JPH01121498A - アブレイシブジェット併用掘削機及びその掘削方法 - 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〉 本発明はトンネル壁面の岩盤などを、アブレイシブジェ
ットによる先行切削と、切削刃による回転切削によって
掘削するアブレイシブジェット併用掘削機及びその掘削
方法に関するものである。

アブレイシブジェットとは、高圧水に研摩材を混入して
噴射し、被切削物を効果的に切削するものである。

〈従来の技術〉 従来のアブレイシブジェット併用掘削機は、ポーリング
機、自由断面掘削機、トンネルボーリングマシンなどの
機種の違いにもかかわらず、第３図に示すような構造が
一般的である。

即ち、従来のアブレグ、シブジェット併用掘削機は、ア
ブレイシブジェット用の回転継手ａを有し、ジェット噴
射口すと切削刃Ｃが、切削ヘッドｄに剛結するシャフト
ｅの回転により同期して回転する方式となっている。

そして、第４図に示すように、ジェット噴射口ｄからア
ブレイシブジェットｆを噴射して、岩盤ｇなどの被切削
物に切削溝を先行切削した後、切削刃Ｃによって回転切
削を行うものである。

く本発明が解決しようとする間・照点〉前記した従来の
アブレイシブジェット併用掘削技術には、次のような問
題点が存在する。

くイ〉上記のような従来のアブレイシブジェット併用掘
削機では、ジェット噴射口すの移動速度は、切削ヘッド
ｄの回転速度と掘進速度に依存する。

即ち、ジェット噴射口ｄは高速で回転し、アブレイシブ
ジェットｆは被切削物に短時間しか接触しない。

そのため、特に被切削物が岩盤ｇなどのように硬質な場
合には、深さの浅い切削溝しか先行切削できない。

従って、切削刃Ｃは浅い切削深さしか得ることができず
、切削作業の効率が著しく低下する。

〈口〉第４図に示すように、掘進方向の反対側は、アブ
レイシブジェットｆの空吹かし状態となる。

そのため、ジェットエネルギーの損失となり、不経済で
ある。

くハ〉アブレイシブジェットｆの空吹かしのため、粉塵
の飛散及び騒音の増大などの作業環境の悪化を生じる。

く二〉岩盤のような硬質の被切削物の掘削を行う場合は
、アブレイシブジェットｆは高い噴射圧力が必要である
。

しかし、従来のアブレイシブジェット併用掘削機は、回
転継手ａを有する複雑な構造である。

そのため、回転継手ａが高圧により故障を起こすなどし
て、補修及び点検作業が煩雑である。

〈本発明の目的〉 本発明は上記のような問題点を解決するため、次のよう
なアブレイシブジェット併用掘削機及びその掘削方法を
提供することを目的とする。

くイ〉被切削物が岩盤などのように硬質な場合において
も、アブレイシブジェットによって切削深さの深い切削
溝を先行切削し、切削作業の効率を向上させることがで
きるアブレイシブジェット併用掘削機及びその掘削方法
。

〈口〉アブレイシブジェットの空吹かしをなくし、ジェ
ットエネルギーの損失を低減することができるアブレイ
シブジェット併用掘削機及びその掘削方法。

くハ〉アブレイシブジェットの空吹かしをな（し、粉塵
の飛散及び騒音を低減して、良好な作業環境を作ること
ができるアブレイシブジェット併用掘削機及びその掘削
方法。

く二〉補修及び点検作業を容易におこなえるアブレイシ
ブジェット併用掘削機及びその掘削方法。

〈本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

くイ〉本発明の掘削機の概要 本発明のアブレイシブジェット併用掘削機は、ポーリン
グ機、自由断面掘削機などの公知の掘削機の切削ヘッド
の外周部近傍に、回転しないアブレイシブジェットの噴
射口を併設したものである。

