JP2005315056A - Excavation method of adit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は横坑の掘削を効率的に実現可能な横坑の掘削方法に関する。 The present invention relates to a method for excavating a horizontal shaft that can efficiently implement excavation of a horizontal shaft.
硬岩(圧縮強度が1000〜4000(kg/cm2)の岩)で構成された地山に横坑を掘削する方法としては、従来、人力によるものの他、発破掘削、機械掘削などがある。しかしながら、人力による掘削は、作業効率が悪いため、大型の重機が入らない場所などでの特殊な横坑を掘削する場合しか行われていない。一方、発破による掘削は、山岳トンネルなどの大規模な掘削には適しているが、安全性や環境問題の点から、都市部やその近郊に構築される地下トンネルなどの一般的な横坑の掘削には、機械掘削が多く採用されている。
図4(a),(b)は、従来の機械掘削の一例を示す図で、横坑の掘削対象部51である切羽面51aの前方天井部52に支保工53を構築した後、切羽面51aから掘削進行方向に所定深さの多数の孔54を形成してこの孔54内に鋼管55を埋設する。そして、鋼管55に図外の油圧くさびを打込んで鋼管55の周囲の岩盤に亀裂を発生させた後、ブレーカ等の破砕機やコールピックハンマー(ピック)等の削岩機56を用いて切羽面51aの岩盤を破砕する。その後、この破砕により前進した新しい切羽面51bに吹付けコンクリートを打設するとともに、切羽面51bの前方天井部52Aに新たな支保工を構築するといった工程を繰り返して、横坑を形成する(例えば、特許文献1参照)。尚、掘削対象部51は図4(b)において点線Bで囲まれた地山1の内側領域であって、掘削対象部51の表面2Aは、掘削開始の際には地山1の地肌面に設定される面であり、掘削進行後は切羽面である。切羽とは横坑掘削の最先端箇所である。
As a method for excavating a horizontal shaft in a natural ground composed of hard rock (rock having a compressive strength of 1000 to 4000 (kg / cm 2 )), conventionally, there are blast excavation, mechanical excavation, and the like, in addition to the method using human power. However, excavation by human power is performed only when excavating a special horizontal shaft in a place where a large heavy machine does not enter because work efficiency is poor. On the other hand, excavation by blasting is suitable for large-scale excavation such as mountain tunnels, but from the viewpoint of safety and environmental problems, general horizontal shafts such as underground tunnels built in urban areas and the suburbs are used. Mechanical excavation is often used for excavation.
4 (a) and 4 (b) are diagrams showing an example of conventional mechanical excavation. After the support work 53 is constructed on the
一方、大きな岩石など破砕する方法として、図5に示すように、破壊対象物60に予め放電用孔61を形成し、この放電用孔61内に水などの電解液63を注入してこの電解液63中に放電破砕装置50Aの放電用電極70を挿入し、放電用電極70に8kV〜20kVの高電圧を印加して放電を行なわせる。この放電エネルギーにより衝撃波が発生し、この衝撃波で放電用孔61の周囲を破砕することで、破壊対象物60を破砕する。放電破砕装置50Aは、大容量(例えば約500kJ)のコンデンサ82及びスイッチ83,84を備えた回路で構成されたパルスパワー源80と、コンデンサ82の一方の極82aに接続されるとともにコンデンサ82の他方の極82bにスイッチ83を介して接続された発電機等の電源部81と、コンデンサ82の一方の極82aに接続された一方電極とコンデンサ82の他方の極82bにスイッチ84を介して接続された他方電極とこれら一方電極と他方電極とを絶縁する絶縁体とで形成された放電用電極70とを備える。