JPH01151608A

JPH01151608A - トンネル補修用掘削装置

Info

Publication number: JPH01151608A
Application number: JP62308651A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakajima; 中嶋　仁志; Kohei Mio; 三尾　興平; Atsushi Takahashi; 淳高橋
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1989-06-14
Also published as: JPH0551726B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、水力発電所に使われる導水路トンネル等のト
ンネルの内部にヒビ割れ等の発生がないか点検し、ヒビ
割れ発生部を掘削し、補修する際に使用するトンネル補
修用掘削装置に関する。

［従来技術］従来、導水路トンネル等のトンネル内部を点検する点検
用ロボットは知られていたが、点検し、ヒビ割れ等の異
常のあった箇所の掘削・補修までを無人化で行う装置は
なかった。

このため従来の方法は、点検用ロボットでヒビ割れ等の
異常のある箇所を発見すると、台車に人や機材を載せて
ヒビ割れ発生部まで運び、ヒビ割れのある部分を人手で
７字に掘削し、コンクリートをつめて補修を行っていた
。また、この方法が無理な場合は、別な導水路トンネル
を掘るようにしていた。

しかし、従来のこのような方法による場合は、（イ）非
常に危険、（ロ）狭いので作業が困難、（ハ）手間ひま
がかかる、（ニ）トンネルの距離が長くなるほど作業が
困難、（ホ）人力による掘削なので掘り方が浅く補修が
確実でない等の問題点があった。

［発明の目的］本発明は、従来の方法の上記問題点を解決し、導水路ト
ンネル等のトンネル内を自走し、ヒビ割れ発生箇所を無
人で掘削できるトンネル補修用掘削装置を提供すべくな
されたものである。

［発明の構成］本発明によるトンネル補修用掘削装置は、装置をトンネ
ル内で自走させる走行用車輪と装置をトンネル内に固定
するアウトリガを備えた装置本体に、トンネルの補修す
べき箇所をトンネル内周面側から掘削する男削手段と掘
削手段により掘削したずり出しを行うずり出し手段とが
設けられており、上記掘削手段は、回転駆動して掘削を
行うカッターヘッドとカッターヘッドをトンネル壁面に
向けて動かすシリンダとカッターヘッドをトンネル壁面
の円周方向に回転させるモータとよりなり、また上記ず
り出し手段は、ずり吸込み用ホースとバキュームポンプ
と吸込んだずりを入れておくタンクとよりなっている。

［発明の作用コ走行車輪２１が駆動されて、検出装置であらかじめ検出
したヒビ割れ箇所まで進む。ヒビ割れ補修箇所についた
ら、アウトリガ２２を伸長させて本体２０を固定する。

カッターヘッド２３を回転させ、シリンダ２４を伸ばし
て掘削を開始する。

カッターヘッド２３がもぐる位まで伸長したら、今度は
モータ２５を作動させてカッターヘッド２３を円周方向
に回転させて掘削する。カッターヘッド２３で掘削した
ずりはバキュームポンプ３１を作動させてバキュームホ
ース３０で吸込み、タンク３２にためておく、掘削が終
了したシリンダ２４を収縮し、アウトリガ２２を収納し
、坑外へ出てバキュームタンク３２内のずりを捨てる。

この掘削作業は遠隔操作でカメラでモニタしながら行う
。

［発明の効果コ狭い空間での作業で、今まで機械が入れなかったが、機
械で掘削でき、また遠隔操作で無人化できて安全であり
、さらに人力でヒビ割れ部を掘るよりも深く掘削できる
ので補修が確実であり、作業も早い。

［実施例コ以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。

トンネルの補修には、ヒビ割れ等の発生箇所を検出する
検出装置と、検出装置で検出したヒビ割れ発生部を掘削
する掘削装置と、掘削装置で掘削した部分を補修する補
修装置とが用いられ、本発明をよく理解するためにそれ
等の装置につき順に説明する。

