JP4996357B2 - Guide bar for long drilling equipment - Google Patents
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Description
本発明は、延伸方式のガイドセルによる長尺削孔装置に組込み設置可能なガイドバーに関する。 The present invention relates to a guide bar that can be installed and installed in a long hole drilling device using an extension type guide cell.
山岳トンネルにおける補助工法の一つとして約12.5mに及ぶ長尺削孔が必要となる長尺先受け工法(例えば、長尺フォアパイリング工や長尺鏡ボルト工を指す)がある。その代表的な工法の一つであるAGF工法では、図9に示すような状況で施工が実施される。図9において、10は約10cmの厚さの鏡吹付けコンクリートを施した切羽である。
作業手順としては、切羽10近傍に設置した施工重機であるドリルジャンボ61のブーム62先端に備えられる標準長さ5.3mのガイドセル64に、図10に示した削岩機65により、通常、計四本打設する二重管による鋼管1・2・3・4のうち、先頭管1およびインナーロッドのみをセットし、最初の削孔・打設工を行う。
打設終了後、図10に示すように、ガイドセル64の位置を切羽10近傍の高所に固定したまま、ドリルジャンボ1のバスケット66に長さ約3.0mで重量約50kgの中間管2と重量約20kgのロッドを載せて上方へ移動し、作業員の手で鋼管2およびロッドのノミ継ぎ作業を行った後に削孔・打設工を実施する。以降、残りの二本分の鋼管3・4のノミ継ぎ作業および削孔・打設工を繰り返し、打設工が終了した時点でビット、ロッドを回収した後、鋼管1・2・3・4内から地山への注入工を行う。
従って、図9において、一般的な1打設長は12.5m、ラップ長は3.5m、1シフト長は9mとなる。
One of the auxiliary methods in mountain tunnels is a long tip receiving method (for example, long fore-piling work or long mirror bolt work) that requires a long drilling hole of about 12.5m. In the AGF method, which is one of the typical methods, construction is carried out in the situation shown in FIG. In FIG. 9,
As a work procedure, a
After the placement, as shown in FIG. 10, the
Accordingly, in FIG. 9, a general one-running length is 12.5 m, a lap length is 3.5 m, and a shift length is 9 m.
なお、長い削孔ロッドであってもロッドの継ぎ足しを行なうことなく一気に所定長の削孔が可能となる発明として、削孔機械であるドリルジャンボではなく、バックホーもしくはトラッククレーンのブーム先端に取り付ける長尺削孔装置がある(特許文献1参照)。
特許文献1の長尺削孔装置は、本体の架台に対して設けられた第1ガイドセルと、この第1ガイドセルの長手方向に沿って設けられたチェーンに噛合し、装備された第1フィードモータにより前後進自在に設けられた第2ガイドセルと、この第2ガイドセルの長手方向に沿って設けられたチェーンに噛合する前記第1フィードモータとは別の、装備された第2フィードモータにより前後進する削孔機本体とを備え、第2ガイドセルは、その後退時において、第1フィードモータにより第1ガイドセルの後端より後方に延在するように構成され、この第2ガイドセルの後退作動と独立して削孔機本体が第2フィードモータにより後退自在とされたものである。
The long hole drilling device of
しかし、前述したAGF工法では、約12.5mに及ぶ長尺削孔による1打設を行うまでに三回の切羽近傍高所での重量物である二重管による鋼管・ロッドのノミ継ぎ作業が不可欠であることから、1)削孔・打設工に多大な時間・労力を要し、作業効率が悪くコストがかさむ、2)ノミ継ぎ作業時において、切羽近傍でしかも上空に持ち上げられたバスケット内という高所で狭い作業スペースの中で鋼管およびインナーロッドという重量物を人力で持ち上げ、ガイドセル上にセットするという危険作業を伴う、という問題点があった。
これを解決する手段として、補助工法実施時には山岳トンネルの支保工として不可欠なロックボルトの削孔・打設、あるいは発破孔の削孔にも使用するドリルジャンボ以外に、補助工法実施用の専用重機(例えば、トレビチューブ工法用重機)を別途用意する必要があるが、コストがかさむ欠点があった。
However, with the AGF method described above, the steel pipe and rod chiseling work with a double pipe, which is a heavy object at a high place near the face, is performed three times before one drilling with a long drilling hole of about 12.5 m is performed. Since it is indispensable, 1) a lot of time and labor is required for drilling and placing, resulting in poor work efficiency and high cost. 2) A basket that is lifted near the face and in the sky during flea splicing work. There is a problem that a heavy work such as a steel pipe and an inner rod is manually lifted and set on a guide cell in a narrow work space at a high position inside.
