JP4759678B2 - Drilling device and drilling method using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、φ800〜1200mm程度の円筒形小断面空間内で、機械等を所定の角度で設置するための削孔機、特に、トンネル補助工法であるパイプルーフ工法と併用する注入工法における削孔設置に関する。また、本発明は、この削孔装置を用いた削孔方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する場合、補助工法としてトンネル天端に先行して鋼管を建て込むパイプルーフ工法が行われている。パイプルーフ工法では湧水を防止することができず、また地山の強度が極端に弱い場合にはパイプルーフの管の間から中抜けが発生するおそれがある。このため、パイプルーフ工法とあわせてパイプルーフ近傍の地山にセメントミルクあるいは水ガラス等の薬液を注入している。
【0003】
これらの注入作業は、例えば、図7に示すようにトンネル200の切羽201あるいは図8に示すように地表203から地中に削孔を行うことによって実施されていた。
図7,図8において、205はパイプルーフ、210は注入対象地盤を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの注入作業は、注入対象地盤210が孔口から離れているため、位置精度が悪く所定の位置に注入することが困難であり、このため注入量が多くなったり、最悪の場合は出水や天端の崩壊事故につながるおそれもあつた。
【0005】
所定の箇所に確実に注入するためには、パイプルーフ内から注入することが最も望ましいが、注入に先立って必要とするφ800〜1200mmの円筒形小断面空間内から削孔する手法がこれまでなかった。
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、φ800〜1200mmの円筒形小断面空間内で効率的かつ正確に削孔できるように削孔機を固定することが可能な削孔装置を提供することにある。
【0006】
本発明の別の目的は、円筒形小断面空間内で効率的かつ正確に削孔できる削孔方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、パイプルーフを構成するφ800〜1200mmの円筒形小断面空間から成る管体内に可動自在に配される削孔装置であって、削孔機と、前記削孔機を固定する固定部と、前記固定部に設けられ、前記削孔機を前記管体の外周方向に向かって前後進させる油圧ジャッキと、前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数の固定治具と、前記固定部の下面側に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される固定用ジャッキと、前記固定用ジャッキを挟むように前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数のローラと、前記削孔機によって前記管体内から外部に向かって削孔された孔に取り付けられる注入材を注入する注入ホースとを備え、地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する際に、トンネル天端に先行してφ800〜1200mmの鋼管を建て込むパイプルーフ工法とあわせて前記パイプルーフ近傍の地山に薬液を注入する前に、前記複数のローラを介して前記管体内を前記管体の前後方向に移動し、注入箇所において前記固定治具で前記壁面に固定され、前記削孔機を油圧ジャッキによって前後進させて、前記管体内から前記地山に向かって削孔し、削孔された孔に前記注入ホースを取り付け前記注入ホースを介して注入材を注入するように構成されていることを特徴とする。
【0008】
請求項2に係る発明は、地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する際に、トンネル天端に先行してφ800〜1200mmの鋼管を建て込むパイプルーフ工法とあわせて前記パイプルーフ近傍の地山に薬液を注入する前に、請求項1記載の削孔装置を前記パイプルーフを構成するφ800〜1200mmの円筒形小断面空間から成る管体内に配し、前記複数のローラを介して前記管体内を前記管体の前後方向に移動し、注入箇所において前記固定治具で前記壁面に固定し、前記削孔機を油圧ジャッキによって前後進させて、前記管体内から前記地山に向かって削孔し、この孔に前記注入ホースを取り付け前記注入ホースを介して注入材を注入することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図1ないし図3は、本発明の第一実施形態に係る機械固定装置Aおよびこの機械固定装置Aを用いた削孔方法を示す(全ての請求項に対応する)。
先ず、本実施形態に係る機械固定装置Aは、図1および図2に示すように、円筒形小断面空間(φ800mm〜1200mm)7内に載置される機械固定部1と、削孔装置、穿孔装置などの機械(本実施形態では、削孔機)を搭載する機械搭載部2と、機械固定部1に可動自在に取り付けられ機械搭載部2を前後進させるための油圧ジャッキ3から構成されている。
【0016】
機械固定部1は、ベース部11とガイド部12および取付部13を備えている。
ベース部11は、金属製の板材からなり、下面側に固定用ジャッキ15が取り付けられている。ベース部11は、両側に所定の角度で傾斜する立ち上がり壁部11aを設けている。各立ち上がり壁部11aの外側には、ボールキャスター16が設けてある。
【0017】
また、ベース部11上には、固定用ジャッキ15の近傍に背板11bが立設されている。背板11bは、ベース部11上に固着する三角性状の支え板11cによって、背面側が支持されている。
