JPS6314989A

JPS6314989A - 地下空洞掘進における発破方法

Info

Publication number: JPS6314989A
Application number: JP15702386A
Authority: JP
Inventors: 竹林　亜夫; 由幸小原; 利夫菅原; 三郎石井; 赤田　昌義; 孝史和田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1988-01-22
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH087038B2

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、トンネル或いは大規模地下空洞等の地下空洞
掘進における発破方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、地下空洞掘進においては、穿孔、火薬の装薬、
発破、ずり処理および支保工建込み等の工程を反復する
掘進方法が採用されている。このうち、発破計画におい
て発破効果を増大させるためには、自由面の数を多くす
る程良い結果が得られるが、トンネル内においては切羽
面が唯一の自由面を形成し、非常に制約された状態にあ
る。そこで、まず芯抜き発破により自由面を形成させ、
次に芯抜きによって形成された自由面に対して払い発破
をかけ、順次外側に拡大しながら発破する方法をとって
いる。

従来、上記芯抜き方法には、■カット、ピラミッドカッ
ト、バーンカット、大口径芯抜き法等種々の方法があげ
られる。このうち、Ｖカット、ピラミッドカントは、穿
孔角度を掘進方向の一点に集中させ、進行方向に向けて
模型、ピラミッド型に穿孔するものであるため、１発破
光たりの進行長が掘進断面積により制限され、また、穿
孔精度が発破効果に大きな影響を与える結果、掘進能率
が低下するという欠点がある。

その点、上記バーンカット、大口径芯抜き法等の平行孔
芯抜き法は、１発破光たりの進行長を３ｍ以上と長くす
ることができるので、掘進能率を大幅に向上させること
ができる。第４図は、バーンカットの例を示すもので、
トンネル１の切羽面２に掘進方向に平行に空孔３．３、
・・・および装薬孔４．４、・・・を穿孔し、装薬孔４
．４、・・・に火薬を装填し斉発或いは段発により発破
を行い、自由面として作用する空孔３．３、・・・に向
けて破壊させる方法である。これら空孔および装薬孔の
配置は、上記ボックスカットの他、クローバ−リーフカ
ット、ラインカット等がある。

また、第５図は、大口径芯抜き法の例を示すもので、ト
ンネル１の切羽面２に掘進方向に平行に大口径孔５およ
び装薬孔４．４、・・・を穿孔し、装薬孔４．４、・・
・に火薬を装填し斉発或いは段発により発破を行い、自
由面として作用する大口径孔５に向けて破壊させる方法
であり、また、２つの大口径孔を穿孔するコロマントカ
ットも知られている。　　、そして、芯抜きにより形成された自由面に向けて、時間
差を付けながら周囲に発破を拡大させてゆき、地下空洞
を形成するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の芯抜き方法においては、芯抜き後に形成され
る自由面が円形断面或いは不規則な断面になると言う問
題を有していた。すなわち、自由面が円形断面の場合に
は、続いて行われる払い発破において、破壊応力が円の
接線方向に分散されてしまい、そのぶん穿孔数、装薬量
を増大しなければならない問題が生じるし、自由面が不
規則な断面の場合には、払い発破における装薬孔の配置
、装薬量の設計が困難となり、過装薬或いは弱装薬の原
因となるという問題を生じていた。

また、効果的な芯抜き発破が行われない結果、後続して
行われる払い発破において有効な自由面が形成されず、
ますます後続して行われる発破の効果が悪くなるという
問題を有していた。

さらに、従来のバーンカット或いは大口径芯抜き法にお
いては、複数本或いは大口径の空孔を穿孔するため、穿
孔時間が増大すると共に、穿孔方向を高精度に維持する
必要があり、掘進能率を低下させる要因となっていた。

