(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走式穿孔機にて掘削した後に発破を行い、そこから出たずり等の排土を急速に坑外に排出するシステムであって、
積込み機と、積込み機で掬った排土を入れる一時積込み装置と、当該一時積込み装置に取り付けられたコンベアと、当該コンベアと連結する前記自走式穿孔機の前部に取り付けられた回動式ベルトコンベアと、当該自走式穿孔機の上部フロアの後部に取り付けられたコンベアに連結した左右に揺動する振り分け装置と、当該振り分け装置で振り分けて積込む、前記自走式穿孔機の後方に待機しているカートリッジ式運搬用積載装置と、当該カートリッジ式運搬用積載装置を坑外に運び出すトラックとを備え、
前記一時積込み機に入れられた排土が、当該一時積込み機のコンベアと、前記自走式穿孔機の回動式ベルトコンベアと、当該自走式穿孔機の後部に取り付けられたコンベアと、前記振り分け装置と、前記カートリッジ式運搬用積載装置と、前記トラックとに連続して運搬されて坑外に運び出されること
を特徴とする排土システム。
【請求項２】
前記自走式穿孔機の前部に取り付けられたベルトコンベアは、その中間軸支部を支点としてその前後部が上下に回動可能に支持されるものであり、当該自走式穿孔機にて坑内の岩盤を掘削する時は、当該掘削作業に邪魔にならないように水平位置に回動して収納され、且つ当該ベルトコンベアが水平位置に収納されることによって生じる前記自走式穿孔機の下方内部の空間を利用して、前記一時積込み装置と、前記積込み機は前記自走式穿孔機の下方内部の空間に待機すること
を特徴とする請求項１記載の排土システム。
【請求項３】
前記自走式穿孔機にて坑内の岩盤を掘削した後は、当該自走式穿孔機は岩盤寄りから後方に退去して、前記積込み機と一時積込み装置が前記自走式穿孔機の下方内部から前方に進出して、積込み機にてずり等の排土を積載して、前記一時積込み装置に排土を積み込む作業をするものであり、前記自走式穿孔機の前部に取り付けられたベルトコンベアを回動させてその前端部を下方に降ろして、前記一時積込み装置またはコンベアと連結すること
を特徴とする請求項１または２記載の排土システム。
【請求項４】
前記カートリッジ式運搬用積載装置は、前記自走式穿孔機の後部に取り付けられた前記振り分け装置の左右の位置に二つ用意されているものであって、一方に前記振り分け装置で排土を積載させた時、これをトラックにセットして坑外に運び出すものであり、トラックは坑外に排土を捨てた後は空の前記カートリッジ式運搬用積載装置を元の位置に戻して、その間に排土が積載された他方のカートリッジ式運搬用積載装置をセットしてこれを坑外に運びだすもので、その間に前記空のカートリッジ式運搬用積載装置に前記自走式穿孔機に取り付けられた振り分け装置は揺動して排土を積載させるものであること
を特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の排土システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式穿孔機に取り付けられたドリフタにて岩盤を掘削しながら岩場にトンネルを構築していく、トンネル掘削における排土を坑外に搬出する施工システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、発破工法による岩盤にトンネルを構築していく施工システムにおいては、切り羽ずりの排土は、ずり積込み機械がダンプトラック等のずり運搬車に直接積み込む方法が採られており、ずり運搬車の容量に応じて入れ替を行う際、次の運搬車が定位置に停止するまで、積込み作業を中断し、待機していなければならず時間的なロスがあった。
【０００３】
そこで、前記時間的ロスをなくす施工システムが開発されている。
例えば、特開平１０−２８０８８３号公報記載の「トンネル内ずりの搬送装置および搬送方法」には、自走式トンネル掘削機で掘削した岩盤から排出されるずり等の排土を積込み機が、前記自走式トンネル掘削機で掘削時には当該自走式掘進機の横方向に退避して、前記自走式トンネル掘削機が掘削後には退避することにより、その後方に進出していた移動式ベルトコンベアとその後方の延伸用ベルトコンベアにて連続的に連結したベルトコンベア装置によってずり等排土を運び出すシステムが開示されている。
