JPS5820360B2 - 岩盤破砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は穿孔後、高圧水を注入して岩盤を破砕する岩
盤破砕装置に関する。

近年リンパ装置の能力はブルドーザの大型化に伴い弾性
波伝播速度（Ｖｐ ）で２５００Ｆ７１／ｓ程度の岩盤
まで掘削できるようになったが、地表にあって我々が施
工すべき岩盤はＶｐ＝２０００〜４０００ｍ／ｓと硬い
ものが多く、その大部分は発破によって施工されている
。

しかし発破は近年、安全面、公害面で規制が強化されつ
つあり、将来は発破工法に代る機械工法が必要となるこ
とが予想される。

ところがリンパ装置のみでこのような硬い岩盤を掘削す
るには超大型の強力なブルドーザが必要となり、技術的
、経済性、作業性から見て単に大きなブルドーザとリッ
パ装置とを組合わせての施工は得策ではない。

リッピングの前に岩盤の自然の亀裂に圧力水を注入して
これを広げて岩盤をゆるめ強度な低Ｆさせた後にリッピ
ングすれば現行の中型クラスのリンパ装置で上記Ｖｐ＝
４０００ｒｒｔ ／ Ｂ程度の岩盤を掘削することも可
能になり、技術的、経済的にも有利である。

この発明は岩盤の亀裂に圧力水を注入して岩盤を予備破
砕する岩盤破砕装置に係るもので、その目的とするとこ
ろは、破砕すべき岩盤の穿孔と、高圧水の注入による岩
盤の破砕が連続して行なうことができる岩盤破砕装置を
提供することにある。

以下この発明の一実施例について詳述する。

図において１はこの装置の本体で、ガイドセル２に移動
自在に取付けられている。

本体１内には第２図に示すように流体圧により往復動す
る打撃ピストン３が収容されており、切換え弁４を介し
て供給される油圧や空気圧などにより本体ｊ内を往復動
し、本体１の先端に嵌合された穿孔ロッド５の上端を打
撃できるようになっている。

上記穿孔ロッド５の中心部には通路５ａが形成されてい
て、この通路５ａの一端は打撃ピストン３の中心部に挿
通された連通管６の一端に液密に接続されており、連通
管６の他端は本体１の頭部１ａに達していて、本体１０
頭部１ａに空気管路７及び高圧水管路８より供給された
空気圧及び高圧水を穿孔ロッド５内の通路５ａを経て穿
孔ロッド５先端へ圧送できるように構成されている。

また上記本体１の下部には穿孔ロッド５の上端と係合し
て、これと一体に回転する歯車９が収容されており、こ
の歯車９は本体ｌ側部に取付けられた回転駆動源１０に
より回転される駆動歯車１１が噛合されていて、上記回
転駆動源１０により□穿孔ロッド５が回転駆動されると
共に、穿孔ロッド５の先端に取付けられたピット１２に
より岩盤Ａが穿孔できるようになっている。

一方上記本体１は回転駆動源１３によりガイドセル２に
沿って回転されるチェーンなどの駆動手段１４に一部が
係止されていて、該駆動手段１４によりガイドセル２に
沿って上下動されると共に、上記各回転駆動源１０．１
３には、油圧供給源１５より切換え弁１６及び１７を介
して供給され、また本体１内の打撃ピストン３駆動用の
油圧及び高圧水注入用の油圧は油圧供給源１８より供給
される。

油圧供給源１８より吐出される油圧の一部は上記切換え
弁を経て本体１内へ供給され、打撃ピストン３の往復動
に供すると共に、一部は切換え弁１９より増圧器２０の
大径側油圧室２０ａ側へと供給され、空気圧により加圧
された水タンク２１より逆止弁２２を介して小径側加圧
室２０ｂに導入された水を、加圧ピストン２０ｃにより
高圧に加圧できるようになっている。

加圧室２０ｂにより加圧された高圧水は管路８及び逆止
弁２４を介して本体１０頭部１ａへ供給され、さらに連
通管６及び穿孔ロッド５内の通路５ａを経て、穿孔ロッ
ド５先端のピット１２に達し、ピット１２により穿孔さ
れた岩盤Ａの孔ａより岩盤Ａの亀裂すへ注入される。

なお上記水タンク２１は第５図に示すように複数槽より
構成し、これら各種２１ａ。

２１ｂ内に粘度の異なる水を収容して、これら水を選択
的に加圧室２０ｂに導入した後、本体１を経て岩盤Ａの
孔ａ内へ注入してもよく、水の粘度を変えるにはベント
ナイトなどの混合量を調整すればよい。

一方上記ガイドセル２の下端側には穿孔ロッド５を任意
位置でクランプするクランプ機構２５及びズリの供給装
置２６が設けられている。

クランプ機構２５は第３図に示すように、ガイドセル２
に対して移動及び固定自在な基台２７に弾性マクント２
７ａを介してコ字形のフレーム２８が取付けられ、この
フレーム２８内にクランプすべき穿孔ロッド５が挿通さ
れていると共に、フレーム２８には穿孔ロッド５を挾ん
で対向する位置に一対のクランプシリンダ２９が設けら
れていて、このクランプシリンダ２９より川沿するクラ
ンプ爪３０により穿孔ロッド５の任意な位置がクランプ
できるようになっている。

また上記フレーム２８には取付は板３２を介して加振器
３３が取付けられ、クランプ爪３０により穿孔ロッド５
をクランプした状態で加振器３３を作動させることによ
り、穿孔ロッド５に振動が加えられるようになっている
。

