JP3840599B2

JP3840599B2 - 法面穿孔装置

Info

Publication number: JP3840599B2
Application number: JP30825895A
Authority: JP
Inventors: 勝弘杉本; 嘉一矢田谷; 伸昭山崎
Original assignee: YAMAMOTO ROCK MACHINE LTD; Nisshoku Corp
Current assignee: YAMAMOTO ROCK MACHINE LTD; Nisshoku Corp
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2015-10-31
Also published as: JPH09125861A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、法面にロックボルト、アンカー、補強鉄筋等を埋設するための下穴を穿孔する場合に使用するに適した法面穿孔装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜面にアンカー埋設用等の下穴を穿孔する場合は、しかるべき足場を組んで、その上に載った作業者が削岩機を手で操作して穿孔していた。しかしながら、このような作業方法では非能率的であるとともに危険であった。
【０００３】
このような従来の穿孔方法を改良するものとして、架台にその長手方向に移動する穿孔機を搭載するとともに、該架台に吊り下げ用の長さ調節可能な長尺部材を設け、クレーン等のフックで架台を吊り下げて傾斜面の穿孔を行うようにした傾斜面穿孔機が開発されている（例えば実公平７ー２１６７９号）。
【０００４】
この穿孔機は、傾斜面に足場を架設しないで能率的かつ安全に穿孔を行うことができるものであるが、長尺部材の吊り下げ部が高い位置にあるため、吊り下げ用のフックを掛けるときに倒壊の危険性の無い足場が必要であった。また、架台に搭載する穿孔機は特定のものに限られていたので、穿孔対象の傾斜面の岩質等の変化に十分に対応することができないという問題点もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記従来の傾斜面穿孔機の問題点を改良し、吊り下げが容易で、しかも岩質その他の穿孔条件に応じて、エア式削岩機とダウンザホールドリルとを選択的に搭載し、能率的な穿孔を行うことができるようにすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかる法面穿孔装置は、前端部を被穿孔法面に向けた状態で支持装置によって所望の角度で支持されるガイドセルと、該ガイドセルの軸方向に沿って移動自在に取り付けられたベッドプレートと、該ベッドプレートをガイドセルに沿って前後移動させる駆動装置とを備え、前記ベッドプレートは、エア式削岩機本体とダウンザホールドリルの回転部とが選択的に取り付け可能となっていることを特徴としている。
【０００７】
前記ガイドセルの支持装置としては、前端部がガイドセルの前部に設けられた横枠に取り付けられ、後端部が吊り下げ部材に取り付けられた長尺の前棒と、前端部が前記吊り下げ部材に取り付けられ、後端部が前記ガイドセルの後部に設けられた横枠に取り付けられた短尺の後棒とを備えた吊り下げ装置を設けておくのが好ましい。また、前記前棒と後棒とはそれぞれ左右一対ずつ設けておくのが好ましい。
【０００８】
さらに、ガイドセルの前端部にフートパットとセントライザーとを設け、ガイドセルの中間部には削岩機に取り付けられたさく孔ロッドを回転自在に支持する中間ロッドホルダーを設けておくのが好ましい。
【０００９】
この傾斜面穿孔装置は、エア式削岩機またはダウンザホールドリルをガイドセルに搭載し、吊り下げ部材にクレ−ンのフックを引っ掛けて、ガイドセルを吊り下げた状態で保持する。ガイドセルは穿孔方向に傾け、その前端部に設けられているフットパットは穿孔する傾斜面に押し付けられた状態として、穿孔機と移動装置を作動させれば、所望の深さの穿孔を能率的に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施の態様について具体的に説明する。法面穿孔装置１は、装置本体をなすガイドセル２に後端部に台座３が取り付けられ、これに移動装置５が取り付けられている。移動装置５はエアモータ５ａと減速機を備え、該減速機の出力軸には駆動ホイールが取り付けられている。
【００１１】
