特許 6527056 掘削物の搬出システムおよび搬出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6527056

(24)【登録日】2019年5月17日

(45)【発行日】2019年6月5日

(54)【発明の名称】掘削物の搬出システムおよび搬出方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/12 20060101AFI20190527BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/12 B

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-172105(P2015-172105)

(22)【出願日】2015年9月1日

(65)【公開番号】特開2017-48588(P2017-48588A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2018年6月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000195971

【氏名又は名称】西松建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】594145297

【氏名又は名称】タグチ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000420

【氏名又は名称】特許業務法人エム・アイ・ピー

(72)【発明者】

【氏名】山下 雅之

(72)【発明者】

【氏名】石山 宏二

(72)【発明者】

【氏名】引間 亮一

(72)【発明者】

【氏名】中田 晴久

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康之

(72)【発明者】

【氏名】田口 一生

(72)【発明者】

【氏名】冨永 秀之

(72)【発明者】

【氏名】本田 雅俊

(72)【発明者】

【氏名】金 瑞夫

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２３３４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１４４５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７４６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６３０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０９６００６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−２２７６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２０５０２９１（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １／００〜 ９／１４

Ｂ６５Ｇ １５／００〜 １５／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル坑内に設置され、トンネル軸方向に延びる第１のベルトコンベアと、前記第１のベルトコンベアのトンネル掘削方向の先端部を支持する台車とを含む掘削物の搬出システムであって、
前記第１のベルトコンベアの上部に前記トンネル軸方向に延びる水平部と該水平部に連続し、該トンネル軸方向に対して傾斜して延びる傾斜部とを有する第２のベルトコンベアと、
前記台車上に載置され、前記第２のベルトコンベアの前記水平部を前記トンネル軸方向に移動可能に支持する架台と、
前記架台に設置され、前記第２のベルトコンベアの前記水平部を前記トンネル軸方向に移動させる駆動手段とをさらに含む、搬出システム。

【請求項2】

前記第２のベルトコンベアの傾斜部を移動可能に支持する支持手段をさらに含む、請求項１に記載の搬出システム。

【請求項3】

前記架台に設けられ、前記支持手段の掘削方向側を紐状物により吊り上げる吊り上げ手段をさらに含む、請求項２に記載の搬出システム。

【請求項4】

前記第２のベルトコンベアの前記水平部は、複数の車輪を備え、
前記架台は、前記第１のベルトコンベアの上部に設けられ、前記車輪の回転により前記トンネル軸方向へ移動可能にするレールを備え、
前記吊り上げ手段は、前記架台のトンネル掘削方向側かつ該第１のベルトコンベアの前記水平部より高い位置に設置され、前記支持手段の掘削方向側を前記紐状物により牽引して吊り上げる、請求項３に記載の搬出システム。

【請求項5】

トンネル坑内の掘削物をトンネル坑外へ搬出する搬出方法であって、
トンネル軸方向に延びる第１のベルトコンベアと、前記第１のベルトコンベアの前記トンネル軸方向の先端部を支持する台車と、前記第１のベルトコンベアの上部に前記トンネル軸方向に延びる水平部と該水平部に連続し、該トンネル軸方向に対して傾斜して延びる傾斜部とを有する第２のベルトコンベアと、前記台車上に載置され、前記第２のベルトコンベアの前記水平部を前記トンネル軸方向に移動可能に支持する架台と、前記架台に設置され、前記第２のベルトコンベアの前記水平部を前記トンネル軸方向に移動させる駆動手段とを含む搬出システムを、前記トンネル坑内に設置する工程と、
前記トンネル坑内の掘削物を、前記搬出システムにより前記トンネル坑外へ搬出する工程と、
発破によりトンネルを掘削する工程と、
前記第２のベルトコンベアの前記水平部を、トンネル掘削方向へ移動させることにより前記第２のベルトコンベアの前記傾斜部を前進させる工程と、
前記掘削する工程で発生した掘削物を、前記傾斜部を前進させた前記搬出システムにより前記トンネル坑外へ搬出する工程とを含む、搬出方法。