第１図１、■は検出装置を示し、装置本体１の前部およ
び後部に装置をトンネルＡ内で自走させるための各４個
の走行用車１ｔｈ２が設けられており、この走行用車輪
２の動力は電気であり、タイヤの回転から坑口からの距
離を測る。装置本体１の前方にはモニタカメラ３および
ライト４が設けられており、トンネルＡ内を進みながら
内部全体を監視する。装置本体１の中央部には回転ドラ
ム５が設けられており、この回転ドラム５は走行部であ
る装置本体１とは別にドラム回転用モータ６により減速
機構を介して３６０゛回転される。回転ドラム５にはモ
ニタカメラ７、スリットカメラ８、ライト９が設けられ
ており、ヒビ割れを撮影する。

さらに回転ドラム５には断面測定装置１０が設けられて
おり、内壁３６０°を各部で回転中心軸からの距離を計
り、内部の変位を計測する。走行部である本体１が傾い
ても水平を保つために傾斜計をつけて常に水平を保つよ
うにされている。１１はバッテリ等を収納した制御盤で
ある。この検出装置自体は従来公知のものであり、トン
ネル内を自走し、ヒビ割れを検出して写真撮影、断面測
定し、コンピュータでヒビ割れ、内部変位を解析する。

第２図Ｉ、■に掘削装置を示し、装置本体２０の前部お
よび後部に装置をトンネルＡ内で自走させるための各４
個の走行車輪２１が設けられており、そのタイヤの回転
から坑口からの距離を測る。

走行車輪２１の動力は電気が用いられ、走行車輪２１は
油圧シリンダにより本体２０に対して出入するようにな
っている、また装置本体２０の前部および後部に装置を
トンネルＡ内に固定して反力をとる油圧作動のアウトリ
ガ２２が各４個設けられている。装置本体２０の先端に
はトンネル内壁を回転して掘削するカッターヘッド２３
が設けられており、このカッターヘッド２３は油圧シリ
ンダ２４によりトンネル壁面に向けて動かされ（上下動
）、かつカッター回転用モータ２５により減″速機栖２
６、回転軸２７を介してトンネル壁面の円周方向に回転
される。回転軸２７には掘削状況を監視するモニタカメ
ラ２８が設けられている。

２９は監視カメラ２８用のライトである。装置本体２０
の先端で開口し、カッタ２３で掘削したずりを吸込むず
り吸込み用のバキュームホース３０を備えており、この
ホース３０にはずりを吸込むためのバキュームポンプ３
１が設けられており、吸込んだずりを入れておくタンク
３２に接続されている。バキュームホース３０は出し入
れすることができる。タンク３２にには坑外でたまった
ずりを搬出するための搬出用スクリュウ３３およびずり
取出口３４が設けられている。その他装置本体２０には
各モータ等を制御するための制御盤３５、各モータ等へ
の油圧を供給する油圧ユニット３６が設けられている。

第３図Ｉ、■（イ）、（ロ）に補修装置を示し、装置本
体４０の前部および後部に装置をトンネルＡ内で自走さ
せるための各４個の走行車輪４１が設けられており、そ
のタイヤの回転から坑口からの距離を測る。走行車輪４
１の動力は電気が用いられ、走行車輪４１は油圧シリン
ダにより本体４０に対して出入するようになっている。

また、装置本体４０の前部および後部に装置をトンネル
Ａ　・内に固定して反力をとる油圧作動のアウトリガ４
２が各４個設けられている。また装置本体４０の先端に
はトンネルＡの内周面に対応した円周の１／４程度の円
弧面を有する型枠４３が設けらており、この型枠４３は
油圧シリンダ４４によりトンネル壁面に向けて動かされ
、かつ型枠回転用モータ４５により減速機ｔｉＪ４６、
回転軸４７を介してトンネル壁面の円周方向に回転され
る。型枠４３と共に回転する吹付ノズル４８が設けられ
ており、補修材であるコンクリートを型枠４３内へ吹込
む。

本体４０にはコンクリートを吹付けるためのエアーを送
るコンプレッサ４９、コンクリートをエアーで送る（乾
式吹付け）吹付８１５０、あらかじめ練ったコンクリー
ト（乾式）を入れておくタンク５１、急結剤添加装置５
２、コンクリートに混ぜる水を入れておくタンク５３が
設けられており、吹付ノズル４８はポース５４を介して
それらの器械、タンクに接続されている。コンクリート
と水とはノズル４８付近で混合し吹付けられる。５５は
油圧モータ等を制御する制御盤である。

