JP2559071B2 - トンネルコンクリ−ト内壁面切削装置 - Google Patents

トンネルコンクリ−ト内壁面切削装置

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JP2559071B2
JP2559071B2 JP1219041A JP21904189A JP2559071B2 JP 2559071 B2 JP2559071 B2 JP 2559071B2 JP 1219041 A JP1219041 A JP 1219041A JP 21904189 A JP21904189 A JP 21904189A JP 2559071 B2 JP2559071 B2 JP 2559071B2
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文夫 坂下
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良浩 伊東
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福寿 坂口
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トンネルのコンクリートの劣化やクラック
を補修する際に使用するトンネルコンクリート内壁面切
削装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種のトンネルの補修工事は削岩機等により
人力で切削する方法、削岩機等をバックホウ等に搭載し
てオペレータの目視によって切削する方法、あるいはロ
ードヘッダーやカッタローダ等の自由断面切削機を用い
て切削する方法が採用されてきた。
しかし、最近においては切削効率を向上させるためい
くつかのトンネル内壁面切削装置、たとえば特開昭64−
17997号公報、が提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
トンネル等の補修のため、切削作業を人力で行った場
合は、切削効率が極めて悪く、またその精度も目視等に
よる確認のため悪いものとなる。
他方、前記公報などに記載の装置では、トンネル断面
が円形でない場合、一度に全断面を切削することが困難
であった。
本発明は、切削効率が良く、かつ安全に高精度に切削
できるとともに、トンネル断面がその一部に異なる曲率
を有するものであっても、カッターヘッドの一回のトン
ネル断面に沿う移動によって切削できるトンネルコンク
リート内壁面切削装置を提供することを目的としてい
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための本発明は、トンネル内をそ
のトンネル方向に移動自在な基台と、この基台上にトン
ネル方向に移動可能な可動台と、その可動台に対して、
トンネル方向線周りに回転自在なアーム旋回座と、この
アーム旋回座にその中心線となす角度が可変となった切
削アーム部と、この切削アーム部の先端に、トンネル方
向線周りに回転自在に取り付けられ、かつ外周に切削刃
を有するカッターヘッドとを備え; 前記切削アーム部は、トンネル縦断図において、前記
アーム旋回座およびカッターヘッドに各2節を有し、ア
ーム旋回座とカッターヘッドとが、第1サポートリンク
と、これに実質的に平行に相互に連結された第2サポー
トリンクおよび第3サポートリンクとにより連結する5
節てこリンク機構により連結され、前記第1サポートリ
ンクは前記アーム旋回座を支持体とする位置決めジャッ
キにより伏仰自在とされ、第2サポートリンクは第1サ
ポートリンクを支持体とするカッターヘッド位置修正ジ
ャッキにより連結されていることを特徴とするものであ
る。
〔作用〕
本発明においては、アーム旋回座が回転することで切
削アーム部を介してカッターヘッドをトンネル横断面方
向に沿って移動させることができる。また、切削アーム
部がアーム旋回座の中心線となす角度が可変となってい
るため、トンネル寸法の大小に適応させることができ
る。
また、切削アーム部は、トンネル縦断面において、前
記アーム旋回座およびカッターヘッドに各2節を有し、
アーム旋回座とカッターヘッドとが、第1サポートリン
クと、これに実質的に平行に相互に連結された第2サポ
ートリンクおよび第3サポートリンクとにより連結する
