JP2018071063A

JP2018071063A - 切削方法およびこの方法に使用する切削装置

Info

Publication number: JP2018071063A
Application number: JP2016208370A
Authority: JP
Inventors: 俊裕岩雲; Toshihiro Iwakumo
Original assignee: KMC KK
Current assignee: KMC KK
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-10-25
Also published as: JP6811987B2

Abstract

【課題】トンネルにおけるタイル下層のコンクリート層の補修工事を効率よく行える切削装置を提供する。【解決手段】回転刃を有するカッター手段６を縦横に移動させて補修対象のタイルおよびその下層の接着層に切れ目を入れ、切削手段７を移動させて、切れ目を入れた補修対象のタイルおよびその接着層を切削して下層のコンクリート層を所定の深さ切削する。【選択図】図１

Description

この発明は、トンネル壁面に複数のタイルが接着されて形成されたタイル面の下層のコンクリート層を、補修のために切削する切削方法および装置に関する。

一般に、コンクリートの壁面を有するトンネル、橋脚、建物などの建造物では、車両走行時の振動や、酸性雨の影響、アルカリ骨材反応などに起因して、コンクリートの壁面の劣化や剥離さらには鉄筋の腐食などの損傷が生じることがある。

そして、これらのコンクリートの壁面の劣化や剥離、鉄筋の腐食などの損傷が生じたときには、損傷した部分を補修するために、従来、損傷したコンクリートの壁面を一部はつり、はつった箇所に有機系の塗料を塗布し、或いはモルタルを充填するなどの補修対策が講じられている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１４８８４７号公報（段落０００４ほか）

ところで、トンネルの場合、トンネルを作るコンクリートはアルカリ性であり、車両の排気ガスに含まれる二酸化炭素と反応してコンクリートが中性化し、コンクリート表面から内部に中性化が進むことにより、コンクリートの強度が飛躍的に落ちてしまうことから、このようなコンクリート中性化を防止する目的で、通常、トンネルの少なくとも下部のコンクリートにタイルを貼り付けることが行われ、タイルが耐用を超えたり破損したりした場合には、下層のコンクリート層の中性化を未然に防止するための補修工事を行う必要が生じる。

このように、トンネルを構成するコンクリートの中性化を防止するには、車線を閉鎖して車両の通行を止めた状態で工事を行わなければならず、効率の良い補修作業が要求されるが、上記した従来工法では、補修すべきタイルを剥離し、下層の接着層およびコンクリート壁面をはつって塗料やモルタルを塗布する際の型枠をコンクリート壁面に設置し、その型枠にモルタル等を塗布する必要があるため、タイルを剥離する作業のほか、型枠を設置する作業、型枠の内部にモルタル等を塗布する作業など複数の作業が必要になり、特にコンクリートの切削には掘削ドリルを使用するのが一般的であり、作業効率が悪いという問題があることから、トンネルにおけるタイル下層のコンクリート層の効率的な補修作業の実現が望まれている。

特に、従来の掘削ドリルによる工法では、タイルを接着する接着層が残り易く、タイルを剥離した後に接着層を高圧水の圧力により剥離する作業を改めて行なわなければならず非常に効率が悪いという問題がある。また、高圧水によりタイルおよび接着層を一緒に剥離する場合も、コンクリート表面の凹凸が大きくなる。一方、高圧水でタイルのみを剥離することも考えられるが、この場合も高い水圧が必要になるため、タイルを剥離した瞬間に下層の接着層も貫通してコンクリート表面を不要に削ってしまうという不都合がある。ところで、回転刃によりタイルごとコンクリート層を切削することも考えられるが、回転刃に大きな負荷がかかって回転刃の寿命が短くなり、コストがかかるという不都合が生じる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トンネルにおけるタイル下層のコンクリート層の補修工事を効率よく行える切削装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明に係る切削方法は、トンネル壁面に複数のタイルが接着されて形成されたタイル面の下層のコンクリート層を、補修のために切削する切削方法であって、回転刃を有するカッター手段を移動させて補修対象のタイルおよびその下層の接着層に切れ目を入れる工程と、切削手段を移動させて、切れ目を入れた前記補修対象のタイルおよびその接着層を切削して下層のコンクリート層を所定の深さ切削する工程とを備えることを特徴としている。

