JP2005240517A - Rock bolt driving machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rock bolt driving machine capable of efficiently executing a rock bolt reinforcement work in a railway tunnel in operation from a narrow space within the tunnel within a short time such as late-night hours during which no train runs. <P>SOLUTION: The rock bolt driver 1 comprises a boom 7 capable of being turned horizontally and being raised/lowered freely, a control stand 8 for implementing operation of driving a rock bolt 12, water supply equipment 9 for supplying water for boring, a slide-type outrigger 11 for preventing a turnover and a motor-operated hydraulic pressure source, which are installed on an under carriage. The boom 7 is pivoted at a base end part thereof with a bearing section 7b, and can be turned horizontally and raised/lowered freely, and a connection part 7a is connected to the tip end of the boom 7 with a pin and can be raised/lowered. A second turning section 6 is installed on the other end of the connection part 7a, and a first turning part 5 freely turnably and slidably supporting a guide cell 4 is attached on the outer circumference of the second turning section 6. A drifter 3 for turning the rock bolt 2 is installed on the guide cell 4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ロックボルト打設機に関し、特に、操業中の鉄道トンネルにおいて使用されるロックボルト打設機に関する。   The present invention relates to a rock bolt driving machine, and more particularly to a rock bolt driving machine used in an operating railway tunnel.

ロックボルト補強工は、トンネルの変状対策工として地山の強度低下を防ぎ、塑性圧および偏圧等による変状進行ならびに覆工片の剥落防止に効果的である。トンネル内でのロックボルト補強工では、比較的大きな断面を有するトンネルの場合、例えば、特許文献１に記載されているようなロックボルト打設機が使用される。
特開平８−２４６７８３号公報 （第２−３頁、第１図） The rock bolt reinforcement works as a tunnel deformation countermeasure work, preventing a decrease in the strength of the natural ground, and is effective in preventing the progress of deformation due to plastic pressure, bias pressure, etc., and peeling of the lining pieces. In the case of a lock bolt reinforcement work in a tunnel, for example, a lock bolt driving machine described in Patent Document 1 is used in the case of a tunnel having a relatively large cross section.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-246783 (page 2-3, FIG. 1)

しかしながら、操業中の鉄道トンネルにおけるロックボルト補強工では、限られた空間内で短い作業時間内に作業を行わねばならないため、特許文献１に記載されているようなゴムクローラ式のロックボルト打設機では、軌道が邪魔になり、トンネル内の作業位置への移動が困難なうえ、ガイドセルの位置が高すぎるため、作業効率に著しく支障を来たす。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、操業中の鉄道トンネルにおけるロックボルト補強工を、電車が通過しない深夜等の短時間の間に、トンネル内の狭い空間から、効率的に行うことのできるロックボルト打設機を提供することを目的とする。 However, since the lock bolt reinforcement work in the railway tunnel in operation has to be performed within a limited space within a short work time, the rubber crawler type lock bolt driving as described in Patent Document 1 is required. In the machine, the trajectory becomes in the way, it is difficult to move to the work position in the tunnel, and the position of the guide cell is too high, so the work efficiency is remarkably hindered.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to efficiently perform a rock bolt reinforcement work in a railway tunnel in operation from a narrow space in the tunnel in a short time such as midnight when a train does not pass. An object of the present invention is to provide a rock bolt driving machine that can be used.