また穿孔された孔ａ内にズリを供給するズリ供給装置２
６は第４図に示すように、ガイドセル２に支持されたホ
ッパ３４を有しており、このホッパ３４の下部に流体圧
シリンダ３５により往復動する定量供給体３６が設けら
れている。

この定量供給体３６はホッパ３４内より供給室３７内に
落下したシールに必要な一定量のズリ落丁口３８へと押
出すもので、シュート３９の上端が取付けられていて、
シュート３９とともに移動すると共に、シュート３９は
蛇腹状の案内管４０内に収容されていて、落下口３８よ
り落下するズリを孔ａ内へ案内する作用をなす。

なおズリの落丁を促進するため落Ｆ口３８の上方に空気
の放出口（図示せず）を設けてもよく、またズリの定量
供給手段としてはロータリフィーダなどを利用してもよ
い。

さらにシールに使用するズリは他の砂や土、オガクズ及
びこれらの混合物などでも勿論よい。

しかしてこの装置の使用に当っては第６図に示すように
旋回掘削機４１の作業機４２やその他の建設機械に装着
し、かつ各種供給源や増圧器２０及び制御系などを搭載
すれば、移動が容易で能率も向上する。

なお第７図に示すようにプーム４３を伸縮自在な構造と
しておけば、本体１の水平方向の移動を、旋回掘削機４
１を停止した状態で可能である。

また水平方向の移動方法としては、第８図ａに示すよう
にプーム４２ａと起伏とアーム４２ｂの前後動を組合せ
ても可能でさらに第８図すに示すように、プーム４２ａ
を中折れ式として、各プーム４２ａ間に渡したシリンダ
４２ｃによりプーム４２ａを屈折することにより、本体
１を水平方向へ移動することも可能である。

次に旋行に当ってはまず第９図に示すように破砕すべき
岩盤Ａ上に旋回掘削機４１を位置させ、この状態で本体
１に圧力を供給して、穿孔ロッド５に回転を与えながら
、打撃ピストン３により上端を打撃して、先端のビット
により岩盤Ａに穿孔する。

穿孔が進むに従い本体１をガイドセル２に沿って下降さ
せ、孔ａが所望の深さに達したら穿孔を中止して、次に
ズリ供給装置２６により一定量のズリを孔ａ内へ投入す
る。

孔ａ内に投入されたズリは第１０図に示すように、ビッ
ト１２の斜面に沿って堆積し、ビット１２の周囲をシー
ルする。

なおこのときクランプ機構２５により穿孔ロッド５をク
ランプ機構た状態で加振機３３を作動ささせて、穿孔ロ
ッド５に振動を加えることにより孔ａ内に投入されたズ
リは孔ａの下方への落１”が促進され、より一層ａのシ
ール効果も増大する。

次にこの状態で増圧シリンダによりビット１２の先端に
高圧水を注入すると注入された高圧水は孔ａより亀裂す
へと浸入し、亀裂すをさらに拡開して岩盤Ａの予備破砕
に供する。

以Ｆ上記動作を繰返しながら岩盤Ａを次々と破砕した後
、旋回掘削機４１に後続する建設機械４５によりリッピ
ング作業を行うことにより、岩盤の破砕掘削が能率よく
行なえるようになる。

なお第１１図はガイドセル２の下端に小型のブレード４
６を設けた別の実施例を示すもので、このブレード４６
を利用して穿孔前に表土の排除が行えるようにしたもの
である。

この発明は以上詳述したように、穿孔径破砕に供する高
圧水を、打撃ピストン内を貫通する連通管を介して穿孔
ロッド内へ流通するように構成したから、複雑な回転継
手などを使用することなしに穿孔ロッドの先端に高圧水
の供給が可能となる。

また本体を旋回掘削機などの建設機械に装着することに
より、移動が容易となるため、広範囲な穿孔及び破砕が
能率よく行なえるようになると共に、ガイドセルの下部
にブレードを設けておけば、穿孔前に岩盤上に堆積した
表土の除去も行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は全体的な概
略図、第２図はこの装置の断面図、第３図はクランプ機
構の詳細図、第４図はズリ供給装置の詳細図、第５図は
給水手段の他の実施例を示す説明図、第６図は旋回掘削
機の作業機に装着した状態の側面図、第７図及び第８図
ａ、ｂは別の作業機に装着した他の実施例を示す説明図
、第９図は旋行状態を示す説明図、第１０図はビットシ
ール状態の説明図、第１１図はガイドセルにブレードを
取付けた他の実施例の説明図である。 １は本体、３は打撃ピストン、５は穿孔ロッド、５ａは
通路、６は連通管、１２はピント、４２は作業機、Ａは
岩盤、ａは孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体１に設けた回転自在な穿孔ロッド５により破砕
   すべき岩盤Ａを穿孔後、穿孔された孔ａ内にズリ供給装
   置２６よりズリを投入して穿孔ロッド５先端のピット１
   ２周囲を液密にシールすると共に、上記穿孔ロッド５内
   の通路５ａを経てビット１２先端に高圧水を注入して岩
   盤Ａの破砕に供するものにおいて、上記本体１内に打撃
   ピストン３内を貫通し、かつ一端が本体１頭部の高圧水
   供給口に、また他端は穿孔ロッド５内の通路５ａに夫々
   接続する連通管６を設けてなる岩盤破砕装置。 ２ 本体１を建設機械の作業機４２に取付けてなる特許
   請求の範囲□第１項記載の岩盤破砕装置。 ３ 本体１の上下動を案内するガイドセル２の下部にブ
   レード４６を設けてなる特許請求の範囲第１項記載の岩
   盤粉砕装置。