JPH09296677A - 岩盤削孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 削孔作業を迅速に行え、施工効率を大幅に向
上させること。 【解決手段】 架台２０は先端にブラケット２２を有
し、ブラケット２２には削孔ビット２４が取着された回
転ロッド２６、案内ロッド２８が設けられている。そし
て、本発明では、案内ロッド２８を保持して案内ロッド
２８の軸方向の動きを阻止する保持手段４０、案内ロッ
ド２８を軸方向に移動可能に支持する支持手段４１、案
内ロッド２８の後方に配設され案内ロッド２８の軸方向
に伸縮する伸縮手段４２、該伸縮手段４２の先端に設け
られ案内ロッド２８の後端に係脱可能に係合する係合手
段４４、該係合手段４４を開放した状態で伸縮手段４２
を案内ロッド２８の軸芯を横切る方向に揺動させる退避
手段４６などが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削など
の際、複数の孔を近接して削孔することで岩盤にスリッ
ト状の溝を形成する岩盤削孔装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばトンネルの構築のために岩
盤を掘削する場合、ダイナマイトなどを用いる発破工法
が採られてきた。しかし、爆破の衝撃により、大きな振
動や騒音が発生して周辺環境に悪影響を及ぼしたり、周
辺岩盤の緩みを招くといった問題があった。そこで、静
的にトンネルを掘削する工法が採用されるようになって
きている。この工法ではまず、トンネルの切羽の外周に
沿って、また切羽を複数の領域に区画するように、多数
の孔が近接して連続削孔され、削孔列によるスリット状
の溝が形成される。次に例えば、溝によって囲まれた領
域に多数の割岩孔を削孔してゴムチューブ式等の割岩機
が挿入され、それを膨脹させることにより各領域が破壊
される。そして、このようなスリット状の溝の形成、お
よびスリット状の溝によって囲まれた領域の破砕を繰り
返すことにより、トンネルが掘り進められる。

【０００３】この工法において、多数の孔を近接して削
孔しスリット状の溝を形成するときに特願平１ー３４３
０７３号等で知られるような岩盤削孔装置が使用され
る。この岩盤削孔装置は、図９（Ａ）に示されるように
架台２上に、ドリフター４が移動可能に設けられ、この
ドリフター４に支持された油圧シリンダ６によりブラケ
ット８がドリフター４の前方で架台２上に移動可能に設
けられ、ブラケット８には案内ロッド１０が取付けら
れ、案内ロッド１０はロッドサポート１２に挿通支持さ
れている。ドリフター４には、回転ロッド１４が案内ロ
ッド１０と平行に取付けられ、回転ロッド１４はブラケ
ット８を挿通し、ブラケット８により長手方向に摺動可
能に支持されている。この回転ロッド１４の先端に削孔
ビット１６が固着され、回転ロッド１４はロッドサポー
ト１２により回転可能に支持されている。また、案内ロ
ッド１０は、図９（Ｂ）に示されるように、削孔時には
削孔ビット１６と一定距離を保つような構成となってい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の岩盤
削孔装置では、案内ロッド１０がドリフター４と連結さ
れているため、案内ロッド１０を前もって孔１８の底ま
で挿入することができず、架台２が安定して支持されな
い。また、案内ロッド１０の長さが架台２の長さに対応
した寸法となり、例えば、案内ロッド１０を回転可能に
支持することができない。