【請求項6】

前記搬出システムは、前記第２のベルトコンベアの前記傾斜部を移動可能に支持する支持手段と、前記架台に設けられ、前記支持手段の掘削方向側を紐状物により吊り上げる吊り上げ手段とをさらに含み、
前記前進させる工程では、前記吊り上げ手段により前記支持手段の掘削方向側を吊り上げ、地盤を前記支持手段が移動可能な状態に養生した後、前記支持手段により前記第２のベルトコンベアの前記水平部を前記トンネル掘削方向へ移動させる、請求項５に記載の搬出方法。

【請求項7】

前記掘削する工程と、前記前進させる工程と、前記掘削する工程で発生した掘削物を搬出する工程とを繰り返し、前記掘削する工程で発生した掘削物を搬出する工程後、前記傾斜部を前進させることができない場合に、前記第１のベルトコンベアを前記トンネル掘削方向へ延伸する工程と、前記第２のベルトコンベアの前記水平部を、前記トンネル掘削方向とは反対の方向へ移動させることにより前記第２のベルトコンベアの前記傾斜部を後退させる工程とを実施し、前記後退させる工程後に、前記掘削する工程を実施する、請求項５または６に記載の搬出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルを掘削した際に発生する掘削物をトンネル坑外へ搬出するための搬出システムおよびその搬出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネルを構築する際、掘削により岩片や土砂等のズリと呼ばれる掘削物が発生し、そのズリをトンネル坑外へ搬出しなければならない。このズリを搬出する方法として、ダンプトラックによりトンネル坑外へ搬出する方法がある。しかしながら、この方法では、ダンプトラックによる排気ガスや粉塵が発生し、トンネル坑内の環境を悪化させるという問題や、車両災害による安全上の問題があった。また、トンネルの長さが数kmといった長い長大トンネルでは、その輸送コストが膨大なものになるという問題もあった。

【0003】

そこで、長大トンネルでは、ベルトコンベアが使用されることが多くなっている。ベルトコンベアを使用したズリの搬出では、トンネルの切羽において発生したズリを、ホイールローダ等の積込機にて自走式破砕機まで運搬する。自走式破砕機は、積込機により投入されたズリを破砕し、後方のベルトコンベアに破砕したズリを積み込む。ベルトコンベアは、トンネル坑外まで延び、積み込まれたズリをトンネル坑外へ搬出する。

【0004】

効率的にズリを搬送するためには、切羽の近くに自走式破砕機を配置し、その自走式破砕機まで延びるようにベルトコンベアの一端を配置することが望ましい。しかしながら、発破により掘削を行う場合、発破による飛石や衝撃等が発生するため、それらの影響が及ばない地点まで、自走式破砕機やベルトコンベアを退避する必要があった。

【0005】

このような退避を簡単に行える装置や方法として、複数のベルトコンベアで構成し、ズリを搬出する際はベルトコンベアを切羽へ向けて送り出し、発破時はベルトコンベアを切羽から後退させる装置や方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０−２８０８８３号公報

【特許文献2】特開２０１１−１６３０５１号公報

【特許文献3】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】

上記の特許文献１に記載の装置や方法では、自走式破砕機で移動式ベルトコンベアを牽引する必要があり、移動式ベルトコンベアには車輪が取り付けてあるが、地面が平らではない不陸である場合やぬかるみ（泥濘）がある場合は、その移動が困難である。

【0008】

上記の特許文献２に記載の装置では、複数のベルトコンベアを重ねることにより後退させるが、その数が多くなると、重ねたときの高さが非常に高くなり、トンネル断面の高さの制限を受ける。また、ベルトコンベアの伸縮には、ベルトコンベアの先端の車輪を案内するレールが必要で、そのレールの敷設や撤去に時間や労力を要する。

【0009】

上記の特許文献３に記載の装置では、トンネルの天端にガイドレールを設置し、ベルトコンベアを吊り下げ延伸するため、上記の不陸の場合や泥濘がある場合でも、その移動が可能である。また、ベルトコンベアを複数重ねるものではないので、トンネル断面の高さの制限を受けることもない。しかしながら、ガイドレールの設置に手間がかかり、発破を行った際にガイドレールの損傷を回避することはできない。