As a means to solve this, in addition to drill jumbo used for drilling and placing rock bolts or drilling holes for blasting holes, which are indispensable as support for mountain tunnels when carrying out auxiliary construction methods, dedicated heavy machinery for carrying out auxiliary construction methods (For example, a heavy machine for the Trevi tube method) needs to be prepared separately, but there is a disadvantage that the cost is increased.
また、特許文献1の長尺削孔装置は、ドリルジャンボとは別のバックホーもしくはトラッククレーンのブーム先端に取り付けるもので、ガイドセルを二段のモータ駆動のチェーン機構による延伸機構で構成したものである。従って、ガイドセルの延伸駆動のために二個のモータを装備しなければならず、その分、コストがかさむ。
In addition, the long hole drilling device of
従って、延伸方式のガイドセルによる長尺削孔装置を、別個の駆動源を要することなくドリルジャンボに装備可能とすることが望まれる。
そして、延伸方式のガイドセルによる長尺削孔装置において、延伸した状態で鋼管を地組みする、あるいは削孔する際、その先頭管が重力方向に変形しない(たわまない)よう支持する伸縮可能なガイドバーが必要となる。
しかし、通常のドリルジャンボに装着されているガイドセルは延伸方式でないため、長尺削孔装置に組み込み可能な新たな伸縮可能のガイドバーが必要となる。
Therefore, it is desired that a long drilling device using a stretching type guide cell can be mounted on a drill jumbo without requiring a separate drive source.
And, in a long drilling device using a stretching type guide cell, when stretching or drilling a steel pipe in the stretched state, the expansion and contraction that supports the leading pipe so that it does not deform (bend) in the direction of gravity. A possible guide bar is required.
However, since the guide cell mounted on a normal drill jumbo is not an extension method, a new extendable / retractable guide bar that can be incorporated into the long hole drilling device is required.
本発明の課題は、長尺削孔装置の使用を制限しないために、できるだけ軽量化を図るとともに、ガイドバーの伸縮がスムーズに行えて、ガイドバー伸縮のための追加的な駆動源を新たに必要としない機構を提供することである。 The object of the present invention is to reduce the weight as much as possible and to smoothly extend and retract the guide bar so as not to limit the use of the long drilling device, and to newly add an additional drive source for extending and retracting the guide bar It is to provide a mechanism that is not required.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、アウターチューブと、このアウターチューブに組み付けられたエクステンションシリンダと、このエクステンションシリンダに組み付けられたインナーチューブと、このインナーチューブ上に組み付けられたガイドレールと、このガイドレールに沿って前進後退自在に組み付けられたガイドセルと、このガイドセルに沿って前進後退自在に組み付けられたドリフタと、を備える長尺削孔装置用で、前記ドリフタに連結される削孔ロッドをガイドするガイドバーであって、前記インナーチューブ内に伸縮可能に組み付けたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記長尺削孔装置は、前記エクステンションシリンダ及び前記インナーチューブを組み込む前記アウターチューブが前記ドリルジャンボのブーム先端に組み付けられ、前記エクステンションシリンダが前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出により伸縮動作し、前