JP6952419B2 - Tunnel cleaning method - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル研掃方法に関し、特に内面が曲面になったトンネルの補修工事に適用して有効なトンネル研掃方法に関するものである。 The present invention relates to a tunnel cleaning method, and more particularly to a tunnel cleaning method that is effective when applied to repair work of a tunnel having a curved inner surface.

高速道路や一般道に構築されているトンネルには、ボックスカルバートなどを使用した断面が矩形のトンネルや、湾曲したセグメントなどを使用した断面が円形や馬蹄形のトンネルがある。そして、前者のトンネルは、天井や壁が平面で構成されているのに対して、後者のトンネルは曲面で構成されている。 Tunnels constructed on highways and general roads include tunnels with a rectangular cross section using box culverts and tunnels with a circular or horseshoe-shaped cross section using curved segments. The former tunnel has a flat ceiling and walls, while the latter tunnel has a curved surface.

トンネルは、供用開始から所定期間経過したならば、劣化した表面を削り取って目荒しや塗膜除去を行う下地処理をした後、コンクリート改質剤を塗布する表面処理を行う補修工事が実行される。 After a predetermined period of time has passed from the start of operation of the tunnel, repair work is carried out by scraping off the deteriorated surface to perform surface treatment to remove roughening and coating film, and then surface treatment to apply a concrete modifier. ..

ここで、下地処理作業は、作業箇所に高所作業台を設置し、当該作業台に作業員が乗って人力で行っていた。しかしながら、人力での作業は、重量のある工具を用いて上向き姿勢で行わなければならないために作業効率が悪く、時間がかかるのみならず費用も嵩むことになる。 Here, the groundwork treatment work was performed manually by installing a workbench at a high place at the work place and having a worker ride on the workbench. However, since the manual work must be performed in an upward posture using a heavy tool, the work efficiency is poor, and not only is it time-consuming but also costly.

そこで、例えば特許文献1(特開2017−040103号公報)に記載のように、人力によらず、自動的にトンネル天井面の研掃を行うトンネル天井面研掃装置が提案されている。 Therefore, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-040103), a tunnel ceiling surface cleaning device that automatically cleans the tunnel ceiling surface without human power has been proposed.

特開2017−040103号公報JP-A-2017-040103

特許文献1に記載のトンネル天井面研掃装置は、平面形状になったトンネルの天井を自動的に研掃するには有効な装置であるが、曲面形状になったトンネルの研掃に適用することはできない。 The tunnel ceiling surface cleaning device described in Patent Document 1 is an effective device for automatically cleaning the ceiling of a tunnel having a flat shape, but is applied to cleaning a tunnel having a curved shape. It is not possible.

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、内面が曲面になったトンネルを研掃することのできるトンネル研掃方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made from the above-mentioned technical background, and an object of the present invention is to provide a tunnel cleaning method capable of cleaning a tunnel having a curved inner surface.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明のトンネル研掃方法は、内面が曲面になったトンネルを研掃するトンネル研掃方法であって、ベースプレートを第1の水平移動方向および当該第1の水平移動方向と直交する第2の水平移動方向に移動させる移動手段、前記ベースプレートに立設されて上下動するロッド、および前記ロッドの先端に揺動自在に設置されてトンネル内面を研掃する研掃手段を備え、前記ロッドで前記研掃手段をトンネルの内面に圧接しながら研掃を行うトンネル研掃装置を用意し、前記研掃手段の第1の水平移動方向とトンネルの延伸方向とが平行になり、且つ、前記研掃手段の揺動方向がトンネルの延伸方向と直交する方向となるように、前記トンネル研掃装置の水平方向を調整し、前記ロッドにより前記研掃手段を上昇させて当該研掃手段をトンネルの内面の研掃開始位置に設置し、前記移動手段で前記研掃手段を第1の水平移動方向に往復移動させてトンネルの内面を延伸方向に沿って直線状に研掃するとともに、第1の水平移動方向の研掃端では、前記研掃手段が未研掃側に1回の研掃幅分ずれるように前記移動手段で前記研掃手段を第2の水平移動方向に移動させる、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the tunnel cleaning method of the present invention according to claim 1 is a tunnel cleaning method for cleaning a tunnel having a curved inner surface, and the base plate is moved in a first horizontal direction and. A moving means for moving in a second horizontal moving direction orthogonal to the first horizontal moving direction, a rod standing upright on the base plate and moving up and down, and a swingably installed tip of the rod to provide an inner surface of the tunnel. A tunnel cleaning device is provided, which is provided with a cleaning means for cleaning, and the cleaning means is pressed against the inner surface of the tunnel with the rod to perform cleaning, and the first horizontal movement direction of the cleaning means and the tunnel. The horizontal direction of the tunnel sweeping device is adjusted so that the stretching direction is parallel and the swing direction of the cleaning means is orthogonal to the stretching direction of the tunnel, and the cleaning is performed by the rod. The means is raised to install the cleaning means at the cleaning start position on the inner surface of the tunnel, and the moving means reciprocates the cleaning means in the first horizontal moving direction to extend the inner surface of the tunnel along the extending direction. At the sweeping end in the first horizontal movement direction, the sweeping means is swept by the moving means so that the sweeping means is deviated to the uncleaned side by one sweeping width. It is characterized in that it is moved in the second horizontal movement direction.

請求項2に記載の本発明のトンネル研掃方法は、上記請求項1に記載の発明において、前記研掃手段をトンネルの延伸方向に往復移動させながらトンネルの内面を研掃する際において、前記研掃手段によるトンネルの延伸方向への移動ごとに研掃位置を下から上へと変えながら研掃する、ことを特徴とする。 The tunnel cleaning method of the present invention according to claim 2 is the above-mentioned in the invention according to claim 1, when the inner surface of the tunnel is cleaned while the cleaning means is reciprocated in the extending direction of the tunnel. It is characterized in that the cleaning is performed while changing the cleaning position from the bottom to the top each time the tunnel is moved in the extending direction by the cleaning means.