【0010】

そこで、牽引用機械およびレールの敷設が不要で、簡単に切羽の近くまでベルトコンベアを移動させ、発破時には切羽から後退させて退避することができる装置や方法の提供が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、上記課題に鑑み、トンネル坑内に設置され、トンネル軸方向に延びる第１のベルトコンベアと、第１のベルトコンベアのトンネル掘削方向の先端部を支持する台車とを含む掘削物の搬出システムであって、第１のベルトコンベアの上部にトンネル軸方向に延びる水平部と該水平部に連続し、トンネル軸方向に対して傾斜して延びる傾斜部とを有する第２のベルトコンベアと、台車上に載置され、第２のベルトコンベアの水平部をトンネル軸方向に移動可能に支持する架台と、第２のベルトコンベアの水平部をトンネル軸方向に移動させる駆動手段とを含む、搬出システムが提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、牽引用機械およびレールの敷設が不要で、簡単に切羽の近くまでベルトコンベアを移動させ、発破時には切羽から後退させて退避することができる。また、施工期間を短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態の掘削物の搬出システムの全体構成を示した図。

【図2】第２のベルトコンベアを移動させる様子を示した図。

【図3】第２のベルトコンベアを吊り上げる様子を示した図。

【図4】搬出システムの初期状態を示した図。

【図5】発破時の搬出システムの様子を示した図。

【図6】発破後に第２のベルトコンベアを移動させたときの様子を示した図。

【図7】再度発破する時の搬出システムの様子を示した図。

【図8】掘削物搬出の流れを示したフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0014】

道路や鉄道等の交通路、水道や電線等のライフラインの敷設を目的として、トンネルが地下、海底、山岳等に構築される。トンネルは、掘削機としてシールドマシンを使用したシールド工法、トンネルボーリングマシン(TBM)を使用したTBM工法、新オーストリアトンネル工法(NATM)、地表面を掘り下げてトンネル構造物を構築し、後で埋め戻すオープンカット工法等により構築される。山岳トンネルは、固い岩盤を掘削するために、NATMが数多く採用されている。

【0015】

NATMでは、ドリルジャンボを使用し、爆薬を挿入するための穴を削孔する。その削孔した穴に爆薬を入れ、発破し、トンネルを掘削する。発破することにより発生した掘削物、例えば岩塊や土砂等をズリとして、トンネル坑外へ搬出する。必要に応じて、掘削したトンネルが崩れないように、支保工と呼ばれる鋼材による支えを設置する。その後、トンネル壁面にコンクリートを吹き付け、その壁面を固める。吹き付けが終了した後、ロックボルトと呼ばれる補強部材を、トンネル断面の径方向の地山に向けて打ち込み、トンネル坑内への漏水を防ぐために防水シートを壁面に貼付する。その後、セントルと呼ばれる半円筒形の型枠を使用し、コンクリートの壁面を構築する。このような作業をトンネル軸方向に向けて繰り返し行うことで、トンネルを構築する。

【0016】

このような工程において、ズリをトンネル坑外へ搬出する際、ベルトコンベアを使用したズリを搬出するシステムが使用される。ズリは、ズリを積み込むための積み込み機械により、自走式破砕機へ搬送され、自走式破砕機から搬出システムへ送られる。積み込み機械は、例えば、ホイールローダやバックホウ等であり、自走式破砕機は、自走式クラッシャ等である。自走式クラッシャは、ベルトコンベアのベルト上に均一に載せるために、例えば２００mm以下の径になるように破砕する。このため、自走式クラッシャは、ベルトコンベアよりトンネル掘削方向の側に設置される。

【0017】

ズリを搬出する際は、ズリが存在する掘削面である切羽に近い地点に搬出システムがある方が望ましい。これは、積み込み機械による搬送距離を出来るだけ短くし、排気ガスや粉塵の発生を抑制し、効率良く搬送するためである。一方、発破時は、搬出システムが切羽に近い位置にあると、発破による飛石や衝撃を受け、破損するおそれがあるため、その影響が及ばない地点まで退避する必要がある。

【0018】

本発明の搬出システムは、ズリ搬出時は切羽に近い地点にまでベルトコンベアを延ばし、発破時はその影響が及ばない地点までベルトコンベアを退避させることができるシステムである。図１は、この搬出システムの全体構成を示した図である。なお、図１には、トンネルを側部方向から見た断面図のほか、トンネル軸方向から見た正面図も示されている。

