JP2023058333A - Spraying nozzle device equipped with distance measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、山岳トンネルにおける吹付けに当たって、吹付け面までの距離を計測する距離計測器を備えた吹付けノズル装置に関する。
BACKGROUND OF THE
例えば、山岳トンネルの施工では、地山中に挿入したロックボルトと掘削壁面に沿って施工した吹付けコンクリートとを主たる支保部材とするNATM工法が主流となっている。掘削方法には、爆薬によって掘削を行う発破工法、TBMと呼ばれる全断面掘削機を用いるTBM工法、カッターブームを持つ自由断面掘削機を用いた機械掘削方法などに大別される。 For example, in the construction of mountain tunnels, the NATM construction method, which uses rock bolts inserted into the ground and shotcrete constructed along the excavated wall surface as main support members, is the mainstream. Excavation methods are roughly classified into a blasting method that excavates with explosives, a TBM method that uses a full-section excavator called TBM, and a mechanical excavation method that uses a free-section excavator with a cutter boom.
従来より、前述の吹付けコンクリート工事は主に、図10に示されるように、移動可能なクローラ式、タイヤ式又はレール式等の移動台車60に吹付けノズルを保持するブーム61を取付け、このブーム操作によって吹付けノズル62を操作するようにした吹付け機を用いて行っていた。
Conventionally, as shown in FIG. 10, the above-mentioned shotcrete work is mainly carried out by attaching a
前記吹付け工事は、切羽近傍に吹付け機を設置した状態で、ノズル制御を行うノズルマン、吹付け機の操作を行う吹付け機操作員、吹付けコンクリートを吹付け機に供給する生コン運転手などの作業員によって行われているが、狭隘な空間での苦渋作業になるとともに、例えば換気設備を設けたとしても比較的濃度の濃い粉塵に曝される悪環境下での作業を強いられていた。 The spraying work consists of a nozzle man who controls the nozzle, a sprayer operator who operates the sprayer, and a ready-mixed concrete driver who supplies the sprayed concrete to the sprayer while the sprayer is installed near the face. However, it is a difficult work in a confined space, and even if ventilation equipment is installed, the work is forced to work in a harsh environment exposed to relatively high concentrations of dust. rice field.
そこで、近年はトンネルの吹付け作業の自動化、すなわち吹付け作業を遠隔操作によって無人化ないし自動化する試みが成されている。 Therefore, in recent years, attempts have been made to automate the spraying work in tunnels, that is, to make the spraying work unmanned or automated by remote control.
例えば下記特許文献1では、吹付け作業現場に;吹付け作業部位の内壁面形状を測定するための光波測距儀と、遠隔操作される吹付けロボットと、前記光波測距儀による計測作業および前記吹付けロボットによる吹付け作業を監視するためのカメラとを設備し、遠隔操作部位に;前記光波測距儀によって計測された計測信号をデータ処理するとともに、モニタ表示するためのコンピューターと、前記吹付けロボットを遠隔操作するための吹付けロボット用遠隔制御操作器と、前記カメラによって撮影された映像を表示するためのモニタ装置とを設備し、前記吹付け作業現場に設備された装置群と、遠隔操作部位に設備された装置群との間の各種信号を、無線通信による電波によって空間伝送可能に、または信号ケーブルによって有線伝送可能に接続した地下掘削における吹付け作業の遠隔操作システムが開示されている。
For example, in
本発明者等においても、下記特許文献2において、NATM工法によるトンネル掘削壁面を対象として、掘削壁面に対して任意の離間距離をおいてトンネル壁面に沿って移動制御可能な多関節ブームの先端に吹付けノズルを保持した吹付け機によって吹付けを行うにあたって、
トンネル壁面までの距離を計測する距離計測器を配置し、
吹付けノズルをトンネル壁面に沿って移動させ吹付けを行う過程で、吹付けノズルの移動速度を計測するとともに、前記距離計測器によって当該吹付け前と吹付け後の距離を計測することによって当該吹付けによる吹付け厚を計測し、かつこれら吹付けノズルの移動速度と吹付け厚との比例関係式を得ておき、
トンネル掘削壁面に凹凸部が存在している条件の下、吹付け材の圧送量を一定としながら吹付けノズルを移動させ吹付けを行う初期の段階で、前記比例関係式に基づき、相対的に凹部では移動速度を遅くし、凸部では移動速度を速くする移動制御を行うことにより吹付け面を平滑化するように修正するトンネルの吹付け制御方法を提案した。
The inventors of the present invention also proposed in
Place a distance measuring device to measure the distance to the tunnel wall,
In the process of moving the spray nozzle along the tunnel wall surface and spraying, the moving speed of the spray nozzle is measured, and the distance before and after spraying is measured by the distance measuring device. Measure the spray thickness by spraying, and obtain a proportional relational expression between the moving speed of the spray nozzle and the spray thickness,
Under the condition that unevenness exists on the tunnel excavation wall surface, at the initial stage of spraying by moving the spraying nozzle while keeping the pressure feed amount of the spraying material constant, relatively based on the proportional relational expression We have proposed a tunnel spray control method that corrects the spray surface by slowing down the moving speed in concave portions and increasing the moving speed in convex portions.
