JP2935401B2 - 既設長尺孔内への割岩装置の挿入方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は岩盤等に穿設した長尺孔
内に割岩装置を円滑且つ正確に挿入するための方法とそ
の方法を実施するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、発破工法によること
なく岩盤を破砕してトンネルを掘削する工法としては、
まず、計画トンネルの外周に沿って岩盤にトンネル長さ
方向の所定の深さまで細溝を穿設し、この細溝で囲まれ
て岩盤部分に多数の長尺孔を穿設したのち該長尺孔内に
割岩装置を挿入し、外部から割岩装置に油圧を圧送する
ことによって該割岩装置内のゴムチューブを膨張させ、
該ゴムチューブの上下又は左右に被せた半円形状のスラ
スト部材を外径方向に押し進めて孔壁に圧着させ、その
圧着力によって岩盤の隣接する円形孔間に亀裂を発生さ
せ、次いで、割岩装置を引き抜いて亀裂が生じた岩盤部
分をブレーカにより掘削することが行われている。

【０００３】このような岩盤破砕工法において、岩盤に
長尺孔を穿設するには、走行車体の旋回ブーム先端に穿
孔機ガイドを装着し、この穿孔機ガイドの上面に穿孔ロ
ッドを前後動自在に配設してなる穿孔装置を使用して行
っているが、穿孔後の長尺孔に割岩装置を挿入する作業
は、まず、作業足場を組み立て、その足場上で人手によ
り割岩装置を順次挿入することによって行っているのが
現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような工法では、長尺孔の穿設後、該長尺孔に割岩装置
を挿入するに際して作業足場を組み立てなければならな
いために、工期に遅れが生じるばかりでなく工費も高く
つき、また、割岩装置の挿入作業は人手によって行って
いるために、作業能率が悪い上に危険を伴うという問題
点があった。

【０００５】このため、長尺孔内に挿入可能な太さを有
する押し込み部材の前端に割岩装置を一体に連結させて
該押し込み部材により割岩装置を長尺孔内に挿入するこ
とも考えられるが、長尺孔の中心線上に押し込み部材の
長さ方向を一致させることは困難であり、そのため、割
岩装置を長尺孔内に挿入しようとしても、長尺孔の中心
線に対して傾斜した方向から割岩装置が挿入されること
になり、該割岩装置の前端が長尺孔の壁面に当接してそ
れ以上押し進めることができなくなるという問題点があ
った。また、長尺孔内に割岩装置を挿入すると、その挿
入中に割岩装置が周方向に妄動したりして該割岩装置に
よる割岩方向を外部から判断することが困難となり、正
確な方向に割岩することができないという問題点があっ
た。本発明はこのような問題点を全面的に解消し得る既
設長尺孔内への割岩装置の挿入方法とその装置の提供を
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による既設長尺孔内への割岩装置の挿入方法
は、ゴムチューブの膨張により該ゴムチューブを被覆し
ている一対の半円筒形状のスラスト部材を孔壁に押圧さ
せることによって岩盤にスラスト部材の押圧方向と直角
方向の亀裂を発生させるように構成してなる割岩装置を
岩盤に穿設した既設長尺孔内に挿入するに際して、この
割岩装置の後端を既設長尺孔内に挿入可能で且つ後端部
に割岩方向に突片を突設している円筒形状のアタッチメ
ントの前端に着脱自在に連結すると共に該アタッチメン
トの後端をガイド台に沿って前後動自在に配設した可撓
性棒体の前端に着脱自在に連結したのち、ガイド台を既
設長尺孔に対向する位置まで移動させ、可撓性棒体を押
し進めることによって割岩装置を長尺孔内の所望位置ま
で挿入することを特徴とするものである。このような挿
入方法において、請求項２に記載している方法は、既設
長尺孔内の歪み部や凹凸壁面に上記割岩装置が突っ掛か
った際に、可撓性棒体に衝撃力を与えながら割岩装置を
押し込むことを特徴とするものである。

