JPH0422960Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、岩盤、コンクリート構造物等の被切
削物を破壊するために所定の形状に縁切りするの
に使用するアブレツシブジエツトノズルに関す
る。

［従来技術］ 例えば第１図に示すように、地下にトンネルＴ
のような空洞を形成する場合、地下の土質が岩盤
から成るときは、発破によつて岩盤を破砕しなが
ら掘削するのが一般である。ところで、発破工事
を実施すると岩盤Ｒには多かれ、少なかれ亀裂Ｓ
が生じるものである。すると地盤すなわち岩盤Ｒ
が弱くなり、その地表に建設されている例えば家
Ｈのような構造物に有害である。したがつて地表
に住宅のような施設がある場合は、岩盤が弱くな
るような工法は避けなければならない。

発破によつて生じる亀裂の発生原因を、第１図
によつて考察してみると、例えばトンネルＴを掘
削するときは、複数個の爆薬孔Ｂ，Ｂ……が穿孔
され、そして、これらの爆薬孔に火薬が装填され
て爆発される。そうすると、亀裂Ｓ，Ｓ……はこ
れらの爆薬孔Ｂ，Ｂを中心にして外方に発生する
ことになる。そして、これらの亀裂は、岩盤に亀
裂の伝播を阻止する層があるとこの層から外方へ
は生じない。亀裂の伝播を阻止する層は、岩盤よ
り硬度が充分に小さい層であるが人工的にこの層
を形成するとすると、それは空隙であることは理
論的にも経験的にも明らかである。また例えば大
きな構造物の壁をとりこわす場合や、トンネルに
側坑を設ける場合等でも同様な不都合がある。

［技術的背景］ 近年砂のような粒状物を高圧水ジエツトと共に
混合物として被切削物に吹付けて、被切削物を切
削するアブレツシブジエツトによる切削技術が開
発された。このアブレツシブジエツト技術によれ
ば比較的に容易に被切削物を切削できる。しかし
ながら、例えば第１図のトンネルＴの周面Ｍに沿
つて所定深さ（長さ）までアブレツシブジエツト
ノズルを挿入し、かつ周面Ｍに沿つて順次にその
ノズルを動かすことは高圧水による反力が強く作
用するアブレツシブルノズルでは実質的に困難で
ある。また点状の孔を周面Ｍに沿つて順次に隣接
させて開孔させることも作業上、やつかいであ
り、実際的でない。

一般に高圧水によりトンネル等を切削する技術
は例えば、特開昭59−38489号公報、特開昭59−
52087号公報、特開昭58−32270号公報等に記載さ
れている。しかしながらこれらの公知技術は単に
高圧水のみを用い粒状物（いわゆるアブレツシ
ブ）を用いるものではないから切削効率が悪く、
例えば鉄筋等は切削できない。またアブレツシブ
ジエツトノズルも知られており、例えば特公昭56
−42413号公報に記載されている。さらに、前記
特公昭58−32270号公報には直径方向に相い対し
てジエツトを噴射させる技術が開示されている。

しかしながら、アブレツシブジエツトの場合
に、粒状物が流路を切削するので、ノズルの流路
に彎曲した部分があると、その彎曲した部分が摩
耗し、長期間の使用に耐えることができない。特
にアブレツシブジエツトの場合は、噴射による反
力が大となり、これを相殺するためにノズル本体
の軸線に対して直角方向に複数のノズルを設けた
場合に、どうしても流路が曲折するので、摩耗が
生ずる。

