特許 7521142 ケーソンの避難通路構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】ケーソンの避難通路構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 23/06 20060101AFI20240716BHJP

【ＦＩ】

E02D23/06 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2024039903

(22)【出願日】2024-03-14

【審査請求日】2024-03-14

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000103769

【氏名又は名称】オリエンタル白石株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100198214

【弁理士】

【氏名又は名称】眞榮城 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】福田 淳二

(72)【発明者】

【氏名】小陽 哲也

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特公昭５３－００６７７０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特公昭５４－０２６８０９（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２３／００－２３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ニューマチックケーソン工法におけるケーソン躯体の作業室内からケーソン用シャフトのボトムドア室のマンロックへ避難するケーソンの避難通路構造であって、
前記ケーソン用シャフトは、円筒状のマテリアルシャフトとその周りの断面ドーナツ状のマンシャフトが一体化したペアシャフト形式のシャフトであり、
前記作業室内の天井には、ケーソンショベルが走行する円形の走行レールが取り付けられており、
前記ケーソン躯体には、前記マンロックの直下に加え、前記マテリアルシャフトの軸芯を中心に回転対称となる位置の前記走行レール間に、前記作業室から前記マンロックに通じる昇降路が複数設けられていること
を特徴とするケーソンの避難通路構造。

【請求項2】

前記複数の昇降路の開口は、前記マテリアルシャフトの軸芯を中心に回転対称となる位置に設けられていること
を特徴とする請求項１に記載のケーソンの避難通路構造。

【請求項3】

前記ケーソン用シャフトのボトムドア室と前記ケーソン躯体との間に介装される前記ケーソン用シャフトの最下段に位置するスペシャルシャフトが前記マンロックを下方に開くために必要な高さの２段分以上の高さとなっていること
を特徴とする請求項１又は２に記載のケーソンの避難通路構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケーソンの避難通路構造に関する。

【背景技術】

【0002】

ニューマチックケーソン工法では、圧縮空気を高圧作業室内に送り込み、高圧作業室内で掘削した土砂は、マテリアルシャフトを通じてアースバケット等の排土設備で外部へ排出することで排土作業を行っている。また、アースバケット通過時には、上下一対のドアラを開閉することで土砂搬出と気圧保持の両立を図っている。

【0003】

また、スリムケーソンと呼ばれるシャフト断面積が４０ｍ²未満の小口径ケーソンでも機械化掘削が可能な円筒状のマテリアルシャフトとその周りの断面ドーナツ状のマンシャフトが一体化したペアシャフト形式のケーソンも知られている。

【0004】

例えば、特許文献１には、材料用出入室システム及び人用出入室システムを横断面二重構造の筒体とし、該材料用出入室システム及び該人用出入室システムの艤装用シャフトを、横断面中央部にマテリアルシャフト及びマテリアルロックを配置し、その外周に同心状にマンシャフト及びマンロックを配置することで材料用・人用出入室一体構造とし、且つ、該材料用・人用出入室一体構造を設備容易とするために多分割可能な構造としたニューマチックケーソン工法における艤装設備が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００３３］～［００６５］、図面の図１～図４等参照）。

【0005】

特許文献１に記載の艤装設備は、横断面積の小さいケーソンの作業室内でも機械掘削を可能としている。しかし、特許文献１に記載の艤装設備は、図１等に示すように、狭い作業室内の天上面に設置された円形のレール上をケーソンショベルが移動して掘削する関係上、ケーソンショベルを直接操作する場合の人員が昇降するシャフト孔が、ケーソンショベルの故障で塞がれてしまい、脱出不能になり得るおそれがあるという問題があった。

【0006】

一方、特許文献２には、開閉体の横断面を略Ｕ字形とすると共に該開閉体の内周面の曲率を中空筒状体の開口部の横断面の曲率とほぼ等しくし、前記開閉体を全開した状態では前記開口部の横断面積内を前記開閉体が遮ることがないように構成した作業者の緊急避難を容易に行える中空筒状体の開閉構造を有したピアケーソンが開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００３３］～［００５１］、図面の図１，図２等参照）。

【0007】

また、特許文献３には、作業員の出入りと物資運搬共用の通路が設けられ、上下に継ぎ足し自在に構成される中空のシャフト本体と、該シャフト本体内壁に取り付けられる垂直梯子と、該垂直梯子の開放面側に設けられる折り畳み可能の背もたれと、を備え、掘削土砂等の物資通過範囲を制約することなく、垂直梯子の昇降を安全かつ迅速に行うことができるニューマチックケーソン用シャフトが開示されている（特許文献３の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１６］～［００５３］、図面の図１～図３等参照）。

