JP4228306B2 - ロックボルト打設機 - Google Patents

Description

本発明は、地山に穿孔された孔内にロックボルトを挿入するロックボルト打設機に関する。

一般に、トンネル工事などにおいて、周辺地山の安定化を図るため、トンネル壁面に複数のロックボルトが等間隔で打設される。ロックボルトは、まずトンネル壁面に削孔機によって穿孔し、その後トンネル壁面に形成された孔内にロックボルトを挿入して打設する。削孔機は、一定長を有したガイドシェルに沿って前後に移動するドリフタが穿孔ロッドを打撃・回転運動させることによって、トンネル壁面に孔を形成するものである。従来、削孔機によって穿孔された孔にロックボルトを挿入する作業には、作業員の手作業によって行う人力方法と、ロックボルトを挿入する挿入機によって行う機械方法とがある。

前者の人力方法は、一人から二人の作業員がトンネル壁面に形成された孔内に人力でロックボルトを挿入する方法である。この方法は、ロックボルトの長さに対してトンネル径が小さく作業スペースが十分になく、機械によるロックボルトの振り回しが困難な場合に有効である。

また、後者の機械方法における挿入機は、挿入すべきロックボルトをクランプアームで保持しておき、ロックボルト挿入時には、このロックボルトをドリフタの進路上に供給し、ドリフタをガイドシェルに沿って前進させることでロックボルトを前方に送り出し、孔内にロックボルトを挿入するものである。この挿入機によれば、穿孔作業とロックボルト挿入作業を一つの機械によって行えるため、作業員の作業負担は軽減されるとともに作業効率は向上し、作業時間の短縮とコストダウンを図ることができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−２６６７６３号公報 （第３−６頁、第４図）

しかしながら、上記した前者の従来の人力方法では、切羽付近での作業となるため、トンネル壁面崩壊の危険が伴う。このため、切羽の状況を常時監視するなどして作業は相当慎重に行わなければならず、工事の遅延の原因となるという問題が存在する。また、崩壊し易い地層では、切羽でのロックボルトを挿入する作業ができないという問題が存在する。

また、上記した後者の従来の機械方法では、ロックボルトが長尺である場合には、ガイドシェルの先端から張り出たロックボルト先端部が長くなるため、狭いトンネル内では振り回しができず、作業姿勢によっては打設が不可能となるという問題が存在する。また、ガイドシェルの先端から張り出たロックボルト先端部が長いと、ロックボルト先端部の振れは大きくなるため、トンネル壁に形成された孔にロックボルト先端を孔合わせすることが難しくなり、作業速度が遅くなるという問題が存在する。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、ロックボルトを挿入する作業を機械化することで危険が伴う切羽での作業員の作業を省略するとともに、狭いトンネル内において長尺のロックボルトを打設することができるロックボルト打設機を提供することを目的とし、長尺のロックボルトを打設する際のロックボルト打設工事の安全性および作業性を向上させることを目的としている。

請求項１記載の発明は、一方向に延在するガイド部、該ガイド部に沿って前後に往復移動する移動部、該移動部に沿って移動する穿孔ロッド部及び駆動機構からなる穿孔手段と、該穿孔手段によって地山に形成された孔内にロックボルトを挿入するロックボルト挿入手段とが備えられているロックボルト打設機において、前記ロックボルト挿入手段には、前記移動部に摺動可能に取り付けられた移動台と、該移動台に先端が固定されて後端部が前記駆動機構の後方に張り出された基台部と、該基台部の後端部に設けられて前記ロックボルトの後端を仮保持する仮保持部と、前記移動部の前端部に設けられて前記ロックボルトの先端を支持する先端受部とが備えられていることを特徴としている。

このような特徴により、基台部が前進することで、仮保持部によってロックボルトは押し出されて孔内に挿入される。また、ロックボルトの後端は駆動部の後端より後方に位置し、移動部の前端部に設けられた先端受部から張り出されるロックボルトの張り出し長さは、後方へ張り出された基台部の長さ分だけ短くなる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のロックボルト打設機において、前記移動部には、前記移動台と前記先端受部との間に前記ロックボルトを支持する中間受部が備えられていることを特徴としている。