【０００５】また、架台の先端にブラケットを設け、こ
のブラケットに固定させて案内ロッドを前方に突設させ
た削孔機も提供されているが、このような構成では削孔
機の全長が長くなり、また、案内ロッドを孔に挿脱する
際に、削孔機全体を前進させあるいは後退させなければ
ならず、施工能率が大幅に低下する問題があった。そこ
で、本発明の目的は、架台を安定して支持でき、削孔作
業が迅速に行われて施工能率を大幅に向上でき、また、
案内ロッドの長さも必要最小限で足り、装置のコンパク
ト化を可能とした岩盤削孔装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、架台と、前記架台に回転可能かつ軸方向に
移動可能に支持された回転ロッドと、前記回転ロッドの
先端に取着された削孔ビットと、前記回転ロッドを回転
駆動する駆動手段と、前記回転ロッドを軸方向に移動さ
せる移動手段と、前記回転ロッドと平行に前記架台に支
持され岩盤に既に削孔された孔に挿入される案内ロッド
とを備えた岩盤削孔装置において、前記架台の先端に設
けられ、前記案内ロッドをその長手方向に移動可能に支
持する支持手段と、前記架台の先端に設けられ、前記案
内ロッドの長手方向の移動が不能となるように案内ロッ
ドを保持する保持手段と、前記架台上で前記案内ロッド
の後方に設けられ案内ロッドの長手方向に沿って伸縮す
る伸縮手段と、前記伸縮手段の先端に設けられ、伸縮手
段の先端が案内ロッドの後端に臨んだ状態で案内ロッド
の後部に係脱可能に係合する係合手段とを設けたことを
特徴とする。

【０００７】また、本発明は、前記架台には、前記伸縮
手段を、前記回転ロッド及び案内ロッドから離れる方向
に退避させる退避手段が設けられていることを特徴とす
る。また、本発明は、前記架台の先端にはブラケットが
立設され、前記支持手段、保持手段は前記ブラケットに
設けられていることを特徴とする。また、本発明は、前
記伸縮手段が、前記案内ロッドと同軸上に延在する流体
圧シリンダと、この流体圧シリンダのピストンロッドに
連結され該ピストンロッドと同軸上に延在し先端が前記
案内ロッドの後端に当接可能な当接部材により構成され
ていることを特徴とする。また、本発明は、前記係合手
段が、前記伸縮手段側で支持された開閉可能な一対のア
ームと、この一対のアームを開閉させる流体圧シリンダ
を備え、前記一対のアームは閉じた状態で前記案内ロッ
ドを保持し、開いた状態で前記案内ロッドから離れるよ
うに構成されていることを特徴とする。また、本発明
は、前記退避手段が架台側で支持された軸を支点として
上下に揺動可能なアームと、このアームを揺動させる流
体圧シリンダを備え、前記伸縮手段は前記アームにより
支持され、前記流体圧シリンダの作動により前記アーム
が下方に揺動した状態で伸縮手段は前記案内ロッドの後
方で案内ロッドと同軸上に配置され、前記流体圧シリン
ダの作動によりアームが上方に揺動した状態で退避位置
となることを特徴とする。

【０００８】本発明では、すでに削孔された孔に近接し
て孔を削孔する際、まず、架台を動かして案内ロッドの
先端を岩盤に既に形成されている孔に合わせる。そし
て、保持手段を開放し、伸縮手段、係合手段を介して案
内ロッドを岩盤の孔に挿入する。次に、保持手段により
案内ロッドを保持し、次に、係合手段により案内ロッド
と伸縮手段との連結を切り離す。退避手段を備えた発明
では、案内ロッドと伸縮手段との連結を切り離した後、
退避手段により伸縮手段、係合手段を案内ロッド及び回
転ロッドから離れた位置に変位させる。そして、駆動手
段により回転ロッドを回転させ、移動手段により回転ロ
ッドを前進させて削孔ビットにより削孔を行う。削孔が
終了した後、削孔ビットを孔から抜き出し、この時、案
内ロッドを係合手段により伸縮手段と連結し、伸縮手段
により案内ロッドを抜き出す。退避手段を備えた発明で
は、退避手段により伸縮手段を案内ロッドの後方に変位
させたのち、係合手段により案内ロッドと伸縮手段を連
結し、伸縮手段により案内ロッドを抜き出す。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明に係る岩盤削孔装置の
実施の形態について説明する。図１は岩盤削孔装置の全
体斜視図、図２は岩盤削孔装置の要部の斜視図、図３は
同要部の正面図、図４は同要部の平面図、図５（Ａ）、
（Ｂ）は係合手段の説明図を示す。図１において、２０
は削孔装置の長尺架台で、図中右側が前部、左側が後部
であり、該架台２０は先端にブラケット２２を有し、該
ブラケット２２には削孔ビット２４が取着された回転ロ
ッド２６、案内ロッド２８などが設けられている。回転
ロッド２６の前部はブラケット２４を貫通し、ブラケッ
ト２２により回転可能かつその長手方向に移動可能に支
持され、回転ロッド２６の先端に削孔ビット２４が取付
けられている。回転ロッド２６は中空となっており、そ
の中空部分は、削孔ビット２４の前面に設けられた複数
の開口に接続されている。

