JP6263339B2 - Spraying equipment for tunnel construction - Google Patents
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Description
本発明は、トンネルの施工方法及びこの施工方法に適用するトンネル施工用吹付作業装置に関するものである。 The present invention relates to a tunnel construction method and a tunnel construction spray work apparatus applied to the construction method.
トンネルを施工する場合には、掘削、掘削土砂の搬出、硬化材の吹き付け、ロックボルトの打設といった作業が繰り返し行われるのが通常である。切羽の自立性を考慮すると、掘削を行った後、できるだけ早い段階でコンクリート等の硬化材の吹き付け作業を行うことが好ましい。しかしながら、掘削直後の切羽付近には土砂が堆積された状態にある。このため、掘削土砂を搬出した後でなければ、硬化材の吹き付けを行う作業装置を切羽に近づけることが困難となる。 When constructing a tunnel, operations such as excavation, excavation of excavated earth and sand, spraying of hardened material, and placement of rock bolts are usually repeated. In consideration of the independence of the face, it is preferable to perform a spraying operation of a hardened material such as concrete as early as possible after excavation. However, there is sediment in the vicinity of the face immediately after excavation. For this reason, it is difficult to bring the working device for spraying the hardened material closer to the face unless the excavated earth and sand are carried out.
こうした問題を解決するため、トンネルの内部を上下に分割して作業を行うようにした工法が提供されている。すなわち、トンネルの左右壁面上部にそれぞれレールを設けるとともに、これらのレールの間に移動足場を設け、移動足場に各種作業機器を搭載するようにしたものである。この工法によれば、例えば移動足場に吹付作業装置を搭載することにより、掘削土砂を搬出する以前においても吹付作業装置を切羽に近づけることが可能となる(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve these problems, a construction method has been provided in which the inside of the tunnel is divided into upper and lower parts. That is, rails are provided on the upper left and right wall surfaces of the tunnel, and a moving scaffold is provided between these rails, and various working devices are mounted on the moving scaffold. According to this construction method, for example, by mounting a spraying work device on a moving scaffold, it is possible to bring the spraying work device closer to the face even before carrying out excavated earth and sand (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、移動足場の移動範囲は、レールの先端までに限定される。従って、1回の掘削長さが大きい場合にはレールの先端から切羽までの距離も大きくなり、切羽に対して硬化材の吹き付けが困難になる等の問題を生じる恐れがある。つまり、上述の工法は、1回の掘削長さが大きい場合に適用することができず、1回の掘削長さが2m以内のごく短いもののみに制限されることになる。また、トンネルの施工に際してレールを設けるための作業が追加されるばかりでなく、敷設したレールを撤去する作業も必要になるという問題もある。 However, the moving range of the moving scaffold is limited to the tip of the rail. Therefore, when the length of one excavation is large, the distance from the tip of the rail to the face becomes large, which may cause problems such as difficulty in blowing the hardened material to the face. That is, the above-mentioned construction method cannot be applied when one excavation length is large, and the one excavation length is limited to a very short one within 2 m. Further, not only is the work for providing rails added during the construction of the tunnel, but there is also a problem that an operation for removing the laid rails is required.
本発明は、上記実情に鑑みて、トンネルの掘削長さに大きな制限を受けず、煩雑な作業を要することなく、切羽に対してできるだけ早く自立性を確保することのできるトンネルの施工方法及びトンネル施工用吹付作業装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention is not limited to the excavation length of the tunnel, and does not require complicated work, and the tunnel construction method and tunnel capable of ensuring the independence of the face as soon as possible An object is to provide a construction work apparatus.
