JPH042757B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円筒形断面を有する構造体の内面吹
付工事の自動化装置に係り、特に、導水路などの
トンネル工事における自動ライニング装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

導水路などのトンネルの断面は、後述する第３
図及び第４図に示すように円形であり、下部のみ
底部コンクリート２にて水平に施工してある。こ
のようなトンネルにおいて、側面は、トンネル・
ボーリング・マシンにより掘削した素面のままラ
イニングする場合もあり、地山の状態によつて
は、コンクリートで巻いて補強してある部分もあ
る。従つて断面形状は、一応円形を保持しつつ
も、内径寸法は、トンネルの長手方向に沿つて変
化する。

ところで、数Kmにもおよぶトンネル面などにラ
イニングを施す場合、従来は専らローラー塗、吹
き付けなどの手作業により実施されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、特に内径の狭いトンネル面のライニン
グ作業の場合、作業者には苦渋作業の連続となつ
ている。また、吹き付けの場合には、ミストが充
満して悪環境下での長時間作業となる。さらにこ
れらの作業は、施工の効率も悪く、膨大な労務と
工期を要している。本発明は、かかる問題を解決
するものであつて、トンネルの内径の変化にも自
動的に追従でき、苦渋作業や悪環境下での長時間
作業から作業者を解放し省力化を図るとともに、
施工速度の向上を図つた自動ライニング装置の提
供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の自動ライニング装置は、底
面施工用、左側面施工用、右側面施工用、及び天
井面施工用にそれぞれ複数個のノズルを装備した
台車を、円筒形断面を有する構造体の底面上を車
輪により走行させて内面吹付工事を行う自動ライ
ニング装置であつて、左側面施工用、右側面施工
用、及び天井面施工用の各複数個のノズルは、構
造体の内径の変化に追従して内径方向に移動する
内径移動手段を介して台車側に固定したノズル・
ブラケツトに取り付け、底面施工用の複数個のノ
ズルは、台車に固定して取り付けたことを特徴と
するものである。

〔作 用〕

本発明の自動ライニング装置では、台車により
円筒形断面を有する構造体の底面上を走行させる
と、構造体の内径が変化しても内径移動手段が働
いて左側面施工用、右側面施工用、及び天井面施
工用の各複数個のノズルを取り付けた各ノズル・
ブラケツトは、内径の変化に追従して内径方向に
移動する。従つて、左側面施工用、右側面施工
用、及び天井面施工用の各複数個のノズルの先端
は、常に施工面と一定の距離、一定の角度に保た
れる。また、底面施工用の複数個のノズルは、台
車に固定して取り付けられているため、その先端
も常に施工面と一定の距離、一定の角度に保たれ
る。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の自動ライニング装置の１実施
例を示す図、第２図は第１図図示自動ライニング
装置の平面図、第３図は第１図図示自動ライニン
グ装置の矢印Ａから見た正面図、第４図は第１図
図示自動ライニング装置の矢印Ｂから見た正面
図、第５図は本発明の自動ライニング装置を使用
してトンネル面のライニング作業を説明する図で
ある。図において、１と２１は施工面、２は底部
コンクリート、３は台車、４は車輪、５は材料タ
ンク、６はポンプ、７はノズル支持架台、８と１
８はノズル・ブラケツト、９と１３はノズル、１
０はガイド・ローラー、１１はつる巻ばね等の弾
性体、１２は前記ガイド・ローラー、１４はバツ
テリー収納部、１５はエア・ホース巻取ドラム、
１６はドラム駆動電動機、１７はエア・ホース、
１９は後部ガイド・ローラー、２０はガイド・ロ
ーラー支持架台、２２は自動ライニング装置、２
３は作業者、２４は空気輸送管をそれぞれ示して
いる。

第１図において、台車３は、車輪４により底面
の底部コンクリート２上を走行するものであり、
台車３の後部には、天井面施工のためのノズル・
ブラケツト１８と側面施工のためのノズル・ブラ
ケツト８とを直交するようにして設けたノズル支
持架台７が設置される。そして、第３図図示の如
く、このノズル・ブラケツト８と１８に天井面施
工用及び側面施工用として、それぞれ複数個のノ
ズル９が取り付けられ、また、台車３に固定して
底面施工用として複数個のノズル１３が取り付け
られる。