【0019】

この搬出システムは、トンネル坑内に設置され、トンネル軸方向に延びる第１のベルトコンベアである連続ベルトコンベア１０と、連続ベルトコンベア１０のトンネル掘削方向の先端部を支持する台車であるテールピース台車１１とを含む。トンネル軸方向は、トンネルが延びる方向で、トンネル掘削方向のほか、トンネルの坑口へ向く方向も含む概念である。

【0020】

連続ベルトコンベア１０は、例えば複数のベルトコンベアを連結して、トンネルの坑口からトンネル坑内の所定位置にまで延び、トンネル坑内の地盤１上に設置される。テールピース台車１１は、連続ベルトコンベア１０のトンネル掘削方向側（切羽側）のベルトの折り返しとなるテールプーリーを搭載し、ベルトの蛇行調整機能を備えている。テールプーリーは、連続ベルトコンベア１０の端部に設置される滑車である。

【0021】

図１に示す実施形態では、テールピース台車１１は、テールピース台車１１が移動しないように停止するための停止装置としての複数のストッパー１２を備えている。ストッパー１２は、トンネル坑内の地盤１に隣接する面を有し、地盤１とその面との間に摩擦抵抗を与えることにより停止させてもよいし、地盤１にその一部を挿入し、係止する形で停止させてもよい。また、複数のストッパー１２は、個々の長さを調整することができ、第２のベルトコンベアの水平部分を略水平に固定することができる。

【0022】

この搬出システムは、さらに、連続ベルトコンベア１０の上部に、連続ベルトコンベア１０から離間して、トンネル軸方向に延びる上記の水平部分である水平部と、その水平部に連続し、トンネル軸方向に対して傾斜して延びる角度調整が可能な可動する傾斜部とを有する第２のベルトコンベアを含む。第２のベルトコンベアは、移動式のベルトコンベアで、図２ではスライドベルトコンベア１３とされている。また、搬出システムは、テールピース台車１１上に載置され、スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａをトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部材としてのレール、すなわちガイドレール１４を備える架台１５を含む。さらに、搬出システムは、その水平部１３ａをトンネル軸方向に移動させる駆動手段としての駆動装置１６も備えている。

【0023】

図１に示す実施形態では、架台１５は、H形鋼や山形鋼等の形鋼を用いて形成されている。スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂは、テールピース台車１１から切羽側に傾斜して延びている。自走式破砕機は、この傾斜部１３ｂ上に配置され、破砕されたズリを、スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂ上に落下させて載せる。ズリは、スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂから水平部１３ａへと搬送され、水平部１３ａの端部から下部にある連続ベルトコンベア１０のベルト上に落下される。ズリは、連続ベルトコンベア１０によりトンネル坑内を搬送され、トンネル坑外へ搬出される。

【0024】

スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａは、複数の車輪を備えることができる。複数の車輪がガイドレール１４上を回転することで、ガイドレール１４上を移動可能に支持されるため、切羽側へ前進し、その反対側であるトンネルの坑口側へ後退させることができる。これらの前進および後退は、駆動装置１６により上記の車輪を回転させることで、自動で行うことができる。駆動装置１６としては、歯車（ピンギア）とピンギアと噛み合う直線状の、一定間隔でローラが配列したピンホイールとを備えるピンギアドライブユニットを用いることができる。この場合、上記車輪は、ピンホイールのローラとすることができる。

【0025】

このように、架台１５にガイドレール１４を設け、スライドベルトコンベア１３を支持しつつ移動させることにより、地盤１やトンネルの天端にレールを敷設する必要がなくなり、牽引用機械も不要となる。また、簡単に前進および後退させることができるため、それらに要する時間を短縮することができ、その結果、全体の施工期間を短縮することができる。

【0026】

搬出システムは、上記の構成のみであってもよいが、そのほか、スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂを支持する支持手段としてスライドベルトコンベア台車１７を備えることができる。スライドベルトコンベア台車１７は、架台１５と同様、形鋼を用いて形成することができる。このスライドベルトコンベア台車１７は、この台車の移動を可能にするための車輪１８と、車輪１８による移動を停止させるための停止装置としてストッパー１９とを備えることができる。

