JPH02152776A

JPH02152776A - トンネル壁面のはつり装置

Info

Publication number: JPH02152776A
Application number: JP63302820A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hosaka; 保坂　勇次; Shoichi Shiina; 椎名　尚一; Hitoshi Shibuya; 仁渋谷
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-12
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH0788754B2

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）この発明は、トンネル壁面をはつるためのトンネル壁面
のはつり装置に関する。

（従来の技術）既存トンネル自体の老朽化や、地上構築物などの増築な
どにより、トンネルの相対強度が低下した場合、新たな
トンネルの構築は経済的負担が大きいので、既存トンネ
ルを補強することで対処すことがある。

このような条件下では、トンネルの内径を変えることな
く、そのまま利用した状態で補強を行うことが望ましく
、この要求に対処するために、旦既存トンネルの壁面を
その断面形状に応じてアーチ形にはつり、はつりによっ
て得られた溝部分に補強用の支保工を配置し、支保工上
から再度コンクリートを打設することで工事を施工する
ことが考えられている。

この種のはつり用の機械として、一般に知られているも
のにハンマーがあり、このハンマーは複数のビットを備
えていて、ビットをはつろうとする壁面に押付けた状態
で、空気圧によってビットを小刻みに振動させ、ビット
の打撃によりその形状および長さに応じてコンクリート
壁１面を所定の幅および深さにはつり落とすようにして
いる。

これらハンマーは、一般的には重機のブーム先端に設け
られるか、あるいは専用の特殊機械のブーム先端に設け
られた形で使用される。

ところで、トンネル用のはつり装置としては、トンネル
の断面形状がアーチ状になっているので、例えば、トン
ネルのアーチ形壁面に応じて旋回する伸縮自在なブーム
の先端にハンマーを設けたはつり装置が望ましく、この
ように構成した装置では、ブームを旋回させながらトン
ネル壁面をはつることができ、同一のトンネル径であっ
て、はつり箇所が多くある場合に同じ作業を繰返すだけ
でよいため、作業の単純化を図ることができる。

しかしながら、このように構成された装置を実際に使用
するに当たっては以下のような技術的課題がある。

（発明が解決しようとする課題）すなわち、ビットの打撃力により壁面をはつるこの種の
ハンマーは、ビットを壁面に押付ける力によってそのは
つり力が変動し、あまり強く押付けても、逆に押付は力
か弱すぎても効率が低下するので、常時適当な押付は力
で押付けておくことが望ましい。

この場合、従来から使用されているハンマーは、その自
重が極めて大きいので、これを単に伸縮自在なブームに
支持させただけでは、ブームの旋回角度によってハンマ
ーのはつり力が変ってしまう。

つまり、トンネル壁面をはつる場合には、ハンマーを支
持したブームの位置が旋回すると、ブームが水平の状態
ではハンマーの自重の影響がないが、ここから順次角度
を立ち上げていくにつれ、重力の影響が顕在化し、ブー
ムを垂直に位置させた状態では自重が最大となる。

従って、例えば、ブームが水平の状態でビットの押付は
力を最適な大きさに設定すると、ブームが垂直になると
、ハンマーの自重によりビットの押付は力が低下し、こ
れによりはつり力が低下する。

一方、上記とは逆に垂直状態で設定すると、ブームか水
平になると押付は力が大きくなりすぎ、同様にはつり力
が低下する。

この発明はこのような問題を解決しようとするものであ
って、ブームの旋回角度に応じてハンマーの壁面に対す
る押付は力を変化させ、はつり力を一定に管理できるよ
うにしたトンネル壁面のはつり装置を提供するものであ
る。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するため、この発明は、トンネル内部を
走行可能に設置された架台と、前記架台上にあって、ト
ンネル壁面の断面形状に応じて旋回かつ伸縮可能に軸支
されたブームと、前記ブームの先端に設けたはつり用の
ビットを備えたハンマーと、前記ブームの旋回駆動装置
および伸縮用ジヤツキと、前記ブームの旋回角度を検出
する検出手段と、この検出手段で検知された前記ブーム
の角度に応じて、前記ビットのトンネル壁面に対する押
付は力が常時一定になるように演算し、これに基づいて
前記ジヤツキを制御する制御手段とを有することを特徴
とする。

（作　用）以上の構成によるトンネル壁面のはつり装置にあっては
、ブームをトンネル壁面のアーチ形状に沿ってハンマー
のビットを押付けながら旋回させつつビットを振動させ
てトンネル壁面をはつる。

この際、ブームの旋回角度に応じてハンマーに加わる重
力の垂直分力に対応してビットの押付は力が一定になる
ようにジヤツキ圧力を変化させるので、一定のはつり力
でトンネル壁面をはつることができる。

（実　施　例）以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図、第２図はこの発明にかかるトンネル壁面のはつ
り装置を示す。

このはつり装置は、トンネル坑１に敷設された軌条２上
を上下複数対の走行ローラ３を介して走行可能に設置さ
れた架台４と、架台４の幅方向中心に軸５を中心として
旋回可能に支持された一対の固定ブーム６と、固定ブー
ム６の上部に伸縮可能に配置された一対の可動ブーム７
ど、可動ブーム７間を連結するブラケット８の上部に設
けられたハンマー９を備えている。

ハンマー９はヘッドの先端に図示しない多数の破砕用ビ
ットを備え、空気圧によって各ビットが激しく振動して
トンネル壁面に打撃を加え、これによりビットの形状に
沿ってトンネル壁面をはつり落とす。

前記架台４の前後には前記各固定ブーム６の旋回ガイド
用の一対の扇形フレーム１０が固定配置されている。

各フレーム１０の内側および架台４には複数のスプロケ
ット１１が旋回軌跡に沿って配置され、この各スプロケ
ット１１には一端を前記各固定ブーム６に連結されたロ
ーラチェーン１２が無端状態で懸架されている。