【０００７】また、上記方法を実施するための装置とし
ては、移動台車等に上下左右移動自在に配設されたガイ
ド台上に、既設長尺孔よりも小径で且つ押圧機構によっ
て長さ方向に押し進められる長尺の可撓性棒体を配設
し、この可撓性棒体の前端に上記既設長尺孔内に挿入可
能で且つ後端部に割岩方向に突片を突設している円筒形
状のアタッチメントの後端を着脱自在に連結すると共に
該アタッチメントの前端に、ゴムチューブの膨張により
該ゴムチューブを被覆している一対の半円筒形状 のスラ
スト部材を孔壁に押圧させることによって岩盤にスラス
ト部材の押圧方向と直角方向の亀裂を発生させるように
構成してなる割岩装置を着脱自在に連結してなる構造を
有している。

【０００８】

【作用】既設長尺孔の開口延長線上にまでガイド台を移
動させ、このガイド台上に長さ方向に進退自在に配設し
た可撓性棒体の前端に取付けている割岩装置を該長尺孔
の開口端に臨ませたのち、可撓性棒体を前進させると、
割岩装置は長尺孔内に挿入されていく。この時、割岩装
置は長尺孔の径に対して僅かに小径に形成された構造を
有している場合には、可撓性棒体が僅かでも長尺孔の中
心線上に対して傾いた状態となっていると、割岩装置の
前端部が長尺孔の開口端に挿入されるやいなや孔壁に斜
め方向から突き当たる。

【０００９】この状態からさらに可撓性棒体を介して割
岩装置を押し進めると、該割岩装置はその後端に連結し
た可撓性棒体を撓ませながら孔壁に沿ってその進入方向
を長尺孔の中心方向に向きを変え、可撓性棒体と長尺孔
との同一中心線上に一致していなくても、棒体の撓みに
よって割岩装置を長尺孔内の所定位置まで挿入すること
ができるものである。

【００１０】また、その挿入中に、割岩装置が長尺孔の
歪み部や凹凸面に突っ掛かった場合には、可撓性棒体に
衝撃力を与えると、割岩装置と衝接した歪み部や凹凸面
が割岩装置の衝撃振動によって均され、割岩装置を円滑
に押し込んでいくことができる。なお、割岩装置の引き
抜き時においても同様な作動によって円滑な引き抜きが
可能となる。さらに、割岩装置は、後端に割岩方向に突
片を突設しているアタッチメントを介して可撓性棒体に
着脱自在に連結しているので、長尺孔内に該割岩装置を
挿入する際に、岩盤に割岩装置による亀裂を発生させる
方向にアタッチメントの突片を向けた状態にし、この状
態で挿入することによってその挿入中に割岩装置が周方
向に妄動しても突片が同一方向に一体的に回動してその
妄動を外部から確実に目視することができ、突片を元の
状態に復帰させることによって割 岩装置による割岩方向
を正確な方向に向けることができ、精度のよい割岩が可
能となるものである。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例を図面につい
て説明する。図１において、１はキャタピラによって走
行する走行台車で、その前端面に油圧ジャッキ11によっ
て上下左右旋回自在なブーム２を取り付けてあり、この
ブーム２の前端上部に油圧ジャッキ12によって上下回動
自在な前後方向に長い平面長方形状のガイド台３を取り
付けてある。さらに、このガイド台３上に図２に示すよ
うに、穿孔装置４の穿孔ロッド５と割岩装置６の挿入用
可撓性棒体７とを前後方向に向けて並設してある。

【００１２】穿孔装置４は公知のように、ガイド台３上
に油圧ジャッキ13によって前後動させられる架台4aを配
設し、この架台4a上に設置したドリフター4bによって回
転並びに打撃される上記穿孔ロッド５の基端部を該架台
4aの前端上面に回転自在に支持すると共に穿孔ロッド５
の前端にビット5aを装着してなるものである。

【００１３】一方、割岩装置６の挿入用可撓性棒体７
は、可撓性を有する金属製小径棒からなり、その後端
は、ジャッキ14によってガイド台３上を前後動する架台
9a上に設置した掴持具9bに固定、支持されてあり、この
可撓性棒体７の前端にアタッチメント８を介して割岩装
置６を一直線上に連結してなるものである。なお、10は
ガイド台３の前端下面側に配設したガイド台定着装置で
ある。