また、本発明に係る切削装置は、トンネル壁面に複数のタイルが接着されて形成されたタイル面の下層のコンクリート層を、補修のために切削する切削装置であって、トンネル壁面に沿って設置された複数のレールと、前記複数のレール上を走行可能に載置された架台と、前記架台上に移動可能に設置された少なくとも２台の移動台と、一方の前記移動台上に設置され補修対象のタイルおよびその下層の接着層に切れ目を入れる回転刃を有するカッター手段と、他方の前記移動台上に設置され前記カッター手段により先行して切れ目が入られた前記補修対象のタイルおよび接着層を切削して下層のコンクリート層を切削する切削手段と、前記カッター手段および前記切削手段それぞれの前記コンクリート壁面への押付量を制御し、前記カッター手段による切れ目の深さおよび前記切削手段による前記コンクリート層の切削深さを制御する押付制御手段と、前記切削手段により切削された前記コンクリート層の切削屑を集める集塵手段とを備えることを特徴としている。

このような構成によれば、補修対象のタイルおよびその下層の接着層にカッター手段による切れ目を入れておくことで、切削手段により、タイルおよび接着層を一度に切削することができ、しかもコンクリート層を所望の深さだけ精度よく切削することが可能になり、非常に効率よく補修を行うことができる。

また、前記架台に立設された少なくとも２本の支柱体と、異なる前記支柱体それぞれに前記カッター手段および前記切削手段を上下動自在に支持する少なくとも２個の支持手段とをさらに備えるとよい。

こうすると、カッター手段および切削手段を上下に移動させることができ、コンクリート壁面の補修領域が大きな面積であっても効率よく補修することができる。

また、前記カッター手段および前記切削手段それぞれを支持する前記２個の支持手段の上下方向の移動を制御する上下移動制御手段をさらに備えていてもよい。

こうすると、大面積の補修領域を補修する場合に、カッター手段により精度よく切れ目を入れることができ、その後切削手段により切削をより効率的に補修を行うことができる。

この発明によれば、補修対象のタイルおよびその下層の接着層にカッター手段による切れ目を入れておくことで、切削手段により、タイルおよび接着層を一度に切削することができ、しかもコンクリート層を所望の深さだけ精度よく切削することが可能になり、非常に効率よくコンクリート壁面の補修を行うことが可能になる。

本発明に係る切削装置の一実施形態を示す概略図である。図１の一部の側面図である。図１の一部の正面図である。図１の一部の平面図である。図１のカッター手段の一部の平面図である。図１の切削手段の一部の図である。図１の切削装置による切れ目を入れる工程の説明図である。図７の断面図である。

本発明に係る切削装置の一実施形態について、図１ないし図８を参照して説明する。

図１、図２に示すように、トンネルＴ内に配置された基台１上にトンネルＴのコンクリート壁面に沿うように２本のレール２，２が設置され、これらのレール２，２上を走行可能に複数台の架台３が載置され、各架台３それぞれに作業者が乗る作業台４が載置されるとともに、各架台３それぞれにコ字型の枠状に形成された支柱体５が載置されている。このとき、架台３はモータ駆動によりレール２，２上を走行する。

そして、図１ないし図４に示すように、一つの支柱体５には、この支柱体５に沿って上下動自在に２台のカッター手段６が搭載されるとともに、他の支柱体５には、この支柱体５に沿って上下動自在に２台の切削手段７が搭載されている。なお、図３、図４には２台の切削手段７が示されているが、これら切削手段７と同様にカッター手段６が支持体８に支持されている。

ここで、図２に示すように、２台のカッター手段６を支えるために、レール２の方向に設けられた長尺の支持体８の中央の係止部８ａにフック９が係止されるとともに、２台の切削手段７を支えるために、レール２の方向に設けられた長尺の支持体８の中央の係止部８ａにフック９が係止され、ケーブル１０の一端がフック９に固定されて支柱体５の上辺中央に取り付けられた滑車１１にケーブル１０が架け渡され、ケーブル１０の他端が図示省略のウィンチ機構に結合され、ハンドル１２の双方向への回転操作により、ウィンチ機構によってケーブル１０が双方向に巻き取られ、これによりカッター手段６および切削手段７それぞれが支柱体５に沿って上下の移動量が制御されつつ上下動するようになっている。