上記目的を達成するため、本発明に係るロックボルト打設機では、既設の鉄道トンネルのロックボルト補強工に使用されるロックボルト打設機であって、先端にビットを有する自穿孔ロックボルトに回転を加えるドリフターと、当該ドリフターを摺動自在にガイドするガイドセルと、当該ガイドセルを旋回および摺動自在に支持する第一旋回部と、当該第一旋回部の旋回軸に直交する軸を旋回軸として当該第一旋回部を旋回自在に支持する第二旋回部と、当該第二旋回部を先端部に有するとともに基端部を軸支され、水平旋回および俯仰自在なブームと、ロックボルトの打設操作を行うためのコントロールスタンドと、穿孔水を供給するための給水設備と、転倒防止用のスライド式のアウトリガーと、電動油圧源とを、前記鉄道トンネル内に敷設された軌道上を走行する台車上に備えることを特徴とする。
本発明では、ロックボルトを打設するための設備が、鉄道トンネル内に敷設された軌道上を走行する台車上に備えられている。そのため、鉄道トンネル内の軌道を利用して、ロックボルト打設機が移動でき、操業中の鉄道トンネルにおけるロックボルト補強工を、電車が通過しない深夜等の短時間の間に、トンネル内の狭い空間から、効率的に行うことができる。
また、本発明では、ロックボルト打設機が上り側の軌道上あるいは下り側の軌道上いずれにあっても、支持機構を旋回、摺動、俯仰させることにより、トンネル全周面にロックボルトを打設することができる。
ここで、支持機構とは、ブームと、当該ブームに装着された第一旋回部、第二旋回部、およびガイドセルを総称して呼ぶものである。また、ロックボルトを打設するための設備とは、支持機構と、ドリフターと、コントロールスタンドと、給水設備と、アウトリガーと、電動油圧源のことを指す。 In order to achieve the above object, the lock bolt driving machine according to the present invention is a lock bolt driving machine used for a lock bolt reinforcement work for an existing railway tunnel, and is a self-drilling lock bolt having a bit at the tip. A drifter that applies rotation, a guide cell that slidably guides the drifter, a first swivel portion that pivotally and slidably supports the guide cell, and an axis that is orthogonal to the swivel axis of the first swivel portion A second swivel portion that pivotally supports the first swivel portion as a swivel shaft, a boom that has the second swivel portion at a distal end portion and is pivotally supported by a base end portion, and that can be swung horizontally and raised, and a lock bolt A control stand for performing the driving operation, a water supply facility for supplying drilled water, a sliding outrigger for preventing overturning, and an electric hydraulic power source in the railway tunnel Characterized in that it comprises on the cart that travels set trajectory above.
In the present invention, equipment for driving a lock bolt is provided on a carriage that runs on a track laid in a railway tunnel. Therefore, the rock bolt driving machine can be moved by using the track in the railway tunnel, and the lock bolt reinforcement work in the railway tunnel in operation is narrow in the tunnel for a short time such as midnight when the train does not pass. It can be done efficiently from space.
Further, in the present invention, even if the lock bolt driving machine is on the ascending track or the descending track, the support mechanism is swung, slid, and lifted, so that the lock bolt is placed on the entire circumferential surface of the tunnel. Can be cast.
Here, the support mechanism is a generic term for the boom and the first turning part, the second turning part, and the guide cell that are mounted on the boom. Further, the equipment for driving the lock bolt refers to a support mechanism, a drifter, a control stand, a water supply equipment, an outrigger, and an electric hydraulic power source.

本発明によれば、ロックボルトを打設するための設備が、鉄道トンネル内に敷設された軌道上を走行する台車上に備えられているので、操業中の鉄道トンネルにおけるロックボルト補強工を、電車が通過しない深夜等の短時間の間に、トンネル内の狭い空間から、効率的に行うことができる。   According to the present invention, since the equipment for driving the lock bolt is provided on the carriage that runs on the track laid in the railway tunnel, the lock bolt reinforcement work in the railway tunnel in operation, It can be performed efficiently from a narrow space in the tunnel in a short time such as midnight when the train does not pass.

以下、本発明に係るロックボルト打設機の実施形態について、図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係るロックボルト打設機の実施形態の一例を示す側面図である。また、図２は、その平面図である。 Embodiments of a rock bolt driving machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an example of an embodiment of a rock bolt driving machine according to the present invention. FIG. 2 is a plan view thereof.