背板11bの両側には、縦方向にガイド部12が設けられている。
ガイド部12は、固定治具14および固定用ジャッキ15で形成される概円筒面(後述する円周Cによって形成される円の断面に相当する)の軸線に直交する方向に取り付けられており、後述するように機械搭載部2が円筒形小断面空間7の外周方向に向かって前後進する際のガイド溝17を設けている。ガイド溝17は、後述するピストン32の運動方向に正確に平行となるように設置されている。
【0018】
背板11bの上部側の両側には、ガイド部12と干渉しないように、一対の取付部13が設けられている。取付部13は、翼形状をなし、ボルトなどのネジ構造物からなる固定治具14を取り付けている。
【0019】
固定治具14は、少なくとも3箇所、望ましくは6箇所以上設けられている。これらの固定治具14のうち、少なくとも3個は円筒形小断面空間7の円周に対してほぼ等間隔で配置しておく。
ここで、固定治具14とボールキャスター16とは、本実施形態に係る機械固定装置Aの中心Oを中心とする円周C上にほぼ位置するように設定されている。
【0020】
この円周の半径は、作業を行う円筒形小断面空間7を構成する管体Pの半径よりやや小さいことが望ましく、固定治具14および固定用ジャッキ15を調整(伸縮)することにより、円筒形小断面空間7の壁面71に固定できるように配置する。
ベース部11上には、油圧ジャッキ3のシリンダ側31が取り付けられ、その方向は、ピストン32の移動方向が、固定治具14を配置する概円筒形の直径方向となるように取り付けられている。
【0021】
油圧ジャッキ3は、前述のように、機械固定部1のベース部11にシリンダ側31が取り付けられている。ピストン32の先端には機械搭載部2が一体に取り付けられている。
機械搭載部2は、ピストン32に取り付ける取付部21と、削孔機等の機械を取り付ける機台部22およびガイド溝17とかみあうガイド板23から構成される。
【0022】
この機械固定装置Aを用いて削孔を行うためには、削孔機4の削孔方向(削孔ロッドの方向)を油圧ジャッキ3のピストン32の運動方向に平行となるよう削孔機4を取り付ける。取り付ける削孔機4の大きさは、削孔作業のために油圧ジャッキ3のピストン32を前後進させるのに支障のない大きさのものであれば、在来の削孔機を取り付けると良い。
【0023】
かくして構成された機械固定装置Aに削孔機4を取り付ける方法は、例えば、図1〜図3に示すように、削孔機4のハンドル部分4aを押え板24とボルトナット25を挟み込むようにして固定すれば良いが必ずしもこれにこだわるものではなく、取り付ける削孔機4の形状により適宜の方法を用いれば良い。
次に、削孔機4を搭載した機械固定装置Aを用いた削孔方法について説明する(請求項に対応する)。
【0024】
先ず、削孔を行う箇所は、図3(1)に示すように、予めマーキング装置などを用いてマーキングして削孔口72を設定しておく。
次に、削孔機4を搭載した機械固定装置Aを円筒形小断面空間7の所定の箇所に持ち込み、ボールキャスター16を介して作業者8が移動し、削孔機4の削孔方向を予めマーキングしておいた削孔口72と一致させ、固定治具14を使用して壁面71に固定する。
【0025】
このとき、油圧ジャッキ3は円筒形小断面空間7内での作業に支障の無い程度に縮んだ状態にある。
固定治具14を配置してある概円筒面の半径が円筒形小断面作業空間7の半径よりやや小さく作られており、かつ削孔機4の前後進の方向が固定治具14を配置してある概円筒面の直径方向に配置されているため、削孔機4の削孔方向は円筒形小断面空間7の直径方向に位置することとなる。
【0026】
このとき、固定治具14を配置してある概円筒形上にボールキャスター16を取り付けてあるので、角度および前後位置の調整が容易である。
次に、作業者8が手動油圧ジャッキ81を操作して固定用ジャッキ15を駆動し、機械固定装置Aを壁面71に圧着させる。
次に、固定が完了したら、図3(2)〜(5)に示すように、削孔機4に所定の錐具を取り付け、削孔機4および油圧ジャッキ3を作動させて削孔を行う。
【0027】
通常の削孔機4は、スイッチを入れると所定の速度で回転するので、作業者8は油圧ジャッキ3のみを操作すれば良い。
次に、削孔を行った中空パイプ73に注入ホース(図示せず)を取り付け、地山に向かって注入材の注入を行う。
図4〜図6は、本発明の別の実施形態に係る機械固定装置Bおよびこの機械固定装置Bを用いた削孔方法を示す(全ての請求項に対応する)。
【0028】
本実施形態では、削孔機4に代えて穿孔機4Aを用いた例を示す。
本実施形態に係る機械固定装置Bは、円筒形小断面空間(φ800mm〜1200mm)7内に載置される機械固定部100と、穿孔機4Aを搭載する機械搭載部110とで構成されている。
機械固定部100は、一辺101aが切り欠かれた断面八角形状の枠部材101と、この枠部材101の一辺101aの両側の辺101b、101cに取り付けた固定治具104a,104bと、この枠部材101の一辺101aと対向する辺101dに設けた固定用ジャッキ105と、固定用ジャッキ105の両側に位置するように辺101dに設けた固定治具104c,104dと、辺101dの両側の辺101e,101fに設けたボールキャスター106とを備えている。
【0029】
機械搭載部110は、枠部材101の切り欠かれた一辺101aに取り付けた固定部材から成る。機械搭載部110は穿孔機4Aのベース部4A1と落下防止用のベルトを介して結合されている。ベース部4A1には、穿孔機4Aを前後進させるための油圧ジャッキが内蔵されている。
さらに、機械搭載部110には、電磁マグネット115が設けてある。これは、穿孔機4Aを壁面71に確実に固定するために用いられている。
【0030】
次に、穿孔機4Aを取り付けた機械固定装置Bを用いた削孔方法を説明する。