これら支持体８、フック９、ケーブル１０およびウィンチにより、カッター手段６および切削手段７それぞれを支柱体５に沿って上下動自在に支持する支持手段が構成されている。また、上記したウィンチ機構は、カッター手段６および切削手段７それぞれの上下方向の移動を制御する上下移動制御手段を構成する。なお、図２において、１３は複数の支柱体５それぞれを架台３への固定を補強する梁である。

そして、図２ないし図４に示すように、支持手段を構成する支持体８それぞれには２台のカッター手段６、２台の切削手段７が支持されており、ハンドル１５の双方向への回転操作により、両カッター手段６がトンネルＴのコンクリート壁面に接近、離間する方向に連動して移動し、両切削手段７がトンネルＴの壁面に接近、離間する方向に連動して移動するように、支持機構によりカッター手段６および切削手段７が支持されている。ここで、ハンドル１５の操作量に応じて支持機構によるカッター手段６および切削手段７のコンクリート壁面への押付量が制御されるようになっており、支持機構により、カッター手段６による切れ目の深さおよび切削手段７によるコンクリート層の切削深さを制御する押付制御手段が構成されている。

ところで、カッター手段６は、図５に示すように回転刃６ａを複数有し、これら複数の回転刃６ａがコ字状のホルダー６ｂにより回転自在に支持されている。切削手段７は、図６に示すように円盤７ａの外周に多数の突起７ｂが設けられた切削刃７ｃを複数有し、これら複数の回転刃７ｃがコ字状のホルダー７ｄにより回転自在に支持されており、カッター手段６および切削手段７はいずれも、図１に示すようにトンネルＴの外に配置されたトラックＴＲの荷台に搭載された発電機Ｇにより電源供給されて回転駆動されるようになっている。

また、図１に示すように、カッター手段６および切削手段７の近傍には、カッター手段６および切削手段７の動作により発生するタイルや接着層、コンクリート層の屑や塵などを集める集塵用ホースＨの先端が配設され、集塵機Ｄにより集塵されて、カッター手段６および切削手段７の動作により発生するタイル、接着層やコンクリート層の屑や塵の飛散を防止している。

そして、図７に示すように、まずカッター手段６先行駆動して補修対象のタイル１７の高さ位置にカッター手段６を位置合わせし、カッター手段６を縦横に移動させて、図８に示すように、補修対象のタイル１７およびその下層の接着層１８に縦横の切れ目１９を形成する。その後、切削手段７を縦横に移動させて、切れ目１９を形成した補修対象のタイル１７および下層の接着層１８を切削して下層のコンクリート層２０を所定の深さ切削する。このとき、切削手段７のコンクリート壁面の押付量を制御することにより、所望の深さ（例えば２〜３ｍｍ）分だけコンクリート層２０を切削することができる。このとき、切れ目１９は横方向だけ形成してもよく、切削手段も横方向にのみ移動させてもよい。

なお、集塵機Ｄにより、カッター手段６により切れ目１９を形成したときに発生する屑や塵、切削手段７により切削されて剥離されたタイル１７の屑や接着層１８、コンクリート層２０の屑や屑が集められる。

その後、切削したコンクリート層２０の表面に、５〜１０ＭＰａの高圧水を吹き付けられてコンクリート層２０の表面が清掃され、清掃されたコンクリート層２０の表面に水系エポキシモルタルを塗布し、さらにその上に表面仕上げのために商品名ハイパーセラゼックスＴなどのトンネル内装塗装剤が塗布され、タイルに代えてコンクリート層２０の表面が保護される。

したがって、上記した実施形態によれば、補修対象のタイル１７およびその下層の接着層１８にカッター手段６による切れ目１９を入れておくことで、切削手段７により、タイル１７および接着層１８を一度に切削することができ、しかもコンクリート層２０を所望の深さだけ精度よく切削することが可能になり、非常に効率よく補修を行うことができる。

