JPH01287394A

JPH01287394A - トンネルの削孔方法

Info

Publication number: JPH01287394A
Application number: JP11657988A
Authority: JP
Inventors: Takeo Saito; 斉藤　武夫; Yoshiaki Ishida; 義昭石田
Original assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1989-11-20
Also published as: JPH0464395B2

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、ＮＡＴＭ工法に従うトンネルの削孔方法に関
する。

〔従来の技（ネｉ〕

近年、トンネルの削孔および自立にＮＡＴＭ工法が汎用
されている。

このＮＡＴＭ工法におけるトンネル掘削工法としては、
次のようなものがある。

（１）全断面工法設計断面を一度に掘削するもので、安定した地山にのみ
適用される。

（２）　　ロングベンチカット工法ベンチ長が５０ｍ以上が一般的であり、比較的地山が安
定し、早期にインバート閉合する必要のない場合に用い
られる工法で、上半、下半を併行して掘削する上下半同
時併進工法と、上半、下半を交互に掘削する上下半交互
併進工法とがある。

（３）　　ショートベンチカット工法ベンチ長１５〜３０ｍ程度のものが多く、爆破方式、機
械方式のいずれも採用されている。

（４）　　ミニベンチカソト工法他山が軟弱で早期にインバートの閉合が必要な場合や膨
張性地山に対して用いられるが、施工例は殆んど無い。

（５）多段ベンチカット工法比較的大きな断面で、通常のベンチカット工法では切刃
が自立しない場合に用いられる。

（６）サイロフト工法比較的大きな断面で、地山の支持力が不足する場合に用
いられ、特に都市トンネルにおいて沈下を抑える場合に
用いられることが多い。

他方、掘削機械がわからみると、第９図に示すように、
２つの削孔ブームおよび１つのチャージングケージをも
ったドリルジャンボＤ２台が、上半盤Ｕ上において、進
行方向の左右に乗った状態で、チャージングにより発破
孔およびロックボルト孔のマーキングを行った後、（Ａ
）図のように、各ドリルジャンボＤの１つの削孔ブーム
にてロックボルト孔を穿孔し、他方の削孔ブームにて上
半の発破孔の穿孔を行い、（Ｂ）図のように、次いで、
チャージングケージにより、上下にロックボルトを打設
し、（Ｃ）図のように、その後、上半にダイナマイトを
装薬し、上半を発破させ、新たな上半切刃を形成し、（
Ｄ）図のように、かかる工程後、ドリルジャンボ２台が
下半盤りに後退した後、下半において上記の（Ａ）〜（
Ｃ）の工程を操り返し、その後、当初に戻ることを順次
繰り返すことによってトンネル掘削を行っている。なお
、モルタル吹付は、■アームの吹付機によって行ってい
る。Ｗは風管、Ａは注入用モルタル台車である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来工法においては、それぞれ次のような問題
点がある。

（イ）全断面工法：不安定な地山には適用できない。

（ロ）ロングベンチカット工法：上下半同時併進工法は
、上半、下半が常時中断することなく進行するため工期
の確保という点では有利であるが、経済性の面では下半
掘削の作業員や機械の増強、上半優先による下半作業の
効率低下等コストアップにつながる要因となっている。

また、安全面では上下半の輻較作業により、重機械、車
輌との接触、斜路からの転落、ダンプトラックからのす
りのこぼれによる被災等の危険性も潜在している。

作業環境についても下半発破時の風管への損傷による換
気量の不足、上半で発破、すり出し、吹付コンクリート
等の粉塵作業が繰返されることによる抗因作業環境の悪
化等、問題点も多い。

上下半交互併進工法は常に掘削の切羽が上半か下半かの
１個所である点では、施工性、安全性、作業環境の面で
も優れており、同じ機械や、作業員で施工できる点でも
効率的な方法である。ただし地質が悪化した場合にはト
ンネル全体の進行が低下するため工期の面で問題となる
。また、風管。

