JP4990092B2

JP4990092B2 - 削孔工法

Info

Publication number: JP4990092B2
Application number: JP2007273855A
Authority: JP
Inventors: 伸箕井
Original assignee: 新日本開発株式会社
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-10-22
Also published as: JP2009102838A

Description

本発明は、トンネル工事などにおいて火薬の装填孔や切羽などへのロックボルトの装着孔を削孔するための削孔工法に関するものである。

従来、流体を使用して各種用途に用いられる孔を削孔することが行われている（特許文献１参照）。
特開２００７−２３７０４号公報

しかし、トンネル工事を行う場合には、天端補強用や、切羽補強用に削孔する必要があるが、これらの孔を削孔するときに上記従来の技術により削孔すると、孔壁が不安定になったり、孔壁一部の剥落が起って孔荒れが生じ、削孔のための大量の水を要していた。

そこで、本発明は、安定した品質の良好な孔を確実に削孔でき水の使用量を削減できる削孔方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、トンネル工事を行う際に、天端補強もしくは切羽補強用に削孔する削孔工法であって、起泡剤を希釈液で希釈し、その中に圧縮空気を送って希釈起泡剤を作る工程と、希釈起泡剤を圧縮空気とともに発泡筒に圧送して、発泡筒内で所望倍率の気泡を生成させる工程と、発泡筒内の気泡を削孔マシンから削孔個所に噴出して削孔する工程と、削孔後に削孔穴から排出されるスライムに消泡剤を噴霧して、スライムの気泡を消泡させる工程を有する。

トンネル工事などにおいて天端補強用や、切羽補強用に削孔するときに、先ず、起泡剤を希釈液で希釈し、その中に圧縮空気を送って希釈起泡剤を作り、この希釈起泡剤を圧縮空気とともに発泡筒に圧送して、その内部で所望倍率の気泡(プレフォーム)を生成させる。次に、発泡筒内の気泡を削孔マシンから削孔個所に噴出して削孔する。所定の孔を削孔した後には、削孔穴から排出されるスライムに消泡剤を噴霧し、スライムの気泡を消泡させて、削孔作業を終了する。このように、気泡(プレフォーム)を用いて削孔することにより、安定した品質の良好な孔を確実に得られる。

本発明の実施形態では、前記気泡剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムとヒドロキシプロピルメチルセルローズの混合物が好適に用いられる。この混合物を起泡剤として用いることにより、安定した品質の良好な孔が確実に得られる。

また、本発明の実施形態では、前記消泡剤として、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルとジエチレングリコールモノメチルエーテルとの混合物が好適に用いられる。この混合物を消泡剤として削孔後に削孔穴から排出されるスライムに噴霧することにより、スライムの気泡が良好に消泡されて、削孔ずり(残土)のみが残る。

以上の本発明にかかる削孔方法によれば、安定した品質の良好な孔を確実に削孔することができ水の使用量を大幅に削減できた。

以下、本発明にかかる削孔方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明に適用する機器類の一実施形態を示しており、１は削孔マシンであって、図の実施形態では移動台車１０の前方に２つの削孔ロッド１１を備えている。図中１２は作業台である。２は削孔マシン１に供給する削孔用気泡を生成するための気泡生成ユニットであって、図の実施形態では、移動台車２０に搭載される撹拌羽根２ａを内蔵した２つの第１及び第２タンク２１，２２と、移動車２０の近くに別置きされ、前記各タンク２１，２２に第１パイプＰ１を介して連結されるコンプレッサー２３と、施工面に噴出して削孔する所望倍率の気泡(プレフォーム)を生成させる発泡筒２４(図２)を備えており、この発泡筒２４は、前記各タンク２１，２２に第２パイプＰ２を介して連結され、また、前記コンプレッサー２３に第３パイプＰ３を介して連結されている。

図２〜図７は、トンネル工事などにおいて天端補強用や切羽補強用の削孔注入工法を行う際に削孔するときの手順を示している。削孔時には、先ず、図２のように、気泡生成ユニット２の第１タンク２１内にその装填口Ｅ１から起泡剤ａを装填し、また、図３のように、装填口Ｅ１から第１タンク２１内に希釈液として水ｂを装填する。この起泡剤ａとしては、好適には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムとヒドロキシプロピルメチルセルローズの混合物が用いられる。この混合物を起泡剤として用いることにより、安定した品質の良好な孔を確実に得られる。これら起泡剤ａと水ｂは、施工条件によって配合比率を選択されるが、好ましくは削孔作業にａ：ｂ＝１：３０の配合比率が採用される。

次に、図４のように、第１パイプＰ１から第１タンク２１内の起泡剤ａと水ｂの中にコンプレッサー２３からの圧縮空気ｃ１(一般的には０．７ＭＰ程度の空気)を送り込んで撹拌羽根２ａで撹拌混合することにより、第１タンク２１内で希釈起泡剤ｄを作製する。また、上記Ａ〜Ｃの工程を繰り返して、第２タンク２２内に同様の希釈起泡剤ｄを作製する(図５)。第１タンク２１内に希釈起泡剤ｄを作製するときには、第１パイプＰ１の第２タンク２２側に配置した第２切換弁Ｖ２は閉じたままの状態で、第１タンク２１側に配置した第１切換弁Ｖ１を開いて第１パイプＰ１から第１タンク２１内に圧縮空気ｃ１を送り込み、また、第２タンク２２内に希釈起泡剤ｄを作製するときには、第１パイプＰ１の第１タンク２１側に配置した第１切換弁Ｖ１は閉じた状態で、第２タンク２２側に配置した第２切換弁Ｖ２を開いて第１送入パイプＰ１から第２タンク２２内にコンプレッサー２３からの圧縮空気ｃ１を送り込む。

