JP3869205B2 - Drilling method, drilling auxiliary device and drilling device - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
この発明は,山林,山岳等における傾斜面,岩,岩盤,大地,その他の地面(この明細書では,地球表面の露出しているすべての面を地面という)に穴(孔)を掘る削孔方法,この削孔方法において用いられる削孔補助装置および削孔装置に関する。
【0002】
【従来技術】
穴(孔)の掘削は,たとえば落石防止工事,吊橋工事等においてアンカーを打設する場合に必要となる。掘削された孔にモルタル,セメント等の凝固材を注入し,アンカーを挿入する。掘削ロッドをそのままアンカーとして使用する場合もある。
【0003】
いずれにしても削孔作業は打撃力を発生する削岩機を用いて行なわれる。作業員は削岩機を手で持って削孔作業を行なう。削岩機は高速の振動を発生するものであるから,作業員の腕も振動し,職業病の要因となることがある。また,とくに傾斜面に削孔する場合には安定な姿勢を確保するのが難しく,作業性に劣る。作業員が削岩機を手で持って操作する以上,あまり高いところに削岩機を保持することはできないから打設できるアンカーの長さに限界があった。長尺のアンカーを打設する場合には,高いところに削岩機を保持できるように仮設足場を組立てる必要があった。
【0004】
【発明の開示】
この発明は作業員の安全を確保することを目的とする。
【0005】
この発明はまた作業員の労力を軽減することを目的とする。
【0006】
この発明はさらに,大掛りな仮設足場等の設備を必要とすることなく,長尺アンカーの打設が可能な削孔を行うことができるようにすることを目的とする。
【0007】
この発明による削孔方法は,削孔補助装置と削岩機とを用いる。削孔補助装置と削岩機とにより削孔装置が構成される。
【0008】
削孔補助装置は,案内支柱を持つ削孔用ガイド,および削孔用ガイドにその案内支柱に沿って移動自在に設けられた,削岩機を保持する部分を持つ削岩機取付台を備えているものである。
【0009】
削岩機は打撃力を発生するもので,圧縮空気で駆動するもの,エンジンを用いて駆動するもの等がある。削岩機は,エアハンマー,コンクリートブレーカ,削孔機,掘削機,その他の名称で呼ばれているものを含む。
【0010】
この発明による削孔方法は,削孔補助装置の削孔用ガイドを削孔すべき場所に立設し,削孔用ガイドにその案内支柱に沿って昇降自在に設けられた取付台に,削岩機を取付け,削岩機を削孔用ガイドの案内支柱に沿って下降可能な状態として削岩機を作動させ,削岩機で発生する打撃力を掘削ロッドに伝達させて削孔するものである。
【0011】
削孔用ガイド(案内支柱)の立設方向は掘削される孔の方向を規定する。したがって,地面に対してほぼ垂直な孔を掘削する場合には(これが最も一般的であり,好ましい態様であるが),削孔用ガイドを地面に対してほぼ垂直に立てる。地面が傾斜面の場合にも,好ましくは削孔用ガイドを傾斜面にほぼ垂直に立てる。より望ましくは,削孔用ガイド(案内支柱)に,削孔用ガイドの姿勢(傾斜面に垂直かどうか)を計測する計器(スラント計)を設けておく。
【0012】
打撃力を発生し,掘削ロッドにより地面を掘削していくための削岩機は削孔用ガイドの案内支柱に沿って昇降自在な取付台に保持されているので,作業員は削岩機を手で持つ必要がなくなり,作業の安全性を高め,労力を軽減することができる。また,長い削孔用ガイドを用意すれば,足場の仮設等をしなくても,削岩機を高い位置に保持することができるので,長尺のアンカーにも対処できる。削孔方向も削孔用ガイドの立設方向で定まるので,均質の削孔が可能となる。
【0013】
好ましくは削岩機のオン,オフ・スイッチを削岩機の外部に設け,制御ラインを介して削岩機と接続し,作業員が手元で容易に操作できるようにする。
【0014】
好ましい実施態様では,削孔用ガイドに(望ましくは,その上部に),削孔用ガイドを立設状態に保持するためのロープを結びつける連結具を設けておく。削孔用ガイドの連結具から複数本のロープを地面または地面に生えている立木もしくは地面に固定された岩,構造物などに(すなわち,地面に直接にまたは間接的に)張り,これにより削孔用ガイドを立設状態に保持する。
【0015】
作業員は削孔用ガイドを立設状態に保持する必要はなく,監視作業と削岩機のオン,オフ操作を行なえば足り,交代で休憩をとることも可能となる。
【0016】
必要であれば,削孔用ガイドに(好ましくはその下部に),その下端部を地面に固定するための固定具を設け,削孔用ガイドの下端部を地面に固定する。固定具はロープの一端を結ぶ連結具でもよい。この場合には,削孔用ガイドの下端部をロープを用いて一方向,または複数方向に引張っておく。固定具は地面に突き刺すピンのようなものでもよい。固定具は削孔用ガイドの下端に取付けられ,地面に突き刺る係止部材でもよい。
【0017】
好ましい実施態様では,削孔用ガイドに掘削ロッドのガイドを設けておく。これにより,掘削ガイドが案内され,安定な削孔作業が行なえる。
【0018】
削岩機取付台に削岩機を固定する固定具を設けておく。削岩機の落下防止,回転防止に役立つ。
【0019】
削孔用ガイドの上部に滑車を設け,取付台または削岩機に一端が結ばれたロープを滑車を通して引張ることにより,削岩機を引上げることができる。これは,削岩機を保持するときに有利である。
【0020】
他の実施態様では,削孔用ガイドに削岩機取付台を動力により少なくとも上昇させる機構を設けておく,または上記機構が設けられた削孔用ガイドを用いる。削岩機を動力により作業員の力を用いずに,引上げることができる。動力とは,圧縮空気,油圧,電気等を含む。
【0021】
上記機構は,削岩機取付台を昇降させるものであることが好ましい。
【0022】
削岩機を削孔用ガイドの案内支柱に沿って自重で落下可能な状態として削岩機を作動させても(上記昇降機構があってもなくても),上記昇降機構により,削岩機を強制的に下降させながら作動させてもよい。
【0023】
他の好ましい実施態様では,削孔用ガイドを1本の案内支柱により構成する。この場合には,削岩機取付台に,案内支柱を抱込むように配置された複数の回転自在なローラを設ける。削孔用ガイドの軽量化を図ることができる。
【0024】
以上の方法により掘削された孔内にモルタル,セメント(好ましくは混和材を含む)等の凝固材を流し込み,かつアンカーを挿入することにより,アンカーを地中に固定することができる(アンカーの打設)。掘削用ロッドそのものをアンカーとして用いることもできる。中空の掘削用ロッドを用いることにより,ロッド内を通してモルタル,セメントを注入することができる。