前記特許文献1、2では、吹付けノズル部分に壁面までの距離を計測する距離計測器を配置するものである。本発明者等は、距離計測器の取付け台を試作して、実際に吹付けを行ってみたところ、特に上向きに吹付ける際に、吹付けコンクリートのリバウンドが距離計測器に付着し、これが徐々に堆積するため、この堆積した吹付けコンクリートによって計測が継続出来なくなるという事態が発生することが判明した。
In
そこで本発明の主たる課題は、トンネル壁面までの距離を計測する距離計測器を備えた吹付けノズル装置において、前記距離計測器にリバウンドした吹付けコンクリートが堆積して計測不能になるのを防止することにある。 Therefore, the main object of the present invention is to prevent the rebound shotcrete from accumulating on the distance measuring device in a spraying nozzle device equipped with a distance measuring device for measuring the distance to the tunnel wall surface, making measurement impossible. That's what it is.
上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、トンネル壁面までの距離を計測する距離計測器を備えた吹付けノズル装置において、
吹付けノズルの基端部に距離計測器の取付台を備え、
前記取付台は、フレーム状部材によって構成されるとともに、フレーム状部材の外周にリング中空管状の環状ヘッダーを有し、前記フレーム状部材の上面に距離計測器設置板を設置することによって構成され、前記距離計測器設置板に距離計測器を固設し、前記各距離計測器の配置部位において前記環状ヘッダーから起立する分岐管を設けるとともに、この分岐管に前記距離計測器に向けて洗浄剤を噴射する洗浄ノズルを設け、
前記各距離計測器の周囲には、リバウンドした吹付けコンクリートが落下するための空間が形成されていることを特徴とする距離計測器を備えた吹付けノズル装置が提供される。
In order to solve the above problems, the present invention according to
Equipped with a mounting base for a distance measuring instrument at the base end of the spray nozzle,
The mounting base is composed of a frame-shaped member, has a ring hollow tube-shaped annular header on the outer periphery of the frame-shaped member, and is configured by installing a distance measuring instrument installation plate on the upper surface of the frame-shaped member, A distance measuring instrument is fixed to the distance measuring instrument installation plate, and a branch pipe standing upright from the annular header is provided at each of the distance measuring instrument installation portions, and a cleaning agent is supplied to the branch pipe toward the distance measuring instrument. Provide a cleaning nozzle that sprays,
There is provided a spraying nozzle device equipped with a distance measuring device, characterized in that a space is formed around each of the distance measuring devices so that rebounded shotcrete can drop.
上記請求項1記載の発明では、距離計測器を設置する取付台は、フレーム状部材によって構成されるとともに、フレーム状部材の外周にリング中空管状の環状ヘッダーを有し、前記フレーム状部材の上面に距離計測器設置板を設置することによって構成されている。そして、前記距離計測器設置板に距離計測器を固設し、前記各距離計測器の配置部位において前記環状ヘッダーから起立する分岐管を設けるとともに、この分岐管に前記距離計測器に向けて洗浄剤を噴射する洗浄ノズルを設けるようにし、前記各距離計測器の周囲には、リバウンドした吹付けコンクリートが落下するための空間が形成されている構造としている。
In the invention according to
従って、リバウンドした吹付けコンクリートが前記空間を通過して落下するため徐々に堆積するのを防止することができるとともに、前記噴射ノズルから洗浄剤を連続的又は間欠的に噴射することにより距離計測器に付着した吹付けコンクリートを洗い流すようにしてあるため、継続的に距離計測器の機能を維持することが可能になる。 Therefore, since the rebounded shotcrete falls through the space, it can be prevented from gradually accumulating, and the cleaning agent can be continuously or intermittently injected from the injection nozzle, thereby making it possible to measure the distance. Since the shotcrete adhering to the surface is washed away, it is possible to maintain the function of the distance measuring instrument continuously.
