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使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置
説明

使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置

【課題】トンネル工事等の補助工法において使用された、内部に注入材を含む内容物の詰まった使用済みの鋼管について、比較的手間をかけずに簡単かつ確実に鋼管と内容物とを分離できるようにする。
【解決手段】鋼管を所定位置に保持するとともに、保持された鋼管の軸方向に、装置本体10に対して移動可能である移動台20と、移動台20を移動させる移動手段30と、移動手段による移動台20の移動に伴って、鋼管の円周方向の少なくとも一箇所において鋼管の端部から軸方向に鋼管を切断する鋼管切断手段40と、鋼管切断手段40よりも移動台20の移動方向側に配設され、移動台20の移動に伴って、鋼管切断手段40によって切断された鋼管の切り口に進入して該切り口を押し広げて鋼管を拡大する、鋼管拡大クサビ装置50とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネル工事等の補助工法において地山を補強するために打設され、使用された、内部に注入材を含む内容物の詰まった使用済みの鋼管を、鋼管と内容物とに分離するための装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、トンネル工事の補助工法として行われている長尺先受け工法や長尺切羽補強工法においては、地山内に鋼管を打設し、鋼管内部に注入用配管から薬液(注入材)を注入して地山の補強を行っているが、トンネル掘削に伴って撤去されあるいは掘り出される鋼管と鋼管内部及び周辺に付着した薬液、配管材料などが回収される。
これら回収された混合材は、掘削土砂と分別されて産業廃棄物(鉄・金属と樹脂・薬液などからなる混合廃棄物)として処分されている。
そこで、鋼管をリサイクル資源として活用できるようにするため、次のような提案がなされている。
例えば、特許文献1には、「先端側に設けられる削孔ビットによる削孔に伴って、孔内に進入する地山補強用パイプであって、複数の鋼管を軸方向に接続することで構成され、前記各鋼管の外周面には、軸方向に所定間隔をおいて環状溝が形成されており、前記環状溝で仕切られる領域には、軸方向に延びる少なくとも一つのスリットが形成され、隣接する前記領域に形成されているスリットは、周方向に互いにずれた位置に形成されている、地山補強用パイプ。」が記載されている。
上記特許文献1に記載の発明は、「環状溝で仕切られた領域にスリットを形成している。そのため、打設したパイプを掘削に伴って露出させた後、力を加えることで、環状溝に沿って鋼管を容易に切断することができるため、パイプの撤去を容易に行うことができる。さらに、鋼管内部に注入材を注入した場合、管状溝に沿って鋼管を切断すると同時に、鋼管と硬化した注入材とを容易に分離することができるため、分別回収が可能となる。」という効果を奏するとされる。
また、非特許文献1には、注入材であるシリカレジンが内部に詰まった使用済みの鋼管について、長さ50cmに切断した後、油圧ジャッキを用いたプッシュロッドで鋼管内部のシリカレジンを押し出して分離する、シリカレジン分離装置が記載されている。
【0003】
しかし、特許文献1に記載された発明は、予め鋼管自体に環状溝とスリットを設けるため、鋼管製造上コスト高となるほか、強度の低下を生じやすく、鋼管に大きな力が作用する場合、強度上の問題が生じるおそれがある。
また、非特許文献1に記載のものは、鋼管は切断時等に端部の切り口が変形することが多いことから、プッシュロッドが鋼管内に上手く入り難いために整形切断を余儀なくされたり、押出し不能となる場合が多い等、手間がかかり効率が良くない。鋼管の曲がりや凹凸がひどい場合は注入材が分離できにくい場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−146498号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】「日経コンストラクション」、株式会社日経BPマーケティング、2010年6月25日、p.6−9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記背景技術における問題を考慮してなされたもので、トンネル工事等の補助工法において地山を補強するために打設され、使用された、内部に注入材を含む内容物の詰まった使用済みの鋼管について、比較的手間をかけずに簡単かつ確実に鋼管と内容物とを分離できるようにすることで、分別(分離)作業の能率アップと低コスト化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
(1)トンネル工事等の補助工法において地山を補強するために打設され、使用された、内部に注入材を含む内容物の詰まった使用済みの鋼管を、鋼管と内容物とに分離するための装置であって、
装置本体と、
鋼管を所定位置に保持するとともに、保持された前記鋼管の軸方向に、前記装置本体に対して移動可能である移動台と、