本発明によれば、研掃手段が研掃位置の曲面に追随して揺動した状態で研掃が行われるようになるので、トンネルの曲面に沿って研掃手段を動かすことができ、内面が曲面になったトンネルを研掃することが可能になる。 According to the present invention, since the cleaning means is swung following the curved surface of the cleaning position, the cleaning means can be moved along the curved surface of the tunnel, and the inner surface can be moved. It becomes possible to clean a tunnel with a curved surface.

本発明の一実施の形態であるトンネル研掃方法を実行するためのトンネル研掃装置が取り付けられたトンネル研掃システムを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the tunnel cleaning system which attached the tunnel cleaning apparatus for carrying out the tunnel cleaning method which is one Embodiment of this invention. 図1のトンネル研掃装置を示す正面図である。It is a front view which shows the tunnel cleaning apparatus of FIG. 図1のトンネル研掃装置を示す側面図である。It is a side view which shows the tunnel cleaning apparatus of FIG. 図1のトンネル研掃装置を構成する移動手段を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the moving means which comprises the tunnel cleaning apparatus of FIG. 図1のトンネル研掃装置に設けられた研掃手段を示す平面図である。It is a top view which shows the cleaning means provided in the tunnel cleaning apparatus of FIG. 本実施の形態のトンネル研掃装置を用いたトンネル内面の研掃方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of cleaning the inner surface of a tunnel using the tunnel cleaning apparatus of this embodiment.

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments as an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the drawing for demonstrating the embodiment, the same constituent elements are in principle given the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

図1は本発明の一実施の形態であるトンネル研掃方法を実行するためのトンネル研掃装置が取り付けられたトンネル研掃システムを示す概念図、図2は図1のトンネル研掃装置を示す正面図、図3は図1のトンネル研掃装置を示す側面図、図4は図1のトンネル研掃装置を構成する移動手段を示す説明図、図5は図1のトンネル研掃装置に設けられた研掃手段を示す平面図である。なお、図2および図3においては、トンネル研掃装置を構成する移動手段の一部は図示が省略されている。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a tunnel cleaning system equipped with a tunnel cleaning device for executing the tunnel cleaning method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a tunnel cleaning device of FIG. A front view, FIG. 3 is a side view showing the tunnel cleaning device of FIG. 1, FIG. 4 is an explanatory view showing a moving means constituting the tunnel cleaning device of FIG. 1, and FIG. 5 is provided in the tunnel cleaning device of FIG. It is a top view which shows the cleaning means. In addition, in FIGS. 2 and 3, a part of the moving means constituting the tunnel cleaning device is not shown.

図1に示すように、本実施の形態のトンネル研掃システムは、高所で作業を行うための特殊車輌である高所作業車Vと、当該高所作業車Vに設置されたブームVaの先端のデッキ部Vbに取り付けられたトンネル研掃装置Mとを備えている。ブームVaは、起伏および旋回が可能になっており、さらに直線的に伸縮可能になっている。そして、ブームVaを動かして所定の高さ位置に設定することで、トンネル研掃装置Mによるトンネル(特に、内面が曲面になったトンネル)の研掃が行われる。 As shown in FIG. 1, the tunnel cleaning system of the present embodiment has an aerial work platform V, which is a special vehicle for performing work at a high place, and a boom Va installed on the aerial work platform V. It is equipped with a tunnel cleaning device M attached to the deck portion Vb at the tip. The boom Va can be undulated and swiveled, and can be expanded and contracted linearly. Then, by moving the boom Va to set it at a predetermined height position, the tunnel cleaning device M cleans the tunnel (particularly, the tunnel having a curved inner surface).

なお、高所作業車Vは、このような伸縮ブーム型ではなく、ブームが途中で屈折する屈折ブーム型でもよく、デッキ部Vbが垂直に昇降するリフタ型(マストブーム式・シザース式)でもよい。 The aerial work platform V may be a refraction boom type in which the boom bends in the middle, or a lifter type (mast boom type / scissors type) in which the deck portion Vb moves up and down vertically, instead of such a telescopic boom type. ..

図2および図3に詳しく示すように、トンネル研掃装置Mは、ベースプレート10およびベースプレート10を水平方向に移動させる移動手段11を備えている。また、ベースプレート10上には、当該ベースプレートに立設されたロッド15を保持する保持フレーム12が設置されている。また、ベースプレート10上には、ロッド15を上下動させるためのエアシリンダ(駆動手段)13が設置されている。このエアシリンダ13は、中空になったロッド15の内部空間に配置されており、当該ロッド15により起立した状態に保持されている。 As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the tunnel cleaning device M includes a base plate 10 and a moving means 11 for moving the base plate 10 in the horizontal direction. Further, a holding frame 12 for holding the rod 15 erected on the base plate is installed on the base plate 10. Further, an air cylinder (driving means) 13 for moving the rod 15 up and down is installed on the base plate 10. The air cylinder 13 is arranged in the internal space of the hollow rod 15, and is held in an upright state by the rod 15.

エアシリンダ13のシリンダロッド13aは、ロッド15内において径方向に設けられた取付板15−1に取り付けられている。これにより、ロッド15はエアシリンダ13に駆動されて上下動し、研掃時において後述する研掃手段17をトンネルの内面に押し付ける。なお、保持フレーム12には、ロッド15の両側を支持するローラ対16a,16bが上下2段に設けられている。したがって、ロッド15はローラ対16a,16bに支持された状態で上下動するようになっており、安定的な上下動が可能になっている。 The cylinder rod 13a of the air cylinder 13 is attached to a mounting plate 15-1 provided in the radial direction in the rod 15. As a result, the rod 15 is driven by the air cylinder 13 and moves up and down, and at the time of cleaning, the cleaning means 17 described later is pressed against the inner surface of the tunnel. The holding frame 12 is provided with roller pairs 16a and 16b that support both sides of the rod 15 in two upper and lower stages. Therefore, the rod 15 moves up and down while being supported by the roller pairs 16a and 16b, and stable up and down movement is possible.