請求項2に係る本発明として、トンネル壁面までの距離を計測する距離計測器を備えた吹付けノズル装置において、
吹付けノズルの基端部に、該吹付けノズルを中心に外嵌する距離計測器の取付台を備え、
前記取付台は、閉合形状の枠材及びこの枠材の外面より距離計測器の配置部位で外方に延在するアーム部材とからなるフレーム状部材と、これらアーム部材の先端で支持されたリング中空管状の環状ヘッダーと、各距離計測器の配置部位において前記枠材とアーム部材とに跨がってその上面に設置された距離計測器設置板とによって構成され、
前記各距離計測器設置板の上面に距離計測器が固設され、各距離計測器の配置部位において前記環状ヘッダーから起立する分岐管を設けるとともに、この分岐管に相対的に上側位置から前記距離計測器に向けて洗浄剤を噴射する洗浄ノズルを設け、
前記各距離計測器の周囲には、リバウンドした吹付けコンクリートが落下するための空間が形成されていることを特徴とする距離計測器を備えた吹付けノズル装置が提供される。
As the present invention according to
A base end of the spray nozzle is provided with a mounting base for a distance measuring instrument that fits around the spray nozzle,
The mounting base is a frame-shaped member comprising a closed-shaped frame member and an arm member extending outward from the outer surface of the frame member at the location where the distance measuring instrument is arranged, and a ring supported by the tip of these arm members. It is composed of a hollow tubular annular header and a distance measuring instrument installation plate installed on the upper surface of the frame member and the arm member at the location where each distance measuring instrument is arranged,
A distance measuring instrument is fixed on the upper surface of each distance measuring instrument mounting plate, and a branch pipe is provided standing from the annular header at the position where each distance measuring instrument is arranged, and the distance from the upper position relative to the branch pipe is provided. A cleaning nozzle that injects a cleaning agent toward the measuring instrument is provided,
There is provided a spraying nozzle device equipped with a distance measuring device, characterized in that a space is formed around each of the distance measuring devices so that rebounded shotcrete can drop.
上記請求項2記載の発明は、吹付けノズル装置のより具体的な構造を提案するものである。本装置においても、リバウンドした吹付けコンクリートが前記空間を通過して落下するため徐々に堆積するのを防止することができるとともに、前記噴射ノズルから洗浄剤を連続的又は間欠的に噴射することにより距離計測器に付着した吹付けコンクリートを洗い流すようにしてあるため、継続的に距離計測器の機能を維持することが可能になる。
The invention according to
請求項3に係る本発明として、前記距離計測器は、前記吹付けノズルの移動方向前側となる位置と移動方向後側となる位置とにそれぞれ配置されている請求項1、2いずれかに記載の距離計測器を備えた吹付けノズル装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, the distance measuring devices are arranged at a position on the front side in the moving direction of the spray nozzle and a position on the rear side in the moving direction of the spray nozzle, respectively. A spray nozzle device with a distance measuring device is provided.
上記請求項3記載の発明では、前記距離計測器の配置に関して、吹付けノズルがトンネル周方向に移動されることを前提に、前記吹付けノズルの移動方向前側となる位置と移動方向後側となる位置とにそれぞれ配置されている。これら距離計測器によって、当該吹付けによる吹付け厚を計測することが可能となる。 In the third aspect of the present invention, regarding the arrangement of the distance measuring device, on the premise that the spray nozzle is moved in the tunnel circumferential direction, the position that is the front side in the moving direction of the spray nozzle and the rear side in the moving direction. are placed in different positions. These distance measuring instruments make it possible to measure the spray thickness of the spray.
請求項4に係る本発明として、前記距離計測器は、トンネル周方向に対して吹付けノズルを跨いだ前後位置と、トンネル方向に対して吹付けノズルを跨いだ前後位置となる位置を含む少なくとも4箇所以上に配置されている請求項1、2いずれかに記載の距離計測器を備えた吹付けノズル装置が提供される。
According to a fourth aspect of the present invention, the distance measuring device includes at least a front-rear position straddling the spray nozzle in the tunnel circumferential direction and a front-rear position straddling the spray nozzle in the tunnel direction. A spray nozzle device provided with the distance measuring devices according to any one of
上記請求項4記載の発明では、吹付けノズルの任意の移動方向に対応するため、距離計測器をトンネル周方向に対して吹付けノズルを跨いだ前後位置と、トンネル方向に対して吹付けノズルを跨いだ前後位置となる位置を含む少なくとも4箇所以上に設けるようにしたものである。
In the invention according to
請求項5に係る本発明として、前記洗浄剤は、空気、水、コンクリート剥離剤のいずれか又は組合せを用いる請求項1~4いずれかに記載の距離計測器を備えた吹付けノズル装置が提供される。
As the present invention according to
上記請求項5記載の発明は、洗浄剤の具体例を明記したものである。具体的には、前記洗浄剤として、空気、水、コンクリート剥離剤のいずれか又は組合せなどを用いることができる。
The invention according to
請求項6に係る本発明として、前記距離計測器として、レーダー距離計を用いる請求項1~5いずれかに記載の距離計測器を備えた吹付けノズル装置が提供される。 As a sixth aspect of the present invention, there is provided a spray nozzle device equipped with the distance measuring device according to any one of the first to fifth aspects, wherein a radar range finder is used as the distance measuring device.