【0025】
複数本の掘削ロッドをジョイント・カプラで接続しながら削孔していくことができる。この場合には,長尺のアンカー(ジョイントされた掘削ロッドそれ自体を含む)に対処できる。
【0026】
地中に打設されたアンカーはさまざまな用途に利用できる。たとえば,多数本のワイヤロープを網目状に張設し,ワイヤロープの交差部をクロスクリップで締結した落石防止構造を設置するときに,ワイヤロープの端部や交差部を固定するためにアンカーを用いる(たとえば,特許第 2679966号)。また落石防止棚,雪崩防止棚を大地(傾斜面等)に固定するためにアンカーを用いる。法面表層崩壊防止のためにアンカーを傾斜面に打設する,吊橋の吊索を大地に固定するためにアンカーを打設する,または吊索を固定する構造物を固定するためにアンカーを用いる,などである。
【0027】
【実施例】
図1から図10は第1実施例を示すものである。
【0028】
図1は傾斜面Sに掘孔する作業の様子を示すものである。
【0029】
この掘孔作業は次の削孔方法にしたがって行なわれる。
【0030】
案内支柱11を持つ削孔用ガイド10を削孔すべき場所に立設する。
【0031】
削孔用ガイド10の構造の詳細については後述するが,削孔用ガイド10の上部に設けられたUボルト(連結具)15(図4参照)にロープ50の一端を結び,ロープ50の他端を,削孔用ガイド10から離れた場所において傾斜面(地面)に打った杭(図示略)に結びつけることにより,ロープ50を緊張した状態で張る。複数本のロープ50を削孔用ガイド10を中心としてほぼ放射状に張ることが好ましい。これにより,削孔用ガイド10は転倒しない状態に保持される。
【0032】
削孔用ガイド10は傾斜面に対して垂直であることが好ましい。望ましくは削孔用ガイド10に立設角度を計測する機器(たとえばスラント計)を設けて削孔用ガイド10の姿勢を確認しながら立設作業を行う。
【0033】
ロープ50としては,麻,合成繊維,鋼,その他の材料でつくられたものを使用することができるが,取扱い易さの観点からは合成繊維製ロープが好ましい。ロープ50の他端は杭のみならず,立木,岩,構造物(存在する場合)等に固定してもよい。
【0034】
好ましくは削孔用ガイド10の下端部も動かないように保持する。たとえば削孔用ガイド10の下部横桟12に設けられたUボルト16(図4参照)にロープの一端を結び,このロープの他端を杭,立木等に結び,ロープを張る(緊張させる)。または,下部横桟12に形成されたピン孔18にピン52を挿入し,ピン52を地面に突き刺す(図4参照)。
【0035】
削孔用ガイド10の案内支柱11には削岩機取付台20が昇降自在に設けられている。削岩機取付台20の詳細についても後述する。
【0036】
立設された削孔用ガイド10に昇降自在に設けられた取付台20に削岩機40を取付ける。すなわち,削岩機40のハンドル(取手)41を取付台20の削岩機保持部材21の保持部21A内に入れ,ボルト/ナット27により,その落下と回転を防止する(図7〜図9参照)。
【0037】
取付台20の上部の孔28(図7,図8参照)にロープ36の一端を結ぶ。削孔用ガイド10の上部に取付けられた滑車35にロープ36を通して,ロープ36の他端を引張ることにより,削岩機40が取付けられた取付台20を引上げ,そのまま保持する。
【0038】
掘削ロッド60を削孔すべき箇所(削孔用ガイド10の近傍)において地面に突き刺す。掘削ロッド60は削孔用ガイド10と平行であることが好ましい。また,削岩機40のハンマーの中心と掘削ロッド60の中心が一致するようにする。
【0039】
削孔用ガイド10がその下部に掘削ロッド60のガイド17を備えている場合には,掘削ロッド60をガイド17のガイド孔17a内に通しておく(図6参照)。
【0040】
上に引上げていた削岩機40を削孔用ガイド10の支柱11に沿って自重により下降させる。そのハンマーを掘削ロッド60の上端部に当てる。上述のように取付台20および取付台20に載った削岩機40は支柱11に沿って上下動自在である。削岩機40は掘削ロッド60に乗った状態となる。必要ならばロープ36を引張り,削岩機40の重量を作業員が支える。
【0041】
この状態で削岩機40を起動する。削岩機40は案内支柱11に沿って自重で落下しうる状態で作動し,発生する打撃力を掘削ロッド60の上端に与えるので,掘削ロッド60は地面の内部に入っていく。必要であれば,初期状態においては掘削ロッド60を作業員が手で支える。また,ロープ36を作業員が絶えず引張っておくようにしてもよい。
【0042】
好ましくは,削岩機40の操作スイッチ(操作レバー)・ボックス42は削岩機40から分離され,ケーブルで削岩機40と接続されている。操作スイッチの操作が容易となる。
【0043】
掘削ロッド60を複数本つないで用いる場合には,一つの掘削ロッド60がある程度地中に入った後に,図2に示すように,ジョイント・カプラ62を用いて,一の掘削ロッド60の上端にもう一本の掘削ロッド60を接続する。掘削ロッド60の外周にはねじが切られているので,ジョイント・カプラ62の内周面に雌ねじを切っておけば,2つの掘削ロッド60がジョイント・カプラ62により接続される。
【0044】
一般的には,掘削ロッド60によって孔を掘削した後,掘削ロッド60を引き抜く。孔内にセメント等を流し込み,かつ孔内にアンカーを挿入する。セメントが凝固すればアンカーは固定される。
【0045】
掘削ロッド60をそのままアンカーとして使用する場合もある。この場合には,図3に示すように,掘削ロッド60の上端部にジョイント63を設け,セメント等を流し込むホース64をつないでおく。掘削ロッド60の内部は中空であるから,供給されるセメント,モルタル等がホース64,ジョイント63を通してロッド60内に入っていく。ロッド60の下端部には孔があけられており,セメント等はこの孔から外部に流出し,凝固したときにロッド60を固定することになる。
【0046】
取付台20に削岩機40を取付けてから削孔用ガイド10を立設してもよいなど,作業の手順は上記に限らないのはいうまでもない。
【0047】
図4から図6は削孔用ガイド10を示すものである。削孔用ガイド10は,間隔をおいて配置された平行な2本の案内支柱11を有し,これらの支柱11がその上,下端において上部横桟13および下部横桟12にそれぞれ固定されている。また,上部横桟13の少し下方には滑車35を取付けるための取付棒14が両支柱11間に渡されている。
【0048】