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出による前記エクステンションシリンダの伸縮動作で前記ガイドセルが前進後退動作し、前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出により前記ガイドセルに沿って前記ドリフタが前進後退動作するとともに、前記インナーチューブに対し前記ガイドバーが伸縮動作することを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記インナーチューブ内からの前記ガイドバーの脱落を防止する脱落防止部材を設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記インナーチューブ先端部内に前記ガイドバーに対する汚れ掃除用のワイパー部材を設置したことを特徴とする。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記ガイドバーは、側面板を両側に有し、上面が開放される一方、底面が前記側面板間に斜めに架設した斜材により形成され、剛性を高めるとともに軽量化が図られていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the long drilling device guide bar according to any one of
本発明によれば、長尺削孔装置用のガイドバーの伸縮機構としてできるだけ軽量化できて、長尺削孔装置の使用を制限することがなく、しかも、ガイドバーの伸縮がスムーズに行えて、ガイドバー伸縮のための追加的な駆動源を新たに必要としない。 According to the present invention, it is possible to reduce the weight as much as possible as a guide bar expansion / contraction mechanism for a long hole drilling device, without restricting the use of the long hole drilling device, and to smoothly extend and contract the guide bar. In addition, an additional driving source for extending and retracting the guide bar is not required.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図1は長尺削孔装置の一実施形態の構成を示すもので、前述と同様、1・2・3・4は鋼管(二重管)、10は切羽であり、11はドリルジャンボ、21はエクステンションシリンダ、22はアウターチューブ、23はインナーチューブ、31はガイドレール、32はガイドセル、33はドリフタ、41は支点プーリ、42はフロントプーリ、45はリアプーリである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a long hole drilling device. As described above, 1, 2, 3, 4 are steel pipes (double pipes), 10 is a face, 11 is a drill jumbo, 21 Is an extension cylinder, 22 is an outer tube, 23 is an inner tube, 31 is a guide rail, 32 is a guide cell, 33 is a drifter, 41 is a fulcrum pulley, 42 is a front pulley, and 45 is a rear pulley.
この実施形態において、作業の効率化とコストダウンおよび安全性向上を図るために、汎用機であるドリルジャンボ11を使って12.5m程度の長尺鋼管1・2・3・4を高所でのノミ継ぎ作業なしに削孔・打設が可能な延伸機構を組み込んだ収縮時長さ6m程度の長尺削孔装置を構成する。
In this embodiment, in order to improve work efficiency, reduce costs, and improve safety, the
ドリルジャンボ11には、ブーム12の先端に長尺削孔装置が備えられている。この長尺削孔装置は、図示のように、エクステンションシリンダ21、アウターチューブ22、インナーチューブ23、ガイドレール31、ガイドセル32、ドリフタ33、支点プーリ41、フロントプーリ42、フロントワイヤ43、リアプーリ45及び図略のリアワイヤから構成される。
The
アウターチューブ22は、ドリルジャンボ11に搭載され、このアウターチューブ22に組み込まれたエクステンションシリンダ21は、ブーム12を油圧により揺動動作するための図略の油圧源からの作動油の供給排出により伸縮動作するもので、油圧源から図略の油圧配管が接続されている。
インナーチューブ23は、このエクステンションシリンダ21と接続連動して前方に伸縮動作するもので、このインナーチューブ23内には、さらに、前方に延びるガイドバー25が伸縮可能に組み付けられている。このガイドバー25の先端にロッドガイド26が備えられている。
The
The
そして、インナーチューブ23の上には、アウターチューブ22と接触しないようにガイドレール31が組み付けられている。さらに、ガイドレール31上には、このガイドレール31に沿って前進後退自在にガイドセル32が組み付けられている。