【0027】

スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂは、テールピース台車１１の切羽側の先端部から突出するように延びており、その傾斜部１３ｂにはズリが載置されるので、かなりの重量になる。その重量を支えるべく、上記のスライドベルトコンベア台車１７を備えることができる。そして、テールピース台車１１が移動可能とされているため、スライドベルトコンベア台車１７も、テールピース台車１１の移動に伴って移動させるべく、車輪１８を備えている。また、テールピース台車１１の停止に伴って停止させるべく、ストッパー１９も備えている。

【0028】

トンネル坑内の地盤１は、必ずしも平坦な地盤ではなく、凹凸のある不陸であることが多い。また、地山は地下水を含み、地盤１は、ぬかるみ（泥濘）がある場合もある。このような場合、車輪１８での移動は困難である。そこで、そのような箇所において車輪１８が動かなくなる場合は、傾斜部１３ｂを載置したスライドベルトコンベア台車１７の切羽側を吊り上げ、地盤１を養生することにより、その移動が不能になることを防止することができる。地盤１の養生は、鉄板を敷くことや良質材に置き換えること等により行う。

【0029】

スライドベルトコンベア台車１７の切羽側を吊り上げるために、図１に示すように、例えば架台１５の切羽側の端部の２本の形鋼を鉛直方向に延ばし、ガイドレール１４の高さより高い位置に、橋渡すように、吊り上げ手段としてのウィンチ２０を設けることができる。橋渡すように設けた形鋼等の上にウィンチ２０を設置してもよい。なお、鉛直方向に延ばした形鋼を補強するために、その形鋼を斜めに支える形鋼を設けることができる。

【0030】

ウィンチ２０は、スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａに該水平部１３ａから突出するように設けられた滑車２１を通り、一端がスライドベルトコンベア台車１７に連結された紐状物である吊り上げワイヤ２２を巻き取り、吊り上げワイヤ２２に張力を与えて、スライドベルトコンベア台車１７の切羽側を吊り上げる。ウィンチ２０を設置する高さは、トンネルの天端までの距離を考慮し、適切にスライドベルトコンベア台車１７の切羽側を吊り上げることができる高さとして決定することができる。吊り上げを容易にするためには、ウィンチ２０の設置高さは、高い方が望ましい。

【0031】

搬出システムは、スライドベルトコンベア１３の坑口側に、ズリを下部の連続ベルトコンベア１０のベルト上に適切に落下させて載置することを可能にする漏斗形状のホッパー２３を備えることができる。このホッパー２３により、スライドベルトコンベア１３から連続ベルトコンベア１０にズリを移動させる際に、連続ベルトコンベア１０からこぼれ落ちるズリの量を少なくすることができる。

【0032】

発破後のズリ搬出時は、図２の矢線で示すように、スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａを切羽側へ移動させ、架台１５からスライドベルトコンベア台車１７を離間させる。これにより、切羽に近い地点へスライドベルトコンベア１３を移動させ、積み込み機械による搬送距離を短くすることができる。

【0033】

スライドベルトコンベア台車１７の車輪１８が、不陸や泥濘により動かなくなる場合は、図３の矢線で示すように、ウィンチ２０により吊り上げワイヤ２２を適宜巻き取ってスライドベルトコンベア台車１７の切羽側を吊り上げ、スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａを坑口側へ移動させる。これにより、スライドベルトコンベア台車１７を移動可能な状態に戻すことができる。その後、不陸部や泥濘部を敷き鉄板や良質材に置き換えて養生することで、スライドベルトコンベア１３を切羽に近い地点へ簡単に移動させることができる。

【0034】

トンネルを掘削する際の発破時は、図１に示すように、スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａを坑口側へ移動させ、架台１５とスライドベルトコンベア台車１７とを近隣させる。これにより、発破位置からスライドベルトコンベア１３までに一定の距離を確保し、発破の影響が及ばない地点までそのスライドベルトコンベア１３を退避させることができる。

