JP2006274565A

JP2006274565A - ニューマチックケーソン

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Publication number: JP2006274565A
Application number: JP2005091644A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Kozuki; 直昭上月; Hideo Imamura; 秀雄今村; Masayuki Nagasaki; 正幸長崎
Original assignee: Daiho Construction Co Ltd
Current assignee: Daiho Construction Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: JP4749014B2

Abstract

【課題】狭小な掘削領域にも用いられ、作業員による補修作業の容易なニューマチックケーソンを提供する。
【解決手段】
ニューマチックケーソン１Ａは、側壁１の内周部に、下から順に第１スラブ部４、第２スラブ部５、第３スラブ部６を併設し、第１スラブ部４の下方の空間をケーソン掘削機１５の作業領域である圧気作業室２に、第１スラブ部４と第２スラブ部５との間の空間をケーソン掘削機１５のメンテナンスのためのメンテナンス室７に、第２スラブ部５と第３スラブ部６との間の空間を、昇降部９の昇降室側出入口１３を設けるとともに圧気作業室２やメンテナンス室７等の気圧を調整する機能を有する昇降室８に、それぞれ形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、建築・土木建設分野においてニューマチックケーソン工法に用いられる、ニューマチックケーソンに関するものである。

ニューマチックケーソン工法で圧気作業室で行う掘削作業は作業員の肉体的負担が大きい。このため高気圧下の掘削作業の無人化が行われているが、掘削機は作業員によるメンテナンス作業が必要になる。そこで従来、遠隔操作式のケーソン掘削機を用いて掘削作業を行い、必要なときに掘削機をメンテナンス室に回収し作業員が大気圧のメンテナンス室に下りてメンテナンス等の作業を行うニューマチックケーソンが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図８に、特許文献１に記載の従来のニューマチックケーソンの正面断面図を示す。同図において、ニューマチックケーソン１００Ａは、ケーソン躯体１００を有し、このケーソン躯体１００の外周側側壁１０１ａの下部には、第１スラブ部１０3が設けられている。第１スラブ部１０3の周縁部は刃口１０２を形成し、第１スラブ部１０３の下面と刃口１０２とに囲まれた部分は、ケーソン掘削機１１４が掘削作業を行うための圧気作業室１０５を形成する。

第１スラブ部１０３の上部には内周側側壁１０１ｂが立設され、内周側側壁１０１ｂの内周側における第１スラブ部１０３の上方には第２スラブ部１０４が設けられている。第１スラブ部１０３の上部と第２スラブ部１０４の下部との間には一対の隔壁１０６ａ、１０６ｂが立設され、第１スラブ部１０３の上部と第２スラブ部１０４とに挟まれた空間のうち隔壁１０６ａより一方側は掘削機回収装置１１０を備えたメンテナンス室１０９に、隔壁１０６ａと隔壁１０６ｂとに挟まれた部分は昇降部１２０の出入口１２０ａが設けられた昇降室１０７に、隔壁１０６ｂより他方側は地上の大気圧と圧気作業室１０５内の圧力差を調整する機能を備えた気圧調整室（マンロック）１０８に、それぞれ形成されている。昇降室１０７とメンテナンス室１０９とを連通する開口部１１２ａには気密性の扉１１３ａが、昇降室１０７と気圧調整室１０８とを連通する開口部１１２ｂには気密性の扉１１３ｂが、気圧調整室１０８と圧気作業室１０５とを連通する開口部１１０ａには機密性の扉１１１が、それぞれ開閉自在に設けられている。

掘削作業時、ケーソン掘削機１１４は圧気作業室１０５内に下ろされ、圧気作業室１０５およびメンテナンス室１０９の圧力を大気圧より高めて掘削作業を行う。掘削作業は制御室１１５の制御手段１１５ａにより遠隔操作される。

メンテナンス時、ケーソン掘削機１１４は圧気作業室１０５からメンテナンス室１０９に引き上げられ、扉１１４ａを閉じ、作業員が昇降機１２０で地上から昇降室１０７に降りてメンテナンス室１０９の気圧を大気圧と同じ圧力に下げたのち、作業員がメンテナンス室１０９に入り、ケーソン掘削機１１４のメンテナンスを行う。
特開２００３−２６８７７９号公報

