JP4166122B2 - トンネル底部の斫り装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、長年の使用によって老朽化したトンネルの底部を改修する際に、該底部を所定厚みだけ削り取る斫り装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トンネル内壁面の斫り装置としては、トンネル長さ方向に移動可能な台車の前後端部上に前後支柱をトンネル幅方向に往復移動自在に立設し、これらの前後支柱間に回転フレームを回転自在に且つ上下動自在に架設、支持させ、さらに、回転フレームの一側面に斫りハンマをトンネル周方向および長さ方向に移動自在に装着してなる構造のものが使用され、斫りハンマによってトンネル内壁面を周方向に斫る時に、該斫りハンマが常にトンネル内壁面に当接した状態となるように、前後支柱をトンネル幅方向に移動調整すると共に回転フレームを上下移動調整しながら回転させている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特公平2−57182号公報(第2〜4頁、第1、2図)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなトンネル内壁面の斫り装置によれば、斫りハンマは回転フレームの一側面に配設されていてこの回転フレームを回転させただけでは円形状の軌跡上を移動するにすぎないため、斫りハンマをトンネル内壁面に押し付けた状態で該内壁面をトンネル周方向に斫っていくには、上述したように、回転フレームの回転に従ってトンネル内壁面からの斫りハンマの位置が変位する量に応じて該回転フレームを支持している前後支柱をトンネル幅方向に移動させると共にこれらの前後支柱の長さ方向に沿って回転フレームを上下移動調整しなければならず、その制御が極めて困難であると共に斫り作業が正確にして円滑に行うことができず、その上、装置全体が複雑化して設備費が高くつく等の問題点がある。
【0005】
さらに、上記斫り装置を老朽化したトンネル底部の改修を行う際のトンネル底部の斫りに使用した場合、回転フレームを回動させて斫りハンマを下向きにし、この状態で回転フレームをトンネル幅方向に移動させながら斫りハンマによってトンネル底部の斫りを行おうとしても、台車がこの斫りハンマの横移動の邪魔になって台車の両側方のトンネル底部しか斫りを行うことができず、また、仮に回転フレームがトンネルの幅方向に連続的に移動可能に構成しておいたとしても、トンネル底面が平坦な水平面ではなく幅方向に凹円弧状の曲面となしている場合には、上記のように、複雑な操作によって斫りハンマを底面に押し付けた状態を保持しながらトンネル幅方向に移動させなければならず、その操作が極めて困難である。
【0006】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単を操作によってトンネル底部を正確に且つ能率よく斫ることができると共に構造も簡単なトンネル底部の斫り装置を提供するにある。
【0007】
【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のトンネル底部の斫り装置は、請求項1に記載したように、トンネル長さ方向に移動自在な架台に基台を上下動自在に吊支していると共に、この基台の下面にトンネル底面に対して該底面の幅方向に平行なガイドレールを設けてあり、このガイドレールにトンネル底部を削り取る斫りハンマをトンネル幅方向に往復移動自在に取り付けていると共に、上記該斫りハンマによる斫り深さを所定深さとなるように規制する規制機構を備えてなる構造としている。
【0008】
このように構成したトンネル底部の斫り装置において、基台を上下動させる機構としては、請求項2に記載したように、架台の両側部に装着されて基台を吊支したジャッキからなり、これらのジャッキのロッドの下端に取付ているピンを基台の両側部側に設けている縦長孔に上下移動可能に係止させていることを特徴とする。
【0009】
また、斫りハンマによる斫り深さの規制機構としては、請求項3に記載したように、基台の上面に立設、固定した門形枠と、架台に配設されたモータによって回動するカム板とからなり、このカム板のカム面で上記門形枠の下面を受止することにより基台のそれ以上の下動を規制するように構成していることを特徴とする。
【0010】
さらに、請求項4に係る発明は、上記斫りハンマの構成として、下端に斫りビットを有する数本のロッド体をケーシングの下部内に該ロッド体の下端部をケーシングの下面から突出させた状態にして上下動自在に配設していると共にケーシング内に供給する圧気によりロッド体を衝撃的に下動させるように構成してあり、この斫りハンマのケーシングの上端部を基台の下面に設けているガイドレールに摺動自在に係合させ、駆動モータ又はジャッキ等の駆動手段によってケーシングをガイドレールに沿って往復移動させるように構成している。