このような特徴により、仮保持部と先端受部とにより両端が支持されているロックボルトの中間部は中間受部によって支持され、ロックボルトの撓みは防止される。

本発明に係るロックボルト打設機によれば、基台部が前進することで、仮保持部によってロックボルトは押し出されて孔内に挿入されるため、トンネルの壁面を穿孔してロックボルトを挿入する作業を機械化することができ、危険が伴う切羽付近で作業員が作業することはなくなり、ロックボルト打設工事の安全性を向上させることができる。また、ロックボルトの後端は駆動機構より後方に位置し、移動部の前端部に設けられた先端受部から張り出されるロックボルトの張り出し長さは短くなるため、長尺のロックボルトを打設する際のロックボルト打設工事の作業性は向上し、狭いトンネル内において長尺のロックボルトを打設することができる。

以下、本発明に係るロックボルト打設機の実施の形態について、図面に基いて説明する。

図１はロックボルト打設機１を表す側面図である。図１に示すように、図示せぬ掘削機によって形成されたトンネルＴ内には、ロックボルトＲを打設するためのロックボルト打設機１が配置されている。ロックボルト打設機１は車両系重機をベースとして製作され、ロックボルト打設機１には４つのタイヤ２ａを備えて走行移動自在な台車２が備えられている。また、台車２の前後端部には、ロックボルト打設機１を定位置に安定させるアウトリガー２ｂがそれぞれ備えられている。

台車２の上面には、台車２を運転するための運転席３と、各部を操作する図示せぬ操作盤が備えられた上下方向に昇降可能なオペレータデッキ３と、鉛直方向および水平方向にそれぞれ回転するとともに伸縮自在に構成されている伸縮ブーム４と、伸縮ブーム４の先端に設けられた作業デッキ５とがそれぞれ設けられている。また、台車２の前方端の中央および両側には、鉛直方向に回転可能なブーム６がそれぞれ設けられており、各々のブーム６の先端にはロックボルトＲを打設するためのロックボルト打設装置７がそれぞれ備えられている。

図２は、ロックボルト打設装置７を表す側面図である。図２に示すように、ロックボルト打設装置７には、トンネルＴの壁面を穿孔する穿孔手段８と、穿孔手段８によって形成された孔内にロックボルトＲを挿入するロックボルト挿入手段９とがそれぞれ備えられている。

穿孔手段８は、一方向に延在するガイド部１０と、ガイド部１０に沿って前後に往復移動する移動部（ガイドシェル）１１と、摺動部材１４を介して移動部１１上を摺動可能に取り付けられた移動台１５と、移動台１５に固定された駆動機構（ドリフタ）１６と、駆動機構１６に取り付けられた穿孔ロッド部１２とから構成されている。そして、駆動機構１６を稼動させて穿孔ロッド部１２に打撃・回転力を付与し、図示せぬ移動機構によって駆動機構１６を移動部１１に沿って移動させることで、穿孔ロッド部１２の先端に設けられた図示せぬビットによって地山への穿孔は行われる。

ロックボルト挿入手段９は、その先端部が移動台１５に固定され、後端部が駆動機構１６の後方に張り出された基台部１７と、基台部１７の後端部に備えられロックボルトＲの後端を仮保持する仮保持部１８と、ロックボルトＲの中間部を支持する中間受部１９と、ロックボルトＲの先端を支持する先端受部２０とから構成されている。

基台部１７は、移動台１５に固定されており、駆動機構１６の上方をガイド部１０の軸方向に延在されている。基台部１７の後端部は、駆動機構１６の後ろ斜め上方に位置されており、仮保持部１８は基台部１７の後端部に設けられている。仮保持部１８は円筒形に形成されており、仮保持部１８内にはロックボルトＲの後端が嵌入されている。中間受部１９はＵ形に形成されており、ロックボルトＲはＵ形の中間受部１９に上方から置かれて支持されている。中間受部１９は、移動台１５の先端受部２０との間で移動部１１に移動可能に取り付けられて、移動台１５の前後方向の動きに連動して図示しない移動機構によって移動するようになっている。先端受部２０は、ロックボルトＲが外れないようにＣ形に形成されており、移動部１１の前端部に設けられている。