本実施形態によるロックボルト打設機１は、既設の鉄道トンネル内に敷設された軌道１３上を、図示しない駆動車に牽引されて走行する台車１２上に、水平旋回および俯仰自在なブーム７と、ロックボルト２の打設操作を行うためのコントロールスタンド８と、穿孔水を供給するための給水設備９と、転倒防止用のスライド式のアウトリガー１１と、電動油圧源１０とを備えるものである。   A rock bolt driving machine 1 according to this embodiment includes a boom 7 that can be swung and raised horizontally on a carriage 12 that is pulled by a driving vehicle (not shown) on a track 13 laid in an existing railway tunnel. A control stand 8 for performing the operation of driving the lock bolt 2, a water supply facility 9 for supplying drilled water, a slide-type outrigger 11 for preventing overturning, and an electric hydraulic power source 10 are provided. .

ブーム７は、内蔵された油圧シリンダーにより伸縮できるようになっており、その基端部は、鉛直軸と水平軸を有する軸受け部７ｂに軸支され、ブーム７の中間部と軸受け部７ｂに両端を軸支されたブームスイングシリンダー７ｃとブームリフトシリンダー７ｄにより水平旋回および俯仰自在とされている。
ブーム７の先端には、連結部７ａがピン結合され、俯仰可能な構造となっている。一方、連結部７ａの他端には、円柱状の第二旋回部６が油圧シリンダーを介して装着されている。
第二旋回部６は、その中心軸を旋回軸として、図１中のＢで示した方向に旋回できるようになっている。
第二旋回部６の外周部には、ガイドセル４を旋回および摺動自在に支持する第一旋回部５が取り付けられている。第一旋回部５の旋回軸は、第二旋回部６の旋回軸と直交しており、第一旋回部５は、図１中のＡで示した方向に旋回できるようになっている。つまり、第一旋回部５の旋回軸と第二旋回部６の旋回軸を直交させることにより、ガイドセル４を任意の位置に移動させることができる。また、第一旋回部５には、ガイドセル４を摺動させるために、油圧シリンダーからなる第一摺動機構５ａと第二摺動機構５ｂが設けられている。 The boom 7 can be expanded and contracted by a built-in hydraulic cylinder, and a base end portion thereof is supported by a bearing portion 7b having a vertical axis and a horizontal axis, and both ends of the boom 7 at an intermediate portion and the bearing portion 7b. The boom swing cylinder 7c and the boom lift cylinder 7d, which are pivotally supported, are horizontally swiveled and can be raised and lowered.
A connecting portion 7a is pin-coupled to the tip of the boom 7 so that the boom 7 can be lifted. On the other hand, a columnar second turning portion 6 is attached to the other end of the connecting portion 7a via a hydraulic cylinder.
The second turning section 6 can turn in the direction indicated by B in FIG. 1 with the central axis as the turning axis.
A first turning part 5 that supports the guide cell 4 so as to be turnable and slidable is attached to the outer periphery of the second turning part 6. The turning axis of the first turning part 5 is orthogonal to the turning axis of the second turning part 6, and the first turning part 5 can turn in the direction indicated by A in FIG. That is, the guide cell 4 can be moved to an arbitrary position by making the turning axis of the first turning part 5 orthogonal to the turning axis of the second turning part 6. The first turning unit 5 is provided with a first sliding mechanism 5a and a second sliding mechanism 5b made of a hydraulic cylinder in order to slide the guide cell 4.

全長５ｍを超えるガイドセル４上には、ロックボルト２を把持してロックボルト２に回転を加えるドリフター３が備えられており、ドリフター３はガイドセル４に沿って前後に移動できるようになっている。また、ガイドセル４の先端には、ロックボルト２を保持するためのセントラライザ４ａが装着されている。
ドリフター３の中心部は中空になっており、当該中空部にロックボルト２が挿通され、ロックボルト２が把持される。 A drifter 3 that grips the lock bolt 2 and rotates the lock bolt 2 is provided on the guide cell 4 that exceeds the total length of 5 m. The drifter 3 can move back and forth along the guide cell 4. Yes. Further, a centralizer 4 a for holding the lock bolt 2 is attached to the tip of the guide cell 4.
The center portion of the drifter 3 is hollow, and the lock bolt 2 is inserted into the hollow portion so that the lock bolt 2 is gripped.

