集土揚重装置、及び集土揚重装置を用いたエレメント推進工法
【課題】 トンネル坑内やエレメント内などの狭隘な空間において、掘削して落とした足元の土砂を自動で掻き集めてベルトコンベアなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重することができる集土揚重装置、及びその集土揚重装置を用いたエレメント推進工法を提供すること。
【解決手段】 狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置１において、本体フレーム１０の底板１１を、掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置し、この底板１１に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段２０を備え、底板１１の掘進方向後端付近に、土砂を落下させる開口部１１ａを設ける。
【解決手段】 狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置１において、本体フレーム１０の底板１１を、掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置し、この底板１１に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段２０を備え、底板１１の掘進方向後端付近に、土砂を落下させる開口部１１ａを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法に関し、より詳しくは、人力で掘削を行うエレメント推進工法の排土に用いられる集土揚重装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道や道路などの地上の路線施設と立体交差するアンダーパス（配管や通信ケーブルなどのライフライン敷設のためスペースや、道路、鉄道などの地下通路を指す。以下同じ）を非開削方式で構築するアンダーパスの構築方法として、アンダーパス本体の掘削に先立って、長尺な角形鋼管等からなるエレメント（函体）をアンダーパスとなる空間の輪郭に沿って周囲を覆うように貫入・連設し、アンダーパス上方の地上施設を防護しつつ、アンダーパスを構築するエレメント推進工法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、このエレメント推進工法の１つとして、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法も知られている（例えば、特許文献２〜４）。このＨＥＰ＆ＪＥＳ工法は、路線施設の両脇にアンダーパスの発進立坑及び到達立坑を掘削し、残った路線施設下の地山に水平ボーリングにより基準となる横穴を穿孔し、この横穴を用いて地山の到達立坑側の土留めに設置した牽引ジャッキによりＰＣ鋼より線等で緊結されたＪＥＳ継手を有する覆工エレメントを牽引することで掘削の反力をアンダーパスを構築する地山から得つつ、複数の覆工エレメントを長手方向に順次連結延長しながら横方向（略水平方向）に貫入して行き、発進立坑から到達立坑までエレメント内を掘削・穿孔し、隣接配置する覆工エレメント列（複数の覆工エレメントが長手方向に連結されたもの）同士を特定形状のＪＥＳ継手で係合させることで、アンダーパスとなる空間の輪郭沿いにコの字状又はロの字状或いはアーチ状などの地上の路線施設の防護に耐え得る形状に配列し、前記ＪＥＳ継手周囲にグラウト材を注入すると共にエレメント内にコンクリートを打設して、ＪＥＳ継手とエレメントに引張力を負担させ、コンクリートに圧縮力を負担させることで防護材である覆工エレメントをそのまま周囲の土圧等に対抗する構造躯体として利用し、この構造躯体の構内を掘削することでアンダーパスを構築する工法である。
【０００４】
このＨＥＰ＆ＪＥＳ工法では、路線施設の地下に岩石などの障害物が存在する場合は、掘削機での掘削が困難であり、その場合は、貫入するエレメントの先端となる刃口エレメント内に作業員が入り込んでスコップなどを使って人力で掘削することが行われている。しかし、エレメント内は、狭隘な空間であり、作業性が悪いという問題点がある。特に、掘削土砂の排土手段としては、一般的にベルトコンベアやズリトロと呼ばれる牽引用のロープが前後両端に付けられた台車などが用いられるが、しゃがんで作業しなければならない狭隘な空間では、掘削して足元に落とした土砂を振り返りながらベルトコンベアやズリトロなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重することが重労働であり、作業効率や施工スピードの悪化の原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０１−２７８６８９号公報
【特許文献２】特開平０８−３１９７９２号公報
【特許文献３】特開平１１−２４７５７９号公報
【特許文献４】特開２０００−１２０３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明は、前記従来の技術の問題を解決し、トンネル坑内やエレメント内などの狭隘な空間において、掘削して落とした足元の土砂を自動で掻き集めてベルトコンベアなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重することができる集土揚重装置、及び集土揚重装置を用いたエレメント推進工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置であって、掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置された底板と、この底板に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段と、を備え、前記底板には、掘進方向後端付近に土砂を落下させる開口部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の集土揚重装置において、前記押圧手段は、無端状体と、この無端状体に立設された押圧部材と、前記無端状体を回転可能に張架する複数の張架回転体と、前記無端状体を回転駆動する駆動手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の集土揚重装置において、前記底板の開口部は、前記無端状体の外側、且つ、前記張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、掘進方向最後端に位置する張架回転体に沿って前記無端状体を鋭角に折り返すように配置されており、前記底板の開口部は、この掘進方向最後端に位置する張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、切羽面に対する投影面積において前記無端状体の掘進方向前端側が最も幅広くなるよう配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、地上施設の地下にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法において、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の集土揚重装置を用いて、掘削した土砂を掻き集めると共に、排土手段で搬送可能な高さまで揚重することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載のエレメント推進工法において、前記排土手段は、ベルトコンベアであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置であって、掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置された底板と、この底板に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段と、を備え、前記底板には、掘進方向後端付近に土砂を落下させる開口部が設けられているので、人力では重労働であった狭隘な空間における集土揚重作業（掘削して落とした足元の土砂を掻き集めてベルトコンベアなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重する作業）を集土揚重装置により機械化して自動で行えるため、掘削・排土作業の作業効率、及び施工スピードが向上する。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の集土揚重装置において、前記押圧手段は、無端状体と、この無端状体に立設された押圧部材と、前記無端状体を回転可能に張架する複数の張架回転体と、前記無端状体を回転駆動する駆動手段と、を有するので、前記効果に加え、駆動手段で無端状体を回転駆動することにより、そこに立設された押圧部材で連続して掘削土砂を押圧し続けることができ、集土揚重作業を連続して行えるため、掘削・排土作業の作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の集土揚重装置において、前記底板の開口部は、前記無端状体の外側、且つ、前記張架回転体の近傍に設けられているので、前記効果に加え、掘削土砂の開口部からの落下率が向上し、作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、掘進方向最後端に位置する張架回転体に沿って前記無端状体を鋭角に折り返すように配置されており、前記底板の開口部は、この掘進方向最後端に位置する張架回転体の近傍に設けられているので、前記効果に加え、更に掘削土砂の開口部からの落下率が向上し、掘削土砂が粘土層などの粘着質の土砂であっても対応することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２ないし４のいずれかに記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、切羽面に対する投影面積において前記無端状体の掘進方向前端側が最も幅広くなるよう配置されているので、前記効果に加え、切羽面から切り崩した土砂を効率よく集めることができる。そのため、更に作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、地上施設の地下にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法において、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の集土揚重装置を用いて、掘削した土砂を掻き集めると共に、排土手段で搬送可能な高さまで揚重するので、エレメント推進工法において、前記作用効果を発揮することがき、エレメント推進工法の作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載のエレメント推進工法において、前記排土手段は、ベルトコンベアであるので、前記効果に加え、エレメント推進工法における排土作業を完全に自動で行え、更にエレメント推進工法の作業効率、及び施工スピードが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のエレメント推進工法の一例として示すＨＥＰ＆ＪＥＳ工法の説明図である。
【図２】覆工エレメントのＪＥＳ継手部分を示す部分拡大断面図である。
【図３】ギャザリング装置を刃口エレメント内に設置した状態で示す平面図である。
【図４】同上のギャザリング装置の透視右側面図である。
【図５】同上のギャザリング装置の掘進方向前方から見た正面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
（ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法）
先ず、エレメント推進工法について図１を用いて説明する。
なお、本発明に係るエレメント推進工法の実施例として、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法(High Speed Element Pull & Jointed Element Structure)により、地上施設（路線施設）である線路ＡＧの下に立体交差する略水平な構造躯体であるアンダーパスＵＰを構築する場合で説明する。
【００２４】
事前準備として、線路ＡＧや隣地の崩壊を防ぐため、図１に示すように、アンダーパスＵＰを構築する箇所の線路ＡＧの両側に沿って２列ずつ鋼製矢板（シートパイル）などの土留め部材ＳＰをバイブロハンマ等で地中に貫入させる。そして、その土留め部材ＳＰの間を掘削して、線路ＡＧの両脇に、覆工エレメントｅの貫入開始側となる発進立坑ｈ１及び覆工エレメントｅの貫入到達端側となる到達立坑ｈ２をそれぞれ掘削する。勿論、周辺の状況、地盤の土質、地下水の状態により土留め部材ＳＰを設置する必要がない場合は、適切な法面をとって掘削すればよい。この発進立坑ｈ１は、覆工エレメントｅの搬入・接続作業等の作業スペースとなり、到達立坑ｈ２は、前述の牽引手段の設置スペースとなる。次に、水平ボーリングマシーンで水平ボーリングを行って、牽引ケーブルＣａを挿通するための横孔を穿孔する。そして、発進立坑ｈ１には、覆工エレメントｅを水平に載置するための架台が、到達立坑ｈ２には、覆工エレメントｅを牽引する牽引装置ＰＭがそれぞれ組み立てられる。
【００２５】
牽引ケーブルＣａは、貫入する覆工エレメントｅの先端（掘進方向前端）となる刃口エレメントｅ’に図示しないクランプを介して連結され、牽引装置ＰＭで刃口エレメントｅ’を牽引しながら刃口エレメントｅ’内部を作業員が人力で掘り進み、順次覆工エレメントｅを長手方向に接続して行き、覆工エレメントｅで覆工して坑壁崩落を防護しながら最終的に発進立坑ｈ１から到達立坑ｈ２まで貫通する孔を穿孔し、エレメント列を地中に完成させる。また、刃口エレメントｅ’内で掘り崩した掘削土砂は、排土手段であるベルトコンベアＢで発進立坑ｈ１に搬送されて廃棄される。
【００２６】
