JP2006070529A - ロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 長尺ロックボルトの挿入作業を機械化して作業性及び安全性の向上を図り、また、長尺ロックボルトを２段階に分けて挿入する際に装置の向き及び位置を調整し直す手間を省いて作業性を向上させ、更に、孔荒れが生じた場合でも施工可能にすることを目的とする。
【解決手段】 孔にロックボルトＲを挿入するロックボルト挿入装置７であって、ガイドセル８と、ガイドセル８上に設置されたドリフタ９と、ドリフタ９を往復移動させる移動機構１０と、ガイドセル８の先端に付設されたセントライザ１１と、少なくとも、シャンクロッド１３に接続される接続部２０、接続部２０から後方に張り出されて先端部がセントライザ１１に挿通されたロックボルトＲの後端部を押圧する第一の押込部２１、セントライザ１１に対向する位置に形成されて先端部が孔内に挿入されたロックボルトの後端部を押圧する第二の押込部２２を其々有する反力部材１４とが備えられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、地山に穿孔された孔内にロックボルトを挿入するロックボルト挿入装置、およびこのロックボルト挿入装置を用いて地山にロックボルトを打設するロックボルト打設方法に関する。

一般に、トンネル工事などにおいて、周辺地山の安定化を図るため、トンネル壁面に複数のロックボルトが等間隔で打設される。ロックボルトは、まずトンネル壁面に削孔機によって穿孔し、その後トンネル壁面に形成された孔内にロックボルトを挿入して打設する。削孔機は、一定長を有したガイドセルに沿って前後に移動するドリフタが穿孔ロッドを打撃・回転運動させることによって、トンネル壁面に孔を形成するものである。従来、削孔機によって穿孔された孔にロックボルトを挿入する作業には、作業員の手作業によって行う人力方法と、ロックボルトを挿入する挿入機によって行う機械方法とがある。

人力方法は、一人から二人の作業員がトンネル壁面に形成された孔内に人力でロックボルトを挿入する方法である。この方法は、ロックボルトの長さに対してトンネル径が小さく作業スペースが十分になく、機械によるロックボルトの振り回しが困難な場合に有効である。

また、機械方法における挿入装置は、挿入すべきロックボルトをクランプアームで保持しておき、ロックボルト挿入時には、このロックボルトをドリフタの進路上に供給し、ドリフタをガイドセルに沿って前進させることでロックボルトを前方に送り出し、孔内にロックボルトを挿入するものである。この挿入装置によれば、穿孔作業とロックボルト挿入作業を一つの機械によって行えるため、作業員の作業負担は軽減されるとともに作業効率は向上し、作業時間の短縮とコストダウンを図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。

また、近年、長尺ロックボルトを容易に挿入することができる挿入装置についても提案されている。これは、ロックボルトの挿入時に反力をとる部分をドリフタ先端部より後方に配置して、ロックボルト挿入時にガイドセルの先端から突出するロックボルトの長さを小さくするものであり、具体的には、ドリフタの移動台に後方に張り出されたプレートが接合され、このプレートの後端部に前開後閉の筒部材が設けられた構成からなっている。この挿入装置によれば、ロックボルトの後端部が筒部材内に挿入されて反力をとり、ドリフタの移動台を前方に移動させることでロックボルトは挿入される。
特開平１０−２６６７６３号公報 （第３−６頁、第４図）

しかしながら、上記した従来の人力方法では、切羽付近での作業となるため、トンネル壁面崩壊の危険が伴う。このため、切羽の状況を常時監視するなどして作業は相当慎重に行わなければならず、工事の遅延の原因となるという問題が存在する。また、崩壊し易い地層では、切羽でのロックボルトを挿入する作業ができないという問題が存在する。

また、上記した前者の従来の挿入装置では、ロックボルトが長尺である場合には、ガイドシェルの先端から張り出たロックボルト先端部が長くなるため、狭いトンネル内では振り回しができず、作業姿勢によっては打設が不可能となるという問題が存在する。また、ガイドシェルの先端から張り出たロックボルト先端部が長いと、ロックボルト先端部の振れは大きくなるため、トンネル壁に形成された孔にロックボルト先端を孔合わせすることが難しくなり、作業速度が遅くなるという問題が存在する。

