ずり搬送装置およびずり搬送方法
【課題】切羽が進行した際における本体ベルトコンベア支持装置の移動頻度を低くすることにより、工期の短縮に寄与することができるずり搬送装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るずり搬送装置では、中間ベルトコンベア装置１が本体ベルトコンベア装置２の任意の位置で掘削ずりを移載するヘッド部１０を備えている。このため、切羽が進行した際にも本体ベルトコンベア支持装置の位置を変えることなく、中間ベルトコンベア装置の後端部を進行した切羽付近へ移動することができる。
【解決手段】本発明に係るずり搬送装置では、中間ベルトコンベア装置１が本体ベルトコンベア装置２の任意の位置で掘削ずりを移載するヘッド部１０を備えている。このため、切羽が進行した際にも本体ベルトコンベア支持装置の位置を変えることなく、中間ベルトコンベア装置の後端部を進行した切羽付近へ移動することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削工事に伴い発生するずりをトンネル外に搬送するずり搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネル工事において、切羽に対して発破を行うことでトンネルを掘削する手法が広く採られている。この発破によって生じた掘削ずりを坑外に運搬する方法としては、例えばホイールローダ等の重機を用いてダンプトラックに積み込み、ダンプトラックによりトンネルの坑外まで搬送するいわゆるタイヤ方式が知られている。その一方で、近年は安全性や作業環境の観点からトンネル内に設置された連続ベルトコンベアにより掘削ずりを坑外に搬送し排出する連続ベルトコンベア方式が用いられることが増えている。
【０００３】
このような連続ベルトコンベア方式では、掘削されたずりを、例えばホイールローダ等の重機によりクラッシャーまで運搬する。その後、クラッシャーは掘削ずりをベルトコンベアで運搬可能な大きさに粉砕した上で、ベルトコンベアに移載する。移載された掘削ずりはベルトコンベアによって坑口まで運搬される。
【０００４】
連続ベルトコンベア方式では、切羽の発破作業を行う際、クラッシャーやベルトコンベアの損傷を防止するため、クラッシャーやベルトコンベアを切羽から５０〜１００ｍほど距離をおいて設置する。そのため、ずりの搬出の際には、ホイールローダは５０〜１００ｍの距離を往復してずりの運搬を行う必要があり、ずり出し作業に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
上記の問題に対して、特許文献１のように可動ベルトコンベア装置を設けるベルトコンベアシステムが開示されている。このベルトコンベアシステムは、可動ベルトコンベア装置と固定ベルトコンベア装置を備えている。発破作業の際にはクラッシャーと可動ベルトコンベア装置を後退させ、ずり出し作業の際にはクラッシャーと可動ベルトコンベア装置を切羽付近まで前進させる。また、可動ベルトコンベア装置が運搬した掘削ずりは、固定ベルトコンベア装置端部を支持する装置であるバックアップデッキを介して固定ベルトコンベア装置へ移載され、坑外へ搬出される。さらに、切羽の進行に伴い、ずり出し作業時におけるクラッシャーおよび可動ベルトコンベア装置の設置位置も進行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０３０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に開示されたベルトコンベアシステムにおいては、可動ベルトコンベア装置における後端部からバックアップデッキを介して固定ベルトコンベア装置に掘削ずりを移載している。このため、切羽の進行に伴ってずり出し作業時における可動ベルトコンベアの設置位置が進行すると、可動ベルトコンベア装置の進行の度にバックアップデッキを移動させなければならない。よって、固定ベルトコンベア（本体ベルトコンベア）装置の端部を支持するバックアップデッキなどの本体ベルトコンベア支持装置を頻繁に移動させなければならず、その分工期短縮の妨げとなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、切羽が進行した際における本体ベルトコンベア支持装置の移動頻度を低くすることにより、工期の短縮に寄与することができるずり搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るずり搬送装置は、トンネル内に配置され、トンネルの掘削によって生じる掘削ずりを搬送するずり搬送装置であって、トンネル坑内に敷設される本体ベルトコンベア装置と、本体ベルトコンベア装置の切羽側端部を支持する本体ベルトコンベア支持装置と、トンネル坑内に吊下げ支持される走行レールに沿って移動可能な中間ベルトコンベア装置と、を備え、中間ベルトコンベア装置の坑口側端部には、掘削ずりを中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置の任意の位置で移載させるヘッド部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るずり搬送装置は、中間ベルトコンベア装置の坑口側端部に、中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置の任意の位置で掘削ずりを移載することが可能なヘッド部を備える。中間ベルトコンベア装置が本体ベルトコンベア装置の任意の位置で掘削ずりを移載するヘッド部を備えることにより、切羽が進行した際にも本体ベルトコンベア支持装置の位置を変えることなく、中間ベルトコンベア装置の後端部を進行した切羽付近へ移動することができる。そのため、本発明に係るずり搬送装置では、切羽が進行した際における本体ベルトコンベア支持装置の移動頻度を低くすることができ、もって工期の短縮に寄与することができる。
【００１１】
ここで、ヘッド部は、掘削ずりが本体ベルトコンベア装置へ落下する際の衝撃を緩和する緩衝機構を有する態様とすることが好適である。
【００１２】
このように、ヘッド部は、掘削ずりが本体ベルトコンベア装置へ落下する際の衝撃を緩和する緩衝機構を備えることにより、掘削ずりの落下に伴い、本体ベルトコンベア装置のベルトに与える衝撃を小さくすることができる。このため、本体ベルトコンベア装置のベルトの破損を防止することができる。
【００１３】
また、緩衝機構は、インパクトローラにより本体ベルトコンベア装置のベルトを持ち上げて支持することにより本体ベルトコンベア装置へ掘削ずりが落下する際の衝撃を緩和する態様とすることができる。
【００１４】
このように緩衝機構は本体ベルトコンベア装置のベルトを持ち上げて支持することにより、中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置へ掘削ずりが落下距離を小さくすることができる。さらに、緩衝機構は本体ベルトコンベア装置のベルトの持ち上げ支持にインパクトローラを用いることで、掘削ずりの落下衝撃を緩和し、本体ベルトコンベア装置のベルト破損を防止することができる。
【００１５】
また、中間ベルトコンベア装置のヘッド側先端部は、ヘッド部側の先端に近づくに従い下降していく態様とすることができる。
【００１６】
このような態様にすることにより中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置への掘削ずりの落下距離を小さくすることができる。よって、掘削ずりの落下衝撃を緩和し、本体ベルトコンベア装置のベルト破損を防止することができる。
【００１７】
また、中間ベルトコンベア装置は、ヘッド部側に位置する中間ベルトコンベア装置前部と切羽側に位置する中間ベルトコンベア装置後部から構成され、中間ベルトコンベア装置は、中間ベルトコンベア装置前部を中間ベルトコンベア装置後部に対して鉛直軸周りに揺動させるフレーム可動部を備える態様とすることができる。
【００１８】
中間ベルトコンベア装置が、中間ベルトコンベア装置前部を中間ベルトコンベア装置後部に対して鉛直軸周りに揺動させるフレーム可動部を備えることにより、中間ベルトコンベア装置のヘッド部を本体ベルトコンベア装置の長手方向中心軸上に調芯することが可能である。中間ベルトコンベア装置のヘッド部を本体ベルトコンベア装置の長手方向の中心軸上に調芯することにより、中間ベルトコンベア装置で搬送した掘削ずりを、確実に本体ベルトコンベア装置に移載することができる。
【００１９】
また、中間ベルトコンベア装置は、中間ベルトコンベア装置のベルトを規定走行位置に案内するガイドローラを備えることが好適である。
