JP2761954B2 - 岩盤にスロットを形成するための削孔装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、硬岩地帯のトンネル掘削などの掘削に際
して、無発破又は発破工法における拡張破壊自由面とし
てのスロットを形成するための削孔装置の改良に関する
ものである。

「従来の技術、発明が解決せんとする問題点」 一般に、固い岩石を破砕するために破砕領域の範囲に
多数の削孔を近接して設け、この削孔列によるスロット
を岩石の拡張破壊を許容する自由面として加圧破壊する
無発破工法或いは発破工法などが実施されている。

このようなスロット形成方法として従来特別に製作し
た大型の専用機を用いる方法があるが、大型であるため
作業範囲が限定され、また高価であるという問題があ
る。

また従来、一定間隔で削孔したガイドホールにその間
隔と等しいか、もしくは僅かに大きい形のリーミングビ
ットを用いてガイドホールを拡大することによりスロッ
トを形成する方法も知られているが、削孔後リーミング
ビットを用いるため施工能率が悪く、大型の削孔機が必
要であると共に、この削孔に用いる従来の削孔機におい
ては、先端にビットを取付けた削孔ロッドとしてビット
後方に繰粉の排出間隙を保持し、かつ削孔壁との摩擦を
軽減する必要上ビット径の1/2〜1/3の径を有するロッド
を用いていたため、削孔ロッドの剛性が小さく、削孔時
に撓みを生じてビットの進行方向の制御がままならず、
孔曲りを生じたり、削孔ロッドが撓み回転をして先行し
て削孔した孔壁を崩したり、削孔機の駆動部を損傷する
などの問題を生じ、その結果精度のよいスロットの形成
を能率的に施工し得ない等の問題があった。

更に従来、通常の削孔機で単孔を削孔し、その孔にガ
イドロッドを挿入し、これをガイドとして隣接孔を削孔
し、削孔列によるスロットを形成する方法も知られてい
るが、これに用いる削孔機の削孔ロッドも上記同様に剛
性が小さいため、孔曲りを生ずるという問題があり、ガ
イドロッドの挿入が困難で、しかもガイドロッドを人力
で挿入するため、施工性が悪く、作業範囲も限定される
などの問題があった。

そこで出願人らは先に、先端に取付けたビットの外径
よりも僅かに外径の小さい横断面多角形のガイドロッド
を掘削ロッドに取付けてなる削孔機本体をガイドセルに
沿って進退駆動自在に設置し、削孔機本体に固定台を介
して挿入ガイドバーを掘削ロッドに近接してこれと平行
に進退自在に取付けた削孔装置を開発し、既に出願した
（特願平１−45626号）。

しかしながら、この挿入ガイドバーその後方に取付け
た水圧シリンダーにより伸縮するように構成され、先端
が先行の削孔底に当って収縮するまでは常に削孔ロッド
のビット先端よりも一定距離だけ先行するようになって
いるため、削孔途中において岩盤や削孔状況に応じて挿
入ガイドバー先端と削孔ロッドのビット先端とが同位置
あったり、あるいは様々な距離だけ離れている方が削孔
し易い場合に、相互の位置関係を任意に調整できないと
いう問題があった。

また、挿入ガイドバーは水圧シリンダとの作動関係
上、中空の鋼製パイプを用いているが、肉厚が薄くて剛
性が不足しているため、湾曲し易く、これをガイドとす
る削孔ロッドによる削孔が正確に行われ難いという問題
もあった。

「問題点を解決するための手段」 この発明は前記従来の課題を解決するために、先端に
取付けたビットの外径よりも僅かに外径の小さい横断面
多角形のガイドロッドを掘削ロッドに取付けてなる削孔
機本体をガイドセルに沿って進退駆動自在に設置し、前
記ガイドセルに沿って進退自在に設置した支持台に、中
心に通水孔を有する肉厚の厚い鋼製ロッドからなる挿入
ガイドバーをその後端において、前記掘削ロッドに近接
してこれと平行に取付け、削孔機本体と前記支持台との
間に油圧シリンダを連結した岩盤にスロットを形成する
ための削孔装置を提案するものである。