ガイドセル32上には、このガイドセル32に沿って前進後退自在にドリフタ33が組み付けられている。ドリフタ33は、前方に延びる削孔ロッド34を備えるとともに、その先端にビット35を備えている。このドリフタ33は、既知のように、ドリルジャンボ11に搭載された駆動源から配管を介して空気圧、油圧または電力により前進後退動作するとともに、削孔ロッド34の回転及び打撃力を発生する。
And the
A
また、アウターチューブ22の左右両側面には、それぞれ支点プーリ41が備えられている。具体的には、アウターチューブ22の側面の前方寄り部に支点プーリ41が取り付けられている。この支点プーリ41は同軸上のダブルプーリである。
そして、インナーチューブ23の左右両側面には、それぞれフロントプーリ42が備えられている。具体的には、インナーチューブ23の側面の前端部にフロントプーリ42が取り付けられている。このフロントプーリ42は同軸上のダブルプーリである。
Further,
A
以上の支点プーリ41及びフロントプーリ42には、図3に示すように、フロントワイヤ43が架け渡されている。すなわち、フロントワイヤ43は、アウターチューブ22の前端部とガイドセル32の後端部との間に架設されるもので、図4に示したように、ダブルプーリである支点プーリ41の例えば内側プーリとダブルプーリによるフロントプーリ42とに左右それぞれ4本掛けされている。
As shown in FIG. 3, a
また、同様にインナーチューブ23の左右両側面には、それぞれリアプーリ45が備えられている。具体的には、インナーチューブ23の側面の後端部にリアプーリ45が取り付けられている。このリアプーリ45は同軸上のダブルプーリである。
なお、以上のリアプーリ45及び支点プーリ41には、図略のリアワイヤが架け渡されている。すなわち、リアワイヤは、フロントワイヤ43と同様、アウターチューブ22とガイドセル32の前端部との間に架設されるもので、ダブルプーリである支点プーリ41の例えば外側プーリとダブルプーリによるリアプーリ45とに左右それぞれ4本掛けされている。
Similarly,
A rear wire (not shown) is bridged between the
図2はAGF工法における作業フローを示すものである。
まず、図2(a)に示したように、ドリルジャンボ11のブーム12先端に対し長尺削孔装置を組み込む。すなわち、アウターチューブ22をドリルジャンボ11のブーム12先端に取り付けて固定する。
そして、図2(b)に示したように、ガイドセル32を後退位置に保持することで長尺削孔装置を延伸して鋼管1・2・3・4を予め地組みしておく。このとき、削孔ロッド34は鋼管1・2・3・4内を貫通し、その先頭管1がロッドガイド26で支持されている。
その後、ドリルジャンボ11のブーム12の姿勢制御により、図2(c)に示したように、切羽10に対する連続削孔を開始する。
FIG. 2 shows a work flow in the AGF method.
First, as shown in FIG. 2A, a long hole drilling device is incorporated into the tip of the
Then, as shown in FIG. 2 (b), the long drilling device is extended by holding the
Thereafter, by drilling the
図3は図1の長尺削孔装置を拡大して示すもので、図3(a)はガイドセル32が後退位置にある状態を示しており、図3(b)はガイドセル32が前進位置にある状態を示している。
3 is an enlarged view of the long hole drilling device of FIG. 1, FIG. 3 (a) shows a state in which the
図4は図3の支点プーリ41、フロントプーリ42及びフロントワイヤ43の動作を示すもので、図4(a)はガイドセル32が後退位置にある状態を示しており、図4(b)はガイドセル32が前進位置にある状態を示している。
すなわち、エクステンションシリンダ21への作動油の供給により、インナーチューブ23の前進に合わせてフロントプーリ42が、図4(a)から図4(b)に示すように前進する。
4 shows the operation of the
That is, the supply of hydraulic oil to the
ここで、フロントプーリ42はダブルプーリなので、支点プーリ41を含んで4本掛けしたフロントワイヤ43により、アウターチューブ22に対しガイドレール31を介してガイドセル32が前進する。このガイドセル32の前進距離は、インナーチューブ23の前進距離の4倍となる。従って、インナーチューブ23が2m前進すると、ガイドセル32は8m前進する。
そして、ガイドセル32上をドリフタ33が5m前進することで、最長13mの削孔が可能となる。
Here, since the
Then, when the
なお、ガイドセル32の後退は、支点プーリ41とダブルプーリによるリアプーリ45とに4本掛けされた図略のリアワイヤにより、前進と同様の原理で行なわれる。
The
以上の長尺削孔装置を使用することで、図2に示すように、予め12.5m以上に延伸したガイドセル32上に鋼管1・2・3・4およびインナーロッドを予め地組みしておくことが可能となる。
従って、1)削孔・打設時間短縮によるサイクルタイムの削減、2)一本物の長尺鋼管1・2・3・4が使用可能となり、鋼管継ぎ手ネジ部の加工費等、消耗部材のコストダウン、3)切羽近接作業の軽減、高所作業の撤廃に伴う安全性の向上、が見込まれる。