なお、ロッド15を上下動させる駆動手段としては、本実施の形態に示すエアシリンダ13以外に、例えば油圧シリンダやチェーンによる昇降機構などを用いてもよい。また、伸縮可能なロッドを用い、本実施の形態のようにロッド全体ではなく、ロッドの一部を上下動させるようにしてもよい。 As the driving means for moving the rod 15 up and down, for example, a hydraulic cylinder or a lifting mechanism using a chain may be used in addition to the air cylinder 13 shown in the present embodiment. Further, a stretchable rod may be used, and a part of the rod may be moved up and down instead of the entire rod as in the present embodiment.

また、ベースプレート10とエアシリンダ13との間にはターンテーブル14が介在されている。すなわち、エアシリンダ13は、ベースプレート10に載置されたターンテーブル14上に搭載されており、当該ターンテーブル14により水平方向に回転自在になっている。 A turntable 14 is interposed between the base plate 10 and the air cylinder 13. That is, the air cylinder 13 is mounted on the turntable 14 mounted on the base plate 10, and is rotatable in the horizontal direction by the turntable 14.

なお、ターンテーブル14は研掃手段17のトンネル内面に対する水平方向の研掃角度を微調整するために用いられるが、微調整までは必要ない場合も考えられる。そのような場合には、ターンテーブル14を設けることなく、ベースプレート10上に直接保持フレーム12やエアシリンダ13などを搭載するようにしてもよい。 The turntable 14 is used for finely adjusting the horizontal cleaning angle of the cleaning means 17 with respect to the inner surface of the tunnel, but it is possible that fine adjustment is not necessary. In such a case, the holding frame 12 or the air cylinder 13 may be mounted directly on the base plate 10 without providing the turntable 14.

ここで、移動手段11は、図4に示すように、ベースプレート10を第1の方向(第1の水平移動方向)D1に往復移動させる第1の移動機構部11aと、ベースプレート10を第1の方向D1と直交する第2の方向(第2の水平移動方向)D2に往復移動させる第2の移動機構部11bとからなる。 Here, as shown in FIG. 4, the moving means 11 reciprocates the base plate 10 in the first direction (first horizontal moving direction) D1 and the first moving mechanism portion 11a and the base plate 10 in the first direction. It is composed of a second moving mechanism unit 11b that reciprocates in the second direction (second horizontal moving direction) D2 orthogonal to the direction D1.

図2および図3において、ベースプレート10の裏面の四隅には車輪10aが取り付けられており、第1の移動機構部11aは、ベースプレート10が車輪10aを介して走行可能に載置される第1のレール11a−1、および第1のレール11a−1上のベースプレート10を第1の方向D1に往復移動させるモータ(第1の駆動体)11a−2を備えている。モータ11a−2は第1のレール11a−1の一方端に設置されており、モータ11a−2の回転軸に取り付けられたスプロケット11a−3aと第1のレール11a−1の他方端に回転自在に設置されたスプロケット11a−3bとの間には、チェーン11a−4が掛け渡されている。さらに、チェーン11a−4には、ベースプレート10の下面から延びた伝達棒10bの先端が固定されている。 In FIGS. 2 and 3, wheels 10a are attached to the four corners of the back surface of the base plate 10, and the first moving mechanism portion 11a is the first on which the base plate 10 is movably mounted via the wheels 10a. A motor (first drive body) 11a-2 for reciprocating the rail 11a-1 and the base plate 10 on the first rail 11a-1 in the first direction D1 is provided. The motor 11a-2 is installed at one end of the first rail 11a-1, and is rotatable on the other end of the sprocket 11a-3a attached to the rotating shaft of the motor 11a-2 and the first rail 11a-1. A chain 11a-4 is hung between the sprocket 11a-3b installed in the above. Further, the tip of the transmission rod 10b extending from the lower surface of the base plate 10 is fixed to the chain 11a-4.

したがって、モータ10cの回転によりチェーン11a−4が周方向に回転すると伝達棒10bが第1の方向D1に移動し、これに伴ってベースプレート10が第1のレール11a−1上を走行して第1の方向D1に移動する。 Therefore, when the chain 11a-4 rotates in the circumferential direction due to the rotation of the motor 10c, the transmission rod 10b moves in the first direction D1, and the base plate 10 travels on the first rail 11a-1 accordingly. Move in the direction D1 of 1.

第1のレール11a−1の端部の4箇所には、第1のレール11a−1の延伸方向と直交する方向を回転面とする車輪(図示せず)が取り付けられている。また、図4において、第1のレール11a−1の両端には、第1のレール11a−1とで矩形のフレームを形成するタイロッド11a−5が設置されている。 Wheels (not shown) having a rotation surface in a direction orthogonal to the extending direction of the first rail 11a-1 are attached to four positions at the ends of the first rail 11a-1. Further, in FIG. 4, tie rods 11a-5 forming a rectangular frame with the first rail 11a-1 are installed at both ends of the first rail 11a-1.

そして、第2の移動機構部11bは、第1のレール11a−1が車輪を介して走行可能に載置される第2のレール11b−1、および第2のレール11b−1上の第1のレール11a−1を第2の方向D2に往復移動させるモータ(第2の駆動体)11b−2を備えている。また、第2のレール11b−1の両端にも、第2のレール11b−1とで矩形のフレームを形成するタイロッド11b−3が設置されている。モータ11b−2は一方のタイロッド11b−3の略中央部分に設置されており、その回転軸上にはシャフト11b−4が取り付けられている。また、他方のタイロッド11b−3におけるモータ11b−2との対向位置には、シャフト11b−4の先端を回転自在に支持する軸受11b−5が設置されている。さらに、第1の移動機構部11aにおけるシャフト11b−4に対応した位置には、一対の第1のレール11a−1を連結するとともに当該シャフト11b−4が貫通する突起片11a−6aが裏面に取り付けられた連結棒11a−6が設けられている。前述したシャフト11b−4には雄ネジが形成され、シャフト11b−4が貫通する突起片11a−6aには、当該雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている。 Then, the second moving mechanism portion 11b is a first on the second rail 11b-1 and the second rail 11b-1 on which the first rail 11a-1 is mounted so as to be travelable via the wheels. The rail 11a-1 is provided with a motor (second drive body) 11b-2 for reciprocating in the second direction D2. Further, tie rods 11b-3 forming a rectangular frame with the second rail 11b-1 are also installed at both ends of the second rail 11b-1. The motor 11b-2 is installed in a substantially central portion of one of the tie rods 11b-3, and a shaft 11b-4 is mounted on the rotation shaft thereof. A bearing 11b-5 that rotatably supports the tip of the shaft 11b-4 is installed at a position of the other tie rod 11b-3 facing the motor 11b-2. Further, at a position corresponding to the shaft 11b-4 in the first moving mechanism portion 11a, a pair of first rails 11a-1 are connected and a protrusion 11a-6a through which the shaft 11b-4 penetrates is placed on the back surface. The attached connecting rods 11a-6 are provided. A male screw is formed on the shaft 11b-4 described above, and a female screw screwing with the male screw is formed on the protrusions 11a-6a through which the shaft 11b-4 penetrates.