ノズル・ブラケツト８と１８は、第２図及び第
３図図示から明瞭となる如く、その一部がガイ
ド・ローラー１０となつており、ガイド・ローラ
ー１０は弾性体１１を介してノズル支持架台７に
結合されている。従つて、底部コンクリート２上
で台車３を前進（第１図図示右方向に移動）させ
ながら、トンネル面のライニングを行う際、トン
ネルの内径が変動すると、弾性体１１の変形によ
つてガイド・ローラー１０が内径の変動に追従し
てトンネル断面の内径方向に移動し、ノズル・ブ
ラケツト８と１８も追従する。その結果、ノズ
ル・ブラケツト８と１８に設けられた複数個のノ
ズル９の先端は、自動的にトンネルの施工面１と
一定の距離、一定の角度を保つことになる。

なお、底部コンクリート２（トンネルの底面）
については、台車３に固定してノズル１３が取り
付けてあり、一方台車３は車輪４により常に底部
コンクリート２上を走行するため、必然的にノズ
ル１３の先端と底部コンクリート２の面との距離
は一定に保たれる。

また、天井面用のノズル・ブラケツト１８と側
面用のノズル・ブラケツト８とは、第１図図示か
ら明らかなように相異なる平面上にあるため、内
径方向に各ノズル・ブラケツト８と１８が伸縮し
ても、衝突し合うことはない。

さらに、本発明の自動ライニング装置は、台車
３を走行させるために必要な容量を持つバツテリ
ー収納部１４を備え、発信、停止指令によつて台
車３の走行を制御するとともに、材料供給部、エ
ア供給部、走行位置制御部などを備える。材料供
給部は、吹付材料を収納する材料タンク５と材料
を吐出させるためのポンプ６からなり、エア供給
部は、トンネル内に設けられた空気輸送管から逐
次圧縮空気を取り出すエア・ホース１７とその巻
取ドラム１５と巻取ドラム１５を駆動する電動機
１６からなる。なお、エアはポンプ６を作動させ
るためのものである。また、走行位置制御部は、
第２図及び第４図図示の如く、前部ガイド・ロー
ラー１２と後部ガイド・ローラー１９と弾性体１
１とからなり、走行中において台車３を常にセン
ターリングさせる必要があるため、台車３を側壁
から常に等距離に保持するように、前部ガイド・
ローラー１２と後部ガイド・ローラー１９及び弾
性体１１により台車３の側壁からの位置を制御し
ている。

内径の変化に応じてノズル９の先端を移動させ
る手段としては、当然図示以外の手段も考えられ
る。例えば、ポテンシヨメータなどのような変位
量を検出できるセンサーを用いて内径の変化量を
求め、ノズル・ブラケツト８と１８の油圧作動機
構にフイードバツクして所定の吹付距離を出す方
法なども考えられる。しかし、トンネル施工現場
の状況を考えると、ノズル９の先端を移動させる
には、簡易で堅個な機構による確実な制御が必要
であり、複雑なシステムでは、応答時間や信頼性
の点で、さらには経済的にみても問題が多い。そ
の点、第１図ないし第４図図示の手段は、信号処
理を伴わず、メカニカルな機構により構成してい
るため、確実な追従動作が実現できる。

なお、吹付作業においては、吹付材料の特性に
応じてノズル・チツプやポンプの選定をする必要
があり、さらにノズル・チツプと塗装面との距
離、ノズルの移動速度も適切に決めてやる必要が
あることは云うまでもない。本発明の自動ライニ
ング装置においても、当然事前に上記パラメータ
の値を決め、その値に基づいてノズル・ブラケツ
トの位置調整、台車の走行速度の設定がなされ
る。また、吹付材料は、一定施工ロツト分だけタ
ンクに収納し、新規に追加する場合には、各ガイ
ド・ローラーを縮め走行速度を上げて走行し、所
定の材料集積所にいつて補給を受けるようにして
もよい。