本発明は、上記した問題を解決するものであって、芯抜
き発破により有効な自由面を形成させると共に、続いて
行われる発破において矩形状の自由面を形成させること
により、払い発破における穿孔数、装薬量を減少させ、
掘進能率を向上させる地下空洞掘進における発破方法を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の地下空洞掘進における発破方法は、
芯抜き部と離開してこれに平行かつ直線状に穿孔される
複数の装薬孔を有し、芯抜き部を発破した後、前記芯抜
き部と平行かつ直線状に穿孔された装薬孔を発破するこ
とにより断面矩形状の自由面を形成することを特徴とし
、さらには、芯抜き部の中心に掘進方向に平行に穿孔さ
れる装薬孔、該装薬孔の周囲に多角形状に平行に穿孔さ
れる複数の装薬孔、該多角形の１方向両側に穿孔される
複数の装薬孔および芯抜き部と離間してこれに平行かつ
直線状に穿孔される複数の装薬孔を有し、前記多角形の
１方向両側に穿孔される複数の装薬孔は発破後に順次形
成される自由面を底辺とする２等辺三角形の頂点に穿孔
され、先ず多角形状に穿孔された複数の装薬孔を斉発し
た後、前記中心の装薬孔を発破し、次いで前記発破後に
形成される自由面を底辺とする２等辺三角形の頂点の装
薬孔を順次発破して断面鋸歯状の自由面を有する芯抜き
部を形成し、次いで、前記芯抜き部と平行かつ直線状に
穿孔された装薬孔を発破することにより断面矩形状の自
由面を形成することを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の地下空洞掘進における発破方法においては、芯
抜き部を発破した後、芯抜き部と平行かつ直線状に穿孔
された装薬孔を発破することにより、断面矩形状の自由
面を形成するので、自由面が広くかつ自由面が規則ただ
しく配列され、後続しておこなわれる払い発破の効果が
増大する。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の地下空洞掘進における発破方法の１実
施例を示す図、第２図は本発明の他の実施例を示す図、
第３Ｕ！Ｊは第２図の実施例におけるスリット形成方法
を説明するための図である。図において、Ａは芯抜き孔
、Ｂは心動孔、ａ　”−’　ｑは装薬孔、６は装薬孔、
１９はスリット、２０は切削パイプ、２２はノズル、２
３は方向七示装置、２４は円板状スリット、２５は亀裂
を示す。

第１図の実施例においては、芯抜き孔Ａの中心に掘進方
向に平行に装薬孔ａを穿孔し、該装薬孔ａに平行かつそ
の周囲に正六角形状に６個の装薬孔す、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ
、ｇを穿孔する。また、芯抜き孔Ａの水平方向両側の心
動孔Ｂ、Ｈには、下記に述べる位置に装薬孔り、ｉ、ｊ
、に、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、・・・を掘進方向に平
行に穿孔する。

ｈ、ｉ・・・前記装薬孔ｃ−ｄ問および装薬孔ｆ−ｇ間
を底辺とするそれぞれの正二角形の頂点。

ｊ、ｋ、１、ｍ−装薬孔ｂ−ｈ間、ｈ−ｅ間、ｅ−ｉ１
＝７およびｉ−ｂ間を底辺とするそれぞれの正三角形の
頂点。

ｎｚ　０％　ｐｓ　ｑ・・・装薬孔ｊ−ｈ間、ｈ−に間
、ｉ−１問およびｉ　−ｍ間を底辺とするそれぞれの正
三角形の頂点。

以下順次この方法により芯抜き孔Ａの水平方向両側に装
薬孔を穿孔してゆく。さらに、芯抜き孔Ａおよび心動孔
Ｂ、Ｂの上部にこれに平行に複数の装薬孔６．６、・・
・を穿孔する。

次に、発破方法について説明すると、各装薬孔に火薬を
装填した後、先ず正六角形状に穿孔された装薬孔す、ｃ
、ｄ、ｅ、「、ｇを斉発させると中心の’ＡＮ孔ａの周
囲にクラックが生じ、次いで中心の装薬孔ａを段発させ
る。その結果、芯抜き孔Ａは正六角柱状に芯抜きされ、
次に、得られた自由面ｃ−ｄおよびｇ−ｒに向けて装薬
孔り、　　ｉを段発させると、ｂ−ｈ間、ｈ−ｅ間、ｅ
　−ｉ問およびｉ−ｂ間に自由面が形成される。次に、
これら自由面ｂ−ｈ、　ｈ−ｅ、　ｅ−ｉおよびｉ−ｂ
に向けて装薬孔Ｌ　ｋ、Ｌ　ｍを発破させると、ｊ−ｈ
間、ｈ−に間、ｉ　−１問およびｉ　−ｍ間に自由面が
形成される０次に、これら自由面ｊ−ｈ、ｈ−に、ｉ−
１およびｉ　−ｍに向けて装薬孔ｎ、０、ｐ、ｑを発破
させる。以下、順次形成される自由面に対して段発発破
を行うことにより、芯抜き孔Ａの水平方向両側に断面鋸
歯状の自由面を有する心動孔Ｂ、Ｂを形成するものであ
る。そして、形成された芯抜き部は自由面の数が多くか
つ規則正しく配列された鋸歯状の空洞となり、次に装薬
孔６．６、・・・発破させると、容易に岩石が破壊され
、断面矩形状の自由面が形成されるため、後続して行わ
れる払い発破の効果も増大する。