【0011】
また、請求項5に係る発明は、上記架台の両側端部をトンネルの両側壁面に固定した水平レールにトンネル長さ方向に移動可能に支持させていることを特徴とする。
【0012】
【作用】
架台に吊支されている基台を下動させることによってこの基台の下面ガイドレールにトンネル幅方向に移動自在に取付けている斫りハンマをトンネルの底面に当接させた状態にする。しかるのち、斫りハンマを作動させてトンネル底部を削りとる。トンネル底面が所定深さまで削りとられると、規制機構によって斫りハンマはそれ以上、下動するのを規制され、基台を上動させたのち、該斫りハンマを基台の下面ガイドレールに沿ってトンネル幅方向に移動させる。
【0013】
この際、ガイドレールはトンネルの底面に平行に設けられているので、トンネルの底面が円弧状に湾曲していても、該トンネル底面に対する斫りハンマの高さ位置調整を行う必要はなく、該斫りハンマをトンネル底面に沿ってトンネル幅方向に次の斫り位置まで正確に移動させることができると共にその位置で再び、上記同様にして基台を下動させることにより、斫りハンマでトンネル底部を上記と同じ深さまで削りとることができる。
【0014】
基台の上下動は、架台の両側部に装着されているジャッキのロッドを伸縮させることによって行われ、さらに、これらのジャッキによる基台の吊支は、そのロッド下端に取付ているピンを基台の両側部側に設けている縦長孔に上下移動可能に係止させた構造としているので、基台の下面ガイドレールに取付けられている上記斫りハンマによる斫り作業中の振動を縦長孔によって吸収してジャッキ側に伝達するのを防止することができると共に斫り作業を行う際に、斫りハンマのビットをトンネル底面に当接させて基台をトンネル底面側に支持させた状態にしたのち、ジャッキのロッドを伸長させてそのピンを縦長孔の下端部側に移動させておくことにより、斫りハンマによるトンネル底部の斫り深さが進行するに従って、ジャッキのロッドを伸長させることなく上記ピンと縦長孔を介して基台を下動させ所定の深さまでトンネル底部を円滑に削りとることができる。
【0015】
さらに、上記斫りハンマによる斫り深さの規制機構として、基台の上面に立設した門形枠と、架台に配設されたモータによって回動するカム板とからなり、このカム板のカム面で上記門形枠の下面を受止することにより基台のそれ以上の下動を規制するように構成しているので、斫りハンマのビットをトンネル底面に当接させた状態において、カム板の長径側を水平方向に向けた状態にしてその短径側の上面と門形枠の下面間に斫り代に相当する間隔を設けておくことにより、斫りハンマによるトンネル底部の斫り深さが進行するに従って基台がこの斫りハンマと一体的に下動して上記間隔が狭まり、門形枠の下面ガカム板の短径側の上面に受止された時にトンネル底部が所定の深さまで削りとられた状態となり、斫りハンマと基台はそれ以上下動することはない。
【0016】
こうして斫りハンマによりトンネル底部の所定部分を一定深さだけ削りとったのち、カム板をその長径側が垂直状態となるまで回動させると、基台が上動して斫りハンマのビットを未だ斫られていないトンネル底面よりも上方に位置させ、この状態にして斫りハンマをガイドレールに沿って次の斫り位置まで横移動させて再び上記同様にしてその部分の斫り作業を行い、この作業をトンネル幅方向に繰り返し行うことによりトンネルの底部を全幅に亘って所定深さだけ削りとる。次いで、架台をトンネル長さ方向に前進させて上記斫ったトンネル底部に連なる次のトンネル底部を上記同様にして斫りハンマにより削りとり、以下、斫りハンマによるトンネル底部の幅方向の削りとりと長さ方向の削りとりとを繰り返し行ってトンネル底部を全面的に所定深さだけ削りとるものである。なお、トンネル底部を改修する場合には、上記斫りハンマによるトンネル底部の削りとり面に生コンクリートを打設すればよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面について説明すると、図1はトンネル底部の斫り装置の簡略正面図、図2はこの斫り装置をトンネル底部の改修に使用した状態を示す簡略側面図、図3はその簡略平面図であって、これらの図において、斫り装置AはトンネルTの幅方向に長い角棒体或いは型鋼からなる水平架台1と、この水平架台1の両側端部をトンネル長さ方向に移動自在に支持している水平レール2、2と、水平架台1の下方に上下動自在に配されて下面にトンネル底面tに対して該底面tの幅方向に平行なガイドレール3aを設けている基台3と、トンネル底面tに対する基台3の上下動機構4と、該基台3の下動規制機構5と、基台3の上記ガイドレール3aにその上端部をトンネル幅方向に往復移動自在に係合させている斫りハンマ6と、この斫りハンマ6の往復動機構7とから構成されている。
【0018】