先ず、図6(1)に示すように、穿孔機4Aを取り付けた機械固定装置Bを円筒形小断面空間7の所定の箇所に持ち込み、ボールキャスター106を介して作業者8が移動し、図6(2)に示すように、固定治具104a,104b,104c,104dおよび固定用ジャッキ105を操作して壁面71に固定する。
【0031】
このとき、穿孔機4Aの油圧ジャッキは円筒形小断面空間7内での作業に支障の無い程度に縮んだ状態にある。
固定治具104a,104b,104c,104dを配置してある概円筒面の半径が円筒形小断面作業空間7の半径よりやや小さく作られており、かつ穿孔機4Aの前後進の方向が固定治具104a,104b,104c,104dを配置してある概円筒面の直径方向に配置されているため、穿孔機4Aの削孔方向は円筒形小断面空間7の直径方向に位置することとなる。
【0032】
このとき、固定治具104a,104b,104c,104dを配置してある概円筒形上にボールキャスター106を取り付けてあるので、角度および前後位置の調整が容易である。
次に、作業者8が電磁マグネット115を操作して機械固定装置Bを壁面71に圧着させる。
【0033】
次に、固定が完了したら、図6(3)に示すように、穿孔機4Aに所定の錐具を取り付け、穿孔機4Aおよび油圧ジャッキを作動させて削孔を行う。
次に、削孔を行った孔に注入ホース(図示せず)を取り付け、地山に向かって注入材の注入を行う。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、パイプルーフ内等の一人の作業員が入れる程度の狭隘な円筒形小断面空間(φ800mm〜φ1200mm)内から外周に向かって削孔を行うことができので、効率的かつ正確に削孔を行う。
【0035】
また、この孔を用いて円筒形小断面空間の近傍の地山に適切に注入を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に一実施形態に係る機械固定装置の正面図である。
【図2】本発明に一実施形態に係る機械固定装置に削孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入した状態を示す説明図である。
【図3】本発明に一実施形態に係る機械固定装置に削孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入し、削孔を行う手順を説明図である。
【図4】本発明に別の実施形態に係る機械固定装置の正面図である。
【図5】本発明に別の実施形態に係る機械固定装置に穿孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入した状態を示す説明図である。
【図6】本発明に別の実施形態に係る機械固定装置に穿孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入し、穿孔を行う手順を説明図である。
【図7】トンネル補助工法としての注入工法の従来の施工状況図である。
【図8】トンネル補助工法としての注入工法の従来の別の施工状況図である。
【符号の説明】
A,B 機械固定装置
1 機械固定部
2 機械搭載部
3 油圧ジャッキ
4 削孔機
4A 穿孔機
7 円筒形小断面空間
11 ベース部
12 ガイド部
13 取付部
14 固定治具
15 固定用ジャッキ
16 ボールキャスター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drilling machine for installing a machine or the like at a predetermined angle in a cylindrical small cross-sectional space of about φ800 to 1200 mm, and in particular, drilling in an injection method used in combination with a pipe roof method that is a tunnel auxiliary method. Regarding installation . The present invention also relates to a drilling method using this drilling apparatus .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when excavating a tunnel in a place where the natural ground is unstable, a pipe roof construction method in which a steel pipe is built prior to the top of the tunnel has been performed as an auxiliary construction method. In the pipe roof construction method, spring water cannot be prevented, and if the ground is extremely weak, there is a possibility that a hollow may occur between the pipe roof pipes. For this reason, a chemical solution such as cement milk or water glass is injected into the ground near the pipe roof together with the pipe roof construction method.