したがって、モータ11b−2によりシャフト11b−4が回転すると連結棒11a−6において回転運動が直線運動に変換され、これにより第1のレール11a−1が第2のレール11b−1上を走行して第2の方向D2に移動する。 Therefore, when the shaft 11b-4 is rotated by the motor 11b-2, the rotational motion is converted into a linear motion in the connecting rod 11a-6, whereby the first rail 11a-1 travels on the second rail 11b-1. And move in the second direction D2.

なお、移動手段11は図4に示すものに限定されるものではなく、ベースプレート10を水平方向に移動させることができる限り、様々な構造を採用することができる。また、移動手段11は、ベースプレート10をトンネルの延伸方向、つまり後述する研掃手段17がトンネルを研掃する方向に移動させることができれば足り、本実施の形態のように、所定範囲内の水平面に対して移動させることができなくてもよい。 The moving means 11 is not limited to the one shown in FIG. 4, and various structures can be adopted as long as the base plate 10 can be moved in the horizontal direction. Further, it is sufficient that the moving means 11 can move the base plate 10 in the extending direction of the tunnel, that is, in the direction in which the cleaning means 17 described later cleans the tunnel, and as in the present embodiment, the horizontal plane within a predetermined range. It does not have to be able to move against.

さて、図2および図3に示すように、エアシリンダ13により上下動するロッド15の先端には、トンネルの内面を研掃する研掃手段17が揺動自在に設置されている。図示するように、研掃手段17は、ロッド本体15aに対して斜め上方を向けて取り付けられてロッド15の一部を構成するアーム部15bを介して設置されており、内面が曲面になったトンネルに対して大きな押し付け力が得られるようになっている。但し、研掃手段17は、直接ロッド本体15aに設置されていてもよい。 As shown in FIGS. 2 and 3, a cleaning means 17 for cleaning the inner surface of the tunnel is swingably installed at the tip of the rod 15 which is moved up and down by the air cylinder 13. As shown in the figure, the cleaning means 17 is attached via an arm portion 15b that is attached diagonally upward to the rod body 15a and forms a part of the rod 15, and has a curved inner surface. A large pressing force can be obtained against the tunnel. However, the cleaning means 17 may be installed directly on the rod body 15a.

研掃手段17は、ロッド15に揺動自在に取り付けられた取付台17aと、トンネルの内面を研掃する研掃機17bとを備えている。 The cleaning means 17 includes a mounting base 17a that is swingably attached to the rod 15 and a cleaning machine 17b that cleans the inner surface of the tunnel.

すなわち、図3に示すように、アーム部15bは、ロッド本体15aに取り付けられたベース板15b−1と、ベース板の両端に立設された2枚の支持板15b−2とで構成されている。そして、取付台17aの下面両端に設けられた2枚の回動板17a−1が2枚の支持板15b−2に対してそれぞれ垂直方向に回動自在に取り付けられることにより、取付台17aがロッド本体15aに対して揺動自在になっている。 That is, as shown in FIG. 3, the arm portion 15b is composed of a base plate 15b-1 attached to the rod body 15a and two support plates 15b-2 erected at both ends of the base plate. There is. Then, the two rotating plates 17a-1 provided on both ends of the lower surface of the mounting base 17a are rotatably mounted in the direction perpendicular to the two support plates 15b-2, whereby the mounting base 17a is formed. It is swingable with respect to the rod body 15a.

図5に示すように、トンネルの内面と対向してトンネルの研掃を行う研掃機17bは、上方を向けて取付台17aに設置されている。また、取付台17aの上面の四隅にはキャスタ17cが設けられており、研掃時には、当該キャスタ17cがトンネルの内面と接することで取付台17aとトンネル内面とが一定の間隔に保たれつつ、研掃手段17の移動に伴って当該キャスタ17cがトンネルの内面により回転するようになっている。 As shown in FIG. 5, the sweeper 17b that cleans the tunnel facing the inner surface of the tunnel is installed on the mounting base 17a with its head facing upward. In addition, casters 17c are provided at the four corners of the upper surface of the mounting base 17a, and during cleaning, the casters 17c come into contact with the inner surface of the tunnel, so that the mounting base 17a and the inner surface of the tunnel are maintained at a constant distance. As the cleaning means 17 moves, the caster 17c rotates due to the inner surface of the tunnel.

なお、キャスタ17cの個数や取付位置は本実施の形態に限定されるものではなく、自由に設定することができる。 The number and mounting positions of the casters 17c are not limited to the present embodiment, and can be freely set.

研掃機17bには、内側から外側に向かって、トンネルの内面に研削材を噴射してトンネルの劣化部分を研削する円形の噴射口17b−1、研削されたトンネル内面の剥離片や噴射された研削材を負圧吸引する円形の吸引口17b−2、および剥離片や研削材の飛散を防止するために吸引口17b−2の周縁に設けられたリングブラシ17b−3が、同心円状に配置されている。 The sweeper 17b has a circular injection port 17b-1 that injects abrasives onto the inner surface of the tunnel to grind the deteriorated portion of the tunnel from the inside to the outside, and the peeled pieces and injections on the ground inner surface of the tunnel. The circular suction port 17b-2 that sucks the abrasive material under negative pressure and the ring brush 17b-3 provided on the periphery of the suction port 17b-2 to prevent the peeled pieces and the abrasive material from scattering are concentrically formed. Have been placed.