5節てこリンク機構により連結され、前記第1サポート
リンクは前記アーム旋回座を支持体のする位置決めジャ
ッキにより伏仰自在とされ、第2サポートリンクは第1
サポートリンクを支持体とするカッターヘッド位置修正
ジャッキにより連結されている。
したがって、前記位置決めジャッキにより第1サポー
トリンクを伏仰させることで、切削アーム部全体を伏仰
でき、もってトンネル寸法の大小に適応させることがで
きる。
しかも、このままでは、カッターヘッドをトンネル内
面に平行に位置させることができなくなるので、カッタ
ーヘッド位置修正ジャッキにより第2サポートリンクを
伏仰させることで、その平行を保持できる。
さらに、本発明では、基台に対して可動台がトンネル
方向に移動可能である。従って、後述するようにトンネ
ル横断面において、部分的に曲率が異なっている場合で
あっても、曲率変更点がある位置からは可動台が基台に
対して移動することで、トンネル横断面上に沿ってカッ
ターヘッドをトンネル中心回りに旋回でき、切削段差の
ない滑らかな切削を行うことができる。
〔発明の具体的な構成〕
以下、本発明を図面に示す一実施例によって詳説す
る。
3は走行台車部で、基台38、可動台39、弾性体走行車
輪33、アウトリガー35、サイドジャッキ36、油圧シリン
ダー34、油圧シリンダー37より構成される。基台38には
ゴム等の弾性体走行車輪33が設備され、トンネル内を自
走することができ、走行状態に応じ二輪駆動あるいは四
輪駆動が選択される。また、弾性体走行車輪33は油圧シ
リンダー34の操作によって自由自在に回転中心33aを中
心として角度を変えられるため、いかなるインバートの
曲率にも適応可能となる。アウトリガー35は基台38に設
けられ、その昇降操作により走行台車部3の水平調整お
よび高さ調整がされる。サイドジャッキ36も基台38に設
けられ、切削装置全体の作業時の安全を保つようになっ
ている。可動台39は基台38上に設置され、油圧シリンダ
ー37の伸縮によりトンネル方向に移動可能となってい
る。可動台39上には運転室45、各モータへ油圧を供給す
るパワーユニット60およびその制御盤44が配設されてい
る。運転室45内にはコンピューター、シーケンサ、CRT
等の自動制御機器47が設備されている。
一方、予め対象のトンネル断面形状、トンネル路線、
所望の切削代等の情報が自動制御機器47に与えられ、切
削装置全体が無人運転化されるが必要によりオペレータ
ーによる半自動運転も可能となっている。
46は可動台39の前部に固着された支持柱である。支持
柱46の上方前部にはトンネル円周方向に回転自在なアー
ム旋回座31が取り付けられており、切削アーム旋回モー
タ32によって回転される。このアーム旋回座31には切削
アーム部2の基端が固着されている。
切削アーム部2は主に第1ブラケット21、第2ブラケ
ット22、第1サポートリンク23、第2サポートリンク2
4、第3サポートリンク25、カッターヘッド取付けブラ
ケット26、カッターヘッド修正ジャッキ29、位置決めジ
ャッキ30より構成される。第1ブラケット21はアーム旋
回座31に固着されている。第1サポートリンク23は基端
が第1ブラケット21の上部に回転軸21aにより軸支さ
れ、他端はカッターヘッド取付けブラケット26の上部に
ピン26aにより軸支されている。第2サポートリンク24
は基端が第1ブラケット21の下部に軸支され、他端は第
3サポートリンク25の下端部に軸支されている。第3サ
ポートリンク25は下端部が第2サポートリンク24の上端
部と回転自在に連結され上端部はカッターヘッド取付け
ブラケット26の下部に軸支されている。
カッターヘッド修正ジャッキ29の一端部は第1サポー
トリンク23の中間部に固着されたブラケット27の上方に
軸支され、他端は第3サポートリンク25下端近傍に連結
されている。また、位置決めジャッキ30の一端部はアー
ム旋回座31に固着された第2ブラケット22に軸支され、
他端は第1サポートリンク23に固定されたブラケット28
に連結されている。
かくして、切削アーム部2は位置決めジャッキ30の伸
縮により回転軸21aを回転中心として伏仰自在となって
いるとともに、カッターヘッド部1がカッターヘッド修
正ジャッキ29の伸縮により回転軸26aを回転中心として
回転することにより、トンネル内面と平行を保つように
