JPH052053B2 - - Google Patents

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、補修するト
ンネル内壁の補修方法に関する。

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

このため従来の方法は、点検用ロボツトでヒビ
割れ等の異常のある箇所を発見すると、台車に人
や機材や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Ｖ字に掘削し、コンクリー
トをつめて補修を行つていた。また、この方法が
無理な場合は、別な導水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つた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、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壁を点検
し、ヒビ割れ発生箇所を無人で掘削し、無人で補
修できるトンネル内壁の補修方法を提供するにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 次の順により検出、掘削、補修を行う。

検出装置を自走でトンネル内に搬入して、検出
装置に搭載したモニタカメラでトンネル内部を映
して坑外でモニタし、ヒビ割れ等の発生箇所を検
出装置に搭載した上記モニタカメラとは別のカメ
ラで撮影し、かつヒビ割れ等の発生箇所の位置を
検出装置の坑口からの走行距離に基づき測定して
記憶し、次いで検出装置を坑外に搬出する（検出
行程）。

検出装置で測定した坑口からヒビ割れ等の発生
箇所までの距離に基づき、掘削装置をヒビ割れ等
の発生箇所まで自走で搬入して固定し、掘削装置
の掘削カツタによりヒビ割れ等の発生箇所を掘削
し、掘削ずりをバキユーム方式により掘削装置に
搭載したタンクにたくわえ、次いで掘削装置を坑
外に搬出する（掘削行程）。

検出装置で測定した坑口からヒビ割れ等の発生
箇所までの距離に基づき、補修装置を掘削装置で
掘削したヒビ割れ等の発生箇所まで自走で搬入し
て固定し、補修装置の型枠を掘削装置で掘削した
トンネル壁面の補修箇所に取付けて、吹付けノズ
ルから補修材を型枠内に吹込んで補修材を打設
し、次いで補修装置を坑外に搬出する（補修行
程） 上記各行程を遠隔操作で無人で行う。

［発明の作用効果］ トンネル内に検出装置を搬入して自走させるこ
とにより、トンネル壁面のヒビ割れ等の異常箇所
を検知して写真撮影、断面測定し、コンピユータ
で解析してヒビ割れ、内部変位を知ることができ
るほか、狭い空間での作業で今まで機械が入れな
かつたが、機械で掘削でき、かつ補修でき、その
作業は遠隔操作で無人でなされるため安全であ
り、また掘削については、手でヒビ割れ部を掘る
よりも深く掘削でき、補修については、吹付方法
なのでただコンクリートを付けるより強度がで
て、補修が確実となり、かつ作業時間も短くてす
む。

［実施例］ 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、まず
それ等の装置について順に説明する。

第１図、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個の走行用車輪２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、スリツトカメラ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
はバツ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、コンピユータでヒビ割れ、内部変位を解析す
る。

なお、ヒビ割れを撮影するカメラとしてはスリ
ツトカメラのほかビデオカメラやスチルカメラを
用いることもできる。ただヒデオカメラでは解像
が粗いため幅のせまいヒビ割れを発見できない欠
点があり、またスチルカメラは画像処理に難点が
あり、影像を送るケーブルが必要ではあるがスリ
ツトカメラが最適である。

第２図、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
出入するようになつている。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ツターヘツド２３が設
けられており、このカツターヘツド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）、かつカツター回転用モータ２５により
減速機構２６、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、カツタ２３で掘削し
たずりを吸込むずり吸込み用のバキユームホース
３０を備えており、このホース３０にはずりを吸
込むためのバキユームポンプ３１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。バキユームホース３０は出し入れす
ることができる。タンク３２には坑外でたまつた
ずりを搬出するための搬出用スクリユウ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ツ
ト３６が設けられている。

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。カツターヘツド２３を回転
させ、シリンダ２４を伸ばして掘削を開始する。
カツターヘツド２３がもぐる位まで伸長したら、
今度はモータ２５を作動させてカツターヘツド２
３を円周方向に回転させて掘削する。カツターヘ
ツト２３で掘削したずりはバキユームポンプ３１
を作動させてバキユームホース３０で吸込み、タ
ンク３２にためておく。掘削が終了したらシリン
ダ２４を収縮し、アウトリガ２２を収納し、坑外
へ出てタンク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。

第３図、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４１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つている。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４２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
により減速機構４６、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内へ吸込む。本
体４０にはコンクリートを吹付けるためのエアー
を送るコンプレツサ４９、コンクリートをエアー
で送る（乾式吹付け）吹付機５０、あらかじめ練
つたコンクリート（乾式）を入れておくタンク５
１、急結剤添加装置５２、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はホース５４を介してそれらの機
器、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。