【００２０】
このように、中間ベルトコンベアのベルトを規定走行位置に案内するガイドローラを備えることにより、中間ベルトコンベア装置からのベルト逸脱を防止することができる。特に、フレーム可動部により、中間ベルトコンベア装置前部が、中間ベルトコンベア装置後部の鉛直軸周りに揺動する態様となった場合には、中間ベルトコンベア装置は途中で折り曲げられる態様となる。一方、中間ベルトコンベア装置のベルトは直進しようとするために、フレーム可動部付近においてベルトの逸脱が発生することが考えられる。このような場合にも、中間ベルトコンベア装置にガイドローラを備えることにより、ベルトの逸脱を防止することが可能となる。ここで、本発明において規定走行位置とは、ベルトコンベア装置におけるベルトが通常駆動されるフレームに対する位置をいう。
【００２１】
さらに、本発明に係るずり搬送方法は、トンネルの掘削によって生じる掘削ずりの搬送方法であって、発破作業の前に中間ベルトコンベア装置を坑口側に移動させ、発破作業の後に中間ベルトコンベア装置を切羽側に移動させ、中間ベルトコンベア装置に積載した掘削ずりを中間ベルトコンベア装置により坑口側に運搬し、中間ベルトコンベア装置により運搬した掘削ずりをヘッド部を介して本体ベルトコンベア装置の任意の位置に移載し、本体ベルトコンベア装置に乗り継がせた掘削ずりを坑外へ搬出する。
【００２２】
このような方法により、本発明に係るずり搬送方法では、切羽進行時に本体ベルトコンベア装置の後端部の延長を行う必要がなくなるため、ずり出し作業にかかる時間を短縮し、山岳トンネル工事における工期の短縮に寄与することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るずり搬送装置によれば、切羽が進行した際における本体ベルトコンベア支持装置の移動頻度を低くすることにより、工期の短縮に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係るずり搬送装置が配置されたトンネルの側断面図、（ｂ）は、その平面図、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は、中間ベルトコンベア装置前部の側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図３】フレーム可動部の動作態様を示す平面図である。
【図４】中間ベルトコンベア装置のガイドローラの位置における断面図である。
【図５】中間ベルトコンベア装置と走行レールの側面図である。
【図６】（ａ）は、上部吊子の側面図、（ｂ）は、その正面図である。
【図７】走行駆動部の側面図である。
【図８】走行駆動部の断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、ずり搬送装置を用いた一連のトンネル掘削工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２６】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るずり搬送装置が配置されたトンネルの側断面図、（ｂ）は、その平面図、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、トンネル坑内には、中間ベルトコンベア装置１および本体ベルトコンベア装置２が設けられている。
【００２７】
中間ベルトコンベア装置１における切羽Ｋ側の近傍には、クラッシャーＣが配置されている。クラッシャーＣは、切羽Ｋにおける発破作業によって生じた掘削ずりＺを適切な大きさに破砕し、破砕した掘削ずりＺを中間ベルトコンベア装置１に排出する。中間ベルトコンベア装置１はクラッシャーＣにより粉砕された掘削ずりＺを順次前方に運搬する。なお、以後明細書中においてはトンネルの坑口側を「前方」といい、切羽Ｋ側を「後方」という。
【００２８】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部には、ヘッド部１０が設けられている。ヘッド部１０は、本体ベルトコンベア装置２に対して掘削ずりを移載する。また、中間ベルトコンベア装置１は中間ベルト１１および中間ベルト１１が取り付けられた中間ベルトコンベアフレーム１２を備えている。この中間ベルトコンベア装置１のヘッド側先端部は、ヘッド側の先端に近づくに従い徐々に下降する形状をなしている。
【００２９】
中間ベルトコンベアフレーム１２における上面部は、その長手方向に離間して配設された複数の中間キャリアローラ１３が取り付けられている。さらに、中間ベルトコンベアフレーム１２における側面部には、複数の吊持部材１４が設けられている。吊持部材１４は、中間ベルトコンベアフレーム１２の下端部から上方に向けて延在している。また、複数の吊持部材１４は、中間ベルトコンベアフレーム１２の長手方向に離間して配置されている。さらに、中間ベルトコンベアフレーム１２の後端部には、走行駆動部取付部材１５が設けられている。走行駆動部取付部材は、中間ベルトコンベアフレーム１２の先端部にも設けられている。
【００３０】
ヘッド部１０にはインパクトローラ１６が設置されている。インパクトローラ１６は柔らかいゴム等を周囲に巻いたローラである。また、中間ベルトコンベア装置１は、中間ベルトコンベア装置前部１ａと中間ベルトコンベア装置後部１ｂを備えている。中間ベルトコンベア装置前部１ａの後端部と中間ベルトコンベア装置後部１ｂの前端部の接合部にはフレーム可動部１７が設けられている。
【００３１】
フレーム可動部１７は、中間ベルトコンベア装置前部１ａの後端部および中間ベルトコンベア装置後部１ｂにそれぞれ設けられたブラケットを備えている。これらのブラケットには、それぞれ中間ベルトコンベアフレーム１２の長手方向に沿った図示しない長孔が形成されている。これらの長孔に対してボルトが貫通し、ブラケットを挟んでナットを締め付けることにより、中間ベルトコンベア装置前部１ａと中間ベルトコンベア装置後部１ｂとが連結されている。このボルトによる締付位置を長孔における適宜移動調整することにより、図３に示すように、中間ベルトコンベア装置前部１ａは、中間ベルトコンベア装置後部１ｂに対して鉛直軸周りに揺動した位置に調整される。
【００３２】
また、中間ベルトコンベア装置１のフレーム可動部１７の前後におけるそれぞれ２箇所の位置には、ガイドローラ１８が設けられている。ガイドローラ１８は、図４に示すように、中間ベルトコンベアフレーム１２の両側に設けられおり、中間ベルトコンベア装置１を逸脱しようとする中間ベルト１１を規定走行位置である中間ベルトコンベア装置１の長手方向の中心軸へ案内するように設置される。また、ガイドローラ１８は掘削ずりＺを運搬するキャリア側と中間ベルト１１が切羽Ｋ側端部へ戻るリターン側にそれぞれ設置される。特に、フレーム可動部１７により中間ベルトコンベア装置１が折れ曲げられ、中間ベルト１１が蛇行する状態になった場合には、ガイドローラ１８が中間ベルト１１を本来走行するべき位置へ押し戻している。
【００３３】
また、図１および図２に示すように、中間ベルトコンベア装置１の下方には、本体ベルトコンベア装置２が敷設される。本体ベルトコンベア装置２は本体ベルト２１および本体ベルト２１が取り付けられた本体ベルトコンベアフレーム２２を備えている。本体ベルトコンベアフレーム２２における上面部は、その長手方向に離間して配設された複数の本体キャリアローラ２３が取り付けられている。また、図１に示すように、本体ベルトコンベア装置２の切羽側端部には、本発明の本体ベルトコンベア支持装置であるテールピース台車２０が配置されている。本体ベルトコンベア装置２には、中間ベルトコンベア装置１から掘削ずりＺが移載される。本体ベルトコンベア装置２は移載された掘削ずりＺを坑口まで搬送する。また、図１（ｃ）に示すように、中間ベルトコンベア装置１、本体ベルトコンベア装置２、テールピース台車２０はトンネル側端部に配置される。
【００３４】
さらに、ヘッド部１０では図２（ａ）に示すように、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１がインパクトローラ１６により持ち上げられて、支持されている。中間ベルトコンベア装置１により運搬される掘削ずりＺは、中間ベルト１１からインパクトローラ１６により持ち上げられて支持される本体ベルト２１に落下することにより移載される。これらのインパクトローラ１６およびインパクトローラ１６によって持ち上げられる本体ベルト２１等によって本発明の緩衝機構が構成されている。
【００３５】
