JPH057360Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はトンネルライニング装置に関するもの
である。

〔従来の技術とその問題点〕

トンネルや坑道などの空洞部をコンクリートや
モルタルでライニングするための手段として、吹
付けノズルをアームやアクチユエータ類で吹工面
に対し、進退、伏仰、回転自在に構成した自動制
御ユニツトを自走または非自走の台車に搭載し、
この台車もしくはこれと別の台車に吹付けポンプ
や急結剤供給機を搭載し、これらからの材料を吹
付けノズルに圧送するようにした装置が提案され
ている。

このような装置によれば、吹付けノズル動作が
かなり自動化され、きめこまかい施工が可能であ
るが、吹付けポンプから送られる主材に対する急
結剤の添加に関しては、単に急結剤添加装置の駆
動のオンオフやスタート時の駆動量（主軸回転
数）設定しか行えなかつたので、急結剤添加がト
ンネルの同一断面部位で同量の条件となり、早期
強度をあまり要求されない側壁部にも必要以上に
多量の急結剤が供給され、高価な急結剤の使用量
が不必要に増して工事費がコストアツプしたり、
毒性のある急結剤のトータル的な吹付け量が増す
ため作業環境を悪化させるという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前記のような問題点を解消するために
研究して考案されたもので、その目的とするとこ
ろは、吹付けられる資料中の急結剤量をトンネル
断面各部位、たとえばアーチ部と側壁部とで自動
的に変えて吹付けることができ、求められる強度
に応じた効率のよい急結剤添加吹付けを行えるト
ンネルライニング装置を提供することにある。

この目的を達成するため本考案は、走行体の前
部の旋回台に伸縮用のメインシリンダを介してガ
イドフレームを支持させ、そのガイドフレームに
進退自在なスライドビームの先端に旋回および首
振り自在な吹付けノズルを保持させた吹付けノズ
ル機構と、吹付けノズルに主材を供給する湿式吹
付けポンプと、主材の供給ホースに設けた添加部
に急結剤を供給する急結剤供給機とを備え、か
つ、前記メインシリンダにピストンロツドが連結
された伏仰用シリンダに、該伏仰用シリンダ４３
の進出ストロークの変化からトンネル断面におけ
る吹付けノズルの高さ方向位置を検出する手段を
設け、該吹付けノズルの高さ方向位置検出手段か
らの信号で前記急結剤供給機の駆動制御を行うよ
うにしたものである。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明す
る。

第１図ないし第４図は本考案によるトンネルラ
イニング装置の一実施例を示すもので、１は走行
体でセンターヒンジ１０で結ばれた前車体１１と
後車体１２を備え、後車体に搭載した走行駆動機
構（図示せず）により自走されるようになつてい
る。

２は湿式吹付けポンプで、図示するものでは後
車体１２にスキツドを介して搭載され、作業時に
トンネル下面に着床され、移動時には実線のよう
に中空状に吊時されるようになつている。湿式吹
付けポンプ２はスクイーズ式など任意であるが、
図示するものでは高速切換えバルブ２０を備えた
ダブルピストン式のものを用いている。

３は急結剤供給機で後車体１２の上側にフレー
ム１３をもつて搭載されている。この急結剤供給
機３は、スクリユー式など回転機構を用いて定量
的に急結剤を吐出すものであれば形式は問わな
い、図示するものでは、ロータリフイーダが用い
られており、急結剤を収容するタンク３０と、こ
のタンク３０の底部に内蔵され周辺部に縦穴（ポ
ケツト）３１０を所要間隔で配したフイードホイ
ール３１とフイードホイール３１の縦穴の下側に
相当する位置に固定した吐出部３３と、吐出部３
３とフイードホイール３１を挟んで反対側のタン
ク部位に挿設したエア吹出しノズル３２とを備え
ており、フイードホイール３１の駆動軸３４は減
速機３５に導かれ、減速機３５は、駆動部７に連
結されている。

４は先端に吹付けノズル５を備えた自動吹付け
ノズル機構であり、前車体１１の前部に搭載され
た旋回台４１と、これに後端を枢着されたメイン
シリンダ４２と、メインシリンダ４２のケーシン
グに一端を枢着し他端を旋回台４１に枢着した伏
仰用シリンダ４３と、メインシリンダ４３のピス
トンロツド先端のアーム４４を介して支持された
横筒状のガイドフレーム４５と、このガイドフレ
ーム４５を進退自在に貫通するスライドブーム４
６とを備え、ガイドフレーム４６は左右振り用の
油圧シリンダ４７により第１図の紙面に対し直角
方向に旋回し得るようになつている。

そして、前記スライドブーム４６の先端には旋
回用モータを内蔵したケーシング４８と揺動ブラ
ケツト４９および円運動用ブラケツト５０を介し
てノズルホルダ５１が設けられ、このノズルホル
ダ５１に吹付けノズル５が抱持され、該吹付けノ
ズル５は前記各ブラケツトに設けたアクチユエー
タにより、第１図矢印のように水平軸線のまわり
の360°旋回と、垂直から所要角度の振りと微少な
円運動が与えられるようになつている。

また前記湿式吹付けポンプ２の吐出口２１には
圧送用配管２２が接結され、これの先端に圧縮エ
ア添加部２４を介して主材ホース２３が接結さ
れ、前記吹付けノズル５の端部に導かれている。
そして、急結剤供給機３の吐出部３３は前記主材
ホース２３に設けた添加部２５にホース３８を介
して接結されている。