上記目的を達成するため、本発明に係るトンネル施工用吹付作業装置は、走行可能な基台と、長手方向に沿って伸縮可能に構成し、基端部を介して前記基台に支持させたマニピュレータと、前記マニピュレータの先端部に支持させた吹付ノズルとを備え、前記吹付ノズルから硬化材の吹き付けを行うトンネル施工用吹付作業装置であって、前記基台には、当該基台から離れた位置において操作可能であり、前記マニピュレータ及び前記吹付ノズルに設けた各種アクチュエータを駆動して前記吹付ノズルの先端を所望の位置に配置させるとともに、硬化材用のポンプを操作することによって前記吹付ノズルの吹出口からの前記硬化材の吹き出し量をコントロールする有線式の操作用リモコンが設けられ、前記マニピュレータは、長手方向に沿って伸縮可能に構成した第1ブームと、長手方向に沿って伸縮可能に構成し、基端部を介して前記第1ブームの先端部に支持させた第2ブームとを備えて構成したものであり、前記第1ブームは、互いに直交する第1軸及び第2軸を中心に前記基台に対して揺動可能となる状態で基端部を介して前記基台に支持させたものであり、前記第2ブームは、互いに直交する第3軸及び第4軸を中心に前記第1ブームに対して揺動可能となる状態で前記第1ブームに支持させたものであり、前記吹付ノズルは、前記第2ブームの長手方向に沿った第5軸を中心として回転可能、かつ前記第5軸に対して直交する第6軸を中心に前記第2ブームに対して揺動可能となる状態で前記第2ブームの先端部に支持させたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a tunnel construction spray work device according to the present invention is configured to be able to travel and extend and contract along the longitudinal direction, and is supported by the base via a base end portion. A tunnel construction spray working device comprising a manipulator and a spray nozzle supported at the tip of the manipulator, and spraying a hardener from the spray nozzle, wherein the base is separated from the base The spray nozzle can be operated at a position by driving various actuators provided on the manipulator and the spray nozzle to place the tip of the spray nozzle at a desired position, and by operating a pump for a curing material. wired manipulation remote controller is provided to control the blowout amount of the curing material from the outlet, wherein the manipulator is along the longitudinal direction A first boom configured to be extendable and contracted, and a second boom configured to be expandable and contractable along the longitudinal direction and supported by a distal end portion of the first boom via a base end portion. The first boom is supported on the base via a base end portion in a state of being swingable with respect to the base about a first axis and a second axis orthogonal to each other, The second boom is supported by the first boom in a state of being swingable with respect to the first boom around a third axis and a fourth axis that are orthogonal to each other. In a state in which the second boom can be rotated about a fifth axis along the longitudinal direction of the second boom and can swing with respect to the second boom about a sixth axis orthogonal to the fifth axis. It is characterized by being supported at the tip of the second boom .
また、本発明は、上述したトンネル施工用吹付作業装置において、前記基台には、後輪よりも後方に突出したオーバーハング部分に前記ポンプ及び走行用のエンジンが搭載してあり、前記基台の前端部には前記マニピュレータが支持されていることを特徴とする。 Further, the present invention is the above-described spraying apparatus for tunnel construction, in which the pump and the engine for traveling are mounted on the base on an overhang portion protruding rearward from the rear wheel, The manipulator is supported at the front end of the lens .
また、本発明は、上述したトンネル施工用吹付作業装置において、前記基台は、車輪を備えた自走可能な四輪車両として構成したもので、前記基台には、下方に向けて進出移動した際に前記車輪を地面から離隔させるアウトリガが設けられていることを特徴とする。 Further, according to the present invention , in the above-described tunnel construction spray work device, the base is configured as a self-propelled four-wheel vehicle having wheels, and the base moves forward. In this case, an outrigger is provided to separate the wheel from the ground .
また、本発明は、上述したトンネル施工用吹付作業装置において、前記基台において前記マニピュレータとは独立した位置に吹付作業用の操作部を設けたことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that in the above-described tunnel construction spraying work device, a spraying operation unit is provided at a position independent of the manipulator in the base.
本発明によれば、掘削によって生じた土砂の上方域を通過する状態で基台からマニピュレータを伸長させることにより吹付ノズルを切羽に接近させるようにしているため、基台自身は切羽に接近することができない状況であっても掘削後の切羽に対して直ちに硬化材を吹き付けて自立性を確保することができる。上述の作業については、堆積した土砂の上方域にマニピュレータを伸長させるだけで良いため、作業が煩雑化する恐れはない。しかも、掘削長さに応じてマニピュレータを伸長させれば良いため、1回の掘削長さが大きい場合にも切羽に対して硬化材を吹き付けることが可能である。 According to the present invention, since the spray nozzle is made to approach the face by extending the manipulator from the base while passing the upper area of the earth and sand generated by excavation, the base itself approaches the face. Even in a situation where it is not possible, the hardened material can be sprayed immediately on the face after excavation to ensure independence. About the above-mentioned work, since it is only necessary to extend the manipulator above the accumulated sediment, there is no risk of the work becoming complicated. Moreover, since the manipulator only has to be extended according to the excavation length, it is possible to spray the hardener on the face even when the excavation length is one time.