次に、上記した構成からなるロックボルト打設機１の使用方法について説明する。

図１、図２に示すように、まず、図示せぬ掘削機によって地山を掘削し、地山内にトンネルＴを形成し、トンネルＴの壁面に図示せぬ吹き付けコンクリートを吹き付ける。そして、トンネルＴ内にロックボルト打設機１を配置する。ロックボルト打設機１は、台車２によってトンネル内を自走する。ロックボルト打設機１を適当な位置に停車させた後に、台車２の前後端部に備えられたアウトリガー２ｂをそれぞれ出し、ロックボルト打設機１を定位置に固定する。

次に、ブーム６を操作してロックボルト打設装置７を所定の位置まで移動させ、ロックボルト打設装置７に備えられた穿孔手段８によってトンネルＴの壁面を穿孔する。このとき、ロックボルト打設装置７は、穿孔ロッド部１２の先端がトンネルＴの壁面に対向する向きに配置する。そして、駆動機構１６を稼動させて移動部１１に沿って前進させ、穿孔ロッド部１２を打撃・回転運動させる。これによって、穿孔ロッド部１２はトンネルＴの壁面を穿孔し、トンネルＴの壁面に孔を形成する。

次に、作業デッキ５に作業員を乗せ、伸縮ブーム４を動かして作業デッキ５を穿孔ロッド部１２によって形成された孔の近傍に移動させる。そして、作業デッキ５上の作業員によって孔の中に図示せぬ充填材を注入する。

また、トンネルＴの壁面に孔を形成した後に、ブーム６を動かしてロックボルト打設装置７をトンネルＴの底面に配置し、ロックボルト打設装置７のロックボルト挿入手段９にロックボルトＲをセットする。このとき、ロックボルトＲの後端部を、基台部１７の後端部に設けられた仮保持部１８の中に嵌入するとともに、ロックボルトＲの中間部を中間受部１９に支持させ、ロックボルトＲの先端を先端受部２０内に挿通させる。

次に、ロックボルト挿入手段９にロックボルトＲをセットさせたままの状態で、ブーム６を動かしてトンネルＴの壁面に形成された孔の手前にロックボルトＲがセットされたロックボルト打設装置７を配置する。このとき、ロックボルト挿入手段９にセットされたロックボルトＲの先端を、トンネルＴの壁面に形成された孔に孔合わせする。また、ロックボルト打設装置７は、ロックボルトＲが孔の軸方向の向きに延在するような向きに配置する。

次に、移動台１５を移動部１１に沿って前進させる。移動台１５が前進することで、移動台１５に設けられている基台部１７は前進するとともに、移動部１１に設けられている中間受部１９も前進する。そして、基台部１７が前進することで、基台部１７の後端部に設けられている仮保持部１８はロックボルトＲの後端を前方に押し出し、ロックボルトＲは前方に移動する。前方に移動したロックボルトＲは、先端から図示せぬ充填材が注入された孔の中に進入する。ロックボルトＲは孔内奥深くまで挿入し、ロックボルトＲの後端はトンネルＴの壁面から突出する。次に、トンネルＴの壁面から突出したロックボルトＲの後端に、図示せぬワッシャとナットとを取り付けてロックボルトＲを定着させる。

上記した構成からなるロックボルト打設機１によれば、ロックボルト挿入手段９には、移動部１１に摺動可能に取り付けられた移動台１５と、移動台１５に固定されている基台部１７と、基台部１７の後端部に設けられている仮保持部１８と、移動部１１の前端部に設けられている先端受部２０とが備えられ、ロックボルトＲの後端は仮保持部１８に仮保持され、ロックボルトＲの先端は先端受部２０に支持されているため、基台部１７が前進することで、ロックボルトＲは仮保持部１８によって押し出されて孔内に挿入される。これによって、トンネルＴの壁面に孔を形成し、この孔の中にロックボルトＲを挿入する作業を機械化することができ、作業員は危険が伴う切羽付近で作業する必要はなく、ロックボルト打設工事の安全性を向上させることができる。