また、上記した後者の従来の挿入装置では、ドリフタを前方に移動させただけではロックボルトが最後まで挿入されないため、ドリフタを前方に移動させてロックボルトを途中まで挿入した後、ガイドセルの先端などでロックボルトを最後まで押し込む必要がある。したがって、挿入前に、ロックボルトの先端が孔の位置に合うように挿入装置の向き及び位置を調整し、ロックボルトを途中まで挿入した後、ガイドセルの先端がロックボルトの後端に合うように挿入機の向き及び位置を調整しなければならず、二度手間になるという問題が存在する。また、ドリフタやガイドセルでロックボルトの後端面を押圧することのみでロックボルトを打設しているため、穿孔された孔内が崩れて孔荒れが生じた孔内にはロックボルトが挿入できない場合があり、施工不能となる場合があるという問題が存在する。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、ロックボルトを挿入する作業を機械化することで危険が伴う切羽での作業員の作業を省略するとともに、狭いトンネル内において長尺のロックボルトを容易に打設することができ、安全性および作業性を向上させることができるロックボルト挿入装置を提供することを目的としている。また、長尺のロックボルトを２段階に分けて挿入する際に、装置の向き及び位置を調整し直す手間を省いて作業性を向上させるとともに、孔荒れが生じた場合でも施工することができるロックボルト挿入装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、地山に穿孔された孔にロックボルトを挿入するロックボルト挿入装置であって、一方向に延在するガイドセルと、該ガイドセル上に設置されたドリフタと、該ドリフタを前記ガイドセルに沿って往復移動させる移動機構と、前記ガイドセルの先端に付設されたセントライザと、前記ドリフタに付設されたシャンクロッドに接合され、前記ロックボルト挿入時に該ロックボルトの後端部に係合されて反力をとる反力部材とが備えられ、該反力部材は、少なくとも、前記シャンクロッドに接続される接続部と、該接続部から後方に張り出され、先端部が前記セントライザに挿通されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第一の押込部と、前記セントライザに対向する位置に形成され、先端部が前記孔内に挿入されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第二の押込部とを有していることを特徴としている。

このような特徴により、ロックボルトは、先端がセントライザに挿通されるとともに後端が第一の押込部に係合され、全体が第一の押込部からセントライザにかけて撓んだ状態でセットされ、ドリフタを前方に移動させることで第一の押込部がロックボルトの後端を押圧し、後端部分を残して孔内に挿入される。そして、ドリフタが前方に移動し切ったところでドリフタを一旦後方に戻すことで、第一の押込部とロックボルトの後端との係合が解除され、撓んでいるロックボルトは弾性によってもとの真直ぐの状態に戻され、ロックボルトの後端面は第二の押込部に対向される。そして、ドリフタを再び前方に移動させることで、ロックボルトの後端は第二の押込部によって押圧され、ロックボルトは最後まで押し込まれる。なお、第一或いは第二の押込部によって押し込む際、ドリフタのフィード（移動）による押し込みだけでは挿入が困難な場合は、ドリフタを稼動させて打撃を加えつつロックボルトを押し込まれる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のロックボルト挿入装置において、前記第一の押込部に付設された嵌合部材に嵌合されて前記反力部材を固定する固定台座が設けられていることを特徴としている。

このような特徴により、前記反力部材は接続部及び第一の押込部に付設された嵌合部材の二箇所で固定される。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のロックボルト挿入装置において、前記ロックボルトを挟み込む開閉自在の挟持部材が設けられていることを特徴としている。

このような特徴により、ドリフタを一旦後方に戻して第一の押込部とロックボルトの後端との係合を解除する際、ロックボルトは挟持部材で挟持され、後方に移動する反力部材に連れられてロックボルトも一緒に後方に移動することが防止される。