以下に添付図面を参照して、本発明に係るトンネルの施工方法及びトンネル施工用吹付作業装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a tunnel construction method and a tunnel construction spray work apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1であるトンネル施工用吹付作業装置を示したものである。ここで例示する吹付作業装置は、掘削後の地山表面に対して硬化材となるコンクリートを吹き付ける際に用いるもので、基台10を備えている。基台10は、エンジン11を備えた自走可能な四輪車両として構成したものである。基台10のエンジン11は、車両本体12において後輪13Rよりも後方に突出したオーバーハング部分にコンクリートポンプ14とともに搭載してある。コンクリートポンプ14は、外部から受け入れたコンクリートを後述する吹付ノズル20に供給するためのものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a tunnel construction spray working apparatus according to
車両本体12の上面には、運転台15が設けてある。運転台15は、基台10を走行させる際にオペレータが着座する部分であり、前輪13Fと後輪13Rとの間となる位置に配設してある。図示は省略しているが、この運転台15には、基台10を走行操作する際に必要となるアクセルペダル、ブレーキペダル、ハンドルといった走行用操作部が配設してある。
A driver's
基台10の車両本体12においてそれぞれの車輪13F,13Rの近傍には、アウトリガ16が設けてある。アウトリガ16は、下方に向けて進出移動に構成した脚部材である。それぞれのアウトリガ16を下方に向けて進出作動させた場合には、図2に示すように、車両本体12を浮上させ、車輪13F,13Rを地面から離隔させた状態で支持することが可能である。アウトリガ16を退行移動させた場合には、個々の下端が車輪13F,13Rよりも上方に配置されることになり、車輪13F,13Rを介して基台10を走行させることができるようになる。
一方、車両本体12の前端部には、支持ブラケット17を介してマニピュレータ30が支持させてある。マニピュレータ30は、第1ブーム130及び第2ブーム230を備えて構成したものである。
On the other hand, a
第1ブーム130は、長手方向に沿って伸縮可能に構成したもので、水平方向に沿った軸(第1軸)C1を中心として揺動可能、かつ鉛直方向に沿った軸(第2軸)C2を中心として揺動可能となる状態で基端部を介して支持ブラケット17に取り付けてある。第1ブーム130には、長手方向に沿って伸縮させるための第1伸縮用シリンダ131が内蔵させてある。第1ブーム130と車両本体12との間には、車両本体12に対して第1ブーム130を水平方向に沿った軸C1を中心として揺動させる第1昇降用シリンダ132と、車両本体12に対して第1ブーム130を鉛直方向に沿った軸を中心として揺動させる第1旋回用シリンダ(図示せず)とが設けてある。尚、図には明示していないが、第1伸縮用シリンダ131及び第1昇降用シリンダ132は、第1ブーム130が水平方向に沿って配置された場合にそれぞれの上方域が第1ブーム130によって覆われるように個々の配設位置が設定してある。
The