【００１０】削孔時には回転ロッド２６の後端部から前
記中空部に水が注入され、その水は削孔ビット２４の開
口より噴出する。架台２０上の、ブラケット２２より後
方の位置にはロッドサポート３０が設けられ、回転ロッ
ド２６の後部を回転可能に支持している。ロッドサポー
ト３０よりさらに後方には、ブラケット３２を介して架
台２０上に前後に移動自在に取付けられたドリフター３
４が設けられ、回転ロッド２６の他端はドリフター３４
（駆動手段に相当）に取付けられ、ドリフター３４によ
り回転ロッド２６は回転駆動される。架台２０とブラケ
ット３２との間に油圧シリンダ３６（移動手段に相当）
が設けられており、ドリフター３４が油圧シリンダ３６
の伸縮によりブラケット３２を介して移動され、これに
よりドリフター３４、回転ロッド２６、削孔ビット２４
が回転ロッド２６の長手方向に一体的に移動される。前
記案内ロッド２８は、回転ロッド２６の上方のブラケッ
ト２２箇所で回転ロッド２６と平行にその長手方向に移
動可能に支持されている。案内ロッド２８も中空であ
り、削孔時には後端から空気または水が注入され、それ
らは案内ロッド２８の先端から噴出する。

【００１１】そして、本発明では、案内ロッド２８を保
持して案内ロッド２８の軸方向の動きを阻止する保持手
段４０、案内ロッド２８を軸方向に移動可能に支持する
支持手段４１、案内ロッド２８の後方に配設された伸縮
手段４２、該伸縮手段４２の先端に設けられ案内ロッド
２８の後端に係脱可能に係合する係合手段４４、該係合
手段４４を開放した状態で伸縮手段４２を案内ロッド２
８の軸芯を横切る方向に揺動させる退避手段４６などが
設けられている。

【００１２】前記保持手段４０は、架台２０先端のブラ
ケット２２に取着された油圧シリンダ５０と、油圧シリ
ンダ５０によって僅かに開閉するチャックを備える。こ
のチャックは、図３に示すように、案内ロッド２８を上
下から挟持する半円筒状の下チャック爪５００２と上チ
ャック爪５００４からなり、油圧シリンダ５０の作動に
より上チャック爪５００４が上下動し、上下のチャック
爪５００２、５００４で挟持した時に案内ロッド２８は
軸方向に移動不能となり、開いた時に、軸方向に移動可
能となる。そして、上チャック爪５００４が開いた時、
その開き量が僅かであるので案内ロッド２８を軸方向に
移動可能に案内する案内部となるよう構成され、従っ
て、本実施例では、このチャックが案内ロッド２８の支
持手段４１を兼用している。尚、本発明において支持手
段４１は、架台２０の先端において案内ロッド２８をそ
の長手方向に移動可能に支持するものであればよいの
で、例えば、ブラケット２２に設けた軸受孔や軸受部、
あるいはこれら軸受孔や軸受部に前記チャックを加えた
もの等であってもよい。

【００１３】前記伸縮手段４２は、流体圧シリンダであ
る油圧シリンダ５２と、該油圧シリンダ５２により進退
移動可能なロッド５４の先端に設けられた円柱状の当接
部材５６で構成され、前記油圧シリンダ５２と当接部材
５６は案内ロッド２８の後方で案内ロッド２８と同軸上
に設けられている。