図示するように、研掃機17bは2台設置されている。そして、それぞれの研掃機17bは、噴射口17b−1が研掃手段17の揺動方向と直交する方向(つまり、研掃する方向)に対して相互にずらして(オーバーラップして)取り付けられている。本実施の形態では、噴射口17b−1の直径が80mm、オーバーラップ寸法が40mmとなっている。したがって、トンネル内面に対して研削材が120mmの幅で噴射されることになる。但し、これらの数値は例示に過ぎず、本発明がこれらの数値に拘束されるものではない。 As shown in the figure, two sweepers 17b are installed. Then, each of the sweepers 17b is mounted so that the injection port 17b-1 is shifted (overlapped) from each other in the direction orthogonal to the swing direction of the sweeping means 17 (that is, the direction of sweeping). Has been done. In the present embodiment, the injection port 17b-1 has a diameter of 80 mm and an overlap dimension of 40 mm. Therefore, the abrasive is injected with a width of 120 mm on the inner surface of the tunnel. However, these numerical values are merely examples, and the present invention is not bound by these numerical values.

なお、研掃機17bの設置台数は自由に設定でき、1台でも3台以上でもよい。また、研掃機17bを複数台設ける場合、本実施の形態のように相互にずらして設置しなくてもよい。 The number of sweepers 17b installed can be freely set, and may be one or three or more. Further, when a plurality of sweepers 17b are provided, they do not have to be staggered from each other as in the present embodiment.

図2および図3に示すように、研掃手段17には、エアシリンダ17dが備えられている。このエアシリンダ17dは、支持フレーム17eに取り付けられてロッド15に反力をとるように設置されており、先端が取付台17aに固定されている。したがって、取付台17aがエアシリンダ17dによって上下動可能に支持されており、研掃時には、エアシリンダ17dを伸長させることによって、取付台17aに設置されたキャスタ17cがトンネルの内面に押さえ付けられる。そして、キャスタ17cが押さえ付けられた状態において、リングブラシ17b−3がトンネルの内面に接触する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the cleaning means 17 is provided with an air cylinder 17d. The air cylinder 17d is attached to the support frame 17e and is installed so as to take a reaction force on the rod 15, and the tip thereof is fixed to the mounting base 17a. Therefore, the mounting base 17a is supported by the air cylinder 17d so as to be vertically movable, and the casters 17c installed on the mounting base 17a are pressed against the inner surface of the tunnel by extending the air cylinder 17d during cleaning. Then, while the caster 17c is pressed down, the ring brush 17b-3 comes into contact with the inner surface of the tunnel.

なお、前述したエアシリンダ13によりロッド15の上下位置を調整することによりキャスタ17cをトンネルの内面に押さえ付けるようにすることもできる。このようにロッド15のみで押さえ付ける場合には、エアシリンダ17dを省略することができる。但し、ロッド15で研掃手段17の大まかな高さを調節し、エアシリンダ17dでキャスタ17cをトンネルの内面に押さえ付けるようにすれば、研掃手段17を容易に適切な押圧力で押さえ付けることができる。 The caster 17c can be pressed against the inner surface of the tunnel by adjusting the vertical position of the rod 15 by the air cylinder 13 described above. When pressing only with the rod 15 in this way, the air cylinder 17d can be omitted. However, if the rough height of the cleaning means 17 is adjusted by the rod 15 and the caster 17c is pressed against the inner surface of the tunnel by the air cylinder 17d, the cleaning means 17 is easily pressed by an appropriate pressing force. be able to.

なお、以上説明した移動手段11、エアシリンダ13、ターンテーブル14、研掃手段17は、図示しないコントローラを用いて、作業者により遠隔操作される。 The moving means 11, the air cylinder 13, the turntable 14, and the cleaning means 17 described above are remotely controlled by an operator using a controller (not shown).

次に、以上のような構成を有するトンネル研掃装置によるトンネル内面の研掃について、図6を用いて説明する。なお、ここでは、内面が曲面になったトンネルを研掃する場合について説明する。ここで、図6は本実施の形態のトンネル研掃装置を用いたトンネル内面の研掃方法を示す説明図である。 Next, the cleaning of the inner surface of the tunnel by the tunnel cleaning device having the above configuration will be described with reference to FIG. Here, a case of cleaning a tunnel having a curved inner surface will be described. Here, FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method of cleaning the inner surface of the tunnel using the tunnel cleaning device of the present embodiment.

トンネル内面の研掃においては、トンネル研掃装置Mが取り付けられた高所作業車Vを研掃エリアへと移動する。そして、ブームVaを動かしてトンネル研掃装置Mを所定の高さ位置に設定する。 In the cleaning of the inner surface of the tunnel, the aerial work platform V to which the tunnel cleaning device M is attached is moved to the cleaning area. Then, the boom Va is moved to set the tunnel cleaning device M at a predetermined height position.

そして、移動手段11によりベースプレート10を水平方向に動かし、研掃手段17を移動手段11の端部に配置する。 Then, the moving means 11 moves the base plate 10 in the horizontal direction, and the cleaning means 17 is arranged at the end of the moving means 11.

続いて、トンネル研掃装置Mに設けられた研掃手段17の水平移動方向とトンネルの延伸方向とが平行になり、且つ、研掃手段17の揺動方向がトンネルの延伸方向と直交する方向となるように、ブームVaやターンテーブル14によりトンネル研掃装置Mの水平方向(つまり、研掃手段17の研掃角度)を調整する。これは、トンネルの延伸方向と研掃手段17の水平移動方向とを平行に保たないと研掃位置が上下にずれてしまうからである。なお、調整にあたっては、ブームVaでベースプレート10の粗調整を行った後に、ターンテーブル14で微調整を行うようにするのが望ましい。 Subsequently, the horizontal movement direction of the cleaning means 17 provided in the tunnel cleaning device M is parallel to the extending direction of the tunnel, and the swinging direction of the cleaning means 17 is orthogonal to the extending direction of the tunnel. The horizontal direction of the tunnel cleaning device M (that is, the cleaning angle of the cleaning means 17) is adjusted by the boom Va and the turntable 14. This is because the cleaning position will shift up and down unless the extending direction of the tunnel and the horizontal moving direction of the cleaning means 17 are kept parallel. In the adjustment, it is desirable to make a rough adjustment of the base plate 10 with the boom Va and then make a fine adjustment with the turntable 14.

