斜坑外に設置したホッパ等に投入、排出するものである。なお、輸送管の上傾端部も上記下傾端部と同様に、上傾端部にまで延長している輸送管の端面から切り離し可能な斜坑外側のカプセル収納短管に形成されてあり、このカプセル収納短管を輸送管から切り離したのち、該収納短管内のカプセルからズリを排出し、排出後、輸送管に一体に連結させるものである。
【００１３】
輸送管内でカプセルを昇降させる手段としては、例えば、輸送管の上傾端に吸気ブロワーを連結、連通させておき、この吸気ブロワーによる吸気作用で輸送管内を真空状態にすることによりカプセルを引き上げる手段を採用することができる。また、輸送管は定尺の管体を順次、直列状に接続してなり、トンネル掘削機によって管体の長さに相当する斜坑が掘削されると、新たな管体を継ぎ足していくものである。
【００１４】
また、トンネル掘削機が一定長掘進すると、ベルトコンベアも一体に移動してズリ排出を行うベルトコンベアの上傾端が下方のホッパから前方に移動し、ホッパに対するズリの排出が行えなくなるので、ホッパをトンネル掘削機に後続する台車上に搭載しておき、ベルトコンベアと同調して移動させるように構成している。
【００１５】
さらに、ホッパが移動にもかかわらず、このホッパのズリ排出口からカプセル内にズリを投入、収納するには、輸送管の下傾端部である上記斜坑内側のカプセル収納短管部をホッパの下方に位置させる必要がある。このため、輸送管の下傾端部内に、該下傾端部内からトンネル掘削機の掘進に同調して前方に突出する内管を摺動自在に挿嵌し、この内管の下傾端部を該内管から切り離し可能なカプセル収納短管部に形成している。
【００１６】
次に、上記ズリ搬出手段によれば、トンネル掘削機の掘進に同調してベルトコンベアとホッパとを一体的に移動させるように構成しているが、ベルトコンベアに対してホッパを前後移動可能に配設しておいても、ベルトコンベアからホッパを介して輸送管内のカプセルによりズリの搬出が可能となる。この場合には、ホッパが前後方向、即ち斜坑の長さ方向に移動可能であるから、そのズリ排出口を常に輸送管の斜坑内側のカプセル収納短管部の位置に合わせることができ、従って、輸送管の下傾端部内に上述したような内管を前後摺動自在に設けておく必要はなく、輸送管本体の下傾端端部でカプセル収納短管部を形成しておくことができる。
【００１７】
ベルトコンベアに対して前後移動可能な上記ホッパの上端開口部の前後方向の長さは、トンネル掘削機の一掘進長の長さよりも長く形成されてあり、そのため、このホッパの上端開口部にベルトコンベアの掘削ズリ排出端部である上傾斜部が常に臨んでいる状態となって、該ベルトコンベアからホッパ内にズリを確実に投入し、カプセル収納短管部内のカプセルに収容させることができる。
【００１８】
【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と、図１は掘削ズリ搬出装置を備えているトンネル掘削機１によって、山岳地盤等の岩盤地山を上方から斜め下方に向かって斜坑Ａを掘削している状態を示している。このトンネル掘削機１はスキンプレート1aの開口前端部に岩盤を掘削する回転カッタ板1bを配設していると共に、この回転カッタ板1bの後面と上記スキンプレート1a内に張設している隔壁1cとの間の空間部をズリ取込室1dに形成してあり、カッタ板1bによって掘削されたズリＢをこのズリ取込室1dに取り込むように構成している。
【００１９】
なお、トンネル掘削機１の掘進手段としては公知の手段を採用することができ、例えば、図示していないがスキンプレート1aを互いにジャッキにより伸縮自在に連結した前胴部と後胴部とに分割してそれぞれの胴部にジャッキの伸長によって斜坑Ａの掘削壁面に圧着するフロントグリッパとリアグリッパとを配設し、リアグリッパを掘削壁面に圧着させて後胴部を固定した状態で前胴部を後胴部に対して前進させる構造を採用すればよい。
【００２０】
掘削ズリ搬出装置は、上記ズリ取込室1d内からズリをトンネル掘削機１の後方斜坑内の所定位置まで送り出すベルトコンベア２と、このベルトコンベア２の少なくとも搬送面を被覆して斜坑Ａ内へのズリＢの落下を防止する保護カバ−３と、ベルトコンベア２の搬送終端から落下するズリＢを受け入れるホッパ４と、ホッパ４の下端に開閉自在に設けたズリ排出口4aから排出されるズリＢを収容するカプセル５と、このカプセル５を昇降自在に内装し且つホッパ４側においてカプセル５内に上記ズリＢを受け入れさせるようにする一方、斜坑外においてズリＢを排出するようにした輸送管６とから構成されている。