本発明の自動ライニング装置を使用したトンネ
ル面のライニング作業の例を第５図を参照しつつ
説明する。第５図において、図示左側から図示右
方に向かつて自動ライニング装置を走行させライ
ニング作業を施工する例を示している。第５図図
示の自動ライニング装置２２は、受信機及び台車
の発信、停止や吹付ノズルのオン／オフなどの制
御機能を有する制御盤を搭載し、前方から作業者
２３が送信機を使つて例えば無線信号（電波、超
音波など）を自動ライニング装置２２に送り、走
行を制御するものである。従つて作業者２３は、
自動ライニング装置２２から離れた場所、すなわ
ちミストの立ちこめる悪環境のライニング作業場
所から離れた場所で送信機を操作することができ
る。

〔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、吹付作業が全て自動的に行えるため、作業
者を、ミストの立ちこめる悪環境の中での長時間
にわたるノズルの引き回し作業から解放すること
ができる、ライニングの施工速度が手作業に比
較して飛躍的に（数倍〜10倍程度）増大する、
労務量も、機械操作要員とエアホース、材料の段
取替要員だけですみ、大幅な省力化を図ることが
できる、掘削した素面もしくはコンクリートで
巻いた面の変化に柔軟に追従し、確実な吹き付け
が実現できる、天井面用と側面用のノズル・ブ
ラケツト位置をずらしてあるので、両面同時に急
激な突出部が存在しても何ら支障なくノズルを追
従させることができる、など効果はきわめて顕著
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動ライニング装置の１実施
例を示す図、第２図は第１図図示自動ライニング
装置の平面図、第３図は第１図図示自動ライニン
グ装置の矢印Ａから見た正面図、第４図は第１図
図示自動ライニング装置の矢印Ｂから見た正面
図、第５図は本発明の自動ライニング装置を使用
してトンネル面のライニング作業を説明する図で
ある。 １と２１…施工面、２…底部コンクリート、３
…台車、４…車輪、５…材料タンク、６…ポン
プ、７…ノズル支持架台、８と１８…ノズル・ブ
ラケツト、９と１３…ノズル、１０…ガイド・ロ
ーラー、１１…弾性材、１２…前部ガイド・ロー
ラー、１４…バツテリー収納部、１５…エア・ホ
ース巻取ドラム、１６…ドラム駆動電動機、１７
…エア・ホース、１９…後部ガイド・ローラー、
２０…ガイド・ローラー支持架台、２２…自動ラ
イニング装置、２３…作業者、２４…空気輸送
管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 底面施工用、左側面施工用、右側面施工用、
   及び天井面施工用にそれぞれ複数個のノズルを装
   備した台車を、円筒形断面を有する構造体の底面
   上を車輪により走行させて内面吹付工事を行う自
   動ライニング装置であつて、左側面施工用、右側
   面施工用、及び天井面施工用の各複数個のノズル
   は、構造体の内径の変化に追従して内径方向に移
   動する内径移動手段を介して台車側に固定したノ
   ズル・ブラケツトに取り付け、底面施工用の複数
   個のノズルは、台車に固定して取り付けたことを
   特徴とする自動ライニング装置。 ２ 左側面施工用及び右側面施工用の各複数個の
   ノズルを取り付けたノズル・ブラケツトによる内
   径方向の移動面と、天井面施工用の複数個のノズ
   ルを取り付けたノズル・ブラケツトによる内径方
   向の移動面とは異なるように構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の自動ライニ
   ング装置。 ３ 台車の前部と後部にそれぞれ弾性体を介して
   構造体の側壁を押圧するガイド・ローラを設け、
   台車を側壁から等距離に保持するように構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   自動ライニング装置。 ４ 台車は、吹付材料を収納する材料タンク、材
   料を吐出させるためのポンプ、該ポンプを作動さ
   せるエア供給手段、及び台車を走行させる動力手
   段を搭載したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の自動ライニング装置。