By using the above long hole drilling apparatus, as shown in FIG. 2, the
Therefore, 1) Reduction of cycle time by shortening drilling and placing time, 2) The use of single
また、図5に示すように、長尺削孔装置をガイドセル32の長さ6m程度に短縮させることで、ドリルジャンボ11のブーム12の姿勢制御により、水平方向のみならず鉛直方向のロックボルトの打設が可能となる。
すなわち、トンネルの断面内に長尺削孔装置が収まるものとなるので、汎用機としてのドリルジャンボ11の特性が活用できる。さらに、長尺削孔装置をドリルジャンボ11に設置・撤去する際の図略のダンプトラックを利用した運搬時にも問題が生じない。
Further, as shown in FIG. 5, the long boring device is shortened to about 6 m in length of the
That is, since the long hole drilling device is accommodated in the cross section of the tunnel, the characteristics of the
しかも、長尺削孔装置はできるだけ軽量化を図り、一般的なドリルジャンボ11のブーム12先端に着脱が可能で、その駆動はドリルジャンボ11から供給される油圧式であることから、長尺削孔装置を作動させるために特に別途、用意しなければならない物はない。
In addition, the long hole drilling device is made as light as possible, can be attached to and detached from the tip of the
次に、図6は本発明を適用した長尺削孔装置用ガイドバーの伸縮機構の一実施形態の構成を示すもので、図6(a)はガイドバー25の収縮状態を示し、図6(b)はガイドバー25の延伸状態を示しており、36はロッドガイドである。
また、図7はそのガイドバー25とアウターチューブ22及びインナーチューブ23の関係を縦断正面で示したもので、27・28は脱落防止板(脱落防止部材)、29はブッシュ、51はワイパーゴム(ワイパー部材)である。
Next, FIG. 6 shows a configuration of an embodiment of a telescopic mechanism of a guide bar for a long hole drilling device to which the present invention is applied. FIG. 6 (a) shows a contracted state of the
FIG. 7 shows the relationship between the
以上において、前述したインナーチューブ23内に伸縮可能に組み付けられたガイドバー25先端のロッドガイド26と、長尺削孔装置のガイドセル32先端に取り付けられたロッドガイド36とを、図示しない適宜の治具で簡易に固定し、前述したドリルジャンボ11の油圧による長尺削孔装置のガイドセル32の前進に併せ、図6(b)に示したように、ガイドバー25全体をインナーチューブ23から前方に引き出して延伸させる。
In the above, the
この延伸動作のとき、ガイドバー25がインナーチューブ23より完全に抜け出して脱落しないよう、インナーチューブ23先端部の内側底面に脱落防止部材、例えば脱落防止板27を固定配置している。ガイドバー25後端部の底面にも脱落防止部材、例えば脱落防止板28を固定配置している。すなわち、このガイドバー25後端部底面の脱落防止板28が、ガイドバー25がインナーチューブ23から前方に引き出されて完全に抜け出す直前に、インナーチューブ23先端部内側底面の脱落防止板27に突き当たって、ガイドバー25の脱落を防止する。
In this extending operation, a drop-off prevention member, for example, a drop-
また、以上の延伸の場合と同様の原理で、ドリルジャンボ11の油圧による長尺削孔装置のガイドセル32の後進に併せ、ガイドバー25全体を収縮させ、インナーチューブ23内に収納する。なお、アウターチューブ22内の底面と天井面には、インナーチューブ23のスライド動作を円滑にするためのブッシュ29が設置されている。
Further, the
この収縮動作のとき、ガイドバー25に付着した、削孔部に供給される泥水中のくり粉等の汚れによる摩擦で、インナーチューブ23内のスライド機構に支障が生じないよう、インナーチューブ23先端部の内側に、ガイドバー25に付着した汚れ掃除目的のワイパー部材、例えばワイパーゴム51を設置する。
At the time of this contraction operation, the tip of the
次に、図8は図6のガイドバー25を拡大したもので、52は側面板、53は斜材である。
すなわち、図8(a)及び図8(b)に示すように、長尺削孔装置の使用を制限しないために、ガイドバー25の剛性・軽量化を図る目的で、上面を開放して、鉛直方向変形を抑えるために側面には板構造、つまり、側面板52を採用している。ただし、水平方向変形を抑えるために底面全体を板構造とすると、その上部にくり粉、汚水、油等汚れが溜まるため、できるだけ空間を作り剛性・軽量化を図るために、側面板52間にジグザグ状に斜材53を入れて架設した構造とする。