【００２１】
この掘削ズリ排出装置をさらに詳しく説明すると、上記ベルトコンベア２は一定の長さを有していてトンネル掘削機１内から斜坑Ａの長さ方向に沿って斜め上方に傾斜させた状態で配設されてあり、その前端部、即ち、下傾端部2aをトンネル掘削機１内の上記隔壁1cを貫通してズリ取込室1d内に突出させてあり、この下傾端部2aから後方に向かって斜め上方に傾斜させてズリＢが落下する後端部、即ち、上傾端部2bに上記ホッパ４の上端開口部を臨ませている。
【００２２】
ベルトコンベア２のズリ搬送面には、図２に示すように、その両側縁部に沿って一定高さを有する波形状の可撓性、柔軟性を有する仕切壁2c、2cが全長に亘って無端状に取り付けていると共にこれらの仕切壁2c、2c間の搬送面に長さ方向に小間隔毎に仕切壁2cと略同一高さを有する仕切板2dを突設して仕切壁2c、2cと前後に隣接する仕切板2d、2d間の搬送面上の空間部をズリ収納小室2eに形成している。
【００２３】
ベルトコンベア２はズリ取込室1dから上傾端側に向かって走行する搬送面と、この上傾端側から下傾端側に向かった反転、走行する戻り面とをベルトコンベア２よりも幅広い剛性帯鋼板からなる保護カバ−３、3Aによって全面的に被覆されてあり、ベルトコンベア２の両側縁部に立設している上記仕切壁2c、2cにこれらの保護カバ−３、3Aの対向面を摺接又は近接させて振動等により搬送面からズリＢが斜坑Ａ内に落下するのを防止している。
【００２４】
さらに、これらの保護カバ−３、3Aの前端（下傾端）はトンネル掘削機１の上記隔壁1cに固定、支持されていると共にベルトコンベア２の両側縁から外側方に突出するこれらの保護カバ−３、3Aの両側縁部間を複数本の連結杆（図示せず）によって一定間隔を存した状態で一体に連結している。そして、この保護カバ−３、3Aの両側縁部の少なくともいずれか一方に、長さ方向に所望間隔毎にベルトコンベア２の対向内面を摺接してベルトコンベア２を支持する支持部材（図示せず）を取り付けている。
【００２５】
また、ベルトコンベア２を走行可能に支持している上記保護カバ−３、3Aは斜坑Ａの内底面上に敷設したレール７上を走行する第１後続台車８によって受止されてあり、この第１後続台車８は上記トンネル掘削機１に一定長さの連結杆10を介して一体に連結されている。従って、トンネル掘削機１が掘進すると、ベルトコンベア２はトンネル掘削機１と一体的に前進移動するように構成している。なお、ベルトコンベア２の戻り面に沿って配設している保護カバ−3Aは、必ずしも設けておく必要はなく、設けない場合にはベルトコンベア２をその搬送面を被覆した上記保護カバ−３を介して支持させておけばよい。
【００２６】
この保護カバー３の上傾端部はベルトコンベア２のズリ排出端である上記上傾端部2bから後方に突出してその突出端部を下方に屈曲させることにより、ベルトコンベア２の上傾端部2bを被覆していると共に該保護カバ−３の上傾端部にホッパ４の開口上端縁を連結して該開口端をズリが落下するベルトコンベア２の上記上傾端に臨ませた状態でベルトコンベア２と一体に移動可能に構成している。
【００２７】
ベルトコンベア２の上傾端部の下方には、上記第１後続台車８に一定長さの連結杆10'を介して上記レール７上を一体に走行する第２後続台車９が設けられてあり、この第２後続台車９によって上記ホッパ４が支持されていると共に該第２後続台車９の内底面上に上記カプセル輸送管６の前端部、即ち、下傾端部が支持されている。
【００２８】
カプセル輸送管６は複数本の定尺の管体を直列にして気密状態となるように連結してなるもので、その下傾斜端部から斜坑Ａの内底面に沿って斜坑外にまで敷設されていると共にこのカプセル輸送管６の下傾端部内に、一定長さの内管11をその前端部、即ち、下傾端部がカプセル輸送管６の下傾端から前方に突出させた状態で長さ方向に摺動自在に挿嵌させている。この内管11の下傾端部は内管11の前端から切り離し可能なカプセル収納短管部12に形成されてあり、上記第２後続台車９にその前端部両側面を適宜な水平支軸（図示せず）を介して起伏回動自在に支持されていると共にこの水平支軸に支持された状態で上記ホッパ４のズリ排出口4aにその開口端、即ち、カプセル輸送管６から切り離した端部が合致する位置まで移動可能に構成している。