この斫り装置Aの構造をさらに詳しく説明すると、上記水平架台1は、一本でもよいが、図においては前後に小間隔を存して二本の水平架台1、1を平行に配設して連結片1'により一体に連結してあり、これらの水平架台1、1の両側端部をトンネル内壁面tの両側壁面部における高さ方向の中間部に固定した上記水平レール2、2上にトンネル長さ方向に移動自在に支持させている(図2、図3参照)。
【0019】
水平架台1、1をトンネルTの長さ方向に移動させる機構としては、これらの水平架台1、1の両側端部に上記水平レール2、2上を転動するローラ1a、1aを回転自在に軸支し、これらのローラ1a、1aを水平架台2、2の両側端部に取り付けている駆動モータ8、8によってそれぞれ回転させるように構成している。なお、水平レール2、2はトンネルの全長に亘って配設しておく必要はなく、斫り装置Aによりトンネル底部を水平レール2の長さに相当する長さ部分だけ削りとる(斫る)毎に、斫り装置Aが通過した水平レール2を取り外して前側の水平レール2に継ぎ足していけばよい。
【0020】
基台3は、トンネル幅方向の長さが上記水平架台1と略同じ長さを有し、且つトンネル長さ方向の幅(厚み)も略同一に形成されていると共に、下面はトンネルTの底面tの幅方向の形状に平行する面に形成されている。即ち、図1においては、トンネルTの底面tの幅方向の形状が幅方向の中央部が最も低位となった凹円弧状面に形成されてあり、従って、基台3の下面もこの凹円弧状の底面tと同一湾曲度でもって湾曲し且つトンネル幅方向の中央部が下方に向かって最も突出した状態の下向き凸円弧状面に形成されている。そして、この基台3の下面における前後端縁に凹円弧状のトンネル底面tに平行に湾曲したガイドレール3a、3aを一体に設けている。
【0021】
このように形成している基台3は、水平架台1に対して上記上下動機構4を介して吊支されている。この上下動機構4は水平架台1の両側部に配設されているジャッキ4a、4aからなり、これらのジャッキ4a、4aはそのロッド4b、4bを下方に向けた状態にして水平架台1の両側部上面に突設している支持ブラケット1b、1bに装着、支持されていると共に、水平架台1から下方に突出しているロッド4b、4bの下端に水平ピン4c、4cを固着し、この水平ピン4c、4cを上記基台3の上面両側部にそれぞれ突設した前後一対の突片3b、3bに設けている縦長孔3c、3cにそれぞれ上下動可能に挿通し、常態においては、該縦長孔3c、3cの上端にこれらの水平ピン4c、4cを係止させることにより、基台3をそれ以上下方に移動不能にジャッキ4a、4aによって吊支している。
【0022】
なお、上記縦長孔3c、3cは、上記斫りハンマ6によるトンネル底部の削りとり深さ(斫り深さ)よりも長く形成されていて斫り作業時に発生する斫りハンマ6の振動が上記基台3を吊支しているジャッキ4a、4aのロッド4b、4bに殆ど伝達しないようにしている。また、このジャッキ4aのロッド4bの下端に対する水平ピン4cの取付けは上記のように固着することなく、ロッド4bの下端部にも縦長孔を設けておき、このロッド4bの下端部を上記前後突片3b、3b間に挿入してこれらの突片3bの縦長孔3cとロッド4bの縦長孔に挿通状態で介在させておいてもよい。
【0023】
一方、上記基台3の下動の規制する機構5としては、該基台3の幅方向の中央部上面に門形枠5aを立設、固定する一方、水平架台1の上面中央部にモータ5b(図3に示す)を設置して該モータ5bの回転軸に固着している楕円形状のカム板5cの円弧状上面で上記門形枠5aの上端部内面に形成している下面5dを接離自在に支持させるように構成している。さらに、上記カム板5cの回転中心から長径側の外周端面までの半径を斫りハンマ6によるトンネル底部の一定の削り深さと、未だ削られていないトンネル底面tから上方へのビット6bの離間距離との和に等しく形成されていると共に、上下動機構4のジャッキ4a、4aを伸長させて斫りハンマ6のビット6bを未だ削られていないトンネル底面tに当接、支持させた状態にし、且つ、カム板5cの長径方向を水平方向に向けた時に、短径方向の上面と門形枠5aの下面との間に斫りハンマ6によるトンネル底部の斫り深さに相当する間隔が設けられるように構成している。
【0024】
従って、斫りハンマ6のビット6bをトンネル底面に当接、受止させた状態から上記ジャッキ4a、4aのロッド4b、4bを伸長させて基台3を下動可能にし、斫りハンマ6によりトンネル底部を所定深さまで削りとると、門形枠5aの下面5dがカム板5cの短径方向の上面に当接、受止されて斫りハンマ6がそれ以上、トンネル底部を深く削りとるのを規制されるものである。なお、このような基台3の下動、即ち、斫りハンマ6による削りとり深さを規制する機構5としてはカム機構に限らず、クランク機構等の適宜な機構を採用してもよい。
【0025】
基台3の下面には、上述したように、トンネル底面tにおける該底面tの幅方向の表面形状に等しい形状に形成されているガイドレール3aが一体に設けられてあり、このガイドレール3aに上記斫りハンマ6の上端部をトンネル幅方向に往復移動自在に係合させている。