しかし、上記特許文献１に記載の発明においては、第１スラブ部１０３と第２スラブ部１０４との間に昇降室１０７と、気圧調整室１０８と、メンテナンス室１０９とを水平方向に並べて設けなければならず、ケーソン躯体１００の底面積は大きくならざるを得ない。そして、狭小な掘削領域においてニューマチックケーソン工法を用いる場合、メンテナンス室１０９を設けることができず、ケーソン掘削機１１４のメンテナンスを十分に行えなくなったり、昇降室１０７を設けることができず作業員がメンテナンス室１０９や圧気作業室１０５に入る際に支障をきたしたり、気圧調整室１０８を設けられず作業員が圧気作業室１０５に入るときの圧気作業室１０５内の気圧調整に支障をきたしたりする問題がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、狭小な掘削領域においても、作業員によるケーソン掘削機のメンテナンスや、メンテナンス室等に出入りする作業員の昇降や、圧気作業室内等の気圧調整に支障をきたすことのないニューマチックケーソンを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、ケーソン掘削機と、内部に前記ケーソン掘削機の作業用の空間を有する圧気作業室と、前記ケーソン掘削機が掘削した掘削物の搬出および前記ケーソン掘削機の部材および資機材などの搬出入が可能なマテリアルシャフトと、前記ケーソン掘削機を収容可能なメンテナンス室と、人員が昇降し気密を保持できる昇降部出入口を備えた昇降部と、前記昇降部を内部に設けた昇降室とを備え、前記圧気作業室の上側に前記メンテナンス室と前記昇降室とを縦方向に並べて配設したことを特徴とするニューマチックケーソンである。

請求項２に記載の発明は、前記圧気作業室の天井壁を形成する第１スラブ部と、前記メンテナンス室の天井壁を形成する第２スラブ部と、前記昇降室の天井壁を形成する第３スラブ部とは縦方向に三重に併設することを特徴とする、請求項１に記載のニューマチックケーソンである。

請求項３に記載の発明は、前記第１スラブ部と、前記第２スラブ部と、前記第３スラブ部とはプレキャスト鉄筋コンクリート製または鋼製または鋼枠コンクリート製であることを特徴とする、請求項２に記載のニューマチックケーソンである。

請求項１に記載の発明によれば、ケーソン掘削機の作業用の圧気作業室の上側に、ケーソン掘削機を収容可能なメンテナンス室と、昇降部の出入口を内部に設けた昇降室とを縦方向に並べて配設したことにより、ケーソン掘削機のメンテナンス用の場所と昇降部の出入口を設ける場所をともに確保しながら底面積の小さいニューマチックケーソンを形成し、狭小な掘削領域においても、作業員によるケーソン掘削機のメンテナンスや、メンテナンス室等に出入りする作業員の昇降や、圧気作業室内等の気圧調整に支障をきたすことのない、作業員による補修作業の容易なニューマチックケーソンを実現できる。

請求項２に記載の発明によれば、第１スラブ部と、第２スラブ部と、第３スラブ部とを三重に併設し、圧気作業室の天井壁を第１スラブ部にて、メンテナンス室の天井壁を第２スラブ部にて、昇降室の天井壁を第３スラブ部にて形成することにより、圧気作業室とメンテナンス室と昇降室とを、相互に気密状態に離隔しながら縦方向に併設することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第１スラブ部と、第２スラブ部と、第３スラブ部とをプレキャスト工法にて製造した鉄筋コンクリート製、または鋼枠コンクリート製とすることにより、スラブ部を建造する際の現場での型枠工や鉄筋工が不要になり、鉄筋コンクリート製の堅牢なスラブ部を、短い工期でコストを抑えて建造できる。また、第１スラブ部と、第２スラブ部と、第３スラブ部とを鋼製とすることにより、側壁など他の壁面が形成されたのちにスラブ部をはめ込んで形成することが可能になり、メンテナンス室や昇降室を必要に応じて事後的に形成することが可能になる。また、掘削作業終了後に鋼製のスラブ部を回収して再利用することが可能になり、省資源化を図ることができる。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

〔発明の実施の形態１〕
図１乃至図３を用いて、この発明の実施の形態１を説明する。

図１は、この発明の実施の形態１におけるニューマチックケーソンの正面断面図であり、図２は、同実施の形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は、同実施の形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図１において、ニューマチックケーソン１Ａのケーソン躯体１ａは、縦方向に伸長し側面を取り囲む鉄筋コンクリート製の側壁１の内周部の下端部側に、横方向に伸長する板状の第１スラブ部４が設けられている。第１スラブ部４はプレキャスト工法（以下「PＣ工法」と称する。）によって製造した鉄筋コンクリート製である。第１スラブ部４には開口部１１ａが形成されて第１スラブ部４を上下方向に貫通し、開口部１１ａの内周部には略筒形のメンテナンスハッチ部１１がはめ込まれている。メンテナンスハッチ部１１の内周部は、ケーソン掘削機１５（後述）が通過できる大きさに形成する。メンテナンスハッチ部１１の内周部の上側には、観音開き式の一対の扉１１ｂ、１１ｂが開閉自在に設けられている。扉１１ｂ、１１ｂは、閉じた状態で上側と下側とを気密状態に密閉する。

第１スラブ部４の下側とケーソン躯体１ａの側壁１下部の内周面に囲まれた空間部分は、ケーソン掘削機１５（後述）が掘削作業を行うための空間である圧気作業室２を形成する。圧気作業室２周囲の側壁１は、下方に向けて肉薄になった刃口３を形成する。刃口３の下端部は開口端部３ａを形成する。圧気作業室２内の上方には、ケーソン掘削機１５（後述）を案内する走行レール３６が水平方向に架設されている。