また、中間ベルトコンベア装置１が前後に移動する場合、ヘッド部１０は本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１を持ち上げ支持した状態を維持したまま移動する。したがって、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２へのずり乗り継ぎ地点は、中間ベルトコンベア装置１の移動に追従することになる。
【００３６】
図５は中間ベルトコンベア装置１と走行レール３の側面図である。走行レール３は断面Ｉ字形状からなる鋼材である。図５に示すように、走行レール３は、トンネル延在方向に離間して配置される複数の上部吊子３０により吊下げられている。また、走行レール３には走行用のローラを有する下部吊子３１が設置される。下部吊子３１は、吊持部材１４を介して中間ベルトコンベアフレーム１２に接続される。また、図１（ａ）に示すように走行レール３の端部には固定用上部吊子３２が設けられており、中間ベルトコンベア装置１の移動時に走行レール３は動かないようになっている。さらに、走行レール３における下面側には、ローラチェーン３８が取り付けられている。
【００３７】
さらに、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上部吊子３０は、アンカーボルト３３、レール走行ローラ３４、アンカーブラケット３５、ターンバックル３６から構成され、走行レール３を吊り下げ、支持している。上部吊子３０は、図６（ｂ）に示すように、正面視してトンネル天井側部に配置されている。トンネルの内側面には、アンカーボルト３３が打ち込まれており、アンカーボルト３３によってトンネルの内側面にアンカーブラケット３５が固定されている。上部吊子３０は、このアンカーブラケット３５に形成された長孔３７にボルト・ナットで固定されることによって吊り下げられている。また、上部吊子３０の先端部には、一対のレール走行ローラ３４が設けられている。一対のレール走行ローラ３４は、走行レール３の鉛直片を挟んで配置されており、それぞれ走行レール３の上片が載置されている。走行レール３は、レール走行ローラ３４が回転することにより、トンネルの長手方向に移動する。
【００３８】
また、アンカーブラケット３５における長孔３７は、水平方向であって、走行レール３の延在方向に対して直交する方向に沿って形成されている。この長孔３７の範囲内でアンカーブラケット３５が吊下げられる位置を変えることにより、走行レール３の吊下げ位置が変化する。
【００３９】
また、図５に示すように、走行レール３には走行駆動部４が設けられている。走行駆動部４は、走行レール３の切羽Ｋ側、坑口側の計２箇所の位置に設けられている。走行駆動部４は、走行駆動部取付部材１５によって中間ベルトコンベアフレーム１２と接続されている。
【００４０】
図７は走行駆動部の側面図、図８はその正面図である。図７および図８に示すように、走行駆動部４は、走行レール３の延在方向に沿って延在するサドル４１を備えている。サドル４１の長手方攻略中央位置には、電動モータ４２が取り付けられている。電動モータ４２出力軸には、ギア４２Ａが取り付けられている。また、サドル４１の長手方向両端部には、それぞれ走行ローラ４３が設けられている。この走行ローラ４３は、走行レール３における下片の上面側に載置されている。
【００４１】
電動モータ４２のギア４２Ａにおける下方位置には、ギア４２Ａと噛み合う平歯車４４が設けられている。電動モータ４２の回転駆動力は、ギア４２Ａを介して平歯車４４に伝達され、平歯車４４が回転する。さらに、走行レール３の下方位置には、平歯車４４と同軸に配置されたスプロケット４５が設けられている。スプロケット４５は、平歯車４４と同一の回転軸を備えており、平歯車４４の回転に伴って回転する。
【００４２】
また、スプロケット４５は、走行レール３におけるローラチェーン３８と噛み合っている。このため、電動モータ４２を駆動させると、電動モータ４２の回転駆動力は、ギア４２Ａおよび平歯車４４を介してスプロケット４５に伝達されてスプロケット４５を回転させる。スプロケット４５が回転すると、ローラチェーン３８と噛み合うことにより、電動モータ４２が取り付けられたサドル４１が、ローラチェーン３８を備える走行レール３に対して相対的に移動する。
【００４３】
さらに、サドル４１は走行駆動部取付部材１５を介して、中間ベルトコンベアフレーム１２と接続されている。電動モータ４２によって発生した駆動力は、走行駆動部取付部材１５を介して中間ベルトコンベア装置１に伝達され、中間ベルトコンベア装置１を走行レール３に沿って移動させる。
【００４４】
次に、本実施形態に係るずり搬送装置を用いたずり出し作業について説明する。
トンネルの掘削では、切羽Ｋに発破を施す発破作業と、発破作業によって生じた掘削ずりＺを坑外へ排出するずり出し作業とが行われる。発破作業を行う際には、中間ベルトコンベア装置１およびクラッシャーＣを切羽Ｋから離れた位置に退避させておき、これらの損傷を防止する。
【００４５】
続いて、発破作業が済んでずり出し作業を行う際には、図９（ａ）に示すように、中間ベルトコンベア装置１とクラッシャーＣとを切羽Ｋ付近（例えば切羽Ｋから２０ｍ地点）に移動させる。中間ベルトコンベア装置１とクラッシャーＣとを切羽Ｋ付近に移動させたら、重機、たとえばホイールローダを用いて切羽Ｋの近傍における掘削ずりＺをクラッシャーＣまで運搬する。
【００４６】
クラッシャーＣにおいては、ホイールローダによって運搬された掘削ずりを中間ベルトコンベア装置１や本体ベルトコンベア装置２によって運搬可能な程度の大きさに掘削ずりＺを破砕する。掘削ずりＺの破砕が済んだら、破砕した掘削ずりＺを中間ベルトコンベア装置１における中間ベルト１１に移載する。
【００４７】
掘削ずりＺを中間ベルト１１に移載したら、掘削ずりＺを積載した中間ベルト１１を駆動させ、中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部まで掘削ずりＺを運搬する。掘削ずりＺを中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部まで運搬したら、中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部における第１移載位置Ｘ１に配置されたヘッド部１０によって掘削ずりＺを本体ベルトコンベア装置２における本体ベルト２１に移載する。掘削ずりＺを本体ベルト２１に移載したら、掘削ずりＺが積載された本体ベルト２１を駆動することにより、掘削ずりＺをトンネルの坑外に搬出する。以後、発破作業によって生じた掘削ずりＺの大半が中間ベルト１１に移載されるまで、以上の一連の作業を繰り返す。こうして、ずり出し作業が終了する。
【００４８】
ずり出し作業が終了したら、再度切羽Ｋに対し発破を施す発破作業を行う。発破作業を行う際には、図９（ｂ）に示すようにクラッシャーＣおよび中間ベルトコンベア装置１をトンネルの坑口側（例えば切羽Ｋから５０ｍ地点）に退避させる。この際、ホイールローダもトンネルの坑口側に退避させる。こうして、クラッシャーＣ、中間ベルトコンベア装置１、ホイールローダなどの発破作業に伴う損傷を防止する。
【００４９】
発破作業が終了すると、図９（ｃ）で示すように再び中間ベルトコンベア装置１とクラッシャーＣとを切羽Ｋ付近（例えば切羽Ｋから２０ｍ地点）に移動させる。続いて、発破作業によって発生した掘削ずりＺをホイールローダによってクラッシャーＣまで運搬する。この際、ホイールローダの掘削ずりＺの運搬距離は、前回のずり出し工程とほぼ同じ距離となる。
【００５０】
このとき、中間ベルトコンベア装置１およびクラッシャーＣと同時に走行レール３も切羽Ｋ側に移動させる。走行レール３を移動させる際には、走行レール３における先端部および後端部にそれぞれ設けられた固定用上部吊子３２を取り外し、適宜上部吊子３０を移動、追加して、走行レール３を切羽Ｋ側に移動させる。そして、図９（ｃ）に示す所望の位置に走行レール３を移動させたら、固定用上部吊子３２によって走行レール３を固定する。
【００５１】
こうして、中間ベルトコンベア装置１およびクラッシャーＣ、さらには走行レール３を切羽Ｋ側に移動させたら、ずり出し作業を再開する。ずり出し作業は、図９（ａ）を用いて説明した工程と同様の工程によって行われる。この際、図９（ｃ）で示すように、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２に掘削ずりＺへの移載位置は、第２移載位置Ｘ２に移動している。
【００５２】