架台４上に位置する一方のスプロケット１１ａは油圧モ
ータ１４に連動し、この油圧モータ１４の往復回転駆動
によって各ブーム６．７およびハンマー９はトンネル坑
１の壁面に沿って２５〜１５５°の範囲を往復旋回する
。

また、前記固定ブーム６間には両者を連結するブラケッ
ト１５が設けられ、この中心部には油圧ジヤツキ１６の
シリンダ部１６ａが固定されており、そのプランジャ１
６ｂの先端は、前記ハンマー支持用のブラケット８の下
端に連結している。

さらに、架台４上に位置する他方のスプロケット１１ｂ
には回転変位を検出するためのセンサー１７か配置され
、このセンサー１７の検出出力によってブーム６．７の
旋回角度位置の検出を行うようにしている。

油圧モータ１４および油圧ジヤツキ１６は、第３図に示
すように、前記センサー１７の検出出力に応じた制御盤
１８の制御信号によって油圧駆動回路１９を介して回転
制御および伸縮制御される。

制御盤１８はＣＰＵ等が内蔵され、前記ハンマー９の自
重と角度に応じた垂直分力が予め記憶されているととも
に、センサー１７の検出出力により旋回範囲の下限か上
限かを判断し、油圧モータ１４に回転、停止、逆転の指
示を油圧駆動回路１９に出力する。

また、記憶された垂直分力の設定値と検出された旋回角
度位置から油圧ジヤツキ１６の油圧を変化させる。

すなわち、ハンマー９の位置が垂直状態である場合には
その垂直分力が最大であり、これを相殺すべく油圧ジヤ
ツキ１６の押付は力を最大にすべく油圧駆動回路１つに
出力するほか、角度に応じて漸増および漸減すべく指令
信号を出力する。

第４図はそのフローチャートを示すもので、運転を開始
すると、まず、ステップ２でブーム６゜７の旋回角度θ
がセンサー１７から検出される。

続くステップ３では、ハンマー９のビットを一定の圧力
でトンネル壁面に押付けるために必要なジヤツキ１６の
圧力が演算される。

この演算内容は、例えば、ハンマー９のビットをトンネ
ル壁面に押付ける最適な押付は圧力をＷｌ、ハンマー９
の重力をＷｌと設定すると、ジヤツキ１６に必要な圧力
はＷＬ　＋Ｗ２　、８ｉｎθで求められ、該当する旋回
角度に応じたジヤツキ１６圧力が定まり、この設定圧力
が油圧駆動回路１９に出力される。

続くステップ４では、上記ステップ３で設定されたジヤ
ツキ１６の圧力に対して、実際のジヤツキ１６の圧力が
設定値であるか否かを判断し、設定値より実圧力が大で
あるならば油圧駆動回路１９中の電磁比例リリーフ弁の
弁開度を縮小させて油圧ジヤツキ１６の圧力を減少させ
（ステップ５゜６）、また実圧力が小であるならば弁開
度を拡大させ（ステップ７）、このような操作を繰り返
すことで油圧ジヤツキ１６を伸長または収縮させ、実際
のジヤツキ圧が設定値に達すると、ステップ８で弁開度
をその状態に保ち、トンネル壁面のはつり作業が行われ
る。

そして、その個所でのはつり作業が終了すると、ブーム
６．７を旋回させると、再びステップ２に戻って次の角
度検出が行われ、前記と同様のステップ３〜８の操作を
経て新たな旋回角度に対応したジヤツキ１６の圧力設定
が行われ、この設定圧力に合致するように実際のジヤツ
キ圧が制御される。

（発明の効果）以上実施例によって詳細に説明したように、この発明に
よるトンネル壁面のはつり装置にあっては、以下の効果
がある。

ブームをトンネル壁面のアーチ形状に沿って旋回させつ
つその先端に設けたハンマーによってトンネル壁面をは
つるように構成されているので、作業が単純で繰返し同
一トンネル径のトンネル壁面をはつる場合に作業能率が
向上する。

また、ブームの旋回角度に応じてブームの押付は力を変
化させてハンマーに加わる重力の垂直分力に相当させ、
旋回角度に応じて変化するハンマーの垂直分力によるビ
ットのはつり力の強弱を相殺するので、トンネル壁面の
各部で一定のはつり量にすることができ、精度のよい作
業を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるはつり装置をトンネル坑内に
配置した状態を示す正断面図、第２図は第１図の■−■
線断面図、第３図は制御機構を示す説明図、第４図は同
制御機構のフローチャートである。１・・・トンネル坑２・・・走行軌条４・・・架台５・・・軸６．７・・・ブーム（６・・・固定ブーム、７・・・可動ブーム）９・・・
ハンマー１１・・・スプロケット１２・・・ローラチェーン１４・・・油圧モータ（旋回駆動機構）１６・・・油圧
ジヤツキ１７・・・センサー（旋回角度位置検出手段）１８・・
・制御盤

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トンネル内部を走行可能に設置された架台と、前
記架台上にあってトンネル壁面の断面形状に応じて旋回
かつ伸縮可能に軸支されたブームと、前記ブームの先端
に設けたはつり用のビットを備えたハンマーと、前記ブ
ームの旋回駆動装置および伸縮用ジャッキと、前記ブー
ムの旋回角度を検出する検出手段と、この検出手段で検
知された前記ブームの角度に応じて、前記ビットのトン
ネル壁面に対する押付け力が常時一定になるように演算
し、これに基づいて前記ジャッキを制御する制御手段と
を有することを特徴とするトンネル壁面のはつり装置。