JPS5832270B2 - 岩盤切削方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この出願の発明は岩盤内に空洞を形成したり、或は、明
り工事を行ったり、岩盤から岩石ブロックを切り出した
りする場合に用いる岩盤切削方法とそれに直接採用する
切削装置に関するものであり、特に、予定切削面に穿設
した削孔に切断スリットを横穿させてそのま＼で切削す
るか、可及的に切削力を予定切削面に集中して極めて円
滑な切削面が形成される様にした切削方法と装置に係る
ものである。

従来、岩盤に対して適宜目的の空洞を形成させたり、或
は、明り工事等の掘削を行ったり、採石現場で岩石ブロ
ックを切り出したりする工事に於ては切削面の円滑な肌
合が望まれるにもか５わらず。

これまで該要望に応える技術は無く、例えば、所定数の
装薬孔を予定切削面に沿って削孔し火薬を装填して発破
する所謂発破工法を行っていた。

従って、該削孔内に於ける発破の破壊力ははゾ均一に周
囲に及びその結果岩盤に多くの亀裂が入り、不可避的に
肌落ち、落石が生ずることになり、これに対処するにラ
イニングを厚くする等の工事が要り、工数が多くか＼す
、コスト高になる欠点があった。

そのため、これに対処するに、例えば、採石場では第１
図に示す様に岩盤１に対し切削予定面２をセットし、該
予定切削面２に沿って第２図に示す如く、削孔３をオー
バーラツプさせて穿設する所謂ラインドＩＪ ＩＪソン
グを形成して地山と分断し、底部にのみ装薬孔５，５・
・・を削孔して黒色火薬を装填し切出し作業を行い可及
的に石材６、地山７の切削面を荒らすことなく、亀裂を
なくし円滑な切出し面を得る様にした手段を採りはして
いる。

さりながら、該種手段に於ても削孔数が極めて多いため
に工数が多いという難点があり、又、うインドＩＪ Ｉ
Ｊソング行う場合の芯ずれ防止に熟練を要し著るしく作
業が煩瑣であるというデメリットがあった。

この出願の発明の目的は上記従来技術に基づく岩盤切削
方法の問題点に鑑み、予定切削面に設けた削孔中に岩盤
切削装置を挿入してノズルによって側方に切断スリット
を高圧力水で形成して該削孔相互を円滑な切削面で連結
することにより岩盤を切削し切削面を崩すことなく、肌
荒れしない様にし、又、削孔に対し側方に一体的に上記
同様に切断スリットを形成して圧力を作用させた場合破
壊応力は極めて長軸の長い楕円分布を示す所謂スムース
ブラスティング効果を用い、上記切削面に沿って所定削
孔を可及的少数形威し、その後岩盤切削装置を該削孔内
に挿入しそのノズルをして予定切削面に沿わせて高圧力
水をジェット状に噴出し該削孔に一体的に予定切削面に
沿わせて切断スリットを形成せしめ、その後該削孔内に
破断高圧力を封入することによりスムーズブラスティン
グ効果を起こさせて予定切削面にほとんどの破断力を及
ぼさせ円滑な切削面を形成させる様にした優れた岩盤切
削方法とそれに直接用いる装置を提供せんとするもので
ある。

次に上記目的に沿うこの出願の発明の実施例を第３図以
下の図面に基づいて説明すれば以下の通りである。

尚、第１，２図と同一態様の部分については同一符号を
付して説明するものとする。

第３ａ図に示すものはこの出願の発明の装置発明の実施
例であり、８は岩盤内に挿入される高圧力水ジエツト噴
出装置であり、基部取付金具９にはセンタリング機構と
しての一対小ハンドル１０゜１０が固設され、該取付金
具９にボルト止め等によりフランジ固定延長された所定
長の金属製、或は、合成樹樹脂の外側プロテクタ１１の
先端には１．８００反対側１対のノズル１２，１２をハ
ンドル１０に対し同一水平面に臨ませた切削ヘッドブロ
ック１３が適宜固設され、又、該切削ヘッドブロック１
３にはガイド兼弾圧板バネ１４が可撓的且つ一体的に付
設されている。

而して、上記プロテクタパイプ１１内にはサポート１５
を介して一対の高圧力水の給水パイプ１６．１６が上記
ヘッドブロック１３のノズル１２．１２と基部取付金具
９後端に分岐内装固設されている。

尚、設計によってプロテクタ１１の外側軸方向に沿って
適宜リブを付設して切削面へのセンタリングにしても良
い。

そして、該給水パイプ１６の後端には固定部材１７、ｉ
ｓが付設されておりフレキシブルパイプとしてのスパイ
ラル状耐圧パイプ１９を介してアキュームレータ２０を
有する高圧力供給装置である複数の高圧プランジャポン
プ２１に連結され、水源２２から高圧力水を送給される
様にされている０ 従って、上記高圧力水ジエツト噴出装置８を岩盤中に挿
入した場合ハンドル１０の方向にノズル１２が向いてい
ることが分る。