電線、鉄管等の撤去、再布設等の段取替えに時間がかか
るのも欠点である。

（ハ）ショートベンチカット工法：爆破方式の場合には
機械退避のために上下半への昇降用の斜路を設ける必要
があること、また機械方式の場合にはインバートを早期
に閉合する必要が生じた時にその対応に多少時間がかか
る欠点がある。

（ニ）ミニベンチカット工法：上下半の平行作業が困難
で施工効率が低下する欠点がある。

（ホ）多段ベンチカット工法：多段にすることにより、
閉合時期が遅れ変形が太き（なる場合もある。またベン
チ数が増すため作業が競合する等の問題がある。

（へ）サイロフトエ法ニ一般には上半、下半、インバー
トの平行作業は行わないので工期がかかり、工費も他の
工法より高くなる。

他方、掘削機械の点からみると、２台のドリルジャンボ
を用いることは、その機械コストの点できわめて不利で
あるとともに、その作業員もほぼ２倍必要とする。また
左右のドリルジャンボ相互が左右において輻幀する危険
性がある。

そこで、本発明の主たる目的は、機械コストおよび作業
員の削減を達成できるばかりでなく、施工性が著しく向
上するトンネル削孔方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、少くとも２基のチャージングケージおよび
少くとも３基の削孔機を有する削孔ブームを備えた１台
のドリルジャンボを使用し：（Ａ）まず切刃下方の短い
ベンチの手前にドリルジャンボが位置している状態で；（Ａ１）チャージングケージを移動させながら発破孔お
よびロックボルト孔のマーキングを行い、（Ａ２）その後、少くとも３基の削孔ブームを稼動させ
て上半発破孔およびロックボルト孔の穿孔を併行して行
い、（Ｂ）次いでドリルジャンボを所定長後退させた状態で
；（Ｂ１）チャージングケージを移動させながら上半にロ
ックボルトを打設するとともに、３基の削孔ブームを稼
動させて下半発破孔およびロックボルト孔の穿孔を併行
して行い、（Ｂ２）その後、チャージングケージを稼動させて下半
にロックボルトを打設するとともに、上半および下半の
発破孔にダイナマイトを装薬し、（Ｃ）次いで上半および下半を発破させて、先の切刃を
崩して新たな上半切刃およびベンチ下の下半切刃を形成
し、（Ｄ）その後は（Ａ）〜（Ｃ）の工程を順次操り返す、ことで達成できる。

〔作　用〕

本発明では、少くとも２基のチャージングケージおよび
少くとも３基の削孔機を有する削孔ブームを備えた１台
のドリルジャンボにて掘削を行うものであるから、従来
２台のドリルジャンボを使用している場合と比較して、
１台当りのコストは若干上昇するものの、合計との比較
の下でははるかに機械コストを低減できるし、必要作業
員もほぼ半数で足りる。

また、地山が不安定である場合を対象として、ベンチカ
ット工法を採用するに当り、２〜６ｍ、通常３〜４ｍ程
度の短いベンチカット工法を特に採用するとともに、２
基のケージおよび３基の削孔ブームを備えたドリルジャ
ンボを使用することの関係で、上半および下半で同時作
業を行うことができ、施工能率がきわて高くなる。

また、２基のケージを有することで、右側および左側で
同時作業が可能となるし、３基の削孔ブームを有するこ
とで、１基の削孔ブームを用いてロックボルト孔の穿孔
を行いつつ、他の２基の削孔ブームにより、右側および
左側の発破孔の穿孔を行うことができるので、これらの
面でも施工性が向上する。

さらに、ドリルジャンボは常に１台でかつ一個所で作業
するため、他の重機、車輌などとの輻較作業による接触
事故などを防止できるし、上半および下半の同時発破で
あるため、粉塵の暴露時間が短くなり、かつ換気もスム
ーズになり、坑内の作業環境が改善され、しかも２個所
作業による風管、電線、鉄管等の発破による損傷、撤去
および再布設によるムダやロスが全（無くなる。