図示しないが、パルスパワー源80の回路は接地(アース)されている。放電用電極70は、例えば、+電極のような一方電極としての棒状の内部導体73と、内部導体73の外周囲を被覆する筒状の絶縁体74と、絶縁体74の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体75とにより構成される。すなわち、放電用電極70は、内部導体73と絶縁体74と外部導体75とが同軸状に配置された構成の同軸電極である。外部導体75は、内部導体73の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極76;76・・・を構成する。浮遊電極とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。絶縁体74の先端部74tより突出して露出する内部導体73の先端部73tとこの先端部73tに最も近い浮遊電極76の先端部76tとで放電を生じさせる先端側放電ギャップ77が形成され、互いに対向する浮遊電極76同士の端部76sと端部76sとで放電を生じさせる中間側放電ギャップ78が形成される。中間側放電ギャップ78は複数形成される。先端側放電ギャップ77と複数の中間側放電ギャップ78とにより放電部79が形成される。スイッチ84及びスイッチ83の非導通の状態で、破壊対象物60の放電用孔61内の電解液63中に放電用電極70を挿入した後に、スイッチ83を導通してコンデンサ82に電源部81からの電荷を蓄積させる。そしてスイッチ84を導通して、コンデンサ82に蓄えられた電荷がケーブル71及びコネクタ72を介して放電用電極70に印加すると、先端側放電ギャップ77で放電を生じ、この放電エネルギーによって衝撃波を発生する。同様に、複数の中間側放電ギャップ78で放電を生じ、この放電エネルギーによって衝撃波を発生する。これら衝撃波により破壊対象物60が破砕する(例えば、特許文献2,3参照)。
しかし、上記油圧くさびでは、岩盤に大きな亀裂を生じさせることができないため、ブレーカやピックによる掘削作業に時間がかかるだけでなく、破砕や掘削による衝撃や振動のため、大きな騒音が発生するといった問題点があった。
そこで、上記放電破砕方法を用いて横坑を掘削する方法が考えられる。すなわち、横坑の掘削対象部51に複数個の放電用孔61を設け、この放電用孔61内に放電用電極70を挿入して放電させ、この放電による衝撃波により横坑の掘削対象部51の岩盤を破砕することが考えられる。
しかしながら、横坑の掘削対象部51の岩盤は、出土した転石や現場から切り出された砂岩などの独立した塊状の岩石とは異なり、岩石が連続して岩盤を形成しているので、図6に示すように、掘削対象部51に複数の放電用孔61を形成して、この放電用孔61内に放電用電極70を挿入して放電させても、掘削対象部51の岩盤にひび割れ(亀裂)を生じさせることが困難であり、掘削対象部51の岩盤を破砕することが困難であった。放電用孔61の数を多くして放電用孔61間の間隔を小さくすることで掘削対象部51の岩盤に亀裂を生じさせやすくなると考えられるが、この場合、放電用孔61を多く設ける必要があるとともにこの多くの放電用孔61内に放電用電極70を設けて放電する作業を行わなくてはならず当該放電作業の回数が多くなることから、横坑の掘削を効率的に行えないという課題があった。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、横坑の掘削を効率的に行える方法を提供することを目的とする。
However, the above hydraulic wedge cannot cause large cracks in the rock, so it takes time for excavation work by breakers and picks, as well as problems such as large noise due to impact and vibration due to crushing and excavation. There was a point.
Then, the method of excavating a horizontal shaft using the said electric discharge crushing method can be considered. That is, a plurality of discharge holes 61 are provided in the
However, the rocks of the excavation target
The present invention has been made in view of conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method for efficiently excavating a horizontal shaft.