尚、上記岩盤切削装置８に対して第３ｂ図に示す様に一
方にのみノズル１２を付設した態様にし、て簡略化を企
ったり、第３ａ図のものと併用することは何ら差つかえ
ない。

上記構成の岩盤切削装置を用いて岩盤を切削する方法の
実施例を前記第１，２図の採石場に於ける石切態様につ
いて第４図に基づいて説明すれば、岩盤１に対し所定石
材６を切削採石する予定切削面２を決めると該予定切削
面に沿って第５図に示す様に所定間隔ａで削孔３，３・
・・を適宜手段により削孔する。

而して、該削孔３，３・・・の削孔後絞削孔３内に前記
高圧力水ジエツト噴出装置８をハンドル１０を該予定切
削面２に平行にガイドして挿入すると共に高圧カブラン
ジャポンプ２１から高圧力水を送給すると、ノズル１２
はハンドル１０に規制されて予定切削面２に沿って高圧
力水のジェット２３を噴出し切断スリット２４を形成さ
せる。

従って、設計圧力と前記削孔３相互間隔ａを所定に形成
させると第６，７図に示す如く、該切断スリット２４は
隣接削孔３に達し、そのため連続して作業を行うと全削
孔３，３・・・は切断スリット２４．２４・・・で連結
されることになる。

その場合、高圧力水のジェット２３で破断切削された該
切断スリット２４，２４・・・はほとんど岩盤１に亀裂
を生じさせることなく極めて滑らかであるため岩石６の
石材と地山７とは結局は削孔３と切断スリット２４の切
削面で切削切り出されることになる。

この間水源２２からの給水はスパイラル状パイプ１９に
より支障なく行われる。

又、板バネ１４によりノズル１２は削孔３の内面に弾接
される。

尚、第８図に示す様に底部のみを粗間隔の削孔３．３削
孔にして、切断スリット２４，２４・・・を相互に不連
続にし、該削孔３，３中に装薬を充填して次に示すスム
ースブラスティング効果により破断し比較的円滑な切削
面を形成して切り出しても良い。

而して、上記スムースブラスティング効果については第
９図に示す様に隣接して削孔した削孔３゜３に、例えば
、装薬充填して発破すると、その破壊応力は隣接方向に
長軸を、直角方向に短軸を有する長楕円応力分布となっ
て隣接削孔３，３方向に破断するものであるが、第１０
図の様に該各削孔３，３に対向方向に切断スリンｔ−２
４，２４を形成させて同様に装薬充填発破すると、該ス
ムースブラスティング効果は促進され、隣設方向、即ち
、切断スリット２４間が連結する様に亀裂が入り、直角
方向にほとんど亀裂が入らず、実質的にスムースな切断
面が得られる。

従って、第８図の岩石６の石材の底部切断面形成は上記
方法による態様を示しである。

次にこの出願の発明の実施例を明り工事について上記ス
ムースブラスティングを適用した態様を第１１図に基づ
いて説明すれば、次の通りである。

一般に開削工事や露天採掘切羽の斜面等は工事後の壁面
保持が必要とされ、その場合岩盤１の所定斜面掘削が可
及的円滑な切削壁面であることが望まれる。

従って、その場合、予定切削面２が設定されると、該切
削面２に沿って設定間隔で削孔３，３・・・を削孔し、
次いで、該削孔３，３・・・に前記高圧力水ジエツト噴
出装置８を挿入しつ＼、或は、−たん挿入し、引き上げ
つ＼、圧力水を水源２２から高圧力水ポンプ２１よりス
パイラル状パイプ１９を介して該削孔３内に於て切削面
２に沿って高圧力水ジェツトをノズル１２から噴出して
該切削面２に沿って切断スリット２４を該削孔３の両側
に外延形成させる。

尚、その場合、該切断スリット２４の切削面平行形成は
前記の如くハンドル１０を切削面２に平行にセンタリン
グすることによって容易に行われる。

而して、該切断スリット２４の形成後絞削孔３゜３・・
・内に所定装薬を充填し、発破作用を行うと前記スムー
スブラスティング効果により各切断スリン）２４ 、２
４・・・は相互に亀裂を介して連結される。

その場合、前記スムースブラスティング効果により壁面
方向にはほとんど発破応力は作用しないため該壁面方向
に亀裂は入らず、切削壁面２は極めて円滑な面に形成さ
れる。