下部横桟12にはロープ51を結びつけるためのUボルト16が固定されている。必要であれば,横桟12の両端部には固定ピン52を挿通するためのピン孔18が上下方向にあけられている。
【0049】
下部横桟12の位置において,両支柱11間には掘削ロッドのガイド板17が固定されている。このガイド板17は支柱11間の一方側に突出し,突出している部分にガイド孔17aがあけられている。ガイド孔17aはガイド板17の斜め外方に切欠き17bにより開いている。
【0050】
上部横桟13の両端部にはロープ50を結ぶためのUボルト15が固定されている。
【0051】
これらの削孔用ガイド10を構成する部材は,後述する削岩機取付台20を構成する部材と同じように,すべて金属製(たとえば,アルミニウム,鉄,またはそれらの合金など)であり,部材の固定は溶接またはボルト/ナットもしくはリベットにより行なわれる。
【0052】
図7から図10は削岩機取付台20の構成を示すものである。取付台20は,間隔をおいて平行に配置された2つの縦部材(Lアングル材)22と,これらの上端部および下端部をそれぞれ固定的に連結する保持部材21および下部横桟23と,下部横桟23に垂直に取付けられた補強兼削岩機位置決め部材24と,2つの縦部材22の中間位置にこれらの縦部材22と平行に設けられ,それぞれ上,下端部が保持部材21および下部横桟23に固定された補強部材25とから構成されている。補強部材25の上,下端部にはロープ36等を結びつけるための穴28があけられている。
【0053】
縦部材22の裏面側においてその下端部の位置および上端の延長上の位置に,4つの摺動筒体26がそれぞれ下部横桟23および保持部材21の裏面に固定されている。これらの筒体26内に削孔用ガイド10の案内支柱11がゆるく通っており,これにより,取付台20は削孔用ガイド10に移動(昇降)自在に案内される。
【0054】
保持部材21にはその両端部に保持部21Aが設けられている。保持部21Aはその断面がほぼ半円状である(上下両縁が半円よりもやや突出している)。この保持部21Aのさらに両端部は突出し固定部21aとなっている。固定部21aにはボルト27を通すための穴21bがあけられている。補強兼位置決め部材24は中央に大きな凹部24aが形成されている。
【0055】
削岩機40はそのハンドル41を保持部21A内に入れ,下部を部材24の凹部24a内に入れることにより,位置決めされる。ロープ36を引張っておけば,この状態でも削岩機40は取付台20に保持され得るが,好ましくは削岩機40の落下および回転防止のためにボルト/ナット27が用いられる。ボルト27を保持部21Aの固定部21aの上下の穴21bに通し,ボルトを締めれば,削岩機40のハンドル41は保持部21Aとボルト27との間に挟まれる。
【0056】
図11から図22は第2の実施例を示すものである。
【0057】
図11は傾斜面Sに掘孔する作業の様子を示すものである。図12はその一部の拡大図である。
【0058】
この掘孔作業は次の削孔方法にしたがって行なわれる。
【0059】
上述の第1実施例と同様に案内支柱111 を持つ削孔用ガイド110 を削孔すべき場所に立設する。削孔用ガイド110 (案内支柱111 )の上部に設けられた掛け具113 に,ロープ50の一端を結び,ロープ50の他端を,削孔用ガイド110 から離れた場所において傾斜面(地面)Sに打った杭に結びつけ,ロープ50を緊張した状態で張る。複数本のロープ50を削孔用ガイド110 を中心としてほぼ放射状に張り,削孔用ガイド110 が転倒しない状態で保持する。削孔用ガイド110 の下端部も動かないように保持する。削孔用ガイド110 の下端には先端係止部材118 が取付けられている(図13,図14参照)。この先端係止部材118 を傾斜面Sに突き刺す。先端係止部材118 にあけられた孔119 にロープ51の一端を結び,このロープ51の他端を杭,立木等に結び,ロープ51を張る(緊張させる)。先端係止部材118 は現場で案内支柱111 に取付けても,現場に搬入する前にあらかじめ取付けておいてもよい。
【0060】
削孔用ガイド110 の案内支柱111 には削岩機取付台120 が昇降自在に設けられている。この削岩機取付台120 は,コンプレッサ146 からの圧縮空気により動作する昇降機構により上昇または下降する。すなわち,コンプレッサ146 からの圧縮空気は,操作台145 上の切換弁 145Aの切換に応じてホース 181Aまたはホース 181Bを通って案内支柱111 内(案内支柱111 の内部はシリンダとなっている)に送られる。ホース 181Aを通って圧縮空気が送られるときには(圧縮空気は案内支柱111 からホース 181Bを通って大気に放出される)削岩機取付台120 は上昇し,ホース 181Bを通って圧縮空気が送られるときには(圧縮空気は案内支柱111 からホース 181Aを通って大気に放出される)削岩機取付台120 は下降する。
【0061】
削孔用ガイド110 を立設するときには,好ましくは,削岩機取付台120 は下降した位置に保たれる。削孔用ガイド110 を立設したのち,削岩機取付台120 にエアー削岩機140 を取付ける。エアー削岩機140 を削岩機取付台120 に取付けた後,削岩機取付台120 を昇降機構により上昇させる。削岩機140 をその取付台120 に取付けた後に,削孔用ガイド110 を立設してもよい。
【0062】
削岩機取付台120 およびその昇降機構の構成,ならびに削岩機取付台120 へのエアー削岩機140 の取付けの詳細については後述する。
【0063】
削孔用ガイド110 の下端(案内支柱111 と先端係止部材118 との連結個所)にはガイド装置160 が設けられている。
【0064】
削孔すべき個所(削孔用ガイド110 の近傍)において,削孔ロッド60を削孔用ガイド110 と平行に地面に突き刺す。削孔ロッド60を,その下部がずれないようにガイド装置160 (詳細は後述する)によりその長手方向に移動自在に保持する。
【0065】
上昇させておいた削岩機取付台120 をエアー削岩機140 とともに削孔用ガイド110 の支柱111 に沿って下降させる。エアー削岩機140 のハンマーを掘削ロッド60の上端部に当てる。エアー削岩機140 は掘削ロッド60に乗った状態となる。
【0066】
この状態でエアー削岩機140 を起動する。すなわち,コンプレッサ146 からホース143 を通してエアー削岩機140 に圧縮空気を流込む。エアー削岩機140 は発生する打撃力を掘削ロッド60の上端に与えるので,掘削ロッド60は地面の内部に入っていく。このとき,圧縮空気により作動する昇降装置により,エアー削岩機140 を強制的に下降させても,自重で落下させてもどちらでもよい。削孔ロッド60の先端にはビット61が設けられている。