【００１４】割岩装置６は穿孔装置４によって穿設され
た既設長尺孔Ａへの挿入時における該割岩装置６の圧油
供給用ホース15の損傷を防止すると共に既設長尺孔Ａに
対する割岩装置６の挿入深さを一定にし且つ割岩方向を
外部から目視し得るようにするために、上記のように可
撓性棒体７と割岩装置６との間にアタッチメント８を介
在させている。

【００１５】このアタッチメント８は、図３〜図５に示
すように、硬質の金属材料によって適宜長さで且つ既設
長尺孔Ａに挿入可能な外径を有する円筒形状に形成され
てあり、その前端開口部を割岩装置６の接続口8aに形成
していると共に後部外周面に鍔形状の挿入規制部材8bを
一体に突設し、さらに、該アタッチメント8 の後端開口
部を上記可撓性棒体７の接続口8cに形成していると共に
前記挿入規制部材8bと接続部8cとの間の筒状部に長孔形
状のホース引出口8dを設けてなるものである。また、挿
入規制部材8bの両側には割岩方向を設定するための把手
兼用の突片8e、8eを突設してある。なお、上記前後接続
口8a、8cはその内周面に割岩装置６と可撓性棒体７に対
する連結用雌螺子をそれぞれ設けていると共にこれらの
前後接続口8a、8bの外周面適所から内部に向かって回り
止め螺子を螺合させている。

【００１６】このように構成したアタッチメント８の接
続口8aに装着される割岩装置６の構造としては、図６〜
図８に示すように一定長さを有する円筒形状のゴムチュ
ーブ6aの前後両端を中実の取付部材6bと中央に圧油導入
孔6cを貫設している取付部材6dとに被嵌させ、その取付
部に被嵌したチューブ端を内側ブッシュ6e、6fと外側ブ
ッシュ6g、6hとによって固定し、さらに、外側ブッシュ
6g、6h間に硬質金属等の剛性材料からなる半円筒形状の
スラスト部材61、62を腹合わせ状に並設してこれらのス
ラスト部材61、62の対向面に形成しているテーパ溝63の
中央部を全長に亘って上記ゴムチューブ6aの上下周面に
被覆させ、ゴムチューブ6aの両側面に、上下テーパ面を
スラスト部材61、62の上記テーパ溝63の溝面に摺接させ
た楔部材64、65の対向凹弧面を当接させていると共にス
ラスト部材61、62の適所間をコイルスプリング66によっ
て拡縮可能に連結してなるものである。なお、スラスト
部材61、62の両側部対向面に凹所69を形成し、この凹所
69に外側ブッシュ6g、6hの対向部に形成した拡径部6iを
係合させているので、ゴムチューブ6aの膨張時における
長さ方向の伸長を確実に阻止し得る。

【００１７】また、上記一対のスラスト部材61、62の後
端から後方に突出した外側ブッシュ6hの外周面には上記
アタッチメント８の接続口8aの雌螺子に螺合させる雄螺
子67を形成していると共に圧油導入孔6cを設けている取
付部材6dを後方の突出させてその後端に継手部材16を介
して圧油供給用ホース15を接続させるように構成してあ
る。68は割岩装置６の前端に被着したキャップ体であ
る。

【００１８】このように構成した割岩装置６は使用に際
して上記可撓性棒体７の前端にアタッチメント８を介し
て直状に連結、装着される。その装着方法は、まず、可
撓性棒体７の前端螺子部をアタッチメント８の後端接続
口8cの雌螺子に螺合させて固定する一方、アタッチメン
ト８の後部に穿設している引出口8dから圧油供給用ホー
ス15をアタッチメント８内に挿入し、前端接続口8aから
前方に引き出して割岩装置６の圧油導入孔6cを有する取
付部材6dに継手部材16によって連結、連通させたのち、
該ホース15を引出口8dから引き戻しながら割岩装置６の
後端雄螺子67をアタッチメント８の前端接続口8aの雌螺
子に螺合させる。この螺合時に割岩装置６のスラスト部
材61、62の両側対向面間に設けている隙間方向をアタッ
チメント８の突片8e、8eと平行する方向に一致させ、こ
の状態にして回り止め螺子により割岩装置６を固着す
る。

