JP3427095B2 - 深礎坑内壁用ライニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は深礎坑内壁にモルタル類
をライニングする装置に関する。

【０００２】橋脚、橋台、鉄塔などの深礎基礎工事にお
いては、従来、地中に縦坑を掘削しながら順次縦坑内壁
にライナープレートと称する筒状波板を取付けて土留め
し、所定深さ(たとえば15〜30m)に達したところで縦坑
内に鉄筋を組立てコンクリートを打設する工法が採用さ
れていた。しかしこの工法では鉄製の大型で重量のある
ライナープレートを現場に多数搬入しなければならず、
また毎回所定深さの単位掘削(たとえば1m)のたびに悪環
境の縦坑内にライナープレート部材を降ろして組み立て
る煩雑な手間を必要とするという問題があった。この対
策としてライナープレートを使用せずに、毎回の掘削が
終わるたびに直接坑内壁にモルタルを吹付けて土留め壁
を形成する工法が採用される傾向にある。しかし、この
方法を実施する場合、従来では重機でゴンドラなどを坑
内に吊下げて作業員が吹付けノズルを操作するか、ある
いはいちいち作業員が劣悪な環境の縦坑内に降り立って
吹付けノズルを操作しなければならず、このため作業
性、能率が悪いととも安全性に問題があった。

【０００３】そこで特開平５−２６３５２５号公報に深
礎工事用の自動吹付け装置が提案されているが、この先
行技術は先端にシューを有する十文字状の伸縮自在な梁
状架台を縦坑壁に沿って昇降させ、その梁状架台に昇降
機構と旋回機構を介して単筒吹付けノズルを装備させて
いる。このため、構造がきわめて複雑かつ大型で高価な
ものとなる点、大型のため小口径の深礎縦坑には適用が
困難である点、単筒ノズルを振り回して吹き付けるため
動作が複雑であるとともにライニング効率が悪く、時間
がかかる点、吹付けが終り次回の掘削を行うときに装置
の退避に手間と時間がかかる点に問題があった。

【０００４】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに創案されたもので、その目的とするところは、掘削
直後の縦坑内壁に自動的に能率良くライニングを施すこ
とができる簡単、小型で取扱いの容易な深礎坑内壁用ラ
イニング装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、深礎縦坑の掘削内壁に土留め用のモルタル類
をライニングするための手段であって、重機等で深礎縦
坑内に挿入される油圧シリンダのピストンロッドに架台
を固定し、該架台に導管から導かれたモルタル類を流下
させる供給縦筒を固定するとともに、該供給縦筒の吐出
側にモルタル類を半径方向に投射するインペラを回転自
在に設け、供給縦筒の上側にはモルタル類に混和剤を添
加する添加機構を設けてなり、前記供給縦筒の外周に軸
受を介して回転体が設けられ、その回転体に投射インペ
ラが連結され、投射インペラの流入口に供給縦筒の下端
吐出口が望み、投射インペラには供給縦筒から流下した
モルタル類の流れを変換する分散部体が設けられている
ことを特徴としている。なお本発明において、モルタル
類とはモルタルのほかコンクリートを含む概念とする。
また本発明はライナープレートを使用する工法におい
て、ライナープレートに対するコンクリートの接着性を
良くするため予めライナープレートにモルタル類を吹き
付ける用途にも適用できることはもちろんである。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１は本発明の一実施例を使用状態で示してお
り、Ａは地上から掘削されている途中の深礎縦坑、Ｂは
本発明吹付け装置であり、深礎縦坑Ａ中にバックホー、
クラムシェルあるいは専用のクレーン車などの重機Ｃを
介して挿入されている。Ｄは本発明吹付け装置Ｂにモル
タル類と混和剤(例えば急結剤)を供給するための材料供
給装置である。

【０００７】本発明装置吹付け装置Ｂは図２と図３に詳
細が示されている。１は架台であり、たとえば上板１ａ
と下板１ｂの間を複数本のレバーないしロッド１ｃによ
って連結した構造を持ち、上板１ａの中央部には昇降用
の油圧シリンダ２のピストンロッド２０が連結されてお
り、油圧シリンダ２の上部には重機Ｃのブームやロッド
の先端あるいは吊り索などに対する連結具２ａが設けら
れている。３は前記下板１ｂの中央部を貫通し上部フラ
ンジ部３０によって下板１ｂに固定された供給縦筒であ
り、内径側にはセラミック質あるいはゴムなどから成る
スリーブ３００が交換可能に内嵌されている。また供給
縦筒３の上端部付近には環状通路５０とこれから供給縦
筒に開孔する複数の噴射ノズル孔５１を備えた混和剤添
加機構５が外囲されており、環状通路５０の一部には混
和剤供給導管６が接続されている。そして前記混和剤添
加機構５の上部には供給縦筒３と内径が一致する接続管
３’が固定され、これに継手４０を介してモルタル供給
導管４が接続されている。