しかし、この場合、トンネルの延長化傾向にある現在ではベルトコンベアの長さには自ずから限界があり、そうであるかぎり更に多数台のベルトコンベアを延長して設けるという発想しか浮かばず、ベルトコンベアの設置に要する費用が嵩むものとなり、またその延長化に伴う設置に於ける労力は多大化せざるを得ないという、効率化に伴い非効率な作業が付きまとうという矛盾点をかかえていた。
そのため却って、特許２５１９３８０公報に開示された「自走式トンネル掘削装置及びトンネル掘削方法」におけるような、自走トンネル掘削装置にて掘削した後に発破を行い、そこから出たずり等の排土をトラックにて直接搬送する方がトラックの搬送台数の増加による回転効率をアップさせることにより、より効率的なものとなることとなって仕舞う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで問題は、当初の課題に戻って仕舞うこととなる。
つまり、発破工法における切り羽ずりの排土は、ずり積み機械がダンプトラック等ずり運搬車に直接積み込む方式が採用され、ずり運搬車の容量に応じて入れ替を行う際、次の運搬車が定位置に停止するまで、積込み作業を中断して、待機している。
本発明は、前述の問題点を解決することが目的であり、すなわち、排土の積込み作業の中断・待機を無くし、大容量積込み機械の能力を最大限に発揮させることにより、切り羽ずり排土の撤去作業の高速化を図る施工システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成を採っている。
【０００６】
請求項１記載の発明に係る排土システムは、自走式穿孔機にて掘削した後に発破を行い、そこから出たずり等の排土を急速に坑外に排出するシステムであって、積込み機と、積込み機で掬った排土を入れる一時積込み装置と、当該一時積込み装置に取り付けられたコンベアと、当該コンベアと連結する前記自走式穿孔機の前部に取り付けられた回動式ベルトコンベアと、当該自走式穿孔機の上部フロアの後部に取り付けられておりコンベアに連結した左右に揺動する振り分け装置と、当該振り分け装置で振り分けて積込む、前記自走式穿孔機の後方に待機しているカートリッジ式運搬用積載装置と、当該カートリッジ式運搬用積載装置を坑外に運び出すトラックとを備え、前記一時積込み機に入れられた排土が、当該一時積込み機のコンベアと、前記自走式穿孔機の回動式ベルトコンベアと、当該自走式穿孔機の後部に取り付けられたコンベアと、前記振り分け装置と、前記カートリッジ式運搬用積載装置と、前記トラックとに連続して運搬されて坑外に運び出されることを特徴とする。
このことにより、ずり等の排土は、積込み機から一時積込み装置、そして自走式穿孔機に取り付けられた回動式ベルトコンベアを介して、前記自走式穿孔機の後部に取り付けられたコンベアと、これに連結した振り分け装置からカートリッジ式運搬用積載装置へと連続して運搬され、このカートリッジ式運搬用積載装置をトラックで運び出す間に空のカートリッジ式運搬用積載装置内にずり等の排土は運搬排出されることになり、当該空のカートリッジ式運搬用積載装置が一杯になるまでの時間を利用してトラックは一杯になったカートリッジ式運搬用積載装置を坑外に廃棄して戻ってくることとなり、空の前記カートリッジ式運搬用積載装置を前記自走式穿孔機の後部に取り付けられた左右に揺動する振り分け装置の左右何れかの位置にセットすることによって、今度は一杯になっている左右別方向にセットしてあるカートリッジ式運搬用積載装置をセットして坑外に廃棄してくるものである。
このようにして、ずり出し時間を大幅に短縮することができると共に他作業への障害となることなく、一連の円滑なサイクルを確保して、トンネルの高速施工を実現できることになる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の排土システムにおいて、前記自走式穿孔機の前部に取り付けられたベルトコンベアは、その中間軸支部を支点としてその前後部が上下に回動可能に支持されるものであり、当該自走式穿孔機にて坑内の岩盤を掘削する時は、当該掘削作業に邪魔にならないように水平位置に回動して収納され、且つ当該ベルトコンベアが水平位置に収納されることによって生じる前記自走式穿孔機の下方内部の空間を利用して、前記一時積込み装置と積込み機は前記自走式穿孔機の下方内部の空間に待機することを特徴とする。