【００２９】
さらに、カプセル収納短管部11の開口端をカプセル輸送管６に気密的に接合、連結可能に構成している。なお、カプセル輸送管６に対する内管11の前後動は、ジャッキによって行ってもよく、この内管11を支持した上記水平支軸の移動によって行ってもよい。
【００３０】
一方、斜坑外に突出したカプセル輸送管６の上傾端端部も上記カプセル収納短管部12と同様に切り離し可能なカプセル収納短管部13に形成されてあり、この斜坑外側のカプセル収納短管部13を適宜な支持手段（図示せず）によって回動自在に支持させていると共に、カプセル輸送管６の開口端に気密的に接合可能に且つ切り離し移動可能に支持させている。
【００３１】
カプセル輸送管６内でカプセル５を昇降させる手段としては、カプセル５にロープ端を連繋し、このロープをカプセル輸送管６内を通じて斜坑外にまで引き出して斜坑外に設置した適宜な巻き取り装置のドラムに巻き取ることにより上昇させ、該巻き取り装置を巻き戻すことによって輸送管６内を降下させてもよいが、図においては、斜坑外側の上記カプセル収納短管部13に該短管部13の開口端を気密的に閉止し得る開閉蓋13a を取り付け、この開閉蓋13a に配管14を貫通状態に連結させていると共に該配管14を斜坑外の適所に設置した吸気ブロワー15に連結、連通させ、さらに、斜坑Ａ内においては上記斜坑内側のカプセル収納短管部12の底面にバルブ16によって開閉可能な送気管17を貫通状態で連結してなる昇降手段を採用している。
【００３２】
カプセル５は有底筒状に形成されてあり、その前後部外周面四方に図示していないが輸送管６の内周面に接して転動する転子を取り付けていると共に外周面の適所に輸送管６の内周面に摺接するシール部材を装着している。図中、18は斜坑外の地上に設置した斜坑外ホッパで、ズリＢをこのホッパ下方の貯留室18に収納するように構成している。なお、このホッパ18から搬送台車或いは車両等にズリを直接、積み込むように構成しておいてもよい。
【００３３】
次に、以上のように構成した斜坑掘削ズリの搬出装置の作用を説明すると、まず、トンネル掘削機１を山岳地盤等の頂面側に掘削すべき斜坑方向、即ち、斜め下方に向けて据えつけたのち、斜坑の掘削を開始する。この際、大規模な発進装置を必要とすることなく、トンネル掘削機１の自重を利用して斜坑Ａを掘進していくことも可能である。
【００３４】
トンネル掘削機１の掘進によって掘削されたズリＢは、回転カッタ板1bの後方のズリ取込室1dに取り込まれ、回転カッタ板1bの後面に後方に向けて一体に突設しているズリ掻き寄せ板によって上方に掻き上げられたのち、下方に自然落下してズリ取込室1d内に突設しているベルトコンベア２の下傾端部2a上に投下、積載される。ベルトコンベア２のズリ搬送面には上述したように、両側の仕切壁2c、2cと幅方向の仕切板2dとによって多数のズリ収納小室2eが形成されていあり、ズリＢはベルトコンベア２の巡回移動に従って各小室2eに所定量宛、収納され、ズリ取込室1dから後方に搬出される。
【００３５】
ズリ取込室1dから後方のベルトコンベア２は、その搬送面を保護カバー３によって被覆されているので、ベルトコンベア２の振動等にもかかわらず、ズリ収納小室2e内からズリＢがトンネル掘削機１の機内や掘削された斜坑Ａ内に落下するのを防止することができる。
【００３６】
ベルトコンベア２の巡回移動によってズリＢを積載した小室2eが該ベルトコンベア２の搬送終端部である上傾端部2bに達すると、この上傾端部2dに上端開口部を臨ませているホッパ４内に落下して貯留される。
【００３７】
一方、ホッパ４のズリ排出口4aの下方においては、輸送管６の下傾端部に気密的に摺動自在に挿嵌している内管11のカプセル収納短管部12内にカプセル５を収納した状態で待機させてあり、このカプセル収納短管部12を内管11の前端から切り離したのち図３に示すように起立させてその上端開口部をホッパ４のズリ排出口4aに臨ませる。しかるのち、ズリ排出口4aを開放すると、ホッパ４内に貯留しているズリＢがカプセル収納短管部12内に収納しているカプセル５内に投入、収容される。