上記請求項6記載の発明では、前記距離計測器として、例えば光波測距儀、レーザー距離計、超音波距離計、レーダー距離計など任意の距離計を用いることができるが、光波測距儀やレーザー距離計では粉塵やリバウンドがノイズになり易く測定できないことがあるため、環境要因等のノイズに強い、波長の短いマイクロ波やミリ波を使用しているレーダー距離計を用いるようにするのが望ましい。 In the sixth aspect of the invention, any rangefinder such as a light wave rangefinder, a laser rangefinder, an ultrasonic rangefinder or a radar rangefinder can be used as the rangefinder. With laser rangefinders, dust and rebounds tend to become noise and may not be able to measure, so it is better to use a radar rangefinder that uses microwaves and millimeter waves with short wavelengths that are resistant to noise such as environmental factors. desirable.
請求項7に係る本発明として、前記噴射ノズルとして、横スリット状の噴射口を有するノズルを用いる請求項1~6いずれかに記載の距離計測器を備えた吹付けノズル装置が提供される。 As a seventh aspect of the present invention, there is provided a spray nozzle device equipped with a distance measuring device according to any one of the first to sixth aspects, wherein a nozzle having a horizontal slit-shaped ejection port is used as the ejection nozzle.
上記請求項7記載の発明では、前記噴射ノズルとして、横スリット状の噴射口を有するノズルを用いるものである。点状に噴射する噴射ノズルでは効率的に付着した吹付けコンクリートを除去できないが、投射幅を確保するために横スリット状の噴射口とした場合は効果的に付着した吹付けコンクリートを除去できるようになる。 In the seventh aspect of the present invention, a nozzle having a horizontal slit-shaped injection port is used as the injection nozzle. The shotcrete can not be removed efficiently with the injection nozzle that sprays in a dot pattern, but if the injection nozzle has a horizontal slit shape to secure the projection width, the shotcrete that adheres can be removed effectively. become.
以上詳説のとおり本発明によれば、トンネル壁面までの距離を計測する距離計測器を備えた吹付けノズル装置において、前記距離計測器にリバウンドした吹付けコンクリートが堆積して計測不能になるのを防止することができる。 As described in detail above, according to the present invention, in a spraying nozzle device equipped with a distance measuring device for measuring the distance to the tunnel wall surface, it is possible to prevent the rebounding shotcrete from accumulating on the distance measuring device and making measurement impossible. can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔吹付け機1について〕
山岳トンネルの掘削は、切羽近傍にドリルジャンボ、吹付け機1、ホイールローダ等のトンネル施工用重機が配置され、例えば上半及び下半の一括併行作業により掘削を行うミニベンチ工法により、上半及び下半のそれぞれにおいてロックボルト穿孔及び装薬孔・装薬を併行して行った後、上半及び下半を発破により一気に切り崩し、その後ズリ出し→当り取り→一次吹付け→鋼製支保工の建込み→二次吹付け→ロックボルト打設などの手順にて掘削が1サイクル毎に行われる。また、切羽後方ではセントルが配置され、コンクリート覆工体の構築、インバート施工が行われる。
[Regarding spraying machine 1]
For excavation of mountain tunnels, heavy equipment for tunnel construction such as a drill jumbo, a