このように、１つのエレメント列が完成すると、隣接するエレメント列を同様に設置して行き、このエレメント列を中空矩形状に配列したエレメント構造体を構築する。このとき、エレメント列同士は、長手方向全長に亘って延在する断面略Ｃ字状のＪＥＳ継手で係合させてエレメント列間で引張力の伝達が可能なように構成する。また、エレメント構造体は、各辺など、所定区間毎に適宜覆工エレメント列内に中詰めコンクリートを打設すると共に、ＪＥＳ継手にグラウト材などを注入し、アンダーパスＵＰの構造躯体を完成させる。そして、アンダーパスＵＰの構造躯体内部をバックホーなどの掘削重機等で掘削してアンダーパスＵＰを完成させる。
【００２７】
（ＪＥＳ継手）
次に、ＪＥＳ継手について図２を用いて説明する。
図２に示すように、ＪＥＳ継手は、断面略Ｃ字状の継手であり、これらが互い係合し、その長手方向端部からグラウト材が注入されて、グラウト材が硬化することで、エレメント列間における引張力やせん断力が伝達可能となる。用いられるグラウト材は、構造設計に応じた所定の硬化強度（圧縮強度、付着強度等）と、ＪＥＳ継手の空隙部分を満たすことができる流動性及び低収縮性を有する材料であればよいが、一般的には、無収縮モルタルやエポキシ系樹脂などが用いられている。図示するように、覆工エレメントｅの外部には、地山への貫入前に予め、防錆のため防錆シートＢＳを貼着したり、グラウト材の漏出防止のためグラウト漏出防止鋼板ＧＴを取り付けたりするとよい。また、覆工エレメントｅの内部には、グラウト漏出防止のためにシリコン系や変成シリコン系などのシーリング材Ｓでシーリングを施したり、又はアスファルト系シーリング材を硬化剤と共に吹き付けたりする（図示せず）と好ましい（例えば、特開２００７−２３６２２号公報に記載の工法などでシーリング及びグラウトを施工する）。なお、Ｐは発泡樹脂からなるバックアップ材（パッキン材）を示す。
【００２８】
以上のように、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法を例に挙げてエレメント推進工法を説明したが、背景技術で述べたように、人力で掘削するエレメント推進工法では、作業員がしゃがんだ姿勢のまま、牽引により刃口エレメントｅ’内に進入てくる土塊をスコップ等で削り落とし、その落とした足元の土砂を掻き集めてベルトコンベアやズリトロなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重する作業（以下、集土揚重作業という）が、エレメントという狭隘な空間内における、しゃがんだ姿勢のままで振り返りながら重いものを揚重するという重労働のため、全工程のネックとなって作業効率や施工スピードの悪化の原因となっていた。
そこで、本発明は、この集土揚重作業を後述の集土揚重装置（ギャザリング装置）で機械化して自動で行うことでトンネルやエレメント内の掘削などの横方向に狭隘な空間を掘り進んで行く際の掘進・排土作業の作業効率や施工スピードを向上させるというものである。
【実施例】
【００２９】
（集土揚重装置）
次に、本発明の実施例に係る集土揚重装置であるギャザリング装置について図３〜図５を用いて説明する。
図３は、ギャザリング装置１を前述の刃口エレメントｅ’に搭載した状態で示す平面図で、刃口エレメントｅ’は水平断面で表しており、図４は、ギャザリング装置１の外側板の右側板を（外した）一部透視した状態で示すギャザリング装置１の部分透視右側面図であり、図５は、実験施設において実施例に係るギャザリング装置の試作機を掘進方向で進む方向から見た正面写真である。
【００３０】
図示するギャザリング装置１は、装置全体の基体となる本体フレーム１０と、押圧手段２０と、から主に構成され、この本体フレーム１０は、図３に示すように、作業員が入るスペースとして平面視で略矩形状に中空となった概略５角形状となっており、掘進方向後端側（図５に示すように、掘進方向の進む方を前、その反対を後と呼ぶ、以下同じ）が高くなるよう傾斜して配置された底板１１と、この底板１１に垂直に立設された内側板１２及び外側板１３と、これら内側板１２及び外側板１３の上部後側を覆う天板１４と、内側板１２及び外側板１３の上部前側を覆う防護ネット１５ａ，１５ｂ，１５ｃなどから構成されている。
【００３１】
この底板１１には、掘進方向後端付近に開口部１１ａが設けられている。この開口部１１ａは、図４に示すように、排土手段であるベルトコンベアＢで搬送可能な高さである所定の高さＸに開口しており、後述の押圧手段２０により、底板１１に沿って掘削土砂を押圧して搬送して行き、この開口部１１ａから落下させることで、掘削土砂を搬送・揚重することができるようになっている。
なお、所定の高さＸは、使用するベルトコンベアの高さに依存するが、本実施例では２９０ｍｍ程度である。
【００３２】
また、図４に示すように、外側板１３の前側が開放されており、刃口エレメントｅ’が牽引されて前進することで地中に刃口エレメントｅ’が貫入され、地中の土砂がギャザリング装置１の開放された前側から入ってくることにより、押圧手段２０で土砂を押圧可能となっている。反対に、内側板１２は、作業員が入るスペース側となるため、安全上全て塞がれており、作業員の出入の動線となっている後側も安全上大部分が天板１４で覆われている。
【００３３】
そして、ギャザリング装置１の前側は、作業員が土塊を切り崩すことで、上方から落下する土砂を通過可能とすると共に、作業員が押圧手段２０に巻き込まないようにするために防護ネット１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設置されている。
【００３４】
押圧手段２０は、張架回転体として本体フレーム１０に回転自在に軸支された５つの張架ギア２１〜２５と、これらの５つの張架ギア２１〜２５に張架された無端状体であるチェーン２６，２７と、この２本のチェーン２６，２７に立設された押圧部材である複数の押圧板２８と、これらを回転駆動させる駆動手段３０などから構成されている。
【００３５】
５つの張架ギア２１〜２５は、その回転軸が、傾斜する本体フレーム１０の底板１１に垂直に軸支されており、チェーン２６，２７は、これら５つの張架ギア２１〜２５に上下２段に重なって張架されており、押圧板２８は、この２本のチェーン２６，２７に跨り、チェーンの長さ方向における所定間隔Ａ（本実施例では、６３５ｍｍ程度）毎に固着されている（図３参照）。なお、図中チェーン２６，２７は、他の部分が見えなくなるため、部分的にのみ記載して他は一点鎖線で表記している。
【００３６】
駆動手段３０は、駆動モータ３１と、この駆動モータ３１の駆動力を伝達する駆動チェーン３２を有し、この駆動チェーン３２に、最後端に位置する張架ギア２４が連結されており、張架ギア２４がチェーン２６，２７を回転させる駆動ギア２４となっている。
【００３７】
（集土揚重装置の動作）
次に、ギャザリング装置１の動作について、図３及び図４を用いて前記ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法の刃口エレメントｅ’にギャザリング装置１を搭載した場合で説明する。
