JP5634779B2 - 作業床の昇降方法および昇降装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダムや水力発電所等に設けられる立坑内に、資材や土木機械，作業員を運搬するための作業床を昇降する方法および装置に関するものである。

地中に立坑を設ける掘削工事においては、立坑を下方へ掘り下げるとともに、壁面を補修しながら工事を行なう必要がある。そのため、立坑上に保持されたウインチからワイヤで作業床を吊り下げて、ウインチを操作することによってその作業床を昇降する技術が広く普及している（特許文献１，２参照）。作業床に資材を積載して下降させれば立坑内に搬入することができ、上昇させれば立坑から搬出することができる。また壁面を補修する場合には、作業員を載せた作業床を立坑内の所定の位置で停止させて、壁面の補修工事を行なうことができる。

ダムや水力発電所等に設けられるような大規模な立坑の掘削工事では、立坑内にショベルカーやフォークリフト等の重量の大きい土木機械を搬入して作業を行なう。それらの土木機械を、従来から知られているようなウインチで昇降する作業床に積載して立坑内に搬入するためには、立坑上に保持するウインチを大型化しなければならない。しかも、図２に示すように、作業床６にも補助ウインチ８を設置する必要がある。そのため、作業床６上で作業を行なう、あるいは資材や土木機械を積載する床面積が制限される。

またダムや水力発電所等に設けられる立坑は、図３に示すように、岩盤中の作業用トンネル10の奥部に作業場11を設けて、その作業場11で立坑３の掘削工事を行なう。そのため図２に示すような支持柱１，支持梁２，ウインチ７を作業場11内に設置するので、ウインチ７の大型化は制約を受ける。
さらに、図２に示す昇降装置は、ワイヤ９で作業床６を吊り下げるので、作業床６が横揺れを起こし、立坑３の壁面が損傷するばかりでなく、作業員の転倒や資材の荷崩れを起こす惧れがあるので、安全上の問題が生じる。

このような問題点を解決するために、ダムや水力発電所等に設けられるような大規模な立坑の掘削工事にて、重量の大きい土木機械や資材を搬入あるいは搬出できる作業床の昇降装置を小型化し、かつ作業床の横揺れを防止する技術が求められている。

特開平11-229750号公報 特開平8-67459号公報

本発明は、大規模な立坑の掘削工事に必要な重量の大きい土木機械や資材を積載できる作業床を、小型の機器を用いて、かつ横揺れを生じさせずに昇降するための昇降方法および昇降装置を提供することを目的とする。

本発明は、地中に設けられた立坑の内部を昇降する作業床の昇降方法において、立坑の上端周囲の地盤に当接して、支持柱を設けることなく固定されて立坑上に保持される支持梁にジャッキ式昇降機を固定し、ステップロッドをジャッキ式昇降機で昇降可能に支持するとともにステップロッドの下端に作業床を固定し、ジャッキ式昇降機を用いてステップロッドを上下方向に移動させることによって作業床を昇降する作業床の昇降方法である。
本発明の作業床の昇降方法においては、ステップロッドが、その端部に設けるネジによって連結あるいは分割できるようにすることが好ましい。

また本発明は、地中に設けられた立坑の内部を昇降する作業床の昇降装置であって、立坑の上端周囲の地盤に当接して、支持柱を設けることなく固定されて立坑上に保持される支持梁と、支持梁に固定されかつステップロッドを昇降可能に支持するジャッキ式昇降機と、ステップロッドの下端に固定される作業床と、を有する作業床の昇降装置である。
本発明の作業床の昇降装置においては、ステップロッドが、その端部に設けるネジによって連結あるいは分割できることが好ましい。

本発明によれば、大規模な立坑の掘削工事に必要な重量の大きい土木機械や資材を積載できる作業床を、小型の機器を用いて、かつ横揺れをさせずに昇降することができる。

本発明の昇降装置の例を模式的に示す斜視図である。 従来の昇降装置の例を模式的に示す断面図である。 ダムや水力発電所に設けられる立坑の例を模式的に示す断面図である。 ジャッキ装置の内部を模式的に示す断面図である。

図１は、本発明を適用する例を模式的に示す斜視図である。立坑３上に支持梁２が保持され、その支持梁２にジャッキ式昇降機４が固定される。ジャッキ式昇降機４はステップロッド５を昇降可能に支持し、ステップロッド５の下端には作業床６が固定される。そして、ジャッキ式昇降機４を用いてステップロッド５を上下方向に移動させることによって、作業床６を昇降させる。