【0067】
コンプレッサ146 および操作部145 は比較的平坦な場所に置いておく。比較的平坦な場所で,削岩機取付台120 ,エアー削岩機140 の昇降,削孔ロッド60による削孔の操作を行うことができる。操作部145 はコンプレッサ146 からの圧縮空気の流量の調整および流路の切替,エアー削岩機140 の起動,停止等を行うものである。
【0068】
一般的には,掘削ロッド60によって孔を掘削した後,掘削ロッド60を引抜く。この場合には削岩機取付台120 を上昇させる。その後,掘削ロッド60によってあけられた孔内にセメント等を流し込み,かつ孔内にアンカーを挿入する。セメントが凝固すればアンカーは固定される。上述と同様にジョイント・カプラを用いれば,掘削ロッドを複数本つなぐことができる。
【0069】
取付台120 に削岩機140 を取付けてから削孔用ガイド110 を立設してもよいなど,作業の手順は上記に限らないのはいうまでもない。
【0070】
図13を参照して,先端係止部材118 は4枚の羽根190 を有し,4枚の羽根190 が等角度間隔(90度間隔)で放射状に相互に結合している。羽根190 は地面に突き刺り易くするために下部にいくにしたがって先細に形成されている。先端係止部材118 は4枚の羽根190 の4つの先端を持つ。羽根190 のほぼ中央には,地面に固定するのに用いるロープ51の一端を結びつけるための孔119 があけられている。
【0071】
図14および図15を参照して,先端係止部材118 はその基端部において,取付部材114 に溶接により固定されている。取付部材114 はH鋼である。この取付部材114 はボルト116 により案内支柱111 の下端面に固定されている。
【0072】
さらに取付部材114 にはガイド装置160 が取付けられている。ガイド装置160 は2つのガイド部材半体 160A, 160Bから構成されている。これらのガイド部材半体 160A, 160Bはその基部において,取付部材114 に固定されたブラケット162 に,ボルト/ナット167 により開閉自在に取付けられている。
【0073】
ガイド部材半体 160A, 160Bにはそれぞれガイド筒体半体 161A, 161Bが固定されている。ガイド部材半体 160A, 160Bの先端部にはロック部材 163A, 163Bが設けられている。ロック部材 163A, 163Bは,2つの平行な指を持つ(いわゆるコ字型)。一方のロック部材 163Aにロック棒166 がボルト/ナット164 により搖動自在に取付けられている。ロック棒166 にはつまみ 166aが設けられている。
【0074】
削孔ロッド60をガイド筒体半体 161A, 161Bで挟込むように,ガイド部材半体 160A, 160Bを閉じる。ロック棒166 をロック部材163B の2つの指の間に差込む。削孔ロッド60はガイド筒体半体 161A, 161Bによって形成されるガイド筒内に,その長手方向に移動自在に保持されることになる。
【0075】
ガイド部材半体 160Aとガイド部材半体 160Bの互いに接する辺には位置決め突起 165aと位置決め凹部 165bがそれぞれ形成されている。ガイド部材半体 160Aとガイド部材半体 160Bとを閉じていたとき,位置決め突起 165aが位置決め凹部 165bに入り,ガイド部材半体 160Aとガイド部材半体 160Bがぴったりと位置合わせされ,2つのガイド筒体半体 161A, 161Bが互いにずれることなく,これによりガイド筒が正しく形成される。
【0076】
図16および図17を参照して,案内支柱111 は,四角柱の形状を有し,アルミニウム合金で形成されている。したがって案内支柱111 は軽量である。案内支柱111 の4つの角はほぼ直角に削りとられ,長手方向にのびるローラガイド(凹部)112 が形成されている。また,案内支柱111 の内部には大きな円形の孔(シリンダ)151 がその長手方向に形成されている。
【0077】
案内支柱111 において,シリンダ151 を挟んだ位置に,長手方向にのびる圧縮空気通路152 と,2つの溝153 ,154 とがそれぞれ形成されている。これらの溝153 ,154 は外に開口している。溝153 は溝154 よりも外側に位置し,幅が広い。外側の溝153 内に金属製のシールバンド155 ,156 が嵌入れられている。これらのシールバンド155 ,156 は溝154 にのぞむように埋込まれたゴムマグネット157 により吸着されている。
【0078】
図18および図19を参照して,案内支柱111 の幅の広い溝153 に固定された二重のシールバンド155 ,156 の間に非磁性のアルミニウム合金製の伝達体172 が挟まれている。伝達体172 は,平板状でほぼ楕円形状を有し,溝154 から案内支柱111 の外方および内方(シリンダ151 )に突出している。外側,内側シールバンド155 ,156 は,その一部において,伝達体172 により外方および内方に押出されている。
【0079】
案内支柱111 内のシリンダ151 内には推進体173 が入っている。この推進体173 は2つの半体からなり,それぞれ永久磁石で形成されている。推進体173 の2つの半体は,シリンダ151 内に突出した伝達体172 の部分を挟み,相互に吸引し合うことにより,2つの半体は伝達体172 とともに一体化されている。案内支柱111 が非磁性のアルミニウム合金であるため,推進体173 が案内支柱111 に吸着することはない。
【0080】
推進体173 の両端には緩衝部材175 が設けられている。この緩衝部材175 にはOリング174 が装着され,シリンダ151 の内面と密着している。
【0081】
連結部材171 には伝達体172 が丁度嵌込む窪みが形成され,伝達体172 がこの窪みに入っている。連結部材171 は磁性体(たとえば鉄)により形成され,推進体173 の磁力により案内支柱111 の面に吸寄せられている。連結部材171 にはその周囲全体にわたってゴム材177 が装着され,ゴム材177 は案内支柱111 の一面に密着している。これにより,シリンダ151 は溝153,154があっても外気と遮断されている。すなわち,シリンダ151 は密封されている。連結部材171 の両端にも緩衝部材178 が装着されている。連結部材171 には孔 171aが形成されている。
【0082】