前記吹付け機1は、図1及び図2に示されるように、動力源により駆動されるクローラ51によって自走下降とされた台車本体50に対して、吹付け装置2と、エレクター装置3と、バスケット装置4とを搭載したトンネル作業用重機(以下、エレクター装置付き吹付け機ともいう。)である。この吹付け機1は、一次吹付け作業と、鋼製支保工の建込み作業と、二次吹付け作業に際して使用されるものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the spraying
前記吹付け装置2は、詳細には図3に示されるように、台車本体50の前部中央に位置して設けられている。台車本体50側のベース20に対して、第1アーム21が水平軸20a周りに揺動可能に軸支され、油圧シリンダ21Aの伸縮によって伏仰方向に揺動するようになっている。また、第1アーム21の基端部20Aは全体が鉛直軸20b回りに揺動可能に支持されており、側部に配置された旋回用油圧シリンダ21B、21Cによって水平方向に揺動可能となっている。
The
前記第1アーム21の内部には第2アーム22が収容され、第1伸縮用油圧シリンダ24により伸縮自在になっており、更に前記第2アーム22の内部に第3アーム23が収容され、第2伸縮用油圧シリンダ25によって伸縮自在になっている。また、前記第1アーム、第2アーム22及び第3アーム23の周囲には、アームの伸縮に連動して伸縮可能なカバー材27が設けられており、リバウンドした吹付けコンクリートがアームに付着して伸縮不能になる事態を防止するようにしている。
A
前記第3アーム23の先端には吹付けノズル装置5が支持されている。前記吹付けノズル装置5は、内蔵する水平回転用モータ及び上下動用モータによって水平方向及び鉛直方向に所定の角度範囲でスイング動作可能となっており、保持する吹付けノズル27から吹付け材をトンネル壁面に対して吹付けできるようになっている。この吹付けノズル装置5については更に後述する。
A
前記バスケット装置4は、作業員が搭乗するための設備であり、図2に示されるように、台車本体50の前部に中心を挟んで左右一対で2台(4A,4B)設けられている。台車本体50側のベース40を基端として、テレスコープ機構によって伸縮可能とされた伸縮ブーム41が設けられ、この伸縮ブーム41の先端に、リフトデッキ42が保持された構造となっている。前記伸縮ブーム41は、図1に示されるように、油圧シリンダ41A、41Bによって基端側を支点として上下方向に伏仰可能とされるとともに、油圧シリンダ(図示せず)によって左右方向にも揺動可能となっている。前記リフトデッキ42は、連結部43を介して連結されており、油圧シリンダ44によって上下方向に揺動可能に支持されている。
The
前記エレクター装置3は、鋼製支保工を所定位置に建て込むための設備であり、図1及び図2に示されるように、台車本体50の前部に中心を挟んで左右一対で2台設けられている。前記鋼製支保工は、天端で接続され1条のアーチ材とされるものが大半であり、切羽に向かって右側の分割鋼製支保工を右側に配置されたエレクター装置3Aが持ち上げて所定位置にセットし、左側の分割鋼製支保工を左側に配置されたエレクター装置3Bが持ち上げて所定位置にセットするようになっている。天端での接続作業は、前記バケット装置4に作業員が乗り込み、接続部に近接してボルト接続の作業を行うようになっている。
The
前記吹付け機1による吹付け作業は、図1及び図2に示されるように、吹付け機1をトンネル切羽近傍の吹付け部位に位置決めしたならば、測量によって吹付け機1の位置座標及び姿勢状態を計測によって明らかにする。トンネル形状の座標データや計測吹付け形状線データなどの座標データは制御器に対してすべて入力されており、吹付けノズル27の位置座標の計測や吹付けノズル27の移動制御の座標などを管理するためには、吹付け機1の座標状態をまず把握する必要があるためである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the spraying operation by the
具体的には、トンネル坑内に計測のためのトータルステーションが設置されるとともに、トンネル坑内に予め少なくとも2点の基準点(図示せず)が設置される。前記トータルステーションにより前記2つの基準点を視準して得た測距・測角データに基づいて、後方交会法によりトータルステーションの設置座標が求められる。なお、このトータルステーションの位置座標は位置ズレが生じていないかの照査のために適宜の時間間隔毎に行われる。 Specifically, a total station for measurement is installed in the tunnel pit, and at least two reference points (not shown) are installed in advance in the tunnel pit. The installation coordinates of the total station are obtained by the posterior resection method based on the distance measurement and angle measurement data obtained by collimating the two reference points with the total station. It should be noted that the positional coordinates of the total station are checked at appropriate time intervals to check for any positional deviation.