【0008】

しかし、特許文献２に記載の中空筒状体の開閉構造や特許文献３に記載のニューマチックケーソン用シャフトは、ケーソンの昇降施設に関する安全確保に関する発明ではあるものの、前述のケーソンショベルの故障で昇降用のシャフト孔（昇降路）が塞がれて脱出不能になり得るおそれがあるという問題を考慮しているものではなく、このような問題を解決できるものでは無かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２００５－２８２０７７号公報

【文献】特開２００１－１０７３６９号公報

【文献】特開２００１－２４１０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ケーソンショベルが停止して昇降路が塞がれた場合でも人員が脱出不能となることを防ぐことができるケーソンの避難通路構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

第１発明に係るケーソンの避難通路構造は、ニューマチックケーソン工法におけるケーソン躯体の作業室内からケーソン用シャフトのボトムドア室のマンロックへ避難するケーソンの避難通路構造であって、前記ケーソン用シャフトは、円筒状のマテリアルシャフトとその周りの断面ドーナツ状のマンシャフトが一体化したペアシャフト形式のシャフトであり、前記作業室内の天井には、ケーソンショベルが走行する円形の走行レールが取り付けられており、前記ケーソン躯体には、前記マンロックの直下に加え、前記マテリアルシャフトの軸芯を中心に回転対称となる位置の前記走行レール間に、前記作業室から前記マンロックに通じる昇降路が複数設けられていることを特徴とする。

【0012】

第２発明に係るケーソンの避難通路構造は、第１発明において、前記複数の昇降路の開口は、前記マテリアルシャフトの軸芯を中心に回転対称となる位置に設けられていることを特徴とする。

【0013】

第３発明に係るケーソンの避難通路構造は、第１発明又は第２発明において、前記ケーソン用シャフトのボトムドア室と前記ケーソン躯体との間に介装される前記ケーソン用シャフトの最下段に位置するスペシャルシャフトが前記マンロックを下方に開くために必要な高さの２段分以上の高さとなっていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

第１発明～第３発明によれば、ケーソンショベルが故障で停止し、昇降路がケーソンショベルで塞がれた場合であっても人員が脱出不能となることを防ぐことができる。

【0015】

特に、第３発明によれば、ケーソン用シャフトの最下段に位置するスペシャルシャフトが従来の２段分の高さ以上となっているので、マンロックの直下にない昇降路からのマンロックへ短時間で容易に移動することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るケーソンの避難通路構造を適用したケーソン用シャフト全体を模式的に示す透視側面図である。

【図2】図２は、同上のケーソン用シャフトの一般シャフト単体を示す透視正面図である。

【図3】図３は、同上の一般シャフト単体を示す平面図である。

【図4】図４は、本実施形態に係るケーソンの避難通路構造を適用したケーソン躯体の最下段を示す鉛直断面図である。

【図5】図５は、同上のケーソン躯体の最下段の作業室内を示す底面図である。

【図6】図６は、従来のケーソンの避難通路構造のスペシャルシャフト及び昇降路付近を示す鉛直断面図である。

【図7】図７は、本実施形態に係るケーソンの避難通路構造のスペシャルシャフト及び昇降路付近を示す鉛直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係るケーソンの避難通路構造の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0018】

［ケーソン用シャフト］
先ず、図１を用いて、本発明の実施形態に係るケーソンの避難通路構造１を適用したケーソン用シャフト１００について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るケーソンの避難通路構造１を適用したケーソン用シャフト１００全体を模式的に示す透視正面図である。なお、符号Ｇ１は、ケーソン躯体２００を埋設する地盤を示している。

【0019】

本実施形態として説明するケーソン用シャフト１００は、スリムケーソンと呼ばれるシャフト断面積が４０ｍ²未満の小口径ケーソンでも機械化掘削が可能な円筒状のマテリアルシャフト２とその周りの断面ドーナツ状のマンシャフト３が一体化したペアシャフト形式のケーソン用シャフトを例示して説明する。

【0020】

ケーソン用シャフト１００は、図１に示すように、マテリアルシャフトの周りにマンシャフトが形成されて一体化したペアシャフト形式の一般シャフト１０を基本形態とするシャフトである。このケーソン用シャフト１００は、ケーソン躯体２００に接続する下端から説明すると、避難経路のためのスペースを確保するスペシャルシャフト１１と、ボトムドア１２ａを有するボトムドア室１２を備えている。このボトムドア１２ａは、マテリアルシャフト２及びマンシャフト３の両方を封止する封止ドアである。