【００１９】そして、穿孔時においては台車１をトンネ
ル切羽の近傍まで移動させてブーム２を作動させること
によりガイド台３の前端を穿孔部位に対向させ、定着装
置10を前進させて切羽面に押接させることにより、ガイ
ド台３を固定させた状態にしてジャッキ13で穿孔ロッド
５を前進させ、該穿孔ロッド５を回転並びに打撃しなが
らその先端ビット5aによって岩盤に所定深さの円形長尺
孔Ａを穿設する。

【００２０】この長尺孔穿設作業を繰り返し行って、計
画トンネルの外周に沿って設けた細溝Ｂで囲まれている
切羽面に図９に示すように所定間隔毎に多数の長尺孔Ａ
を穿設する。こうして長尺孔Ａの穿設作業が終われば、
次に長尺孔Ａよりも僅かに小径に形成されている割岩装
置６を所望の既設長尺孔Ａの開口端後方に臨ませ、ジャ
ッキ14を作動させて可撓性棒体７によりアタッチメント
８を介して該割岩装置６を既設長尺孔Ａに押し入れる。

【００２１】この際、割岩装置６の押し入れ方向、即
ち、可撓性棒体７の軸心方向は長尺孔Ａの中心線上に完
全に一致させることが困難であり、長尺孔Ａの中心線上
に対して多少の傾斜角でもって挿入されることになる。
この割岩装置６は剛体部材であるから、その傾斜角度で
もって長尺孔Ａ内に挿入を開始すると、該割岩装置６は
その挿入方向の延長線上における長尺孔Ａの壁面に突き
当たり、それ以上、その延長線方向に押し進めようとし
ても、その方向には押し進めることができない。

【００２２】しかしながら、この割岩装置６はアタッチ
メント８を介して可撓性棒体７に連結しているので、上
記のように割岩装置６の前端面が長尺孔Ａの壁面に突き
当たったのち、さらに可撓性棒体７を介して押圧する
と、図10に示すように、可撓性棒体７を屈曲させながら
割岩装置６が長尺孔Ａの壁面に沿って該長尺孔Ａの中心
線方向に向きを変え、この状態にして可撓性棒体７の前
進により割岩装置６が長尺孔Ａ内に挿入されることにな
る。

【００２３】そして、割岩装置６が長尺孔Ａ内の所定の
挿入深さにまで達すると、アタッチメント８の挿入規制
部材8bが長尺孔Ａの開口端面に当接してそれ以上の挿入
が阻止される。こうして割岩装置６を長尺孔Ａ内の所定
深さまで挿入したのち、割岩装置６による割岩方向が正
確な方向に向いているかどうかをアタッチメント８の後
端に突設している突片8e、8eの向きによって確認し、割
岩方向が不正確な場合にはガイド台３を可撓性棒体７の
周方向に回動移動させることによって正確な方向に向け
る。しかるのち、圧油供給用ホース15を通じて割岩装置
６のゴムチューブ6a内に圧油を供給すると、該ゴムチュ
ーブ6aが膨張してスラスト部材61、62が孔壁方向に移
動、当接し、さらに油圧を上昇させてその圧力が岩盤の
強度以上に達すると、岩盤にスラスト部材61、62の押圧
方向と直角方向の亀裂、即ち、挿入規制部材8bの突片8e
の突出方向に亀裂を発生させて割岩する。

【００２４】割岩後、割岩装置６に対する圧油の供給を
停止し、該割岩装置６を可撓性棒体７の後退によって引
き抜いて再び次の長尺孔Ａ内への挿入、割岩作業を行
い、これを繰り返して図９に示すように隣接する長尺孔
Ａ、Ａ間を亀裂Ｃによって連続させ、しかるのち、ブレ
ーカによって亀裂Ｃで囲まれた岩盤部分を破砕、掘削す
るものである。