請求項４記載の発明は、地山にロックボルトを打設するロックボルト打設方法において、一方向に延在するガイドセルと、該ガイドセル上に設置されたドリフタと、該ドリフタを前記ガイドセルに沿って往復移動させる移動機構と、前記ガイドセルの先端に付設されたセントライザと、前記ドリフタに付設されたシャンクロッドに取外し自在に接続されている穿孔ロッドとを備える穿孔装置を用いて前記地山に孔を形成する工程と、少なくとも、前記シャンクロッドに接続される接続部と、該接続部から後方に張り出され、先端部が前記セントライザに挿通されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第一の押込部と、前記セントライザに対向する位置に形成され、先端部が前記孔内に挿入されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第二の押込部とからなる反力部材を、前記穿孔ロッドに替えて前記シャンクロッドに取り付け、前記孔に前記ロックボルトを挿入するロックボルト挿入装置を組み立てる工程と、該ロックボルト挿入装置を用いて、前記孔に前記ロックボルトを挿入する工程とを備えることを特徴としている。

このような特徴により、地山に孔を形成した後に当該孔にロックボルトを挿入する際、穿孔装置とロックボルト挿入装置とを入れ替える大規模な作業が必要なく、穿孔ロッドと反力部材とを交換する軽微な作業だけとなる。

本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法によれば、ロックボルトを第一の押込部とセントライザとにそれぞれ支持させることで、ロックボルトは全体が撓んだ状態にセットされ、ドリフタを前方に移動させることで、ロックボルトは第一の押込部で押圧されて孔内に挿入され、ドリフタを一旦後方に戻すことで、第一の押込部とロックボルトの後端との係合が解除され、ドリフタを再び前方に移動させることで、ロックボルトが最後まで孔内に押し込められるため、ロックボルト挿入作業を作業員の手で行う必要はないとともに、狭いトンネル内において長尺のロックボルトを容易に打設することができ、安全性および作業性を向上させることができる。また、ロックボルトを挿入する際に、ロックボルト挿入装置の向き及び位置を調整し直す必要はなく、作業性を向上させることができる。さらに、ドリフタを稼動させて打撃を加えつつ押し込むことができるため、孔荒れが生じた場合でも、打設することができる。

以下、本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態について、図面に基いて説明する。

図１はロックボルト挿入装置７が搭載されたロックボルト打設機１を表す側面図である。図１に示すように、図示せぬ掘削機によって形成されたトンネルＴ内には、ロックボルトＲを打設するためのロックボルト打設機１が配置されている。ロックボルト打設機１は車両系重機をベースとして製作され、ロックボルト打設機１には４つのタイヤ２ａを備えて走行移動自在な台車２が備えられている。また、台車２の前後端部には、ロックボルト打設機１を定位置に安定させるアウトリガー２ｂがそれぞれ備えられている。

台車２の上面には、台車２を運転するための運転席３と、各部を操作する図示せぬ操作盤が備えられた上下方向に昇降可能なオペレータデッキ３と、鉛直方向および水平方向にそれぞれ回転するとともに伸縮自在に構成されている伸縮ブーム４と、伸縮ブーム４の先端に設けられた作業デッキ５とがそれぞれ設けられている。また、台車２の前方端の中央および両側には、鉛直方向に回転可能なブーム６がそれぞれ設けられており、各々のブーム６の先端にはロックボルトＲを挿入するためのロックボルト挿入装置７がそれぞれ備えられている。

図２はロックボルト挿入装置７を表す側面図である。図２に示すように、ロックボルト挿入装置７は、ブーム６の先端に受け部材１７を介して接合された一方向に延在するガイドセル８と、ガイドセル８上に設置されたドリフタ９と、ドリフタ９をガイドセル８に沿って往復移動させる移動機構１０と、ガイドセル８の先端に付設された先端セントライザ１１と、ガイドセル８の中央付近に付設された中間セントライザ１２と、ロックボルトＲ挿入時にロックボルトＲの後端部に係合されて反力をとる反力部材１４と、ドリフタ９上に取り付けられて反力部材１４の後端部を固定する固定台座１５と、先端セントライザ１１の後方に設置されてロックボルトＲを両側から挟持する挟持部材１６とから構成されている。