また、基台部１７は駆動機構１６の後方に張り出されており、仮保持部１８は基台部１７の後端部に設けられているため、ロックボルトＲの後端は駆動機構１６の後端より後方に位置し、移動部１１の前端部に設けられた先端受部２０から張り出されるロックボルトＲの張り出し長さは後方に張り出された基台部１７の長さ分だけ短くなる。これによって、ロックボルトＲの孔合わせは容易に行うことができるとともに、狭いトンネルＴ内でも長尺のロックボルトＲを振り回すことが可能であり、長尺のロックボルトＲを打設する際のロックボルト打設工事の作業性は向上させることができる。つまり、先端受部２０から張り出されるロックボルトＲの張り出し長さは、ロックボルトＲの長さに応じて基台部１７の張り出し長さを決定することで必要最小長さに設定することができる。

また、移動部１１にはロックボルトＲを支持する中間受部１９が備えられているため、仮保持部１８と先端受部２０とにより両端が支持されているロックボルトＲの中間部は中間受部１９によって支持され、ロックボルトＲの撓みは防止される。これによって、長尺のロックボルトＲを真直ぐの状態でセットすることができ、長尺のロックボルトＲが撓むことでロックボルトＲの先端が斜め上方に傾くことを防止してロックボルトＲの孔合わせを容易にすることができる。

以上、本発明に係るロックボルト打設機１の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、ロックボルトＲの中間部を支持する中間受部１９が設けられているが、本発明は、ロックボルトＲが短く、ロックボルトＲを仮保持部１８と先端受部２０で支持したときにロックボルトＲが撓まない場合には中間受部１９を省略してもよく、また、ロックボルトＲが非常に長い場合には中間受部１９を複数設けてもよい。

また、上記した実施の形態では、中間受部１９はＵ形に形成されており、先端受部２０はＣ形に形成されているが、本発明は、中間受部１９または先端受部２０のうち少なくとも一方を、２つのＣ形を組み合わせて運転席から操作可能な開閉式にし、閉じた状態のときには環状のＯ形になるように形成してもよく、中間受部１９をＣ形に形成し、先端受部２０はＵ形に形成してもよい。また、上記した実施の形態では、中間受部１９および先端受部２０はそれぞれ上部があけられているが、中間受部１９または先端受部２０の何れか一方を側部があけられた形状にしてもよい。これによって、ロックボルト挿入手段９が振り回されることでロックボルトＲが外れることを防止することができる。

本発明に係るロックボルト打設機の実施の形態を説明する側面図である。 本発明に係るロックボルト打設機の実施の形態を説明する部分側面図である。

符号の説明

１ ロックボルト打設機
８ 穿孔手段
９ ロックボルト挿入手段
１０ ガイド部
１１ 移動部
１２ 穿孔ロッド部
１５ 移動台
１７ 基台部
１８ 仮保持部
１９ 中間受部
２０ 先端受部
Ｒ ロックボルト

Claims (2)

1. 一方向に延在するガイド部と、該ガイド部に沿って前後に往復移動する移動部と、該移動部に沿って移動する穿孔ロッド部と、駆動機構とからなる穿孔手段と、
   該穿孔手段によって地山に形成された孔内にロックボルトを挿入するロックボルト挿入手段とが備えられているロックボルト打設機において、
   前記ロックボルト挿入手段には、前記移動部に摺動可能に取り付けられた移動台と、該移動台に先端が固定されて後端部が前記駆動機構の後方に張り出された基台部と、該基台部の後端部に設けられて前記ロックボルトの後端を仮保持する仮保持部と、前記移動部の前端部に設けられて前記ロックボルトの先端を支持する先端受部とが備えられていることを特徴とするロックボルト打設機。
2. 請求項１記載のロックボルト打設機において、
   前記移動部には、前記移動台と前記先端受部との間に前記ロックボルトを支持する中間受部が備えられていることを特徴とするロックボルト打設機。
   
   

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