また、前記吹付け機1の後部に少なくとも2点の視準ターゲットを設置しておく。これら2つの視準ターゲットは水平方向に離間するとともに、上下方向に高さを異ならせて設置することにより、これら視準ターゲットを前記トータルステーションで視準することにより、吹付け機1の設置座標とともに、吹付け機1の姿勢状態(ロール角、ピッチ角、ヨー角)を求めることが可能となる。なお、前記吹付け機1の位置及び姿勢は、吹付け機1の後部に、1つの視準ターゲットを設置するとともに、3軸角度センサを機体に取付け、前記視準ターゲットにより座標を取得し、かつ前記3軸角度センサにより姿勢状態を把握するようにしてもよい。
Also, at least two collimation targets are installed at the rear of the
前記吹付けノズル27の移動制御に当たっては、例えば吹付け機1の前方側に複数台のモーションカメラを設置するとともに、吹付けノズル27に視準ターゲット(LEDマーカー)を設置し、前記モーションカメラによって視準ターゲットの座標を連続的に計測することにより吹付けノズル27の位置を把握し、予定の移動線に沿って所定の速度で移動させるようにすることができる。
In controlling the movement of the
なお、本発明における「吹付け」には、一般的なコンクリート吹付けの他、モルタル吹付け等各種の材料を含むものである。また、吹付けノズル27から吹付け面までの離隔距離は、リバウンド率が最も少なくなる最適位置に設定するのが望ましい。
In addition, the "spraying" in the present invention includes general concrete spraying as well as various materials such as mortar spraying. Moreover, it is desirable to set the separation distance from the
〔吹付けノズル装置5について〕
前記吹付け機2の吹付けノズル装置5は、トンネル壁面までの距離を計測する距離計測器6、6…を備えたものとなっている。
[Regarding the spray nozzle device 5]
The
前記吹付けノズル装置5は、前記吹付けノズル27の基端部に距離計測器6、6…の取付台7を備え、前記取付台7は、フレーム状部材8によって構成されるとともに、フレーム状部材8の外周にリング中空管状の環状ヘッダー9を有し、前記フレーム状部材8の上面に複数の距離計測器設置板10、10…を設置するとともに、これら各距離計測器設置板10の上面に距離計測器6を固設し、前記各距離計測器6の配置部位において前記環状ヘッダー9から起立する分岐管11A、11Bを設けるとともに、この分岐管11A、11Bに前記距離計測器6に向けて洗浄剤を噴射する洗浄ノズル12A、12Bを設け、前記各距離計測器6の周囲には、リバウンドした吹付けコンクリートが落下するための空間が形成されているものである。
The
以下、更に具体的に詳述する。 More specific details will be given below.
前記取付台7は、フレーム状部材8と、このフレーム状部材8の外周部に設けられた環状ヘッダー9と、距離計測器6の設置部位に固定される距離計測器設置板10とによって構成されている。
The mounting
前記フレーム状部材8は、例えば図5に示されるように、図示では六角形状に形成された閉合形状の枠材8Aと、この枠材8Aの外面より距離計測器6の配置部位で外方に延在するアーム部材8a、8a…とによって構成されている。すなわち、距離計測器6の個数に合わせて六角形状とした枠材8Aの各辺の中央部に外方に延在するアーム状部材8aを設けるようにしたものである。前記アーム状部材8aは、側面視でL字形状を成し、その先端部で環状ヘッダー9を支持するようになっている。また、前記枠材8Aは吹付けノズル27を保持するために、枠部にボルト設置孔8bを有している。
As shown in FIG. 5, for example, the frame-
前記環状ヘッダー9は、洗浄剤を供給するためにリング中空管状を成す部材である。詳細には、図6に示されるように、断面視で横台形状の中空断面を成すとともに、平面視でリング状を成す部材である。断面形状については、円、多角形状などの任意の形状とすることができるが、周方向に適宜の間隔で設置される分岐管11の取付けの便宜のために、分岐管取付け面を平面状とするために断面形状は横台形状としている。分岐管11の取付部位は、同図(A)に示されるように、距離計測器6の設置位置に合わせて中心角で60°間隔位置とし、60°方向線Sを跨いで両側に夫々、分岐管取付用ネジ孔9aが形成されている。また、管状ヘッダ9の下面には1又は複数個の、図示例では180°方向に2箇所のネジ孔9bが設けられ、空気又は水などを供給するための接続カプラー13が設けられている。本形態例では、距離計測器1箇所当たりに洗浄ノズル12を2個設けるようにしたため、前記分岐管取付用ネジ孔9aは60°方向線Sを跨いで両側に1個ずつ形成するようにしたが、距離計測器1箇所当たりに洗浄ノズル12を1個設ける場合は、前記分岐管取付用ネジ孔9aは60°方向線S上の位置に1個設けるようにすればよい。前記洗浄剤としては、例えば空気、水、コンクリート剥離剤のいずれか又は組合せなどを用いることができる。
The
一方、前記距離計測器設置板10は、詳細には図7に示されるように、距離計測器6を設置するための台座となる部材である。詳細には図7に示されるように、距離計測器6の設置部位に矩形状の台座板10A、10A…が形成され、中心側で相互に連結された花びら形状の部材が用いられている。前記台座板10Aの上面に距離計測器6がネジによって固定されることになるが、電気ケーブルを挿通するための開口10aが形成されている。図示例では、組立の便宜のために、6枚の台座板10Aが中心側で相互に連結されて1枚の板材となっているが、個々の距離計測器6設置位置に個別の台座板10Aを設けることにより距離側的設置板10を構成することも可能である。
On the other hand, the distance measuring