その作用の詳細につき後述する前記掘削装置でヒビ割れ
箇所を掘削し終えたら、この補修装置をその箇所まで自
走され、アウトリガ４２で装置を固定する。そして油圧
シリンダ４４を作動させて型枠４３を壁面に押付け、型
枠４４内にノズル４８からコンクリートを吹込み、型枠
４３をモータ４５で円周方向に回転させながら仕上げて
いく。

次に本発明が対象としている第２図■、■に示ず掘削装
置の作動につき説明する。

掘削装置は走行車輪２１が駆動されてトンネルＡ内を自
走し、ヒビ割れ部まで進む、このとき走行車輪２１の回
転に基づき測距器で坑口からの距離を測りながら進む、
ヒビ割れ部の位置は、第１図１、■に示す検出装置を用
いて同様な方法を行うことにより、あらかじめ検出され
ている。

掘削装置かとと割れ補修箇所へついたら、アウトリガ２
２を張って本体２０を固定する。次いでカッターヘッド
２３を回転させ、油圧シリンダ２４を伸長させてトンネ
ル壁面の掘削を開始する。

カッターヘッド２３がもぐる位まで掘削したら、今度は
カッター回転用モータ２５を作動させてカッターヘッド
２３を円周方向に回転させて掘削を行う。

掘削したずりはバキュームポンプ３１を作動してバキュ
ームホース３０で吸込み、タンク３２にためておく。

１リング掘削したらアウトリガ２２を縮めて装置を移動
させるか、油圧シリンダ２４およびカッターヘッド２３
を移動させるＲｔＲを設けて油圧シリンダ２４およびカ
ッターヘッド２３を移動させて掘削する。

掘削が終了したら油圧シリンダ２４を収縮させ、アウト
リガ２２を収納し、坑外へ出てタンク３２内のずりを搬
出用スクリュー３３により搬出して捨てる。

以上の作業は遠隔操作でカメラ２８でモニタしながら行
う、なお、カッターヘッド２３をブラシに交換すること
によりトンネル内周壁の清掃用としても使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図工、■は検出装置を示し、■は斜視図、■は平面
図、第２図工、■は掘削装置を示し、工は斜視図、■は
平面図、第３図工、■（イ）、（ロ）は補修装置を示し
、■は斜視図、■（イ）は平面図、■（ロ）は正面図で
ある。３・・・モニタカメラ　　４・・・ライト５・・・回転
ドラム　　６・・・ドラム回転用モータ　　７・・・モ
ニタカメラ　　８・・・スリットカメラ　　９・・・ラ
イト　　１０・・・断面測定装置　　２０・・・装置本
体　　２１・・・走行車輪　　２２・・・アウトリガ　
　２３・・・カッターヘッド　　２４・・・シリンダ２
５・・・カッター回転用モータ　　２６・・・減速ｖ１
構　　２７・・・回転軸　　２８・・・モニタカメラ　
　２９・・・ライト　　３０・・・バキュームホース　
　３１・・・バキュームポンプ　　３２・・・タンク　
　３３・・・搬出用スクリュー　　３４・・・ずり取出
口　　３５・・・制御ＩＥ１　　３６・・・油圧ユニッ
ト　　４３・・・型枠　　４５・・・型枠回転用モータ
　　４８・・・吹付ノズル　　４９・・・コンプレッサ
５０・・・吹付８１　５１・・・セメントタンク　　５
２・・・急結剤添加装置　　５３・・・水タンク

Claims

【特許請求の範囲】

装置をトンネル内で自走させる走行用車輪と装置をトン
ネル内に固定するアウトリガを備えた装置本体に、トン
ネルの補修すべき箇所をトンネル内周面側から掘削する
掘削手段と掘削手段により掘削したずり出しを行うずり
出し手段とが設けられており、上記掘削手段は、回転駆
動して掘削を行うカッターヘッドとカッターヘッドをト
ンネル壁面に向けて動かすシリンダとカッターヘッドを
トンネル壁面の円周方向に回転させるモータとよりなり
、また上記ずり出し手段は、ずり吸込み用ホースとバキ
ュームポンプと吸込んだずりを入れておくタンクとより
なることを特徴とするトンネル補修用掘削装置。