【0021】

そして、ケーソン用シャフト１００には、ロック部として下部ロックドア１３ａを有する下ロック室１３、上部ロックドア１４ａを有する上ロック室１４が設けられるとともに、その上に、上部ロックドア１４ａの開閉機構の動作スペースを確保するためのロック室上部シャフト１５が備えられている。

【0022】

この下部ロックドア１３ａ及び上部ロックドア１４ａは、マテリアルシャフト２を封止する封止ドアとなっている。また、下ロック室１３、上ロック室１４、及びロック室上部シャフト１５が、ロック機構であるロック部を構成する。

【0023】

そして、このロック部の最上段であるロック室上部シャフト１５より上方（上段）には、ケーソン用シャフト１００の一般シャフト１０を基本形態とする一般シャフト部が設けられている。この一般シャフト部の最下段には、一般シャフト１０にシャフト内から外部へ連通して圧縮空気を逃がすことが可能な開口部１０ａ’（図４参照）が形成されている本発明の特徴部分であるスリットシャフト１０’が設けられている。

【0024】

また、スリットシャフト１０’の上方（上段）には、一般シャフト１０が３段積み重ねて設けられている。

【0025】

なお、ケーソン用シャフト１００の最上段には、油圧ユニットや操作機器類が設置された上部シャフト１６が設けられ、この上部シャフト１６の周りには、踊り場１６ａが形成されている。

【0026】

（一般シャフト）
次に、図２，図３を用いて、前述のケーソン用シャフト１００の一般シャフト１０についてさらに詳細に説明する。図２は、ケーソン用シャフト１００の一般シャフト１０単体を示す透視正面図であり、図３は、一般シャフト１０単体を示す平面図である。

【0027】

図２，図３に示すように、一般シャフト１０は、マテリアルシャフト２を構成する厚さ９ｍｍの鋼板からなる筒状の内筒部２０と、その内筒部２０の上端に溶接で接合された幅７５ｍｍ厚さ１９ｍｍのフラットバーからなる上フランジ２１と、内筒部２０の下端に溶接で接合された幅７５ｍｍ厚さ１９ｍｍのフラットバーからなる下フランジ２２を備えている。なお、本実施形態に係る一般シャフト１０では、内筒部２０は、高さ２０００ｍｍ×内径Ｄ１＝８６０ｍｍに設定されている。

【0028】

この上フランジ２１及び下フランジ２２は、図３に示すように、他のシャフトとボルト接合するための複数のボルト孔２１ａ（２２ａ）がそれぞれ穿設されている。また、図２，図３に示すように、上フランジ２１及び下フランジ２２は、補剛材としてフランジリブ２３，２４を介して内筒部２０に直交するように接合されている。

【0029】

さらに、一般シャフト１０は、厚さ１２ｍｍの鋼板からなる筒状の外筒部３０と、その外筒部３０の上端に溶接で接合された幅９０ｍｍ厚さ２５ｍｍのフラットバーからなる上フランジ３１と、外筒部３０の下端に溶接で接合された幅９０ｍｍ厚さ２５ｍｍのフラットバーからなる下フランジ３２を備えている。この外筒部３０は、高さ２０００ｍｍ×外形Ｄ２＝２１００ｍｍに設定されている。

【0030】

この上フランジ３１及び下フランジ３２は、図３に示すように、他のシャフトとボルト接合するための複数のボルト孔３１ａ（３２ａ）がそれぞれ穿設されているとともに、図２，図３に示すように、上フランジ３１及び下フランジ３２は、補剛材としてフランジリブ３３，３４を介して外筒部３０に直交するように接合されている。

【0031】

そして、一般シャフト１０は、前述の内筒部２０と外筒部３０との間の断面ドーナツ状の空間がマンシャフト３となっており、このマンシャフト３には、タラップではなく、一定幅の踏板（踏面）や蹴上を有する螺旋階段３５が形成されている。このため、垂直タラップと相違して落下事故のおそれが少なく作業員が安全かつ迅速に昇降して高圧作業室に出入りすることができる。

【0032】

なお、符号３６は、ケーソン用シャフト１００の組立及び一般シャフト１０の揚重の際にシャックル等を掛け止めるための厚さ１６ｍｍの鋼板からなる吊り金具３６である。また、符号Ｐは、マンシャフト３に設置されている各種の配管Ｐを示している。

