JPS59189966A - 吹付工法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばトンネル構築において一次覆工と二次
覆工とを縁切りすると共に、トンネル漏水を完全に防止
するための被膜を形成するゴムアスファルト乳剤等の吹
付工法に関するものである。

（発明が解決すべ゛き従来技術の問題点）トンネル構築
工法として、地山自体の持つ支持力を現場での計測を通
して積極的に生かすＮＡＴＭが最近採用されている。こ
の工法において、二次覆工コンクリートのクラック防止
を目的とした縁切９工や、トンネル漏水の完全防止を目
的とした全面防水工とにゴムアスファルト乳剤の吹付工
法が実施され、その有効性が認められている。しかし、
との吹付作業では、主材であるゴムアスファルト乳剤と
分解剤とを別々のノズル口から同時に霧状にして噴出さ
せ、ノズル口から数１０　ｏｎ　＋４１れた位置で合流
させながら、ゴムアスファルトの凝集被膜を一次覆工コ
ンクリート表面に形成させている。このため、アスファ
ルト粒子が飛散すると共に、乳剤の分解凝集によシ被膜
全体から水が滴下し、しかもアスファルト粒子は粘稠性
があシ付着性が強いから、作業環境は最悪を極めている
。

例えば、作業員は全身に飛散したアスファルト粒子を浴
びこれを払い落すことはできず、さらにアーチ部の作業
では跳ね返ったアスファルト粒子と滴下水を被ることに
なる。また、作業員が一次覆エコンクリート表面を充分
に目視することは困難であり、勘に頼る作業が多くなる
ため、−次覆エコンクリート表面（トンネル壁面）に凹
凸があることと相俟って、吹付厚みのバラツキは大きく
、粍単位の吹付厚みの精度を得ることは到底困難である
Ｏ そこで、吹付作業にもロボットを導入して作業の自動化
を図ることが望まれるが、ロボットを導入しても、粍単
位の吹付厚みの精度をいかに得るかが問題となる。

ところで、吹付厚さは、吹付ノズルから吹付壁面との距
離（吹付距離）と、吹付ノズルを吹付壁面に沿って移動
する速度（ノズル移動速度）と、吹付ノズルから乳剤を
吐出する流量（吐出量）という３つの因子で決まる。通
常、これらの因子中、吹付距離を一定としてノズル移動
速度と吐出量を制御することによシ、吹付精度を向上さ
せることが考えられる。

吹付距離を一定にする場合、吹付ノズルの近傍に検出器
を配置し、これによシ吹付距離を一定にしなから吹付施
工を行なうことが考えられるが、前述した通り、吹付作
業の環境は最悪であり、検出器が飛散したアスファルト
粒子等により動作不能となシ易いため、吹付施工を継続
することはできないという不具合を免れない。

（発明の目的） 本発明は、前記従来の問題点を解決するために創案され
たもので、吹付ノズルに吹付壁面に沿った基準軌跡を描
かせると共に、この基準軌跡を、検出器により吹付壁面
を実測して得たデータによシ補正することによって次の
吹付施工時の基準軌跡を割出し、吹付距離を確実に一定
にできる、吹付厚さの精度向上に有効な吹付工法を提供
することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の吹付工法は、吹付ノズルを、吹付壁面の長手方
向（Ｘ方向）に所定ピッチで間欠的に移動させ、移動停
止毎に吹付壁面に沿い該吹付壁面の長手方向と直！均方
向（Ｙ方向）に移動させると共に、前記吹付ノズルから
被覆材を噴霧・し、吹付壁面上に被膜を形成する１洗で
あり、吹付ノズルのＹ方向移動を行ないつつ、その移動
軌跡を′基準として、次に吹付施工するｌピッチ先行し
た吹付壁面を検出しメモリーし、このデータに基いて次
の吹付施工を行なえるようにしたことを％徴とする０ （実施例） まず、本発明方法の実施に使用する吹付施工装置を図面
によシ説明する。

図中１は牽引台車で、路面２上に吹付壁面３の長手方向
（以下、Ｘ方向という。）に沿って敷設されたレールζ
上を自走可能なものである。この牽引台車ｌには吹付ロ
ボット５と油圧ユニット６と制御盤γが搭載されると共
に、ユニット台車８が接続されている。ユニット台車８
には吹付機９と材料ドラムｌＯが積載されている。