なお、ここでは、移動手段11における第1の方向D1(研掃手段17が第1の移動機構部11aによって移動する方向)がトンネルの延伸方向に対応した方向とする。 Here, the first direction D1 in the moving means 11 (the direction in which the cleaning means 17 moves by the first moving mechanism portion 11a) is the direction corresponding to the extending direction of the tunnel.

トンネル研掃装置Mの水平方向の調整を行ったならば、トンネル研掃装置Mのロッド15により研掃手段17を上昇させ、さらにエアシリンダ17dにより取付台17aを上昇させて、研掃手段17をトンネルの内面に押さえ付ける。すなわち、研掃手段17はロッド15の先端に揺動自在に設置されているので、ロッド15やエアシリンダ17dで研掃手段17を上昇させると、当該研掃手段17はトンネルの曲面に追随して揺動するとともに(図6参照)、取付台17aに設置されたキャスタ17cがトンネルの内面に押さえ付けられる。このときの研掃手段17の位置を、図6において、符号R1で示す。 After adjusting the tunnel cleaning device M in the horizontal direction, the cleaning means 17 is raised by the rod 15 of the tunnel cleaning device M, and the mounting base 17a is raised by the air cylinder 17d to raise the cleaning means 17 Is pressed against the inner surface of the tunnel. That is, since the cleaning means 17 is swingably installed at the tip of the rod 15, when the cleaning means 17 is raised by the rod 15 or the air cylinder 17d, the cleaning means 17 follows the curved surface of the tunnel. The caster 17c installed on the mounting base 17a is pressed against the inner surface of the tunnel while swinging (see FIG. 6). The position of the cleaning means 17 at this time is indicated by reference numeral R1 in FIG.

このようにして研掃手段17をトンネルの内面に押さえ付けたならば、移動手段11の第1の移動機構部11aによりベースプレート10を動かして当該研掃手段17をトンネルの延伸方向に移動させながら、内面が曲面になったトンネルを研掃する。すなわち、研掃機17bの噴射口17b−1からトンネルの内面に研削材を噴射してトンネルの劣化部分を研削しつつ、吸引口17b−2でトンネル内面の剥離片や研削材を吸引していく。これにより、図6の符号R1で示す箇所が、トンネルの延伸方向に沿って研掃される。 When the cleaning means 17 is pressed against the inner surface of the tunnel in this way, the base plate 10 is moved by the first moving mechanism portion 11a of the moving means 11 to move the cleaning means 17 in the extending direction of the tunnel. , Clean the tunnel with a curved inner surface. That is, while the abrasive is injected from the injection port 17b-1 of the sweeper 17b to the inner surface of the tunnel to grind the deteriorated portion of the tunnel, the suction port 17b-2 sucks the peeled pieces and the abrasive on the inner surface of the tunnel. go. As a result, the portion indicated by reference numeral R1 in FIG. 6 is swept along the extending direction of the tunnel.

研掃手段17をトンネルの延伸方向に移動させ、符号R1で示す箇所のトンネル延伸方向を研掃したならば、次は、研掃端において移動手段11の第2の移動機構部11bでベースプレート10を動かして研掃手段17を所定量だけ第2の方向D2(トンネルの内面から遠ざかる第2の方向D2)に移動させるとともにロッド15により当該研掃手段17を上昇させ、当該研掃手段17を図6の符号R2で示す箇所(つまり、符号R1で示す箇所より上方)に移動させる。このとき、研掃手段17は、トンネルの符号R1で示す位置とは異なる位置である符号R2で示す位置の曲面に追随して、揺動角が僅かに水平方向に変化する。 After the cleaning means 17 is moved in the extending direction of the tunnel and the tunnel extending direction of the portion indicated by reference numeral R1 is cleaned, the next step is to use the second moving mechanism portion 11b of the moving means 11 at the cleaning end to perform the base plate 10 To move the cleaning means 17 in the second direction D2 (the second direction D2 away from the inner surface of the tunnel) by a predetermined amount, and raise the cleaning means 17 by the rod 15 to move the cleaning means 17 by a predetermined amount. The tunnel is moved to the location indicated by reference numeral R2 in FIG. 6 (that is, above the location indicated by reference numeral R1). At this time, the cleaning means 17 follows the curved surface at the position indicated by the reference numeral R2, which is a position different from the position indicated by the reference numeral R1 of the tunnel, and the swing angle changes slightly in the horizontal direction.

なお、移動手段11が、研掃手段17がトンネルを研掃する第1の方向D1にのみベースプレート10を移動させることができ、第2の方向D2には移動させる機能を有していない場合には、ブームVaにより研掃手段17を第2の方向D2に移動させるようにする。 When the moving means 11 can move the base plate 10 only in the first direction D1 in which the cleaning means 17 cleans the tunnel, and does not have the function of moving the base plate 10 in the second direction D2. Moves the cleaning means 17 in the second direction D2 by the boom Va.

ここで、研掃手段17を下方に移動させる場合には、ロッド15やエアシリンダ17dにより研掃手段17を下降させて当該研掃手段17をトンネルの内面から一旦離間させておき、移動手段11の第2の移動機構部11bにより研掃手段17を第2の方向D2(トンネルの内面に接近する第2の方向D2)に移動させる。そして、あらためて研掃手段17を上昇させてトンネルの内面に押さえ付けなければならない。 Here, when the cleaning means 17 is moved downward, the cleaning means 17 is lowered by the rod 15 or the air cylinder 17d to temporarily separate the cleaning means 17 from the inner surface of the tunnel, and the moving means 11 is moved. The cleaning means 17 is moved in the second direction D2 (the second direction D2 approaching the inner surface of the tunnel) by the second moving mechanism unit 11b of the above. Then, the cleaning means 17 must be raised again and pressed against the inner surface of the tunnel.