案内支柱111 の両端は閉塞ブロック 111a, 111bによりそれぞれ閉鎖されている。案内支柱111 の下端に位置する閉鎖ブロック 111bには空気孔があけられ,ここにホース 181A, 181Bを接続するための継手 180a, 180bがそれぞれ設けられている(図15も参照)。継手 180aから流入する圧縮空気は,シリンダ151 の推進体173 により分割された下部の空間に流出入口 182aから流入し,またはこの空間の圧縮空気は流出入口 182aから継手 180aを通してホース 181Aに導かれる。ホース 181Bから継手 180bを通して流入する圧縮空気は,案内支柱111 内の圧縮空気通路152 を通り,さらに案内支柱111 の上端の閉鎖ブロック 111bに設けられた流出入口 182bから,推進体173 によって分割されたシリンダ151 内の上方の空間に流入する,または上記空間内の圧縮空気は流出入口 182b,圧縮空気通路152 を通り継手 180bからホース 181Bに導かれる。
【0083】
案内支柱111 の下端(流出入口 182a)側から圧縮空気が流入したときには,この圧縮空気は推進体173 を上昇させる。逆に,案内支柱111 の上端(流出入口 182b)側から圧縮空気が流入したときには,この圧縮空気は推進体173 を下降させる。
【0084】
推進体173 の上昇,下降は伝達体172 を介して連結部材171 に伝達され,後述するように,削岩機取付台120 ,エアー削岩機140 が上昇,下降する。以上により昇降機構170 が構成される。
【0085】
図20から図22を参照して,削岩機取付台120 は4つのローラ124 を備えている。これらのローラ124 はその両端にフランジ 124aを備え,これらのフランジ 124aが案内支柱111 のローラガイド112 に沿っている。ローラ124 は軸122 に回転自在に支持されている。
【0086】
削岩機取付台120 は2つの支持板121 を備え,これらの支持板121 が連結板126 により固定されている。これらの支持板121 と連結板126 とにより断面がほぼ四角形の削岩機取付台120 が形成され,その内部を案内支柱111 が通っている。ローラ124 の軸122 は支持板121 に固定されている。
【0087】
一方の支持板121 と案内支柱111 の一側面(連結部材171 が設けられている側)との間には間隔がある。この間隔を形成するために軸122 には長さの長いカラー 125aが設けられている。他方の支持板121 と案内支柱111 の他側面との間の間隔は狭く,軸122 には短いカラー 125bが設けられている。
【0088】
連結板126 間には2つの連結ロッド 126aが渡され(固定され),この連結ロッド 126aが連結部材171 の孔 171a内を通っている。これにより,連結部材171 が昇降すると削岩機取付台120 も昇降することになる。
【0089】
一方の支持板121 にはブラケット129 が固定されている。エアー削岩機140 にもブラケット142 が固定されている。これらのブラケット129 とブラケット142 がボルト/ナット144 により連結されている。これにより,エアー削岩機140 が削岩機取付台120 取付けられている。
【0090】
図23は先端係止部材の他の実施例を示している。この先端係止部材 118Aはロッド 191Aおよび4枚の羽根 190Aから構成されている。ロッド 191Aの下端部は地面に突刺り易いようにやや尖っている。ロッド 191Aには,4枚の羽根 190Aが等角度間隔(90度間隔)で放射状に固定(固着)されている。羽根 190Aには,ロープ51を結びつけるための孔 119Aがあけられている。先端係止部材 118Aの上端面は上述の先端係止部材118 と同様に取付部材114 に溶着される。
【0091】
図24は昇降機構の他の実施例を示すものである。案内支柱 111Aの内部は空洞である。この内部空間内にねじ棒200 が軸受201 により回転自在に設けられている。ねじ棒200 は案内支柱 111Aの長手方向にのびている。また,案内支柱 111Aの内部空間の下端にはモータ204 が固定され,このモータ204 の回転は歯車機構203 を介してねじ棒200 に伝達される。
【0092】
案内支柱 111Aの一側面にはその長手方向にのびるスリット 154Aが形成されている。ねじ棒200 にはそのねじとねじ嵌められる雌ねじを持つ移動体202 が取付けられている。この移動体202 の一部はスリット 154Aを通って,外部に出ている。移動体202 の外部に出ている部分に上述した削岩機取付台120 が連結される。
【0093】
モータ204 が回転することにより,ねじ棒200 が回転し,移動体202 が案内支柱 111Aに沿って昇降する。
【0094】
図25は昇降機構のさらに他の実施例を示すものであり,案内支柱 111Bの内部にはその上下端部にスプロケット206 が回転自在に設けられ,これらのスプロケット206 にチェーン205 が掛けられている。一方のスプロケット206 は案内支柱 111Bに固定されたモータ(図示略)により回転される。
【0095】
案内支柱 111Bの一側面にスリット 154Bが形成され,チェーン205 に固定された移動体207 の一部がこのスリット 154Bを通って外部に突出している。この移動体207 の突出した部分に削岩機取付台120 が連結される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例による削孔作業の様子を示す斜視図である。
【図2】2本の掘削ロッドを接続した状態を示す正面図である。
【図3】セメント,モルタル等を掘削ロッド内に流し込む態様を示す正面図である。
【図4】第1の実施例による削孔用ガイドの正面図である。
【図5】削孔用ガイドの側面図である。
【図6】削孔用ガイドに取付けられた掘削ロッドのガイドを示す平面図である。
【図7】第1の実施例による削岩機取付台の正面図である。
【図8】削岩機取付台の側面図である。
【図9】削岩機取付台の平面図である。
【図10】削岩機取付台の下面図である。
【図11】第2の実施例による削孔作業の様子を示す図である。
【図12】第2の実施例による削孔装置の全体の拡大図である。
【図13】第2の実施例による削孔用ガイドの先端係止部材を示す斜視図である。
【図14】削孔用ガイドに取付られたガイド装置の側面図である。
【図15】図14のXV―XV線に沿う断面図である。
【図16】第2の実施例による案内支柱の断面図である。
【図17】案内支柱の溝の拡大断面図である。
【図18】第2の実施例による削岩機取付台の移動機構の断面図である。
【図19】図18のXIX―XIX線に沿う断面図である。