ガイドセル２は２本の溝型鋼（チャンネル）２ａ，２ａを若干の間隔をおいて背中合わせの状態で固定してなる。ガイドセル２の上面側にはヘッドプレ−ト７が前後移動自在に取り付けられている。ガイドセル２の後端部と前端部にはそれぞれスプロケットホイール９，９が設けられ、これに移動装置５の駆動ホイールから繰り出されたチェーン１０が掛けられている。このチェーン１０は前記ヘッドプレ−ト７に固定されているため、移動装置によりチェーン１０が循環走行させられると、ヘッドプレ−ト７がガイドセルに沿って前後に移動する。
【００１２】
ガイドセル２の下面側には、前側と後側に左右各２本、計４本の支柱１２，…が設けられている。すなわち、ガイドセル２の前端部と中間部に左右方向に突出する横枠１３，１４がそれぞれ設けられ、これら横枠の左右端部にそれぞれ支柱１２，…が固着されている。ガイドセル２は、これらの支柱により地面に載置することができる。また、前後の横枠１３，１４の左右両端部は、それぞれサイド枠１６，１７によって連結されている。これらガイドセル２、支柱１２、横棒１３，１４、サイド枠１６，１７等で穿孔機（ダウンザホールドリルまたはエア式削岩機）を搭載する架台が構成されている。
【００１３】
ガイドセル２の前端部には、前方に突出するフートパット１５が設けられている。ガイドセル２はこのフートパット１５により被穿孔傾斜面に押し付けられる。また、ガイドセル２の前端部付近にはアウトリガー２０が設けられている。アウトリガー２０はエアモータの回転により前後進するスクリュウ伸縮式のアーム２１を備え、該アームの先端部を穿孔対象の法面に押し付けて装置全体の安定をはかるものである。これらアウトリガー２０は前記前側の横枠１３の左右両端部に固着されている。上記アウトリガー２０の伸縮ストロークは、例えば約８００ｍｍである。
【００１４】
前記４本の支柱の上下中間部には取付台２５が固着されている。この取付台２５には、メインホース取入口（フィルター付き）２５ａ、除湿器、エアに潤滑油を添加するラインオイラー２５ｂ、打撃、回転、フィード、ブロー、セントライザー等の切り替え電磁弁やその他のバルブ類、及び電気制御盤等の部品が搭載されている。また、ガイドセル２の中間部には穿孔中のロッドを曲がらないように保持する中間ロッドホルダ２６が設けられており、ガイドセル２の先端部には同様にロッドを保持するセントライザー２７が設けられている。図中２６ａはロッドホルダブラケット、２６ｂはホルダ本体、２６ｃは削岩機ロッド用のハーフブッシングである。また、２７ａはセントライザー用のハーフブッシング、２７ｂはセントライザー開閉用のエアシリンダ、２７ｃはセントライザー開閉金具である。さらに、２８はホースガイドである。
【００１５】
この穿孔装置１には、機体を吊り下げて支持する吊り下げ装置３０が設けられている。吊り下げ装置３０は前後各２本、計４本の棒、実際は中空のパイプ３１，３１，３２，３２と、棒状の吊り下げ部材３５からなる。前側の左右２本のパイプ３１，３１は長尺であり、その前端部は前記前側の横枠１３の左右端部に枢着されており、後端部は前記吊り下げ部材３５の左右端部に枢着されている。また、後側の左右２本のパイプ３２，３２は前記前側のパイプ３１よりも短く、その前端部は吊り下げ部材３５の左右端部に枢着され、後端部は前記後側の横枠１４の左右端部にそれぞれ枢着されている。前後の吊り下げ棒（パイプ）３１，３２の長さは、使用条件（傾斜角等）、設計条件（吊り下げ位置等）その他によっても異なるが、前側のパイプと後側のパイプの長さの比が１．５〜３倍程度まで調節可能としておくのが好ましい。
【００１６】
前記パイプ３１、３２はいずれも外パイプ３１ａ、３２ａと内パイプ３１ｂ、３２ｂの二重構造となっており、それぞれに所定のピッチで止め穴３７，…が穿孔されている。これら止め穴３７，…のうち適当なものを選んで内外重ね合わせ、ピン３９を挿通することにより、各パイプを所望の長さに固定することができる。吊り下げ部材３５は、左右方向のパイプ（中実の棒でもよい）で作られており、その左右中央部にはクレーンのフックを掛ける吊り穴具３５ａが設けられている。なお、上記パイプ３１、３２の代わりに、中実の棒（長さ調節可能であるのが好ましい）を使用してもよい。
【００１７】