これに対して、本実施の形態のように研掃手段17を上方に移動させる場合には、研掃手段17をトンネルの内面から離間させることなく、研掃手段17を第2の方向D2に移動させるとともにロッド15により上昇させればよい。よって、研掃手段17を下方に移動させる場合と比較して、研掃手段17の高さ位置の変更を短時間で完了させることができる。但し、研掃手段17を下方に移動させながらトンネルの内面を研掃してもかまわない。 On the other hand, when the cleaning means 17 is moved upward as in the present embodiment, the cleaning means 17 is moved to the second direction D2 without separating the cleaning means 17 from the inner surface of the tunnel. It may be moved and raised by the rod 15. Therefore, the change in the height position of the cleaning means 17 can be completed in a short time as compared with the case where the cleaning means 17 is moved downward. However, the inner surface of the tunnel may be cleaned while the cleaning means 17 is moved downward.

さて、研掃手段17を図6の符号R2で示す箇所にしたならば、移動手段11の第1の移動機構部11aにより、符号R1で示す箇所を研掃したときとは逆方向に研掃手段17を移動させる。これにより、図6の符号R2で示す箇所が、トンネルの延伸方向に沿って研掃される。 By the way, if the cleaning means 17 is set to the portion indicated by the reference numeral R2 in FIG. 6, the first moving mechanism portion 11a of the moving means 11 is used to clean the portion indicated by the reference numeral R1 in the direction opposite to the cleaning. Move the means 17. As a result, the portion indicated by reference numeral R2 in FIG. 6 is swept along the extending direction of the tunnel.

このようにして符号R2で示す箇所のトンネルの延伸方向を研掃したならば、研掃端において移動手段11の第2の移動機構部11bにより研掃手段17を所定量だけ第2の方向D2に移動させるとともにロッド15により当該研掃手段17を上昇させ、当該研掃手段17を図6の符号R3で示す箇所(つまり、符号R2で示す箇所より上方)に移動させる。このとき、研掃手段17は、トンネルの符号R2で示す位置とは異なる位置である符号R3で示す位置の曲面に追随して、揺動角がさらに水平方向に変化する。そして、当該符号R3で示す箇所のトンネル延伸方向を研掃する。 When the extension direction of the tunnel at the location indicated by the symbol R2 is cleaned in this way, the cleaning means 17 is moved by a predetermined amount in the second direction D2 by the second moving mechanism portion 11b of the moving means 11 at the cleaning end. The cleaning means 17 is raised by the rod 15 and the cleaning means 17 is moved to the location indicated by reference numeral R3 in FIG. 6 (that is, above the location indicated by reference numeral R2). At this time, the cleaning means 17 follows the curved surface at the position indicated by the reference numeral R3, which is a position different from the position indicated by the reference numeral R2 of the tunnel, and the swing angle further changes in the horizontal direction. Then, the tunnel extension direction of the portion indicated by the reference numeral R3 is sharpened.

以降、同様にして研掃手段17を下から上へと移動させながら、トンネルの研掃を行う。 After that, the tunnel is cleaned while the cleaning means 17 is moved from the bottom to the top in the same manner.

なお、図5に示すように、研掃機17bの噴射口17b−1からの研削材の噴射幅(すなわち、研掃幅)は研掃手段17の幅よりも狭いので、研掃手段17の位置を下から上に移動させる際の移動量は研削材の噴射幅(本実施の形態では120mm)となる。但し、図6では、煩雑になるのを回避するために、研掃幅と研掃手段17の幅とを同一とした前提で図示している。 As shown in FIG. 5, since the injection width (that is, the cleaning width) of the abrasive from the injection port 17b-1 of the cleaning machine 17b is narrower than the width of the cleaning means 17, the cleaning means 17 The amount of movement when the position is moved from the bottom to the top is the injection width of the abrasive (120 mm in the present embodiment). However, in FIG. 6, in order to avoid complication, the cleaning width and the width of the cleaning means 17 are assumed to be the same.

以上説明したように、本実施の形態のトンネル研掃装置Mによれば、水平方向に移動するベースプレート10上に設置された上下動可能なロッド15の先端に、研掃手段17が揺動自在に設置され、当該研掃手段17で曲面形状になったトンネルの内面を研掃するようにしている。したがって、研掃手段17が研掃位置の曲面に追随して揺動した状態で研掃が行われるようになるので、トンネルの曲面に沿って研掃手段17を動かすことができ、内面が曲面になったトンネルを研掃することが可能になる。 As described above, according to the tunnel cleaning device M of the present embodiment, the cleaning means 17 can swing freely at the tip of the vertically movable rod 15 installed on the base plate 10 that moves in the horizontal direction. The cleaning means 17 is used to clean the inner surface of the curved tunnel. Therefore, since the cleaning means 17 swings following the curved surface of the cleaning position, the cleaning means 17 can be moved along the curved surface of the tunnel, and the inner surface is curved. It will be possible to clean up the tunnel that has become.

また、このようにトンネル研掃装置Mにより、内面が曲面になったトンネルを研掃することが可能になるので、手作業で研掃を行う場合よりも研掃時間および費用を大幅に削減することができる。 Further, since the tunnel sweeping device M can clean a tunnel having a curved inner surface in this way, the cleaning time and cost can be significantly reduced as compared with the case of manually cleaning. be able to.

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, the embodiments disclosed in the present specification are exemplary in all respects and are limited to the disclosed technology. is not it. That is, the technical scope of the present invention is not limitedly interpreted based on the description in the above-described embodiment, but should be interpreted according to the description of the claims, and the scope of claims. All changes are included as long as they do not deviate from the description technology and the technology equivalent to the above and the gist of the claims.