第１スラブ部４の上方には、横方向に伸長する略板状の第２スラブ部５が第１スラブ部４と平行に設けられている。第２スラブ部５もPＣ工法によって製造した鉄筋コンクリート製である。第２スラブ部５には開口部５ａ、および開口部５ｂが形成されてそれぞれ第２スラブ部５を上下方向に貫通している。

開口部５ａの内周部には略筒型のマンハッチ部１２がはめ込まれている。マンハッチ部１２の内周部は、人間が通過できる大きさに形成されている。マンハッチ部１２の内周部の上側には、片開き式の扉１２ａが開閉自在に設けられている。扉１２ａは、閉じた状態で上側と下側とを気密状態に密閉する。

開口部５ｂの内径は、マテリアルロック１６のマテリアルシャフト１６ａ（後述）の外径と同じ大きさに形成されている。

第１スラブ部４の上側と第２スラブ部５の下側と側壁１の内周面に囲まれた空間部分は、ケーソン掘削機１５（後述）のメンテナンスを行う空間であるメンテナンス室７を形成する。メンテナンス室７には、第１スラブ部４の上側からマンハッチ部１２の内周部にかけて人員昇降用の梯子１０が架設されている。

第２スラブ部５の上方には、横方向に伸長する略板状の第３スラブ部６が第２スラブ部５と平行に設けられている。第３スラブ部６もPＣ工法によって製造した鉄筋コンクリート製である。第３スラブ部６には開口部６ａ、および開口部６ｂが形成されてそれぞれ第３スラブ部６を上下方向に貫通している。

開口部６ａの内径は、昇降部であるマンシャフト９（後述）の外径と同じ大きさであり、開口部６ｂの内径は、マテリアルシャフト１６ａ（後述）の外径と同じ大きさである。

第２スラブ部５の上側と第３スラブ部６の下側と側壁１の内周面に囲まれた空間部分は、昇降室８を形成する。昇降室８は、マンシャフト９（後述）を利用する人員の昇降用の空間を形成するとともに、圧気作業室２内およびメンテナンス室７内の気圧と大気圧との調節を図るための気圧調整室としての機能も有する。昇降室８の内部には、室内に各種ガスを供給するための混合ガス・酸素ガス供給装置（図示せず）とガス操作部１４とが設けられている。ガス操作部１４は混合ガス・酸素ガス供給装置（図示せず）からのガスの放出や放出停止操作などを行うためのボタンやバルブによって形成する。

側壁１の内部には、上下方向に伸長する略筒状のマテリアルロック１６が配設されている。マテリアルロック１６のマテリアルシャフト１６ａは、下側が第３スラブ部６の開口部６ｂ、および第２スラブ部５の開口部５ｂに嵌挿されており、上側が側壁１の上端部よりも上方に突出している。マテリアルシャフト１６ａの内周部の上端近傍には、観音開き式の第一扉３０および片開き式の第二扉３１がそれぞれ開閉自在に設けられている。第一扉３０および第二扉３１はそれぞれ閉じた状態で上側と下側を気密状態にする。マテリアルシャフト１６ａの上端部には、メンテナンス室７内や圧気作業室２内の気圧状態を維持するための機構を備えたロック部１６ｂが設けられている。

マテリアルシャフト１６ａの下端部は開口端部１６ｃを形成する。開口端部１６ｃはメンテナンス室７の内部に臨んでいる。

開口端部１６ｃの下方にはケーソン掘削機１５が設けられる。ケーソン掘削機１５は下方を掘削する掘削機であり、高圧下で掘削作業を行える耐圧性を備えている。ケーソン掘削機１５の基部側には、圧気作業室２内にて走行レール３６上を走行する車輪が取り付けられている。回収架台３７には圧気作業室２内にて走行レール３６と同一線上に配置されるレールが取り付けられている。また、ケーソン掘削機１５は、遠隔操作を可能にするための各種機能（無線有線による命令信号を受信する受信手段、受信した信号を復調する復調手段、機械的動作を制御する制御手段など）を備えている。

ケーソン掘削機１５の基部は、掘削機回収装置１５ａによって吊下支持されている。掘削機回収装置１５ａの回収架台３７は、例えば鋼材等の桁構造などで構成されており、幅方向両端に突出し開口端部１６ｃに係合する係合部（図示せず）を備えている。回収架台３７の中央部には土砂を搬出するバケット（図示せず）が通過可能な孔部（図示せず）が貫設形成されている場合もある。