【００１４】前記係合手段４４は、前記当接部材５６に
設けられた一対のアーム７２と、アーム７２を開閉する
油圧シリンダ６４等により構成されている。前記油圧シ
リンダ６４は、その基部が当接部材５６のブラケット５
８に軸６２を介して揺動可能に支持され、油圧シリンダ
６４のロッド６８の先端とアーム７２の後端が軸７０を
連結されている。前記アーム７２は後端寄り部分が当接
部材５６のブラケット６０に軸６６を介して枢支され、
アーム７２の先部は当接部材５６の前方に延出し、先端
にチャック７４が設けられている。従って、図５（Ａ）
に示すように、油圧シリンダ６４のロッド６８を伸長し
一対のアーム７２を軸６６を中心に内側に揺動させるこ
とで、チャック７４により案内ロッド２８後端の小径部
２８０２が保持される。また、図５（Ｂ）に示すよう
に、油圧シリンダ６４のロッド６８を縮小させると一対
のアーム７２は軸６６を中心に外側に揺動し、チャック
７４が案内ロッド２８から離れる。

【００１５】前記退避手段４６は、図３、図４、図６お
よび図７に示すように、架台２０に垂直に取着されたＬ
字形のブラケット７８と、このブラケット７８と油圧シ
リンダ５２間を連結するアーム８２と、アーム８２を上
下方向に揺動させる油圧シリンダ９０等で構成されてい
る。前記ブラケット７８の上部は軸８０を介してアーム
８２に連結され、油圧シリンダ９０の基部はブラケット
７８の下部に軸８４を介して揺動可能に支持され、油圧
シリンダ９０のロッド８６の先端は軸８８を介してアー
ム８２に連結されている。そして、図７に実線で示すよ
うに、油圧シリンダ９０のロッド８６を縮小させると、
伸縮手段４２を構成する油圧シリンダ５２と当接部材５
６が案内ロッド２８の後方で案内ロッド２８と同軸上に
配置され、また、図７に想像線で示すように、油圧シリ
ンダ９０によりロッド８６を伸長させると、伸縮手段４
２を構成する油圧シリンダ５２や当接部材５６及び係合
手段４４が、軸８０を支点として揺動し、当初の位置か
ら斜め上方に変位するように構成されている。

【００１６】次に、近接させて多数の孔を削孔する作業
について説明する。先ず、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すよ
うに岩盤Ｒに予め形成されている孔Ｈに案内ロッド２８
を挿入する。この作業では、まず、伸縮手段４２先端の
係合手段４４により把持されている案内ロッド２８の先
端を岩盤Ｒに形成されている孔Ｈに合わせる。そして、
保持手段４０のチャックを開放させ、案内ロッド２８が
長手方向に移動できる状態とし、伸縮手段４２の油圧シ
リンダ５２を伸長させる。これにより係合手段４４を介
して案内ロッド２８が前進し、案内ロッド２８が孔Ｈの
底まで挿入され固定される。これによって、ブラケット
２２も岩盤Ｒに強固に固定されることになる。尚、係合
手段４４が案内ロッド２８の後端を把持した状態では、
案内ロッド２８の後端と当接部材５６の先端との間には
間隙が形成されているが、例えば、案内ロッド２８が孔
底に当接した際の衝撃力が係合手段４４の把持力に打ち
勝って案内ロッド２８が滑り、後退したときに案内ロッ
ド２８の後端が当接部材５６に当接するようになってい
る。

【００１７】案内ロッド２８が孔Ｈに挿入されると、保
持手段４０のチャックが閉じられ、案内ロッド２８はそ
の長手方向に移動不能となった状態で架台２０先端のブ
ラケット２２に保持される。次に、油圧シリンダ６４の
ロッド６８を縮小させて一対のアーム７２を外側に揺動
させ、チャック７４を開放し、案内ロッド２８と伸縮手
段４２との連結を切り離す。次に、図８（Ｃ）に示すよ
うに、退避手段４６の油圧シリンダ９０のロッド８６を
伸長させて、伸縮手段４２、係合手段４４を斜め上方に
退避させ、待機させる。これにより、削孔ビット２４に
よる削孔が進行してドリフター３４が、案内ロッド２８
の後方に近付いても、ドリフター３４の移動の際の障害
がなくなって進路が確保されるため、深孔の削孔が可能
となる。