【0026】
この斫りハンマ6としては、下端に斫りビット6bを有する数本のロッド体6aを打撃力によって衝撃的に下動させることによりコンクリートや岩盤の表面をはつる公知のハンマを使用している。その構造を簡単に説明すると、図4は該斫りハンマ6の簡略縦断面図であって、ケーシング61の下部に上記数本のロッド体6aを、その下端に装着している斫りビット6bをケーシング61の下面から下方に突出させた状態にして上下動自在に配設していると共に、ケーシング61の上部に設けているシリンダ62内に断面U字状のピストン63を上下摺動自在に配設し、このピストン63を圧縮空気によって瞬間的に下動させることにより、ロッド体6aの上端面を叩打して該ロッド体6aを急激に下動させ、その打撃力でコンクリートや岩盤等の表面を削りとる、即ち、斫るように構成している。
【0027】
圧縮空気は外部の供給源からケーシング61内に設けている供給路64を通じて、上記ロッド体6aの上端大径部の下面側に設けている空気室65に供給することにより該ロッド体6aの上端部を上記シリンダ62の下端部内に突出させた状態に保持するようにしていると共に、ピストン63の上端大径部の下面側に設けている空気室66にも同時に供給することによりピストン63をシリンダ62の上端まで上動させるようにしている。さらに、ビストン63の高さ方向の中央部に該ピストン63の内外面間に亘って貫通した通気孔67を設けていてピストン63がシリンダ62の上端に達した時にこの通気孔67が上記空気室66に圧縮空気を供給する供給路64に連通し、ピストン63内に圧縮空気が流入して該ピストン63内の圧力が急上昇し、ピストン63が急激に下動して上述したようにロッド体6aの上端面を叩動してロッド体6aに打撃力を発生させるものである。
【0028】
ピストン63がシリンダ62の下端部にまで下動すると、上記通気孔67がシリンダ62に設けている排気孔68と連通し、この排気孔68から排気通路69を通じて外部に排出されると共に、再び、上記供給路64からの圧縮空気によってロッド体6a及びピストン63が上動し、ピストン63内に圧縮空気を流入して該ピストン63が急激に下動してロッド体6aの上面を叩打することによりロッド体6aを衝撃的に下動させ、この動作を繰り返し行ってコンクリートや岩盤等の表面を削りとるように構成しているものである。
【0029】
この斫りハンマ6を基台3の下面ガイドレール3aに沿って往復動させる機構7は、基台3の上面中央部に横行用ジャッキ7aを配設し、この横行用ジャッキ7aの両端から伸縮自在に突設しているピストンロッドの先端にプーリ7b、7bを回転自在に支持させていると共に、基台3の前面或いは背面に上記ガイドレール3aに沿って複数個のガイドロール7cを適宜間隔毎に取り付けてこれらのガイドロール7cと上記プーリ7b、7bとに掛け渡している横行用ワイヤ7dを斫りハンマ6の上端部に連結し、横行用ジャッキ7aの一方のピストンロッドを伸長させた時に他方のピストンロッドを収縮させることによって斫りハンマ6をガイドレール3aに沿ってトンネル幅方向に往復移動させるように構成している。
【0030】
9は水平架台1上に設置された油圧ユニットで、上記上下動機構4のジャッキ4a、4aや横行用ジャッキ7a等に圧油を供給するために設けられている。
【0031】
以上のように構成したトンネル底部の斫り装置Aによって、コンクリート覆工よりなるトンネル底部を所定深さ削りとるには、まず、水平架台1の両側部に装着している上下動機構4のジャッキ4a、4aのロッド4b、4bを伸長させることによって基台3を下動させ、この基台3の下面ガイドレール3aから下方に突出させている斫りハンマ6のロッド体6aの下端に装着している斫りビット14b をトンネル底面tの上面に当接させる。
【0032】
この際、斫りビット14b をトンネル底面tに当接させる前に、予め、水平架台1の中央部に回動自在に設けているカム板5cを、その長径側が水平方向に、短径側が垂直方向に向くように回動させておくと、斫りビット14b がトンネル底面tの上面に当接した状態にした時に、カム板5cにおける上向きにした短径方向の上面と基台3に立設している門形枠5aの下面との間に斫りハンマ6によるトンネル底部の斫り深さに相当する間隔が設けられる。
【0033】
この状態からさらに上下動機構4のジャッキ4a、4aのロッド4b、4bを伸長させて該ロッド4b、4bの下端に取付けている水平ピン4c、4cを基台3の両側部上面に固着した突片3b、3bに設けている縦長孔3c、3cの下端側にまで移動させると、基台3は上下動機構4のジャッキ4a、4aによる支持が解かれて上下動可能な状態となる。なお、この時のジャッキ4a、4aのロッド4b、4bの下方への伸長量は、斫りハンマ6による所定の斫り深さよりも長くしておく。
【0034】