巻上部３８は下端部に設けられた、電磁力や真空吸着力接合金具などによる接合具（図示せず）によって回収架台３７と接合している。

側壁１の内部には、マンシャフト９が配設されている。マンシャフト９はエレベータであって、上下方向に伸長する略筒状の昇降路９ａは第３スラブ部６の開口部６ａに嵌挿されており、側壁１の上端部より上方に突出している。昇降路９ａの内部には、人員が搭乗できるエレベータかご１９ａと、上下方向に架設されエレベータかご１９ａを案内するエレベータレール１９とが設けられている。エレベータかご１９ａはワイヤ（図示せず）によって吊り下げされ、ワイヤの端部はモータ（図示せず）によって回転駆動する巻取手段（図示せず）に接合されている。

昇降路９ａの上端部近傍には、地上側出入口１８が開口形成され、地上側出入口１８には地上側出入口扉１８ａが開閉自在に設けられている。昇降路９ａの下端部近傍には、昇降室８の内部に位置して昇降室側出入口１３が開口形成され、昇降室側出入口１３には昇降室側出入口扉１３ａが開閉自在に設けられている。昇降室側出入口扉１３ａは、閉じた状態で昇降路９ａの内部と昇降室８の内部とを気密状態に密閉する。

ケーソン躯体１ａの外部（地上）には制御室２５が設けられ、制御室２５の内部には制御手段２６が設置されている。制御手段２６は、ＣＰＵ（中央演算装置）や各種半導体メモリ等の記憶手段を備え、圧気作業室２内部の気圧の調節やケーソン掘削機１５の掘削作業（土砂の掘削や圧気作業室２内部の移動）や扉１１ｂ、１１ｂ、扉１２ａの開閉などを遠隔操作によって制御する。

実施の形態１のニューマチックケーソン１Ａの構築作業について説明する。

まず、鉄筋コンクリートを有蓋円筒形に形成して刃口３、第１スラブ部４を建造し、内部に圧気作業室２を形成する。第１スラブ部４に形成された開口部１１ａの内部には、メンテナンスハッチ部１１をはめ込む。第１スラブ部４の下側には、走行レール３６を架設する。

第１スラブ部４の上方にはマテリアルロック１６を設ける。第１スラブ部４よりも上側には、鉄筋コンクリート製の側壁１と第２スラブ部５とを建造し、内部にメンテナンス室７を形成する。第２スラブ部５に設けられた開口部５ａにはマンハッチ部１２をはめ込む。

第２スラブ部５の上方にはマンシャフト９を設ける。第２スラブ部５よりも上側には、鉄筋コンクリート製の側壁１と第３スラブ部６とを建造し、内部に昇降室８を形成する。側壁１は、掘削の進行に伴ってさらに上方に伸長させる。

マテリアルロック１６の上方からは各種部材や資機材をメンテナンス室７内に搬入し、開口端部１６ｃには掘削機回収装置１５ａを装着し、掘削機回収装置１５ａの回収架台３７にはケーソン掘削機１５を設置する。昇降室８には末端のガス操作部１４を設け、地上には制御室２５を設け、制御手段２６を設置する。

実施の形態１のニューマチックケーソン１Ａによる掘削作業を説明する。

掘削作業を行うとき、作業員は、制御室２５の制御部２６から遠隔操作により操作を行う。マンハッチ部１２の扉１２ａ、マテリアルロック１６の第一扉３０および第二扉３１は閉鎖し、メンテナンスハッチ部１１の扉１１ｂ、１１ｂを開放して、メンテナンス室７内および圧気作業室２内の気圧を大気圧よりも高くする。

メンテナンス室７内および圧気作業室２内の気圧が開口面３ａ下部の圧力（開口面３ａ下側の土砂等が圧気作業室２内を押圧する圧力）とほぼ同じになったら、掘削機回収装置１５ａを駆動させてケーソン掘削機１５をメンテナンス室７から圧気作業室２に降下させる。ケーソン掘削機１５は走行レール３６の案内により圧気作業室２内を移動し、開口面３ａ下方の土砂等を掘削する。掘削土を地上に搬出するときは、マテリアルロック１６の第一扉３０および第二扉３１を開放し、マテリアルシャフト１６ａの上部からワイヤロープ等に繋いだ土砂運搬用のバケット（図示せず）を開口端部１６ｃ、メンテナンスハッチ部１１を介して圧気作業室２に降ろす。バケット（図示せず）にはケーソン掘削機１５の操作により掘削土を積載し、積載後、ワイヤロープ等によってマテリアルシャフト１６ａから引き上げる（このとき、圧気作業室２内およびメンテナンス室７内の圧力は大気圧よりも高圧に維持する。）。

実施の形態１において、ケーソン掘削機１５のメンテナンス作業をメンテナンス室７で行う場合の作業について説明する。

掘削作業の終了後、ケーソン掘削機１５のメンテナンスを行うときは、掘削機回収装置１５ａを駆動させてケーソン掘削機１５を圧気作業室２からメンテナンス室７に引き上げる。メンテナンスハッチ部１１の扉１１ｂ、１１ｂは閉鎖し、圧気作業室２内の気圧を大気圧より高圧に維持したままメンテナンス室７の気圧を大気圧まで下げる。