尚、上記スムースブラスティング効果による切削壁面形
成破断には該発破手段ばかりでなく、他の高圧力水や高
圧ガスを急激に付与させることが出来ることは勿論であ
る。

上記の様にこの出願の発明によれば、基本的に岩盤に対
し所定数の削孔を行い該削孔相互を高圧力水ジェツトに
よる切断スリットで連結する様にしたことにより該高圧
力水ジェツトによる壊砕力が切削面に沿って集中する様
になり、該切削面に対向する方向に応力が付勢されず、
従って、肌落ち、落石の生じ易い岩盤に於ても平滑な切
削面が得られる優れた効果がある。

特に、空洞形成の岩盤的掘削工事や明り工事等に於て切
削壁面の保持が必要な場合には極めて有効であり、又、
採石工事等に於て発破による危険性、次段切出のための
岩盤亀裂を避ける場合等に於ても有力な手法となる。

１ そして、岩盤の性情、現場条件等により上記削孔
間隔や切断スリットの連続連結不可能な場合には削孔中
に装薬等の圧力手段を付与して高圧を印加し、切削面に
沿う切断スリットに該高圧力を集中して付勢させること
により上記スムースブラスティング効果を働かせ、切削
面に切断スリット間の亀裂を形成させ、それに対向する
方向には形成させない様にして該切削面を可及的に円滑
に形成させることが出来る効果がある。

而して、上記の様な岩盤切削方法は従来のライｉ ンド
＋Ｊ ＩＪングエ法や発破工法に比し、精確層が高く、
又、安全で工費が安くて済むメリツトもある。

更に、上記岩盤切削に用いる装置として高圧力水源に連
結された高圧力水ジエツト噴出装置がセンタリング機構
を介してプロテククパイプ内に給フ 水パイプを有し、
該給水パイプの先端にノズルを鞠ける様にした＼めに該
高圧力給ボバイブが岩盤細孔壁に対して充分保護され、
破損やリークのおそれがなく極めて安全性が高い利点が
あるのみならず、該センタリング機構により削孔内ノズ
ルを自動的に切削面にセンタリング出来、従って、正確
に切断スリット、即ち、切削面が形成される効果がある
。

更に又、該高圧力水源と高圧力水ジエツト噴出装置がフ
レキシブルパイプで連結されているため施工の自在性が
充分に補償される利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来技術に基づく岩盤切削方法の説明図で
あり、第１図は採石工事態様説明図、第２図は第１図部
分拡大平面説明図、第３ａ図以下はこの出願の発明の詳
細な説明図であり、第３ａ、３ｂ図は岩盤切削装置の説
明図、第４図は石工率の説明図、第５図は第４図の削孔
説明平面図、第６図は切断スリット形成説明図、第７図
は切断スリット連結による切削面の平面説明図、第８図
は第７図工法による採石切出し説明図、第９図はスムー
スブラスティング効果説明図、第１０図は削孔と切断ス
リットがスムースブラスティング効果によって連結され
る説明図、第１１図は明り工事説明図である。 １・・・・・・岩盤、２・・・・・・切削面、３・・・
・・・削孔、２３・・・・・・ジェット、２４・・〜・
・切断スリット、２１・・・・・・高圧力水供給装置、
８・・・・・・高圧力水ジエツト噴出装置、１０・・・
・・・センタリング装置、１１・・・プロテクタパイプ
、１２・・・・・・ノズル、１６・・・・・・給水パイ
プ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 岩盤に対して予定切削面に沿って削孔を行ない切削
   する方法において、該予定切削面に沿って所定数の削孔
   を行ない、該削孔プロセスに伴い形成削孔相互を該削孔
   から高圧力水ジェツトによる切断スリットで連結して円
   滑切削面を得る様にしたことを特徴とする岩盤切削方法
   。 ２ 岩盤に対して予定切削面に沿って削孔を行ない切削
   する方法において、該予定切削面に沿って所定数の削孔
   を行ない、該削孔プロセスに伴い形成削孔間に上記切削
   面に沿って該削孔より切断スリットを高圧力を介して形
   成させ、その後絞削孔及び切断スリットに他の高圧力を
   作用させて円滑な予定切削面を得る様にしたことを特徴
   とする岩盤切削方法。 ３ 岩盤に対し予定切削面に沿って切削を行なう装置に
   おいて、高圧力水供給装置と該高圧力供給装置にフレキ
   シブルパイプで連結された高圧力水ジエツト噴出装置と
   から成り、而して、該高圧力水ジエツト噴出装置はセン
   タリング機構を具備したプロテクタパイプが先端にノズ
   ルを有して給水パイプを内装し基部に操作ハンドルを有
   していることを特徴とする岩盤切削装置。