ガイドセル８上には、盤状の移動台１８が配置されており、移動台１８は、移動台１８の前後端部にそれぞれ設けられた噛合部材１９を介してガイドセル８に取り付けられている。噛合部材１９は、移動台１８に固定されているとともに、ガイドセル８の軸方向に延在する上縁部に噛合されており、移動台１８は、ガイドセル８の軸方向に往復移動自在に設置されている。移動台１８は、電動或いは油圧の移動機構１０によって前後に動かされる。移動機構１０は、例えば、移動台１８を介して巻回された図示せぬワイヤーと、このワイヤーを巻き取る図示せぬウインチ等とから構成され、ウインチによってワイヤーを引き寄せることで移動台１８を前後方向に移動させる機構である。

移動台１８上にはドリフタ９が載置され、ドリフタ９と移動台１８とはボルト等で固定されており、移動台１８がガイドセル８に沿って往復移動することでドリフタ９は移動台１８と共に往復移動される。ドリフタ９には、回転或いは前後動（打撃）するシャンクロッド１３が前方に突設されており、シャンクロッド１３は、前方に向けてガイドセル８と略平行に延在され、先端が雄ネジ状に形成されている。

図３は反力部材１４及び固定台座１５を表す斜視図である。図２，図３に示すように、反力部材１４は、シャンクロッド１３の先端に接合されている。反力部材１４は、シャンクロッド１３に接続される雌ネジ状の接続部２０と、先端部が先端セントライザ１１に挿通されたロックボルトＲの後端部を押圧し、図１に示す孔Ｈ内にロックボルトＲを押し込む有底円筒形の第一の押込部２１と、先端部が孔Ｈ内に挿入されたロックボルトＲの後端部を押圧し、孔Ｈ内にロックボルトＲを押し込む先端拡径の丸棒状の第二の押込部２２とから構成されている。

接続部２０は、シャンクロッド１３の延長軸線上に配置されており、シャンクロッド１３と同方向に延在されている。接続部２０には雄ネジ状のシャンクロッド１３先端部が挿入される挿入孔２０ａが形成されており、挿入孔２０ａの内周面には、シャンクロッド１３の先端に螺合されるように雌ネジが切られており、接続部２０とシャンクロッド１３の先端とは螺合されている。

円筒形状の第一の押込部２１は、ドリフタ９の上方でシャンクロッド１３と平行に配置されており、前方（先方向）側が開放されてロックボルトＲの後端部が嵌挿される構成となっている。第一の押込部２１の前端部は、平板状の連結部材２３を介して接続部２０に接合されており、接続部２０から後方に張り出された状態となっている。連結部材２３は、第一の押込部２１の前端部及び接続部２０を両側から挟み込むように配置されており、連結部材２３の端部は第一の押込部２１の前端部及び接続部２０にそれぞれ溶接接合されている。また、第一の押込部２１の後端部下面には、固定台座１５に嵌合される嵌合部材２４が付設されている。嵌合部材２４は、矩形鋼板からなり、第一の押込部２１の両側方にそれぞれ張り出されている。

丸棒状の第二の押込部２２は、接続部２０の前方に配置されており、接続部２０と同方向に延在されている。また、第二の押込部２２は、接続部２０及びシャンクロッド１３の軸線の延長線上（第一の押込部２１の軸線に上下で平行する線上）に配置されており、接続部２０と第一の押込部２１と第二の押込部２２と連結部材２３とは、全体としてクランク状に組み立てられている。また、第二の押込部２２は、中間セントライザ１２に挿通されているとともに先端セントライザ１１に対向する位置に形成されている。第二の押込部２２の先端部には、中間部分より若干拡径された拡径部２２ａが形成されており、ロックボルトＲの後端面が当接する第二の押込部２２の先端面（当接面２２ｂ）は、軸線に対して略垂直に形成されている。

固定台座１５は、嵌合部材２４を第一の押込部２１の軸線方向に移動自在に嵌合するものであり、張り出された嵌合部材２４の両側部がそれぞれ嵌合されるガイド溝２５が形成されており、断面形状が薄型のリップ溝形鋼のような形状になっている。