「作用」 先ず、スロット形成の基礎となる最初の削孔を行う
が、この場合には削孔装置に挿入ガイドバーを取付けず
に削孔ロッドのみにより、削孔機本体をガイドセルに沿
って前進させながら回転駆動して削孔する。

このとき、ガイドロッドの剛性によりロッド部分全体
の撓みが抑えられ、撓みによる孔曲りや撓み回転による
孔壁の崩乱並びに削孔機駆動部の損傷などが防止され、
精度のよいしかも孔長の長い削孔を能率的に施工するこ
とが可能となると共に、削孔に伴う繰粉は、ガイドロッ
ドの多角形の周面と削孔との間に確保されるクリアラン
スを通して後方に排出される。

このようにして最初の削孔があけられた後、支持台に
挿入ガイドバーの後端を取付け、油圧シリンダを伸縮調
整して挿入ガイドバーの先端が削孔ロッドのビットの先
端よりも多少先行するような位置関係に設定する。

そして、挿入ガイドバーの先端を削孔に合せた上で、
支持台を介して削孔機本体と共に前進させ、挿入ガイド
バーをビットに先立って削孔内に徐々に挿入しながら、
この挿入ガイドバーを掘進方向の先行ガイドとして、こ
れに若干遅れて回転しながら前進する削孔ロッドにより
上記同様に隣接する部分に削孔を行う。

この削孔途中で岩盤あるいは掘削状況に応じて必要な
らば、挿入ガイドバーをその先端がビットの先端と同位
置あるいは後方になるように油圧シリンダーを作動調整
する。

一方削孔中においては、挿入ガイドバーの通水孔にス
イベルから水を圧送し、その先端より水を噴射して削孔
ロッドの先端ビットを冷却すると共に、切粉を洗い流し
て後方に排出する。

このようにして削孔し、先行する挿入ガイドバーの先
端が削孔の先端孔底に到達したとき、あるいはその直前
において、油圧シリンダを後退作動させ、この状態で削
孔ロッドを引続き前進して挿入ガイドバーの先端位置ま
でさらに削孔を行う。

このようにして隣接孔の削孔完了後、削孔機本体を後
退駆動して挿入ガイドバーと共に削孔ロッドを後退さ
せ、削孔内から引抜くと共に、後退完了後あるいは後退
途中において油圧シリンダを伸長作動し、挿入ガイドバ
ーと削孔ロッドの先端位置関係を元の削孔開始状態に戻
す。

その後は順次上記同様の操作を繰返して、順次連続的
に隣接孔を削孔することにより、削孔列によるスロット
を形成する。

「実施例」 以下この発明を図面に示す実施例について説明する
と、第1,2図に示すように、回転駆動部としての削孔機
本体１は移動台２に載置固定され、この移動台２をブー
ムに取付けられたガイドセル３に沿って従来公知のワイ
ヤー巻き上げ機構などの進退駆動機構により進退作動す
ることにより、ガイドセル３の長手方向に沿って進退す
るように構成されており、その回転軸４にはジョイント
５を介して通常の削孔ロッド６が連結され、その先端に
は先端にビット７を取付けたガイドロッド８が連結され
ており、削孔ロッド６及びガイドロッド８はガイドセル
３に固定した先端セントライザー９に先端部を回転かつ
摺動自在に支持され、またガイドセル３に進退駆動自在
（移動台２の半分の速度で進退する）に取付けたＬ型の
中間セントライザー９′に中間部を回転かつ摺動自在に
支持され、さらに削孔ロッド６の後部はガイドセル３に
沿って進退自在に取付けたＬ型の支持台10に回転かつ摺
動自在に支持されている。