前記ヘッドプレート７には、穿孔機として、エア式削岩機（エアドリフタ）本体またはダウンザホールドリルの回転部を選択的に取り付けることができるようになっている。ダウンザホールドリル４０は、打撃部４０ａと回転部４０ｂとで構成される公知のもので、両者は回転伝達用のロッドで連結されている。打撃部４０ａは、図５（ａ），（ｂ）に示す如く、ウエアスリーブ４１の内部にピストン４２と、バックヘッド／シリンダ４３、エグゾーストガイド４４、スプリング４４ａ、チェックバルブ４５、Ｏリング４６、チェックバルブシート４７等を内蔵し、ウエアスリーブ４１の先端部にはロックビット４９を保持するチャック５０、リテイニングリング５１、スペーサ５２が取り付けられている。また、ウエアスリーブ４１の後端部には、回転部４０ｂからのロッドＤＲが接続されるトップサブ５４が取り付けられている。
【００１８】
このダウンザホールドリルによる穿孔に際しては、上記ウエアスリーブ４１の先端部のロックビット４９によって被穿孔面に打撃が与えられ、エアモータと減速機を含む回転部４０ｂから回転力が連結ロッドＤＲを介してロックビットに伝達される。また、穿孔の進行とともにヘッドプレート７が移動装置５によって前向きに送られ、推力が付与されるため、ウエアスリーブ４１がピストン４２とバックヘッド／シリンダ４３を含む打撃装置ごと穴内に侵入して行く。
【００１９】
図７，８はヘッドプレート７にダウンザホールドリル４０の回転部４０ｂを搭載した状態をあらわす図で、図９，１０はヘッドプレート７にエア式削岩機６０を搭載した状態をあらわす図である。エア式削岩機６０は、図６に示すように、シリンダ６１内に設けたピストン６２によって、チャック６３で保持したシャンクロッド６４を打撃するとともに、回転装置６５でシャンクロッドを回転させるようになっている。この打撃と回転はシャンクロッド６４からカップリングスリーブを介してさく孔ロッドＲに伝えられ、該さく孔ロッドの先端部に装着したロックビットに伝達される。６７はロッドを通してエアをロックビット先端部に供給し、穴内に吐出させるためのブローチューブである。
【００２０】
図１６はこの装置のエア回路図である。この回路では、ダウンザホールドリル４０とエア式削岩機６０の作動用回路を全く同一の回路とし、図の記号Ｃ、Ｄの配管を両者の回転用モータに接続して使用する。一方、ダウンザホールドリル４０の打撃用にはＢを使用し、エア式削岩機６０の打撃用にはＡを、ブロー用にはＢを使用する。ダウンザホールドリルの場合は、打撃用エアがそのままブローエアとしてビット先端に流れ、吐出されるため、Ａはブロックとする。このため、穿孔機の搭載後におけるホース接続作業が簡単である。
【００２１】
ダウンザホールドリル４０は一般に軟弱地盤向きの穿孔機であり、ビット径、シリンダ、パイプロッド外形の径差が小さいため、フラッシング（繰粉排出用エア吹き出し機能）効果が大きい。また、穿孔穴の内壁を自立させ易く、穴曲がりが発生しにくく、発生したとしても曲がりが小さい。回転部は穴外にあり、打撃部とは別個の装置となっているため、回転力を大きくすることができる。
【００２２】
さらに、打撃部４０ａが穴底に位置するため騒音が小さい。打撃用ピストンがビットを常に直接打撃するため打撃力伝達効率が大きく、必要最小限の打撃力で穿孔できる。しかも、ピストンの打撃位置が穿孔機全体から見て常に穴底付近にあり、通常の削岩機のように穴外から長いロッドを介して打撃力を伝達するものではないため、打撃反力が小さく、穿孔中も装置全体が安定しており、安定した穿孔を行うことができる。したがって、法面の岩質の変化に対応し易く、穿孔方法（自穿孔穿孔、ロックボルト穿孔）の変更にも対応し易い。
【００２３】
これに対し、エア式削岩機６０は、ダウンザホールドリルに比べて小さいビット口径で穿孔することができる。また、打撃装置が穴外にあり、ロッドを介してビットを打撃するため、小径化が可能である。さらに、硬岩においてはダウンザホールドリルよりも穿孔速度が早い。打撃用ピストンが穴外にあるため、寸法を大きくすることができ、大きな打撃力を得ることができる。
【００２４】
しかしながら、エア式削岩機は、穴が深くなると中間ロッドの重量が増すため、打撃伝達率は低下する。また、長尺ロッドを打撃してビットに打撃力を伝達するため、騒音、振動、反動が共に大きい。さらに、ビット径とロッド径の差が大きいため、ブローエアの流速が低く、フラッシング効果はダウンザホールドリルよりも小さい。なお、軟弱地盤では、フラッシング効果も小さく、穴の自立性の援助も少ないので、穿孔が難しいという問題もある。
【００２５】