このことにより、ずり等の排土排出作業は一時停止するものの、その間の掘削作業において既存の空間を利用して退去するものであり、前記掘削作業に何ら支障のない排土システムとすることが可能となるものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の排土システムにおいて、前記自走式穿孔機にて坑内の岩盤を掘削した後は、当該自走式穿孔機は岩盤寄りから後方に退去して、前記積込み機と一時積込み装置が前記自走式穿孔機の下方内部から前方に進出して、積込み機にてずり等の排土を積載して、前記一時積込み装置に排土を積み込む作業をするものであり、前記自走式穿孔機の前部に取り付けられたベルトコンベアを上下に回動させてその前端部を下方に降ろして、前記一時積込み装置またはコンベアと連結することを特徴とする。
このことにより、自走式穿孔機による岩盤掘削作業中は既存の空間に退去していた積込み機と一時積込み装置が、退去する前記自走式穿孔機に代わって前方に進出してずり等の排土の積込み作業を行い、前記自走式穿孔機は回動式ベルトコンベアを前記一時積込み装置のコンベアと連結するよう当該ベルトコンベアの前端を降ろして連結させて、後方にセットしてあるカートリッジ式運搬用積載装置にずり等の排土を積み込む作業を開始することが可能となるである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１，２，３のいずれかに記載の排土システムにおいて、前記カートリッジ式運搬用積載装置は、前記自走式穿孔機の後部に取り付けられた前記振り分け装置の左右の位置に二つ用意されているものであって、一方に前記振り分け装置で排土を積載させた時、これをトラックにセットして坑外に運び出すものであり、トラックは坑外に排土を捨てて来た後は空の前記カートリッジ式運搬用積載装置を元の位置に戻して、その間に排土が積載された他方のカートリッジ式運搬用積載装置をセットしてこれを坑外に運びだすものであり、その間に前記空のカートリッジ式運搬用積載装置に前記自走式穿孔機に取り付けられた振り分け装置は揺動して排土を積載させるものであることを特徴とする。
このことにより、積込み機から一時積込み装置そして回動式ベルトコンベアを介して自走式穿孔機の後部に取り付けられたコンベアと連結した振り分け装置に至ったずり等の排土は、次々にカートリッジ式運搬用積載装置に排出されて回転の良い急速排土システムの実現を可能にするものであり、この際においてカートリッジ式運搬用積載装置を二つだけ用意しておけない場合も出てくることが予想されるが、その用意台数はダンプトラックの場合のように運搬用機材であるトラック自体が待機しているのでなく、あくまでその代替えのカートリッジ式運搬用積載装置であるのでコスト的にも大幅に低減化可能であり、それは運搬するトラック台数を大幅に低減できることにも繋がるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る急速排土システムを示す全体図、図２は本発明に係る急速排土システムに於いて中心的役割を果たすガントリージャンボと呼ばれる自走式穿孔機の側面全体図、図３は本発明に係る急速排土システムにおいて中心的役割を果たすガントリージャンボ（自走式穿孔機）の平面図と正面図、図４は本発明に係る急速排土システムに於けるその排土における順序を示す図、図５は本発明に係る急速排土システムを装備していない状態の（つまり従来の）６ブーム２ゲージガトリージャンボ（自走式穿孔機）の全体を示す図で、その（ａ）図は側面全体図、（ｂ）図は正面全体図である。図６は図５（ａ）の全体平面図で、その図（ａ）は右中断フロアを示す図、（ｂ）は上段フロアを示す図、（ｃ）は左中段フロアを示す図である。
【００１２】