メンテナンス室７の気圧が下がったのち、作業員がマンシャフト９の地上側出入口１８からエレベータかご１９ａに乗り込んで降下し、昇降室側出入口１３から昇降室８に入る。作業員はマンハッチ部１２の扉１２ａを開放し、梯子１０を用いてメンテナンス室７に降りケーソン掘削機１５のメンテナンス作業を行う。メンテナンスに必要な工具や部品類は、地上にいる作業員がマテリアルシャフト１６ａからメンテナンス室７に降ろして供給する。

実施の形態１において、ケーソン掘削機１５のメンテナンス作業を圧気作業室２内で行う場合の作業について説明する。

掘削機回収装置１５ａの故障などにより、ケーソン掘削機１５をメンテナンス室７に引き上げることができない場合には、メンテナンスハッチ部１１の扉１１ｂ、１１ｂを開放したままで、マンシャフト９にて降下した作業員が昇降室８に入る。作業員は昇降室側出入口１３の昇降室側出入口扉１３ａを閉めたのち、ガス操作部１４を操作し、昇降室８内の気圧が圧気作業室２内およびメンテナンス室７内と同じになるように調整する。気圧調整が完了したのち、作業員はマンハッチ部１２の扉１２ａを開けてメンテナンス室７に降下し、さらにメンテナンスハッチ部１１から圧気作業室２に降下して、圧気作業室２内にあるケーソン掘削機１５のメンテナンスを行う。この場合も、メンテナンスに必要な工具や部品類は、マテリアルシャフト１６ａから降ろして供給する。大深度の場合においては、作業員は、昇降室８内の末端のガス操作部１４を操作して、ガスホースに接続したガスマスクを顔面に取り付けて、ガスを呼吸しながら作業室２に入る。

以上、実施の形態１においては、ケーソン掘削機１５が掘削作業を行う圧気作業室２の上側に、ケーソン掘削機１５を収容可能なメンテナンス室７と、マンシャフト９の出入口を内部に設けた昇降室８とを縦方向に並べて配設したことにより、ケーソン掘削機１５のメンテナンス用の場所とマンシャフト９の昇降室８側への出入口である昇降室側出入口１３と昇降室８を確保しながら底面積の小さいニューマチックケーソン１Ａを形成することができる。そして、狭小な掘削領域において、大気圧下で作業員によるケーソン掘削機１５の補修が十分行き届いたニューマチックケーソン工法を実現できる。

実施の形態１においては、第１スラブ部４と、第２スラブ部５と、第３スラブ部６とを三重に併設し、圧気作業室２の天井壁を第１スラブ部４にて、メンテナンス室７の天井壁を第２スラブ部５にて、昇降室８の天井壁を第３スラブ部６にて形成することにより、圧気作業室２とメンテナンス室７と昇降室８とを、相互に気密性の高い状態で相互に離隔しながら縦方向に併設し、圧気作業室２と、メンテナンス室７と、昇降室８とをそれぞれ目的に応じた異なる気圧状態にすることができる。

実施の形態１においては、第１スラブ部４と、第２スラブ部５と、第３スラブ部６とをすべてPＣ工法にて製造した鉄筋コンクリート製とすることにより、スラブ部を建造する際の現場での型枠工や鉄筋工が不要になり、第１スラブ部４と、第２スラブ部５と、第３スラブ部６とを、堅牢な鉄筋コンクリートにより、短い工期でコストを抑えて建造できる。

実施の形態１においては、昇降室８の内部に混合ガス・酸素ガス供給装置（図示せず）を操作する末端のガス操作部１４を設け、昇降室８に気圧調整室としての機能の他混合ガス、酸素ガスの供給機能も併有させたことにより、底面積の小さいニューマチックケーソン１Ａにおいて、圧気作業室２内やメンテナンス室７内の気圧を適正に保つことができる他、非常時に作業員に混合ガスや酸素ガスを呼吸させることができる。

実施の形態１においては、気圧調整室としての機能を持つ昇降室８をメンテナンス室７の上側に設けることにより、圧気作業室２とメンテナンス室７、昇降室８をそれぞれ近接して配置し、ケーソン掘削機１５の回収およびメンテナンス作業や、気圧調整を容易に行うことが可能になる。また、下から順に圧気作業室２、メンテナンス室７、昇降室８を縦方向に併設する配置とし、圧気作業室２とメンテナンス室７とを気密状態に密閉する扉１１ｂ、１１ｂを設けたことにより、扉１１ｂ、１１ｂを開放し、圧気作業室２およびメンテナンス室７を高圧にして掘削作業を行うとともに、扉１１ｂ、１１ｂを閉じてメンテナンス室７の気圧を大気圧と同じにし、作業員が大気圧下でケーソン掘削機１５のメンテナンスを行うことを可能にする。