また、補修対象のタイル１７およびその下層の接着層１８にカッター手段６による切れ目１９を入れておくことにより、切削手段７の回転刃７ｃへの負荷を低減することができ、回転刃７ｃの寿命を延ばすことが可能になり、切削手段７の維持コストの低減を図ることができる。

さらに、架３台に立設された支柱体５に、カッター手段６および切削手段７を上下動自在に支持するようにしたため、カッター手段６および切削手段７を上下に移動させることができて、コンクリート壁面の補修領域が大きな面積であっても効率よく補修することが可能になる。

また、切削したコンクリート層２０の表面に水系エポキシモルタルおよび商品名ハイパーセラゼックスＴなどのトンネル内装塗装剤を塗布して表面を仕上げるため、元のようにタイルを貼らなくても、簡易にコンクリート層２０の中性化を予防することができ、作業効率が良い。

また、集塵機Ｄにより切削されたタイル１７、接着層１８やコンクリート層２０の屑や塵が集められるため、屑や塵が離散するのを防止して後の大掛かりな清掃作業を不要にでき、作業の効率化をより向上することができる。

なお、本発明は上記した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限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

例えば、上記した実施形態では、支柱体５は１つであって、１つの支柱体にカッター手段６と切削手段７が設けられていてもよい。

また、上記した実施形態では、トンネル下部のほぼ垂直な壁面にタイルが貼り付けられて成る垂直なタイル面の下層のコンクリート層２０の補修を行う場合について説明したが、トンネル上部の曲面のコンクリート層を補修する場合には、カッター手段６および切削手段７をミニバックホウのアーム先端に順次交換して取り付け、トンネル上部の曲面のタイル１７や接着層１８、コンクリート層２０を切削できるようにしてもよい。

また、上記した実施形態では、切削したコンクリート層２０の表面に水系エポキシモルタルおよび商品名ハイパーセラゼックスＴなどのトンネル内装塗装剤を塗布して表面を仕上げる場合について説明したが、このようなトンネル内装塗装剤の塗布に代え、従前と同様、タイルを貼り付け直してもよい。

２ …レール
３ …架台
５ …支柱体
６ …カッター手段
７ …切削手段
８ …支持体（支持手段）
９ …フック（支持手段）
１０ …ケーブル（支持手段）
１５ …ハンドル
１７ …タイル
１８ …接着層
１９ …切れ目
２０ …コンクリート層
Ｔ …トンネル

Claims

トンネル壁面に複数のタイルが接着されて形成されたタイル面の下層のコンクリート層を、補修のために切削する切削方法であって、
回転刃を有するカッター手段を移動させて補修対象のタイルおよびその下層の接着層に切れ目を入れる工程と、
切削手段を移動させて、切れ目を入れた前記補修対象のタイルおよびその接着層を切削して下層のコンクリート層を所定の深さ切削する工程と
を備えることを特徴とする切削方法。
トンネル壁面に複数のタイルが接着されて形成されたタイル面の下層のコンクリート層を、補修のために切削する切削装置であって、
トンネル壁面に沿って設置された複数のレールと、
前記複数のレール上を走行可能に載置された架台と、
前記架台上に設置され補修対象のタイルおよびその下層の接着層に切れ目を入れる回転刃を有するカッター手段と、
前記架台上に設置され前記カッター手段により先行して切れ目が入られた前記補修対象のタイルおよび接着層を切削して下層のコンクリート層を切削する切削手段と、
前記カッター手段および前記切削手段それぞれの前記コンクリート壁面への押付量を制御し、前記カッター手段による切れ目の深さおよび前記切削手段による前記コンクリート層の切削深さを制御する押付制御手段と、
前記切削手段により切削された前記コンクリート層の切削屑を集める集塵手段と
を備えることを特徴とする切削装置。
前記架台に立設された少なくとも２本の支柱体と、
異なる前記支柱体それぞれに前記カッター手段および前記切削手段を上下動自在に支持する少なくとも２個の支持手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の切削装置。
前記カッター手段および前記切削手段それぞれを支持する前記支持手段の上下方向の移動を制御する上下移動制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の切削装置。