[0003]
These injection operations have been carried out, for example, by drilling holes from the
7 and 8, 205 indicates a pipe roof, and 210 indicates an injection target ground.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these injection operations, since the
[0005]
In order to reliably inject into a predetermined location, it is most desirable to inject from the inside of the pipe roof, but there has never been a method for drilling from the inside of a cylindrical small sectional space of φ800 to 1200 mm that is required prior to injection. It was.
The present invention has been made to solve such conventional problems, and its purpose is to fix a drilling machine so that drilling can be performed efficiently and accurately in a cylindrical small cross-sectional space of φ800 to 1200 mm. An object of the present invention is to provide a drilling device capable of performing the above.
[0006]
Another object of the present invention is to provide a drilling method capable of drilling efficiently and accurately in a cylindrical small section space.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
In the invention according to
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
1 to 3 show a machine fixing device A and a drilling method using the machine fixing device A according to the first embodiment of the present invention (corresponding to all claims).
First, as shown in FIGS. 1 and 2, a machine fixing device A according to the present embodiment includes a
[0016]
The
The
[0017]
Further, a back plate 11 b is erected on the
On both sides of the back plate 11b, guide portions 12 are provided in the vertical direction.
The guide portion 12 is attached in a direction perpendicular to the axis of a substantially cylindrical surface (corresponding to a cross section of a circle formed by a circumference C described later) formed by the
[0018]
A pair of attachment portions 13 are provided on both sides of the upper side of the back plate 11b so as not to interfere with the guide portion 12. The attachment portion 13 has a wing shape and is attached with a
[0019]
The
Here, the
[0020]
The radius of the circumference is preferably slightly smaller than the radius of the tube P constituting the cylindrical small
A cylinder side 31 of the
[0021]
As described above, the
The
[0022]
In order to perform drilling using the machine fixing device A, the
[0023]
For example, as shown in FIGS. 1 to 3, the handle portion 4 a of the
Next, a drilling method using the machine fixing device A on which the
[0024]
First, as shown in FIG. 3 (1), a hole drilling hole 72 is set by marking with a marking device or the like in advance at a location where the hole drilling is performed.
Next, the machine fixing device A on which the
[0025]
At this time, the
The radius of the substantially cylindrical surface on which the fixing
[0026]
At this time, since the ball caster 16 is mounted on the substantially cylindrical shape on which the fixing
Next, the
Next, when the fixing is completed, as shown in FIGS. 3 (2) to (5), a predetermined conical tool is attached to the
[0027]
Since the
Next, an injection hose (not shown) is attached to the
4 to 6 show a machine fixing device B according to another embodiment of the present invention and a drilling method using this machine fixing device B (corresponding to all claims).
[0028]
In the present embodiment, an example in which a drilling machine 4A is used instead of the
The machine fixing device B according to the present embodiment includes a machine fixing unit 100 placed in a cylindrical small cross-sectional space (φ800 mm to 1200 mm) 7 and a machine mounting unit 110 on which the drilling machine 4A is mounted. .
The machine fixing portion 100 includes a
[0029]
The machine mounting part 110 is composed of a fixing member attached to the cut-out side 101a of the
Further, the machine mounting portion 110 is provided with an electromagnetic magnet 115. This is used to securely fix the drilling machine 4A to the wall surface 71.
[0030]
Next, a drilling method using the machine fixing device B to which the drilling machine 4A is attached will be described.