第2ブーム230は、第1ブーム130と同様、長手方向に沿って伸縮可能に構成したもので、水平方向に沿った軸(第3軸)C3を中心として揺動可能、かつ鉛直方向に沿った軸(第4軸)C4を中心として揺動可能となる状態で基端部を介して第1ブーム130の先端部に取り付けてある。第2ブーム230には、長手方向に沿って伸縮させるための第2伸縮用シリンダ231が内蔵させてある。第2ブーム230と第1ブーム130との間には、第1ブーム130に対して第2ブーム230を水平方向に沿った軸C3を中心として揺動させる第2昇降用シリンダ232と、第1ブーム130に対して第2ブーム230を鉛直方向に沿った軸C4を中心として揺動させる第2旋回用シリンダ(図示せず)とが設けてある。尚、図には明示していないが、第2伸縮用シリンダ231、第2昇降用シリンダ232及び第2旋回用シリンダ(図示せず)は、第1ブーム130及び第2ブーム230が水平方向に沿って配置された場合にそれぞれの上方域が第1ブーム130もしくは第2ブーム230によって覆われるように個々の配設位置が設定してある。
Similar to the
この第2ブーム230の先端部には、吹付ノズル20が設けてある。吹付ノズル20は、コンクリートポンプ14との間が供給チューブ21によって接続されており、コンクリートポンプ14が駆動した場合に先端の吹出口からコンクリートを吹き出すことが可能である。この吹付ノズル20は、第2ブーム230の長手方向に沿った軸(第5軸)C5を中心として回転可能、かつ第2ブーム230の長手方向に直交する軸(第6軸)C6を中心として揺動可能となる状態で第2ブーム230の先端部に取り付けてある。吹付ノズル20とコンクリートポンプ14との間を接続する供給チューブ21は、第1ブーム130及び第2ブーム230が最も伸長した場合にも両者の間の接続状態を維持するだけの長さを有したものである。供給チューブ21の中間部分は、その適宜箇所が第1ブーム130及び第2ブーム230に支持してある。尚、図には明示していないが、第2ブーム230と吹付ノズル20との間には、第2ブーム230に対して吹付ノズル20を長手方向に沿った軸C5を中心として回転させるノズル回転アクチュエータと、第2ブーム230に対して吹付ノズル20を第2ブーム230の長手方向に直交する軸C6を中心として揺動させるノズル傾動用シリンダが設けてある。
The
また、車両本体12には、コンクリートの吹き付け作業を行う際に操作する有線式の操作用リモコン40が設けてある。この操作用リモコン40は、マニピュレータ30及び吹付ノズル20に設けた各種アクチュエータを駆動して吹付ノズル20の先端を所望の位置に配置させるとともに、コンクリートポンプ14を操作することによって吹付ノズル20の吹出口からのコンクリートの吹き出し量をコントロールするものである。車両本体12と操作用リモコン40との間を接続するケーブル41は、十分な長さが確保してあり、車両本体12から離れた位置においても操作用リモコン40を操作することが可能である。
The
以下、上述した吹付作業装置を適用したトンネルの施工方法について説明する。尚、以下の例においては、マニピュレータ30として第1ブーム130及び第2ブーム230をそれぞれ最も伸長作動させた際の全長が15m以上となるように構成したものを適用している。
Hereinafter, a tunnel construction method to which the above-described spray work device is applied will be described. In the following example, the
まず、発破もしくは機械によって掘削した後、掘削によって生じた土砂(以下、「ズリ」という)を搬出する以前のトンネルに吹付作業装置を搬入し、図2及び図3に示すように、基台10をズリZに近接した位置に配置させる。 First, after blasting or excavating with a machine, the spraying device is carried into a tunnel before carrying out the earth and sand (hereinafter referred to as “slip”) generated by excavation, and as shown in FIGS. Is arranged at a position close to the gap Z.