この状態にして斫りハンマ6を上記のように圧縮空気によって駆動してそのロッド体6a下端の斫りビット6bの打撃力によってトンネル底部を削りとっていくと、その削り(斫り)深さに応じて基台3が徐々に下動し、所定深さまで削りとると、基台3に立設している門形枠5aの下面がカム板5cの短径方向の上面に当接、受止されて基台3及び斫りハンマ6がそれ以上下動するのを阻止され、斫りハンマ6によるトンネル底部の一部分の斫り作業が完了する。
【0035】
こうしてトンネル底面tが斫りハンマ6によって一定深さまで削りとられたのち、カム板5cをその長径方向が垂直方向に向くように回動させると、このカム板5cの回転中心からの長径方向の外周端面までの長さ(半径)が、上述したように斫りハンマ6によるトンネル底部の一定の削り深さと、未だ削られていないトンネル底面tから上方へのビット6bの離間距離との和に等しく形成されているので、斫りハンマ6のビット6bが未だ削られていないトンネル底面tから上方に達する位置まで基台3が持ち上げられる。
【0036】
次いで、該斫りハンマ6を往復動機構7の横行用ジャッキ7aの作動によって基台3の下端部の円弧状のガイドレール3aに沿ってトンネルの幅方向の次の斫り位置まで横移動させ、再び、上記同様にして斫りハンマ6によりトンネル底部を一定深さまで斫りしたのち、基台3を持ち上げて次の斫り位置まで横移動させ、以下、この作業を繰り返し行うことによってトンネルTの底面tの一定長さ部分を全幅に亘って一定深さだけ削りとる。
【0037】
しかるのち、水平架台1をトンネル長さ方向の次の斫り位置まで前進させ、その位置で上記同様にして斫りハンマ6により先に削りとった斫り壁面t'に連続する斫り壁面t'を形成し、以下、この斫り作業を繰り返し行ってトンネルTの底面tを幅方向、長さ方向に全面的に削りとっていくものである。
【0038】
なお、トンネルTが長年の使用にしてそのトンネル底面tが磨耗等して凹凸面が形成されていても、上下動機構4のジャッキ4a、4aのロッド4b、4bを伸長させることによって斫りハンマ6のビット6bを該トンネル底面t上に当接、受止させると、その当接、受止部分が凸面であれば、基台3に立設している門形枠5aの下面と、下動規制機構5のカム板5cにおける上向きにした短径側の上面との間の間隔が広く(大きく)なり、当接、受止部分が凹面であれば、基台3に立設している門形枠5aの下面と、下動規制機構5のカム板5cにおける上向きにした短径側の上面との間の間隔が狭く(小さく)なるだけで、門形枠5aの下面がカム板5cの上向きにした短径側の上面に当接、受止されるまで斫りハンマ6によりトンネル底部を削り取った時には、いずれの場合もこの斫りハンマ6のビット6bが常にガイドレール3aから一定距離だけ下方に達した位置となり、削りとられたトンネル底面は段差が生じることなく面一状に連続するものである。
【0039】
また、このように構成していると底部の斫り装置において、基台3の上面中央部に立設、固定している上記門形枠5aの両側垂直枠部の一部に上下方向に伸縮自在なジャッキ(図1において、符号50として示す)を組み込んでおいてもよく、このように構成すると、該ジャッキ50、50が基台3の高さ調整機構となる。
【0040】
即ち、基台3を上下動機構4の両側ジャッキ4a、4aによって吊支した状態において、このジャッキ50、50を伸縮させると、上記門形枠5aが上下動して該門形枠5aの下面とカム板5cの上面との間の間隔、即ち、斫りハンマ6による斫り深さを大小に調整可能になると共に、その状態から上下動機構4の両側ジャッキ4a、4aを伸縮させてそのいずれの間隔も一定となるように基台3を上下動させると、トンネル底面tに対する基台3の高さ及び斫りハンマ6のビットの位置が上下に変化することになる。
【0041】
従って、上記斫り装置Aを図2、図3に示すように前後に並設しておき、後側の斫り装置Aの基台3を上記高さ調整機構のジャッキ50、50の伸長によって斫りハンマ6のビットによるトンネル底面の切削開始位置が前側の斫り装置の斫りハンマ6のビットによる切削開始位置よりも下方に位置するように高さ調整しておくことによって、例えば、前側の斫り装置Aの斫りハンマ6のビット6bによりトンネル底面tから50mmの深さまで削りとったのち、これらの斫り装置をトンネル両側面に取付けているレール2、2に沿って前進移動させて、後側の斫り装置Aを前側の斫り装置Aによって削りとられた位置に達した時に、この後側の斫り装置Aにより前側の斫り装置Aで削りとられたトンネル底面をさらに所定深さ、例えば、50mmだけ深く削りとることができる。
【0042】