本発明による横坑の掘削方法は、横坑の掘削対象部に横坑の掘削進行方向と掘削進行方向と直交する方向とに延長する自由面を形成するとともに掘削進行方向に延長する放電用孔を形成し、放電用孔内に放電用電極を設け、この放電用電極の放電部での放電により衝撃波を発生させ、衝撃波で放電用孔と自由面との間の掘削対象部を破砕して横坑を掘削することを特徴とする。掘削対象部に掘削進行方向に延長する孔を形成してこの孔の内面で自由面を構成するとともに掘削対象部における当該自由面の外側に放電用孔を設けて放電用孔内で放電を行うことや、自由面を形成する孔を掘削対象部の下端側に形成したことや、掘削対象部において自由面を形成する孔の中心を中心とした円周の軌跡上に放電用孔を設けたことや、横坑の掘削対象部に横坑の掘削進行方向と掘削進行方向と直交する方向とに延長して掘削対象部あるいは掘削対象部の一部を区切る溝の内面により自由面を形成するとともに、この溝で区切られた領域内に放電用孔を設けて放電用孔内で放電を行うことや、自由面に近い位置にある放電用孔内での放電から行うことや、放電用孔の延長方向を斜め下方としたことも特徴とする。 The method of excavating a horizontal pit according to the present invention includes forming a free surface extending in the direction of excavation of the horizontal pit and a direction orthogonal to the direction of excavation in the excavation target portion of the horizontal pit, and discharging holes extending in the direction of excavation. Forming a discharge electrode in the discharge hole, generating a shock wave by discharge at the discharge part of the discharge electrode, and crushing the excavation target part between the discharge hole and the free surface with the shock wave It is characterized by excavating a horizontal shaft. A hole extending in the direction of excavation is formed in the excavation target part, and a free surface is formed by the inner surface of the hole, and a discharge hole is provided outside the free surface in the excavation target part to discharge in the discharge hole. In addition, a hole for forming a free surface was formed on the lower end side of the excavation target part, and a discharge hole was provided on a circular trajectory centering on the center of the hole forming the free surface in the excavation target part. In addition, the free surface is formed by the inner surface of the groove to divide the excavation target part or a part of the excavation target part by extending the excavation progress direction of the horizontal pit and the direction orthogonal to the excavation progress direction in the horizontal excavation target part. In addition, a discharge hole is provided in the region delimited by the groove to perform discharge in the discharge hole, or from discharge in the discharge hole located near the free surface, It is also characterized in that the extending direction is diagonally downward.
本発明によれば、横坑の掘削対象部に自由面を形成し、放電用孔内での放電により発生させた衝撃波で放電用孔と自由面との間の掘削対象部にひび割れを発生しやすくでき、従って、放電用孔の数及び放電作業を少なくできて、横坑の掘削を効率的に行える。自由面を形成する孔(芯抜き孔)の内面で自由面を形成すれば、孔の径を大きくすることで自由面を大きくできて、自由面を有効に活用できるようになるので、横坑掘削を効率的に行える。自由面を形成する孔を掘削対象部の下端側に形成したので、掘削対象部の下端側から横坑を効率的に掘削できる。掘削対象部における孔の中心を中心とした円周の軌跡上に複数の放電用孔を所定の間隔を隔てて配置したことにより、孔の外周側の掘削対象部の岩盤を効率的に破砕できる。自由面に近い位置にある放電用孔での放電から行うようにしたので、自由面と放電用孔との間の掘削対象部の岩盤にひび割れを多く生じさせることができて、自由面と放電用孔との間の掘削対象部の岩盤を容易に破砕できる。横坑の掘削進行方向と掘削進行方向と直交する方向とに延長して掘削対象部あるいは掘削対象部の一部を区切る溝の内面により自由面を形成するとともに、この溝で区切られた領域内に放電用孔を設けて放電用孔内で放電を行うことで、溝で区切られた領域毎に掘削対象部の岩盤を効率的に破砕でき、横坑を効率的に掘削できる。放電用孔の延長方向を斜め下方としたので、放電用孔の入口から電解液が流れ出ないように放電用孔の入口周りを封止する作業を省略できるので作業手間を少なくできる。 According to the present invention, the free surface is formed in the excavation target portion of the horizontal shaft, and the excavation target portion between the discharge hole and the free surface is cracked by the shock wave generated by the discharge in the discharge hole. Therefore, the number of discharge holes and the discharge work can be reduced, and the excavation of the horizontal shaft can be performed efficiently. If the free surface is formed on the inner surface of the hole that forms the free surface (core hole), the free surface can be enlarged by increasing the diameter of the hole, and the free surface can be used effectively. Drilling can be done efficiently. Since the hole forming the free surface is formed on the lower end side of the excavation target portion, the horizontal shaft can be efficiently excavated from the lower end side of the excavation target portion. By disposing a plurality of discharge holes at a predetermined interval on a circular trajectory centered on the center of the hole in the excavation target part, the rock in the excavation target part on the outer peripheral side of the hole can be efficiently crushed. . Since the discharge is performed from the discharge hole located near the free surface, it is possible to cause many cracks in the rock in the excavation area between the free surface and the discharge hole. The rock in the excavation area between the drill holes can be easily crushed. A free surface is formed by the inner surface of the groove that divides the excavation target part or part of the excavation target part in a direction that is perpendicular to the excavation progress direction of the horizontal shaft and in the region delimited by the groove. By providing a discharge hole in the discharge hole and performing discharge in the discharge hole, the rock mass of the excavation target portion can be efficiently crushed in each region divided by the groove, and the horizontal shaft can be efficiently excavated. Since the direction of extension of the discharge hole is set obliquely downward, the work of sealing the periphery of the discharge hole so that the electrolyte does not flow out of the discharge hole can be omitted.