この状態から、操作用リモコン40を持った操作者が切羽をよく視認できる位置まで移動し、マニピュレータ30を伸長動作させれば、マニピュレータ30がズリZの上方域を通過する状態で吹付ノズル20を切羽に対して所望の位置まで接近させることができる。このとき、図2〜図4からも明らかなように、吹付作業装置のマニピュレータ30は、車両本体12に対して水平方向に沿った軸C1を中心として揺動可能、かつ鉛直方向に沿った軸C2を中心として揺動可能であるため、さらには吹付ノズル20がマニピュレータ30の第2ブーム230に対して長手方向に沿った軸C5を中心として回転可能、かつ長手方向に直交する軸C6を中心として揺動可能であるため、基台10を移動させることなく吹付ノズル20の先端を切羽の地山表面に対向して配置することができるようになる。
From this state, if the operator holding the operation
しかも、この吹付作業装置では、マニピュレータ30を構成する第1ブーム130と第2ブーム230との間が水平方向に沿った軸C3を中心として揺動可能、かつ鉛直方向に沿った軸C4を中心として揺動可能となるように両者を接続している。このため、第2ブーム230をトンネルの長手方向に沿った姿勢に配置することができ、この状態から第2ブーム230を伸縮移動させれば、車両本体12に対する第1ブーム130の姿勢を変更することなく吹付ノズル20からトンネルの地山表面までの距離を一定に保った状態で吹付ノズル20をトンネルの長手方向に沿って移動させることが可能となる。
Moreover, in this spray work device, the
これら結果、掘削後のズリZにより、基台10自身は切羽に接近することができない状況であっても、切羽に対して直ちにコンクリートを吹き付けてその自立性を確保することができるようになる。コンクリートを吹き付ける作業については、ズリZの上方域にマニピュレータ30を伸長させるだけで良いため、別途トンネルにレールを設ける等の作業が付随することもなく、また建設機械や搬出車両が通過するための空間を確保する必要もない。従って、吹付作業装置を搬入できる程度の比較的小規模のトンネルであっても容易に実施可能である。しかも、掘削長さに応じてマニピュレータ30を伸長させれば良いため、1回の掘削長さが6m程度に及ぶ場合であっても切羽に対してコンクリートを吹き付けることが可能である。
As a result, even if the base 10 itself cannot approach the face due to the gap Z after excavation, concrete can be immediately sprayed on the face to ensure its independence. As for the work of spraying concrete, it is only necessary to extend the
この間、吹き付け作業時に飛散するコンクリートがマニピュレータ30に付着することになるが、本実施の形態1では、上述したように、第1ブーム130及び第2ブーム230が水平方向に沿って配置された場合に第1伸縮用シリンダ131及び第1昇降用シリンダ132の上方域が第1ブーム130によって覆われるように個々の配設位置が設定してあり、かつ第2伸縮用シリンダ231、第2昇降用シリンダ232及び第2旋回用シリンダ(図示せず)の上方域が第1ブーム130もしくは第2ブーム230によって覆われるように個々の配設位置が設定してある。従って、飛散して付着するコンクリートによっては、第1伸縮用シリンダ131、第1昇降用シリンダ132、第2伸縮用シリンダ231、第2昇降用シリンダ232及び第2旋回用シリンダ(図示せず)が動作不良を招来する恐れがない。
During this time, the concrete that is scattered during the spraying operation adheres to the
コンクリートの吹付作業が完了した後にあっては、吹付作業装置を切羽から離れた位置に退避させ、あるいは比較的大規模のトンネルであれば切羽の近傍において側方に退避させる。この状態から図5に示すように、ズリZの積み込みを行う建設機械P、並びにズリZを搬出する搬出車両Dを搬入し、ズリZの搬出作業を行えば、その後にロックボルトの打ち込み作業を実施することで地山に所望の強度を確保でき、次の掘削作業を行うことが可能となる。以下、上述した作業を繰り返し実施することにより、順次トンネルが施工される。 After the concrete spraying operation is completed, the spraying device is retracted to a position away from the face, or if it is a relatively large tunnel, it is retracted to the side in the vicinity of the face. From this state, as shown in FIG. 5, if the construction machine P for loading the slip Z and the unloading vehicle D for unloading the slip Z are loaded and the slip Z is carried out, then the lock bolt driving work is performed. By carrying out, desired strength can be secured in the natural ground, and the next excavation work can be performed. Hereinafter, the tunnels are sequentially constructed by repeatedly performing the above-described operations.