先ず、刃口エレメントｅ’内に搭載されたギャザリング装置１では、牽引装置ＰＭで刃口エレメントｅ’が牽引されることにより、ビットで地中から切り取られた土塊が、相対的にギャザリング装置１に押圧されてくる。この土塊を作業員がスコップなどで切り崩して行くと、土砂が、防護ネット１５ａ，１５ｂ，１５ｃを通過して本体フレーム１０の前側に落下して行く。すると、駆動モータ３１の駆動力で駆動ギア２４を介してチェーン２６，２７が回転しているので、これに立設された複数の押圧板２８も本体フレーム１０に沿って図３の矢印方向に回転しており、落下した土砂がこの押圧板２８に押圧され、本体フレーム１０の底板１１に沿って徐々に上昇しながら図３の矢印方向に搬送されて行き、開口部１１ａからその下のベルトコンベアＢ上に落下して刃口エレメントｅ’から発進立坑ｈ１へ搬出されて行く。
【００３８】
以上のように、本実施例に係るギャザリング装置１によれば、開口部１１ａの下方にベルトコンベアＢを設置しておけば、掘削した土砂を刃口エレメントｅ’及び覆工エレメントｅを通過して、機械により自動で切羽面から発進立坑ｈ１まで搬送することができる。このため、掘進・排土作業の作業効率や施工スピードを格段に向上させることができる。
【００３９】
また、底板１１の開口部１１ａが最後端に位置する張架ギア２４の近傍に設けられ、この張架ギア２４でチェーン２６，２７が鋭角に折り返すようになっているので、換言すると、張架ギア２３，２４，２５の配置が、平面視で、張架ギア２４を頂点とする頂角が鋭角な三角形状に配置されているので、押圧板２８が張架ギア２４の通過時に急激に方向転換することとなり、この押圧板２８に押圧されてきた土塊が、張架ギア２４の近傍に設けられた開口部１１ａで落下し易くなる。そのため、土砂の開口部１１ａからの落下率が向上し、掘削する土砂が粘土層などの粘着質の土砂であっても対応することができる。
【００４０】
その上、張架ギア２４は、駆動チェーン３２で駆動モータ３１と連結された駆動ギアでもあるので、駆動モータ３１の振動が搬送する土塊に伝わって、より開口部１１ａからの落下率が向上するようになっている。
【００４１】
また、本体フレーム１０が平面視で概略５角形状、即ち、複数の張架ギアが５角形の各頂点の位置に配置され、張架ギア同士の間隔において、掘進方向前側となる張架ギア２１，２２の間隔が他の間隔のうち一番広く、且つ、切羽面となる刃口エレメントｅ’の前端に沿って平行に配置されているので、チェーン２６，２７で押圧板２８を回動させる距離における土砂と接する間隔の占める割合が多くなり、作業員が切り崩した土砂を効率よく後側へ搬送して行くことができる。しかし、土砂を効率よく集めるという点においては、５角形の底辺が切羽面と平行となるよう配置することに限られず、３角形やその他の多角形でもよく、切羽面と多少平行でなくてもよいことは明らかである。要するに、切羽面に対する投影面積において張架ギアの前端側が最も幅広くなるよう配置されていればよい。
【００４２】
更に、本実施例に係るギャザリング装置１によれば、図３に示すように、５つの張架ギアのうち、最後端に配置された張架ギア２４（駆動ギア２４）が、掘進方向に向いて、本体フレーム１０の中心から少し右側に片寄って配置され、その近傍に開口部１１ａが設けられているので、排土手段であるベルトコンベアＢも右側に寄せて配置することができる。そのため、狭い覆工エレメントｅ内において、ベルトコンベアＢを設置したまま、作業員が切羽面と発進立坑ｈ１（図１参照）との間を往来することができ、トラブルが発生した場合であっても、ベルトコンベアＢを出し入れする必要がなくなり、作業効率がより一層向上する。
【００４３】
以上のように、この発明の一実施の形態に係る集土揚重装置、及び、それを用いたエレメント推進工法を、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法により正面視で矩形中空状の略水平なアンダーパスの構造躯体を構築する場合で説明したが、勿論、構築する構造躯体は、例として挙げた水平な矩形状のものに限られず、アーチ状や環状など設計に応じた様々な形状の構造躯体に適用可能であることは云うまでもない。また、覆工エレメントの断面形状も扇形など構築するエレメント構造体の形状に合わせた所定の形状とすることができる。
【００４４】
そして、エレメント推進工法の１つとしてＨＥＰ＆ＪＥＳ工法を例に挙げて説明したが、発進立坑から押圧ジャッキにより押圧して覆工エレメントを推進するエレメント推進工法にも適用することができることは勿論である。また、本発明の集土揚重装置は、前述のようにＨＥＰ＆ＪＥＳ工法を始めとするエレメント推進工法に特に適しているが、トンネルの掘削現場などの狭隘な空間を横方向（略水平方向であるが、通常のベルトコンベアで排土作業ができる程度の傾斜した方向を含む。）に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する集土揚重作業全般に適しており、掘削・排土作業の作業効率、及び施工スピードが向上することは明らかである。また、牽引手段、排土手段などは、一例を示したものであり、特許請求の範囲に記載した範囲内で従来の手段や装置等と置換可能であることは云うまでもない。また、図で示した、形状等もあくまでも一例を挙げたものであり、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１ ギャザリング装置（集土揚重装置）
１０ 本体フレーム
１１ 底板
１１ａ 開口部
２０ 押圧手段
２１〜２５ 張架ギア（張架回転体）
２４ 駆動ギア（駆動手段）
２６，２７ チェーン（無端状体）
２８ 押圧板（押圧部材）
３０ 駆動手段
３１ 駆動モータ
３２ 駆動チェーン（駆動手段）
ｅ 覆工エレメント
ｅ’ 刃口エレメント
Ｂ ベルトコンベア
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法に関し、より詳しくは、人力で掘削を行うエレメント推進工法の排土に用いられる集土揚重装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道や道路などの地上の路線施設と立体交差するアンダーパス（配管や通信ケーブルなどのライフライン敷設のためスペースや、道路、鉄道などの地下通路を指す。以下同じ）を非開削方式で構築するアンダーパスの構築方法として、アンダーパス本体の掘削に先立って、長尺な角形鋼管等からなるエレメント（函体）をアンダーパスとなる空間の輪郭に沿って周囲を覆うように貫入・連設し、アンダーパス上方の地上施設を防護しつつ、アンダーパスを構築するエレメント推進工法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、このエレメント推進工法の１つとして、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法も知られている（例えば、特許文献２〜４）。このＨＥＰ＆ＪＥＳ工法は、路線施設の両脇にアンダーパスの発進立坑及び到達立坑を掘削し、残った路線施設下の地山に水平ボーリングにより基準となる横穴を穿孔し、この横穴を用いて地山の到達立坑側の土留めに設置した牽引ジャッキによりＰＣ鋼より線等で緊結されたＪＥＳ継手を有する覆工エレメントを牽引することで掘削の反力をアンダーパスを構築する地山から得つつ、複数の覆工エレメントを長手方向に順次連結延長しながら横方向（略水平方向）に貫入して行き、発進立坑から到達立坑までエレメント内を掘削・穿孔し、隣接配置する覆工エレメント列（複数の覆工エレメントが長手方向に連結されたもの）同士を特定形状のＪＥＳ継手で係合させることで、アンダーパスとなる空間の輪郭沿いにコの字状又はロの字状或いはアーチ状などの地上の路線施設の防護に耐え得る形状に配列し、前記ＪＥＳ継手周囲にグラウト材を注入すると共にエレメント内にコンクリートを打設して、ＪＥＳ継手とエレメントに引張力を負担させ、コンクリートに圧縮力を負担させることで防護材である覆工エレメントをそのまま周囲の土圧等に対抗する構造躯体として利用し、この構造躯体の構内を掘削することでアンダーパスを構築する工法である。