なっている。
他方、切削カッターヘッド部1はカッターヘッド取付
けブラケット26に固着されている。
次に切削カッターヘッド部1の構造について第3図に
より説明する。切削カッターヘッド部1は主にカッター
ドラム11、減速機12、油圧モータ13、切削ピック14等よ
り構成される。カッタードラム11の外周には多数のピッ
クボックス15が溶接されており、ピック14が脱着可能と
なっている。カッタードラム11の内部には減速機12が収
容され、その減速機12からの減速機出力フランジ18にカ
ッタードラム11が固着され回転するようになっている。
減速機出力フランジ18は、カッタードラム基部10の内部
に収容された油圧モータ13により駆動されている。カッ
タードラム11はコンクリートの強度に応じ回転数を変え
られる。また、切削ピック14はバイオレットピックを採
用することでピックの交換無しでたとえば深さ100mmの
切削が可能であるが、強度によってはラウンドピックに
よることも可能である。また、減速機出力フランジ18の
前面には溝堀り用カッタードラム17が固着できるように
なっており必要により溝堀りを行うようになっている。
16はカッターヘッド周囲にエアーカーテンを形成するた
めのエアー噴射装置で、走行台車部の後部に搭載された
集塵機51と送気用フレキシブルホース53と粉塵吸い込み
用フレキシブルホース52で接続されている。エアー噴射
装置16は管状構造となっており、その上部に設けられた
スリットよりエアーを噴射しエアーカーテンを形成し切
削粉塵の拡散を防止するものであり、同時にカッタード
ラム11上部近傍に接続された粉塵吸い込みフレキシブル
ホース52により切削粉塵を吸い込み集塵機51に送り込む
ことによって作業環境の改善を図ることができる。
切削に際しては、まず切削装置を所定の位置まで移動
し、アウトリガー35によりアーム旋回座31がトンネル中
心になるよう高さ調整を行い、サイドジャッキ36により
切削装置を安定させる。次に、位置決めジャッキ30の伸
縮調整によりカッターヘッド1の位置を切削位置に合わ
せ、同時にカッターヘッド修正ジャッキ29の伸縮調整に
よりカッターヘッドの回転軸がトンネル方向に平行にな
るように調整した後、アーム旋回座31を切削アーム旋回
モータ32により回転させながらトンネル円周方向に沿っ
て内壁面の切削を行う。円周方向に1サイクルの切削を
完了したならば、油圧シリンダー37の伸縮により可動台
39を第1図左方に前進させ同様に切削を繰り返す。この
ように1回の装置の設置よって2サイクルの切削作業が
でき、切削効率を上げることができる。
第4図は本発明による内壁面切削装置100を使用した
一作業要領図であるが、内壁面切削装置100により生じ
たコンクリート塊は、切削ずり積み込み機110により鋼
車120に積み込まれる。鋼車120はトンネル内に敷設され
たレール上をバッテリーロコ130の牽引によって走行す
るようになっている。以上の要領により発生したコンク
リート塊はトンネル外へ搬出される。
また、第2図のようにトンネル断面形状の曲率が中間
で変化する場合においても本発明装置は切削可能であ
る。その原理を第5図により詳説すると、まず第5図
(a)においてa〜bの円弧はO点を中心とし、b〜c
の円弧はP点を中心とする複合円トンネル形状の場合
に、a〜b区間の切削は位置決めジャッキ30の操作なし
にアーム旋回座31の回転の操作のみによって切削できる
が、b〜c区間の切削は、アーム旋回座31の中心からト
ンネル壁面までの距離が徐々に増加していくことにな
る。たとえば、c点における距離はR+△Rとなる。従
ってc点を切削するときは位置決めジャッキ30の操作に
よりカッターヘッド1を△R分の距離だけトンネル円周
方向に延ばしてやる必要がある。一方、カッターヘッド
1を△R分の距離だけトンネル円周方向に延ばしてやっ
た場合、カッターヘッド1は第1サポートリンク23の基
端の回転軸21aを回転中心として回転するのであるから
△Lの距離だけカッターヘッド1は切削装置側にバック
することとなる(第5図(c)参照)。従って、位置決
めジャッキ30の操作によって区間a〜b〜cを切削した
場合、その切削線はトンネル側面から見た場合第5図
(b)に示すように、bからcに至る区間において曲線
状になってしまう。そこで本発明においては、可動台39
を油圧シリンダー37の操作によって徐々に前進させなが