尚、上述した実施の形態1では、コンクリートの吹き付け作業が完了した後にズリZの搬出作業を行うようにしているが、本発明は必ずしもこれに限らず、コンクリートの吹き付け作業を行うと同時に、ズリZの搬出作業を行うようにしても良い。例えば、図6に示す変形例のように、地山の上方部に対してコンクリートの吹き付け作業を行っている場合に、伸長動作させたマニピュレータ30の下方域に十分なスペースが確保される状況下であれば、マニピュレータ30の下方域にバックホー等の建設機械Pを移動させることにより、コンクリートの吹き付け作業と同時にズリZの搬出作業を行うことが可能となる。この場合、ズリZをトンネルの外部まで搬出するダンプトラック等の搬出車両は、吹付作業装置の側方や後方で待機させておけば良い。また、図には明示していないが、地山の側方部に対してコンクリートの吹き付け作業を行う場合には、吹付作業装置を側方に移動させることで作業スペースを確保することができ、コンクリートの吹き付け作業を行っている吹付作業装置の側方で同時にズリの搬出作業を行うことが可能である。
In the first embodiment described above, the slip Z is carried out after completion of the concrete spraying operation. However, the present invention is not limited to this, and at the same time the concrete spraying operation is performed, You may make it carry out the carrying-out operation of Z. For example, as in the modification shown in FIG. 6, when concrete is sprayed on the upper part of the natural ground, a sufficient space is secured in the lower region of the
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2であるトンネル施工用吹付作業装置を示したものである。ここで例示する吹付作業装置は、実施の形態1と同様、掘削後の地山表面に対して硬化材となるコンクリートを吹き付ける際に用いるもので、実施の形態1とは、操作ケージ(操作部)60を備える点のみが相違している。以下、主に実施の形態1と相違点について詳述し、実施の形態1と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 7 shows a tunnel construction spray working apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The spray work apparatus illustrated here is used when spraying concrete as a hardening material onto the ground surface after excavation, as in the first embodiment. The first embodiment is an operation cage (operation section). ) Only the point provided with 60 is different. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described in detail, and the same configurations as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed descriptions thereof will be omitted.
操作ケージ60は、底板の周囲に柵を配設することによって構成したもので、ケージ用ブーム50を介して車両本体12の前端部に支持させてある。ケージ用ブーム50は、図には明示していないが、マニピュレータ30の第1ブーム130及び第2ブーム230と同様、長手方向に沿って伸縮可能に構成したもので、水平方向に沿った軸を中心として揺動可能、かつ鉛直方向に沿った軸を中心として揺動可能となる状態で基端部を介して車両本体12に取り付けてある。ケージ用ブーム50と操作ケージ60との間は、水平方向に沿った軸を中心として揺動可能に接続してあり、ケージ用ブーム50に対して適宜揺動することにより、ケージ用ブーム50の傾斜角度に関わらず常に底板が水平となるように移動させることが可能である。
The
尚、図には明示していないが、ケージ用ブーム50には、これを長手方向に沿って伸縮させるためのケージ伸縮用シリンダが設けてあり、ケージ用ブーム50と操作ケージ60との間にはケージ用ブーム50に対して操作ケージ60を水平方向に沿った軸心回りに回転させるためのケージ回転用シリンダが設けてある。また、ケージ用ブーム50と車両本体12との間には、車両本体12に対してケージ用ブーム50を水平方向に沿った軸を中心として揺動させるケージ昇降用シリンダと、車両本体12に対してケージ用ブーム50を鉛直方向に沿った軸を中心として揺動させるケージ旋回用シリンダとが設けてある。さらに、実施の形態2で適用する操作用リモコン40は、実施の形態1の機能に加え、上述したケージ伸縮用シリンダ、ケージ回転用シリンダ、ケージ昇降用シリンダ、ケージ旋回用シリンダの駆動を制御して操作ケージ60を所望の位置に移動させるための機能を有している。
Although not clearly shown in the figure, the
以下、上述した吹付作業装置を適用したトンネルの施工方法について説明する。まず、発破もしくは機械によって掘削した後、掘削によって生じたズリZを搬出する以前のトンネルに吹付作業装置を搬入し、図8に示すように、基台10をズリZに近接した位置に配置させる。