その後、切羽Ｋの近傍における掘削ずりＺの大半を搬出してずり出し作業が終了したら、図９（ｄ）に示すように、再び次の発破作業に備えてクラッシャーＣおよび中間ベルトコンベア装置１をトンネルの坑口側に退避させる。以下同様の作業工程を繰り返すことにより、トンネル掘削を進めていく。
【００５３】
このように、本実施形態に係るずり搬送装置においては、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２の任意の位置で乗り継ぎが可能なヘッド部１０を備えている。このため、切羽Ｋが進行した際に、移載位置がたとえば図９（ａ）に示す第１移載位置Ｘ１から図９（ｃ）に示す第２移載位置Ｘ２に移動し、本体ベルトコンベア装置２の位置を変える必要をなくすことができる。したがって、テールピース台車２０の移動頻度を低くすることができ、もって工期の短縮に寄与することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係るずり搬送装置においては、中間ベルトコンベア装置１のヘッド側先端部は、ヘッド部側の先端に近づくに従い徐々に下降する形状をなしている。このため、このような態様にすることにより、ヘッド部１０により掘削ずりＺが乗り継ぎされる際、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２への掘削ずりＺの落差が小さくすることができる。したがって、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２へ掘削ずりＺを移載する際に本体ベルトコンベア装置２における本体ベルト２１に与える衝撃を小さくすることができ、本体ベルト２１の損傷を防止することができる。
【００５５】
また、ヘッド部１０では、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１をインパクトローラにより持ち上げて支持している。このため、中間ベルトコンベア装置１の中間ベルト１１から本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１までの掘削ずりＺの落下距離をさらに小さくすることができ、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１の破損をより好適に防止することができる。
【００５６】
さらに、ヘッド部１０では、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１を持ち上げるローラとして緩衝効果の大きいインパクトローラ１６を用いている。そのため、インパクトローラ１６を用いて本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１を持ち上げて支持することにより、掘削ずりＺが中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２へ乗り換える際の落下衝撃がさらに緩和され、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１の損傷をより好適に防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係るずり搬送装置においては、上部吊子３０のアンカーブラケット３５には走行レール３の延在方向に垂直に伸びる長孔３７が設けられ、その長孔にターンバックル３６がボルトで固定される。このため、たとえば中間ベルトコンベア装置１と本体ベルトコンベア装置２との調芯が掘削ずりＺの移載位置においてずれている場合に、上部吊子３０と走行レール３は走行レール３の延在方向に垂直な方向に位置をずらすことによって両者の調芯をあわせることができる。したがって、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２に対して掘削ずりＺを確実に移載することができる。
【００５８】
さらに、中間ベルトコンベア装置１においては、フレーム可動部１７が設けられていることにより、中間ベルトコンベア装置前部１ａが中間ベルトコンベア装置後部１ｂに対して揺動可能とされている。このため、中間ベルトコンベア装置前部１ａを中間ベルトコンベア装置後部１ｂに対して揺動させることによって中間ベルトコンベア装置１と本体ベルトコンベア装置２との調芯を合わせることもできる。
【００５９】
なお、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、走行レール３は上部吊子３０のレール走行ローラ３４により前後に移動可能であるが、上部吊子３０はレール走行ローラ３４を備えず走行レール３を直接固定して支持する態様とすることもできる。
【００６０】
また、上記実施形態では、中間ベルトコンベア装置１が備えるガイドローラ１８はフレーム可動部１７の前後に２箇所ずつ配置しているが、１箇所ずつあるいは３箇所ずつ配置する態様とすることもできる。さらに、上記実施形態では、切羽Ｋの発破作業が行われるごとに走行レール３を移動させる態様としているが、複数回の発破作業の後に走行レール３を移動させる態様とすることもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１…中間ベルトコンベア装置
１ａ…中間ベルトコンベア装置前部
１ｂ…中間ベルトコンベア装置後部
２…本体ベルトコンベア装置
３…走行レール
４…走行可動部
１０…ヘッド部
１１…中間ベルト
１２…中間ベルトコンベアフレーム
１３…中間キャリアローラ
１４…吊持部材
１５…走行駆動部取付部材
１６…インパクトローラ
１７…フレーム可動部
１８…ガイドローラ
２０…テールピース台車
２１…本体ベルト
２２…本体ベルトコンベアフレーム
２２…本体キャリアローラ
３０…上部吊子
３１…下部吊子
３２…固定用上部吊子
３３…アンカーボルト
３４…レール走行ローラ
３５…アンカーブラケット
３６…ターンバックル
３７…長孔
３８…ローラチェーン
４１…サドル
４２…電動モータ
４３…走行ローラ
４４…平歯車
４５…スプロケット
Ｃ…クラッシャー
Ｚ…掘削ずり
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削工事に伴い発生するずりをトンネル外に搬送するずり搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネル工事において、切羽に対して発破を行うことでトンネルを掘削する手法が広く採られている。この発破によって生じた掘削ずりを坑外に運搬する方法としては、例えばホイールローダ等の重機を用いてダンプトラックに積み込み、ダンプトラックによりトンネルの坑外まで搬送するいわゆるタイヤ方式が知られている。その一方で、近年は安全性や作業環境の観点からトンネル内に設置された連続ベルトコンベアにより掘削ずりを坑外に搬送し排出する連続ベルトコンベア方式が用いられることが増えている。
【０００３】
このような連続ベルトコンベア方式では、掘削されたずりを、例えばホイールローダ等の重機によりクラッシャーまで運搬する。その後、クラッシャーは掘削ずりをベルトコンベアで運搬可能な大きさに粉砕した上で、ベルトコンベアに移載する。移載された掘削ずりはベルトコンベアによって坑口まで運搬される。
【０００４】
連続ベルトコンベア方式では、切羽の発破作業を行う際、クラッシャーやベルトコンベアの損傷を防止するため、クラッシャーやベルトコンベアを切羽から５０〜１００ｍほど距離をおいて設置する。そのため、ずりの搬出の際には、ホイールローダは５０〜１００ｍの距離を往復してずりの運搬を行う必要があり、ずり出し作業に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