【００３８】
このカプセル５内に一定量のズリＢが収容されると、図４に示すようにカプセル収納短管部12を伏動させてその開口端を内管11の切り離し口に気密的に連結し、しかるのち、斜坑外に設置している吸気ブロワ15を作動させてカプセル輸送管６内の空気を排気すると、カプセル５がその真空吸引力によって内管11内から輸送管６内を上昇して斜坑外にまで搬送される。この際、輸送管６の下傾端側においては上記吸気ブロワ15による排気に応じて内管11のカプセル収納短管部12内に送気管17を通じて外気を送り込む。
【００３９】
カプセル５が輸送管６の斜坑外のカプセル収納短管部13内に達すると、該カプセル収納短管部13の下端部内周面に設けているストッパ（図示せず）を内径方向に突出させてカプセル５の底面を支持する。この状態にしてカプセル収納短管部13を輸送管６から切り離し、傾動させると共にカプセル収納短管部13の開閉蓋13a を開放することによって該カプセル収納短管部13内に収納しているカプセル５内からズリＢを斜坑外のホッパ18に投入、排出するものである。
【００４０】
こうして、ズリＢを排出したのち、カプセル収納短管部13を輸送管６との切り離し口に気密的に連結し、カプセル５の底部を支持しているストッパをカプセル収納短管部13の内周面側に没入させると、カプセル５はその自重によって輸送管６内を斜め下方に降下し、輸送管６内から内管11のカプセル収納短管部12内に収納される。この際、カプセル５の降下に伴ってカプセル底部前方の輸送管６内の空気がカプセル収納短管部12に連結、連通している上記送気管17から外部に押し出されるが、送気管17のバルブ16の開度を調整することによってカプセル５の急激な降下を抑制すると共にカプセル収納短管部12内に空気クッションによって徐々に収納するものである。
【００４１】
カプセル収納短管部12内に収納された上記空のカプセル５は再び、内管11から切り離してホッパ４内に貯留しているズリＢを受け入れ、内管11に接続したのち輸送管６を通じて斜坑外側のカプセル収納短管部13内にまで空気輸送され、該カプセル収納短管部13内に収納された状態で輸送管６から切り離してカプセル５内のズリＢを排出するという工程を繰り返し行ってズリＢの搬出を行う。
【００４２】
一方、トンネル掘削機１の掘進に従って第１、第２後続台車８、９がトンネル掘削機１と一体的に前進すると共にこれらの後続台車８、９に支持されているベルトコンベア２とホッパ４もトンネル掘削機１と一体的に前進移動し、この移動量に応じて内管11が輸送管６から引き出される。そして、トンネル掘削機１が輸送管６を構成している一管体長さに相当する斜坑部を掘削すると、図６に示すように、輸送管６の適所を切り離して定尺の管体6Aを継ぎ足すことによって、輸送管６内に上記内管11の後部を常に摺動自在に挿嵌させた状態にしておく。
【００４３】
図７は上記実施の形態におけるズリ搬出装置とは別なズリ搬出装置を示すもので、内管11を使用することなく輸送管６によってズリの排出を可能にしているものである。即ち、輸送管６の下傾端部を切り離し可能で且つ上記有底筒状のカプセル５を収納可能な一定長のカプセル収納短管部12' に形成しておく一方、第２後続台車９をベルトコンベア２に対して前後方向に相対移動可能にし、且つホッパ４をベルトコンベア２に一体に連結することなくこの第２後続台車９に固定すると共にその上端開口部4bの前後方向の長さをトンネル掘削機１の一掘進長よりも長く形成して、該上端開口部4bにベルトコンベア２の掘削ズリ排出端部である上傾斜部を常に臨ませておくように構成している。
【００４４】
さらに、上記第２後続台車９の床面上に輸送管６の前端部、即ち、下傾端部を固着させていると共にこの第２後続台車９と第１後続台車８とを引き寄せジャッキ19によって連結してなるものである。その他の構造については上記実施の形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
このように構成したので、トンネル掘削機１が輸送管６を構成している一管体長さに相当する斜坑部を掘削したのち、再び、斜坑Ａの掘削を開始する時には、上記引き寄せジャッキ19を収縮させて第２後続台車９を第１後続台車８側に移動させることによりこの第２後続台車９に配設している上記ホッパ４の上端開口部の後端部にベルトコンベア２のズリ排出端部を臨ませた状態にする。