先ず、図５，図６で示すように、本発明に係る急速排土システムに使用するその中心的役割を果たす６ブーム２ゲージガントリージャンボ（自走式穿孔機）１は、６ブームつまり６本のドリフター（削岩機）２ａ，２ｂ，２ｃが三段階のフロアの格段の先端にそれぞれ２本ずつ取り付けられている。そして上段フロアには２ゲージで示すように２個のチャージングゲージ（岩圧測定器）３ａが軌条３ｂ上を進退しながら削岩する坑内の切り羽側の岩場の岩圧を測定しながら、ドリフターの削岩時における押圧力を調節しながら掘削していくものである。
【００１３】
図５，図６で示すガントリージャンボの他の構成を説明すると、図５（ａ）に示すようにガントリージャンボ１は前部メイン支柱４ａと、中間メイン支柱４ｂと、後部メイン支柱４ｃとによって三段のフロアが支持されているものであり、前部メイン支柱４ａと後部メイン支柱４ｃの下部には、アウトリガー（ジャッキ）７ａ，７ｂ及び、７ｃ，７ｄと左右４本ずつ計８本のガントリージャンボ１全体を伸長して支持したり、短縮してその支持機能を移動ローラー８ａ，８ｂに任せて移動させる。
ドリフター２は油圧ジャッキ６ａにてある程度の前方位置まで伸長させておいて、後は振動機６ｂにトランス（変圧器）９で電圧を変換させ制御盤９ａで制御させながら掘削振動を与えるものである。
ドリフター２にはホースリール１１から伸長するホースが取り付けてあり、掘削時の埃の飛び散らないようにするために、水タンク１２から増圧水ポンプ１３にて水を掛けながら掘削をしていくものである。
１０はアース用ケーブルリールであり、高圧の電力を使用することから危険を避ける目的でアースしておくものであり、そのためのケーブルを巻いておくリールである。
【００１４】
さて、図２に示すのは、本発明に係る急速排土システムの中心的役割を果たす上記６ブーム２ゲージガントリージャンボの本発明を示すものである。
この図２に示すように、ガントリージャンボ１の幅方向のほぼ中央にホイスト１５でロープ１６を牽引され支軸２３を中心にして、両端部が上下方向に回動して水平位置とその先端部を下部に接するまで降下させることが可能なようにベルトコンベア１４が軸支で取り付けられており、更にその上端部に連結するコンベア１７が上部フロアに取り付けられている。そしてガントリージャンボ１の後端部には支持部２５から牽引されてその先端部が降下されたり、水平位置に戻されたりするのが可能に、振り分け装置１８がロープ２４ａ，２４ｂで揺動可能に支持されている。
【００１５】
図１に示すのは、本発明に係る急速排土システムの全体図である。
ずり等の排土Ｍをガントリージャンボ１における［００１３］で示したように掘削して生じた後は、ガントリージャンボ１の支柱４間に退避していた積み込み機１９と一時積込み装置２０が坑内の前方に進出して、ガントリージャンボ１は後方に退去してアウトリガー７を伸長させて固定支持されて、水平位置にあったベルトコンベア１４をホイスト１５からのロープ１６を伸長させて支軸２３を中心にして回動させ、先端部を降下させる。
この際において，一時積込み装置２０のコンベア部２０ｂの後端部と、ガントリージャンボ１のベルトコンベア１４の先端部が上下位置にて互いに重なる位置に設定することになる。そして、ガントリージャンボ１の後端部位置には、カートリッジ式運搬用積載装置２１ａ，２１ｂが左右両位置に設置してあり、これにより、積込み機１９と一時積込み装置２０のホッパー部２０ａと、コンベア部２０ｂと、ガントリージャンボ１のベルトコンベア１４と、コンベア１７と、左右振り分け装置１８と、カートリッジ式運搬用積載装置２１とが連続する本発明の急速排土システムが完成することになる。
結局、積込み機１９で一時積込み装置２０のホツパー部２０ａに取り入れられたずり等の排土はカートリッジ式運搬用積載装置２１に至って、これをトラック２２によって坑外に運び出されることとなるものである。
【００１６】
図３（ａ）には、ガントリージャンボ１のベルトコンベア１４を降下させた時の平面部分断面図が、（ｂ）図にその正面図が示されていて、且つ後部の左右振り分け装置の振り角度が所定角度θであることが示されている。
【００１７】