【図20】削岩機取付台の側面図である。
【図21】図20のXXI―XXI線に沿う断面図である。
【図22】図20のXXII―XXII線に沿う断面図である。
【図23】先端係止部材の他の実施例を示す斜視図である。
【図24】さらに他の実施例による削岩機取付台の移動機構の断面図である。
【図25】さらに他の実施例による削岩機取付台の移動機構の断面図である。
【符号の説明】
10,110 削孔用ガイド
11,111,111A,111B 案内支柱
15,16 Uボルト
17 掘削ロッドのガイド
18 ピン孔
20,120 削岩機取付台
21 保持部材
21A 保持部
21a 固定部
26 摺動筒体
27,144 ボルト/ナット
36,50,51 ロープ
40,140 削岩機
113 掛け具
118,118A 先端係止部材
119 孔
124 ロール
129,142 ブラケット
146 コンプレッサ
151 シリンダ
160 ガイド装置
161A,161B ガイド筒体半体
170 昇降機構[0001]
【Technical field】
The present invention relates to drilling holes (holes) in slopes, rocks, bedrock, ground, and other ground (in this specification, all exposed surfaces of the earth surface are called ground) in forests, mountains, etc. The present invention relates to a method, a drilling auxiliary device and a drilling device used in this drilling method.
[0002]
[Prior art]
Drilling a hole (hole) is necessary, for example, when placing an anchor in falling rock prevention work, suspension bridge construction, or the like. Inject a solidified material such as mortar and cement into the drilled hole and insert the anchor. The drill rod may be used as an anchor as it is.
[0003]
In any case, the drilling operation is performed using a rock drill that generates striking force. Workers carry out drilling work by holding a rock drill. Since a rock drill generates high-speed vibration, the arm of the worker may also vibrate, causing occupational illness. In particular, when drilling holes on inclined surfaces, it is difficult to ensure a stable posture and the workability is poor. As long as an operator holds the rock drill by hand, the length of the anchor that can be placed is limited because the rock drill cannot be held at a very high place. When placing a long anchor, it was necessary to assemble a temporary scaffold so that the rock drill could be held at a high place.
[0004]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
An object of this invention is to ensure the safety of workers.
[0005]
Another object of the present invention is to reduce the labor of workers.
[0006]
A further object of the present invention is to enable drilling capable of placing a long anchor without requiring a large temporary scaffolding or the like.
[0007]
The drilling method according to the present invention uses a drilling auxiliary device and a rock drill. A drilling device is constituted by the drilling auxiliary device and the rock drill.
[0008]
The drilling auxiliary device includes a drilling guide having a guide post, and a drilling machine mounting base having a portion for holding a rock drill, which is provided on the drilling guide so as to be movable along the guide post. It is what.
[0009]
A rock drill generates a striking force and is driven by compressed air or driven by an engine. Rock drills include air hammers, concrete breakers, drilling machines, excavators, and other names.