〔発明の実施の形態２〕
図４は、この発明の実施の形態２におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。同図において、実施の形態１と同一の構成の箇所については図１乃至図３と同一の符号を付すとともに、構成の説明を省略する。

同図に示すニューマチックケーソン１Ｂは、実施の形態１のニューマチックケーソン１Ａの構成に加え、さらに、第１スラブ部４に開口部１１ｃを貫通させ、この開口部１１ｃの内部に昇降用ハッチ部３４がはめ込まれた構成を有する。昇降用ハッチ部３４の内周部は、人員が通過できる大きさに形成する。昇降用ハッチ部３４の内周部の上側には、片開き式の扉３５が開閉自在に設けられている。扉３５は、閉じた状態で上側と下側とを気密状態に密閉する。

実施の形態２においては、昇降用ハッチ部３４を設けたことにより、実施の形態１の作用効果に加え、作業員が圧気作業室２に容易に出入りできるという作用効果を奏する。

〔発明の実施の形態３〕
図５は、この発明の実施の形態３におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。同図において、実施の形態１と同一の構成の箇所については図１乃至図３と同一の符号を付すとともに、構成の説明を省略する。

図５に示すニューマチックケーソン１Ｃは、実施の形態１のニューマチックケーソン１Ａの備える、上方（図１および図４の上側）視形状が側壁１の内周面と略同一である第３スラブ部６に代えて、上方視形状が側壁１の内周面の略半分である第３スラブ部４０を備えている。第３スラブ部４０は鉄筋コンクリート製であり、一端側は側壁１の内周部と一体に形成され、他端側から第２スラブ部５にわたって昇降室側壁４１が垂直に形成されている。側壁１と第３スラブ部４０と昇降室側壁４１とに囲まれた空間は昇降室８を形成する。マテリアルシャフト１６ａは、第２スラブ部５のみを貫通している。

実施の形態３においては、第３スラブ部４０を上方視形状が側壁１の内周面の略半分の形状としたことにより、実施の形態１の作用効果に加え、昇降室８の容積が小さくなり、昇降室８内の空気調整に要する時間を短縮できる作用効果を奏する。また、第３スラブ部４０がマテリアルシャフト１６ａが設けられた部分を覆っていないので、第３スラブ部４０を建造する際にマテリアルシャフト１６ａを貫通させるための手間が省け、ニューマチックケーソン１Ｃの建造工程を簡素化できる作用効果を奏する。

〔発明の実施の形態４〕
図６は、この発明の実施の形態４におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。同図において、実施の形態１と同一の構成の箇所については図１乃至図３と同一の符号を付すとともに、構成の説明を省略する。

図６において、ニューマチックケーソン１Dの第２スラブ部５Ａおよび第３スラブ部６Ａは鋼製の板状部材によって形成する。

側壁１の内周部には、第１ブラケット２１ａ、２１ａおよび第２ブラケット２１ｂ、２１ｂが内方に突出した状態で取り付けられる。第１ブラケット２１ａ、２１ａおよび第２ブラケット２１ｂ、２１ｂは鋼など剛性の高い部材で形成され、ボルト等により側壁１に取り付けられる。第１ブラケット２１ａ、２１ａおよび第２ブラケット２１ｂ、２１ｂの上部は、水平面を形成する。

第１ブラケット２１ａ、２１ａの上部には第２スラブ部５Ａの端部が載置され、第２ブラケット２１ｂ、２１ｂの上部には第３スラブ部６Ａの端部が載置される。

側壁１の内周面には、側壁１と一体形成された鉄筋コンクリート製の第１挟持部１７ａ、第２挟持部１７ｂが内方に突設されている。第１挟持部１７ａは下面部が第２スラブ部５Ａの上面に接し、第２挟持部１７ｂは下面部が第３スラブ部６Ａの上面に接している。

実施の形態４のニューマチックケーソン１Ｄにおける構築作業について説明する。

ニューマチックケーソン１Dは、実施の形態１と同様の手順で刃口３、第１スラブ部４を建造し、圧気作業室２を形成する。

第１スラブ部４の上方にはメンテナンス室７を設ける。側壁１は第１スラブ部４よりも上方に伸長させて建造し、内周部に第１ブラケット２１ａ、２１ａを取り付ける。第１ブラケット２１ａ、２１ａの上面には、第２スラブ部５Ａの端部を載置する。側壁１は第２スラブ部５Ａよりも上方に伸長させて建造するともに、側壁１の内周面に第１挟持部１７ａを突設させて設ける。