上記の問題に対して、特許文献１のように可動ベルトコンベア装置を設けるベルトコンベアシステムが開示されている。このベルトコンベアシステムは、可動ベルトコンベア装置と固定ベルトコンベア装置を備えている。発破作業の際にはクラッシャーと可動ベルトコンベア装置を後退させ、ずり出し作業の際にはクラッシャーと可動ベルトコンベア装置を切羽付近まで前進させる。また、可動ベルトコンベア装置が運搬した掘削ずりは、固定ベルトコンベア装置端部を支持する装置であるバックアップデッキを介して固定ベルトコンベア装置へ移載され、坑外へ搬出される。さらに、切羽の進行に伴い、ずり出し作業時におけるクラッシャーおよび可動ベルトコンベア装置の設置位置も進行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０３０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に開示されたベルトコンベアシステムにおいては、可動ベルトコンベア装置における後端部からバックアップデッキを介して固定ベルトコンベア装置に掘削ずりを移載している。このため、切羽の進行に伴ってずり出し作業時における可動ベルトコンベアの設置位置が進行すると、可動ベルトコンベア装置の進行の度にバックアップデッキを移動させなければならない。よって、固定ベルトコンベア（本体ベルトコンベア）装置の端部を支持するバックアップデッキなどの本体ベルトコンベア支持装置を頻繁に移動させなければならず、その分工期短縮の妨げとなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、切羽が進行した際における本体ベルトコンベア支持装置の移動頻度を低くすることにより、工期の短縮に寄与することができるずり搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るずり搬送装置は、トンネル内に配置され、トンネルの掘削によって生じる掘削ずりを搬送するずり搬送装置であって、トンネル坑内に敷設される本体ベルトコンベア装置と、本体ベルトコンベア装置の切羽側端部を支持する本体ベルトコンベア支持装置と、トンネル坑内に吊下げ支持される走行レールに沿って移動可能な中間ベルトコンベア装置と、を備え、中間ベルトコンベア装置の坑口側端部には、掘削ずりを中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置の任意の位置で移載させるヘッド部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るずり搬送装置は、中間ベルトコンベア装置の坑口側端部に、中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置の任意の位置で掘削ずりを移載することが可能なヘッド部を備える。中間ベルトコンベア装置が本体ベルトコンベア装置の任意の位置で掘削ずりを移載するヘッド部を備えることにより、切羽が進行した際にも本体ベルトコンベア支持装置の位置を変えることなく、中間ベルトコンベア装置の後端部を進行した切羽付近へ移動することができる。そのため、本発明に係るずり搬送装置では、切羽が進行した際における本体ベルトコンベア支持装置の移動頻度を低くすることができ、もって工期の短縮に寄与することができる。
【００１１】
ここで、ヘッド部は、掘削ずりが本体ベルトコンベア装置へ落下する際の衝撃を緩和する緩衝機構を有する態様とすることが好適である。
【００１２】
このように、ヘッド部は、掘削ずりが本体ベルトコンベア装置へ落下する際の衝撃を緩和する緩衝機構を備えることにより、掘削ずりの落下に伴い、本体ベルトコンベア装置のベルトに与える衝撃を小さくすることができる。このため、本体ベルトコンベア装置のベルトの破損を防止することができる。
【００１３】
また、緩衝機構は、インパクトローラにより本体ベルトコンベア装置のベルトを持ち上げて支持することにより本体ベルトコンベア装置へ掘削ずりが落下する際の衝撃を緩和する態様とすることができる。
【００１４】
このように緩衝機構は本体ベルトコンベア装置のベルトを持ち上げて支持することにより、中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置へ掘削ずりが落下距離を小さくすることができる。さらに、緩衝機構は本体ベルトコンベア装置のベルトの持ち上げ支持にインパクトローラを用いることで、掘削ずりの落下衝撃を緩和し、本体ベルトコンベア装置のベルト破損を防止することができる。
【００１５】
また、中間ベルトコンベア装置のヘッド側先端部は、ヘッド部側の先端に近づくに従い下降していく態様とすることができる。
【００１６】
このような態様にすることにより中間ベルトコンベア装置から本体ベルトコンベア装置への掘削ずりの落下距離を小さくすることができる。よって、掘削ずりの落下衝撃を緩和し、本体ベルトコンベア装置のベルト破損を防止することができる。
【００１７】
また、中間ベルトコンベア装置は、ヘッド部側に位置する中間ベルトコンベア装置前部と切羽側に位置する中間ベルトコンベア装置後部から構成され、中間ベルトコンベア装置は、中間ベルトコンベア装置前部を中間ベルトコンベア装置後部に対して鉛直軸周りに揺動させるフレーム可動部を備える態様とすることができる。
【００１８】
中間ベルトコンベア装置が、中間ベルトコンベア装置前部を中間ベルトコンベア装置後部に対して鉛直軸周りに揺動させるフレーム可動部を備えることにより、中間ベルトコンベア装置のヘッド部を本体ベルトコンベア装置の長手方向中心軸上に調芯することが可能である。中間ベルトコンベア装置のヘッド部を本体ベルトコンベア装置の長手方向の中心軸上に調芯することにより、中間ベルトコンベア装置で搬送した掘削ずりを、確実に本体ベルトコンベア装置に移載することができる。
【００１９】
また、中間ベルトコンベア装置は、中間ベルトコンベア装置のベルトを規定走行位置に案内するガイドローラを備えることが好適である。
【００２０】
このように、中間ベルトコンベアのベルトを規定走行位置に案内するガイドローラを備えることにより、中間ベルトコンベア装置からのベルト逸脱を防止することができる。特に、フレーム可動部により、中間ベルトコンベア装置前部が、中間ベルトコンベア装置後部の鉛直軸周りに揺動する態様となった場合には、中間ベルトコンベア装置は途中で折り曲げられる態様となる。一方、中間ベルトコンベア装置のベルトは直進しようとするために、フレーム可動部付近においてベルトの逸脱が発生することが考えられる。このような場合にも、中間ベルトコンベア装置にガイドローラを備えることにより、ベルトの逸脱を防止することが可能となる。ここで、本発明において規定走行位置とは、ベルトコンベア装置におけるベルトが通常駆動されるフレームに対する位置をいう。
【００２１】
さらに、本発明に係るずり搬送方法は、トンネルの掘削によって生じる掘削ずりの搬送方法であって、発破作業の前に中間ベルトコンベア装置を坑口側に移動させ、発破作業の後に中間ベルトコンベア装置を切羽側に移動させ、中間ベルトコンベア装置に積載した掘削ずりを中間ベルトコンベア装置により坑口側に運搬し、中間ベルトコンベア装置により運搬した掘削ずりをヘッド部を介して本体ベルトコンベア装置の任意の位置に移載し、本体ベルトコンベア装置に乗り継がせた掘削ずりを坑外へ搬出する。
【００２２】
このような方法により、本発明に係るずり搬送方法では、切羽進行時に本体ベルトコンベア装置の後端部の延長を行う必要がなくなるため、ずり出し作業にかかる時間を短縮し、山岳トンネル工事における工期の短縮に寄与することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るずり搬送装置によれば、切羽が進行した際における本体ベルトコンベア支持装置の移動頻度を低くすることにより、工期の短縮に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係るずり搬送装置が配置されたトンネルの側断面図、（ｂ）は、その平面図、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は、中間ベルトコンベア装置前部の側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図３】フレーム可動部の動作態様を示す平面図である。
【図４】中間ベルトコンベア装置のガイドローラの位置における断面図である。
【図５】中間ベルトコンベア装置と走行レールの側面図である。
【図６】（ａ）は、上部吊子の側面図、（ｂ）は、その正面図である。
【図７】走行駆動部の側面図である。
【図８】走行駆動部の断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、ずり搬送装置を用いた一連のトンネル掘削工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２６】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るずり搬送装置が配置されたトンネルの側断面図、（ｂ）は、その平面図、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、トンネル坑内には、中間ベルトコンベア装置１および本体ベルトコンベア装置２が設けられている。
【００２７】