【００２５】上記実施例において、割岩装置６の押し込
み用可撓性棒体７をジャッキ14によって前後動させるよ
うにしているが、このジャッキ14により移動する架台9a
上に衝撃装置を具備させておき、この衝撃装置によって
可撓性棒体７に衝撃力を与えるように構成しておくこと
が望ましい。このように構成すると、割岩装置６の挿
入、引き出し時に、該割岩装置６が長尺孔Ａの歪み部や
凹凸面に突っ掛かった場合に、可撓性棒体に衝撃力を与
えることによって割岩装置６と衝接した歪み部や凹凸面
が割岩装置６の衝撃振動によって均され、割岩装置６を
円滑に押し込み、或いは引き抜きが行えるものである。

【００２６】また、このような衝撃装置や可撓性棒体７
およびその前後動機構を図２に示すように別に設けるこ
となく、穿孔装置４を採用して割岩装置６の挿入を行っ
てもよい。即ち、穿孔装置４の穿孔ロッド５は可撓性を
有しており、且つその先端ビット5aは着脱自在となって
いるので、この穿孔ロッド５を可撓性棒体として使用
し、ビット5aを取り外してその前端にアタッチメント８
と割岩装置６とを順次直状に連結すると共にジャッキ13
による押し込み、引き抜きと、ドリフター4bによる衝撃
力の伝達とを行うようにしてもよい。

【００２７】さらに、台車１に複数のブーム２を介して
複数のガイド台３を設け、各ガイド台３上に上記穿孔装
置４と割岩装置６とを別々に設置した構造としておいて
もよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ゴムチュ
ーブの膨張により該ゴムチューブを被覆している一対の
半円筒形状のスラスト部材を孔壁に押圧させることによ
って岩盤にスラスト部材の押圧方向と直角方向の亀裂を
発生させるように構成してなる割岩装置を岩盤に穿設し
た既設長尺孔内に挿入するに際して、この割岩装置の後
端を既設長尺孔内に挿入可能で且つ後端部に割岩方向に
突片を突設している円筒 形状のアタッチメントの前端に
着脱自在に連結すると共に該アタッチメントの後端をガ
イド台に沿って前後動自在に配設した可撓性棒体の前端
に着脱自在に連結したのち、ガイド台を既設長尺孔に対
向する位置まで移動させ、可撓性棒体を押し進めること
によって割岩装置を長尺孔内の所望位置まで挿入するも
のであるから、既設長尺孔の中心線上に対して挿入方向
が一致していない割岩装置を可撓性棒体の撓みによって
その不一致量を吸収させながら長尺孔の壁面に沿って円
滑に所望深さまで挿入することができるものであり、し
かも、可撓性棒体を押し進めると、可撓性棒体の前端に
連結したアタッチメントを介して割岩装置にその押し進
め力を確実に伝達することができて割岩装置の挿入作業
が能率よく確実に行うことができる。また、可撓性棒体
の前端にアタッチメントを後端を着脱自在に連結すると
共にアタッチメントの前端に割岩装置の後端を着脱自在
に連結することによって簡単に割岩作業の準備が可能と
なり、作業能率の向上を図ることができる。

【００２９】さらに、割岩装置の後端に連結しているア
タッチメントには、その後端に割岩装置の割岩方向に向
かって突片を突設しているので、長尺孔内に該割岩装置
を挿入する際に、岩盤に割岩装置による亀裂を発生させ
る方向にアタッチメントの突片を向けた状態にして挿入
することにより、その挿入中に割岩装置が周方向に妄動
しても突片が同一方向に一体的に回動してその妄動を外
部から確実に目視することができ、従って、割岩装置を
長尺孔内の所定深さまで挿入したのち、割岩装置による
割岩方向が正確な方向に向いているかどうかを突片の向
きによって確認し、割岩方向が不正確な場合には可撓性
棒体の周方向に回動移動させることによって正確な方向
に向けることができ、精度のよい割岩が可能となるもの
である。