第２スラブ部５Ａの上方にはマンシャフト９を設ける。側壁１は第２スラブ部５Ａよりも上方に伸長させて建造し、内周部に第２ブラケット２１ｂ、２１ｂを取り付ける。第２ブラケット２１ｂ、２１ｂの上面には、第３スラブ部６Ａの端部を載置する。側壁１は第３スラブ部６Ａよりも上方に伸長させて建造するともに、側壁１の内周面に第２挟持部１７ｂを突設させて設ける。側壁１は、掘削の進行に伴ってさらに上方に伸長させる。

実施の形態４においては、第２スラブ部５Ａ、第３スラブ部６Ａは鋼製であるため、側壁１を製造してから第２スラブ部５Ａ、第３スラブ部６Ａを設けることが可能になり、側壁１の形成後にメンテナンス室７や昇降室８を事後的に設けることが可能になる。

実施の形態４においては、第２スラブ部５Ａ、第３スラブ部６Ａは鋼製であり、側壁１等とは別部材であるため、第２スラブ部５Ａ、第３スラブ部６Ａを既成品として事前に製造でき、ニューマチックケーソン１Ｄの製造工程を簡素化できる。また、鋼製の板状である第２スラブ部５Ａ、第３スラブ部６Ａは大きさや形状を規格化しやすいので、規格化された製品として量産し製造コストを抑えることが可能になる。

実施の形態４においては、第２スラブ部５Ａと、第３スラブ部６Ａとは、側壁１等とは別部材であるため、掘削作業終了後に第２スラブ部５Ａや第３スラブ部６Ａだけをケーソン躯体１ａから回収し、再利用することが可能であり、省資源化を図ることができる。

実施の形態４においては、側壁１と別部材の第１ブラケット２１ａ、２１ａおよび第２ブラケット２１ｂ、２１ｂを側壁１の内周部に取り付けて、第２スラブ部５Ａを第１ブラケット２１ａ、２１ａに、第３スラブ部６Ａを第２ブラケット２１ｂ、２１ｂにそれぞれ載置するので、側壁１を製造してから第２スラブ部５Ａ、第３スラブ部６Ａの位置を決定でき、現場の実情等に即した第２スラブ部５Ａ、第３スラブ部６Ａの高さ位置の調整が図りやすくなる。

〔発明の実施の形態５〕
図７は、この発明の実施の形態５におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。同図において、実施の形態１と同一の構成の箇所については図１乃至図３と同一の符号を付すとともに、構成の説明を省略する。

図７において、ニューマチックケーソン１Eの第２スラブ部５Ｂおよび第３スラブ部６Ｂは鋼製の板状部材によって形成する。

側壁１の内周部には、第１載置部１７ｃおよび第２載置部１７ｄが内方に突設されている。第１載置部１７ｃおよび第２載置部１７ｄは鉄筋コンクリートにより側壁１と一体に形成されている。第１載置部１７ｃおよび第２載置部１７ｄの上部は、水平面を形成する。

第１載置部１７ｃの上部には第２スラブ部５Ｂの端部が載置され、第２載置部１７ｄの上部には第３スラブ部６Ｂの端部が載置される。

第２スラブ部５Ｂの端部近傍にはアンカーボルト２０ａ、２０ｂが、第３スラブ部６Ｂの端部近傍にはアンカーボルト２０ｃ、２０ｄが、それぞれ上下に貫通している。アンカーボルト２０ａ、２０ｂは下端側が第１載置部１７ｃの内部に、アンカーボルト２０ｃ、２０ｄは下端側が第２載置部１７ｄの内部にそれぞれ挿通し、第２スラブ部５Ｂと第１載置部１７ｃ、第３スラブ部６Ｂと第２載置部１７ｄとをそれぞれ接合している。

実施の形態５のニューマチックケーソン１Eにおける構築作業について説明する。

ニューマチックケーソン１Ｅは、実施の形態１と同様の手順で刃口３、第１スラブ部４を建造し、圧気作業室２を形成する。

第１スラブ部４の上方にはメンテナンス室７を設ける。側壁１は、第１スラブ部４よりも上方に伸長させて建造し、内周部に第１載置部１７ｃを突設する。第１載置部１７ｃの上面には、第２スラブ部５Ｂの端部を載置する。第２スラブ部５Ｂの端部にはアンカーボルト２０ａ、２０ｂを上下に貫通させ、アンカーボルト２０ａ、２０ｂの下端側を第１載置部１７ｃの内部に挿通させて、第２スラブ部５Ｂと第１載置部１７ｃとを接合させる。

側壁１は第２スラブ部５Ｂよりも上方に伸長させて建造する。側壁１の内周部には第２載置部１７ｄを突設する。第２載置部１７ｄの上面には、第３スラブ部６Ｂの端部を載置する。第３スラブ部６Ｂの端部にはアンカーボルト２０ｃ、２０ｄを上下に貫通させ、アンカーボルト２０ｃ、２０ｄの下端側を第２載置部１７ｄの内部に挿通させて、第３スラブ部６Ｂと第２載置部１７ｄとを接合させる。側壁１は、掘削の進行に伴ってさらに上方に伸長させる。