［考案が解決しようとする課題］ したがつて本考案の目的は、ノズル本体の軸線
に対してほぼ直角方向に向いているノズルを有し
ても摩耗が少なく、寿命が長いアブレツシブジエ
ツトノズルを提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案によれば、被切削物に所定の位置にパイ
ロツト孔を穿設して、該パイロツト孔内にアブレ
ツシブジエツトノズルを移動させながらアブレツ
シブジエツトを側壁に向けて半径方向外方に噴出
させてスリツトを形成するのに使用するアブレツ
シブジエツトノズルにおいて、軸方向に所定の長
さを有する円筒状の本体を備え、その本体の中心
部に粒状物と高圧水との混合物が圧送される流路
を備え、その流路の先端側は本体に形成された拡
径された圧力室に連結され、その圧力室の先端側
は本体に固着された蓋体で閉塞され、その圧力室
の外周には１対のノズルがノズル本体の軸線に対
してほぼ直角に設けられ、前記流路の他方の端部
は本体に設けた継手を介して高圧水および粒状物
の混合物を送るホースに接続され、前記ノズルは
混合物の噴出反力を相殺するように流体力学的に
対称位置にノズル本体外周に設けられている。

［作用］ したがつて、作業に際して、まず被切削物の切
削しようとする周面に、適宜間隔でアブレツシブ
ジエツトノズルが挿入できる孔を穿設する。この
孔の穿設作業はアースオーガ等の機械的装置を用
いてもよく、或いはアブレツシブジエツトのよう
な流体装置でもよい。そしてその孔に本考案に係
るアブレツシブジエツトノズルを挿入する。その
際、ノズルの噴出方向が被切削物の切削しようと
する周面の方向を向くようにし、アブレツシブジ
エツトノズルを挿入しながら、混合物を噴射す
る。すると切削しようとする周面に向つて孔の両
側にスリツトが形成される。そして隣接する孔の
距離をアブレツシブジエツトによつて切削される
スリツトの長さのほぼ２倍にしておけば被切削物
の周面に沿う縁切り作業ができる。また隣接する
スリツトが離れていても、実質的に縁切りされて
いるので、例えばその縁切りした周面の内側で発
破をかけても周面の外部にその影響は及ばない。

また被切削物がコンクリートブロツクや建物の
壁、等のように比較的に薄い場合は、衝撃力等で
簡単に破断できる。

アブレツシブジエツトノズルは、従来から周知
であるが従来のジエツトノズルは、ノズルが本体
の先端に軸方向の設けられているので、軸方向の
掘削すなわちボーリングマシンとしては効果的で
あるが、軸と直角方向の掘削は不可能であつた。
しかるに本考案によると、ノズルはジエツトを本
体外方へ略直角方向に噴出するように設けられて
いるので、軸と直角方向の切削すなわち任意の形
状の縁切りができる。またノズルからは粒状物と
高圧水との混合物が噴出されるが、その圧力は約
1000Kg／cm²にも達する。それ故ジエトの反力も大
きいが、本考案によるとノズルは流体力学的に対
称例えば180度の間隔で２個設けられているので、
これらの反力が相殺され、ノズルの支持及び操作
力が小さくて済む利点がある。

特に本考案によれば、混合物の流路の終端に拡
径された圧力室が設けられているので、流路を流
れる混合物は速度エネルギは圧力室において圧力
エネルギに変換される。したがつて、圧力室に設
けたノズルからの噴射圧力を充分に高く維持する
ことができ、かつ混合物の速度エネルギによる蓋
体の摩耗を減少させることができる。

［実施例］ 以下第２図および第３図によつて本考案の好ま
しい実施例を説明する。

さて、第２図を参照すると、本考案を実施した
アブレツシブジエツトノズル１は、軸方向に所定
の長さを有する本体２と、その先端の外周に180
度間隔をおいて設けられている２個のノズル３，
３とから成つている。

本体２は、円筒状を呈し、その中心部に高圧水
とガーネツトのような粒状物との混合物（スラリ
ー）が圧送される流路４が形成されている。そし
て本体の一端部には拡径された圧力室５が形成さ
れ、この圧力室に流路４が開孔している。圧力室
５の一側壁は蓋体６からなり、この蓋体はねじな
どの適当な手段により本体２の端部に取付けられ
ている。圧力室５の外周にはノズル３，３が設け
られ、これらのノズルからジエツトが本体の軸心
に対して略直角方向に噴出するようになつてい
る。ノズル３，３は図示の実施例では、本体２の
外周に180度の間隔をおいて２個設けられている。
したがつて、ジエツトの反力は相殺される。

