JPS59114395A - トンネル等の掘さく装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、トンネルの堀さく等に使用される堀さく法
およびこれに用いられる堀さく装置に関するものである
。

トンネル等の堀さくは、さく岩槻を用いて穿設しだ下穴
に火薬をつめて爆破することにより行なわれてきたが、
火薬を用いる従来の方法では震動や騒音の発生が激しい
ので、公害防止上問題があった。また、破壊された岩石
が飛散するので安全上好ましくなかった。

火薬を使わない岩石破壊装置として、あらかじめ岩盤に
穿設された下穴に挿入される１対の押圧棒と、該１対の
押圧棒の間隙部に油圧によって挿入され両押圧棒の間隔
を押し拡げるように作用する楔棒とをそなえ、押圧棒に
よって下穴の穴壁部を圧壊する油圧式石割シ機が知られ
ているが、従来の油圧式石割り機は人手で持ち上げて使
用するように構成されておシ、これを用いてトンネル等
の堀さくを能率的に行なうことはできなかった。

この発明は、油圧式石割シ機を用いてトンネル等の堀さ
くを能率的に行なうことができるような堀さく装置と堀
さく法とを提供するものであり、これについて以下に説
明する。

まず、”堀さく装置について説明すれば、本発明にかか
る堀さく装置は、走行装置を有する台車に設けた上下動
自在なブームの先端部にガイドセルを横方向および上下
方向に回動自在に設けζ岩盤に穿設した下穴に若干の隙
間をおいて挿入される１対の押圧棒と、該１対の押圧棒
の間隙部に油圧により挿入され、１対の押圧棒を押し拡
げるように作用する横棒とをそなえた油圧式石割機を前
記ガイドセルに搭載するとともに、該油圧式石割機をガ
イドセルに沿って前後に移動させる送シ装置を設けたこ
とを特徴としている。

第１図および第２図は本発明の実施例をあられすもので
、この堀さく装置１は走行装置２をそなえた台車３のプ
ーム４先端部に油圧式石割り機３５を装着してなる。走
行装置２は、図示例では無限軌道となっているが、タイ
ヤでもよく、レール上を走行する車輪でもよい。ブーム
４はキャビン６付近において台車の機体に枢着されてお
り、油圧シリンダ７によって上下に回動させられるとと
もに、キャビン６とともに水平面内で旋回することがで
きるように構成されている。

ブーム４の先端部には基台９が矢印Ｂ方向に回動自在に
枢着され、その枢着部よりも上方に設けた連結杆１０が
、回動アーム１１とともに油圧シリンダ１２のピストン
ロッド１２ａにビン止めされている。油圧シリンダ１２
の後端部１２ｂはブーム４の下部屈曲部４ｂに設けた取
付部材１４に枢着され、回動アーム１１の下端部はブー
ム４に枢着（Ｐ）されている。

左右に回動することができるようになっている。

旋回ベアリングの上部材１５ａには主フレーム１６の後
部寄りに一体に設けられた固定具１７がポルト１９によ
って固着されている。主フレーム１６の中央上面部には
、スライドパー２０がボルト止めされ、これに副フレー
ム２１に設けた有溝体２２が摺動自在に嵌合している。

副フレーム２１０前後両端部にはガイドセル２３に取り
付けられたアウトリガ２４　、２４’がそれぞれ設けら
れ、これら前後のアウトリガ２４　、２４’によってガ
イドセル２３が支持されている。これらアウトリガ２４
゜２４′は、例えば１６０ｍｍのストロークで上下動し
、ガイドセル２３を上下に移動させるとともに、いずれ
か一方のアウトリガのみを作動させることによ如上下に
５度程度づつ傾斜させることができるようになっている
。アウトリガ２４　、２４’の内側には、紙面に垂直方
向に伸縮（例えばストローク２００ｍｍ程度）する油圧
シリンダ２６　、２６’が設けられ、さらにその内側に
はガイドレール２７．２７’が９．設けられている。油
圧ンリンダ２６　、２６’は、いずれもシリンダ部が主
フレーム１６に取り付けられ、ピストンロッドが第３図
に示す如く副フレーム２１に固着した取付具２９に取り
付けられている。これら油圧シリンダ２６　、２６’を
伸縮させることができる。