Hereinafter, a tunnel construction method to which the above-described spray work device is applied will be described. First, after blasting or excavating with a machine, the spraying device is carried into a tunnel before carrying out the shear Z generated by the excavation, and the
この状態から、操作者が操作ケージ60に乗り込んだ状態で操作用リモコン40を操作することにより、切羽をよく視認できる位置まで移動し、マニピュレータ30を伸長動作させれば、マニピュレータ30がズリZの上方域を通過する状態で吹付ノズル20を所望の位置まで接近させることができる。このとき、操作者が乗り込んだ操作ケージ60についても、ズリZの上方域まで移動することが可能であり、切羽をより確実に視認することができる。
From this state, by operating the operation
また、吹付作業装置のマニピュレータ30は、車両本体12に対して水平方向に沿った軸C1を中心として揺動可能、かつ鉛直方向に沿った軸C2を中心として揺動可能であるため、さらには吹付ノズル20がマニピュレータ30の第2ブーム230に対して長手方向に沿った軸C5を中心として回転可能、かつ長手方向に直交する軸C6を中心として揺動可能であるため、基台10を移動させることなく吹付ノズル20の先端を切羽の地山表面に対向して配置することができるようになる。
Further, the
しかも、この吹付作業装置では、マニピュレータ30を構成する第1ブーム130と第2ブーム230との間が水平方向に沿った軸C3を中心として揺動可能、かつ鉛直方向に沿った軸C4を中心として揺動可能となるように両者を接続している。このため、第2ブーム230をトンネルの長手方向に沿った姿勢に配置することができ、この状態から第2ブーム230を伸縮移動させれば、車両本体12に対する第1ブーム130の姿勢を変更することなく吹付ノズル20からトンネルの地山表面までの距離を一定に保った状態で吹付ノズル20をトンネルの長手方向に沿って移動させることが可能となる。
Moreover, in this spray work device, the
これら結果、掘削後のズリZにより、基台10自身は切羽に接近することができない状況であっても、切羽に対して直ちにコンクリートを吹き付けてその自立性を確保することができるようになる。コンクリートを吹き付ける作業については、ズリZの上方域にマニピュレータ30を伸長させるだけで良いため、別途トンネルにレールを設ける等の作業が付随することもなく、また建設機械や搬出車両が通過するための空間を確保する必要もない。従って、吹付作業装置を搬入できる程度の比較的小規模のトンネルであっても容易に実施可能である。しかも、掘削長さに応じてマニピュレータ30を伸長させれば良いため、1回の掘削長さが6m程度に及ぶ場合であっても切羽に対してコンクリートを吹き付けることが可能である。
As a result, even if the base 10 itself cannot approach the face due to the gap Z after excavation, concrete can be immediately sprayed on the face to ensure its independence. As for the work of spraying concrete, it is only necessary to extend the
これらの間、吹き付け作業時に飛散するコンクリートがマニピュレータ30に付着することになるが、本実施の形態1では、上述したように、第1ブーム130及び第2ブーム230が水平方向に沿って配置された場合に第1伸縮用シリンダ131及び第1昇降用シリンダ132の上方域が第1ブーム130によって覆われるように個々の配設位置が設定してあり、かつ第2伸縮用シリンダ231、第2昇降用シリンダ232及び第2旋回用シリンダ(図示せず)の上方域が第1ブーム130もしくは第2ブーム230によって覆われるように個々の配設位置が設定してある。従って、飛散して付着するコンクリートによっては、第1伸縮用シリンダ131、第1昇降用シリンダ132、第2伸縮用シリンダ231、第2昇降用シリンダ232及び第2旋回用シリンダ(図示せず)が動作不良を招来する恐れがない。
During these times, the concrete that is scattered during the spraying operation adheres to the
コンクリートの吹付作業が完了した後にあっては、吹付作業装置を切羽から離れた位置に退避させ、あるいは比較的大規模のトンネルであれば切羽の近傍において側方に退避させる。この状態から、ズリZの積み込みを行う建設機械、並びにズリZを搬出する搬出車両を搬入し、ズリZの搬出作業を行えば、その後にロックボルトの打ち込み作業を実施することで地山に所望の強度を確保でき、次の掘削作業を行うことが可能となる。以下、上述した作業を繰り返し実施することにより、順次トンネルが施工される。 After the concrete spraying operation is completed, the spraying device is retracted to a position away from the face, or if it is a relatively large tunnel, it is retracted to the side in the vicinity of the face. From this state, if the construction machine for loading the slip Z and the unloading vehicle for unloading the slip Z are carried in and the slip Z is carried out, then the lock bolt is driven into the desired ground The next excavation work can be performed. Hereinafter, the tunnels are sequentially constructed by repeatedly performing the above-described operations.