吹付ロボット５は、二軸面（ｘｙ面）内で作動する多関
節構造のアーム１１を備えたロボット本体１２と、Ｘ軸
方向移動機１９　ｉ３と、ｙ軸方向移動（昇降′）機構
１４と、旋回機構１５と、アーム１１の先端にノズル前
後位置調整機構１６を介して装着された吹付ノズル１７
と、該吹付ノズル１７に後述する移動ピッチル離して装
着された検出器１８とから構成されている。

旋回機構、５は、・ポット本体１ｂ−・作動面（Ｘ７面
）がＸ方向と吹付壁面３に沿ったＸ方向と直角方向（以
下、Ｙ方向という。）にそれぞれ合致する格納時と作業
時の位置間でロボット本体２を９００水平旋回できる構
成となっている。

Ｘ軸方向、ｙ軸方向移動機構１３．１４は、電気−油圧
デジタルサーボシステムを介し、数値制御により位置制
御された動作を行なうアクチュエータによシ作動される
構成となっている。

ロボット本体２のアーム作動機構は、多関節構造となっ
ており、電気−油圧デジタルサーボシステムを介し、数
値制御により速度と位置制御された動作を行なうアクチ
ュエータにより作動され、予め設定されたプログラムに
従い、吹付壁面３に対して吹付ノズル１７を指向させて
アーム１１の先端にＹ方向の軌跡りを描かせる構成とな
っている。

ノズル前後位置調整機構１Ｇは、電気サーボシステムを
介し、アナログ位置制御された動作を行なうアクチュエ
ータにより作動され、吹付ノズル１７を前記移動軌跡り
を基準として吹付壁面３に対して前後動する構成となっ
ている。

検出器１８は、吹付ノズル１７に装着されておシ、移動
軌跡Ｉ、に平行なノズル移動軌跡を基準として、ｌピッ
チずれ走吹付壁面３に対する吹付距離の前後変化量を検
出し、信号Ａを制御盤７に内蔵したコンピュータに発信
可能な構成となっている。

制御盤７に内蔵したコンピュータは、前記吹付ロボット
５の各機構１３．　１４．１５と吹付機９と牽引台車１
の駆動装置とを制御すると共に、検出器１８からの入力
信号Ａをメモリーシ、このデータを、１ピッチ遅れの吹
付施工時ノズル前後位置調整機十酵１６の作動信号とし
て該機構１６にょレノズル移動軌跡の補正動作を行なわ
せる構成となっている。

尚、このコンピュータには、最初の吹付施工用基準軌跡
りが次のようにプログラミングされてぃつまり、第３図
に示すようにトンネルの形状、寸法をベースとして吹付
壁面３とアーム１１先端との間の距離Ｒ８を一定とする
Ｙ方向線を仮定し、その分割円弧までの距離Ｒユ〜Ｒｎ
１及び各分割円弧に対する角度θ□〜θ。などの条件に
よる解析を行なって、仮定したＹ方向線の演算式を組立
てると共に、アームｉｉの先端の姿勢をＲ７，２軸に分
解して、速度と位置を制御できるプログラムを作成して
おき、現場の状況に応じてティーチングにより若干の修
正を加える。前記Ｙ方向線の分割円弧は吹付ロボット５
が作動し易い範囲内のロボット動作域であり、ティーチ
ングに当っては、各ロボット動作域間において吹付ロボ
ット５が連続的でかつ円滑な作動を行なうように配慮す
る。かくして制御盤フに内蔵したコンピュータには、最
初の吹付施工用基準軌跡りがグログ２ミングされている
。

以上のような吹付施工装置は次のように使用される。

即ち、牽引台車ｌをレール４上所定位置に停止した後、
旋回機構１５により格納時位置から作業時位置まで吹付
ロボット５を旋回する。この状態で吹付ロボット５を作
動させると、予め設定されたプログラムに従い、吹付日
ボット５の吹付ノズル１７は、吹付壁面３を指向し、か
つ基準軌跡りに沿って吹付壁面３とアーム１１端との間
の距離をＲ８（一定）に維持しつつＹ方向に移動すると
共に、吹付ノズル１７からアスファルト乳剤等の被覆材
１９が吹付壁面３に噴霧され、かくして動作域θ□から
ｏｎマで吹付施工される。