たとえば、本実施の形態では、ターンテーブル14を回転させて研掃手段17のトンネル内面に対する水平方向の研掃角度を調整していたが、ターンテーブル14に代えて、ベースプレート10自体を水平方向に回転自在として、ベースプレート10を回転させて調整するようにしてもよい。 For example, in the present embodiment, the turntable 14 is rotated to adjust the horizontal cleaning angle of the cleaning means 17 with respect to the inner surface of the tunnel, but instead of the turntable 14, the base plate 10 itself is moved horizontally. The base plate 10 may be rotated to adjust the rotation.

以上の説明では、研削材をトンネル内面に噴射してトンネルを研掃する場合が示されているが、例えば加圧された水流つまりウォータージェットでトンネルの内面を研掃する場合にも適用できる。 In the above description, the case where the abrasive is sprayed onto the inner surface of the tunnel to clean the tunnel is shown, but it can also be applied to, for example, the case where the inner surface of the tunnel is cleaned with a pressurized water stream, that is, a water jet.

10 ベースプレート
10a 車輪
10b 伝達棒
10c モータ
11 移動手段
11a 第1の移動機構部
11a−1 第1のレール
11a−2 モータ(第1の駆動体)
11a−3a,11a−3b スプロケット
11a−4 チェーン
11a−5 タイロッド
11a−6 連結棒
11a−6a 突起片
11b 第2の移動機構部
11b−1 第2のレール
11b−2 モータ(第2の駆動体)
11b−3 タイロッド
11b−4 シャフト
11b−5 軸受
12 保持フレーム
13 エアシリンダ(駆動手段)
13a シリンダロッド
14 ターンテーブル
15 ロッド
15−1 取付板
15a ロッド本体
15b アーム部
15b−1 ベース板
15b−2 支持板
16a,16b ローラ対
17 研掃手段
17a 取付台
17a−1 回動板
17b 研掃機
17b−1 噴射口
17b−2 吸引口
17b−3 リングブラシ
17c キャスタ
17d エアシリンダ
17e 支持フレーム
D1 第2の方向
D2 第2の方向
M トンネル研掃装置
V 高所作業車
Va ブーム
Vb デッキ部
10 Base plate 10a Wheels 10b Transmission rod 10c Motor 11 Moving means 11a First moving mechanism 11a-1 First rail 11a-2 Motor (first driving body)
11a-3a, 11a-3b Sprocket 11a-4 Chain 11a-5 Tie rod 11a-6 Connecting rod 11a-6a Projection piece 11b Second moving mechanism 11b-1 Second rail 11b-2 Motor (second drive body) )
11b-3 Tie rod 11b-4 Shaft 11b-5 Bearing 12 Holding frame 13 Air cylinder (driving means)
13a Cylinder rod 14 Turntable 15 Rod 15-1 Mounting plate 15a Rod body 15b Arm part 15b-1 Base plate 15b-2 Support plate 16a, 16b Roller pair 17 Cleaning means 17a Mounting base 17a-1 Rotating plate 17b Cleaning Machine 17b-1 Injection port 17b-2 Suction port 17b-3 Ring brush 17c Caster 17d Air cylinder 17e Support frame D1 Second direction D2 Second direction M Tunnel cleaning device V Aerial work platform Va Boom Vb Deck

Claims (2)

内面が曲面になったトンネルを研掃するトンネル研掃方法であって、
ベースプレートを第1の水平移動方向および当該第1の水平移動方向と直交する第2の水平移動方向に移動させる移動手段、前記ベースプレートに立設されて上下動するロッド、および前記ロッドの先端に揺動自在に設置されてトンネル内面を研掃する研掃手段を備え、前記ロッドで前記研掃手段をトンネルの内面に圧接しながら研掃を行うトンネル研掃装置を用意し、
前記研掃手段の第1の水平移動方向とトンネルの延伸方向とが平行になり、且つ、前記研掃手段の揺動方向がトンネルの延伸方向と直交する方向となるように、前記トンネル研掃装置の水平方向を調整し、
前記ロッドにより前記研掃手段を上昇させて当該研掃手段をトンネルの内面の研掃開始位置に設置し、
前記移動手段で前記研掃手段を第1の水平移動方向に往復移動させてトンネルの内面を延伸方向に沿って直線状に研掃するとともに、第1の水平移動方向の研掃端では、前記研掃手段が未研掃側に1回の研掃幅分ずれるように前記移動手段で前記研掃手段を第2の水平移動方向に移動させる、
ことを特徴とするトンネル研掃方法。
It is a tunnel cleaning method that cleans a tunnel with a curved inner surface.
A moving means for moving the base plate in a first horizontal moving direction and a second horizontal moving direction orthogonal to the first horizontal moving direction, a rod standing on the base plate and moving up and down, and swinging at the tip of the rod. A tunnel cleaning device that is movably installed to clean the inner surface of the tunnel is provided , and the cleaning means is pressed against the inner surface of the tunnel with the rod to perform cleaning.
The tunnel cleaning means is such that the first horizontal movement direction of the cleaning means is parallel to the extending direction of the tunnel, and the swinging direction of the cleaning means is orthogonal to the extending direction of the tunnel. Adjust the horizontal direction of the device,
The cleaning means is raised by the rod, and the cleaning means is installed at the cleaning start position on the inner surface of the tunnel.
The cleaning means is reciprocated in the first horizontal moving direction by the moving means to sweep the inner surface of the tunnel linearly along the extending direction, and at the cleaning end in the first horizontal moving direction, the cleaning means is described. The cleaning means is moved in the second horizontal moving direction by the moving means so that the cleaning means is deviated to the uncleaned side by one cleaning width.
A tunnel cleaning method characterized by this.
前記研掃手段をトンネルの延伸方向に往復移動させながらトンネルの内面を研掃する際において、
前記研掃手段によるトンネルの延伸方向への移動ごとに研掃位置を下から上へと変えながら研掃する、
ことを特徴とする請求項1記載のトンネル研掃方法。
When cleaning the inner surface of the tunnel while reciprocating the cleaning means in the extending direction of the tunnel,
Every time the tunnel is moved in the extending direction by the cleaning means, the cleaning position is changed from the bottom to the top for cleaning.
The tunnel cleaning method according to claim 1, wherein the tunnel cleaning method is characterized.
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