[0010]
In the drilling method according to the present invention, the drilling guide of the drilling auxiliary device is erected at the place where the drilling is to be drilled, and the drilling guide is drilled on a mounting base that can be moved up and down along the guide column. A rock drill is installed, the rock drill is operated so that it can be lowered along the guide strut of the drilling guide, and the drilling force generated by the rock drill is transmitted to the excavation rod for drilling. It is.
[0011]
The standing direction of the drilling guide (guide post) defines the direction of the drilled hole. Therefore, when drilling a hole that is substantially perpendicular to the ground (this is the most common and preferred mode), the drilling guide is set substantially perpendicular to the ground. Even when the ground is an inclined surface, the drilling guide is preferably set substantially perpendicular to the inclined surface. More preferably, an instrument (slant meter) for measuring the attitude of the drilling guide (whether it is perpendicular to the inclined surface) is provided in the drilling guide (guide strut).
[0012]
A rock drill for generating striking force and excavating the ground with a drilling rod is held on a mounting base that can be raised and lowered along the guide strut of the drilling guide. It is no longer necessary to have it by hand, which can increase work safety and reduce labor. In addition, if a long drilling guide is prepared, the rock drill can be held at a high position without temporary scaffolding or the like, so it is possible to cope with long anchors. Since the direction of drilling is also determined by the standing direction of the drilling guide, homogeneous drilling is possible.
[0013]
Preferably, a rock drill on / off switch is provided outside the rock drill and connected to the rock drill through a control line so that the operator can easily operate it.
[0014]
In a preferred embodiment, the drilling guide (preferably at the top thereof) is provided with a connector for linking a rope for holding the drilling guide in an upright state. Tighten multiple ropes from the drilling guide connector to the ground or standing trees or rocks, structures, etc. (ie directly or indirectly on the ground) Hold the hole guide upright.
[0015]
The operator does not need to hold the drilling guide in an upright state, and only needs to perform the monitoring work and the turning-on / off operation of the rock drill, and can take breaks alternately.
[0016]
If necessary, the drilling guide (preferably at its lower part) is provided with a fixture for fixing the lower end of the drilling guide to the ground, and the lower end of the drilling guide is fixed to the ground. The fixture may be a connector that connects one end of the rope. In this case, the lower end of the drilling guide is pulled in one direction or a plurality of directions using a rope. The fixture may be a pin that pierces the ground. The fixture may be a locking member that is attached to the lower end of the drilling guide and pierces the ground.
[0017]
In a preferred embodiment, the drilling rod guide is provided in the drilling guide. As a result, the excavation guide is guided and stable drilling work can be performed.
[0018]
A fixing tool for fixing the rock drill is provided on the rock drill mount. Helps prevent rock drills from falling and rotating.
[0019]
The rock drill can be pulled up by installing a pulley on top of the drilling guide and pulling a rope with one end tied to the mount or rock drill through the pulley. This is advantageous when holding a rock drill.
[0020]
In another embodiment, the drilling guide is provided with a mechanism for raising at least the rock drill mounting base by power, or the drilling guide provided with the mechanism is used. The jackhammer can be lifted by power without using the power of workers. The power includes compressed air, hydraulic pressure, electricity and the like.
[0021]
It is preferable that the mechanism is configured to raise and lower the rock drill mounting base.
[0022]
Even if the rock drill is operated so that it can fall under its own weight along the guide pillar of the drilling guide (with or without the lifting mechanism), the lifting mechanism can It may be operated while forcibly lowering.
[0023]
In another preferred embodiment, the drilling guide is constituted by a single guide post. In this case, the rock drill mounting base is provided with a plurality of rotatable rollers arranged to embed the guide struts. The weight of the drilling guide can be reduced.
[0024]
The anchor can be fixed in the ground by pouring a solidified material such as mortar and cement (preferably containing an admixture) into the hole excavated by the above method and inserting the anchor. Set). The excavating rod itself can also be used as an anchor. By using a hollow excavation rod, mortar and cement can be injected through the rod.
[0025]
It is possible to drill holes while connecting multiple drill rods with joint couplers. In this case, long anchors (including the jointed drill rod itself) can be handled.
[0026]
Anchors placed in the ground can be used for various purposes. For example, when installing a rockfall prevention structure in which a large number of wire ropes are stretched in a mesh and the crossing part of the wire rope is fastened with a cross clip, anchors are used to fix the ends and crossing parts of the wire rope. Used (for example, Patent No. 2679966). In addition, anchors are used to fix the rockfall prevention shelves and avalanche prevention shelves to the ground (such as inclined surfaces). Anchors are installed on slopes to prevent slope failure, anchors are used to fix suspension bridge suspension lines to the ground, or anchors are used to fix structures that secure suspension lines , Etc.
[0027]
【Example】
1 to 10 show a first embodiment.
[0028]
FIG. 1 shows a state of a work for digging a hole in the inclined surface S.
[0029]
This drilling operation is performed according to the following drilling method.
[0030]
A
[0031]
Although the details of the structure of the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
Preferably, the lower end portion of the
[0035]
A rock
[0036]
The
[0037]
One end of the
[0038]
The
[0039]
When the
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
Preferably, the operation switch (operation lever)
[0043]
When a plurality of
[0044]
Generally, after excavating a hole with the
[0045]
The
[0046]
Needless to say, the work procedure is not limited to the above, for example, the
[0047]
4 to 6 show the
[0048]
A U-bolt 16 for connecting the
[0049]
At the position of the
[0050]
[0051]
The members constituting these drilling guides 10 are all made of metal (for example, aluminum, iron, or alloys thereof), like the members constituting the rock
[0052]
7 to 10 show the configuration of the
[0053]
Four sliding
[0054]
The holding
[0055]
The
[0056]
11 to 22 show a second embodiment.
[0057]
FIG. 11 shows the state of the work of digging in the inclined surface S. FIG. 12 is an enlarged view of a part thereof.
[0058]
This drilling operation is performed according to the following drilling method.