本体２の一方の端部には、継手７が取付けら
れ、この継手を介してホース８が接続されてい
る。そして図示しない高圧源から圧力水がホース
８によつて本体２に送られ、粒状物と共にノズル
３，３から噴射される。

［実施例の作用効果］ 上記のように構成されたアブレツシブジエツト
ノズル１を使用して、トンネルを掘削する例につ
いて説明する。まず第３図に示すようにパイロツ
ト孔Ｐ，Ｐ……を所定の間隔で所定の深さ穿孔す
る。この穿孔には従来のボーリングマシンが適用
される。次に、パイロツト孔Ｐにアブレツシブジ
エツトノズル１を挿入する。ノズル１には、マニ
プレータ９のような装置によつて操作自在に操作
される。すなわちノズル３，３の方向が岩盤Ｒに
形成するトンネルＴの輪郭すなわち周面Ｍに一致
するようにし、そして本体２をパイロツト孔内に
出入自在に操作する。それと同時に粒状物と高圧
水との混合物（スラリー）をノズル３，３から外
方へ噴射する。すると、岩盤はジエツトにより切
削されて、スリツトＤが形成される。スリツトＤ
は第３図に示すようにパイロツト孔Ｐを中心にし
て両側に形成されるが、スリツトの先端は隣接し
たスリツトＤの先端と一致してもよいし、小間隔
ｌが残つてもよい。このようにしてスリツトによ
つて縁切りが終了したら、中心部に発破をかけて
岩盤を破砕してトンネルＴを掘削する。発破を実
施しても、亀裂は連続したスリツトによつてトン
ネル外へ伝達するのが阻止される。

［考案の効果］ 以上の如く本考案によれば下記のすぐれた効果
を奏する。

(1) アブレツシブジエツトに被切削物の切断が容
易であり、スリツトの形成に際して比較的に長
距離の切削ができる。

(2) 拡径された圧力室により混合物の速度エネル
ギを圧力エネルギに変換するのでノズルに充分
の圧力を印加でき、切削距離を長くできる。

(3) 圧力室により速度エネルギが低下するので、
蓋体の摩耗を少なくでき、ノズル本体の使用時
間を延長できる。なお、蓋体が摩擦したときは
取換えればよい。

(4) アブレツシブジエツトの反力が相殺されるの
で、ノズル本体の支持力が小さく操作が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトンネル工法を説明するための
概念図、第２図は本考案のアブレツシブジエツト
ノズルの１実施例を示す断面図、第３図は本考案
を縁切り工法に適用した場合を説明するための概
念図である。 Ｄ……スリツト、Ｐ……パイロツト孔、Ｒ……
岩盤（被切削物）、Ｔ……トンネル、１……アブ
レツシブジエツトノズル、２……本体、３，３…
…ノズル、４……流路、５……高圧室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被切削物に所定の位置にパイロツト孔を穿設し
   て、該パイロツト孔内にアブレツシブジエツトノ
   ズルを移動させながらアブレツシブジエツトを側
   壁に向けて半径方向外方に噴出させてスリツトを
   形成するのに使用するアブレツシブジエツトノズ
   ルにおいて、軸方向に所定の長さを有する円筒状
   の本体を備え、その本体の中心部に粒状物と高圧
   水との混合物が圧送される流路を備え、その流路
   の先端側は本体に形成された拡径された圧力室に
   連結され、その圧力室の先端側は本体に固着され
   た蓋体で閉塞され、その圧力室の外周には１対の
   ノズルがノズル本体の軸線に対してほぼ直角に設
   けられ、前記流路の他方の端部は本体に設けた継
   手を介して高圧水および粒状物の混合物を送るホ
   ースに接続され、前記ノズルは混合物の噴出反力
   を相殺するように流体力学的に対称位置にノズル
   本体外周に設けられていることを特徴とする縁切
   り工法に使用するアブレツシブジエツトノズル。