以下に、ステップロッド５を上下方向に移動させるためのジャッキ式昇降機４の操作について説明する。
図４は、ジャッキ式昇降機４の要部を模式的に示す断面図である。主シリンダー14は支持梁２（図示せず）に固定され、かつその内周面にステップロッド５が昇降可能に装着される。その主シリンダー14内の油圧を操作することによって主ピストン15が摺動する。なお、油圧の供給機構は図示を省略する。

主ピストン15に下部副シリンダー16が連結され、主ピストン15が摺動することによって、下部副シリンダー16が上下方向に移動する。その下部副シリンダー16内の油圧を操作して下部副ピストン17を摺動させる。下部副ピストン17の内周面にステップロッド５が昇降移動可能に装着され、図４に示すように下部副ピストン17がストロークの最下端にある状態で下クサビ部材12bが下部副ピストン17によってステップロッド５側へ押し出され、ステップロッド５に設けられる溝部13に嵌合される。

一方で 主シリンダー14に上部副シリンダー18が連結され、上部副シリンダー18内の油圧を操作することによって上部副ピストン19が摺動する。上部副ピストン18の内周面にステップロッド５が昇降移動可能に装着され、図４に示すように上部副ピストン19がストロークの最上端にある状態で上クサビ部材12aが上部副ピストン19による拘束から解放され、ステップロッド５の溝部13から離脱する側へ移動する。

このようにして、下部副シリンダー16と上部副シリンダー18に供給する油圧をそれぞれ操作することによって、下クサビ部材12bと上クサビ部材12aを個別に操作して、溝部13に嵌合させたり、溝部13から離脱させることができる。また、主シリンダー14に供給される油圧を操作することによって、下部副シリンダー16を上下方向に移動させ、下クサビ部材12bと上クサビ部材12aの距離を変更することが可能である。

ステップロッド５を上方向に移動させる際には、上クサビ部材12aをステップロッド５の溝部13から離脱させ、かつ下クサビ部材12bを溝部13に嵌合させた状態で下クサビ部材12bを上方へ引き上げる。そして、上クサビ部材12aの下方の溝部が嵌合可能な位置まで上昇すると、下クサビ部材12bの上昇を停止して、上クサビ部材12aを溝部に嵌合させる。次に下クサビ部材12bをステップロッド５の溝部から離脱させて、そのまま下クサビ部材12bを下方へ移動させる。この間は上クサビ部材12aがステップロッド５を支持する。次いで、下クサビ部材12bが下方の溝部に嵌合可能な位置まで下降すると、下クサビ部材12bの下降を停止して、下クサビ部材12bを溝部に嵌合させる。さらに、上クサビ部材12aをステップロッド５の溝部から離脱させ、かつ下クサビ部材12bを溝部に嵌合させた状態で下クサビ部材12bを上方へ引き上げる。この手順を繰り返すことによって、ステップロッド５がジャッキ式昇降機４の中を上方向へ移動し、その結果、ステップロッド５の下端に固定された作業床６が上昇する。

ステップロッド５を下方向に移動させる際には、上クサビ部材12aをステップロッド５の溝部13から離脱させ、かつ下クサビ部材12bを溝部13に嵌合させた状態で下クサビ部材12bを下方へ引き下ろす。そして、上クサビ部材12aの上方の溝部が嵌合可能な位置まで下降すると、下クサビ部材12bの下降を停止して、上クサビ部材12aを溝部に嵌合させる。次に下クサビ部材12bをステップロッド５の溝部から離脱させて、そのまま下クサビ部材12bを上方へ移動させる。この間は上クサビ部材12aがステップロッド５を支持する。次いで、下クサビ部材12bが上方の溝部に嵌合可能な位置まで上昇すると、下クサビ部材12bの上昇を停止して、下クサビ部材12bを溝部に嵌合させる。さらに、上クサビ部材12aをステップロッド５の溝部から離脱させ、かつ下クサビ部材12bを溝部に嵌合させた状態で下クサビ部材12bを下方へ引き下ろす。この手順を繰り返すことによって、ステップロッド５がジャッキ式昇降機４の中を下方向へ移動し、その結果、ステップロッド５の下端に固定された作業床６が下降する。

なお図３に示す通り、立坑３の掘削工事を行なう作業場11は、その高さに制約を受けるので、過剰に長いステップロッド５は使用できない。そこでステップロッド５の端部にネジ20を設け、そのネジ20を介して図４に示すようにステップロッド５同士を連結する、あるいは分離することが可能なようにする。
つまり作業床６を上昇させる際には、ジャッキ式昇降機４を操作してステップロッド５を上方向に移動させ、ジャッキ式昇降機４の上側に突出したステップロッド５の連結部にて、上端のステップロッドを取り外す。このようにして、作業場11の天井にステップロッド５が衝突することなく、作業床６を上昇させることができる。