次に、上記斫り装置Aによって削り取られたトンネル底部のコンクリート斫り片を生コンクリートの骨材として使用しながら老朽化したコンクリート覆工からなるトンネル底部をを改修する装置及びその方法について説明すると、装置としては図2、図3に示すように、上記斫り装置Aに後続して斫りされたコンクリート斫り片をトンネル底面tの斫り面から排除する排除手段Bと、この排除手段Bから排出されるコンクリート斫り片を収集する収集台車Cと、この収集台車Cに配設している振動ふるい11によってふるい分けられたコンクリート斫り片を一旦、貯留しておく貯留台車Dと、この貯留台車Dから供給される骨材としてのコンクリート斫り片とセメントミルク又はモルタルとを混練して生コンクリート10を作製するミキサ23を搭載しているミキサ台車Eと、ミキサ23から斫り壁面t'に打設された生コンクリート10を均す均し手段Fとを順次配設してなるものである。
【0043】
また、上記斫りハンマ6の前面には、図2に示すように圧縮空気吹付管12が装着されてあり、その下端ノズルを斫りハンマ6の下端に向かって後方に湾曲させて該ノズルから噴射する噴射空気によって、斫りハンマ6により削りとられたトンネル底面tのコンクリート斫り片を後方に押し進めるようにしている。
【0044】
斫り装置Aに後続した上記排除手段Bは、下向きに開口したケーシング体13内にコンクリート斫り片を手前側から後方に向かって掻き寄せる回転ブラシ14を設けていると共に、このケーシング体13の後端に導出管15の前端開口部を一体に連結、連通させてなり、該導出管15の後端開口部を収集台車Cの前端下部に取り付けているコンクリート斫り片滞留函16の開口上端に臨ませている。
【0045】
このコンクリート斫り片滞留函16は、収集台車Cの前端に固定されていてトンネルの斫り壁面t'である底面に摺接しながら収集台車Cと一体的に移動するように構成されてあり、この滞留函16の上端部に上記導出管15の後端部に突設している水平ブラケット部15a を回動自在に枢着している。そして、収集台車Cの一側前端部と上記水平ブラケット部15a の先端部間をジャッキ17により連結してこのジャッキ17の伸縮動作によって排除手段Bのケーシング体13をトンネル底面tに接して水平方向に往復旋回動させるようにしている。
【0046】
収集台車Cには台車上に搭載しているホッパ18と、このホッパ18上に設置した上記振動ふるい11と、上記コンクリート斫り片滞留函16内からこの振動ふるい11の上方にまでコンクリート斫り片を搬送する前側傾斜コンベア19と、振動ふるい11によってふるい分けられて該振動ふるい11上に残るコンクリート斫り片をこの振動ふるい11から受け取って後方の貯留台車Dの貯留ホッパ21に投入する後側傾斜コンベア20とを備えている。
【0047】
振動ふるい11はそのふるい面を前端から後端に向かって斜め下方に傾斜させていると共に後端部上にバイブレータ11a を設置して該バイブレータ11a によりふるいを振動させ、前側傾斜コンベア19からこの振動ふるい11に投入されたコンクリート斫り片を、該ふるい目を通過する粉粒状のコンクリート斫り物と、生コンクリート用の骨材として適した大きさのコンクリート斫り片とにふるい分け、ふるい目を通過した粉粒状のコンクリート斫り物を下方のホッパ18に落下、収集させる一方、ふるい目上に残ったコンクリート斫り片を振動ふるい11の下傾端から上記後側コンベア20上に投下させるように構成している。
【0048】
なお、振動ふるい11のふるい目の後端部下方には、振動ふるい11上に投入されたコンクリート斫り片に含有する水分を受け入れて下方の適所に貯留する排水管34が取り付けられている。
【0049】
貯留台車Dには、その後端側に上記収集台車Cの前後傾斜コンベア19、20と同じ構造の傾斜コンベア22が配設されてあり、この傾斜コンベア22の下端水平部を貯留ホッパ21の開口下端の下方に臨ませいると共に上端水平部をミキサ台車E上に搭載しているミキサ23の上端開口部に臨ませている。
【0050】
このミキサ23は、上側のミキサ部23a と下側のミキサ23b とからなり、台車上に設置したモータ24によってこれらの上下ミキサ部23a 、23b に回転自在に配設している攪拌羽根25を回転させるようにしていると共に、上側のミキサ部23a 内で生コンクリート10を作製し、下側のミキサ部23b 内に該生コンクリート10を貯留しておくように構成している。この下側ミキサ部23b の後面下端部に、生コンクリート10をトンネルTの斫り壁面(底面)t'に排出して打設するパイプからなる生コンクリート供給口26を設けている。
【0051】
斫られた壁面t'に打設された生コンクリート10を均すための均し手段Fは、下面を斫られた壁面t'から該壁面t'に補修すべきコンクリートの厚みに相当する寸法を存してトンネルTの全幅に亘ってこの壁面(底面)t'と平行な湾曲下面27aに形成している均し板27を備え、この均し板27をトンネルTの両側壁面部における高さ方向の中間部に固定した水平レール28、28にトンネル長さ方向に移動自在に支持させている。
【0052】