【０００４】
このＨＥＰ＆ＪＥＳ工法では、路線施設の地下に岩石などの障害物が存在する場合は、掘削機での掘削が困難であり、その場合は、貫入するエレメントの先端となる刃口エレメント内に作業員が入り込んでスコップなどを使って人力で掘削することが行われている。しかし、エレメント内は、狭隘な空間であり、作業性が悪いという問題点がある。特に、掘削土砂の排土手段としては、一般的にベルトコンベアやズリトロと呼ばれる牽引用のロープが前後両端に付けられた台車などが用いられるが、しゃがんで作業しなければならない狭隘な空間では、掘削して足元に落とした土砂を振り返りながらベルトコンベアやズリトロなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重することが重労働であり、作業効率や施工スピードの悪化の原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０１−２７８６８９号公報
【特許文献２】特開平０８−３１９７９２号公報
【特許文献３】特開平１１−２４７５７９号公報
【特許文献４】特開２０００−１２０３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明は、前記従来の技術の問題を解決し、トンネル坑内やエレメント内などの狭隘な空間において、掘削して落とした足元の土砂を自動で掻き集めてベルトコンベアなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重することができる集土揚重装置、及び集土揚重装置を用いたエレメント推進工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置であって、掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置された底板と、この底板に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段と、を備え、前記底板には、掘進方向後端付近に土砂を落下させる開口部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の集土揚重装置において、前記押圧手段は、無端状体と、この無端状体に立設された押圧部材と、前記無端状体を回転可能に張架する複数の張架回転体と、前記無端状体を回転駆動する駆動手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の集土揚重装置において、前記底板の開口部は、前記無端状体の外側、且つ、前記張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、掘進方向最後端に位置する張架回転体に沿って前記無端状体を鋭角に折り返すように配置されており、前記底板の開口部は、この掘進方向最後端に位置する張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、切羽面に対する投影面積において前記無端状体の掘進方向前端側が最も幅広くなるよう配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、地上施設の地下にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法において、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の集土揚重装置を用いて、掘削した土砂を掻き集めると共に、排土手段で搬送可能な高さまで揚重することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載のエレメント推進工法において、前記排土手段は、ベルトコンベアであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置であって、掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置された底板と、この底板に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段と、を備え、前記底板には、掘進方向後端付近に土砂を落下させる開口部が設けられているので、人力では重労働であった狭隘な空間における集土揚重作業（掘削して落とした足元の土砂を掻き集めてベルトコンベアなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重する作業）を集土揚重装置により機械化して自動で行えるため、掘削・排土作業の作業効率、及び施工スピードが向上する。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の集土揚重装置において、前記押圧手段は、無端状体と、この無端状体に立設された押圧部材と、前記無端状体を回転可能に張架する複数の張架回転体と、前記無端状体を回転駆動する駆動手段と、を有するので、前記効果に加え、駆動手段で無端状体を回転駆動することにより、そこに立設された押圧部材で連続して掘削土砂を押圧し続けることができ、集土揚重作業を連続して行えるため、掘削・排土作業の作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の集土揚重装置において、前記底板の開口部は、前記無端状体の外側、且つ、前記張架回転体の近傍に設けられているので、前記効果に加え、掘削土砂の開口部からの落下率が向上し、作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、掘進方向最後端に位置する張架回転体に沿って前記無端状体を鋭角に折り返すように配置されており、前記底板の開口部は、この掘進方向最後端に位置する張架回転体の近傍に設けられているので、前記効果に加え、更に掘削土砂の開口部からの落下率が向上し、掘削土砂が粘土層などの粘着質の土砂であっても対応することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２ないし４のいずれかに記載の集土揚重装置において、前記複数の張架回転体は、切羽面に対する投影面積において前記無端状体の掘進方向前端側が最も幅広くなるよう配置されているので、前記効果に加え、切羽面から切り崩した土砂を効率よく集めることができる。