作業床６を下降させる際には、ジャッキ式昇降機４を操作してステップロッド５を下方向に移動させ、ジャッキ式昇降機４の上側に突出したステップロッド５が残り僅かとなった状態で新たなステップロッドを連結する。このようにして、立坑３の底部まで作業床６を下降させることができる。
以上に説明したように、支持梁２に固定されたジャッキ式昇降機４を操作することによって、ステップロッド５を上下方向に移動させる（すなわち作業床６を昇降させる）ことができる。しかも、ジャッキ装置４はウインチに比べて小型であるから、図１に示すように、立坑の上端面（すなわち地表面）に支持梁２を直接固定しても、掘削工事を支障なく行なうことができる。

これに対して、従来のようにウインチを使用する場合は、ウインチのみならず、ワイヤを巻き取るドラムや、それらを駆動するモーターが必要であるから、それらの大規模な機器を地表面に設置すると、掘削工事に支障をきたす。そのため、図２に示すように、立坑３の周辺に支持柱１を設置し、その支持柱１上に支持梁２を保持して、ウインチ７やドラム，モーターを支持梁２に載置することによって、地表面に作業面積を確保しなければならない。

つまり本発明を適用してジャッキ式昇降機４を採用すれば、作業床６を昇降させる機器を小型化できるばかりでなく、立坑３上にそれを保持する構造物も小型化できる。
しかも、作業床６にはステップロッド５を固定するだけで良く、補助ウインチ８を作業床６に設置する必要がないので、作業床６の床面積を広く活用できる。
さらに、ステップロッド５を使用することによって、作業床６の横揺れを防止できる。

直径12.5ｍ，深さ67ｍの立坑を掘削するにあたって、図１に示す本発明の昇降装置を作業場（天井の高さ15ｍ）に設置して作業床６を昇降させた。ステップロッド５は、直径80mm（図４の溝部13以外の部位），長さ4800mmとし、その端部にネジを設けて互いに連結可能にした。このステップロッド５の下端を作業床６の４ケ所に固定し、各ステップロッド５に最大荷重200トンのジャッキ式昇降機４を取り付けた。

立坑３の底部を掘り下げるためのショベルカーを、この作業床６に積載して下降させ、作業が終了した後、再びショベルカーを積載して上昇させた。ショベルカーを積載した作業床６の昇降は、横揺れもなく、順調に行なうことができた。
また、立坑３の壁面をコンクリートで補強するための資材や作業員を作業床６に載せて下降させ、立坑３内の所定の位置で停止させた。作業が終了した後、再び作業床６を上昇させた。作業中は、作業床６の位置のズレや横揺れは発生せず、所定の位置で停止したまま安定していた。

大規模な立坑の掘削工事に必要な重量の大きい土木機械や資材を積載できる作業床を、小型の機器を用いて、かつ横揺れをさせずに昇降することができる。その結果、立坑の掘削工事の安全性を高めることができ、産業上格段の効果を奏する。

１ 支持柱
２ 支持梁
３ 立坑
４ ジャッキ式昇降機
５ ステップロッド
６ 作業床
７ ウインチ
８ 補助ウインチ
９ ワイヤ
10 作業用トンネル
11 作業場
12a 上クサビ部材
12b 下クサビ部材
13 溝部
14 主シリンダー
15 主ピストン
16 下部副シリンダー
17 下部副ピストン
18 上部副シリンダー
19 上部副ピストン
20 ネジ

Claims (4)

1. 地中に設けられた立坑の内部を昇降する作業床の昇降方法において、前記立坑の上端周囲の地盤に当接して、支持柱を設けることなく固定されて前記立坑上に保持される支持梁にジャッキ式昇降機を固定し、ステップロッドを前記ジャッキ式昇降機で昇降可能に支持するとともに前記ステップロッドの下端に前記作業床を固定し、前記ジャッキ式昇降機を用いて前記ステップロッドを上下方向に移動させることによって前記作業床を昇降することを特徴とする作業床の昇降方法。
2. 前記ステップロッドが、その端部に設けるネジによって連結あるいは分割できることを特徴とする請求項１に記載の作業床の昇降方法。
3. 地中に設けられた立坑の内部を昇降する作業床の昇降装置であって、前記立坑の上端周囲の地盤に当接して、支持柱を設けることなく固定されて前記立坑上に保持される支持梁と、該支持梁に固定されかつステップロッドを昇降可能に支持するジャッキ式昇降機と、前記ステップロッドの下端に固定される作業床と、を有することを特徴とする作業床の昇降装置。
4. 前記ステップロッドが、その端部に設けるネジによって連結あるいは分割できることを特徴とする請求項３に記載の作業床の昇降装置。

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