詳しくは、均し板27のトンネル幅方向の両側端部に棒状の支持部材29、29を立設してこれらの支持部材29、29の上端部に、上記水平レール28、28を挟持しながら転動する複数個のローラ30、30を軸支していると共にこれらのローラ30、30を支持部材29に設置したモータ31によって回転駆動させるようにしてあり、さらに、上記均し板27の上面両側部に該均し板27に振動を与えるためのバイブレータ32、32を設置している。なお、上記水平レール28、28も一定長さのレールを順次、トンネル長さ方向に盛り代え、或いは継ぎ足していくように構成している。
【0053】
このように構成したトンネルの底部改修装置によって改修する方法を説明すると、上述したように、斫り装置Aの斫りハンマ6によってトンネルTの内壁面tにおける改修すべき底面tを一定厚みだけ削りとる。削りとられたコンクリート斫り片は、斫りハンマ6の前面に装着している吹付管12の下端ノズルから噴出する空気流によって後方に送られ、斫り装置Aに後続する排除手段Bの回転ブラシ14によって掻き寄せられると共に導出管15を通じて収集台車Cに設けている滞留函16内に送り込まれる。
【0054】
さらに、コンクリート斫り片はこの滞留函16から前側傾斜コンベア19によって収集台車Cの上方に配設している振動ふるい11上に投入され、振動ふるい11によって生コンクリートの骨材としての使用に適さない小さな粉粒状コンクリート斫り物を下方のホッパ18内にふるい落とす。一方、振動ふるい11上に残った大きなコンクリート斫り片は、振動ふるい11の傾斜面上を該振動ふるい11の振動によって下傾端側に移動し、この下傾斜端から後側傾斜コンベア20上に落下して該後側傾斜コンベア20により収集台車Cに後続する貯留台車D上の貯留ホッパ21に投入され、一旦、この貯留ホッパ21内に貯留しておく。
【0055】
この貯留台車Dに後続するミキサ台車Eによって生コンクリートを作製する場合には、ミキサ台車Eのミキサ23の上側ミキサ部23a 内に、セメントミルク又はモルタルと貯留台車Dからのコンクリート斫り片とを一定割合でもって投入し、混練することによって生コンクリートを作製する。なお、セメントミクル又はモルタルは生コンクリートの作製時に、トンネルT内に配設した配管33(図3に示す)を通じてミキサ23に供給する。
【0056】
こうして、作製された一定量の生コンクリート10は下側ミキサ部23b 内に一旦、貯留しておき、削りとられた壁面t'に打設する際には供給口26を開放して該壁面t'上に流し込み、均し手段Fの均し板27をバイブレータ32、32によって振動させながら削りとられた壁面t'に打設された生コンクリート10を均すことによって新たな舗装面に改修する。
【0057】
この改修作業は、上記斫り装置AによってトンネルTの底面tをトンネル長さ方向に所定深さ削りとっていくに従って、この斫り装置Aに後続する収集台車C、貯留台車D、ミキサ台車E、均し手段Fを前方に移動させながら連続的に行われる。
【0058】
【発明の効果】
以上のように本発明のトンネル底部の斫り装置によれば、請求項1に記載したように、トンネル長さ方向に移動自在な架台に基台を上下動自在に吊支していると共に、この基台の下面にトンネル底面に対して該底面の幅方向に平行なガイドレールを設けてあり、このガイドレールにトンネル底部を削り取る斫りハンマをトンネル幅方向に往復移動自在に取り付けていると共に、上記該斫りハンマによる斫り深さを所定深さとなるように規制する規制機構を備えているので、架台に吊支されている基台を下動させながら斫りハンマによるトンネル底部の削りとりを円滑に行うことができると共に、所定深さまで削りとった時には規制機構によってそれ以上の削りとりが規制されるから、常に所定深さの削りとり面を得ることができる。
【0059】
その上、基台を吊支している架台がトンネル長さ方向に移動自在であり、且つ基台の下面にはトンネル底面に対して該底面の幅方向に平行なガイドレールが設けられていてこのガイドレールに上記斫りハンマをトンネル幅方向に往復移動自在に取付けているので、トンネル底部の斫り時に、斫りハンマのトンネル底面に対する位置調整などを行う必要はなく、該斫りハンマをトンネル底面に平行なガイドレールに沿って移動させると共に基台を吊支している架台をトンネル長さ方向に移動させることによって、トンネル底部全面を所定厚みだけ正確に且つ能率よく削りとることができる。
【0060】
このように構成したトンネル底部の斫り装置において、請求項2に係る発明は、上記基台を上下動させる機構として、架台の両側部に装着されて基台を吊支したジャッキからなるので、これらのジャッキのロッドを伸長させることにより、基台と一体に斫りハンマを容易に且つ迅速に下動させてそのビットをトンネル底面に当接させ、直ちに斫り開始の準備を行うことができる。
【0061】