【０００８】前記下板１ｂより下位の供給縦筒３の外周
には軸受７が設けられ、この軸受７を介して回転体とし
てのプーリ８が相対回転可能に取付けられており、該プ
ーリ８は下部に拡大部８０を有し、該拡大部８０にボル
トなどにより投射インペラ９が連結されている。投射イ
ンペラ９は、拡大部８０に固定される上部体９ａと、こ
れと対向する板状の下部体９ｂと、それら上部体９ａと
下部体９ｂ間を結ぶ放射状の羽根部体９ｃを有してい
る。上部体９ａの中央部には供給縦筒３の下端吐出口３
０を容入する径を持つテーパ状流入室９０が貫設されて
おり、下部体９ｂの内面にはテーパ状流入室の軸線上に
頂点を有する円錐状の分散部体９ｄが固定されている。
前記下板１ｂには供給縦筒３と平行状に可逆油圧モータ
１０が取り付けられており、該可逆油圧モータ１０の出
力軸１００には駆動プーリ１０１が固定され、該駆動プ
ーリ１０１と前記プーリ８はＶベルト１１によって連絡
されている。可逆油圧モータ１０は配管によって坑外の
油圧ユニット１２に導かれており、油圧ユニット１２は
油圧ポンプ１２０とこれの吐出油量を調整する流量調整
弁１２１と正逆駆動切換用の方向切換弁１２２とを有し
ている。油圧シリンダ２も図示しないがこの油圧ユニッ
ト１２またはこれと別の油圧ユニットに接続されてお
り、それら油圧ユニットは重機に装備されたものを利用
することができる。

【０００９】材料供給装置Ｄは任意であるが、この実施
例では乾式であり、吹込み機１３とエアコンプレッサ１
４と水ポンプ１５と混和剤供給機１６とを有している。
吹込み機１３は定量性を有するものであれば任意である
が、この実施例ではセメントと骨材をミキシングした主
資料をコンベア等から受け入れる気密タンク１３０と、
該気密タンク１３０の底部に設けられたロータリフィー
ダ１３１と、ロータリフィーダ１３１のポケットの半径
方向に通じる吐出ノズル１３２と、これと交差する方向
にあってポケットに圧縮エアを吹き込む吹込みノズル１
３３とを有している。エアコンプレッサ１４の吐出導管
１４０は流量調整弁１４１を介して前記吹込みノズル１
３３に接続され、吐出ノズル１３２にはモルタル供給導
管４が接続されており、このモルタル供給導管４の一部
に分岐管１４２を介してエアコンプレッサ１４が接続さ
れている。水ポンプ１５の吐出導管１５０は流量調整弁
１５１を介して前記混和剤供給導管６に接続されてお
り、この吐出導管１５０または混和剤供給導管６に混和
剤供給機１６の吐出導管１６０が制御弁１６１を介して
接続されている。混和剤が急結剤の場合、粉体でもよい
がこの実施例では液体のものを用いており、従って混和
剤供給機１６としてはポンプが用いられている。粉体の
場合には前記主資料とミックスして吹込み機１３に供給
してもよいし、あるいは供給機として定量切り出しフィ
ーダを用い、切り出した粉体をエアコンプレッサ１４か
らの圧縮エアにより混和剤供給導管６に供給するように
してもよい。なお、材料供給装置Ｄは湿式であってもよ
い。この場合には吹込み機１３としてダブルビストンポ
ンプやスクイーズ式などの圧送ポンプが使用され、ウエ
ットミックスした主資料をモルタル供給導管４に圧送
し、モルタル供給導管４の途中にエアコンプレッサ１４
の吐出導管１４０を接続させてエア搬送させるようにす
ればよい。この場合混和剤は粉体、流体のいずれをも用
いることができ、前者の場合供給機１６はたとえば定量
切り出しフィーダを用い、エアコンプレッサ１４から圧
縮エアを添加して混和剤供給導管６に添加すればよい。
後者の場合にはポンプを使用して混和剤供給導管６に圧
送しあるいはさらにエアコンプレッサ１４から圧縮エア
を添加して混和剤供給導管６に圧送すればよい。