以下、本発明の最良の形態について、図1〜図3に基づき説明する。なお、各図において、図4〜6の従来例と同一または相当部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
最良の形態1.
図1(a),(b)は、本最良の形態1に係る横坑の掘削方法を示す図で、本形態では、まず、横坑の掘削対象部51の下端側を掘削して芯抜き孔10を形成する。芯抜き孔10は地山1における横坑の掘削対象部51の表面2Aから横坑の掘削進行方向Xに延長するよう形成される。芯抜き孔10の内面が、横坑の掘削対象部51に掘削対象部51の表面2Aから横坑の掘削進行方向X及びこの掘削進行方向Xと直交する方向に延長して自由面3を形成する。すなわち、芯抜き孔10は、掘削対象部51において掘削対象部51の表面2Aから掘削進行方向Xに延長して内面で自由面3を構成する孔である。芯抜き孔10は、図外の穿孔機掘削対象部51の表面2Aから掘削進行方向Xに延長して形成される放電用孔11は、掘削対象部51における芯抜き孔10による自由面3の外側において、芯抜き孔10の中心を中心とした円周の軌跡(図1,2において1点鎖線で示す)上に所定の間隔を隔てて複数設けられる。また、放電用孔11を、掘削対象部51の表面2A側から掘削進行方向X側にかけて斜め下方に傾斜させて形成した。即ち、放電用孔11の延長方向を斜め下方とした。これにより、放電用孔11の入口から電解液63が流れ出ないように放電用孔11の入口周りを封止する作業を省略できるので、作業の簡単化が図れ、作業手間を少なくできる。芯抜き孔10や放電用孔11は、図外の穿孔機で切削する。芯抜き孔10の形成には、放電用孔11の形成に用いるドリルより径の大きなドラムドリルなどを用いる。また、横坑の掘削対象部51の表面2Aから掘削進行方向に延長する小径の孔を複数本密集させて形成した後に、これら孔内で放電用電極を用いた放電を予め行って芯抜き孔10を形成してもよい。なお、図1,2では、掘削対象部51において芯抜き孔10の中心を中心とした円周の軌跡上に所定の間隔を隔てて配置された複数の放電用孔11で構成される孔列の数を第1の孔列11A〜第3の孔列11Cの三列とした場合を示している。孔列の数T、孔列間の距離L、1つの孔列において隣り合う放電用孔11,11間の距離M、自由面3とこの自由面3に近い第1の孔列を構成する放電用孔11との間の最短距離Nなどは、横坑の断面の大きさや掘削対象部51の岩盤の硬さなどに応じて実験などの経験則で得た値を設定する。例えば、孔列間の距離Lを0.4m〜0.5mとし、1つの孔列において隣り合う放電用孔11,11間の距離Mを0.3m〜0.8mとする。
Hereinafter, the best mode of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, in each figure, the same or equivalent part as the prior art example of FIGS. 4-6 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits detailed description.