〔実施例〕

以下本発明を図面に示す実施例によって説明する。

第７図および第８図は本発明に係るドリルジャンボを示
したものであるが、図面上は２基の削孔ブームしか示さ
れていないが、中央および両側に３基有している。

ドリルジャンボは、削孔機としてのドリフタ１を搭載し
たガイドシェル２を支持する削孔プーム３を台車４の前
部に３基備えており、台車４の上部には左右にスライド
レール５Ｌ、５Ｒを敷設して、このスライドレール５Ｌ
、５Ｒ上に２基のチャージングケージ６Ｌ、６Ｒを前後
摺動可能に搭載している。このチャージングケージ６Ｌ
、６Ｒは、スライドレール５Ｌ、５Ｒ上を摺動するスラ
イドヨーク７Ｌ、７Ｒと、下端をスライドヨーク７Ｌ、
７Ｒに俯仰、旋回可能に枢支されたチャージングブーム
８Ｌ、８Ｒと、チャージングブーム８Ｌ、８Ｒの他端に
枢支されたケージ部９Ｌ。

９Ｒとから構成されている。１０Ｌ、１．ＯＲはチャー
ジングブーム８Ｌ、８Ｒの旋回用シリンダ、１）Ｌ、Ｉ
ＩＲはチャージングブーム８Ｌ、８Ｒの俯仰用のシリン
ダである。

台車４には、このチャージングケージ６Ｌ。

６Ｒが前進した稼動位置と、後退した格納位置にあると
き、その位置を検出するための位置検出機として、リミ
ットスイッチＬＳＦＬ、ＬＳＦＲ。

ＬＳＲＬ、ＬＳＲＲが設けられており、また、スライド
ヨーク７Ｌ、７Ｒには、チャージングブーム８Ｌ、８Ｒ
の旋回制限角度を検出するための角度検出器として、リ
ミットスイッチＬＳＳＬ。

ＬＳＳＲが設けられている。

かかる装置構成の下において、掘削作業の際、ドリルジ
ャンボは切羽付近に設置さ、れ、ドリルブームに支持さ
れたガイドシェル上に搭載したドリフタによって削孔が
行われる。このとき、２基のチャージングケージは共に
格納位置まで後退している。削孔が終了すると、チャー
ジングケージを稼動位置まで前進させて爆薬の装填を行
う。２基のチャージングケージが共に稼動位置にあると
き又は共に格納位置にあるとき、位置検出器によってそ
の位置が検出されている。この位置でチャージングブー
ムが内側（相互に近接する方向）へ所定の旋回制限角度
まで旋回されると、角度検出器によって検出され、前記
位置検出器の検出信号とこの角度検出器の検出信号とに
基づき旋回用シリンダの油圧作動回路に設けられた電磁
切換弁が切換えられ、チャージングブームの旋回が停止
されるため、チャージングケージの旋回角度範囲は制限
され相互の干渉が防止される。

２基のチャージングケージの何れか一方のみで作業を行
うような場合には、一方は稼動位置にあり、他方は格納
位置まで後退させる。この場合には、一方が稼動位置、
他方が格納位置にあることが位置検出器によって検出さ
れており、稼動側のチャージングブームが内側へ旋回さ
れ、所定の旋回制限角度を超えて角度検出器によって検
出されても電磁切換弁の切換えは行われず、旋回用シリ
ンダの全ストローク分の旋回が可能となる。このとき、
他方のチャージングケージは格納位置まで後退している
ため、相互の干渉は生じない。

さて、上記のドリルジャンボを使用して、トンネル掘削
に当っては、次のような手順で施工が行われる。第１図
〜第３図はトンネル掘削の主要工程を順に示し、第６図
は本発明方法のフローチャート例図である。