そのため、更に作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、地上施設の地下にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法において、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の集土揚重装置を用いて、掘削した土砂を掻き集めると共に、排土手段で搬送可能な高さまで揚重するので、エレメント推進工法において、前記作用効果を発揮することがき、エレメント推進工法の作業効率、及び施工スピードが更に向上する。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載のエレメント推進工法において、前記排土手段は、ベルトコンベアであるので、前記効果に加え、エレメント推進工法における排土作業を完全に自動で行え、更にエレメント推進工法の作業効率、及び施工スピードが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のエレメント推進工法の一例として示すＨＥＰ＆ＪＥＳ工法の説明図である。
【図２】覆工エレメントのＪＥＳ継手部分を示す部分拡大断面図である。
【図３】ギャザリング装置を刃口エレメント内に設置した状態で示す平面図である。
【図４】同上のギャザリング装置の透視右側面図である。
【図５】同上のギャザリング装置の掘進方向前方から見た正面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
（ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法）
先ず、エレメント推進工法について図１を用いて説明する。
なお、本発明に係るエレメント推進工法の実施例として、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法(High Speed Element Pull & Jointed Element Structure)により、地上施設（路線施設）である線路ＡＧの下に立体交差する略水平な構造躯体であるアンダーパスＵＰを構築する場合で説明する。
【００２４】
事前準備として、線路ＡＧや隣地の崩壊を防ぐため、図１に示すように、アンダーパスＵＰを構築する箇所の線路ＡＧの両側に沿って２列ずつ鋼製矢板（シートパイル）などの土留め部材ＳＰをバイブロハンマ等で地中に貫入させる。そして、その土留め部材ＳＰの間を掘削して、線路ＡＧの両脇に、覆工エレメントｅの貫入開始側となる発進立坑ｈ１及び覆工エレメントｅの貫入到達端側となる到達立坑ｈ２をそれぞれ掘削する。勿論、周辺の状況、地盤の土質、地下水の状態により土留め部材ＳＰを設置する必要がない場合は、適切な法面をとって掘削すればよい。この発進立坑ｈ１は、覆工エレメントｅの搬入・接続作業等の作業スペースとなり、到達立坑ｈ２は、前述の牽引手段の設置スペースとなる。次に、水平ボーリングマシーンで水平ボーリングを行って、牽引ケーブルＣａを挿通するための横孔を穿孔する。そして、発進立坑ｈ１には、覆工エレメントｅを水平に載置するための架台が、到達立坑ｈ２には、覆工エレメントｅを牽引する牽引装置ＰＭがそれぞれ組み立てられる。
【００２５】
牽引ケーブルＣａは、貫入する覆工エレメントｅの先端（掘進方向前端）となる刃口エレメントｅ’に図示しないクランプを介して連結され、牽引装置ＰＭで刃口エレメントｅ’を牽引しながら刃口エレメントｅ’内部を作業員が人力で掘り進み、順次覆工エレメントｅを長手方向に接続して行き、覆工エレメントｅで覆工して坑壁崩落を防護しながら最終的に発進立坑ｈ１から到達立坑ｈ２まで貫通する孔を穿孔し、エレメント列を地中に完成させる。また、刃口エレメントｅ’内で掘り崩した掘削土砂は、排土手段であるベルトコンベアＢで発進立坑ｈ１に搬送されて廃棄される。
【００２６】
このように、１つのエレメント列が完成すると、隣接するエレメント列を同様に設置して行き、このエレメント列を中空矩形状に配列したエレメント構造体を構築する。このとき、エレメント列同士は、長手方向全長に亘って延在する断面略Ｃ字状のＪＥＳ継手で係合させてエレメント列間で引張力の伝達が可能なように構成する。また、エレメント構造体は、各辺など、所定区間毎に適宜覆工エレメント列内に中詰めコンクリートを打設すると共に、ＪＥＳ継手にグラウト材などを注入し、アンダーパスＵＰの構造躯体を完成させる。そして、アンダーパスＵＰの構造躯体内部をバックホーなどの掘削重機等で掘削してアンダーパスＵＰを完成させる。
【００２７】
（ＪＥＳ継手）
次に、ＪＥＳ継手について図２を用いて説明する。
図２に示すように、ＪＥＳ継手は、断面略Ｃ字状の継手であり、これらが互い係合し、その長手方向端部からグラウト材が注入されて、グラウト材が硬化することで、エレメント列間における引張力やせん断力が伝達可能となる。用いられるグラウト材は、構造設計に応じた所定の硬化強度（圧縮強度、付着強度等）と、ＪＥＳ継手の空隙部分を満たすことができる流動性及び低収縮性を有する材料であればよいが、一般的には、無収縮モルタルやエポキシ系樹脂などが用いられている。図示するように、覆工エレメントｅの外部には、地山への貫入前に予め、防錆のため防錆シートＢＳを貼着したり、グラウト材の漏出防止のためグラウト漏出防止鋼板ＧＴを取り付けたりするとよい。また、覆工エレメントｅの内部には、グラウト漏出防止のためにシリコン系や変成シリコン系などのシーリング材Ｓでシーリングを施したり、又はアスファルト系シーリング材を硬化剤と共に吹き付けたりする（図示せず）と好ましい（例えば、特開２００７−２３６２２号公報に記載の工法などでシーリング及びグラウトを施工する）。なお、Ｐは発泡樹脂からなるバックアップ材（パッキン材）を示す。
【００２８】
以上のように、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法を例に挙げてエレメント推進工法を説明したが、背景技術で述べたように、人力で掘削するエレメント推進工法では、作業員がしゃがんだ姿勢のまま、牽引により刃口エレメントｅ’内に進入てくる土塊をスコップ等で削り落とし、その落とした足元の土砂を掻き集めてベルトコンベアやズリトロなどの排土手段で搬送可能な高さまで揚重する作業（以下、集土揚重作業という）が、エレメントという狭隘な空間内における、しゃがんだ姿勢のままで振り返りながら重いものを揚重するという重労働のため、全工程のネックとなって作業効率や施工スピードの悪化の原因となっていた。
そこで、本発明は、この集土揚重作業を後述の集土揚重装置（ギャザリング装置）で機械化して自動で行うことでトンネルやエレメント内の掘削などの横方向に狭隘な空間を掘り進んで行く際の掘進・排土作業の作業効率や施工スピードを向上させるというものである。
【実施例】
【００２９】
（集土揚重装置）
次に、本発明の実施例に係る集土揚重装置であるギャザリング装置について図３〜図５を用いて説明する。