[0059]
As in the first embodiment described above, a
[0060]
A rock
[0061]
When the
[0062]
The details of the configuration of the
[0063]
A
[0064]
At the location to be drilled (near the drilling guide 110), the
[0065]
The rock
[0066]
In this state, the
[0067]
The
[0068]
Generally, after excavating a hole with the
[0069]
Needless to say, the work procedure is not limited to the above, for example, the
[0070]
Referring to FIG. 13, the
[0071]
Referring to FIGS. 14 and 15, the distal
[0072]
Further, a
[0073]
Guide cylinder halves 161A and 161B are fixed to the
[0074]
The
[0075]
[0076]
Referring to FIGS. 16 and 17, the
[0077]
In the
[0078]
Referring to FIGS. 18 and 19, a non-magnetic aluminum
[0079]
A
[0080]
[0081]
The connecting
[0082]
Both ends of the
[0083]
When compressed air flows in from the lower end (
[0084]
The raising and lowering of the
[0085]
Referring to FIGS. 20 to 22, the
[0086]
The rock
[0087]
There is a gap between one
[0088]
Two connecting
[0089]
A
[0090]
FIG. 23 shows another embodiment of the tip locking member. The front
[0091]
FIG. 24 shows another embodiment of the lifting mechanism. The inside of the
[0092]
A
[0093]
As the
[0094]
FIG. 25 shows still another embodiment of the lifting mechanism.
[0095]
A
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a state of drilling work according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view showing a state in which two excavation rods are connected.
FIG. 3 is a front view showing a mode in which cement, mortar, or the like is poured into a drill rod.
FIG. 4 is a front view of a drilling guide according to the first embodiment.
FIG. 5 is a side view of a drilling guide.
FIG. 6 is a plan view showing a guide of a drilling rod attached to a drilling guide.
FIG. 7 is a front view of a rock drill mount according to the first embodiment.
FIG. 8 is a side view of a rock drill mount.
FIG. 9 is a plan view of a rock drill mount.
FIG. 10 is a bottom view of a rock drill mount.
FIG. 11 is a diagram showing a state of drilling work according to a second embodiment.
FIG. 12 is an enlarged view of the entire drilling device according to the second embodiment.
FIG. 13 is a perspective view showing a tip locking member of a drilling guide according to a second embodiment.
FIG. 14 is a side view of the guide device attached to the drilling guide.
15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a guide column according to a second embodiment.
FIG. 17 is an enlarged sectional view of a groove of a guide column.
FIG. 18 is a sectional view of a moving mechanism for a rock drill mount according to a second embodiment.
19 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX in FIG.
FIG. 20 is a side view of a rock drill mount.
21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.
22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG.
FIG. 23 is a perspective view showing another embodiment of the tip locking member.
FIG. 24 is a cross-sectional view of a moving mechanism of a rock drill mount according to still another embodiment.
FIG. 25 is a sectional view of a moving mechanism of a rock drill mount according to still another embodiment.
[Explanation of symbols]
10,110 Drilling guide
11, 111, 111A, 111B Guide post
15, 16 U bolt
17 Drilling rod guide
18 pin hole
20,120 Jackhammer mounting base
21 Holding member
21A Holding part
21a Fixed part
26 Sliding cylinder
27,144 Bolt / Nut
36, 50, 51 rope
40, 140 jackhammer
113 Hanging
118,118A Tip locking member
119 holes
124 rolls
129, 142 Bracket
146 Compressor
151 cylinders
160 Guide device
161A, 161B Guide cylinder half
170 Lifting mechanism
Claims (9)
上記削孔用ガイドは,間隔をおいて配置された平行な2本の上記案内支柱がその上,下端において上部横桟および下部横桟にそれぞれ固定されたものであり,上記固定具は,上記下部横桟の両端部の上記案内支柱よりも外側の位置にピン孔が上下方向にあけられ,このピン孔に固定ピンを挿通して地面に突き刺すものであり,この固定具により上記削孔用ガイドの下端部を地面に固定し,
上記削孔用ガイドにその案内支柱に沿って昇降自在に設けられた取付台に,削岩機を取付け,
削岩機を上記削孔用ガイドの上記案内支柱に沿って下降可能な状態として削岩機を作動させ,削岩機で発生する打撃力を掘削ロッドに伝達させて削孔する,
削孔方法。A guide for drilling that has a guide post and is fixed to the ground with a fixture at the lower end is erected at the place to be drilled.
The drilling guide is on its two parallel of the guide posts which are spaced, which are fixed respectively to the upper rungs and lower rungs at the lower end, the fixture, the lower rungs opposite ends the guide pin holes in the outer position than the struts of drilled vertically, which pierce the ground by inserting the fixing pin into the pin holes of this, the drilling by the fixture Fix the lower end of the guide for the ground to the ground,
A rock drill is mounted on a mounting base that can be moved up and down along the guide column of the drilling guide.
Breakers actuates the rock drill cutting as ready descends along the guide columns of the drilling guide, to drilling by a striking force generated Breakers is transmitted to the drill rod,
Drilling method.
上記削孔用ガイドにその案内支柱に沿って移動自在に設けられ,削岩機を保持する部分を持つ削岩機取付台を備え,
上記案内支柱の上記下部横桟の両端部の上記案内支柱よりも外側の位置に,削孔すべき場所に立設された削孔用ガイドの下端部を地面に固定するために地面に突き刺す固定ピンを挿通するためのピン孔が形成されている,
削孔補助装置。 Chi lifting two parallel guide posts which are spaced apart, on these guide columns are thereof and respectively fixed drilling guide, the upper rungs and lower rungs at the lower end
The drilling hole guide is provided movably along the guide strut, and has a rock drill mounting base having a portion for holding the rock drill,
The outer position than the guide columns of the opposite ends of the lower rungs of the guide posts pierce the ground to secure the lower end of the drilling guide erected in place to drilling in the ground fixed A pin hole is formed to insert the pin.
Drilling assist device.
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