【0035】

図４〜図７を参照して、この搬出システムを使用したズリの搬出手順について説明する。図４は、搬出システムの初期状態を示した図である。図４（ａ）は、トンネルを側部方向から見た断面図で、図４（ｂ）は、トンネルを上部から見た断面図である。初期状態では、自走式破砕機３１が、ズリ３３がある場所から一定の距離だけ離間した地点に配置される。この一定の距離は、積み込み機械３２によりズリ３３を搬送する積み込み距離であり、ズリ３３を搬出した後の切羽からスライドベルトコンベア１３までの距離が、その切羽からその後の発破により影響が及ばない地点までの発破退避距離となるように決定される。

【0036】

初期状態では、図４（ａ）に示すように、スライドベルトコンベア１３を坑口側へ移動させた状態で搬出システム３０が設置される。また、図４（ｂ）に示すように、一方の側部壁面に沿って配置され、積み込み機械３２等を退避させることができるスペースが確保される。

【0037】

積み込み機械３２は、堆積するズリ３３を搬送して自走式破砕機３１に投入する。自走式破砕機３１は、投入されたズリ３３を破砕して、スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂ上に落下させ、載せる。スライドベルトコンベア１３は、ベルトの移動によってズリ３３を傾斜部１３ｂから水平部１３ａへ搬送し、ホッパー２３を介して連続ベルトコンベア１０のベルト上に載せる。連続ベルトコンベア１０は、ベルト上のズリ３３をトンネル坑外へ搬出する。

【0038】

トンネル坑内のズリ３３を全て搬出した後、スライドベルトコンベア１３は、発破時の影響が及ばない発破退避距離だけ切羽から離間している。このため、搬出システム３０は、そのままの状態とし、自走式破砕機３１および積み込み機械３２を上記の確保したスペースに移動し、退避させる。退避後、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、切羽に孔を形成し、爆薬を挿入して発破を行う。

【0039】

発破を行うと、図６（ａ）に示すように、ズリ３３が発生する。この時掘削されたズリ３３の体積分だけ切羽が掘削側に前進し、同時に堆積するズリ３３の位置も掘削側に前進することで、ズリ３３と搬出システム３０の離間距離が長くなる。このズリ３３をトンネル坑外に搬出するために搬出システム３０のスライドベルトコンベア１３をズリ３３がある場所へと近づける。すなわち、駆動装置１６によりスライドベルトコンベア１３の水平部１３ａを切羽側へ移動させ、スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂ上に自走式破砕機３１からの破砕されたズリ３３が落下して載せることができる位置に、自走式破砕機３１を配置する。このとき、図６（ｂ）に示すように、ズリ３３がある場所から自走式破砕機３１までの距離が積み込み距離となるように、スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａを移動させる。

【0040】

自走式破砕機３１を所定の位置に移動した後、上記の初期状態のときと同様に、積み込み機械３２によりズリ３３を搬送し、自走式破砕機３１内へ投入する。自走式破砕機３１は、投入されたズリ３３を破砕し、破砕したズリ３３をスライドベルトコンベア１３のベルト上に載せる。

【0041】

全てのズリ３３を搬出した後、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、積み込み機械３２および自走式破砕機３１を、確保されたスペースに移動し、発破退避距離を確保する。切羽からスライドベルトコンベア１３および自走式破砕機３１等までの距離は、発破による影響が及ばない発破退避距離であるため、上記と同様に、切羽に孔を形成し、爆薬を挿入して発破を行うことができる。

【0042】

スライドベルトコンベア１３を切羽側へそれ以上移動させることができない最大延伸長まで延伸している場合、連続ベルトコンベア１０に追加のベルトコンベアを追加し、切羽側へ連続ベルトコンベア１０を延伸する。追加のベルトコンベアは、例えば、テールピース台車１１上に載置しているベルトコンベアと連結しているベルトコンベアとの間に追加することができる。そして、スライドベルトコンベア１３の水平部１３ａを、トンネルの坑口側へ移動させて、スライドベルトコンベア１３の傾斜部１３ｂを後退させる。その後、発破により発生したズリ３３を、このスライドベルトコンベア１３および連続ベルトコンベア１０によりトンネル坑外へ搬出する。このような工程を繰り返して行うことで、トンネルを掘削し、構築することができる。