次に、第２図の実施例について説明すると、第１図の実
施例と比較して、装薬孔の配置、段発の順序は同一であ
るが、相違する点は、中心の装薬孔ａを除く芯抜き孔Ａ
および心動孔Ｂ、Ｂの装薬７Ｌｂ、ｃ、ｄ、・・・、ｏ
、ｐ、ｑ’−・の両側面に、スリット１９．１９、・・
・を形成させた点、および装薬孔ａ、ｂ、ｃ、・・・、
ｏ、ｐ、ｑ、・・・の全部又は一部の孔尻に円板状スリ
ット２４．２４、・・・を形成させた点である。該スリ
ット１９は、各装薬孔の孔長全長にわたり、かつ発破に
より形成すべき自由面にそって切削される。

上記スリット１９の形成方法を第３図により説明すると
、装薬孔ａ、ｂｓ　ｃ、ｄ、・・・、ｏ、ｐ、ｑ・・・
を穿岩機により穿孔した後、高圧力水発生装置（図示せ
ず）に連結したスリット切削バイブ２０を、装薬孔ｂ−
ｑ、・・・に順次、或いは同時に複数基挿入する。該ス
リット切削パイプ２０の先端にはノズル２２．２２が設
けられ、スリット切削パイプ２０を前進させながら高圧
力水をノズル２２．２２から稙射させると、装薬孔の側
面全長にわたりスリット１９．１９、・・・が形成され
る。その際、各装薬孔にスリット１９．１９、・・・を
発破により形成すべき自由面にそって切削するために、
ノズルの位置を調整する方向指示装置２３が設けちれて
いる。そして、スリット切削パイプ２ｏが前進し、各装
薬孔の孔底に到達すると、スリ７）切削バイブ２０を回
転し、ノズル２２．２２がら噴射される高圧水により各
装薬孔の孔底が円板状に切削され、円板状スリット２４
．２４が形成される。該円板状スリット２４．２４、・
・・は、中心の装薬孔１１にも形成してもよいし、一部
の装薬孔のみに形成してもよい。

なお、スリットの形成方法は、上記高圧水により形成す
る方法に限定されるものではなく、穿岩機にスリット切
削用のチップを取付けて形成するようにしてもよい。

その作用について説明すると、各装薬孔を発破させると
、第２図に示すように、破壊応力分布は、隣接する装薬
孔のスリット１９．１９を横軸とした略楕円形となり、
隣接する装薬孔間にスリット１９．１９を介して亀裂２
５が生じ、第１図に示した実施例よりもさらに自由面が
規則正しく配列されることになる。また、装薬孔の全部
または一部に形成された円板状スリット２４．２４、・
・・により、各装薬孔の孔尻において地山と縁切りされ
る方向に亀裂が生じるので、芯抜き効果はさらに増大し
、後続して行われる払い発破の効果がさらに増大する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
種々の変更が可能である。たとえば、上記実施例におい
ては、断面正六角形状の自由面、断面矩形状の自由面、
断面鋸歯状の自由面を順々に形成するように芯抜きを行
っているが、通常のｖカット、バーンカットによる芯抜
き法でも同様な効果が奏される。

また、上記実施例においては、芯抜き孔Ａの水平方向両
側に心動孔Ｂ、Ｂを形成するようにし７ているが、水平
方向両側ではなく、垂直上下方向でもよいし斜め方向両
側に穿孔してもよい。