中間ベルトコンベア装置１における切羽Ｋ側の近傍には、クラッシャーＣが配置されている。クラッシャーＣは、切羽Ｋにおける発破作業によって生じた掘削ずりＺを適切な大きさに破砕し、破砕した掘削ずりＺを中間ベルトコンベア装置１に排出する。中間ベルトコンベア装置１はクラッシャーＣにより粉砕された掘削ずりＺを順次前方に運搬する。なお、以後明細書中においてはトンネルの坑口側を「前方」といい、切羽Ｋ側を「後方」という。
【００２８】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部には、ヘッド部１０が設けられている。ヘッド部１０は、本体ベルトコンベア装置２に対して掘削ずりを移載する。また、中間ベルトコンベア装置１は中間ベルト１１および中間ベルト１１が取り付けられた中間ベルトコンベアフレーム１２を備えている。この中間ベルトコンベア装置１のヘッド側先端部は、ヘッド側の先端に近づくに従い徐々に下降する形状をなしている。
【００２９】
中間ベルトコンベアフレーム１２における上面部は、その長手方向に離間して配設された複数の中間キャリアローラ１３が取り付けられている。さらに、中間ベルトコンベアフレーム１２における側面部には、複数の吊持部材１４が設けられている。吊持部材１４は、中間ベルトコンベアフレーム１２の下端部から上方に向けて延在している。また、複数の吊持部材１４は、中間ベルトコンベアフレーム１２の長手方向に離間して配置されている。さらに、中間ベルトコンベアフレーム１２の後端部には、走行駆動部取付部材１５が設けられている。走行駆動部取付部材は、中間ベルトコンベアフレーム１２の先端部にも設けられている。
【００３０】
ヘッド部１０にはインパクトローラ１６が設置されている。インパクトローラ１６は柔らかいゴム等を周囲に巻いたローラである。また、中間ベルトコンベア装置１は、中間ベルトコンベア装置前部１ａと中間ベルトコンベア装置後部１ｂを備えている。中間ベルトコンベア装置前部１ａの後端部と中間ベルトコンベア装置後部１ｂの前端部の接合部にはフレーム可動部１７が設けられている。
【００３１】
フレーム可動部１７は、中間ベルトコンベア装置前部１ａの後端部および中間ベルトコンベア装置後部１ｂにそれぞれ設けられたブラケットを備えている。これらのブラケットには、それぞれ中間ベルトコンベアフレーム１２の長手方向に沿った図示しない長孔が形成されている。これらの長孔に対してボルトが貫通し、ブラケットを挟んでナットを締め付けることにより、中間ベルトコンベア装置前部１ａと中間ベルトコンベア装置後部１ｂとが連結されている。このボルトによる締付位置を長孔における適宜移動調整することにより、図３に示すように、中間ベルトコンベア装置前部１ａは、中間ベルトコンベア装置後部１ｂに対して鉛直軸周りに揺動した位置に調整される。
【００３２】
また、中間ベルトコンベア装置１のフレーム可動部１７の前後におけるそれぞれ２箇所の位置には、ガイドローラ１８が設けられている。ガイドローラ１８は、図４に示すように、中間ベルトコンベアフレーム１２の両側に設けられおり、中間ベルトコンベア装置１を逸脱しようとする中間ベルト１１を規定走行位置である中間ベルトコンベア装置１の長手方向の中心軸へ案内するように設置される。また、ガイドローラ１８は掘削ずりＺを運搬するキャリア側と中間ベルト１１が切羽Ｋ側端部へ戻るリターン側にそれぞれ設置される。特に、フレーム可動部１７により中間ベルトコンベア装置１が折れ曲げられ、中間ベルト１１が蛇行する状態になった場合には、ガイドローラ１８が中間ベルト１１を本来走行するべき位置へ押し戻している。
【００３３】
また、図１および図２に示すように、中間ベルトコンベア装置１の下方には、本体ベルトコンベア装置２が敷設される。本体ベルトコンベア装置２は本体ベルト２１および本体ベルト２１が取り付けられた本体ベルトコンベアフレーム２２を備えている。本体ベルトコンベアフレーム２２における上面部は、その長手方向に離間して配設された複数の本体キャリアローラ２３が取り付けられている。また、図１に示すように、本体ベルトコンベア装置２の切羽側端部には、本発明の本体ベルトコンベア支持装置であるテールピース台車２０が配置されている。本体ベルトコンベア装置２には、中間ベルトコンベア装置１から掘削ずりＺが移載される。本体ベルトコンベア装置２は移載された掘削ずりＺを坑口まで搬送する。また、図１（ｃ）に示すように、中間ベルトコンベア装置１、本体ベルトコンベア装置２、テールピース台車２０はトンネル側端部に配置される。
【００３４】
さらに、ヘッド部１０では図２（ａ）に示すように、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１がインパクトローラ１６により持ち上げられて、支持されている。中間ベルトコンベア装置１により運搬される掘削ずりＺは、中間ベルト１１からインパクトローラ１６により持ち上げられて支持される本体ベルト２１に落下することにより移載される。これらのインパクトローラ１６およびインパクトローラ１６によって持ち上げられる本体ベルト２１等によって本発明の緩衝機構が構成されている。
【００３５】
また、中間ベルトコンベア装置１が前後に移動する場合、ヘッド部１０は本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１を持ち上げ支持した状態を維持したまま移動する。したがって、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２へのずり乗り継ぎ地点は、中間ベルトコンベア装置１の移動に追従することになる。
【００３６】
図５は中間ベルトコンベア装置１と走行レール３の側面図である。走行レール３は断面Ｉ字形状からなる鋼材である。図５に示すように、走行レール３は、トンネル延在方向に離間して配置される複数の上部吊子３０により吊下げられている。また、走行レール３には走行用のローラを有する下部吊子３１が設置される。下部吊子３１は、吊持部材１４を介して中間ベルトコンベアフレーム１２に接続される。また、図１（ａ）に示すように走行レール３の端部には固定用上部吊子３２が設けられており、中間ベルトコンベア装置１の移動時に走行レール３は動かないようになっている。さらに、走行レール３における下面側には、ローラチェーン３８が取り付けられている。
【００３７】
さらに、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上部吊子３０は、アンカーボルト３３、レール走行ローラ３４、アンカーブラケット３５、ターンバックル３６から構成され、走行レール３を吊り下げ、支持している。上部吊子３０は、図６（ｂ）に示すように、正面視してトンネル天井側部に配置されている。トンネルの内側面には、アンカーボルト３３が打ち込まれており、アンカーボルト３３によってトンネルの内側面にアンカーブラケット３５が固定されている。上部吊子３０は、このアンカーブラケット３５に形成された長孔３７にボルト・ナットで固定されることによって吊り下げられている。また、上部吊子３０の先端部には、一対のレール走行ローラ３４が設けられている。一対のレール走行ローラ３４は、走行レール３の鉛直片を挟んで配置されており、それぞれ走行レール３の上片が載置されている。走行レール３は、レール走行ローラ３４が回転することにより、トンネルの長手方向に移動する。
【００３８】
また、アンカーブラケット３５における長孔３７は、水平方向であって、走行レール３の延在方向に対して直交する方向に沿って形成されている。この長孔３７の範囲内でアンカーブラケット３５が吊下げられる位置を変えることにより、走行レール３の吊下げ位置が変化する。
【００３９】
また、図５に示すように、走行レール３には走行駆動部４が設けられている。走行駆動部４は、走行レール３の切羽Ｋ側、坑口側の計２箇所の位置に設けられている。走行駆動部４は、走行駆動部取付部材１５によって中間ベルトコンベアフレーム１２と接続されている。
【００４０】
図７は走行駆動部の側面図、図８はその正面図である。図７および図８に示すように、走行駆動部４は、走行レール３の延在方向に沿って延在するサドル４１を備えている。サドル４１の長手方攻略中央位置には、電動モータ４２が取り付けられている。電動モータ４２出力軸には、ギア４２Ａが取り付けられている。また、サドル４１の長手方向両端部には、それぞれ走行ローラ４３が設けられている。この走行ローラ４３は、走行レール３における下片の上面側に載置されている。
【００４１】
電動モータ４２のギア４２Ａにおける下方位置には、ギア４２Ａと噛み合う平歯車４４が設けられている。電動モータ４２の回転駆動力は、ギア４２Ａを介して平歯車４４に伝達され、平歯車４４が回転する。さらに、走行レール３の下方位置には、平歯車４４と同軸に配置されたスプロケット４５が設けられている。スプロケット４５は、平歯車４４と同一の回転軸を備えており、平歯車４４の回転に伴って回転する。