前記フレーム状部材8と、前記環状ヘッダー9と、前記距離計測器設置板10との組立は、図8に示されるように、フレーム状部材8のアーム状部材8aの先端で支持するように前記管状ヘッダー9を設置するとともに、両者を溶接によって連結し、前記フレーム状部材8の枠材8Aとアーム部材8aとの連結部位に前記枠材8Aとアーム部材8aとに跨がるように前記距離計測器設置板10を位置決めして両者を溶接によって連結する。組立完了状態を図9に示す。
As shown in FIG. 8, the assembly of the
前記取付台7の組立が完了したならば、図4に示されるように、前記距離計設置板10の各台座板10Aに対して、距離計測器6を固設する。距離計測器6としては、光波測距儀、レーザー距離計、超音波距離計、レーダー距離計などの任意の距離計を用いることができるが、光波測距儀やレーザー距離計では粉塵やリバウンドがノイズになり測定できないことがあるため、環境要因等のノイズに強い、波長の短いマイクロ波やミリ波を使用しているレーダー距離計を用いるようにするのが望ましい。また、波長が短いマイクロ波やミリ波を使用していることで計測精度も向上できるようになる。
When the assembly of the mounting
本形態例では、吹付けノズル27の周囲に等間隔で6個の距離計測器6、6…を配置するようにしている。吹付けノズル27が任意の方向に移動制御されたとしても、距離計測器6は移動方向前側に少なくとも2つの距離側的6、6が存在するとともに、移動方向後側に少なくとも2つの距離計測器が存在することになり、移動方向前側に位置する距離計測器6、6によって吹付け前の距離が計測され、移動方向後側に位置する距離計測器6、6によって吹付け後の距離が計測され、これらの差分から吹付け厚が計算される。すなわち、吹付けノズル27を掘削壁面に対して任意の離間距離をおいて、トンネル壁面に沿って移動させながら吹付けを行う過程で、当該吹付けによる吹付け厚をリアルタイムで把握することが可能となっている。前記距離計測器6は、防塵・防汚のためにレーダー本体が電球状の白色セードによって覆われ、土台内部に制御器が内蔵されたものを用いるのが望ましい。各距離計測器6は前記距離計設置板10の台座板10Aに対してネジ止めによって固定される。
In this embodiment, six
吹付けは、基本的にトンネル周方向に時計回り方向と半時計回り方向とに交互に移動されるため、前記距離計測器6は、最低限、前記吹付けノズル27の移動方向前側となる位置と移動方向後側となる位置とにそれぞれ配置されている必要がある。従って、前記距離計測器6の最小配置個数は2個であるが、トンネル周方向に対して吹付けノズルを跨いだ前後位置と、トンネル方向に対して吹付けノズルを跨いだ前後位置となる位置を含む少なくとも4箇所以上に配置されていることが望ましい。
Since the spraying is basically alternately moved clockwise and counterclockwise in the circumferential direction of the tunnel, the
前記取付台7に対しては、更に前記環状ヘッダー9の分岐管取付用ネジ孔9aに対して分岐管11を螺設する。前記分岐管11は、環状ヘッダー9から上方に向けて起立するように取り付けられる。取付け本数は、1つの距離計測器6に対して2本設置し、これら2本の分岐管11A,11Bは高さを異ならせるようにしている。各分岐管11A,11Bの先端から斜め下方向に向けて第2分岐管11C,11Dを連結し、この第2分岐管11C,11Dの先端に距離計測器6に向けて洗浄剤を噴射する洗浄ノズル12A,12Bを夫々設けるようにする。
Further, a
前記洗浄ノズル12A,12Bは、図4(A)に示されるように、投射幅を確保するために横スリット状の噴射口を有するノズルが用いられ、相対的に上側位置から前記距離計測器6に向けて洗浄剤を噴射するようになっている。前記洗浄剤としては、空気、水、コンクリート剥離剤のいずれか又は組合せなどを用いることができる。
As shown in FIG. 4(A), the
本発明装置では、図4に示されるように、吹付けノズル装置5を平面的に見ると分かるように、前記各距離計測器6の周囲には、リバウンドした吹付けコンクリートが落下するための空間が形成されている。従って、リバウンドした吹付けコンクリートが前記空間を通過して落下するため堆積するのを防止することができるとともに、前記噴射ノズル12から洗浄剤を連続的又は間欠的に噴射することにより距離計測器6に付着した吹付けコンクリートを洗い流すようにしてあるため、継続的に距離計測器6の機能を維持することが可能になる。
In the device of the present invention, as shown in FIG. 4, when the
〔他の形態例〕
(1)本形態例では、掘削壁面に対して任意の離間距離をおいてトンネル壁面に沿って移動制御可能な多関節ブームの先端に吹付けノズル27を保持した吹付け機1について説明したが、例えば掘削断面の内側にほぼ一定の離間距離をおいて周方向に沿って配置された周方向レール上に搭載され、該周方向レールに沿って移動自在とされた吹付けノズル装置などに対しても同様に適用することが可能である。
[Other form examples]
(1) In this embodiment, the
1…吹付け機、2…吹付け装置、3…エレクター装置、4…バスケット装置、5…吹付けノズル装置、6…距離計測器、7…取付台、8…フレーム状部材、9…環状ヘッダー、10…距離計測器設置板、11(11A~11D)…分岐管、12(12A、12B)…洗浄ノズル、27…吹付けノズル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
吹付けノズルの基端部に距離計測器の取付台を備え、
前記取付台は、フレーム状部材によって構成されるとともに、フレーム状部材の外周にリング中空管状の環状ヘッダーを有し、前記フレーム状部材の上面に距離計測器設置板を設置することによって構成され、前記距離計測器設置板に距離計測器を固設し、前記各距離計測器の配置部位において前記環状ヘッダーから起立する分岐管を設けるとともに、この分岐管に前記距離計測器に向けて洗浄剤を噴射する洗浄ノズルを設け、
前記各距離計測器の周囲には、リバウンドした吹付けコンクリートが落下するための空間が形成されていることを特徴とする距離計測器を備えた吹付けノズル装置。 In a spray nozzle device equipped with a distance measuring device that measures the distance to the tunnel wall surface,