図４（ａ），図４（ｂ）は先端セントライザ１１及び挟持部材１６を表す平面図である。図２，図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、先端セントライザ１１は、ロックボルトＲが挿通する孔２６が形成された部材であり、ガイドセル８の先端部に立設され、ロックボルトＲの挿入方向に対して略垂直に設けられている。先端セントライザ１１の孔２６の内径Ｄ１は、ロックボルトＲの外径ｄよりも大きく形成されており、ロックボルトＲは先端セントライザ１１の孔２６に緩挿されている。

図２に示すように、中間セントライザ１２は、上方が開いたＣ形リングからなり、ガイドセル８の軸方向に延在する上縁部に噛合され、ガイドセル８の軸方向に往復移動自在に取り付けられた噛合部材２６上に立設されている。この噛合部材２６は、ドリフタ９に同期して稼動する図示せぬ移動機構によって往復移動するものであり、中間セントライザ１２は、ドリフタ９が前方に移動すると前進され、ドリフタ９が後方に移動すると後退されるものである。中間セントライザ１２は、シャンクロッド１３と先端セントライザ１１の間に配置されており、シャンクロッド１３の軸線の延長線上に形成されている。

図２，図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、挟持部材１６は、２つの半円筒部２７と、これらの半円筒部２７を開閉させる図示せぬ開閉機構とから構成されている。開閉機構は、半円筒部２７の前端部を軸にして各々の半円筒部２７を両側方向に水平に回転させるものであり、２つの半円筒部２７は、閉状態の時、互いに向かい合わせに組み合わされて円筒形状に形成され、開状態の時、ハ字状に配置される。挟持部材１６は、ガイドセル８先端部の上方に配置されており、先端セントライザ１１に取り付けられている。挟持部材１６の内径Ｄ２は、ロックボルトＲの外径ｄと略同じに形成されており、挟持部材１６が閉じている時、ロックボルトＲの外周面は挟持部材１６の内周面に密着されている。

次に、上記した構成からなるロックボルト挿入装置７を用いてロックボルトＲを打設する方法について説明する。

まず、図示せぬ掘削機によって地山を掘削し、地山内にトンネルＴを形成し、トンネルＴの壁面に図示せぬ吹き付けコンクリートを吹き付ける。そして、トンネルＴ内にロックボルト打設機１を配置する。ロックボルト打設機１は、台車２によってトンネル内を自走する。ロックボルト打設機１を適当な位置に停車させた後に、台車２の前後端部に備えられたアウトリガー２ｂをそれぞれ出し、ロックボルト打設機１を定位置に固定する。このとき、ブーム６の先端には、孔Ｈを穿孔するための穿孔装置３０が備えられている。

ここで、穿孔装置３０の構成について説明する。
図５は穿孔装置３０を表す側面図である。図５に示すように、穿孔装置３０には、上記したロックボルト挿入装置７に備えられたガイドセル８、ドリフタ９、移動機構１０、先端セントライザ１１、中間セントライザ１２及び挟持部材１６に加えて、ドリフタ９のシャンクロッド１３に取外し自在に接続されて図１に示すトンネルＴの壁面を穿孔する穿孔ロッド３１が備えられている。つまり、穿孔装置３０は、上記したロックボルト挿入装置７の固定台座１５が取り外され、且つ反力部材１４に替えて穿孔ロッド３１が取り付けられた構成からなっている。穿孔ロッド３１は、先端に図示せぬ穿孔ビットが形成されているとともに、後端にシャンクロッド１３の先端に螺合される雌ネジ孔３１ａが形成されており、穿孔ロッド３１とシャンクロッド１３とは脱着自在に取り付けられている。穿孔ロッド３１は、先端セントライザ１１内及び中間セントライザ１２内にそれぞれ挿通されている。

ブーム６を操作して、上記した構成からなる穿孔装置３０を所定の位置まで移動させ、当該穿孔装置３０を用いてトンネルＴの壁面を穿孔する工程を行う。具体的には、穿孔装置３０は、穿孔ロッド３１の先端が図１に示すトンネルＴの壁面に対向する向きに配置する。このとき、挟持部材１６は閉じられて筒状に形成されており、穿孔ロッド３１は挟持部材１６内に挿通されている。そして、穿孔ロッド３１の位置合わせが完了した後、挟持部材１６をあけて、穿孔ロッド３１に打撃・回転力を付与するとともに、移動機構１０を稼動させてドリフタ９を前方に移動させることで穿孔ロッド３１を前方に掘進させて、トンネルＴの壁面を穿孔する。