ガイドセル２３には、キャリッジ３ｏが摺動自在に取り
付けられている。ガイドセル２３は左右に張出する板状
レール２３ａをそなえ、キャリッジ３０はこの板状レー
ル２３ａを上下から挟持するようにして取り付けられて
いるので、移動中にキャリッジ３０がガイドセル２３か
ら逸脱することはない。また、キャリッジ３ｏは、ガイ
ドセル２３の前後両端部に設けたスプロケットホイール
３１　、３１’間に張シわたしたチェーン３２に取り付
けられ、チェーン３２の移動によって前後に往復動する
ように構成されている。チェーン３２はガイドセル２３
に設けた減速機付きのフィードモータ３３によって駆動
される。キャリッジ３ｏには油圧式石割機３５が、その
胴部に設けた回転自在な支持輪３６によって取シ付けら
れている。油圧式石割機３５の後端部には後部突出棒３
６が設けられ、その端部が石割根回転用モータ９７に取
シ付けられている。石割根回転用モータ３７は、紙面に
垂直方向に伸縮する油圧シリンダと、該油圧シリンダの
ピストンロッドに設けたラックに噛合するピニオンをそ
なえてなるもので、ガイドセル２３に摺動自在に設けた
後部キャリッジ３９に取り付けられておシ１．そのピニ
オンに後部突出棒３６が取シ付けられている。石割根回
転用モータ３７の油圧シリンダを伸縮させれば、ピニオ
ンが回転するため、後部突出棒３６が油圧式石割機３５
本体とともに回動する。このような石割根回転用モータ
３７としては、例えば株式会社１西１圧己製のトルクア
クチュエータを使用することができる。

油圧式石割機３５の回動量は、時計方向および反時計方
向にそれぞれ９０度づつ回動するようにしておけば充分
である。

第４図（ａ）＋（ｂ）は油圧式石割機３５の１例をあら
れす断面図およびその先端部の外観図であシ、この油圧
式石割機３５は円筒状の本体５１をそなえ、この本体５
１は主として前部に設けられた前筒部５２と、後部に設
けられたシリンダチューブ５３とで構成されている。前
筒部５２には１対の押圧棒５４の後部と、両押圧棒５４
の間隙部に挿入された楔棒５５の後部が嵌入している。

前筒部５２に嵌入した押圧棒５４の後部はやや隆起し、
その後端部には横方向に張り出した突出片５６が設けら
れている。前筒部５２の前端部内面には保持リング５７
がボルト５８により固定されており、該保持リング５７
の内側には、両押圧棒５４をとりまくゴムリング５９お
よび該ゴムリング５９が当接する押えリング６０が配設
されている。前筒部５２の前端面には口金６１がボルト
６２によって固着されており、前記ゴムリング５９や押
えリング６０が前方に逸脱することを防止する。

押圧棒５４の両側の突出片５６の長さは保持リング５７
の内径よりも大きいので、保持リング５７が取り付けら
れた状態では押圧棒５４が前方に抜は落ちることはない
。前筒部５２の中間部は２重壁構造となっており、その
内壁６３の内側にスリーブ６４が嵌合している。スリー
ブ６４は前端部にフランジ６４ａをそなえ、後端外周部
にねじ６４ｂをそなえている。このフランジ６４、ａを
内壁６３の前端部に当接させた状態でねじ６４ｂにナツ
ト６５を螺着することによシスリーブ６４が固定される
。スリーブ６４とナツト６５の螺着部には、ゆるみ止め
用の止めねじ６６が螺着されている。

スリーブ６４の前端面には当接リング６７がねじ止めさ
れている。前筒部５２の後部外周面には溝７０が設けら
れ、これに支持輪３６が回転自在に嵌合している。

ツキに、前筒部５２の後側には同意のシリンダチューブ
５３がボルト７３によって接続されている。シリンダチ
ューブ５３°の内部にはピストン７４が保持され、これ
らシリンダチューブ５３とピストン７４とで油圧シリン
ダを構成している。ピストン７４から前方に突出するピ
ストンロッド７５の軸部の先端部には、内面にねじの設
けられたねじソケット７５ａが設けられ、とのねじソケ
ット７５ａにピストンロッド７５の先端部となる楔棒支
持具７６が螺着されている。これらピストンロッド７５
の軸部と楔棒支持具７６の螺着部には、ゆるみ止め用の
止めねじ７７が設けられている。