Next, FIG. 8 is an enlarged view of the
That is, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), in order not to limit the use of the long hole drilling device, the upper surface is opened for the purpose of reducing the rigidity and weight of the
以上のように、ドリフタ33に連結される削孔ロッド34をガイドするガイドバー25を、長尺削孔装置のインナーチューブ23内に伸縮可能に組み付けたため、ガイドバー25の伸縮機構としてできるだけ軽量化できて、長尺削孔装置の使用を制限することがない。しかも、ガイドバー25の伸縮がスムーズに行えて、ガイドバー25伸縮のための追加的な駆動源を新たに必要としない。
As described above, the
1・2・3・4 鋼管(二重管)
10 切羽
11 ドリルジャンボ
12 ブーム
21 エクステンションシリンダ
22 アウターチューブ
23 インナーチューブ
25 ガイドバー
26 ロッドガイド
27 脱落防止部材
28 脱落防止部材
29 ブッシュ
31 ガイドレール
32 ガイドセル
33 ドリフタ
34 削孔ロッド
35 ビット
36 ロッドガイド
41 支点プーリ(ダブルプーリ)
42 フロントプーリ(ダブルプーリ)
43 フロントワイヤ
45 リアプーリ(ダブルプーリ)
51 ワイパー部材
52 側面板
53 斜材
1, 2, 3, 4 Steel pipe (double pipe)
DESCRIPTION OF
42 Front pulley (double pulley)
43
51
Claims (5)
前記インナーチューブ内に伸縮可能に組み付けたことを特徴とする長尺削孔装置用ガイドバー。 The outer tube, the extension cylinder assembled to the outer tube, the inner tube assembled to the extension cylinder, the guide rail assembled to the inner tube, and the guide tube assembled to the guide tube so as to be movable forward and backward. A guide bar for guiding a drilling rod connected to the drifter, for a long drilling device comprising a guide cell and a drifter assembled so as to be capable of moving forward and backward along the guide cell,
A guide bar for a long hole drilling device, wherein the guide bar is assembled in the inner tube so as to extend and contract.
前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出による前記エクステンションシリンダの伸縮動作で前記ガイドセルが前進後退動作し、前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出により前記ガイドセルに沿って前記ドリフタが前進後退動作するとともに、前記インナーチューブに対し前記ガイドバーが伸縮動作することを特徴とする請求項1に記載の長尺削孔装置用ガイドバー。 In the long hole drilling device, the outer tube incorporating the extension cylinder and the inner tube is assembled at the tip of the boom of the drill jumbo, and the extension cylinder expands and contracts by supplying and discharging hydraulic oil from the drill jumbo,
The guide cell moves forward and backward by extending and retracting the extension cylinder by supplying and discharging hydraulic oil from the drill jumbo, and the drifter moves forward and backward along the guide cell by supplying and discharging hydraulic oil from the drill jumbo. The guide bar for the long hole drilling device according to claim 1, wherein the guide bar extends and contracts with respect to the inner tube.
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