（Ａ）まず第１図のように、切刃下方の短い３〜４ｍ程
度のベン千Ｂの手前にドリルジャンボＤが位置している
状態で：（Ａ１）チャージングケージを移動させながら発破孔お
よびロックボルト孔のマーキングを行う。この場合、２
基のケージ９Ｌ、９Ｒの分担は右手と左半で行う。

（Ａ２）その後、３基の削孔ブーム３．３．３を稼動さ
せて上半発破孔およびロックボルト孔の穿孔を併行して
行う。踏え孔および踏え助孔の穿孔は、この（Ａ２）工
程で行ってもよいが、（Ａ１）の工程中に行ってもよい
。

（Ｂ）次いで第２図のようにドリルジャンボＤを所定長
後退させた状態で；（Ｂ１）チャージングケージ９Ｌ、９Ｒを移動させなが
ら上半にロックポル）２０，２０．・・・を打設すると
ともに、３基の削孔ブーム３，３゜３を稼動させて下半
発破孔およびロックボルト孔の穿孔を併行して行いう。

なお、後方のロックボルトの打設については、ドリルジ
ャンボＤの後退前の（Ａ２）工程中において、穿孔後、
速かにケージを移動させて行ってもよい。

（Ｂ２）その後、第３図のように、チャージングケージ
２．２を稼動させて下半にロックボルトを打設するとと
もに、上半および下半の発破孔にダイナマイトを装薬す
る。

（Ｃ）次いで上半および下半を発破させて、先の切刃を
崩して新たな上半切刃およびベンチ下の下半切刃を形成
する。断切刃面を仮想線で示した。

すり出し部位については、支保工を建込んだ後、モルタ
ル吹付を行う。

この場合、１台の吹付アームによることなく、第４図お
よび第５図のように、２つの吹付アーム３０Ｌ、３０Ｒ
をもった吹付台車３１にて、右手と左半とを同時的に行
うのが吹付施工能率向上の点で好ましい。

また、この吹付が終了したならば、当初の（Ａ）工程に
戻り、以下順次工程を繰り返す。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、施工能率が著しく向上す
るとともに、機械コストおよび作業員を低減できるなど
の利点がもたらさせる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明のトンネル削孔方法を工程順に
示した正面図、第４図は吹付状態例の正面図、第５図は
その側面図、第６図は工程のフローチャート例示図、第
７図はドリルジャンボの拡大図、第８図はチャージング
ケージの平面図、第９図（Ａ）〜（Ｄ）は従来法の概要
図である。Ｄ・・・ドリルジャンボ、Ｕ・・・上半盤、Ｌ・・・下
半盤、Ｂ・・・ベンチ、ｌ・・・ドリフタ（削孔ａ）、
３・・・削孔ブーム、９Ｌ、９Ｒ・・・チャージングケ
ージ、２０・・・ロックボルト。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少くとも２基のチャージングケージおよび少くと
も３基の削孔機を有する削孔ブームを備えた１台のドリ
ルジャンボを使用し：（Ａ）まず切刃下方の短いベンチの手前にドリルジャン
ボが位置している状態で；（Ａ１）チャージングケージを移動させながら発破孔お
よびロックボルト孔のマーキングを行い、（Ａ２）その後、少くとも３基の削孔ブームを稼動させ
て上半発破孔およびロックボルト孔の穿孔を併行して行
い、（Ｂ）次いでドリルジャンボを所定長後退させた状態で
；（Ｂ１）チャージングケージを移動させながら上半にロ
ックボルトを打設するとともに、３基の削孔ブームを稼
動させて下半発破孔およびロックボルト孔の穿孔を併行
して行い、（Ｂ２）その後、チャージングケージを稼動させて下半
にロックボルトを打設するとともに、上半および下半の
発破孔にダイナマイトを装薬し、（Ｃ）次いで上半および下半を発破させて、先の切刃を
崩して新たな上半切刃およびベンチ下の下半切刃を形成
し、（Ｄ）その後は（Ａ）〜（Ｃ）の工程を順次繰り返す、ことを特徴とするトンネル削孔方法。