【0033】

［ケーソンの避難通路構造］
次に、図４～図７を用いて、本発明の実施形態に係るケーソンの避難通路構造１を適用したケーソン躯体２００について、詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態に係るケーソンの避難通路構造１を適用したケーソン躯体２００の最下段２０１を示す鉛直断面図であり、図５は、ケーソン躯体２００の最下段２０１の作業室２０３内を示す底面図である。

【0034】

図４，図５に示すように、ケーソン躯体２００の最下段２０１には、刃口２０２が設けられ、その刃口２０２内が高圧の作業室２０３となっている。そして、作業室２０３内の天井には、ケーソンショベル３００が走行する円形の走行レール３０１が取り付けられている。

【0035】

そして、一般には、このケーソンショベル３００は、ケーソン用シャフト１００及びケーソン躯体２００外の操作室から遠隔操作により操作されるものの、万が一のために作業室２０３内に人員が立ち入れるようにするために、ケーソン躯体２００には、マンシャフト３のマンロックの直下に昇降路２０４が形成されている。

【0036】

このマンロック直下の昇降路２０４の作業室２０３と連通する開口２０４ａは、図５に示すように、ケーソン用シャフト１００及びケーソン躯体２００がスリムケーソンと呼ばれる小口径ケーソンである関係上スペースが無く、走行レール３０１間に形成されている。このため、背景技術で述べたように、故障等により図示した状態でケーソンショベル３００が停止してしまった場合、開口２０４ａへ作業員が入れず、昇降路２０４を通って作業室２０３から脱出することができなくなるという重大な問題が発生するおそれがある。

【0037】

このため、本実施形態に係るケーソンの避難通路構造１では、マンロック直下の昇降路２０４とは別に、マテリアルシャフト２の軸芯を中心に昇降路２０４と回転対称となる位置に、作業室２０３の天井面の走行レール３０１間に、もう一つの昇降路２０５及び開口２０５ａを設けている。このため、ケーソンの避難通路構造１では、昇降路２０４の開口２０４ａが停止したケーソンショベル３００で塞がれた場合でも、もう一つの昇降路２０５及び開口２０５ａを通ってマンシャフト３へ避難可能となっている。

【0038】

図示形態では、マンロック直下の昇降路２０４及び開口２０４ａと線対称の位置に、もう一つの昇降路２０５及び開口２０５ａを設けたものを例示したが、線対称に位置に一対設ける場合に限られない。ケーソン躯体２００に形成するマンロックに通じる避難経路となるケーソン孔の数及び位置は、作業室２０３内に設けられるケーソンショベル３００も１機とは限らないため、マテリアルシャフト２の軸芯を中心にマンロック直下の昇降路２０４及び開口２０４ａと回転対称となる位置に、ケーソンショベル３００より多い複数箇所設ければよい。全てのケーソンショベル３００が、昇降路の開口に停止した場合でも、作業員が通行可能な少なくとも１つの昇降路の開口が確保されるからである。

【0039】

次に、図６，図７を用いて、ケーソンの避難通路構造１を適用したケーソン用シャフト１００のスペシャルシャフト１１について詳細に説明する。図６は、従来のケーソンの避難通路構造のスペシャルシャフト１１’及び昇降路２０４付近を示す鉛直断面図であり、図７は、本実施形態に係るケーソンの避難通路構造１のスペシャルシャフト１１及び昇降路２０４付近を示す鉛直断面図である。

【0040】

スペシャルシャフト１１（１１’）は、ボトムドア室１２の下方にスペースを設け、マンシャフト３のマンロック（図示せず）を下方に開くための距離をとるためだけのシャフトである。また、スペシャルシャフト１１（１１’）は、図６に示すように、前述の一般シャフト１０と同様に、マテリアルシャフト２を構成する筒状の内筒部と、その内筒部の周りに形成された筒状の外筒部を備え、内筒部２０と外筒部３０との間の断面ドーナツ状の空間がマンシャフト３となっている。

【0041】

このため、図６に示すように、従来のスペシャルシャフト１１’のマンロックの直下に設けられた前述の昇降路２０４を通って作業室２０３から人員が避難する場合は、昇降路２０４に取り付けられた垂直タラップを人員がマンロックに向け垂直に昇降するだけであり、特に支障なく矢印方向に避難することができる。また、スペシャルシャフト１１’の高さｈ１は、マンロック（図示せず）を下方に開くスペースを確保できる距離があればよいので、従来のスペシャルシャフト１１’の高さｈ１は、１段ｈ１＝５００ｍｍ程度となっていた。