前記移動台を移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動台の移動に伴って、前記鋼管の円周方向の少なくとも一箇所において前記鋼管の端部から軸方向に前記鋼管を切断する鋼管切断手段と、
前記鋼管切断手段よりも前記移動台の移動方向側に配設され、前記移動台の移動に伴って、前記鋼管切断手段によって切断された鋼管の切り口に進入して該切り口を押し広げて鋼管を拡大する、鋼管拡大クサビ装置と、
を備えた、使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置である。
(2)前記鋼管拡大クサビ装置は、その後部に、前記鋼管の内径に適合する断面形状を有し、前記移動台の移動に伴って前記鋼管の内部の内容物を押し出す内容物押出し部を備えてなるものである。
(3)前記移動手段による前記移動台が移動する際、前記鋼管が前記移動台から浮き上がることを防止する鋼管浮き上がり防止手段を備えたものである。
【発明の効果】
【0008】
(1)本発明によれば、鋼管切断手段によって鋼管の端部から軸方向に鋼管が切断されるとともに、鋼管拡大クサビ装置が、切断された鋼管の切り口に進入して該切り口を押し広げ、鋼管を拡径するように拡大変形させるため、鋼管内部に詰まった固化した注入材を含む内容物と鋼管との縁切り(分離)が確実に行われる。これにより、処理後の鋼管を持ち上げて傾けると内容物を鋼管の外へと滑り出させることができる。したがって、比較的手間をかけずに簡単かつ確実に鋼管と内容物とを分離でき、分別作業の能率アップと低コスト化が実現される。
(2)鋼管拡大クサビ装置が、その後部に、鋼管の内径に適合する断面形状を有し、移動台の移動に伴って鋼管の内部の内容物を押し出す内容物押出し部を備えてなる構成により、鋼管拡大クサビ装置が、切断された鋼管の切り口に進入して該切り口を押し広げ、鋼管を拡径するように拡大変形させ、鋼管内部の内容物と鋼管との縁切り(分離)が確実に行われることに加えて、内容物押出し部の鋼管内部への進入が容易に行われ、切り口を押し広げつつ内容物押出し部によって鋼管の内部の内容物が鋼管から押し出され、内容物の押出し分離を円滑に行うことができる。
そして、鋼管拡大クサビ装置は、内容物押出し部を備えた一体的な構成であるから、装置の大型化を招くことなく、メンテナンスも容易である。
(3)鋼管浮き上がり防止手段を備えた構成により、移動台が移動する際、鋼管が移動台から浮き上がることを防止されるため、鋼管切断手段による鋼管の切断や、鋼管の切り口押し広げ、鋼管の内部の注入材の押出し等の動作をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置1を示す側面図である。
【図2】図1A−A線における移動台20を例示する断面(端面)図である。
【図3】使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置1を部分的に示し、(a)は側面(部分断面)図、(b)は(a)のB−B線断面図である。
【図4】使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置1を示すもので、(a)は側面図、(b)は平面図である。
【図5】使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置1を示すもので、(a)は側面図、(b)は平面図である。
【図6】鋼管拡大クサビ装置50の鋼管への進入状態を示すもので(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図7】鋼管拡大クサビ装置50の鋼管への進入状態を示すもので(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図8】鋼管拡大クサビ装置50の斜視図である。
【図9】使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置1の使用方法の説明図を示し、(a)(b)は側面図、(c)は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置1は、装置本体10と、装置本体10に対して移動可能に設けられた移動台20と、装置本体10に設けられた、移動手段30、鋼管切断手段40、鋼管拡大クサビ装置50、及び鋼管浮き上がり防止手段60と、を備えている。
【0011】
<装置本体>
装置本体10は、分別処理装置1の基体を形成する構造体で、移動台20や移動手段30等を配設可能な強度を備えたものであればよく、例えば、H型鋼単体、あるいは溝形鋼、鋼板などを組み合わせた適宜構造部材により構成することができる。本実施形態では長尺のH型鋼を用いた例を示している。装置本体10には、適宜脚部を設けることができる(図示省略)。
【0012】
<移動台>
移動台20は、鋼管を所定位置に保持する空間を備え、保持された鋼管の軸方向に、装置本体10に対して移動可能なように設けられる。本実施形態では、装置本体10の長手方向にスライド可能なように、装置本体10のH型鋼に組み合わされたスライドケースとして構成されている。