Best Mode
1 (a) and 1 (b) are diagrams showing a method for excavating a horizontal shaft according to the
放電作業は、芯抜き孔10の内面により形成された自由面3に近い位置にある放電用孔11から行う。例えば、芯抜き孔10に最も近い放電用孔11から成る第1の孔列11Aのうちの最下部の放電用孔11a内に水などの電解液63及び放電用電極70を設ける。即ち、放電用孔11a内に電解液63を注入した後に放電用電極70の放電部79を挿入して電解液63中に放電部79を浸した状態で、放電用電極70にパルスパワー源80からの8kV〜20kVの高電圧を印加する。放電用孔11a内に放電用電極70の放電部79を挿入した後に放電用孔11a内に電解液63を注入して電解液63で放電部79が浸された状態で、放電用電極70にパルスパワー源80からの8kV〜20kVの高電圧を印加してもよい。これにより、放電用電極70の放電部79で放電を生じ、この放電エネルギーによって衝撃波を発生し、衝撃波で掘削対象部51を破壊する。この際、放電用電極70のコネクタ72の外周にホルダー21を取付け、このホルダー21を小型の専用把持装置22で支持しておくことが好ましい。また、放電用電極70の同軸ケーブルが接続されるパルスパワー源80を小型の専用把持装置22の荷台後部に搭載しておけば、ケーブル線を延長する必要がないので便利である。
The discharge operation is performed from the
本形態では、自由面3は芯抜き孔10内の空間と接している芯抜き孔10の内面により形成され、この自由面3を形成する孔としての芯抜き孔10により掘削対象部51の岩盤が縁切りされる。よって、放電用孔11aと自由面3との間の岩盤が岩盤によって拘束されていない芯抜き孔10のある側に動きやすくなるので、衝撃波によって放電用孔11aと自由面3との間の岩盤にひび割れ(亀裂)が生じやすくなり、さらには、衝撃波が自由面3で反射されて戻ることに伴う引張力によっても放電用孔11aと自由面3との間の岩盤にひび割れが生じやすくなることから、放電用孔11aと自由面3との間の岩盤がひび割れにより破砕したり、あるいは、ひび割れた部分を小型のブレーカなどの削岩機を用いて破砕することで、横坑を効率的に掘削できる。一方、自由面3を形成しない場合には、衝撃波は放電用孔11の周りから外側に広がって行く過程で徐々に減衰するので、衝撃波によって岩盤を効率的に破砕できない。
In this embodiment, the
放電用孔11a内での放電が終了すると、放電用孔11aに隣接する第1の孔列11Aの放電用孔11b内に上述したように電解液63及び放電用電極70を設け、パルスパワー源80の大容量(例えば約500kJ)のコンデンサ82が充填された時点で、放電用孔11b内での放電を行う。このように、円周の軌跡上に配置された第1の孔列11Aを構成する放電用孔11での放電を、放電用孔11aから順番に円周の軌跡上に配置された放電用孔11をたどって行っていき、最後に放電用孔11mで放電を行うことにより、図2(a)に示すように、芯抜き孔10と第1の孔列11Aとの間の岩盤が破砕されるとともに、第1の孔列11Aの外周側の岩盤にもひび割れ(亀裂)が発生するので、同図の丸1で示す第1の孔列11Aと第2の孔列11Bとの間の岩盤を、小型のブレーカなどの削岩機を用いて掘削することで、図2(b)に示すように、芯抜き孔10の周縁部を拡大した形の横孔10Aを掘削することができる。次に、横孔10Aの外周部に位置する第2の孔列11Bの各放電用孔11を用いて、上記第1の孔列11Aの場合と同様に、最下段の放電用孔11nから順に放電を行わせていく。この場合も、横孔10Aの内面が自由面3となるので、放電用孔11の横孔10A側の岩盤を効率よく破砕することができるとともに、上記第2の孔列11B周囲の岩盤に大きな亀裂を発生させることができる。したがって、図2(b)の丸2で示す横孔10Aと第3の孔列11Cとの間の岩盤を破砕でき、横孔10Aの周縁部を拡大した形の横孔10Bを容易に掘削することができる。
最後に、横孔10Bの外周部に位置する第3の孔列11Cについても、上記第1及び第2の孔列11A,11Bの場合と同様にして放電用孔11内で放電を行い、図2(b)の丸3で示す横孔10Bと図2(b)の点線Bで示す横坑の周縁との間の岩盤を掘削できる。
When the discharge in the discharge hole 11a is completed, the
Finally, the third hole row 11C located on the outer peripheral portion of the horizontal hole 10B is also discharged in the