図３は、ギャザリング装置１を前述の刃口エレメントｅ’に搭載した状態で示す平面図で、刃口エレメントｅ’は水平断面で表しており、図４は、ギャザリング装置１の外側板の右側板を（外した）一部透視した状態で示すギャザリング装置１の部分透視右側面図であり、図５は、実験施設において実施例に係るギャザリング装置の試作機を掘進方向で進む方向から見た正面写真である。
【００３０】
図示するギャザリング装置１は、装置全体の基体となる本体フレーム１０と、押圧手段２０と、から主に構成され、この本体フレーム１０は、図３に示すように、作業員が入るスペースとして平面視で略矩形状に中空となった概略５角形状となっており、掘進方向後端側（図５に示すように、掘進方向の進む方を前、その反対を後と呼ぶ、以下同じ）が高くなるよう傾斜して配置された底板１１と、この底板１１に垂直に立設された内側板１２及び外側板１３と、これら内側板１２及び外側板１３の上部後側を覆う天板１４と、内側板１２及び外側板１３の上部前側を覆う防護ネット１５ａ，１５ｂ，１５ｃなどから構成されている。
【００３１】
この底板１１には、掘進方向後端付近に開口部１１ａが設けられている。この開口部１１ａは、図４に示すように、排土手段であるベルトコンベアＢで搬送可能な高さである所定の高さＸに開口しており、後述の押圧手段２０により、底板１１に沿って掘削土砂を押圧して搬送して行き、この開口部１１ａから落下させることで、掘削土砂を搬送・揚重することができるようになっている。
なお、所定の高さＸは、使用するベルトコンベアの高さに依存するが、本実施例では２９０ｍｍ程度である。
【００３２】
また、図４に示すように、外側板１３の前側が開放されており、刃口エレメントｅ’が牽引されて前進することで地中に刃口エレメントｅ’が貫入され、地中の土砂がギャザリング装置１の開放された前側から入ってくることにより、押圧手段２０で土砂を押圧可能となっている。反対に、内側板１２は、作業員が入るスペース側となるため、安全上全て塞がれており、作業員の出入の動線となっている後側も安全上大部分が天板１４で覆われている。
【００３３】
そして、ギャザリング装置１の前側は、作業員が土塊を切り崩すことで、上方から落下する土砂を通過可能とすると共に、作業員が押圧手段２０に巻き込まないようにするために防護ネット１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設置されている。
【００３４】
押圧手段２０は、張架回転体として本体フレーム１０に回転自在に軸支された５つの張架ギア２１〜２５と、これらの５つの張架ギア２１〜２５に張架された無端状体であるチェーン２６，２７と、この２本のチェーン２６，２７に立設された押圧部材である複数の押圧板２８と、これらを回転駆動させる駆動手段３０などから構成されている。
【００３５】
５つの張架ギア２１〜２５は、その回転軸が、傾斜する本体フレーム１０の底板１１に垂直に軸支されており、チェーン２６，２７は、これら５つの張架ギア２１〜２５に上下２段に重なって張架されており、押圧板２８は、この２本のチェーン２６，２７に跨り、チェーンの長さ方向における所定間隔Ａ（本実施例では、６３５ｍｍ程度）毎に固着されている（図３参照）。なお、図中チェーン２６，２７は、他の部分が見えなくなるため、部分的にのみ記載して他は一点鎖線で表記している。
【００３６】
駆動手段３０は、駆動モータ３１と、この駆動モータ３１の駆動力を伝達する駆動チェーン３２を有し、この駆動チェーン３２に、最後端に位置する張架ギア２４が連結されており、張架ギア２４がチェーン２６，２７を回転させる駆動ギア２４となっている。
【００３７】
（集土揚重装置の動作）
次に、ギャザリング装置１の動作について、図３及び図４を用いて前記ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法の刃口エレメントｅ’にギャザリング装置１を搭載した場合で説明する。
先ず、刃口エレメントｅ’内に搭載されたギャザリング装置１では、牽引装置ＰＭで刃口エレメントｅ’が牽引されることにより、ビットで地中から切り取られた土塊が、相対的にギャザリング装置１に押圧されてくる。この土塊を作業員がスコップなどで切り崩して行くと、土砂が、防護ネット１５ａ，１５ｂ，１５ｃを通過して本体フレーム１０の前側に落下して行く。すると、駆動モータ３１の駆動力で駆動ギア２４を介してチェーン２６，２７が回転しているので、これに立設された複数の押圧板２８も本体フレーム１０に沿って図３の矢印方向に回転しており、落下した土砂がこの押圧板２８に押圧され、本体フレーム１０の底板１１に沿って徐々に上昇しながら図３の矢印方向に搬送されて行き、開口部１１ａからその下のベルトコンベアＢ上に落下して刃口エレメントｅ’から発進立坑ｈ１へ搬出されて行く。
【００３８】
以上のように、本実施例に係るギャザリング装置１によれば、開口部１１ａの下方にベルトコンベアＢを設置しておけば、掘削した土砂を刃口エレメントｅ’及び覆工エレメントｅを通過して、機械により自動で切羽面から発進立坑ｈ１まで搬送することができる。このため、掘進・排土作業の作業効率や施工スピードを格段に向上させることができる。
【００３９】
また、底板１１の開口部１１ａが最後端に位置する張架ギア２４の近傍に設けられ、この張架ギア２４でチェーン２６，２７が鋭角に折り返すようになっているので、換言すると、張架ギア２３，２４，２５の配置が、平面視で、張架ギア２４を頂点とする頂角が鋭角な三角形状に配置されているので、押圧板２８が張架ギア２４の通過時に急激に方向転換することとなり、この押圧板２８に押圧されてきた土塊が、張架ギア２４の近傍に設けられた開口部１１ａで落下し易くなる。そのため、土砂の開口部１１ａからの落下率が向上し、掘削する土砂が粘土層などの粘着質の土砂であっても対応することができる。
【００４０】
その上、張架ギア２４は、駆動チェーン３２で駆動モータ３１と連結された駆動ギアでもあるので、駆動モータ３１の振動が搬送する土塊に伝わって、より開口部１１ａからの落下率が向上するようになっている。
【００４１】
また、本体フレーム１０が平面視で概略５角形状、即ち、複数の張架ギアが５角形の各頂点の位置に配置され、張架ギア同士の間隔において、掘進方向前側となる張架ギア２１，２２の間隔が他の間隔のうち一番広く、且つ、切羽面となる刃口エレメントｅ’の前端に沿って平行に配置されているので、チェーン２６，２７で押圧板２８を回動させる距離における土砂と接する間隔の占める割合が多くなり、作業員が切り崩した土砂を効率よく後側へ搬送して行くことができる。しかし、土砂を効率よく集めるという点においては、５角形の底辺が切羽面と平行となるよう配置することに限られず、３角形やその他の多角形でもよく、切羽面と多少平行でなくてもよいことは明らかである。要するに、切羽面に対する投影面積において張架ギアの前端側が最も幅広くなるよう配置されていればよい。
【００４２】
更に、本実施例に係るギャザリング装置１によれば、図３に示すように、５つの張架ギアのうち、最後端に配置された張架ギア２４（駆動ギア２４）が、掘進方向に向いて、本体フレーム１０の中心から少し右側に片寄って配置され、その近傍に開口部１１ａが設けられているので、排土手段であるベルトコンベアＢも右側に寄せて配置することができる。そのため、狭い覆工エレメントｅ内において、ベルトコンベアＢを設置したまま、作業員が切羽面と発進立坑ｈ１（図１参照）との間を往来することができ、トラブルが発生した場合であっても、ベルトコンベアＢを出し入れする必要がなくなり、作業効率がより一層向上する。