との吹付施工過程において、次に吹付施工する１ピッチ
先行した吹付壁面３が検出器１８　Ｋよりノズル移動軌
跡を基準として検出され、制御盤７内のコンピュータに
メモリされ、このデータにより吹付壁面３に沿った次の
吹込施工用の基準軌跡りが補正されて割出される。

吹付施工後は吹付ロボット５のアーム１１を動作域θ□
に戻して、牽引台車ｌを１ピツチずれた位置に前進させ
、そこで吹付ロボット５を作動すると、吹付ロボット５
の吹付ノズル１７が動作域θ□から−まで前記割出され
た基準軌跡りに沿い移動し、゛吹付距離がｌピッチ前の
吹付施工時と同じ一定値に保持されて、吹付施工される
。

本発明は、牽引台車１をＸ方向に１ピツチ毎に間欠的に
移動させ、移動停止毎に吹付ノズル１７に吹付壁面３に
沿う基準軌跡りを描かせて該吹付ノズル１７をＹ方向に
移動させると共に、吹付ノズル１７から被覆材１９を噴
霧し、吹付壁面３上に被膜を形成する工法でアシ、吹付
ノズル１７のＹ方向移動を行ないつつ、その移動軌跡を
基準として、次に吹付施工する１ピッチ先行した吹付壁
面３を検出　　　　□しメモリーし、次の吹込施工に際
しこのデータによりｌピッチ前の基準軌跡りを補正する
と＾う二重倣いによって、吹付距離を常時一定にしよう
とするものである。

被覆材１９としては、ゴムアスファルト乳剤、ウレタン
やエポキシなどの樹脂、モルタル、高分子材混入モルタ
ル等が使用できるが、トンネル内の防水効果、作業性、
安全性、経済性等の点でゴムアスファルト乳剤が最も実
用性に優れている。

尚、地下鉄のトンネルや共同溝等の側壁、上下床、建築
物の壁面、法面等に対する吹付作業にも容易に適用可能
である。また、吹付ノズル１７を多孔型のノズル集合体
とし、かつ使用材料を水、空気に置換すれば、作業困難
な場所を少ない使用材料で確実に洗浄する場合に、この
工法を有効に応用できる。

（発明の効果） 以上の癲り本発明は、次に吹付施工するｌピッチ先行し
た吹付壁面を、１ピツチ前の吹付施工中に吹付ノズルの
移動軌跡を基準として検出しメモリーしておき、このデ
ータによる補正で次の吹付施工における吹付ノズルの移
動軌跡を割出し、かくして吹付距・唯を確実に一定にし
て吹付施工できる構成であるから、ノズル移動速度と吐
出鯉の微妙な制御を行なえば、粍単位の吹付厚さで被膜
を形成することが可能となる。また、１ピッチ先行した
吹付壁面を検出する検出器は被覆材の飛散粒子等を被る
割合が少ないから、吹付作業を連続的に行なえる。

よって、本発明によれば、吹付作業の自動化が可能と起
り、また吹付距離の一定化で材料使用量の適正化、省力
化が可能となる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用した吹付施工装置の正面図
、第２図は第１図の右側面図、第３図は基準軌跡の設定
方法の説明図、第４図は第２図の部分拡大図である。 １・・・牽引台車、２・・・路面、３・・・吹付壁面、
４・・・レール、５・・・吹付ロボット、６・・・油圧
ユニット、７・・・制御盤、８・・・ユニット台車、９
・・・吹付機、ｌＯ・・・材料ドラム、１１・・・アー
ム、１２・・・ロボット本体、１３・・・Ｘ軸方向移動
機構、１４・・・ｙ軸方向移動機構、１５・・・旋回機
構、１６・・・ノズル前後位置調整機構、１７・・・吹
付ノズル、１８・・・検出器、１９・・・被稜材。 第１図 第２図 第３図 第４図 ■ ３６７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吹付ノズルを、吹付壁面の長手方向（Ｘ方向）に所定ピ
   ッチで間欠的に移動させ、移動停止毎に吹付壁面に沿い
   該吹付壁面の長平方向と直角方向（Ｙ方向）に移動させ
   ると共に、前記吹付ノズルから被覆材を噴霧し、吹付壁
   面上に被膜を形成する工法であシ、吹付ノズルのＹ方向
   移動を行ないつつ、その移動軌跡を基準として、次に吹
   付施工するｌピッチ先行した吹付壁面を検出しメモリー
   し、このデータに基いて次の吹付施工を行なえるように
   したことを特徴とする吹付工法。