トンネルＴの壁面に孔Ｈを形成した後に、ドリフタ９を後方に移動させて穿孔ロッド３１を孔Ｈ内から引き抜き、穿孔ロッド３１をもとの位置に戻す。そして、図２，図３，図５に示すように、挟持部材１６を閉じて、ブーム６を動かして穿孔装置３０を図１に示すトンネルＴの底面に降ろし、穿孔ロッド３１に替えて反力部材１４をシャンクロッド１３に取り付けてロックボルト挿入装置７を組み立てる工程を行う。

具体的には、ドリフタ９によってシャンクロッド１３を逆回転させて、穿孔ロッド３１をシャンクロッド１３から外し、挟持部材１６をあけて、外された穿孔ロッド３１を降ろす。また、ドリフタ９の上部に固定台座１５をボルト固定する。そして、第二の押込部２２を中間セントライザ１２に挿通させてドリフタ９の前方に反力部材１４を配置し、第一の押込部２１の嵌合部材２４を固定台座１５に嵌め込みつつ、反力部材１４を、シャンクロッド１３の先端が接続部２０の挿入孔２０ａ内に少し嵌入される位置まで、後方（図３に示す黒塗り矢印方向）にスライドさせる。そして、ドリフタ９によってシャンクロッド１３を回転させて反力部材１４の接合部２０とシャンクロッド１３の先端とを螺合させる。

また、図１に示すトンネルＴの壁面に形成された孔Ｈの中に図示せぬ充填材を注入する工程を行う。具体的には、図１に示す作業デッキ５に作業員を乗せ、伸縮ブーム４を動かして作業デッキ５を穿孔ロッド３１によって形成された孔Ｈの近傍に移動させる。そして、作業デッキ５上の作業員によって孔Ｈの中に図示せぬ充填材を注入する。

次に、図１，図２に示すように、反力部材１４にロックボルトＲをセットし、ロックボルト挿入装置７を用いて孔ＨにロックボルトＲを挿入する工程を行う。具体的には、第一の押込部２１内にロックボルトＲの後端部を嵌入させるとともに、先端セントライザ１１にロックボルトＲの先端部を挿通させる。このとき、ロックボルトＲは、第一の押込部２１から先端セントライザ１１にかけて下向きに撓んだ状態でセットされている。そして、挟持部材１６を閉じた後、ブーム６を操作してロックボルト挿入装置７を動かし、先端セントライザ１１から突出するロックボルトＲの先端を、図示せぬ充填材が注入された孔Ｈに合わせるとともに、孔Ｈの延在方向とガイドセル８の延在方向とが平行になるように、ロックボルト挿入装置７の角度を調節する。次いで、挟持部材１６をあけて、移動機構１０を稼動させてドリフタ９をガイドセル８に沿って前進させ、第一の押込部２１で反力をとることでロックボルトＲを孔Ｈ内に途中まで押し込む。

次いで、図６に示すように、挟持部材１６を閉じて、移動機構１０によってドリフタ９を後退させ、第一の押込部２１内からロックボルトＲの後端部を引き抜く。このとき、撓んでいたロックボルトＲは弾性によってもとの真直ぐな状態に戻り、ロックボルトＲの後端部は、中間セントライザ１２の前方であって後端面が第二の押込部２２の先端面に対向する位置に配置される。次いで、挟持部材１６をあけて、移動機構１０によってドリフタ９を前進させ、第二の押込部２２の先端をロックボルトＲの後端面に当接させて第二の押込部２２の先端で反力をとることで、ロックボルトＲを孔Ｈ内に最後まで押し込む。このとき、孔Ｈが孔荒れを起こしている場合は、ドリフタ９を稼動させてドリフタ９の打撃力をロックボルトＲに加えて押し込む。