【００４６】
この状態にしてトンネル掘削機１を掘進させるとベルトコンベア２を支持している第１後続台車８が一体に移動するので、この移動量に応じて引き寄せジャッキ19を伸長させることによって第２後続台車９を移動させることなくその位置に定置させておく。従って、輸送管６を伸長させることなく第２後続台車９上に配設しておくことができる。
【００４７】
トンネル掘削機１が掘進するに従って、ベルトコンベア２のズリ排出端部（上傾端部2b）がホッパ４の上端開口部に沿って前方に移動する一方、掘削されたズリＢはこのベルトコンベア２によって後方に搬送されて排出端部からホッパ４内に投入、貯留される。
【００４８】
このホッパ４内のズリＢをカプセル５に投入、収容する作業は上記実施の形態と同様である。即ち、輸送管６の下傾端部によって形成しているカプセル収納短管部12' を輸送管６の前端から切り離して起立、移動させることによりその上端開口部をホッパ４のズリ排出口4aに臨ませ、ズリ排出口4aを開放してホッパ４内のズリＢをカプセル収納短管部12' 内に収納しているカプセル５内に投入、収容するものである。
【００４９】
このカプセル５内に一定量のズリＢが収容されると、カプセル収納短管部12’を伏動させてその開口端を輸送管６の切り離し口に気密的に連結し、しかるのち、斜坑外に設置している吸気ブロワ15を作動させてカプセル輸送管６内を排気することによりカプセル５を斜坑外にまで空気輸送する。カプセル５が斜坑外に突設している輸送管６の斜坑外カプセル収納短管部13内に収納されると、上述同様にこの斜坑外カプセル収納短管部13を切り離してカプセル５内のズリＢを排出し、しかるのち、輸送管６に気密的に接続してカプセル５を斜坑内側のカプセル収納短管部12' 内まで降下させ、次のズリＢ搬出に待機させるものである。
【００５０】
なお、ズリＢを搬送するベルトコンベア２としては図８に示すように、長さ方向に小間隔毎に仕切板を設けることなく両側縁部に一定高さの仕切壁2c、2cを突設しておく一方、このベルトコンベア２を被覆する保護カバとしてベルトコンベア２の搬送面に近接、平行して対向させたベルトコンベア3Bを採用し、このベルトコンベア3Bに上記仕切壁2c、2c間に挿入する仕切板2dを長さ方向に小間隔毎に突設してこれらのベルトコンベア２、3Bを同調させながら巡回、移動させることによって仕切壁2c、2cと仕切板2dとによって形成されるズリ収納小室2eにズリＢを収納した状態で搬出するように構成しておいてもよい。また、カプセル輸送管を２本とし、一方を往路に、他方を復路として利用することも可能である。この場合、搬送効率がより良くなる。さらに、上記実施例においては、後続台車はレール上を走行すると説明したが、レールのない場合でも適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、トンネル掘削機を上方から斜め下方に向かって掘進させて斜坑を掘削するものであるから、従来のように大規模な発進基地を必要とすることなくトンネル掘削機の自重を利用して斜坑を円滑且つ容易に掘削することができる。
【００５２】
さらに、このトンネル掘削機によって掘削されたズリの搬出装置は、下傾端を上記トンネル掘削機の掘削ズリ取込室に臨ませていると共にこの掘削ズリ取込室から斜坑内に延出しているベルトコンベアと、このベルトコンベアにおける少なくとも掘削ズリの搬送面を被覆して斜坑内への掘削ズリの落下を防止する保護カバーと、上記ベルトコンベアの上傾端の下方に設けられて該ベルトコンベアから排出される掘削ズリを貯留するホッパと、下傾端部をこのホッパの下方に配設し且つ上傾端部を坑外に延出しているカプセル輸送管と、このカプセル輸送管内を往復移動して該輸送管の下傾端側において上記ホッパから掘削土砂を受け入れ、上傾端側において土砂を排出するカプセルとから構成しているので、ベルトコンベアによって斜め上方に搬出中のズリを保護カバ−によって斜坑内に落下するのを防止することができ、従って、ズリが斜坑内をトンネル掘削機側に転がり落ちて機器類等を損傷する虞れもなく、トンネル掘削機による斜め下方への斜坑の円滑な掘削を可能にし得るものである。