ガイドロッド８は第３図に示すように、角部を面取り
した四角形など多角形断面の比較的短い（例えば、1m前
後）鋼製ロッドで、その外径がビット７の外径よりも若
干小さく（例えば、数mm程度）形成されている。

ガイドロッド８の前後には、削孔ロッド６及びビット
７を連結するための内外周にネジ切り加工した連結ネジ
部８′が設けられている。

そして、上記掘削ロッド６により最初に削孔した後
に、掘削ロッド６に近接してこれと平行に挿入ガイドバ
ー11を取付ける。

挿入ガイドバー11は第４図に示すように、後端から先
端にかけて中心に小径の通水孔12を穿設した厚肉で剛性
の高い鋼製ロッドからなり、その後端には通水孔12に水
を圧送して先端開口から噴水させるためのスイベル13が
接続され、このスイベル13はＬ型支持台10に取付けられ
ており、また挿入ガイドバー11の先端部及び中間部はセ
ントライザー９にスライド自在に支持されている。

削孔機本体１には、それに設けたブラケット14に挿入
ガイドバー11の軸方向に配した油圧シリンダ15がその中
間部において枢着され、その伸縮ロッド15′の先端は支
持台10に設けたブラケット16に枢着されており、この油
圧シリンダ15を伸縮制御作動することにより、支持台10
を介して挿入ガイドバー11を任意に進退できるように構
成されている。

次に、上記構成の削孔装置を用いて削孔列によるスロ
ットを形成する施工方法を説明する。

先ず、スロット形成の基礎となる最初の削孔を行う
が、この場合には上記削孔装置に挿入ガイドバー11を取
付けずに削孔ロッド６のみにより、第５図（ａ）に示す
ように削孔機本体１をガイドセル３に沿って前進させな
がら回転駆動して削孔する。

このとき、ガイドロッド８の剛性によりロッド部分全
体の撓みが抑えられ、撓みによる孔曲りや撓み回転によ
る孔壁の崩乱並びに削孔機駆動部の損傷などが防止さ
れ、精度のよいしかも孔長の長い削孔を能率的に施工す
ることが可能となると共に、削孔に伴う繰粉は、ガイド
ロッド８の多角形の周面と削孔との間に確保されるクリ
アランスを通して後方に排出される。

このようにして最初の削孔Ｈがあけられた後、上記削
孔装置に挿入ガイドバー11をセッティングし、油圧シリ
ンダ15を伸縮調整して挿入ガイドバー11の先端が削孔ロ
ッド６のビット７の先端よりも多少先行するような位置
関係に設定する。

そして、挿入ガイドバー11の先端を削孔Ｈに合せた上
で支持台10を介して削孔機本体１と共に前進させ、第５
図（ｂ）に示すように挿入ガイドバー11をビット７に先
立って削孔Ｈ内に徐々に挿入しながら、この挿入ガイド
バー11を掘進方向の先行ガイドとして、これに若干遅れ
て回転しながら前進する削孔ロッド６により上記同様に
隣接する部分に削孔を行う。

この場合、削孔途中で岩盤あるいは掘削状況に応じて
必要ならば、挿入ガイドバー11をその先端がビット７の
先端と同位置あるいは後方になるように油圧シリンダー
15を作動調整する。

一方削孔中においては、挿入ガイドバー11の通水孔12
にスイベル13から水を圧送し、その先端より水を噴射し
て削孔ロッド６の先端ビット７を冷却すると共に、切粉
を洗い流して後方に排出する。

このようにして削孔し、例えば第５図（ｃ）に示すよ
うに先行する挿入ガイドバー11の先端が削孔Ｈの先端孔
底に到達したとき、あるいはその直前において、油圧シ
リンダ15を後退作動させ、この状態で削孔ロッド６を引
続き前進して挿入ガイドバー11の先端位置までさらに削
孔を行う。