【００４３】
以上のように、この発明の一実施の形態に係る集土揚重装置、及び、それを用いたエレメント推進工法を、ＨＥＰ＆ＪＥＳ工法により正面視で矩形中空状の略水平なアンダーパスの構造躯体を構築する場合で説明したが、勿論、構築する構造躯体は、例として挙げた水平な矩形状のものに限られず、アーチ状や環状など設計に応じた様々な形状の構造躯体に適用可能であることは云うまでもない。また、覆工エレメントの断面形状も扇形など構築するエレメント構造体の形状に合わせた所定の形状とすることができる。
【００４４】
そして、エレメント推進工法の１つとしてＨＥＰ＆ＪＥＳ工法を例に挙げて説明したが、発進立坑から押圧ジャッキにより押圧して覆工エレメントを推進するエレメント推進工法にも適用することができることは勿論である。また、本発明の集土揚重装置は、前述のようにＨＥＰ＆ＪＥＳ工法を始めとするエレメント推進工法に特に適しているが、トンネルの掘削現場などの狭隘な空間を横方向（略水平方向であるが、通常のベルトコンベアで排土作業ができる程度の傾斜した方向を含む。）に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する集土揚重作業全般に適しており、掘削・排土作業の作業効率、及び施工スピードが向上することは明らかである。また、牽引手段、排土手段などは、一例を示したものであり、特許請求の範囲に記載した範囲内で従来の手段や装置等と置換可能であることは云うまでもない。また、図で示した、形状等もあくまでも一例を挙げたものであり、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１ ギャザリング装置（集土揚重装置）
１０ 本体フレーム
１１ 底板
１１ａ 開口部
２０ 押圧手段
２１〜２５ 張架ギア（張架回転体）
２４ 駆動ギア（駆動手段）
２６，２７ チェーン（無端状体）
２８ 押圧板（押圧部材）
３０ 駆動手段
３１ 駆動モータ
３２ 駆動チェーン（駆動手段）
ｅ 覆工エレメント
ｅ’ 刃口エレメント
Ｂ ベルトコンベア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置であって、
掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置された底板と、この底板に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段と、を備え、
前記底板には、掘進方向後端付近に土砂を落下させる開口部が設けられていることを特徴とする集土揚重装置。
【請求項２】
前記押圧手段は、無端状体と、この無端状体に立設された押圧部材と、前記無端状体を回転可能に張架する複数の張架回転体と、前記無端状体を回転駆動する駆動手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の集土揚重装置。
【請求項３】
前記底板の開口部は、前記無端状体の外側、且つ、前記張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の集土揚重装置。
【請求項４】
前記複数の張架回転体は、掘進方向最後端に位置する張架回転体に沿って前記無端状体を鋭角に折り返すように配置されており、
前記底板の開口部は、この掘進方向最後端に位置する張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の集土揚重装置。
【請求項５】
前記複数の張架回転体は、切羽面に対する投影面積において前記無端状体の掘進方向前端側が最も幅広くなるよう配置されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の集土揚重装置。
【請求項６】
地中にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法において、
前記請求項１ないし５のいずれかに記載の集土揚重装置を用いて、掘削した土砂を掻き集めると共に、排土手段で搬送可能な高さまで揚重することを特徴とするエレメント推進工法。
【請求項７】
前記排土手段は、ベルトコンベアであること特徴とする請求項６に記載のエレメント推進工法。
【請求項１】
狭隘な空間を横方向に掘り進む際に、掘削した土砂を掻き集めて揚重する掘削土砂の集土揚重装置であって、
掘進方向後端側が高くなるよう傾斜して設置された底板と、この底板に沿って土砂を押圧して搬送揚重する押圧手段と、を備え、
前記底板には、掘進方向後端付近に土砂を落下させる開口部が設けられていることを特徴とする集土揚重装置。
【請求項２】
前記押圧手段は、無端状体と、この無端状体に立設された押圧部材と、前記無端状体を回転可能に張架する複数の張架回転体と、前記無端状体を回転駆動する駆動手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の集土揚重装置。
【請求項３】
前記底板の開口部は、前記無端状体の外側、且つ、前記張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の集土揚重装置。
【請求項４】
前記複数の張架回転体は、掘進方向最後端に位置する張架回転体に沿って前記無端状体を鋭角に折り返すように配置されており、
前記底板の開口部は、この掘進方向最後端に位置する張架回転体の近傍に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の集土揚重装置。
【請求項５】
前記複数の張架回転体は、切羽面に対する投影面積において前記無端状体の掘進方向前端側が最も幅広くなるよう配置されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の集土揚重装置。
【請求項６】
地中にエレメントを貫入して地上施設を防護しつつエレメント内を掘り進んで地中に構造躯体を構築するエレメント推進工法において、
前記請求項１ないし５のいずれかに記載の集土揚重装置を用いて、掘削した土砂を掻き集めると共に、排土手段で搬送可能な高さまで揚重することを特徴とするエレメント推進工法。
【請求項７】
前記排土手段は、ベルトコンベアであること特徴とする請求項６に記載のエレメント推進工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１７４２１８（Ｐ２０１１−１７４２１８Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３６７５０（Ｐ２０１０−３６７５０）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【Ｆターム（参考）】
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