【００１０】図４と図５は本発明の別の実施例を示して
いる。これらはライニング作業時に投射インペラ９の芯
出しや振れ抑止などを図るためのガイド機構１８を備え
ている。図４はガイド機構１８を可動式としており、油
圧シリンダ２の外周に開閉自在な複数本のステー１８０
を等間隔(例えば3等分位置)を取付け、施工時に各ステ
ー１８０を半径方向に開脚させてライニング済みの深礎
縦坑内壁に当接させあるいは接近させるようにしてい
る。この実施例ではステー１８０は調整部１８１例えば
孔とボルトにより長さ調整可能となっており、またスプ
リング、リンクあるいはミニシリンダなどの補助手段１
８２によって開脚状態を保持したり、開閉動作を得るよ
うになっている。図５はガイド機構１８を固定式とした
もので、油圧シリンダ２の外周にロッドまたはプレート
からなる支持部材１８３を等間隔(例えば3等分位置)で
設け、それら支持部材１８３にバーあるいはプレートか
らなるシュー１８４を設けている。 なお、上板１ａが
傾いても供給縦筒３が垂直状、投射インペラ９が水平状
の姿勢をとることができるように、架台１のレバーない
しロッド１ｃは好ましくは上板１ａと下板１ｂに枢着さ
れる。投射インペラ９の駆動系は実施例ではプーリとベ
ルト方式であるが、これに限らずチェーンスプロケット
式、歯車駆動式など任意である。

【００１１】

【実施例の作用】次に実施例に示す本発明装置の使用法
と作用を説明する。坑底をさく岩機や発破によって所定
深さたとえば１ｍ掘削し、掘削残土を地上に排出し、こ
の状態で重機Ｃにより本発明装置Ｂを吊持し深礎縦坑Ａ
の中心線上に位置させる。そして油圧ユニット１２から
の圧油を可逆油圧モータ１０に供給すれば駆動プーリ１
０１の駆動回転によりプーリ８が回転され、これと連結
している投射インペラ９が回転するが、供給縦筒３は軸
受７によりプーリ８と回転に関して縁が切られているた
め、架台１に固定された状態におかれる。一方、吹込み
装置Ｄのロータリフィーダ１３１を駆動し、エアコンプ
レッサ１４から圧縮エアを供給すれば、主資料はロータ
リフィーダ１３１の各ポケットに充填されて周方向に送
られ、吹込みノズル１３３の位置でこれから吹き込まれ
た圧縮エアにより吐出ノズル１３２に吐出され、モルタ
ル供給導管４中を気流搬送されて供給縦筒３に連続的に
送りこまれる。同時に水ポンプ１５と混和剤供給機１６
を駆動すれば、水と混和剤(たとえば急結剤)は合流して
混和剤供給導管６に送られ、混和剤添加機構５の環状通
路５０に通じる各噴射ノズル孔５１から供給縦筒３の中
心に向けて噴射される。

【００１２】供給縦筒３を通過中の分散状の主資料は水
と混和剤の混合物によりせん断され搬送媒体のエアが乱
流を起こすため確実に撹拌混合されウエットミックス状
態となって供給縦筒３の吐出口３０からテーパ状流入室
９０にいたる。このテーパ状流入室９０には供給縦筒３
の軸線方向に円錐状の分散部体９ｄが望んでいるため、
ウエットミックス資料の流れが分散部体９ｄによって半
径方向に方向変換させられ、回転している羽根部体９ｃ
の遠心力により羽根部体９ｃ間の放射状のポケットから
深礎縦坑内壁ａの投射される。単筒式のノズルのように
吹付け方向が一定方向でなく各ポケットから全周に同時
吹付けされるためきわめて効率良くライニングが創成さ
れる。この状態で油圧シリンダ２を作動すれば、ピスト
ンロッド２０の伸長により架台１およびこれに搭載され
ている供給縦筒３と投射インペラ９が深礎縦坑軸線方向
にストロークし、その間も前記投射インペラ９の回転に
よる全周同時吹付けが続いているため、未ライニングの
深礎縦坑内壁ａに効率良くライニングされ、急結剤の反
応により初期強度の高いライニング層が形成される。重
機Ｃは投射インペラ９の高さレベルを前回ライニング層
の下端域にまで降ろしその位置で保持しておけばよく、
油圧シリンダ２で回分掘削長さｈだけ架台１をストロー
クするため操作が単純であり、油圧シリンダ２の伸長ス
トロークと短縮ストロークを反復しあるいはさらに可逆
油圧モータ１０の回転方向を制御することにより所望の
厚さのモルタルライニング層を短時間内で施工すること
ができる。かかる吹付け作業における動作は単筒ノズル
の場合のような複雑なものでなく、投射インペラ９の回
転と油圧シリンダ２の伸縮ストロークだけで足り、供給
縦筒３は回転せず静止したままにあり、導管４，６の振
り回しも要しない。したがって深礎縦坑外から容易、確
実に遠隔操作することができる。このようにして当該掘
削分のライニングが終わったならば、重機Ｃを作動して
本発明装置Ｂを坑外に取出し、次回分の掘削作業まで待
機し、排土後ふたたび重機Ｃにより深礎縦坑Ａ内に垂下
させ、上記操作を行えばよい。

