JPH0551726B2 - - 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つた。

［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、トン
ネル内で自走でき、そして油圧シリンダにより出
入できる走行車輪と、トンネル内に固定するため
に油圧作動のアウトリガとを有する全体的に円筒
状の装置本体を備え、その装置本体の先端には回
転してトンネル内壁を掘削するカツターヘツド
と、そのカツターヘツドをトンネル壁面に向けて
動かす油圧シリンダとが設けられ、そのカツター
ヘツドはカツター回転用モータにより回転軸を介
してトンネル壁面の円周方向に回転され、その回
転軸には掘削状況を監視するモニタカメラが設け
られ、さらに、装置本体の先端で開口してカツタ
ーヘツドで掘削したずりを吸込むずり吸い込み用
バキユームホースを備え、そのバキユームホース
にはバキユームポンプが接続され、さらに吸込ん
だずりを貯蔵するタンクが接続されており、その
タンクには搬出用スクリユーおよび取出口が設け
られている。

［発明の作用］ 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
ツド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３０で吸込み、タンク３
２にためておく。掘削が終了した後、シリンダ２
４を収縮し、アウトリガ２２を収納し、抗外へ出
てバキユームタンク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］ 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、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］ 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，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
つけて常に平行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、コンピユータでビヒ割れ、内部変位を解析す
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に各モータ等を制御するための制御盤３
５、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。

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が設けられており、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（乾式吹付けう吹付機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４
８からコンクリートを吸込み、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
す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，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。

掘削装置がヒビ割れ補修箇所へついたら、アウ
トリガ２２を張つて本体２０を固定する。次いで
カツターヘツド２３を回転させ、油圧シリンダ２
４を伸長させてトンネル壁面の掘削を開始する。
カツターヘツド２３がもぐる位まで掘削したら、
今度はカツター回転用モータ２５が作動させてカ
ツターヘツド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ユームポンプ３１を作動し
てバキユームホース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およびカツ
ターヘツド２３を移動させる機構を設けて油圧シ
リンダ２４およびカツターヘツド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ユー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、カツターヘツド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，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４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……スリツトカメラ、９……ライ
ト、１０…断面測定装置、２０……装置本体、２
１……走行車輪、２２……アウトリガ、２３……
カツターヘツド、２４……シリンダ、２５……カ
ツター回転用モータ、２６……減速機構、２７…
…回転軸、２８……モニタカメラ、２９……ライ
ト、３０……バキユームホース、３１……バキユ
ームポンプ、３２……タンク、３３……搬出用ス
クリユー、３４……ずり取出口、３５……制御
機、３６……油圧ユニツト、４３……型枠、４５
……型枠回転用モータ、４８……吹付ノズル、４
９……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 トンネル内で自走でき、そして油圧シリンダ
   により出入できる走行車輪と、トンネル内に固定
   するために油圧作動のアウトリガとを有する全体
   的に円筒状の装置本体を備え、その装置本体の先
   端には回転してトンネル内壁を掘削するカツター
   ヘツドと、そのカツターヘツドをトンネル壁面に
   向けて動かす油圧シリンダとが設けられ、そのカ
   ツターヘツドはカツター回転用モータにより回転
   軸を介してトンネル壁面の円周方向に回転され、
   その回転軸には掘削状況を監視するモニタカメラ
   が設けられ、さらに、装置本体の先端で開口して
   カツターヘツドで掘削したずりを吸込むずり吸い
   込み用バキユームホースを備え、そのバキユーム
   ホースにはバキユームポンプが接続され、さらに
   吸込んだずりを貯蔵するタンクが接続されてお
   り、そのタンクには搬出用スクリユーおよび取出
   口が設けられていることを特徴とするトンネル補
   修用掘削装置。