ロックボルト２には、地山を穿孔するためのビットを先端に有する中空の自穿孔ロックボルトを使用する。自穿孔のため穿孔用ロッドを必要とせず、また、中空部から穿孔水送水や充填材注入が可能である。本実施形態における自穿孔ロックボルトの長さは４ｍ程度、外径は３１ｍｍ程度であり、外周面にはねじ部が形成されている。   As the lock bolt 2, a hollow self-drilling lock bolt having a bit at the tip for drilling a natural ground is used. The self-drilling does not require a drilling rod, and it is possible to feed drilled water and fill the filler from the hollow part. The self-drilling lock bolt in this embodiment has a length of about 4 m, an outer diameter of about 31 mm, and a threaded portion formed on the outer peripheral surface.

給水設備９は、水ポンプ９ａと水タンク９ｂを備えており、図示しない送水ホースにより穿孔する孔に穿孔水が供給される。
スライド式のアウトリガー１１は、台車１２の中間部に一対備えられており、台車１２の進行方向に対して直交方向にスライドしてロックボルト打設機１が転倒しないように、台車１２を支持する。
電動油圧源１０は、ロックボルト打設機１を作動させるための動力源であって、２台の電動機と２台のポンプを備え、それぞれ１台は予備用である。 The water supply equipment 9 includes a water pump 9a and a water tank 9b, and the drill water is supplied to a hole drilled by a water supply hose (not shown).
A pair of slide-type outriggers 11 are provided at an intermediate portion of the carriage 12 and support the carriage 12 so that the lock bolt driving machine 1 does not fall by sliding in a direction orthogonal to the traveling direction of the carriage 12. .
The electric hydraulic power source 10 is a power source for operating the lock bolt driving machine 1 and includes two electric motors and two pumps, one of which is a spare.

図３は、トンネル軸芯Ｃを中心とするロックボルト２の打設範囲を示したものである。ただし、重なって煩雑になるため、同図ではブーム７は省略している。
同図より明らかなように、本実施形態によるロックボルト打設機１では、ロックボルト打設機１が上り側の軌道１３上あるいは下り側の軌道１３上いずれにあっても、ガイドセル４、第一旋回部５、第二旋回部６、およびブーム７を旋回、摺動、俯仰させることにより、鉄道トンネル１４全周面の地山Ｇに対してロックボルト２を打設することができる。 FIG. 3 shows a driving range of the lock bolt 2 around the tunnel axis C. As shown in FIG. However, the boom 7 is omitted in FIG.
As is clear from the figure, in the lock bolt driving machine 1 according to the present embodiment, the guide cell 4, whether the lock bolt driving machine 1 is on the ascending track 13 or the descending track 13, By turning, sliding, and raising the first turning portion 5, the second turning portion 6, and the boom 7, the lock bolt 2 can be placed on the ground G of the entire circumferential surface of the railway tunnel 14.