ら切削することにより、切削線a〜b〜cは真っすぐな
垂直線とすることができ、これによってトンネル横断面
に沿った内面切削を行うことができる。
一方、本発明による実施例によれば公知のトンネル切
削装置(例えば特開昭64−17997号公報参照)のように
装置本体の移動をレール上の車輪によらないためレール
の敷設および撤去に要していた手間と時間が削減され
る。また、本切削装置は走行車輪33の角度が油圧シリン
ダー34の操作によって変えられるためインバート7の曲
率によることなく常に安定した走行ができる。
さらに本切削装置によればトンネルの円周方向全周に
わたって切削できる利点もある。
〔発明の効果〕
以上、詳説したように本発明によって以下の効果を奏
することができる。
本発明装置は位置決めジャッキおよびカッターヘッド
修正ジャッキの操作によりカッターヘッドの位置、傾き
を自由に調節できるため、どのようなトンネル断面寸
法、形状であっても効率良く、高精度に切削作業ができ
る効果がある。また、トンネル形状の曲率変化に対して
も位置決めジャッキ操作と可動台の移動操作を同時に行
い、切削することによりトンネル方向に垂直にしかも連
続的に作業でき、不連続点のない滑らかな精度の良い切
削面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示す正面図、第2図は
その左側面図、第3図はカッターヘッド拡大縦断面図、
第4図は内壁面切削装置を使用した一作業要領図、第5
図(a)〜(c)はトンネル形状の曲率変化がある場合
の切削方法説明図である。 1……切削カッターヘッド部、2……切削アーム部、3
……走行本体部、 7……インバート、11……カッタードラム、12……減速
機、 13……油圧モータ、29……カッターヘッド修正ジャッ
キ、 30……位置決めジャッキ、31……アーム旋回座、 32……切削アーム旋回モータ、33……走行車輪、 35……アウトリガー、36……サイドジャッキ、38……基
台、 39……可動台、51……集塵機、100……内壁面切削装
置、 110……切削ずり積込み機、120……鋼車、 130……バッテリーロコ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 憲生 東京都目黒区三田1―5―7 佐藤工業 寮内 (72)発明者 伊東 良浩 千葉県松戸市樋野口885番地の303 (72)発明者 金子 政史 千葉県松戸市樋野口885番地の403 (72)発明者 坂口 福寿 千葉県印旛郡白井町清水口2―1―5― 602 (72)発明者 二木 幸男 東京都江東区北砂3―5―41―1114 (56)参考文献 特開 昭54−56224(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トンネル内をそのトンネル方向に移動自在
    な基台と、この基台上にトンネル方向に移動可能な可動
    台と、その可動台に対して、トンネル方向線周りに回転
    自在なアーム旋回座と、このアーム旋回座にその中心線
    となす角度が可変となった切削アーム部と、この切削ア
    ーム部の先端に、トンネル方向線周りに回転自在に取り
    付けられ、かつ外周に切削刃を有するカッターヘッドと
    を備え; 前記切削アーム部は、トンネル縦断面において、前記ア
    ーム旋回座およびカッターヘッドに各2節を有し、アー
    ム旋回座とカッターヘッドとが、第1サポートリンク
    と、これに実質的に平行に相互に連結された第2サポー
    トリンクおよび第3サポートリンクとにより連結する5
    節てこリンク機構により連結され、前記第1サポートリ
    ンクは前記アーム旋回座を支持体とする位置決めジャッ
    キにより伏仰自在とされ、第2サポートリンクは第1サ
    ポートリンクを支持体とするカッターヘッド位置修正ジ
    ャッキにより連結されていることを特徴とするトンネル
    コンクリート内壁面切削装置。
JP1219041A 1989-08-25 1989-08-25 トンネルコンクリ−ト内壁面切削装置 Expired - Fee Related JP2559071B2 (ja)

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