以上、実施の形態５においては、第２スラブ部５Ｂ、第３スラブ部６Ｂが鋼製であって、鉄筋コンクリート製の側壁１等とは別部材であることにより奏する作用効果は、実施の形態４と同じである。

実施の形態５においては、第２スラブ部５Ｂを載置する第１載置部１７ｃ、第３スラブ部６Ｂを載置する第２載置部１７ｄを、鉄筋コンクリートにより側壁１と一体に形成したことにより、第１載置部１７ｃ、第２載置部１７ｄに高い剛性を持たせることができ、第２スラブ部５Ｂ、第３スラブ部６Ｂの設営状態が安定する。

実施の形態５においては、第２スラブ５Ｂを第１載置部１７ｃに、第３スラブ部６Ｂを第２載置部１７ｄに、アンカーボルト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによって接合させることにより、第２スラブ部５Ｂ、第３スラブ部６Ｂを上側から挟持するための部材を側壁１に設ける必要がなくなって、第２スラブ部５Ｂ、第３スラブ部６Ｂの上下方向の揺動を防止しつつ設営作業の簡素化を図ることができる。

上記実施の形態１乃至５においては、マンシャフト９はエレベータかご１９ａを備えた自動昇降機としたが、これに限定されず、階段等によって形成することも可能である。

上記実施の形態１乃至５においては、昇降室８に気圧調整機能を併有させる構成としたが、これに限定されず、第２スラブ部と第３スラブ部との間に隔壁を立設し、一方を昇降室、一方を気圧調整室とすることも可能である。

上記実施の形態１乃至５においては、昇降室側出入口１３において、昇降室側出入口扉１３ａが昇降路９ａの内部と昇降室８の内部とを気密状態に密閉する構成としたが、かかる構成に代えて、地上側出入口８において、地上側出入口扉１８ａが昇降路９ａと外部とを気密状態に密閉する構成としてもよい。

上記実施の形態１乃至３においては、第１スラブ部、第２スラブ部５、第３スラブ部６、４０はＰＣ工法にて製造した鉄筋コンクリート製とし、上記実施の形態４および５においては、第２スラブ部５Ａ、５Ｂおよび第３スラブ６Ａ、６Ｂは鋼製としたが、かかる構成に代えて、第１スラブ、第２スラブ部、第３スラブ部のうち少なくともいずれか一つを鋼枠コンクリートによって形成してもよいし、第１スラブ、第２スラブ部、第３スラブ部のうち少なくともいずれか一つを側壁１と一体に形成された鉄筋コンクリート製としてもよい。また、たとえば、第１スラブ部がプレキャスト鉄筋コンクリート製、第２スラブ部が鋼枠コンクリート製、第３スラブ部が鋼製、のように、第１スラブ部、第２スラブ部、第３スラブ部のそれぞれを異なる材質によって形成してもよい。

上記実施の形態１乃至５は本発明を例示するものであって、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではない。

この発明の実施の形態１におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。同実施の形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。同実施の形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。この発明の実施の形態２におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。この発明の実施の形態３におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。この発明の実施の形態４におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。この発明の実施の形態５におけるニューマチックケーソンの正面断面図である。従来例のニューマチックケーソンの正面断面図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１E・・・ニューマチックケーソン
２・・・圧気作業室
４・・・第１スラブ部
５、５Ａ、５Ｂ・・・第２スラブ部
６、６Ａ、６Ｂ、４０・・・第３スラブ部
７・・・メンテナンス室
８・・・昇降室
９・・・マンシャフト（昇降部）
１５・・・ケーソン掘削機
１６・・・マテリアルロック

Claims

ケーソン掘削機と、
内部に前記ケーソン掘削機の作業用の空間を有する圧気作業室と、
前記ケーソン掘削機が掘削した掘削物の搬出および前記ケーソン掘削機の部材および資機材などの搬出入が可能なマテリアルシャフトと、
前記ケーソン掘削機を収容可能なメンテナンス室と、
人員が昇降し気密を保持できる昇降部出入口を備えた昇降部と、
前記昇降部を内部に設けた昇降室と
を備え、
前記圧気作業室の上側に前記メンテナンス室と前記昇降室とを縦方向に並べて配設した
ことを特徴とするニューマチックケーソン。
前記圧気作業室の天井壁を形成する第１スラブ部と、前記メンテナンス室の天井壁を形成する第２スラブ部と、前記昇降室の天井壁を形成する第３スラブ部とは縦方向に三重に併設する
ことを特徴とする、請求項１に記載のニューマチックケーソン。
前記第１スラブ部と、前記第２スラブ部と、前記第３スラブ部とはプレキャスト鉄筋コンクリート製または鋼製または鋼枠コンクリート製である
ことを特徴とする、請求項２に記載のニューマチックケーソン。