以下、自由断面掘削機を例に挙げて説明する。

く口〉切削ヘッド（第１図） 切削ヘッド１は本体アーム２の先端に設置され、その表
面には複数の切削刃１１を有する。

また、この切削ヘッド１は本体アーム２内の回転シャフ
ト２１の端部に取り付け、回転可能に構成する。

くハ〉噴射口設置盤（第１図） 噴射口設置盤３はベアリング３１を介して、切削ヘッド
１の周囲に取り付けたドーナツ状の盤体である。

切削ヘッド１は回転シャフト２１を介して回転力が与え
られるが、噴射口設置盤３はベアリング３１によって回
転しない。

く二〉噴射口（第１図） 噴射口４は噴射口設置盤３に複数開設したアブレイシブ
ジェットの噴射口である。

この噴射口４はアブレイシブジェットを噴射するときに
、切削刃１１にアブレイシブジェットが衝突しない位置
に設ける。

各噴射口４には本体アーム２内に配管した高圧水路４１
の端部を接合する。

そして、高圧水路４１の噴射口４の近傍には、同様に本
体アーム２内に配管した研磨材流路４２を連結する。

高圧水路４１及び研磨材流路４２の途中にはバルブ４３
を取り付け、各噴射口４のアブレイシブジェットの噴射
、停止を制御する。

く掘削方法〉 本発明の掘削方法は以下のように先行切削及び回転切削
により行われる。

くイ〉先行切削（第２図） 第２図は岩盤５を矢印Ａの方向に掘進している状態を示
す。

先ず、被切削物である岩盤５ｍに位置する噴射口４のバ
ルブ４３のみを開放し、噴射口４からアブレイシブジェ
ットを噴射して、岩盤５に切削溝５１を切削する。

このとき既に切削した空間側に位置する噴射口４のバル
ブ４３は閉鎖し、アブレイシブジェットを噴射しないで
行う。

また、噴射口４は固定された噴射口設置盤３に設けられ
ているため、回転しないで切削を行うことができる。

そのため、噴射口４の移動速度は、切削ヘッド１の矢印
Ａ方向の掘進速度にのみ依存し、遅い速度で切削を行え
る。

従って、掘進方向の矢印Ａと同方向に、深い切削溝５１
を先行切削することができる。

く口〉回転切削（第２図） アブレイシブジェットによる先行切削を行うとともに、
切削ヘッド１を回転させて、切削刃１１による回転切削
を行う。

岩盤５には上記のようにアブレイシブジェットによって
、掘進方向と同方向の深い切削溝５１が先行切削されて
いる。

そのため、切削刃１１が切削溝５１の近傍に至ったとき
、切削溝５１の肩部を破壊することによって、深い切削
深さを得ることができる。

従って、岩盤５に潜在的な亀裂あるいは節理がある場合
には、これらに強い分離あるいは剥離作用を惹起し、掘
削効率を高めることができる。

く本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるので、次のような効果
を期待することができる。

くイ〉従来のアブレイシブジェット併用掘削機では、ジ
ェット噴射口の移動速度は、切削ヘッドの回転速度と掘
進速度に依存するため、ジェット噴射口は高速で回転し
、アブレイシブジェットは被切削物に短時間しか接触し
ない。

そのため、特に被切削物が岩盤などのように硬質な場合
には、深さの浅い切削清しが先行切削できない。

そのため、切削刃は浅い切削深さしが得ることができず
、切削作業の効率が著しく低下する。

それに対して本発明は、ジェット噴射口は回転しないで
切削を行うことができるため、噴射口の移動速度は、切
削ヘッドの掘進速度にのみ依存し、遅い速度で切削を行
える。

そのため、アブレイシブジェットは被切削物に長時間接
触し、掘進方向と同方向の深い切削溝を先行切削するこ
とができる。

従って、被切削物が岩盤などのように硬質な場合におい
ても、切削刃は深い切ｎｑ深さを得ることができ、切削
作業の効率を向上させることができる。

く口〉従来は掘進方向の反対側の空間では、アブレイシ
ブジェットの空吹かし状態となるため、ジェットエネル
ギーの損失となり、不経済である。

しかし本発明は、バルブの調節によって、掘進方向前方
の被切削物にのみアブレイシブジェットを噴射し、掘進
方向の反対側の空間ではアブレイシブジェットを噴射し
ないで行う。

そのため、アブレイシブジェットの空吹かしをなくし、
ジェットエネルギーの損失を低減することができる。

くハ〉従来はアブレイシブジェットの空吹かしのため、
粉塵の飛散及び騒音の増大などの作業環境の悪化を生じ
る。

本発明はアブレイシブジェットの空吹かしをなくしたた
め、粉塵の飛散及び騒音を低減して、良好な作業環境を
作ることができる。

く二〉岩盤のような硬質の被切削物の掘削を行う場合は
、アブレイシブジェットは高い噴射圧力が必要である。

しかし、従来のアブレイシブジェット併用掘削機は、回
転継手を有する複雑な構造である。

そのため、回転継手が高圧により故障を起こすなどして
、補修及び点検作業が煩雑であった。

それに対して本発明は、ジェット噴射口を切削ヘッドの
外周部近傍に固定して設けた。

そのため、回転継手が不要となり、装置の構造が簡素化
した。

従って、補修及び点検作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明のアブレイシブジェット併用掘削機の説
明図 第２図：本発明のアブレイシブジェット併用掘削方法の
説明図 第３〜４図：従来技術の説明図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被切削物にアブレイシブジェットによる先行切削
   と、切削刃による回転切削を行うよう構成したアブレイ
   シブジェット併用掘削機において、複数の切削刃を有す
   る切削ヘッドの外周部近傍に、回転しないアブレイシブ
   ジェットの噴射口を設けたことを特徴とする、 アブレイシブジェット併用掘削機
2. （２）被切削物にアブレイシブジェットを噴射して溝を
   切削した後、 切削刃による回転切削を行うアブレイシブジェット併用
   掘削方法において、 複数の切削刃を有する切削ヘッドの外周部近傍に、回転
   しないアブレイシブジェットの噴射口を設け、 切削刃による回転切削に先行して、この噴射口から、切
   削ヘッドの掘進方向前方の被切削物にのみアブレイシブ
   ジェットを噴射し、 被切削物に切削溝を形成することを特徴とする、 アブレイシブジェット併用掘削方法