Equipped with a mounting base for a distance measuring instrument at the base end of the spray nozzle,
The mounting base is composed of a frame-shaped member, has a ring hollow tube-shaped annular header on the outer periphery of the frame-shaped member, and is configured by installing a distance measuring instrument installation plate on the upper surface of the frame-shaped member, A distance measuring instrument is fixed to the distance measuring instrument installation plate, and a branch pipe standing upright from the annular header is provided at each of the distance measuring instrument installation portions, and a cleaning agent is supplied to the branch pipe toward the distance measuring instrument. Provide a cleaning nozzle that sprays,
A spraying nozzle device equipped with a distance measuring device, wherein a space is formed around each of the distance measuring devices so that rebounded shotcrete falls.
吹付けノズルの基端部に、該吹付けノズルを中心に外嵌する距離計測器の取付台を備え、
前記取付台は、閉合形状の枠材及びこの枠材の外面より距離計測器の配置部位で外方に延在するアーム部材とからなるフレーム状部材と、これらアーム部材の先端で支持されたリング中空管状の環状ヘッダーと、各距離計測器の配置部位において前記枠材とアーム部材とに跨がってその上面に設置された距離計測器設置板とによって構成され、
前記各距離計測器設置板の上面に距離計測器が固設され、各距離計測器の配置部位において前記環状ヘッダーから起立する分岐管を設けるとともに、この分岐管に相対的に上側位置から前記距離計測器に向けて洗浄剤を噴射する洗浄ノズルを設け、
前記各距離計測器の周囲には、リバウンドした吹付けコンクリートが落下するための空間が形成されていることを特徴とする距離計測器を備えた吹付けノズル装置。 In a spray nozzle device equipped with a distance measuring device that measures the distance to the tunnel wall surface,
A base end of the spray nozzle is provided with a mounting base for a distance measuring instrument that fits around the spray nozzle,
The mounting base is a frame-shaped member comprising a closed-shaped frame member and an arm member extending outward from the outer surface of the frame member at the location where the distance measuring instrument is arranged, and a ring supported by the tip of these arm members. It is composed of a hollow tubular annular header and a distance measuring instrument installation plate installed on the upper surface of the frame member and the arm member at the location where each distance measuring instrument is arranged,
A distance measuring instrument is fixed on the upper surface of each distance measuring instrument mounting plate, and a branch pipe is provided standing from the annular header at the position where each distance measuring instrument is arranged, and the distance from the upper position relative to the branch pipe is provided. A cleaning nozzle that injects a cleaning agent toward the measuring instrument is provided,
A spraying nozzle device equipped with a distance measuring device, wherein a space is formed around each of the distance measuring devices so that rebounded shotcrete falls.
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