【００１３】

【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、重
機等で深礎縦坑内に吊持される油圧シリンダ２のピスト
ンロッド２０に架台１を固定し、該架台１に導管から導
かれたモルタル類を流下させる供給縦筒３を固定すると
ともに、該供給縦筒３の吐出側にモルタル類を半径方向
に投射するインペラ９を回転自在に設け、供給縦筒３の
上側にはモルタル類に混和剤を添加する添加機構５を設
けており、前記供給縦筒３の外周に軸受７を介して回転
体が設けられ、その回転体に投射インペラ９が連結さ
れ、投射インペラ９の流入口に供給縦筒３の下端吐出口
が望み、投射インペラ９には供給縦筒３から流下したモ
ルタル類の流れを変換する分散部体９ｄが設けられてい
るたため、重機等により深礎縦坑内に挿入し、油圧シリ
ンダ２の伸縮とインペラ９の回転という単純な動作によ
り回分掘削が終わった深礎縦坑Ａの内壁に初期強度の高
いモルタルライニング層を短時間で能率良く形成するこ
とができる。また回転部は供給縦筒３と切り離されて３
６０度回転する投射インペラ９だけであり、これによる
遠心力で深礎縦坑内壁全周に同時にモルタル類が吹き付
けられるため簡単かつコンパクトな構造となり、機械コ
ストを安価にすることができるとともに小口径の深礎縦
坑においても円滑に内壁ライニング施工を行えるという
すぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による深礎坑内壁用ライニング装置の一
実施例を使用状態で示す説明図である。

【図２】本発明装置の拡大側面図である。

【図３】図２における架台下部の詳細を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例を示す正面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す正面図である。

【符号の説明】

Ａ 深礎縦坑 ａ 深礎縦坑内壁 １ 架台 ２ 油圧シリンダ ３ 供給縦筒 ５ 混和剤添加機構 ９ 投射インペラ １８ ガイド機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 5/00 E04G 21/02 103 E21D 11/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】深礎縦坑の掘削内壁に土留め用のモルタル
   類をライニングするための手段であって、重機等で深礎
   縦坑内に挿入される油圧シリンダ２のピストンロッド２
   ０に架台１を固定し、該架台１に導管から導かれたモル
   タル類を流下させる供給縦筒３を固定するとともに、該
   供給縦筒３の吐出側にモルタル類を半径方向に投射する
   インペラ９を回転自在に設け、供給縦筒３の上側にはモ
   ルタル類に混和剤を添加する添加機構５を設けてなり、
   前記供給縦筒３の外周に軸受７を介して回転体が設けら
   れ、その回転体に投射インペラ９が連結され、投射イン
   ペラ９の流入口に供給縦筒３の下端吐出口が望み、投射
   インペラ９には供給縦筒３から流下したモルタル類の流
   れを変換する分散部体９ｄが設けられていることを特徴
   とする深礎坑内壁用ライニング装置。
2. 【請求項２】添加機構５が環状通路５０とこれから供給
   縦筒３内に開口する噴射ノズル孔５１を有している請求
   項１に記載の深礎坑内壁用ライニング装置。
3. 【請求項３】油圧シリンダ２が外周に固定式または可動
   式のガイド機構１８を有しているものを含む請求項１に
   記載の深礎坑内壁用ライニング装置。