楔棒支持具７６の前部には楔棒５５の後端部が嵌合する
凹部７８が設けられている。

楔棒５５の後端部にはその外周面に泊って溝５５ａが形
成されており、この溝５５ａと楔棒支持具７６の内周面
に穿設されたポール溝７６ａとの間で複数の鋼球７９が
保持されている。すなわち、楔棒５５と楔棒支持具７６
とは、それぞれに設けられた溝に部分的に嵌入した複数
の鋼球７９によって連結されている。

なお、鋼球投入口８０は、楔棒支持具７６の一箇所に設
けられているが、閉塞ねじ８０ａによって閉塞され、鋼
球の外部への逸脱が防止される。

楔棒５５の後端面５５ｂは凸状・のイ球１面・と、七て
形成され、この面が当接する楔棒支持具７６の凹部７８
の底面７８ａが上記楔棒５５の凸状球面に密着するよう
な凹状球面として形成されている。

このため、楔棒５５と楔棒支持具７６との接触面積が広
くなシ、両者の間の力の伝達が効果的に行なわれるので
ある。

シリンダチューブ５３の前端開口部は前蓋８１によって
覆蓋されており、との前蓋８１の内面をピストンロッド
７５が摺動する。ピストンロッド７５は前進時にはスリ
ーブ６４内に突出するが、スリーブ６４の内径は上記前
蓋８１の内径よりもやや大きく、しかも楔棒支持具７６
の外径がピストンロンドア５の外径よりもいくらか大き
くなっているので、ピストンロッド７５の外周面がスリ
ーブ６４に接触して傷つくことが効果的に防止される。

ピストンロンドア５の後端部にはピストン７４が螺着さ
れ、該螺着部にゆるみ止め用の止めねじ８２が螺着され
ている。また、ピストン７４および前蓋８１の必要個所
にＯリング８８　、８８’およびパツキン−８４、８４
’がそれぞれ配設されている。

ピストンロンドア５を前進させるだめの作動油は、油圧
ホース９２から油路３６を通ってピストン７４の後部へ
供給される。ピストンロッド７５を後退させるための作
動油は油路８７を通ってビス′トン７４の前部へ供給さ
れる。前進の際には油路８７はピストン前方の油の還流
路となシ、後退の際には油路８６がピストン後方の油の
還流路となる。

この掘さく装置１の使用に際しては、第５図に示す如く
、先ず岩盤の掘さく面９５に通常使用されるさく岩槻を
用いて下穴９６，９６．・・・を必要数だけ穿孔する。

つぎに、この下穴９６に油圧式石割機３５の１対の押圧
棒５４を挿入し、両押圧棒５４の間隙部に挿入されてい
る楔棒５５を油圧で前進させる。両押圧棒５４の内面は
ともに角αをなす傾斜面として形成され、これら両傾斜
面に接触する楔棒５５の両面も上記傾斜面に適合する傾
斜面として形成されているので、楔棒５５の前進ととも
に両押圧棒５４の間隔が押し拡げられ、下穴の内壁に強
大な圧力が負荷されて岩石が圧壊されるのである。

下穴９６の内径は１対の押圧棒５４の外径よシも若干大
きいだけであるから、あらかじめ穿孔されている下穴に
押圧棒５４を挿入するのは一般に困難であるが、この掘
さく装置１では石割機の大まかな位置決めをプーム４０
回動操゛作等によって行ない、細かい調節を基台９０回
動、旋回ベアリング１５上における上部材１５ａの横方
向の回動、副フレーム２１の横移動および横方向の回動
、ガイドセル２３の上下動および上下方向の回動等に′
よって行なうことができるので、押圧棒５４を下穴９６
にきわめて容易に挿入することができる。

また、押圧棒５４の押開き方向は、下穴と岩盤の自由面
との位置関係で適宜調節する必要があるが、この調節は
モータ３７を゛駆動して石割機本体を軸心まわりに回転
させることによって行なうことができる。上記基台９、
上部材１５ａ、副フレーム２１、ガイドセル２３等を駆
動するだめの油圧シリンダ１２、油圧モータ１５ｂ、油
圧シリンダ２６゜２６′、アウトリガ２４　、２４’、
石割根回転用モータ３７等の操作を、これら油圧機器と
油圧ホース９７で結ばれたポータブール式のパルプスタ
ンド９９−に設けたバルブで行なうようにすれば、下穴
９６付近で押圧棒５４の位置と方向を調節することがで
きるのできわめて便利である。なお、走行装置２とプー
ム４をそなえた台車３としては、例えば油圧ショベル（
例えば日立延機社製ＵＨＯ４−２）の台車を利用するこ
とができる。この場合、油圧式石割機とショベルとを取
換え自在に構成しておけば実用上さらに便利である。