そして図４（ａ）には、積込み機１９から一時積込み装置２０のホツパー部２０ａに排土を積み込む時の状態が示され、（ｂ）図にはその排土が、ガントリージャンボ１のベルトコンベア１４によって上部フロアまで積み上げられる状態が示され、（ｃ）図にはその排土が、左右振り分け装置１８によってカートリッジ式運搬用積載装置２１ａ，２１ｂにそれぞれ振り分けて積み込まれ、且つその内の一方が、ジャッキ２３ａ，２３ｂを擁するトラック２２によってセットされて坑外に運び出される状態が示されている。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自走式穿孔機にて掘削した後に発破を行い、そこから出たずり等の排土を急速に坑外に排出するシステムは、積込み機と、積込み機で掬った排土を入れる一時積込み装置と、当該一時積込み装置に取り付けられたコンベアと、当該コンベアと連結する自走式穿孔機の前部に取り付けられた回動式ベルトコンベアと、当該自走式穿孔機の後部に取り付けられたコンベアに連結した左右に揺動する振り分け装置と、前記自走式穿孔機の後方に待機していて、前記振り分け装置で振り分けられたずり等を積込むカートリッジ式運搬用積載装置と、当該カートリッジ式運搬用積載装置を坑外に運び出すトラックより構成されることとしたので、ずり等の排土は、積込み機から一時積込み装置、そして自走式穿孔機に取り付けられた回動式ベルトコンベアを介して、前記自走式穿孔機の後部に取り付けられたコンベアと、これに連結した振り分け装置からカートリッジ式運搬用積載装置にと連続して運搬され、このカートリッジ式運搬用積載装置をトラックで運び出す間に空のカートリッジ式運搬用積載装置内にずり等の排土は運搬排出されることになる。
【００１９】
したがって、空のカートリッジ式運搬用積載装置が一杯になるまでの時間を利用してトラックは一杯になったカートリッジ式運搬用積載装置を坑外に廃棄して戻ってくることになり、空の前記カートリッジ式運搬用積載装置を前記自走式穿孔機の後部に取り付けられた左右に揺動する振り分け装置の左右何れかの位置にセットすることによって、今度は一杯になっている左右別方向にセットしてあるカートリッジ式運搬用積載装置をセットして坑外に廃棄してくるので、このようにして、ずり出し時間を大幅に短縮することができると共に他作業への障害となることなく、一連の円滑なサイクルを確保して、トンネルの高速施工を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る本発明に係る急速排土システムを示す全体図である。
【図２】本発明に係る急速排土システムに於いて中心的役割を果たすガントリージャンボと称される削岩装置の側面全体図である。
【図３】本発明に係る急速排土システムにおいて中心的役割を果たすガントリージャンボの平面図と正面図である。
【図４】本発明に係る急速排土システムに於けるその排土における順序を示す図である。
【図５】本発明に係る急速排土システムを装備する前の（つまり従来の）６ブーム２ゲージガトリージャンボの全体を示す図で、（ａ）図は側面全体図、（ｂ）図は正面全体図である。
【図６】図５（ａ）の全体平面図で、（ａ）図は右中断フロアを示す図、（ｂ）図は上段フロアを示す図、（ｃ）は左中段フロアを示す図である。
【符号の説明】
１    ガントリージャンボ（自走式穿孔機）
２ａ，ドリフター（削岩器）
２ｂ，ドリフター（削岩器）
２ｃ  ドリフター（削岩器）
３ａ  チャージングゲージ
３ｂ  軌条
４ａ  前部メイン支柱
４ｂ  中間メイン支柱
４ｃ  後部メイン支柱
５ａ  油圧ジャッキ
５ｂ  ピストン部
６ａ  油圧ジャッキ
６ｂ  振動部
７    アウトリガー
８    移動ローラ
９    トランス（変圧器）
９ａ  制御盤
１０  高圧ケーブルリール
１１  水ホースリール
１２  水タンク
１３  増圧水ポンプ
１４  ベルトコンベア
１５  ホイスト
１６  ロープ
１７  コンベア部
１８  左右振り分け装置
１９  積込み機
２０  一時積込み装置
２０ａ  ホッパー部
２０ｂ  コンベア部
２１ａ，カートリッジ式運搬用積載装置
２１ｂ  カートリッジ式運搬用積載装置
２２    トラック
２３ａ，ジャッキ
２３ｂ  ジャッキ
２４ａ，ロープ
２４ｂ  ロープ
２５    支持部
【図１】
0004308370.tif 000002
【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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