尚、ズリZの搬出作業については、コンクリートの吹き付け作業を行うと同時に行うようにしても良い。具体的には、地山の上方部に対してコンクリートの吹き付け作業を行っている場合に、伸長動作させたマニピュレータ30の下方域に十分なスペースが確保される状況下であれば、マニピュレータ30の下方域にバックホー等の建設機械Pを移動させてズリZの搬出作業を行うことが可能となる。この場合、ダンプトラックは、吹付作業装置の側方や後方で待機させておけば良い。また、地山の側方部に対してコンクリートの吹き付け作業を行う場合には、吹付作業装置を側方に移動させることでスペースを確保することができ、コンクリートの吹き付け作業を行っている吹付作業装置の側方で同時にズリの搬出作業を行うことが可能である。
It should be noted that the carry-out operation of the slip Z may be performed simultaneously with the concrete spraying operation. Specifically, when concrete is sprayed on the upper part of the natural ground, under the condition that a sufficient space is secured in the lower region of the
10 基台
15 運転台
20 吹付ノズル
30 マニピュレータ
40 操作用リモコン
60 操作用ケージ
130 第1ブーム
230 第2ブーム
C1 軸
C2 軸
C3 軸
C4 軸
C5 軸
C6 軸
D 搬出車両
P 建設機械
Z ズリ
10
Claims (4)
前記基台には、当該基台から離れた位置において操作可能であり、前記マニピュレータ及び前記吹付ノズルに設けた各種アクチュエータを駆動して前記吹付ノズルの先端を所望の位置に配置させるとともに、硬化材用のポンプを操作することによって前記吹付ノズルの吹出口からの前記硬化材の吹き出し量をコントロールする有線式の操作用リモコンが設けられ、
前記マニピュレータは、長手方向に沿って伸縮可能に構成した第1ブームと、長手方向に沿って伸縮可能に構成し、基端部を介して前記第1ブームの先端部に支持させた第2ブームとを備えて構成したものであり、
前記第1ブームは、互いに直交する第1軸及び第2軸を中心に前記基台に対して揺動可能となる状態で基端部を介して前記基台に支持させたものであり、
前記第2ブームは、互いに直交する第3軸及び第4軸を中心に前記第1ブームに対して揺動可能となる状態で前記第1ブームに支持させたものであり、
前記吹付ノズルは、前記第2ブームの長手方向に沿った第5軸を中心として回転可能、かつ前記第5軸に対して直交する第6軸を中心に前記第2ブームに対して揺動可能となる状態で前記第2ブームの先端部に支持させた
ことを特徴とするトンネル施工用吹付作業装置。 A base that can travel, a manipulator configured to extend and contract along the longitudinal direction, supported by the base via a base end, and a spray nozzle supported by the tip of the manipulator, A tunnel construction spraying device that sprays a hardened material from a spray nozzle,
The base is operable at a position away from the base, and drives various actuators provided on the manipulator and the spray nozzle to place the tip of the spray nozzle at a desired position, and a curing material. A wired type remote controller for controlling the amount of the hardened material blown out from the outlet of the spray nozzle by operating the pump is provided ;
The manipulator includes a first boom configured to be extendable along the longitudinal direction, and a second boom configured to be extendable along the longitudinal direction and supported by a distal end portion of the first boom via a base end portion. And configured with
The first boom is supported on the base via a base end portion in a state where the first boom is swingable with respect to the base about a first axis and a second axis orthogonal to each other.
The second boom is supported by the first boom in a state where it can swing with respect to the first boom around a third axis and a fourth axis orthogonal to each other.
The spray nozzle can rotate around a fifth axis along the longitudinal direction of the second boom, and can swing with respect to the second boom around a sixth axis orthogonal to the fifth axis. The tunnel construction spraying work apparatus is characterized in that it is supported by the tip of the second boom in such a state .
前記基台の前端部には前記マニピュレータが支持されていることを特徴とする請求項1に記載のトンネル施工用吹付作業装置。 In the base, the pump and the engine for traveling are mounted on an overhang portion protruding rearward from the rear wheel,
2. The tunnel construction spray work device according to claim 1, wherein the manipulator is supported at a front end portion of the base.
前記基台には、下方に向けて進出移動した際に前記車輪を地面から離隔させるアウトリガが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のトンネル施工用吹付作業装置。 The base is configured as a self-propelled four-wheel vehicle equipped with wheels,
2. The tunnel construction spray work device according to claim 1, wherein the base is provided with an outrigger that separates the wheel from the ground when moving forward downward. 3.
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