つぎに、この掘さく装置を用いる効果的な掘さく方法に
ついて説明すれば、先ず掘さく面９５に複数の下穴９６
を穿孔するが、掘さく面９５の最下段の下穴列（Ｉで示
す）を、第５図に示すように隣接する下穴同士が互いに
連通ずる連続穴とすることによって、岩盤に自由面部を
形成する。他の下穴９６はこの自由面部から適当な間隔
をおいて穿孔する。必要数の下穴９６が穿設されたら、
つぎに前記掘さく装置１を用いて、自由面部（Ｉ）に近
い下穴から順に圧壊してゆく。これによって掘さく面９
５が、はソ下穴９６の深さに近い深さだけ圧壊され、新
たな掘さく面が露出するのである。例えば、押圧棒５４
の閉じた状態（楔棒５５が後退位置にある状態）におけ
る外径が９５票である場合には、下穴の口径を１００’
＋ｍ程度とし、さらに下穴の深さが１．５ｍ程度である
場合には、これに押圧棒５４を約１ｍ挿入して加圧する
のが適当である。下穴と下穴の間隔（ピッチ）は岩質に
もよるが、一般的には大体１ｍ程度でよい場合が多い。

なお、自由面部は掘さく面の最下段部に設けるのが好ま
しいが、場合によっては他の部分、例えば掘さく面の中
央部等に芯抜式式の自由面部を設けてもよい。

この掘さく法では、連続穴として穿設した下穴群によっ
て岩盤に自由面部を形成し、この自由面部に近い下穴か
ら順に油圧式石割機を用いて圧壊してゆくので、大面積
の掘さくを能率的かつ容易に行なうことができる。掘さ
くに際して火薬を使わないので、震動や騒音の発生を少
なくすると、とができ、かつ安全上の見地からも有利で
ある。

以上に説明したように、本発明にかかる掘さく装置およ
び掘さく法はトンネル等の掘さくを油圧式石割機を用い
て能率的に行なうことのできるすぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる掘さく装置の１例をあられす側
面図、第２図はその要部拡大図、第３図は要部の平面図
、第４図（ａ）、（ｂ）は油圧式石割機の断面図および
押圧棒の外観図、第５図は掘さく法の説明図である。 １・・・掘さく装置、２・・・走行装置、３・・・台車
、４・・・ブーム、６・・・キャビン、７・・・油圧シ
リンダ、９・・・基台、１２・・・油圧シリンダ、１５
・・・旋回ベアリング、１５ａ・・・上部材、１５ｂ・
・・油圧モータ、１６・・・主フレーム、２０・・・ス
ライドバー、２１・・・副フレーム、２３・・・ガイド
セル、２４．２４’・・・アウトリガ、３０・・・キャ
リッジ、３３・・・フィードモータ、３５・・・油圧式
石割機、３７・・・石割根回転用モータ、５４・・・押
圧棒、５５・・・楔棒、９５・・・掘さく面、９６・・
・下穴。 特　許　出　願　人　株式会社山本鉄工所代理人　弁理
士管　原　弘　志

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）堀さく面一の一部に連続穴を設けて自由面部を形
   成するとともに、堀さく面全体に所定の間隔をおいて複
   数の下穴を穿設し、該下穴に一若干の隙間をもって挿入
   される１対の押圧棒と、該１対の押圧棒の間隙部に油圧
   によって挿入される楔棒とをそなえ、横棒によって押し
   拡げられる押圧棒により下穴の孔壁部を圧壊する油圧式
   石割機を用いて、前記自由面部に近い下穴から順に圧壊
   してゆくことによ、ｂトンネルを堀さくすることを特徴
   とするトンネル堀さく法。
2. （２）走行装置を有する台車に設けた上下動自在なブー
   ムの先端部にガイドセルを横方向および上下方向に回動
   自在に設け、岩盤に穿設した下穴に若干の隙間をおいて
   挿入される１対の押圧棒と、該１対の押圧棒の間隙部に
   油圧によシ挿入され、１対の押圧棒を押し拡げるように
   作用する楔棒とをそなえた油圧式石割機を前記ガイドセ
   ルに搭載するとともに、該油圧式石割機をガイドセルに
   沿って前後に移動させる送シ装置を設けたことを特徴と
   する堀さく装置。