前記各タンク２１，２２内の希釈起泡剤ｄは、各タンク２１，２２の内部から第２パイプＰ２を介して発泡筒２４内に送られ、これと同時にコンプレッサー２３から第３パイプＰ３を介して発泡筒２４内に圧縮空気ｃ２が送り込まれ、これら圧縮空気ｃ２と希釈起泡剤ｄが発泡筒２４内で撹拌混合されて、施工面に噴出される所望倍率の削孔用の気泡(プレフォーム)ｅが生成される。このとき、発泡筒２４内への圧縮空気ｃ２の送り込み量は、施工条件によって任意の量を選択可能であるが、一般的には希釈起泡剤ｄに対し圧縮空気ｃ２の送り込み量は、ｄ：ｃ２＝１：１４とされて、発泡倍率１５倍程度の気泡ｅが生成され、これが施工面の削孔に用いられる。前記発泡筒２４内には、先ず、第１タンク２１から希釈起泡剤ｄが送られ、第１タンク２１内の希釈起泡剤ｄが消費された後に第２タンク２２内の希釈起泡剤ｄが送られる。

第１タンク２１内から希釈起泡剤ｄを発泡筒２４に送り込むときには、第２パイプＰ２の第２タンク２２側に配置した第４切換弁Ｖ４は閉じたままの状態で、第１タンク２１側に配置した第３切換弁Ｖ３を開いて第２パイプＰ２から第１タンク２１内の希釈起泡剤ｄを発泡筒２４内に送り込む(図５)。そして、第１タンク２１内の希釈起泡剤ｄが消費されたときに、第２パイプＰ２の第１タンク２１側に配置した第３切換弁Ｖ３を閉じ、第２タンク２２側に配置した第４切換弁Ｖ４を開いて第２排出パイプＰ２から第２タンク２２内の希釈起泡剤ｄを発泡筒２４内に送り込む。

以上のような準備を行った後には、図６のように、削孔マシン１の削孔ロッド１１を施工面Ｓの削孔ポイントに対向させて、削孔ロッド１１の先端から発泡筒２４内の気泡ｅを施工面Ｓに向かって噴出し、所望深さの削孔穴Ｈを削孔する。施工面Ｓに対する気泡ｅの噴出量は、通常の場合、８０Ｌ／分程度が採用される。そして、図７のように、所望深さの削孔穴Ｈを削孔した後には、この削孔穴Ｈから施工面Ｓを伝って流れ落ちる土と気泡ｅが混じった発泡スライムｆに噴霧器３から消泡剤ｇを噴霧し、この消泡剤ｇにより発泡スライムｆの気泡を消泡させて、削孔作業を終了する。このとき、消泡剤ｇとしては、好適にはポリオキシアルキレン脂肪酸エステルとジエチレングリコールモノメチルエーテルとの混合物が用いられる。この混合物を消泡剤として用いることにより、スライムの気泡が良好に消泡されて、後処理が容易な削孔ずり(残土)のみが残る。
本発明の実施により、水の使用量が従来の１/１６〜１／２５に大幅に削減され、しかも地山の膨張収縮現象、スレーキング、内空変位、地表面変位を抑制し、天端崩落、切羽剥落の防止に効果があった。また、削孔水の低減により、補強工法の必要部位が少なくなり品質向上、安全確保、環境保全において、効果を発揮し、コストダウンにも寄与するものである。

本発明に適用する機器類の一実施形態を示す平面図である。本発明により孔を削孔するときの第１手順を示す図面である。本発明により孔を削孔するときの第２手順を示す図面である。本発明により孔を削孔するときの第３手順を示す図面である。本発明により孔を削孔するときの第４手順を示す図面である。本発明により孔を削孔するときの削孔状態を示す図面である。本発明により孔を削孔するときの消泡状態を示す図面である。

符号の説明

１削孔マシン
２４発泡筒
Ｈ削孔穴
ａ起泡剤
ｂ希釈剤
ｃ１圧縮空気
ｃ２圧縮空気
ｄ希釈起泡剤
ｅ気泡
ｆスライム
ｇ消泡剤

Claims

トンネル工事を行う際に、天端補強用もしくは切羽補強用に削孔する削孔工法であって、
タンク内に配置された起泡剤に希釈液を加え、さらにその中に圧縮空気を送り撹拌混合して希釈起泡剤を作る工程と、
タンクから希釈起泡剤を圧縮空気とともに発泡筒に圧送して、発泡筒内で所望倍率の気泡を生成させる工程と、
発泡筒内の気泡を削孔マシンから削孔個所に噴出して削孔する工程と、
削孔後に削孔穴から排出されるスライムに消泡剤を噴霧して、スライムの気泡を消泡させる工程を有し、
前記起泡剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムとヒドロキシプロピルメチルセルローズの混合物であり、
前記消泡剤は、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルとジエチレングリコールモノメチルエーテルとの混合物である削孔工法。