【0043】

この搬出システムを使用して行うズリ３３の搬出処理を、図８にまとめる。ステップ８００から開始し、ステップ８０５で、スライドベルトコンベア１３を坑口側へ移動させ、後退させた状態で搬出システム３０を所定位置に設置する。ステップ８１０では、発破を行う。そして、ステップ８１５では、自走式破砕機３１を、スライドベルトコンベア１３の切羽側の所定位置に配置し、積み込み機械３２を、ズリ３３を積み込むことができる位置に配置する。ステップ８２０で、積み込み機械３２、自走式破砕機３１、搬出システム３０を使用してズリ３３を搬出する。その搬出が終了した後、ステップ８２５において積み込み機械３２、自走式破砕機３１を退避させる。退避後、ステップ８３０で、発破を行う。

【0044】

ステップ８３５では、スライドベルトコンベア１３を切羽側に前進させる。前進させた後、ステップ８４０において自走式破砕機３１を所定位置に配置し、積み込み機械３２を、ズリ３３を積み込むことができる位置に配置する。ステップ８４５では、積み込み機械３２、自走式破砕機３１、搬出システム３０を使用してズリ３３を搬出する。ステップ８５０では、搬出システム３０を使用した掘削を終了するかを判断する。ステップ８５０で掘削を終了しないと判断した場合、ステップ８５５へ進み、掘削を終了すると判断した場合、ステップ８６５へ進み、搬出システム３０を使用した全処理工程を終了する。

【0045】

ステップ８５５では、連続ベルトコンベア１０を延伸する必要があるかどうかを判断する。スライドベルトコンベア１３を延ばして対応が可能である場合、延伸する必要なしと判断し、対応が不可である場合、延伸する必要ありと判断する。具体的には、スライドベルトコンベア１３を、予め決められた長さ以上延ばすことが可能である場合、延伸する必要なしと判断し、その長さ未満である場合、延伸する必要ありと判断することができる。それは、スライドベルトコンベア１３を延ばすことができる場合、連続ベルトコンベア１０を延伸する必要がないからである。

【0046】

連続ベルトコンベア１０を延伸する必要があると判断した場合、ステップ８６０へ進み、連続ベルトコンベア１０を延伸し、スライドベルトコンベア１３を後退させた状態で搬出システム３０を配置した後、ステップ７１５へ戻る。延伸する必要がないと判断した場合、直接ステップ８２５へ戻る。

【0047】

これまでの例では、ズリ３３を破砕するための自走式破砕機３１を用いる構成を示してきたが、破砕しなくても、搬出システム３０によりズリ３３を適切に搬出することができれば、自走式破砕機３１は使用しなくてもよい。重機の使用が少ないほど、重機の退避にかかる時間を短くすることができ、排気ガスの排出量も少なくて済むので望ましい。

【0048】

以上のように、架台１５にスライドベルトコンベア１３を移動させるための駆動装置１６を設置することで、自走式破砕機３１等の牽引用重機が不要となる。自走式破砕機３１がスライドベルトコンベア１３を牽引していないので、自走式破砕機３１をスライドベルトコンベア１３の切羽側に配置する必要がなく、切羽側に配置しない場合、自走式破砕機３１を退避させる際の移動距離が短くなる。また、他の重機と独立して延伸・退避が可能であるため、移動時間の短縮が可能となる。

【0049】

このシステムでは、スライドベルトコンベア１３を移動するためのレールをトンネル坑内に設置する必要がないため、その設置作業や撤去作業が不要となる。また、ズリ３３の積み込み距離を短くし、その距離を一定に保つことで、その積み込み時間の短縮を図ることができる。

【0050】

これまで本発明の掘削物の搬出システムおよびその搬出方法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0051】

１…地盤、１０…連続ベルトコンベア、１１…テールピース台車、１２…ストッパー、１３…スライドベルトコンベア、１３ａ…水平部、１３ｂ…傾斜部、１４…ガイドレール、１５…架台、１６…駆動装置、１７…スライドベルトコンベア台車、１８…車輪、１９…ストッパー、２０…ウィンチ、２１…滑車、２２…吊り上げワイヤ、２３…ホッパー、３０…搬出システム、３１…自走式破砕機、３２…積み込み機械、３３…ズリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】