次に、本実施形態によるロックボルト打設機１の動作について説明する。
ロックボルト打設機１は、鉄道トンネル１４内を、図示しない駆動車に牽引されてロックボルト打設地点まで軌道１３上を走行する。所定の地点に到達すると停止し、ロックボルト打設機１の転倒を防止するために、アウトリガー１１をスライドさせて地面に接地させる。
その後、ロックボルト２をドリフター３の中空部に挿通するとともに、ロックボルト２の先端をセントラライザ４ａで保持させ、ロックボルト２をガイドセル４上にセットする。引き続き、コントロールスタンド８のレバーを操作し、第一旋回部５、第二旋回部６、およびブーム７を動かしてガイドセル４を移動させ位置決めを行う。穿孔位置が定まると、ガイドセル４を摺動させ、鉄道トンネル１４の壁面にガイドセル４を当接させて固定する。
そして、ロックボルト２にドリフター３で回転と打撃を加えると同時に、水ポンプ９ａから送水ホース（図示省略）を経て圧送される穿孔水をロックボルト２先端のビットから噴射しながら穿孔しつつ、ドリフター３を前進させて地山Ｇに向けてロックボルト２の打設を行う。因みに、本実施形態によるロックボルト打設機１では、全長４ｍ程のロックボルト２を１日（深夜）４本程度、地山Ｇに打設することができる。
ロックボルト２の打設が完了すると、別途装備した充填材注入設備が備えられた台車を使用して、モルタル等の充填材をロックボルト２の中空部から注入し、ロックボルト２を地山Ｇに固定する。本実施形態では、１日（深夜）に可能な充填材の注入本数は２０本であるため、ロックボルト打設を５日間（４本／日×５日＝２０本）で施工し、しかる後、１日で２０本分の充填材を注入することにより、操業中の鉄道トンネルにおけるロックボルト補強工を効率よく実施することができる。 Next, the operation of the rock bolt driving machine 1 according to the present embodiment will be described.
The rock bolt driving machine 1 travels on the track 13 to the rock bolt driving point by being pulled by a driving vehicle (not shown) in the railway tunnel 14. When it reaches a predetermined point, it stops and the outrigger 11 is slid to the ground to prevent the lock bolt driving machine 1 from falling over.
Thereafter, the lock bolt 2 is inserted into the hollow portion of the drifter 3, the tip of the lock bolt 2 is held by the centralizer 4 a, and the lock bolt 2 is set on the guide cell 4. Subsequently, the lever of the control stand 8 is operated to move the first turning portion 5, the second turning portion 6, and the boom 7 to move the guide cell 4 to perform positioning. When the drilling position is determined, the guide cell 4 is slid, and the guide cell 4 is brought into contact with and fixed to the wall surface of the railway tunnel 14.
Then, the drift bolt 3 is rotated and blown by the drifter 3 at the same time, and at the same time, the drifter is perforated while jetting the drilled water pumped from the water pump 9a through the water supply hose (not shown) from the bit at the tip of the lock bolt 2. 3 is advanced, and the lock bolt 2 is driven toward the natural ground G. Incidentally, in the lock bolt driving machine 1 according to the present embodiment, about four lock bolts 2 having a total length of about 4 m can be driven on the natural ground G about four times a day (late night).
When the installation of the rock bolt 2 is completed, using a cart equipped with a separate filling material injection facility, a filler such as mortar is injected from the hollow portion of the lock bolt 2, and the rock bolt 2 is connected to the ground mountain G. To fix. In this embodiment, since the number of fillers that can be injected in one day (midnight) is 20, rock bolts are placed for 5 days (4 / day × 5 days = 20), and then By injecting 20 fillers in one day, it is possible to efficiently perform the rock bolt reinforcement work in the railway tunnel in operation.

本実施形態によるロックボルト打設機１では、ロックボルト２を打設するための設備が、鉄道トンネル１４内に敷設された軌道１３上を走行する台車１２上に備えられている。そのため、鉄道トンネル１４内の軌道１３を利用して、ロックボルト打設機１が移動でき、操業中の鉄道トンネル１４におけるロックボルト補強工を、電車が通過しない深夜等の短時間の間に、トンネル内の狭い空間から、効率的に行うことができる。
また、本実施形態によるロックボルト打設機１では、ゴムクローラ式のロックボルト打設機に比べてガイドセル４の高さが４０ｃｍ程低くなっているため、比較的小さな断面を有する鉄道トンネル１４内でも使用することができる。
さらに、本実施形態によるロックボルト打設機１では、自穿孔ロックボルトを使用しているため、穿孔用ロッドを回収する必要がなく、作業時間を短縮することができる。 In the lock bolt driving machine 1 according to the present embodiment, equipment for driving the lock bolt 2 is provided on a carriage 12 that runs on a track 13 laid in a railway tunnel 14. Therefore, by using the track 13 in the railway tunnel 14, the rock bolt driving machine 1 can move, and the lock bolt reinforcement work in the railway tunnel 14 in operation can be performed in a short time such as midnight when the train does not pass. This can be done efficiently from a narrow space in the tunnel.
Further, in the rock bolt driving machine 1 according to the present embodiment, the guide cell 4 is about 40 cm lower than the rubber crawler type rock bolt driving machine, and therefore the railway tunnel 14 having a relatively small cross section. Can also be used within.
Furthermore, since the self-drilling lock bolt is used in the lock bolt driving machine 1 according to the present embodiment, it is not necessary to collect the drilling rod, and the working time can be shortened.