以後、掘削進行後の掘削対象部51の表面2Aとなる切羽面に上述と同様に自由面3を形成する芯抜き孔10及び放電用孔11を形成して衝撃波による破砕作業を行っていくことで、横坑の掘削を効率的に行える。
Thereafter, the
本形態によれば、掘削対象部51に掘削進行方向Xに延長する孔である芯抜き孔10を形成してこの芯抜き孔10の内面で自由面3を構成するとともに掘削対象部51における当該自由面3の外側に放電用孔11を設けて放電用孔11内で放電を行うことにより、自由面3を設けない場合に比べて、放電用孔11の数を少なくでき、放電作業の回数を少なくできて、横坑掘削を効率的に行える。芯抜き孔10の内面で自由面3を形成したことで、芯抜き孔の径を大きくすることで自由面3を大きくできて、自由面3を有効に活用できるようになるので、横坑掘削を効率的に行える。また、芯抜き孔10を掘削対象部51の下端側に形成したので、内面で自由面3を形成する孔の径を、横孔10A、10Bのように掘削対象部51の下端側から大きくしていくことができて、掘削対象部51の下端側から横坑を効率的に掘削できる。また、掘削対象部51における芯抜き孔10の中心を中心とした円周の軌跡上に複数の放電用孔11を所定の間隔を隔てて配置したことにより、芯抜き孔10の外周側の掘削対象部51の岩盤を効率的に破砕できる。さらに、自由面3に近い位置にある放電用孔11での放電から行うようにしたので、自由面3と放電用孔11との間の掘削対象部51の岩盤にひび割れを多く生じさせることができて、自由面3と放電用孔11との間の掘削対象部51の岩盤を容易に破砕できる。また、芯抜き孔10を掘削対象部51の下端側に形成したので、内面で自由面3を形成する孔の径を、横孔10A、10Bのように掘削対象部51の下端側から大きくしていくことができて、掘削対象部51の下端側から横坑を効率的に掘削できる。また、掘削対象部51における芯抜き孔10の中心を中心とした円周の軌跡上に複数の放電用孔11を所定の間隔を隔てて配置したことにより、芯抜き孔10の外周側の掘削対象部51の岩盤を効率的に破砕できる。さらに、自由面3に近い位置にある放電用孔11での放電から行うようにしたので、自由面3と放電用孔11との間の掘削対象部51の岩盤にひび割れを多く生じさせることができて、自由面3と放電用孔11との間の掘削対象部51の岩盤を容易に破砕できる。また、放電用孔11内に電解液63及び放電用電極70を設置して放電を行うことで、電解液63が一部気化することによる圧力によって破壊力が増し、さらに、電解液63により掘削対象部51への衝撃波の伝播効率を高めることができる。
According to the present embodiment, the cored
尚、芯抜き孔10の形成箇所は、掘削対象部51の下端側に限定されるものではなく、掘削対象部51の中央部など他の箇所に設けてもよい。また、掘削対象部51の岩盤に強度分布がある場合には、比較的強度が低い部分を掘削して芯抜き孔10を形成し、強度が高い部分を放電破砕によって破砕するようにすれば、横坑を効率よく掘削することができる。
また、上記では、芯抜き孔10の断面形状を円形とし、放電用孔11を芯抜き孔10の中心を中心とした円周の軌跡上に配置したが、芯抜き孔10の断面形状や、2つの放電用孔11,11の間隔を含む放電用孔11の配置方法、及び、放電順序等については、横坑の形状や掘削対象部51の岩盤の強度分布などを知徳することで経験則により適宜決定する。
また、放電用電極70の支持方法やパルスパワー源80の設置位置についても、上記例に限定されるものではなく、現場の状況に応じて適宜工夫するようにすればよい。
なお、実際の作業においては、破砕作業を効率的に行うため、放電用孔になりうる複数個の穴を予め削孔しておき、破砕の状況に応じて、上記穴のうちの、次の破砕を行うのに適当な穴に放電用電極70を挿入して放電破砕するようにしている。
In addition, the formation location of the
Moreover, in the above, the cross-sectional shape of the
Further, the method for supporting the
In actual work, in order to efficiently perform the crushing work, a plurality of holes that can become discharge holes are drilled in advance, and the following of the above holes are selected according to the crushing situation. The
最良の形態2.