【００４２】
また、スプロケット４５は、走行レール３におけるローラチェーン３８と噛み合っている。このため、電動モータ４２を駆動させると、電動モータ４２の回転駆動力は、ギア４２Ａおよび平歯車４４を介してスプロケット４５に伝達されてスプロケット４５を回転させる。スプロケット４５が回転すると、ローラチェーン３８と噛み合うことにより、電動モータ４２が取り付けられたサドル４１が、ローラチェーン３８を備える走行レール３に対して相対的に移動する。
【００４３】
さらに、サドル４１は走行駆動部取付部材１５を介して、中間ベルトコンベアフレーム１２と接続されている。電動モータ４２によって発生した駆動力は、走行駆動部取付部材１５を介して中間ベルトコンベア装置１に伝達され、中間ベルトコンベア装置１を走行レール３に沿って移動させる。
【００４４】
次に、本実施形態に係るずり搬送装置を用いたずり出し作業について説明する。
トンネルの掘削では、切羽Ｋに発破を施す発破作業と、発破作業によって生じた掘削ずりＺを坑外へ排出するずり出し作業とが行われる。発破作業を行う際には、中間ベルトコンベア装置１およびクラッシャーＣを切羽Ｋから離れた位置に退避させておき、これらの損傷を防止する。
【００４５】
続いて、発破作業が済んでずり出し作業を行う際には、図９（ａ）に示すように、中間ベルトコンベア装置１とクラッシャーＣとを切羽Ｋ付近（例えば切羽Ｋから２０ｍ地点）に移動させる。中間ベルトコンベア装置１とクラッシャーＣとを切羽Ｋ付近に移動させたら、重機、たとえばホイールローダを用いて切羽Ｋの近傍における掘削ずりＺをクラッシャーＣまで運搬する。
【００４６】
クラッシャーＣにおいては、ホイールローダによって運搬された掘削ずりを中間ベルトコンベア装置１や本体ベルトコンベア装置２によって運搬可能な程度の大きさに掘削ずりＺを破砕する。掘削ずりＺの破砕が済んだら、破砕した掘削ずりＺを中間ベルトコンベア装置１における中間ベルト１１に移載する。
【００４７】
掘削ずりＺを中間ベルト１１に移載したら、掘削ずりＺを積載した中間ベルト１１を駆動させ、中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部まで掘削ずりＺを運搬する。掘削ずりＺを中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部まで運搬したら、中間ベルトコンベア装置１の坑口側端部における第１移載位置Ｘ１に配置されたヘッド部１０によって掘削ずりＺを本体ベルトコンベア装置２における本体ベルト２１に移載する。掘削ずりＺを本体ベルト２１に移載したら、掘削ずりＺが積載された本体ベルト２１を駆動することにより、掘削ずりＺをトンネルの坑外に搬出する。以後、発破作業によって生じた掘削ずりＺの大半が中間ベルト１１に移載されるまで、以上の一連の作業を繰り返す。こうして、ずり出し作業が終了する。
【００４８】
ずり出し作業が終了したら、再度切羽Ｋに対し発破を施す発破作業を行う。発破作業を行う際には、図９（ｂ）に示すようにクラッシャーＣおよび中間ベルトコンベア装置１をトンネルの坑口側（例えば切羽Ｋから５０ｍ地点）に退避させる。この際、ホイールローダもトンネルの坑口側に退避させる。こうして、クラッシャーＣ、中間ベルトコンベア装置１、ホイールローダなどの発破作業に伴う損傷を防止する。
【００４９】
発破作業が終了すると、図９（ｃ）で示すように再び中間ベルトコンベア装置１とクラッシャーＣとを切羽Ｋ付近（例えば切羽Ｋから２０ｍ地点）に移動させる。続いて、発破作業によって発生した掘削ずりＺをホイールローダによってクラッシャーＣまで運搬する。この際、ホイールローダの掘削ずりＺの運搬距離は、前回のずり出し工程とほぼ同じ距離となる。
【００５０】
このとき、中間ベルトコンベア装置１およびクラッシャーＣと同時に走行レール３も切羽Ｋ側に移動させる。走行レール３を移動させる際には、走行レール３における先端部および後端部にそれぞれ設けられた固定用上部吊子３２を取り外し、適宜上部吊子３０を移動、追加して、走行レール３を切羽Ｋ側に移動させる。そして、図９（ｃ）に示す所望の位置に走行レール３を移動させたら、固定用上部吊子３２によって走行レール３を固定する。
【００５１】
こうして、中間ベルトコンベア装置１およびクラッシャーＣ、さらには走行レール３を切羽Ｋ側に移動させたら、ずり出し作業を再開する。ずり出し作業は、図９（ａ）を用いて説明した工程と同様の工程によって行われる。この際、図９（ｃ）で示すように、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２に掘削ずりＺへの移載位置は、第２移載位置Ｘ２に移動している。
【００５２】
その後、切羽Ｋの近傍における掘削ずりＺの大半を搬出してずり出し作業が終了したら、図９（ｄ）に示すように、再び次の発破作業に備えてクラッシャーＣおよび中間ベルトコンベア装置１をトンネルの坑口側に退避させる。以下同様の作業工程を繰り返すことにより、トンネル掘削を進めていく。
【００５３】
このように、本実施形態に係るずり搬送装置においては、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２の任意の位置で乗り継ぎが可能なヘッド部１０を備えている。このため、切羽Ｋが進行した際に、移載位置がたとえば図９（ａ）に示す第１移載位置Ｘ１から図９（ｃ）に示す第２移載位置Ｘ２に移動し、本体ベルトコンベア装置２の位置を変える必要をなくすことができる。したがって、テールピース台車２０の移動頻度を低くすることができ、もって工期の短縮に寄与することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係るずり搬送装置においては、中間ベルトコンベア装置１のヘッド側先端部は、ヘッド部側の先端に近づくに従い徐々に下降する形状をなしている。このため、このような態様にすることにより、ヘッド部１０により掘削ずりＺが乗り継ぎされる際、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２への掘削ずりＺの落差が小さくすることができる。したがって、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２へ掘削ずりＺを移載する際に本体ベルトコンベア装置２における本体ベルト２１に与える衝撃を小さくすることができ、本体ベルト２１の損傷を防止することができる。
【００５５】
また、ヘッド部１０では、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１をインパクトローラにより持ち上げて支持している。このため、中間ベルトコンベア装置１の中間ベルト１１から本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１までの掘削ずりＺの落下距離をさらに小さくすることができ、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１の破損をより好適に防止することができる。
【００５６】
さらに、ヘッド部１０では、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１を持ち上げるローラとして緩衝効果の大きいインパクトローラ１６を用いている。そのため、インパクトローラ１６を用いて本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１を持ち上げて支持することにより、掘削ずりＺが中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２へ乗り換える際の落下衝撃がさらに緩和され、本体ベルトコンベア装置２の本体ベルト２１の損傷をより好適に防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係るずり搬送装置においては、上部吊子３０のアンカーブラケット３５には走行レール３の延在方向に垂直に伸びる長孔３７が設けられ、その長孔にターンバックル３６がボルトで固定される。このため、たとえば中間ベルトコンベア装置１と本体ベルトコンベア装置２との調芯が掘削ずりＺの移載位置においてずれている場合に、上部吊子３０と走行レール３は走行レール３の延在方向に垂直な方向に位置をずらすことによって両者の調芯をあわせることができる。したがって、中間ベルトコンベア装置１から本体ベルトコンベア装置２に対して掘削ずりＺを確実に移載することができる。