以上、本発明に係るロックボルト打設機の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、複数日に亘ってロックボルトを打設した後に充填材をまとめて注入しているが、ロックボルトの打設後直ちに充填材を注入してもよい。また、上記の実施形態では、自穿孔ロックボルトを使用しているが、地山の性質により穿孔用ロッドを使用してもよいことは言うまでもない。   As mentioned above, although embodiment of the rock bolt driving machine which concerns on this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in the above-described embodiment, the fillers are collectively injected after the rock bolts are driven over a plurality of days. However, the fillers may be injected immediately after the lock bolts are driven. In the above embodiment, a self-drilling lock bolt is used, but it goes without saying that a drilling rod may be used depending on the nature of the natural ground.

本発明の実施形態の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of embodiment of this invention. トンネル軸芯を中心とするロックボルトの打設範囲を示す図である。It is a figure which shows the placement range of the lock bolt centering on a tunnel axis.

符号の説明Explanation of symbols

１ ロックボルト打設機
２ ロックボルト
３ ドリフター
４ ガイドセル
５ 第一旋回部
６ 第二旋回部
７ ブーム
８ コントロールスタンド
９ 給水設備
１０ 電動油圧源
１１ アウトリガー
１２ 台車
１３ 軌道
１４ 既設の鉄道トンネル
Ｇ 地山 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rock bolt driving machine 2 Rock bolt 3 Drifter 4 Guide cell 5 1st turning part 6 2nd turning part 7 Boom 8 Control stand 9 Water supply equipment 10 Electric hydraulic source 11 Outrigger 12 Car 13 Track 14 Existing railway tunnel G Ground

Claims (1)

既設の鉄道トンネルのロックボルト補強工に使用されるロックボルト打設機であって、
先端にビットを有する自穿孔ロックボルトに回転を加えるドリフターと、当該ドリフターを摺動自在にガイドするガイドセルと、当該ガイドセルを旋回および摺動自在に支持する第一旋回部と、当該第一旋回部の旋回軸に直交する軸を旋回軸として当該第一旋回部を旋回自在に支持する第二旋回部と、当該第二旋回部を先端部に有するとともに基端部を軸支され、水平旋回および俯仰自在なブームと、ロックボルトの打設操作を行うためのコントロールスタンドと、穿孔水を供給するための給水設備と、転倒防止用のスライド式のアウトリガーと、電動油圧源とを、前記鉄道トンネル内に敷設された軌道上を走行する台車上に備えることを特徴とするロックボルト打設機。 A rock bolt driving machine used for rock bolt reinforcement work of existing railway tunnels,
A drifter that rotates a self-drilling lock bolt having a bit at the tip, a guide cell that slidably guides the drifter, a first swivel portion that pivotally and slidably supports the guide cell, and the first A second swivel portion that pivotally supports the first swivel portion with an axis orthogonal to the swivel axis of the swivel portion as a swivel axis, a second swivel portion at the distal end portion, and a base end portion that is pivotally supported. A boom that can be swung and raised, a control stand for performing a locking bolt driving operation, a water supply facility for supplying perforated water, a sliding outrigger for preventing overturning, and an electric hydraulic power source, A rock bolt driving machine provided on a carriage that runs on a track laid in a railway tunnel.
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