上記最良の形態1では、芯抜き孔10を形成し、この芯抜き孔10の内面により自由面3を形成したが、図3に示すように、横坑の掘削進行方向Xと掘削進行方向Xと直交する方向とに延長して掘削対象部51あるいは掘削対象部51の一部を区切る溝30の内面により自由面3を形成するとともに、この溝30で区切られた複数の領域R1〜R8内に放電用孔11を設けて放電用孔11内で放電を行うことで、各領域R1〜R8毎に岩盤を破砕して横坑を掘削してもよい。溝30は、例えば、横坑掘削対象部51に表面2Aから掘削進行方向Xに延長する複数の孔が掘削進行方向Xと直交する方向に互いに繋がれた連続孔により形成すればよい。掘削対象部51を区切る溝30とは、図3のBで示す掘削対象部51における横坑の周縁に沿って形成されて掘削進行方向Xに延長し、掘削対象部51全体を区切る溝である。掘削対象部51の一部を区切る溝30とは、掘削対象部51において掘削進行方向Xに延長してかつ掘削進行方向Xと直交する方向に延長して図3の各領域R1〜R8を区切る溝である。
本形態では、溝30により掘削対象部51の複数の領域R1〜R8相互間で岩盤が縁切りされる。よって、放電用孔11と自由面3との間の岩盤が岩盤によって拘束されていない溝30のある側に動きやすくなるので、衝撃波によって放電用孔11と自由面3との間の岩盤にひび割れ(亀裂)が生じやすくなり、さらには、衝撃波が自由面3で反射されて戻ることに伴う引張力によっても放電用孔11と自由面3との間の岩盤にひび割れが生じやすくなることから、放電用孔11と自由面3との間の岩盤を効率的に破砕できるので、掘削対象部51の複数の領域R1〜R8を領域毎に効率的に破砕でき、横坑を効率的に掘削できる。
なお、溝30による掘削対象部51の領域の区切り方や、溝30で区切られた各領域内に設ける放電用孔11の配置方法については、上記図3に示したものに限るものではなく、横坑の形状や掘削対象部51の岩盤の強度分布などにより適宜決定すればよい。
In the
In the present embodiment, the rock is cut between the plurality of regions R1 to R8 of the
In addition, about the division method of the area | region of the
掘削対象部51に、横坑の掘削進行方向に延長して内面で自由面を形成する芯抜き孔10のような孔を複数設け、これら複数の孔を掘削進行方向Xと直交する方向において所定の間隔を隔てて設ければ、自由面を多くできるので、横抗を効率的に掘削できる。また、放電用電極は、放電部としての放電ギャップの形成された放電用電極であればよく、例えば、線(ワイヤ)を切断して放電用ギャップを形成した放電用電極、その他の形態の放電用電極を使用できる。また、放電用電極の放電部を取り囲むカートリッジを設け、カートリッジ内に電解液を充填して放電部を電解液中に浸した状態に封止できる構成の放電用電極を用いれば、放電用孔11からの電解液の漏れを防止できる。芯抜き孔10と掘削対象部51を区切る溝30の両方、孔10と掘削対象部51の一部を区切る溝30の両方、芯抜き孔10と掘削対象部51を区切る溝30と掘削対象部51の一部を区切る溝30の全てを設けるようにしてもよく、このようにすれば、自由面3を多くできて、より効率的に岩盤を破砕できる。
A plurality of holes such as a cored
3 自由面、10 芯抜き孔(孔)、11 放電用孔、30 溝、51 掘削対象部、
70 放電用電極、79 放電部、X 掘削進行方向。
3 free surface, 10 centering hole (hole), 11 discharge hole, 30 groove, 51 excavation target part,
70 Electrode for discharge, 79 Discharge part, X Excavation direction.
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