【００５８】
さらに、中間ベルトコンベア装置１においては、フレーム可動部１７が設けられていることにより、中間ベルトコンベア装置前部１ａが中間ベルトコンベア装置後部１ｂに対して揺動可能とされている。このため、中間ベルトコンベア装置前部１ａを中間ベルトコンベア装置後部１ｂに対して揺動させることによって中間ベルトコンベア装置１と本体ベルトコンベア装置２との調芯を合わせることもできる。
【００５９】
なお、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、走行レール３は上部吊子３０のレール走行ローラ３４により前後に移動可能であるが、上部吊子３０はレール走行ローラ３４を備えず走行レール３を直接固定して支持する態様とすることもできる。
【００６０】
また、上記実施形態では、中間ベルトコンベア装置１が備えるガイドローラ１８はフレーム可動部１７の前後に２箇所ずつ配置しているが、１箇所ずつあるいは３箇所ずつ配置する態様とすることもできる。さらに、上記実施形態では、切羽Ｋの発破作業が行われるごとに走行レール３を移動させる態様としているが、複数回の発破作業の後に走行レール３を移動させる態様とすることもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１…中間ベルトコンベア装置
１ａ…中間ベルトコンベア装置前部
１ｂ…中間ベルトコンベア装置後部
２…本体ベルトコンベア装置
３…走行レール
４…走行可動部
１０…ヘッド部
１１…中間ベルト
１２…中間ベルトコンベアフレーム
１３…中間キャリアローラ
１４…吊持部材
１５…走行駆動部取付部材
１６…インパクトローラ
１７…フレーム可動部
１８…ガイドローラ
２０…テールピース台車
２１…本体ベルト
２２…本体ベルトコンベアフレーム
２２…本体キャリアローラ
３０…上部吊子
３１…下部吊子
３２…固定用上部吊子
３３…アンカーボルト
３４…レール走行ローラ
３５…アンカーブラケット
３６…ターンバックル
３７…長孔
３８…ローラチェーン
４１…サドル
４２…電動モータ
４３…走行ローラ
４４…平歯車
４５…スプロケット
Ｃ…クラッシャー
Ｚ…掘削ずり
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内に配置され、トンネルの掘削によって生じる掘削ずりを搬送するずり搬送装置であって、
前記トンネル坑内に敷設される本体ベルトコンベア装置と、
前記本体ベルトコンベア装置の切羽側端部を支持する本体ベルトコンベア支持装置と、
前記トンネル坑内に吊下げ支持される走行レールに沿って移動可能な中間ベルトコンベア装置と、を備え、
前記中間ベルトコンベア装置の坑口側端部には、前記掘削ずりを前記中間ベルトコンベア装置から前記本体ベルトコンベア装置の任意の位置で移載させるヘッド部が設けられていることを特徴とするずり搬送装置。
【請求項２】
前記ヘッド部は、前記掘削ずりが前記本体ベルトコンベア装置へ落下する際の衝撃を緩和する緩衝機構を有する請求項１に記載のずり搬送装置。
【請求項３】
前記緩衝機構は、インパクトローラにより前記本体ベルトコンベア装置のベルトを持ち上げて支持することにより前記本体ベルトコンベア装置へ前記掘削ずりが落下する際の衝撃を緩和する請求項２に記載のずり搬送装置。
【請求項４】
前記中間ベルトコンベア装置のヘッド側先端部は、前記ヘッド部側の先端に近づくに従い下降していく請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のずり搬送装置。
【請求項５】
前記中間ベルトコンベア装置は、前記ヘッド部側に位置する中間ベルトコンベア装置前部と切羽側に位置する中間ベルトコンベア装置後部から構成され、
前記中間ベルトコンベア装置は、中間ベルトコンベア装置前部を前記中間ベルトコンベア装置後部に対して鉛直軸周りに揺動させるフレーム可動部を備える請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のずり搬送装置。
【請求項６】
前記中間ベルトコンベア装置は、前記中間ベルトコンベア装置のベルトを規定走行位置に案内するガイドローラを備える請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載のずり搬送装置。
【請求項７】
請求項１に記載のずり搬送装置を用いた、トンネルの掘削によって生じるずり搬送方法であって、
発破作業の前に前記中間ベルトコンベア装置を坑口側に移動させ、
発破作業の後に前記中間ベルトコンベア装置を切羽側に移動させ、
前記中間ベルトコンベア装置に積載した掘削ずりを前記中間ベルトコンベア装置により坑口側に運搬し、
前記中間ベルトコンベア装置により運搬した掘削ずりを前記ヘッド部を介して前記本体ベルトコンベア装置の任意の位置に移載し、
前記本体ベルトコンベア装置に乗り継がせた掘削ずりを坑外へ搬出することを特徴とするずり搬送方法。
【請求項１】
トンネル内に配置され、トンネルの掘削によって生じる掘削ずりを搬送するずり搬送装置であって、
前記トンネル坑内に敷設される本体ベルトコンベア装置と、
前記本体ベルトコンベア装置の切羽側端部を支持する本体ベルトコンベア支持装置と、
前記トンネル坑内に吊下げ支持される走行レールに沿って移動可能な中間ベルトコンベア装置と、を備え、
前記中間ベルトコンベア装置の坑口側端部には、前記掘削ずりを前記中間ベルトコンベア装置から前記本体ベルトコンベア装置の任意の位置で移載させるヘッド部が設けられていることを特徴とするずり搬送装置。
【請求項２】
前記ヘッド部は、前記掘削ずりが前記本体ベルトコンベア装置へ落下する際の衝撃を緩和する緩衝機構を有する請求項１に記載のずり搬送装置。
【請求項３】
前記緩衝機構は、インパクトローラにより前記本体ベルトコンベア装置のベルトを持ち上げて支持することにより前記本体ベルトコンベア装置へ前記掘削ずりが落下する際の衝撃を緩和する請求項２に記載のずり搬送装置。
【請求項４】
前記中間ベルトコンベア装置のヘッド側先端部は、前記ヘッド部側の先端に近づくに従い下降していく請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のずり搬送装置。
【請求項５】
前記中間ベルトコンベア装置は、前記ヘッド部側に位置する中間ベルトコンベア装置前部と切羽側に位置する中間ベルトコンベア装置後部から構成され、
前記中間ベルトコンベア装置は、中間ベルトコンベア装置前部を前記中間ベルトコンベア装置後部に対して鉛直軸周りに揺動させるフレーム可動部を備える請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のずり搬送装置。
【請求項６】
前記中間ベルトコンベア装置は、前記中間ベルトコンベア装置のベルトを規定走行位置に案内するガイドローラを備える請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載のずり搬送装置。
【請求項７】
請求項１に記載のずり搬送装置を用いた、トンネルの掘削によって生じるずり搬送方法であって、
発破作業の前に前記中間ベルトコンベア装置を坑口側に移動させ、
発破作業の後に前記中間ベルトコンベア装置を切羽側に移動させ、
前記中間ベルトコンベア装置に積載した掘削ずりを前記中間ベルトコンベア装置により坑口側に運搬し、
前記中間ベルトコンベア装置により運搬した掘削ずりを前記ヘッド部を介して前記本体ベルトコンベア装置の任意の位置に移載し、
前記本体ベルトコンベア装置に乗り継がせた掘削ずりを坑外へ搬出することを特徴とするずり搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３６６０９（Ｐ２０１２−３６６０９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６２７１（Ｐ２０１０−１７６２７１）
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９１００４７９１）カジマメカトロエンジニアリング株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９１００４７９１）カジマメカトロエンジニアリング株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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