First, as shown in FIG. 6 (1), the machine fixing device B to which the drilling machine 4A is attached is brought into a predetermined position of the cylindrical small
[0031]
At this time, the hydraulic jack of the drilling machine 4A is in a contracted state so as not to hinder the work in the cylindrical small
The radius of the substantially cylindrical surface on which the fixing jigs 104a, 104b, 104c, and 104d are arranged is made slightly smaller than the radius of the cylindrical small
[0032]
At this time, since the
Next, the
[0033]
Next, when the fixing is completed, as shown in FIG. 6 (3), a predetermined drilling tool is attached to the drilling machine 4A, and the drilling machine 4A and the hydraulic jack are operated to perform drilling.
Next, an injection hose (not shown) is attached to the drilled hole, and the injection material is injected toward the natural ground.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, drilling can be performed from the inside of a small cylindrical small cross-sectional space (φ800 mm to φ1200 mm) narrow enough for a single worker such as in a pipe roof to enter the outer periphery, which is efficient and accurate. Drill a hole.
[0035]
Moreover, injection | pouring can be appropriately performed to the natural ground near the cylindrical small cross-section space using this hole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a machine fixing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a hole drilling machine is mounted on a machine fixing device according to an embodiment of the present invention and is carried into a cylindrical small section working space.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a procedure for carrying out a hole drilling by mounting a hole drilling machine on a machine fixing device according to an embodiment of the present invention and carrying it into a cylindrical small cross section working space.
FIG. 4 is a front view of a machine fixing device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which a drilling machine is mounted on a machine fixing device according to another embodiment of the present invention and is carried into a cylindrical small section work space.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a procedure for carrying out drilling by mounting a drilling machine on a machine fixing device according to another embodiment of the present invention, carrying it into a cylindrical small cross section work space, and FIG.
FIG. 7 is a conventional construction situation diagram of an injection method as a tunnel auxiliary method.
FIG. 8 is another conventional construction situation diagram of an injection method as a tunnel auxiliary method.
[Explanation of symbols]
A, B
Claims (2)
削孔機と、
前記削孔機を固定する固定部と、
前記固定部に設けられ、前記削孔機を前記管体の外周方向に向かって前後進させる油圧ジャッキと、
前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数の固定治具と、
前記固定部の下面側に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される固定用ジャッキと、
前記固定用ジャッキを挟むように前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数のローラと、
前記削孔機によって前記管体内から外部に向かって削孔された孔に取り付けられる注入材を注入する注入ホースと
を備え、
地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する際に、トンネル天端に先行してφ800〜1200mmの鋼管を建て込むパイプルーフ工法とあわせて前記パイプルーフ近傍の地山に薬液を注入する前に、前記複数のローラを介して前記管体内を前記管体の前後方向に移動し、注入箇所において前記固定治具で前記壁面に固定され、前記削孔機を油圧ジャッキによって前後進させて、前記管体内から前記地山に向かって削孔し、削孔された孔に前記注入ホースを取り付け前記注入ホースを介して注入材を注入するように構成されている
ことを特徴とする削孔装置。A drilling device that is movably disposed in a pipe body comprising a cylindrical small cross-sectional space of φ800 to 1200 mm constituting a pipe roof,
Drilling machine,
A fixing part for fixing the drilling machine;
A hydraulic jack that is provided in the fixing portion and moves the drilling machine back and forth in the outer circumferential direction of the tubular body;
A plurality of fixing jigs provided on the substantially cylindrical surface centered on the central portion of the hole drilling device so as to face the wall surface of the cylindrical small cross-sectional space provided in the fixing portion;
A fixing jack that is provided on a lower surface side of the fixing portion and is disposed on a substantially cylindrical surface centering on a central portion of the drilling device so as to face a wall surface of the cylindrical small cross-sectional space;
A plurality of rollers provided on the fixing portion so as to sandwich the fixing jack, and disposed on a substantially cylindrical surface centering on a central portion of the drilling device so as to face a wall surface of the cylindrical small cross-sectional space; ,
An injection hose for injecting an injection material attached to a hole drilled from the pipe body toward the outside by the hole drilling machine,
When excavating a tunnel in a place where the ground is unstable, before injecting chemicals into the ground near the pipe roof, together with the pipe roof construction method in which a steel pipe of φ800 to 1200 mm is built ahead of the top of the tunnel , Moving in the longitudinal direction of the tubular body through the plurality of rollers, fixed to the wall surface by the fixing jig at the injection point, the drilling machine is moved forward and backward by a hydraulic jack, A drilling device characterized in that a hole is drilled from a pipe body toward the ground, the injection hose is attached to the drilled hole, and an injection material is injected through the injection hose.
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