移動台20は、図2,図3に示すように、装置本体10の上面に載る底部21と、底部21の両側に設けられた側壁部22,22と、各側壁部22,22から部分的に垂下した下方側壁部23,23と、下方側壁部23,23に連設されたぶれ止め板24,24を備えている。底部21と各側壁22,22とによって形成される空間内に、処理すべき鋼管が載置、保持される。ぶれ止め板24,24は、移動台20の長手方向の複数箇所において、H型鋼の凹部に入り込むように設けられており、移動台20が移動する際の左右水平方向へのブレを防止するものである。
図3に示すように、移動台20の一方端部(移動台20の後退移動側端部)には、左右の側壁22,22同士を連結する端部板25(斜め格子線で表示)が設けられており、端部板25の中央には、鋼管の内径にほぼ相当する切欠部26が設けられている。端部板25に、処理すべき鋼管の一方端部が当接して保持され、作業を進められることになる。
【0013】
処理すべき鋼管は、通常、両端部の切断切り口が真円ではなくつぶれて変形していたり、鋼管自体がやや曲がっていることもある。このような鋼管を所定の位置にセットして装置の動作を円滑になし得るようにするため、移動台20には、鋼管の中心(軸心)位置が所定位置となるようにするための支持装置が設けられている。
すなわち、図2に示すように、移動台20の底部21の移動方向を中心線とする両サイドには、処理すべき鋼管の外周面に当接可能な支持部材27,27が設けられており、この支持部材27,27が、少なくとも鋼管の軸線方向を中心線とする左右両サイド(やや下方の左右両サイド)の2箇所において鋼管の外周面に当接するため、処理すべき鋼管は、移動台20上の所定位置に載置され、かつ左右方向へのぶれが防止される。
支持部材27,27としては、例えば、図2の(a)に示す等辺山形鋼、(b)に示す特殊形状座金等を移動台20の底部21の長手方向に設けたり、(c)に示すようなローラーを移動台20の底部21の長手方向に複数箇所設けることにより、構成することができる。
【0014】
<移動手段>
移動手段30は、処理すべき鋼管が保持された移動台20を、保持された鋼管の軸方向に、移動させる手段である。移動手段30としては、例えば、電動ウインチ、油圧ジャッキ等が用いられる。
電動ウインチによる牽引方式により、移動台20を前進移動させる装置例を図1、図3に示す。この例では、電動ウインチ30aのワイヤロープ(又はチェーン)30bの先端部を移動台20の端部板25の孔部28の両サイドに固定し、電動ウインチ30aの牽引により、移動台20を前進移動させる。
油圧ジャッキによる推進方式により、移動台20を前進移動させる装置例を図4に示す。この例では、油圧ジャッキ30cのプッシュロッド30dの先端を移動台20の端部板25に固定し、プッシュロッド30dの推進により、移動台20(斜線ハッチングで表示)を前進移動させる。
油圧ジャッキによる牽引方式により、移動台20を前進移動させる装置例を図5に示す。この例では、油圧ジャッキ30cのプッシュロッド30dの先端を移動台20の移動方向先端側の端部に固定し、プッシュロッド30dの牽引により、移動台20(斜線ハッチングで表示)を前進移動させる。
【0015】
<鋼管切断手段>
鋼管切断手段40は、移動手段30による移動台20の移動に伴って、移動台20に保持された処理すべき鋼管の円周方向の少なくとも一箇所において鋼管の端部から軸方向に鋼管を切断するものである。鋼管切断手段40としては、例えば、STK鋼管カッター(回転カッター)が用いられる。本実施形態における前記各装置では、電動の回転カッターを使用した例を示している。処理すべき鋼管の材質によって、切断刃の材質が選択される。
【0016】
<鋼管拡大クサビ装置>
鋼管拡大クサビ装置50は、鋼管切断手段40よりも移動台20の移動方向側(前進方向側)の、鋼管切断手段40により切断された切断線の延長線上に配設され、移動台20の移動に伴って、鋼管切断手段40によって切断された鋼管の切り口に進入して該切り口を押し広げて鋼管を拡大するものである。装置本体10に設けた適宜の支持フレーム51に固定されている。
鋼管拡大クサビ装置50の、鋼管への進入状態を図6に示す。
鋼管拡大クサビ装置50は、例えば、鋼管の切り口に進入しやすいように、平面視先端に向けて先細の形状であり、また、内容物である注入材との接触を少なくするためには断面視鋼管の軸心方向に向けて先細の形状とすることができる。
【0017】
また、鋼管拡大クサビ装置50は、図7、図8に示すように、その後部に、鋼管の内径に適合する断面形状を有し、移動台20の移動に伴って鋼管の内部の内容物を押し出す内容物押出し部55を備えてなる構成を採用することができる。
内容物押出し部55を備えた鋼管拡大クサビ装置50の内容物押出し部55の断面形状(最大部における断面部)は、鋼管の内径に適合する大きさの円形であり、通常、鋼管の内径よりより僅かに小さい。鋼管拡大クサビ装置50の先端部から、内容物押出し部55の断面形状(最大部における断面部)までの形状は特に限定されるものではないが、例えば、図8に示すように、鋼管拡大クサビ装置50の先端部から、内容物押出し部55の断面形状(最大部における断面部)に向けてその断面積が徐々に増加するような傾斜面56として形成することができる。
【0018】