【００１８】次に、図８（Ｄ）に示すように、回転ロッ
ド２６をドリフター３４により高速回転させ、削孔ビッ
ト２４を油圧シリンダ３６により徐々に前進させて案内
ロッドを２８を挿入した孔Ｈに隣接して削孔を行う。削
孔が完了すると、図８（Ｅ）に示すように、油圧シリン
ダ３６によりドリフター３４を架台２０の後端まで移動
させ、削孔ビット２４を孔Ｈから抜き出す。次に、図８
（Ｆ）に示すように、退避手段４６により伸縮手段４２
及び係合手段４４を当初の位置に戻し、伸縮手段４２と
案内ロッド２８を同軸上に配置する。

【００１９】次に、係合手段４４により案内ロッド２８
の後端の小径部２８０２を把持して伸縮手段４２と案内
ロッド２８を連結させる。次に、図８（Ｇ）に示すよう
に、伸縮手段４２の油圧シリンダ５２を縮小作動させて
案内ロッド２８を孔Ｈから引き抜き、案内ロッド２８
を、今形成した岩盤Ｒの孔Ｈに合わせる準備を行う。

【００２０】本実施例によれば、架台２０に設けられた
伸縮手段４２により、削孔ビット２４の軸方向の動きと
は別に、案内ロッド２８の前進、後退を行わせるので、
削孔ビット２４による削孔前に、孔Ｈの底部まで案内ロ
ッド２８を挿入でき、従って架台２０を安定して支持で
き、削孔作業の効率を高めることができる。また、岩盤
削孔装置を静止たままで案内ロッド２８の前進、後退を
行えるので、案内ロッド２８の挿入・引抜きを迅速に行
え、施工能率を大幅に向上させることができる。また、
案内ロッド２８を、削孔ビット２４とは切離して単独で
前進、後退させることができるので、案内ロッド２８の
長さは削孔する孔Ｈの深さに対応した長さで足り、した
がって、岩盤削孔装置の全長を短縮でき、また、案内ロ
ッド２８を回転可能に支持する場合も、あるいは、案内
ロッドの外周面のみを回転可能に構成する場合にも有利
となる。

【００２１】また、削孔ビット２４による削孔時に、係
合手段４４により案内ロッド２８と伸縮手段４２を切り
離しておくことができるので、削孔時に案内ロッド２８
からの振動等が伸縮手段４２に伝達されず、伸縮手段４
２や係合手段４４の耐久性上有利となる。また、実施例
では退避手段４６を設け、削孔時に、伸縮手段４２、係
合手段４４を回転ロッド２６及び案内ロッド２８から離
れた位置に変位させるようにしたので、例えば、大きな
ドリフター３４を用いた場合でも、ドリフター３４の移
動の際の障害がなく、したがって、大きなドリフター３
４を用いて孔Ｈを深く削孔することが可能となる。

【００２２】尚、伸縮手段４２はリンク機構等を用いて
構成してもよいが、実施例のように油圧シリンダ等の流
体圧シリンダを用いると安価に製作でき、また、確実な
動きが得られる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、架台と、前記架台に回転可能かつ軸方向に移動
可能に支持された回転ロッドと、前記回転ロッドの先端
に取着された削孔ビットと、前記回転ロッドを回転駆動
する駆動手段と、前記回転ロッドを軸方向に移動させる
移動手段と、前記回転ロッドと平行に前記架台に支持さ
れ岩盤に既に削孔された孔に挿入される案内ロッドとを
備えた岩盤削孔装置において、前記架台の先端に設けら
れ、前記案内ロッドをその長手方向に移動可能に支持す
る支持手段と、前記架台の先端に設けられ、前記案内ロ
ッドの長手方向の移動が不能となるように案内ロッドを
保持する保持手段と、前記架台上で前記案内ロッドの後
方に設けられ案内ロッドの長手方向に沿って伸縮する伸
縮手段と、前記伸縮手段の先端に設けられ、伸縮手段の
先端が案内ロッドの後端に臨んだ状態で案内ロッドの後
部に係脱可能に係合する係合手段とを設けた構成とし
た。そのため、架台を安定して支持でき、削孔作業が迅
速に行われて施工能率を大幅に向上でき、また、案内ロ
ッドの長さも必要最小限で足り、岩盤削孔装置のコンパ
クト化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の岩盤削孔装置の全体斜視図である。