このようにして隣接孔の削孔完了後、削孔機１を後退
駆動して挿入ガイドバー11と共に削孔ロッド６を後退さ
せ、削孔Ｈ内から引抜くと共に、後退完了後あるいは後
退途中において、油圧シリンダ15を伸長作動して挿入ガ
イドバー11と削孔ロッド６の先端位置関係を元の削孔開
始状態に戻す。

その後は順次上記同様の操作を繰返して、順次連続的
に隣接孔を削孔することにより、第６図に示すような削
孔列によるスロットを形成する。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、削孔機の削孔ロッドと
して、ビットの後端にその外径よりも僅かに外径の小さ
い横断面多角形のガイドロッドを取付けて削孔するの
で、削孔ロッドの先端部の剛性を強化し、削孔時の方向
精度を向上し、孔曲り、孔壁の崩乱並びに削孔機駆動部
の損傷などを防止することができると共に、削孔に伴う
繰粉は、ガイドロッドの多角形の周面と削孔との間に確
保されるクリアランスを通して後方に排出することがで
きる。

また、掘削ロッドに近接してこれと平行に進退自在に
取付けられた挿入ガイドバーを先行の削孔内に徐々に挿
入しながら、掘削ロッドにより先行削孔に隣接した部分
を削孔するので、汎用の削孔機を利用して装置全体を軽
量小型化し、作業範囲が制約されることなく削孔作業を
連続自動化し、掘進方向の先行ガイドとしての挿入ガイ
ドバーにより精度のよい削孔列によるスロットを能率的
かつ経済的に施工することが可能となる。

さらに、挿入ガイドバーは中心に通水孔を有する肉厚
の厚い剛性の高い鋼製ロッドであるため、撓み難く、正
確に削孔ロッドを案内して穴曲りなどを生ずることなく
正確に削孔できると共に、油圧シリンダにより随時進退
作動できるので、削孔途中において岩盤や掘削状況に応
じて挿入ガイドバーの先端と削孔ロッド先端との位置関
係を自由に調整し、状況に対応した確実な削孔を行うこ
とができると共に、挿入ガイドバーが孔底に当接したと
き、あるいはその直前において挿入ガイドバーを多少後
退させて引続き削孔を行うことができ、さらに削孔完了
後挿入ガイドバーを引抜きながら、あるいは引抜き完了
後において挿入ガイドバーと削孔ロッドの先端位置関係
を削孔開始状態に戻すことができる。

また、挿入ガイドバーには通水孔が形成されているの
で、これに水を圧送して先端から水を噴射することによ
り、削孔ロッドの先端ビットを冷却しながら切粉を洗い
流して後方に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の削孔装置の平面図、第２図は同側面
図、第３図はこの発明に用いるガイドロッドの側面図、
第４図はこの発明に用いる挿入ガイドバーの部分縦断側
面図、第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）はこの発明による
削孔工程を示す縦断側面図、第６図はこの発明により形
成するスロットの正面図である。 １……削孔機本体、２……移動台、 ３……ガイドセル、４……回転軸、 ５……ジョイント、６……削孔ロッド、 ７……先端ビット、８……ガイドロッド、 ８′……連結ネジ部、９……先端セントライザー、９′
……中間セントライザー、 10……支持台、11……挿入ガイドバー、 12……通水孔、13……スイベル、 14……ブラケット、15……油圧シリンダ、 15′……伸縮ロッド、16……ブラケット、 Ｈ……削孔。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に取付けたビットの外径よりも僅かに
   外径の小さい横断面多角形のガイドロッドを掘削ロッド
   に取付けてなる削孔機本体をガイドセルに沿って進退駆
   動自在に設置し、前記ガイドセルに沿って進退自在に設
   置した支持台に、中心に通水孔を有する肉厚の厚い鋼製
   ロッドからなる挿入ガイドバーをその後端において、前
   記掘削ロッドに近接してこれと平行に取付け、削孔機本
   体と前記支持台との間に油圧シリンダを連結してなるこ
   とを特徴とする岩盤にスロットを形成するための削孔装
   置。