【0042】

しかし、前述のように、本実施形態に係るケーソンの避難通路構造１では、停止したケーソンショベル３００で昇降路２０４が塞がれた場合を想定して、マンロック直下の昇降路２０４とは別にもう一つの昇降路２０５及び開口２０５ａを設けている。

【0043】

ここで、昇降路２０５を通過して昇降路２０４の直上にあるマンロックへ移動する場合は、図６に示すように、スペシャルシャフト１１’の高さｈ１＝５００ｍｍのドーナツ状のマンシャフト３を移動しなければならず、人員が通過する場合は、這いつくばって匍匐前進で移動する必要があり、矢印で示す横移動が非常に困難であるという問題が発生する。

【0044】

このため、本実施形態に係るケーソンの避難通路構造１では、図７に示すように、従来のスペシャルシャフト１１’を２段重ねにし、スペシャルシャフト１１の高さｈ２が、ｈ２＝１０００ｍｍ程度に設定されている。よって、図中の横矢印で示すマンシャフト３内の横移動が、しゃがんだ状態や手と足の四足のハイハイ状態で進むことが可能となり、昇降路２０５を通過して昇降路２０４の直上にあるマンロックへ移動する避難行為を短時間で容易に行うことができる。

【0045】

以上説明した本発明の実施形態に係るケーソンの避難通路構造１によれば、マンロック直下の昇降路２０４とは別に、マテリアルシャフト２の軸芯を中心に昇降路２０４と回転対称となる位置に、もう一つの昇降路２０５及び開口２０５ａが設けられている。つまり、ケーソンの避難通路構造１では、ケーソン躯体２００の作業室２０３の天井面に、マンロックに通じる昇降路（２０４，２０５）が複数設けられている。このため、ケーソンショベル３００が昇降路（２０４，２０５）を塞ぐように停止した場合でも、作業員が避難できる昇降路を確保することができる。

【0046】

また、ケーソンの避難通路構造１によれば、ケーソン用シャフト１００のボトムドア１２ａを有するボトムドア室１２とケーソン躯体２００との間に介装されるケーソン用シャフト１００の最下段に位置するスペシャルシャフト１１が従来の高さｈ１＝５００ｍｍの２段分の高さのｈ２＝１０００ｍｍ以上となっているので、マンロックの直下にない昇降路２０５からのマンロックへ短時間で容易に移動することができる。

【0047】

以上、本発明の実施形態に係るケーソンの避難通路構造１について詳細に説明した。しかし、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

【符号の説明】

【0048】

１：ケーソンの避難通路構造
１００：ケーソン用シャフト
１０：一般シャフト
２：マテリアルシャフト
２０：内筒部
２１：上フランジ
２１ａ：ボルト孔
２２：下フランジ
２３，２４：フランジリブ
３：マンシャフト
３０：外筒部
３１：上フランジ
３１ａ：ボルト孔
３２：下フランジ
３３，３４：フランジリブ
３５：螺旋階段
３６：吊り金具
１１’：（従来の）スペシャルシャフト
１１：スペシャルシャフト
１２：ボトムドア室
１２ａ：ボトムドア
１３：下ロック室
１３ａ：下ロックドア（マテリアルロックの封止ドア）
１４ａ：上ロックドア（マテリアルロックの封止ドア）
１５：ロック室上部シャフト
１６：上部シャフト
１６ａ：踊り場
２００：ケーソン躯体
２０１：最下段
２０２：刃口
２０３：作業室
２０４，２０５：昇降路
２０４ａ，２０５ａ：開口
３００：ケーソンショベル
３０１：走行レール
ＥＢ：アースバケット
Ｇ１：地盤
Ｐ：配管

【要約】

【課題】ケーソンショベルが停止して昇降路が塞がれた場合でも人員が脱出不能となることを防ぐことができるケーソンの避難通路構造を提供する。
【解決手段】ニューマチックケーソン工法におけるケーソン躯体の作業室内からケーソン用シャフトのボトムドア室のマンロックへ避難するケーソンの避難通路構造において、前記ケーソン用シャフトを、円筒状のマテリアルシャフトとその周りの断面ドーナツ状のマンシャフトが一体化したペアシャフト形式のシャフトとし、前記ケーソン躯体に、前記作業室から前記マンロックに通じる昇降路を複数設ける。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】