最後に、トンネルＴの壁面から突出するロックボルトＲの後端に、図示せぬワッシャとナットとを取り付けてロックボルトＲを定着させる。

上記した構成からなるロックボルト挿入装置７によれば、ドリフタ９に付設されたシャンクロッド１３には、シャンクロッド１３の先端に螺合された接続部２０と、接続部２０から後方に張り出された第一の押込部２１と、先端セントライザ１１に対向する位置に形成された第二の押込部２２とからなる反力部材１４が接合されているため、ロックボルトＲは、まず、先端部が先端セントライザ１１に挿通されるとともに後端部が第一の押込部２１に係合されて全体的に撓んだ状態でセットされ、次に、ドリフタ９を前方に移動させることで第一の押込部２１によって押圧されて後端部分を残して孔Ｈ内に挿入され、その後、ドリフタ９を一旦後方に戻すことで後端部が第一の押込部２１内から抜き出され、次に、ドリフタ９を再び前方に移動させることで第二の押込部２２によって押圧されて最後まで押し込まれる。このように、ロックボルトＲを挿入する作業を機械化することで、危険が伴う切羽での作業員の作業を省略するとともに、狭いトンネルＴ内において長尺のロックボルトＲを容易に打設することができ、安全性および作業性を向上させることができる。

また、第一の押込部２１によって押し込まれた後、ドリフタ９を一旦後方に戻すと、ロックボルトＲはその弾性によって真直ぐの状態に戻され、ロックボルトＲの後端面は第二の押込部２２に対向する位置に配置される。したがって、長尺のロックボルトＲを第一の押込部２１によって押し込んだ後に第二の押込部２２で押し込む際に、ロックボルト挿入装置７の向き及び位置を調整し直す必要はなく、作業性を向上させることができる。

また、第一或いは第二の押込部２２でロックボルトＲを押し込む際、ドリフタ９の移動による押し込みだけでは挿入が困難な場合にドリフタ９を稼動させると、シャンクロッド１３から反力部材１４を介してロックボルトＲに打撃力を与えながらロックボルトＲが挿入される。これによって、孔Ｈに孔荒れが生じた場合でも、ロックボルトＲを確実に挿入することができる。

また、第一の押込部２１に付設された嵌合部材２４に嵌合されて反力部材１４を固定する固定台座１５が設けられているため、反力部材１４は接続部２０及び第一の押込部２１に付設された嵌合部材２４の二箇所で固定される。これによって、反力部材１４をしっかりと固定することができ、ロックボルトＲを挿入する際に確実に反力をとることができる。

また、ロックボルトＲを挟み込む開閉自在の挟持部材１６が設けられているため、ドリフタ９を一旦後方に戻し、第一の押込部２１内からロックボルトＲの後端部を抜き出す際、ロックボルトＲは挟持部材１６によって挟持され、後方に移動する反力部材９に連れられてロックボルトＲも後方に移動することが防止される。これによって、第一の押込部２１内からロックボルトＲの後端部が抜き出された後、第二の押込部２２に対向する位置にロックボルトＲの後端を確実に配置させることができ、作業をスムーズに進行させることができる。

また、上記した構成からなるロックボルトＲの打設方法によれば、シャンクロッド１３に取り付けられた穿孔ロッド３１を備える穿孔装置３０を用いて孔Ｈを形成し、その後、穿孔ロッド３１に替えて反力部材９をシャンクロッドに取り付けてロックボルト挿入装置７を組み立て、このロックボルト挿入装置７を用いて孔Ｈ内にロックボルトＲを挿入するため、孔Ｈを形成した後に当該孔ＨにロックボルトＲを挿入する際、穿孔装置３０とロックボルト挿入装置７とを入れ替える大規模な作業が必要なく、穿孔ロッド３１と反力部材９とを交換する軽微な作業だけとなる。これによって、作業を簡易化することができ、工期の短縮を図ることができる。

以上、本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の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、上記した実施の形態では、第一の押込部２１は筒状に形成されているが、本発明は、ロックボルトの反力をとることができる形状であればよく、例えば後端部が屈曲されたＬ形のプレートでもよい。また、上記した実施の形態では、第二の押込部２２が先端にフラット面を有する丸棒状の部材から形成されているが、本発明は、第二の押込部の先端がロックボルトの後端部が嵌入される筒状に形成されていてもよい。これによって、第二の押込部で押し込む際、ロックボルトが第二の押込部から外れることを防止することができる。

