JPH0464395B2

JPH0464395B2 -

Info

Publication number: JPH0464395B2
Application number: JP63116579A
Authority: JP
Inventors: Takeo Saito; Yoshiaki Ishida
Original assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1992-10-14
Also published as: JPH01287394A

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。

〔従来の技術〕

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) ロングベンチカツト工法ベンチ長が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) シヨートベンチカツト工法ベンチ長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) ミニベンチカツト工法地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) 多段ベンチカツト工法比較的大きな断面で、通常のベンチカツト工
法では切刃が自立しない場合に用いられる。

(6) サイロツ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つのチヤージ
ングケージをもつたドリルジヤンボD2台が、上
半盤Ｕ上において、進行方向の左右に乗つた状態
で、チヤージングにより発破孔およびロツクボル
ト孔のマーキングを行つた後、Ａ図のように、各
ドリルジヤンボＤの１つの削孔ブームにてロツク
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
ヤージングケージにより、上下にロツクボルトを
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
ジヤンボ２台が下半盤Ｌに後退した後、下半にお
いて上記の(A)〜(C)の工程を繰り返し、その後、当
初に戻ることを順次繰り返すことによつてトンネ
ル掘削を行つている。なお、モルタル吹付は、１
アームの吹付機によつて行つている。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) ロングベンチカツト工法：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
ストアツプにつながる要因となつている。ま
た、安全面では上下半の輻輳作業により、重機
械、車輛との接触、斜路からの転落、ダンプト
ラツクからのず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、ずり出し、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、施工法、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) シヨートベンチカツト工法：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) ミニベンチカツト工法：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) 多段ベンチカツト工法：多段にすることによ
り、閉合時期が遅れ変形が大きくなる場合もあ
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。

(ヘ) サイロツト工法：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
ジヤ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ヤンボ相互
が左右において輻輳する危険性がある。

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基のチヤージングケー
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台のドリルジヤンボを使用し： (A) まず切刃下方の短いベンチの手前にドリルジ
ヤンボが位置している状態で； (A1) チヤージングケージを移動させながら発破
孔およびロツ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ツクボルト孔の穿
孔を併行して行い、 (B) 次いでドリルジヤンボを所定長後退させた状
態で； (B1) チヤージングケージを移動させながら上半
にロツ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
ツクボルト孔の穿孔を併行して行い、 (B2) その後、チヤージングケージを稼動させて
下半にロツ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、ことで達成できる。

〔作用〕

本発明では、少くとも２基のチヤージングケー
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台のドリルジヤンボにて掘削を行う
ものであるから、従来２台のドリルジヤンボを使
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、
ベンチカツ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ツト工法を特に
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ヤ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
ロツ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、ドリルジヤンボは常に１台でかつ一個
所で作業するため、他の重機、車輛などとの輻輳
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、抗内の
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く無くなる。

〔実施例〕

以下本発明を図面に示す実施例によつて説明す
る。

第７図および第８図は本発明に係るドリルジヤ
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。

ドリルジヤンボは、削孔機としてのドリフタ１
を搭載したガイドシエル２を支持する削孔ブーム
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
ヤージングケージ６Ｌ，６Ｒを前後摺動可能に搭
載している。このチヤージングケージ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ヤー
ジングブーム８Ｌ，８Ｒと、チヤージングブーム
８Ｌ，８Ｒの他端に枢支されたケージ部９Ｌ，９
Ｒとから構成されている。１０Ｌ，１０Ｒはチヤ
ージングブーム８Ｌ，８Ｒの旋回用シリンダ、１
１Ｌ，１１Ｒはチヤージングブーム８Ｌ，８Ｒの
俯仰用のシリンダである。

台車４には、このチヤージングケージ６Ｌ，６
Ｒ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、リミツトスイツチ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、チヤージングブーム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、リミツトスイツチ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、
ドリルジヤ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エル上に搭載したドリ
フタによつて削孔が行われる。このとき、２基の
チヤ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、チヤージングケージを
稼動位置まで前進させて爆薬の装填を行う。２基
のチヤ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、位置検出器によつ
てその位置が検出されている。この位置でチヤー
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
によつて検出され、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、チヤージングブームの旋回が停止され
るため、チヤ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基のチヤ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
が位置検出器によつて検出されており、稼動側の
チヤ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つて検出され
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、他方のチヤ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、上記のドリルジヤンボを使用して、トン
ネル掘削に当つては、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ヤ
ート例図である。

(A) まず第１図のように、切刃下方の短い３〜４
ｍ程度のベンチＢの手前にドリルジヤンボＤが
位置している状態で； (A1) チヤージングケージを移動させながら発破
孔およびロツ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
担は右半と左半で行う。

(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ツクボルト孔の
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）工程で行つてもよい
が、（A1）の工程中に行つてもよい。

(B) 次いで第２図のようにドリルジヤンボＤを所
定長後退させた状態で； (B1) チヤージングケージ９Ｌ，９Ｒを移動させ
ながら上半にロツクボルト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ツク
ボルト孔の穿孔を併行して行いう。なお、後
方のロツクボルトの打設については、ドリル
ジヤンボ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つ
てもよい。

(B2) その後、第３図のように、チヤージングケ
ージ２，２を稼動させて下半にロツクボルト
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。新切刃面を仮想線で示し
た。

ず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をもつた吹付台車３１に
て、右半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
ーチヤート例示図、第７図はドリルジヤンボの拡
大図、第８図はチヤ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……ドリルジヤンボ、Ｕ……上半盤、Ｌ……
下半盤、Ｂ……ベンチ、１……ドリフタ（削孔
機）、３……削孔ブーム、９Ｌ，９Ｒ……チヤー
ジングケージ、２０……ロツクボルト。

Claims

【特許請求の範囲】１少くとも２基のチヤ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台のドリルジヤンボを使用し： (A) まず切刃下方の短いベンチの手前にドリルジ
ヤンボが位置している状態で； (A1) チヤージングケージを移動させながら発破
孔およびロツ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ツクボルト孔の穿
孔を併行して行い、 (B) 次いでドリルジヤンボを所定長後退させた状
態で； (B1) チヤージングケージを移動させながら上半
にロツ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
ツクボルト孔の穿孔を併行して行い、 (B2) その後、チヤージングケージを稼動させて
下半にロツ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。