<鋼管浮き上がり防止手段>
鋼管浮き上がり防止手段60は、移動台20が移動する際、移動台20に載置された処理すべき鋼管が移動台20から浮き上がることを防止するために設けられている。
鋼管浮き上がり防止手段60は、図3に示すように、移動台20の底部21と各側壁22,22とによって形成される空間の上方に位置するように配設されており、例えば、装置本体10に固定された支持フレーム61に、移動台20の移動方向と直交する方向にローラー62の軸心が向くように設けられる。鋼管浮き上がり防止手段60は、鋼管切断手段40を挟んでその前後に夫々少なくとも1箇所設けるのが好ましい。これにより、鋼管の切断と鋼管クサビ拡大を確実に行うことができる。
【0019】
<使用方法>
図1に示す分別処理装置を用いた使用方法を図9を参照して説明する。
先ず図9(a)に示す状態で、適宜長さに切断された鋼管を、その一方端部が端部板25に当接するように、移動台20の底部21に載置し、保持させる。
次いで、移動手段30動作させて、図9の矢印方向(右方向)である鋼管の軸方向に移動台20を前進移動させる。
そして、鋼管切断手段40を、鋼管の端部に当てつつ、移動台20をさらに前進移動させる。これにより、鋼管には、軸方向に直線状の切り口が形成される。
移動台20はさらに前進すると、図9(b)(c)に示す位置へと進み、鋼管切断手段40によって切断された鋼管の切り口に鋼管拡大クサビ装置50が進入して該切り口を押し広げて鋼管を拡大変形させる。これにより、鋼管内部に詰まった固化した内容物と鋼管との縁切り(分離)が行われる。処理後の鋼管を持ち上げて傾けると内容物を鋼管の外へと滑り出させることができる。
【0020】
鋼管拡大クサビ装置50がその後部に内容物押出し部55を備えてなる場合においては、鋼管拡大クサビ装置50が、切断された鋼管の切り口に進入して該切り口を押し広げ、鋼管を拡径するように拡大変形させ、鋼管内部の内容物と鋼管との縁切りを行うとともに、移動台20の移動に伴って、内容物押出し部55が鋼管内部へ進入し、内容物押出し部55によって鋼管の内部の内容物は押され、移動台20の端部板に設けた切欠部26から排出される。
【0021】
<その他>
以上説明した使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置1では、鋼管の切断部位は鋼管の円周の上部の1箇所として構成されている例を示したが、鋼管の切断部位は、鋼管の円周方向の複数箇所において、切断装置により切断することも可能である。例えば、鋼管の円周の上下方向2箇所や、左右方向2箇所において切断するといった構成を採用することもできる。
本分別装置は、鏡ボルト鋼管及びAGF工法等の撤去鋼管について適用することができる。
また、シリカレジン系、セメント系な、ウレタン系など注入材の種類を問わず固化した注入材を含む内容物と鋼管との分離が可能である。
【符号の説明】
【0022】
1 使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置
10 装置本体
20 移動台
30 移動手段
40 鋼管切断手段
50 鋼管拡大クサビ装置
55 内容物押出し部
60 鋼管浮き上がり防止手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネル工事等の補助工法において地山を補強するために打設され、使用された、内部に注入材を含む内容物の詰まった使用済みの鋼管を、鋼管と内容物とに分離するための装置であって、
装置本体と、
鋼管を所定位置に保持するとともに、保持された前記鋼管の軸方向に、前記装置本体に対して移動可能である移動台と、
前記移動台を移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動台の移動に伴って、前記鋼管の円周方向の少なくとも一箇所において前記鋼管の端部から軸方向に前記鋼管を切断する鋼管切断手段と、
前記鋼管切断手段よりも前記移動台の移動方向側に配設され、前記移動台の移動に伴って、前記鋼管切断手段によって切断された鋼管の切り口に進入して該切り口を押し広げて鋼管を拡大する、鋼管拡大クサビ装置と、
を備えた、使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置。
【請求項2】
前記鋼管拡大クサビ装置は、その後部に、前記鋼管の内径に適合する断面形状を有し、前記移動台の移動に伴って前記鋼管の内部の内容物を押し出す内容物押出し部を備えてなる、請求項1に記載の使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置。
【請求項3】
前記移動手段による前記移動台が移動する際、前記鋼管が前記移動台から浮き上がることを防止する鋼管浮き上がり防止手段を備えた、請求項1又は2に記載の使用済み補助工法用鋼管の分別処理装置。

【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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【図9】
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