また、上記した実施の形態では、シャンクロッド１３の先端と接合部２０とは螺合される構成からなっているが、本発明は、シャンクロッドと接合部とがその他の接合方法によって接合されていてもよく、例えばシャンクロッドと接合部とを、押し込むだけで連結されるノッチ機構を用いた接合方法や、所謂「締り嵌め」による接合方法でもよく、或いは取り外さないことを前提に溶接接合としてもよい。

本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態を説明するためのロックボルト打設装置を表す図である。 本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態を説明するためのロックボルト挿入装置を表す図である。 本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態を説明するための反力部材を表す図である。 （ａ）は本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態を説明するための閉じた状態の挟持部材とセントライザを表す図であり、（ｂ）は本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態を説明するための開いた状態の挟持部材とセントライザを表す図である。 本発明に係るロックボルト打設方法の実施の形態を説明するための穿孔装置を表す図である。 本発明に係るロックボルト挿入装置およびロックボルト打設方法の実施の形態を説明するためのロックボルト挿入装置を表す図である。

符号の説明

７ ロックボルト挿入装置
８ ガイドセル
９ ドリフタ
１０ 移動機構
１１ 先端セントライザ（セントライザ）
１３ シャンクロッド
１４ 反力部材
１６ 挟持部材
２０ 接続部
２１ 第一の押込部
２２ 第二の押込部
２４ 嵌合部材
１５ 固定台座
３０ 穿孔装置
３１ 穿孔ロッド
Ｈ 孔
Ｒ ロックボルト

Claims (4)

1. 地山に穿孔された孔にロックボルトを挿入するロックボルト挿入装置であって、
   一方向に延在するガイドセルと、該ガイドセル上に設置されたドリフタと、該ドリフタを前記ガイドセルに沿って往復移動させる移動機構と、前記ガイドセルの先端に付設されたセントライザと、前記ドリフタに付設されたシャンクロッドに接合され、前記ロックボルト挿入時に該ロックボルトの後端部に係合されて反力をとる反力部材とが備えられ、
   該反力部材は、少なくとも、前記シャンクロッドに接続される接続部と、該接続部から後方に張り出され、先端部が前記セントライザに挿通されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第一の押込部と、前記セントライザに対向する位置に形成され、先端部が前記孔内に挿入されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第二の押込部とを有していることを特徴とするロックボルト挿入装置。
2. 請求項１記載のロックボルト挿入装置において、
   前記第一の押込部に付設された嵌合部材に嵌合されて前記反力部材を固定する固定台座が設けられていることを特徴とするロックボルト挿入装置。
3. 請求項１または２記載のロックボルト挿入装置において、
   前記ロックボルトを挟み込む開閉自在の挟持部材が設けられていることを特徴とするロックボルト挿入装置。
4. 地山にロックボルトを打設するロックボルト打設方法において、
   一方向に延在するガイドセルと、該ガイドセル上に設置されたドリフタと、該ドリフタを前記ガイドセルに沿って往復移動させる移動機構と、前記ガイドセルの先端に付設されたセントライザと、前記ドリフタに付設されたシャンクロッドに取外し自在に接続されている穿孔ロッドとを備える穿孔装置を用いて前記地山に孔を形成する工程と、
   少なくとも、前記シャンクロッドに接続される接続部と、該接続部から後方に張り出され、先端部が前記セントライザに挿通されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第一の押込部と、前記セントライザに対向する位置に形成され、先端部が前記孔内に挿入されたロックボルトの後端部を押圧し、該ロックボルトを押し込む第二の押込部とからなる反力部材を、前記穿孔ロッドに替えて前記シャンクロッドに取り付け、前記孔に前記ロックボルトを挿入するロックボルト挿入装置を組み立てる工程と、
   該ロックボルト挿入装置を用いて、前記孔に前記ロックボルトを挿入する工程と
   を備えることを特徴とするロックボルト打設方法。
   
   

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