この法面穿孔装置１を用いて法面に穿孔を行う場合は、穿孔機としてエア式削岩機６０またはダウンザホールドリル４０のいずれかを選択してガイドセル２に搭載する。具体的には、ガイドセル２に移動自在に取り付けられているヘッドプレート７にダウンザホールドリルの回転部４０ｂまたはエア式削岩機６０本体を取り付ける。そして、エア式削岩機の場合は、そのシャンクロッド６４にさく孔ロッドＲを接続し、該ロッドの先端部にロックビットを装着する。ダウンザホールドリル４０の場合は、回転部４０ｂにロッドを接続し、その先端部に打撃部４０ａを接続する。いずれの場合も、ロッドの中間部は中間ロッドホルダ２６で、先端部はセントライザー２７で回転自在に保持し、穿孔中における穴曲がりを防止する。
【００２６】
また、穿孔しようとする穴の傾斜に応じて支持装置である吊り下げ装置３０の前後のパイプ３１、３２の長さを調節し、クレーンのフックを吊り下げ部材に引っ掛け、装置全体を所望の高さに吊り下げる。この穿孔装置では、前側のパイプ３１の長さが長く、後側のパイプ３２の長さが短いので、吊り下げ状態では前下がりとなり、しかも上下方向の傾き（前下がり）角度調節範囲が狭く、水平吊り下げはできないが、法面穿孔の場合は、水平に穿孔する必要がないので問題がない。また、前後のパイプによって形成される側面視三角形の頂点の高さが二等辺三角形の場合よりも低くなるので、特別に足場を構築しなくても、パイプ長さ調節作業や、フック係止作業を容易に行うことができる。
【００２７】
さらに、この穿孔装置は、搭載する２種類の穿孔機を現場で簡単かつ短時間で載せ替えることができるため、装置の運転効率が良く、しかも現場の岩質等に合わせて、穿孔機を適宜選択し、効率の良い穿孔を行うことができる。なお、この穿孔装置における前側のパイプ３１と後側のパイプ３２を入れ替えれば、装置全体が前上りの状態で吊り下げられるので、場合によっては、斜め上向きの穿孔も可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる法面穿孔装置は、法面の傾斜等による穿孔角度の調節を容易かつ能率的に行うことができるとともに、現場の岩質等に応じてエア式削岩機またはダウンザホールドリルを適宜選択して装着し、穿孔作業を行うことができる便利なものとなった。なお、この穿孔装置は、被穿孔面の状態により、法面穿孔以外の用途に使用することが可能であることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１例のダウンザホールドリル装着状態における平面図である。
【図２】その側面図である。
【図３】そのエア式削岩機装着時の平面図である。
【図４】その側面図である。
【図５】ダウンザホールドリルの説明図である。
【図６】エア式削岩機の断面図である。
【図７】ダウンザホールドリルの回転部装着時の要部の側面図である。
【図８】その正面図である。
【図９】エア式削岩機装着時の要部の側面図である。
【図１０】その正面図である。
【図１１】中間ロッドホルダの平面図である。
【図１２】その側面図である。
【図１３】その正面図である。
【図１４】セントライザーの側面図である。
【図１５】その正面図である。
【図１６】エア回路図である。
【図１７】使用法の説明図である。
【符号の説明】
１法面穿孔装置
２ガイドセル
５移動装置
７ヘッドプレート
１２支柱
１５フートパット
２１アウトリガー
２６中間ロッドホルダ
２７セントライザー
３０吊り下げ装置（支持装置）
３１，３２パイプ
４０ダウンザホールドリル
６０エア式削岩機

Claims

前端部を被穿孔法面に向けた状態で支持装置によって所望の角度で支持されるガイドセルと、該ガイドセルの軸方向に沿って移動自在に取り付けられたベッドプレートと、該ベッドプレートをガイドセルに沿って前後移動させる駆動装置とを備え、前記ベッドプレートは、エア式削岩機本体とダウンザホールドリルの回転部とが選択的に取り付け可能となっていることを特徴とする法面穿孔装置。
前記ガイドセルには、その支持装置として、前端部がガイドセルの前部に設けた横枠に取り付けられ、後端部が吊り下げ部材に取り付けられた長尺の前棒と、前端部が前記吊り下げ部材に取り付けられ、後端部が前記ガイドセルの後部に設けた横枠に取り付けられた短尺の後棒とを備えた吊り下げ装置が設けられている請求項１に記載の法面穿孔装置。
前棒と後棒とが左右一対ずつ設けられている請求項２に記載の法面穿孔装置。
ガイドセルの前端部にフートパットとセントライザーとが設けられ、ガイドセルの中間部には削岩機に取り付けられたさく孔ロッドを回転自在に支持する中間ロッドホルダーが設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の法面穿孔装置。