走行車輪４１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。掘削装置で
掘削したヒビ割れ補修箇所に到着したら、アウト
リガ４２を張つて本体４０を固定する。次いでシ
リンダ４４を作動して型枠４３をトンネル壁面に
押付け、コンプレツサ４９、吹付機５０を作動し
て吹付ノズル４８からコンクリートを型枠４３内
へ吹込む。型枠４３内にコンクリートがつまつた
ら、モータ４５を作動して型枠４３をゆつくり回
転して仕上げていく。コンクリートの打設が終了
したら、型枠４３とアウトリガ４２を収納し、坑
外へ出る。この作業はモニタカメラでモニタし遠
隔操作で行う。

第４図に検出、掘削、補修の作業フローを示
し、次の順で作業がなされる。

まずスタートし（ステツプS1）、次いでトンネ
ル内へ検出装置搬入し（ステツプS2）、ヒビ割れ
を検知して写真撮影、断面測定（ステツプS3）。
トンネル内から検出装置搬出し（ステツプS4）、
コンピユータでヒビ割れ、内空変位解析する（ス
テツプS5）。そしてコンピユータが異常があるか
ないかを判断し、（ステツプS6）、ない場合は作
業は終了する（ステツプS7）。異常のある場合
は、トンネル内へ掘削装置搬入し（ステツプ
S7）、異常部分を掘削し（ステツプS8）、トンネ
ル内から掘削装置搬出し（ステツプS9）、トンネ
ル内へ補修装置搬入し（ステツプS10）、掘削部
に補修コンクリート打設し（ステツプS11）、ト
ンネル内から補修装置搬出し（ステツプS12）、
作業は終了する（ステツプS13）。

【図面の簡単な説明】

第１図、は検出装置を示し、は斜視図、
は平面図、第２図、は掘削装置を示し、
は斜視図、は平面図、第３図、イ，ロは補
修装置を示し、は斜視図、イは平面図、ロ
は正面図、第４図は検出、掘削、補修の作業フロ
ー図である。 ２……走行車輪、３……モニタカメラ、５……
回転ドラム、６……ドラム回転用モータ、７……
モニタカメラ、８……スリツトカメラ、１０……
断面測定装置、２１……走行車輪、２２……アウ
トリガ、２３……カツターヘツド、２４……油圧
シリンダ、２５……カツター回転用モータ、２８
……モニタカメラ、３０……バキユームホース、
３１……バキユームポンプ、３２……タンク、４
１……走行車輪、４２……アウトリガ、４３……
型枠、４４……油圧シリンダ、４５……型枠回転
用モータ、４８……吹付ノズル、４９……コンプ
レツサ、５０……吹付機、５１……セメントタン
ク、５２……急結剤添加装置、５３……水タン
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トンネルの内壁にヒビ割れ等の発生がないか
   を点検し、ヒビ割れ等の発生箇所を掘削して補修
   する方法において、検出装置を自走でトンネル内
   に搬入して、検出装置に搭載したモニタカメラで
   トンネル内部を映して坑外でモニタし、ヒビ割れ
   等の発生箇所を検出装置に搭載した上記モニタカ
   メラとは別のカメラで撮影し、かつヒビ割れ等の
   発生箇所の位置を検出装置の坑口からの走行距離
   に基づき測定して記憶し、次いで検出装置を坑外
   に搬出する検出行程と、検出装置で測定した坑口
   からヒビ割れ等の発生箇所までの距離に基づき、
   掘削装置をヒビ割れ等の発生箇所まで自走で搬入
   して固定し、掘削装置の掘削カツタによりヒビ割
   れ等の発生箇所を掘削し、掘削ずりをバキユーム
   方式により掘削装置に搭載したタンクにたくわ
   え、次いで掘削装置を坑外に搬出する掘削行程
   と、検出装置で測定した坑口からヒビ割れ等の発
   生箇所までの距離に基づき、補修装置を掘削装置
   で掘削したヒビ割れ等の発生箇所まで自走で搬入
   して固定し、補修装置の型枠を掘削装置で掘削し
   たトンネル壁面の補修箇所に取付けて、吹付けノ
   ズルから補修材を型枠内に吹込んで補修材を打設
   し、次いで補修装置を坑外に搬出する補修行程と
   からなり、上記各行程を遠隔操作で無人で行うこ
   とを特徴とするトンネル内壁補修方法。