【００３０】また、割岩装置の挿入中、或いは引き出し
時において、割岩装置が長尺孔の歪み部や凹凸面に突っ
掛かった場合には、可撓性棒体に衝撃力を与えることに
よってこの可撓性棒体を介して割岩装置に衝撃力を確実
に伝達することができ、その衝撃力で割岩装置に衝撃振
動を発生させて割岩装置が衝接した孔壁の歪み部や凹凸
面を均らするようにしながら、割岩装置の挿入、引き出
しを効果的に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動台車の側面図、

【図２】そのガイド台部分の平面図、

【図３】アタッチメントの側面図、

【図４】その平面図、

【図５】その横断平面図、

【図６】割岩装置の一部切欠側面図、

【図７】その縦断側面図、

【図８】その縦断正面図、

【図９】岩盤に亀裂を発生させた状態の正面図、

【図１０】長尺孔Ａに割岩装置を挿入している状態の簡
略縦断側面図。

【符号の説明】

１ 台車 ３ ガイド台 ４ 穿孔装置 ６ 割岩装置 ７ 可撓性棒体 ８ アタッチメント 14 ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩森 健治 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株式会社奥村組内 (72)発明者 大塚 勝司 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株式会社奥村組内 (72)発明者 岡村 次郎 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株式会社奥村組内 (72)発明者 村中 浩昭 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株式会社奥村組内 (72)発明者 藤田 輝繁 東京都港区芝大門２丁目11番１号 富士 ビル 日本鉱機株式会社内 (72)発明者 坂口 福寿 東京都港区芝大門２丁目11番１号 富士 ビル 日本鉱機株式会社内 (72)発明者 石井 忠雄 東京都港区芝大門２丁目11番１号 富士 ビル 日本鉱機株式会社内 (72)発明者 田辺 保衛 東京都港区芝大門２丁目11番１号 富士 ビル 日本鉱機株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−87496（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21C 37/10 E21C 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴムチューブの膨張により該ゴムチュー
   ブを被覆している一対の半円筒形状のスラスト部材を孔
   壁に押圧させることによって岩盤にスラスト部材の押圧
   方向と直角方向の亀裂を発生させるように構成してなる
   割岩装置を岩盤に穿設した既設長尺孔内に挿入するに際
   して、この割岩装置の後端を既設長尺孔内に挿入可能で
   且つ後端部に割岩方向に突片を突設している円筒形状の
   アタッチメントの前端に着脱自在に連結すると共に該ア
   タッチメントの後端をガイド台に沿って前後動自在に配
   設した可撓性棒体の前端に着脱自在に連結したのち、ガ
   イド台を既設長尺孔に対向する位置まで移動させ、可撓
   性棒体を押し進めることによって割岩装置を長尺孔内の
   所望位置まで挿入することを特徴とする既設長尺孔内へ
   の割岩装置の挿入方法。
2. 【請求項２】 既設長尺孔内の歪み部や凹凸壁面に上記
   割岩装置が突っ掛かった際に、可撓性棒体に衝撃力を与
   えながら割岩装置を押し込むことを特徴とする請求項１
   記載の既設長尺孔内への割岩装置の挿入方法。
3. 【請求項３】 移動台車等に上下左右移動自在に配設さ
   れたガイド台上に、既設長尺孔よりも小径で且つ押圧機
   構によって長さ方向に押し進められる長尺の可撓性棒体
   を配設し、この可撓性棒体の前端に上記既設長尺孔内に
   挿入可能で且つ後端部に割岩方向に突片を突設している
   円筒形状のアタッチメントの後端を着脱自在に連結する
   と共に該アタッチメントの前端に、ゴムチューブの膨張
   により該ゴムチューブを被覆している一対の半円筒形状
   のスラスト部材を孔壁に押圧させることによって岩盤に
   スラスト部材の押圧方向と直角方向の亀裂を発生させる
   ように構成してなる割岩装置を着脱自在に連結してなる
   ことを特徴とする既設長尺孔内への割岩装置の挿入装
   置。