【図２】本発明の岩盤削孔装置の要部の斜視図である。

【図３】本発明の岩盤削孔装置の要部の正面図である。

【図４】本発明の岩盤削孔装置の要部の平面図である。

【図５】（Ａ）は係合手段が閉じた状態、（Ｂ）は把持
手段が開いた状態の斜視図である。

【図６】図３のＡ矢視図である。

【図７】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】（Ａ）乃至（Ｇ）は削孔作業の説明図である。

【図９】（Ａ）は従来の削孔装置の全体側面図、（Ｂ）
は従来の削孔装置における案内ロッドと削孔ビットとの
関係を示す部分拡大図である。

【符号の説明】

２０ 架台 ２４ 削孔ビット ２６ 回転ロッド ２８ 案内ロッド ４０ 保持手段 ４１ 支持手段 ４２ 挿入機構 ４４ 把持手段 ４６ 退避手段 Ｒ 岩盤 Ｈ 割岩孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 敏郎 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架台と、 前記架台に回転可能かつ軸方向に移動可能に支持された
   回転ロッドと、 前記回転ロッドの先端に取着された削孔ビットと、 前記回転ロッドを回転駆動する駆動手段と、 前記回転ロッドを軸方向に移動させる移動手段と、 前記回転ロッドと平行に前記架台に支持され岩盤に既に
   削孔された孔に挿入される案内ロッドとを備えた岩盤削
   孔装置において、 前記架台の先端に設けられ、前記案内ロッドをその長手
   方向に移動可能に支持する支持手段と、 前記架台の先端に設けられ、前記案内ロッドの長手方向
   の移動が不能となるように案内ロッドを保持する保持手
   段と、 前記架台上で前記案内ロッドの後方に設けられ案内ロッ
   ドの長手方向に沿って伸縮する伸縮手段と、 前記伸縮手段の先端に設けられ、伸縮手段の先端が案内
   ロッドの後端に臨んだ状態で案内ロッドの後部に係脱可
   能に係合する係合手段と、 を設けたことを特徴とする岩盤削孔装置。
2. 【請求項２】 前記架台には、前記伸縮手段を、前記回
   転ロッド及び案内ロッドから離れる方向に退避させる退
   避手段が設けられている請求項１記載の岩盤削孔装置。
3. 【請求項３】 前記架台の先端にはブラケットが立設さ
   れ、前記支持手段、保持手段は前記ブラケットに設けら
   れている請求項１記載の岩盤削孔装置。
4. 【請求項４】 前記伸縮手段は、前記案内ロッドと同軸
   上に延在する流体圧シリンダと、この流体圧シリンダの
   ピストンロッドに連結され該ピストンロッドと同軸上に
   延在し先端が前記案内ロッドの後端に当接可能な当接部
   材により構成されている請求項１記載の岩盤削孔装置。
5. 【請求項５】 前記係合手段は、前記伸縮手段側で支持
   された開閉可能な一対のアームと、この一対のアームを
   開閉させる流体圧シリンダを備え、前記一対のアームは
   閉じた状態で前記案内ロッドを保持し、開いた状態で前
   記案内ロッドから離れるように構成されている請求項１
   記載の岩盤削孔装置。
6. 【請求項６】 前記退避手段は架台側で支持された軸を
   支点として上下に揺動可能なアームと、このアームを揺
   動させる流体圧シリンダを備え、前記伸縮手段は前記ア
   ームにより支持され、前記流体圧シリンダの作動により
   前記アームが下方に揺動した状態で伸縮手段は前記案内
   ロッドの後方で案内ロッドと同軸上に配置され、前記流
   体圧シリンダの作動によりアームが上方に揺動した状態
   で退避位置となる請求項２記載の岩盤削孔装置。