【００５３】
その上、ベルトコンベアの上傾端のズリ排出端部の下方に掘削ズリを貯留するホッパを設けているので、ベルトコンベアはこのホッパまでズリを搬送するだけの比較的短い長さであればよく、従って、ベルトコンベアからズリが不測に落下する虞れを極めて少なくすることができるばかりでなく該ベルトコンベアの保守、点検作業も少なくてすみ、しかも、ベルトコンベアの支持手段の簡易化を図ることができる。
【００５４】
さらに、ホッパからの斜坑外へのズリの搬出手段は、このホッパの下方から上方の斜坑外にまでカプセル輸送管を配設し、このカプセル輸送管内にズリ搬出用のカプセルを往復移動自在に収納して、輸送管の下傾端側において上記ホッパから掘削ズリをカプセル内に受け入れ、上傾端側において土砂を排出するように構成しているので、ズリを斜坑内に漏出させることなく、確実且つ能率よく上方の斜坑外にまで搬出して排除することができ、また、輸送管を斜坑の内底面に沿って敷設しておくので斜坑内の作業空間を広くすることができ、輸送管の継ぎ足し作業も円滑に行える。
【００５５】
また、上記ホッパをトンネル掘削機に後続する台車上に搭載してベルトコンベアと共にトンネル掘削機と一体的に移動可能に構成しているので、ベルトコンベアのズリ搬送終端部にホッパの上端開口部を常に臨ませた状態にしてベルトコンベアからのズリを確実にホッパ内に投入、貯留することができる。
【００５６】
その上、上記カプセル輸送管の下傾端部内に、トンネル掘削機の掘進に同調してその下傾端部側をカプセル輸送管から前方に突出させる内管を摺動自在に挿嵌してあり、上記カプセル輸送管内を通じてカプセルをこの内管の下傾端部内にまで移動させてホッパからの掘削土砂を受け入れるように構成しているので、ホッパがベルトコンベアと共にトンネル掘削機の掘進に従って一体的に前進、移動してもその移動量に同調して内管を輸送管の前端から前方に突出させることができ、従って、ホッパからカプセル内へのズリの投入、収容作業を確実に行うことができる。
【００５７】
一方、請求項２に係る発明は、上記ホッパを、トンネル掘削機に後続し且つベルトコンベアに対して前後移動可能な台車上に搭載していると共にこのホッパの上端開口部の前後方向の長さをトンネル掘削機の一掘進長よりも長く形成して該上端開口部にベルトコンベアの掘削ズリ排出端部である上傾斜部を常に臨ませているので、トンネル掘削機によって掘削されたズリをベルトコンベアの搬送終端からホッパ内に確実に投入することができるのは勿論、請求項１に記載したような内管を使用することなく、ホッパのズリ排出口を常にカプセル輸送管の下傾端部の上方に位置させることができ、該下傾端部内のカプセルに対するホッパからのズリの投入、収容作業が円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  トンネル掘削機とズリ排出装置との簡略縦断側面図、
【図２】  ベルトコンベアの一部斜視図、
【図３】  ホッパからカプセル内にズリを投入している状態の要部の簡略縦断側面図、
【図４】  ズリを収容したカプセルを内管に接続した状態の簡略側面図、
【図５】  カプセルを空気輸送している状態の簡略側面図、
【図６】  輸送管の一部を継ぎ足す場合の簡略側面図、
【図７】  本発明の別な実施の形態を示す簡略縦断側面図、
【図８】  ベルトコンベアの保護カバーの別な形態を示すの簡略斜視図。
【符号の説明】
Ａ  斜坑
Ｂ  ズリ
１  トンネル掘削機
1d  ズリ取込室
２  ベルトコンベア
３  保護カバ−
４  ホッパ
５  カプセル
６  輸送管
８、９  後続台車
11  内管
12、13  カプセル収納短管部
15  吸気ブロワ
【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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【図７】
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【図８】
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