また、上記実施例においては、芯抜き孔Ａおよび心動孔
Ｂ、Ｂの上部にこれに平行がっ直線状に装薬孔を配置し
ているが、下部或いは側部に平行かつ直線状に配置して
もよい。

また、上記実施例においては、２つの装薬孔間を底辺と
する正三角形の頂点に、心動孔Ｂ、Ｂを形成する装薬孔
を穿孔しているが、２等辺三角形の頂点に穿孔してもよ
い。

さらに、上記実施例においては、中心孔ａを除く芯抜き
孔Ａおよび心動孔Ｅ（、Ｂの装薬孔ｂ−，ｃ、ｄ、・・
・、ｏ、ｐ、ｑ・・・の全部にスリットを形成している
が、正六角形に穿孔された装薬孔のみに形成してもよい
し、これに加えて心動孔Ｂ、Ｂの装薬孔の一部に形成し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、芯抜
き部と離間してこれに平行かつ直線状に穿孔される複数
の装薬孔を有し、芯抜き部を発破した後、前記芯抜き部
と平行かつ直線状に穿孔された装薬孔を発破することに
より断面矩形状の自由面を形成するので、有効な自由面
を形成させることができ、払い発破における穿孔数、装
薬量を減少させると共に、穿孔時間を短縮させ掘進能率
を向上させることができる。

また、払い発破における穿孔数、装薬孔の配置、装薬量
等の発破計画が容易になる。

さらに、装薬孔にスリットおよび円板状スリットを形成
した場合には、各装薬孔のこれらスリット間に亀裂が生
じ、さらに芯抜き効果を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の地下空洞掘進における発破方法の１実
施例を示す図、第２図は本発明の他の実施例を示す図、
第３図は第２図の実施例におけるスリット形成方法を説
明するための図、第４図および第５図は従来の芯抜き法
を説明するための図である。Ａ・・・芯抜き孔、Ｂ・・・心動孔、ａ　−ｑ・・・装
薬孔、６・・・装薬孔、１９・・・スリット、２０・・
・切削パイプ、２２・・・ノズル、２３・・・方向指示
装置、２４・・・円板状スリット、２５・・・亀裂。第３図７二２ミレＩＥ−７１（第２図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）芯抜き部と離間してこれに平行かつ直線状に穿孔
される複数の装薬孔を有し、芯抜き部を発破した後、前
記芯抜き部と平行かつ直線状に穿孔された装薬孔を発破
することにより断面矩形状の自由面を形成することを特
徴とする地下空洞掘進における発破方法。
（２）装薬孔の両側面全長にわたり形成すべき自由面に
沿ってスリットを形成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の地下空洞掘進における発破方法。
（３）装薬孔の全部又は一部の孔尻に円板状スリットを
形成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
地下空洞掘進における発破方法。
（４）芯抜き部の中心に掘進方向に平行に穿孔される装
薬孔、該装薬孔の周囲に多角形状に平行に穿孔される複
数の装薬孔、該多角形の１方向両側に穿孔される複数の
装薬孔および芯抜き部と離間してこれに平行かつ直線状
に穿孔される複数の装薬孔を有し、前記多角形の１方向
両側に穿孔される複数の装薬孔は発破後に順次形成され
る自由面を底辺とする２等辺三角形の頂点に穿孔され、
先ず多角形状に穿孔された複数の装薬孔を斉発した後、
前記中心の装薬孔を発破し、次いで前記発破後に形成さ
れる自由面を底辺とする２等辺三角形の頂点の装薬孔を
順次発破して断面鋸歯状の自由面を有する芯抜き部を形
成し、次いで、前記芯抜き部と平行かつ直線状に穿孔さ
れた装薬孔を発破することにより断面矩形状の自由面を
形成することを特徴とする地下空洞掘進における発破方
法。
（５）芯抜き部の中心の装薬孔を除く全部または一部の
装薬孔の両側面全長にわたり形成すべき自由面に沿って
スリットを形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
４項記載の地下空洞掘進における発破方法。
（６）上記装薬孔の全部又は一部の孔尻に円板状スリッ
トを形成したことを特徴とする特許請求の範囲第５項記
載の地下空洞掘進における発破方法。