さらに、上記ジャッキによる基台の吊支は、そのロッド下端に取付ているピンを基台の両側部側に設けている縦長孔に上下移動可能に係止させた構造としているので、基台の下面ガイドレールに取付けられている上記斫りハンマによる斫り作業中の振動を縦長孔によって吸収してジャッキ側に伝達するのを防止することができると共に斫り作業を行う際に、斫りハンマのビットをトンネル底面に当接させて基台をトンネル底面側に支持させた状態にしたのち、ジャッキのロッドを伸長させてそのピンを縦長孔の下端部側に移動させておくことにより、斫りハンマによるトンネル底部の斫り深さが進行するに従って、ジャッキのロッドを伸長させることなく上記ピンと縦長孔を介して基台を下動させ所定の深さまでトンネル底部を円滑に削りとることができる。
【0062】
また、請求項3に係る発明によれば、斫りハンマによる斫り深さの規制機構は、基台の上面に立設、固定した門形枠と、架台に配設されたモータによって回動するカム板とからなり、このカム板のカム面で上記門形枠の下面を受止することにより基台のそれ以上の下動を規制するように構成しているので、斫りハンマのビットをトンネル底面に当接させた状態において、カム板の長径側を水平方向に向けた状態にした時に、その短径側の上面と門形枠の下面間で形成される隙間、即ち、上下方向の間隔を斫り代に相当する間隔となるように設定しておけば、斫りハンマによるトンネル底部の削り深さが所定の深さに達した時に門形枠の下面がカム板の上面に受止されてそれ以上の削り取りが行われなくなり、常に、所定深さの削り取りが可能となるものである。
【0063】
その上、上記カム板の長径側の半径距離を斫りハンマによる上記所定深さまでの削り深さ以上に形成しておくことによって、トンネル底部を削りとったのち、カム板をその長径側が垂直状態となるまで回動させると、基台が上動して斫りハンマのビットを未だ斫られていないトンネル底面よりも上方に位置させることができ、従って、トンネル底面に邪魔されることなく斫りハンマをガイドレールに沿って次の斫り位置まで簡単に且つ迅速に横移動させることができ、削りとり作業が能率よく行うことができる。
【0064】
また、請求項5に係る発明によれば、上記架台は、その両側端部に軸支しているローラをトンネルの両側壁面に固定した水平レールにトンネル長さ方向に移動可能に支持させているので、トンネル長さ方向に対しても該トンネルの底部を上記斫りハンマによって円滑に斫りしていくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】斫り装置の簡略正面図、
【図2】斫り装置をトンネル底部の改修に使用した状態を示す簡略側面図、
【図3】その簡略平面図、
【図4】斫りハンマの縦断面図。
【符号の説明】
A 斫り装置
T トンネル
t 底面
1 水平架台
2 水平レール
3 基台
3a ガイドレール
3c 縦長孔
4 上下動機構
4a ジャッキ
4c 水平ピン
5 下動規制機構
5a 門形枠
5c カム板
6 斫りハンマ
7 往復動機構
Claims (5)
- トンネル長さ方向に移動自在な架台に基台を上下動自在に吊支していると共に、この基台の下面にトンネル底面に対して該底面の幅方向に平行なガイドレールを設けてあり、このガイドレールにトンネル底部を削り取る斫りハンマをトンネル幅方向に往復移動自在に取り付けていると共に、上記該斫りハンマによる斫り深さを所定深さとなるように規制する規制機構を備えていることを特徴とするトンネル底部の斫り装置。
- 基台を上下動させる機構は、架台の両側部に装着されて基台を吊支したジャッキからなり、これらのジャッキのロッドの下端に取付ているピンを基台の両側部側に設けている縦長孔に上下移動可能に係止させていることを特徴とする請求項1に記載のトンネル底部の斫り装置。
- 斫りハンマによる斫り深さの規制機構は、基台の上面に立設、固定した門形枠と、架台に配設されたモータによって回動するカム板とからなり、このカム板のカム面で上記門形枠の下面を受止することにより基台のそれ以上の下動を規制するように構成していることを特徴とする請求項1に記載のトンネル底部の斫り装置。
- 斫りハンマは、下端に斫りビットを有する数本のロッド体をケーシングの下部内に該ロッド体の下端部をケーシングの下面から突出させた状態にして上下動自在に配設していると共にケーシング内に供給する圧気によりロッド体を衝撃的に下動させるように構成してあり、この斫りハンマのケーシングの上端部を基台の下面に設けているガイドレールに摺動自在に係合させ、駆動モータ又はジャッキ等の駆動手段によってケーシングをガイドレールに沿って往復移動させるように構成していることを特徴とする請求項1又は請求項3に記載のトンネル底部の斫り装置。
- 架台は、その両側端部に軸支しているローラをトンネルの両側壁面に固定した水平レールにトンネル長さ方向に移動可能に支持させていることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3に記載のトンネル底部の斫り装置。
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