６は前記自動吹付けノズル機構４に設けたノズ
ル位置検出手段であり、トンネル吹付け作業中に
吹付けノズル５のトンネル断面における高さ方向
での位置を検出し、前記急結剤供給機３の駆動部
７に対する制御器８に信号を送るものである。ノ
ズル位置検出手段６として図示するものでは、近
接スイツチ６０を用いており、この近接スイツチ
６０を伏仰用のシリンダ４３に可動または固定の
支体６１を介して取付け、ピストンロツド４３０
の先端に取付けた磁性検出片４３１のストローク
運動により少なくとも２段階で位置を検出し、こ
れにより、吹付けノズル５の高さ位置を検出する
ようにしている。

検出手段は勿論近接スイツチに限らず、リミツ
トスイツチや光電管など任意である。

前記急結剤供給機３の駆動部７は、モータ７０
と無段変速機７１からなつており、制御器８は前
記位置検出手段６からの信号で無段変速機７１の
調速部への駆動用信号たとえば電流値を変化さ
せ、駆動軸３４の回転数を増加または減少させ、
これにより吐出部３３への急結剤吐出量を変化さ
せる駆動用信号の変化はステツプ状でも連続的で
もよい。

図示するものでは、ステツプ状の変化を得るよ
うにしており、制御器８は吹付けノズル高さに対
応した数段階の変速用抵抗値を設定し、前記ノズ
ル位置検出手段６からの検出信号の入力で所定の
抵抗値信号を出力する設定器８０と、これからの
信号により増減速リレー８２の接点出力を出し、
無段変速機の調速部を作動させる比較器８１と、
調速部と連動したボテンシヨメータ等の回転数検
出部８４の抵抗変化と比較した信号を出力して前
記比較器８１にフイードバツクする変換器８３と
を備え、比較器８１はこのフイードバツク信号を
設定信号と比較して設定値に達するまでリレー接
点を出力するようにしている。

なお、前記湿式吹付けポンプ２や急結剤供給機
３は自動吹付けノズル機構４と別の走行体や台車
に搭載されてもよいことは勿論である。

〔実施例の作用〕

前記実施例の動作と作用を説明すると、トンネ
ルのライニングを行うに際しては現場に走行体１
を搬入し、湿式吹付けポンプ２と急結剤供給機３
とを駆動し、それと共に自動吹付けノズル機構４
を作動し、吹付けノズル５を吹付け施工面に移動
操作するものであり、コンクリートやモルタル等
の主材は湿式吹付けポンプ２から圧送用配管２２
に送られ、圧縮エア添加部２４により主材ホース
２３中を気流搬送される。

一方、急結剤はフイードホイール３１の回転と
エア吹出しノズル３２からのエアの吹出しで吐出
部３３からホース３８に気送され、添加部２５に
おいて主材と合流かく拝され、吹付けノズル５か
ら吹付けられる。急結剤添加量はフイードホイー
ル３１の駆動軸回転数、従つて駆動部７の回転数
とほぼ比例し、回転数が増加すれば添加量が増加
する。

しかして吹付けノズル５がトンネル断面の側壁
部Ａに位置している場合には、吹付けノズル５を
支持する自動吹付けノズル機構４の伏仰用シリン
ダ４３の進出ストロークは短く、これをノズル位
置検出手段としての近接スイツチ６０が検出して
信号を制御器８に送る。この制御器８には設定器
８０によりたとえば低位と高位の２つの電気量が
プログラム設定されているため、前記検出手段信
号により低位側の電気量に対応する接点出力が比
較器８１を通して無段変速機７１の調速部に送ら
れ、これにより無段変速機８１で駆動軸３４の回
転数を減少させ、これが規定回転数に達するまで
フイードバツク制御される。この動作でフイード
ホイール３１の回転数が低下させられるため、吐
出部３３からの急結剤供給量が減少し、従つて吹
付けノズル５から施工面に吹付けられる資料中の
急結剤添加率が低く抑えられる。

そして、吹付け部位が側壁部Ａからアーチ部Ａ
に移れば、これに呼応して自動吹付けノズル機構
４における伏仰用シリンダ４３の進出ストローク
が増大し、この変化を近接スイツチ６０が検出し
て信号を制御器８に送るため、高位測電気量が比
較器８１を通して無段変速機７１の調速部に送ら
れ、駆動軸３４の回転数のフイードホイール回転
数を増加させる。これにより急結剤の供給量が増
加し、急結剤添加率の増した資料がアーチ部Ｂに
吹付けられ、早期強度の高いライニング層とな
る。

本考案装置を実地に用いた効果を以下に示す。

周長21ｍ野トンネル断面に対し厚10cmのコンク
リートライニング装置を得るにあたり、急結剤８
％の添加で側壁部およびアーチ部の施工を行う
と、１ｍあたりの急結剤使用量はリバウンド等を
加味し設計数量の200％を乗じた場合に4.2m³とな
り、セメント360Kg／m³の条件で約121Kgが必要で
あつた。

これに対し本考案を適用し側壁部3.5％、アー
チ部７％の急結剤添加を行つた場合には、１ｍあ
たりの必要量は側壁部が26.2Kg、アーチ部が53.4
Kg、従つて合計79.6Kgと大幅に使用量が節減さ
れ、強度品質もほとんど遜色のないライニング層
が得られた。

なお、吹付けノズル５にその傾斜角度を検出す
る検出器を設けたのでは、吹付けノズル５を或る
範囲で振りながら吹付けたり、アーチ部において
局部的な凹凸に吹き付けるべく吹付け角度を寝か
したような場合にも角度検出されることになり、
それによつて急結剤の添加量が変化されてしまう
ため、適切な添加量制御を行いにくい。また、吹
付けノズル５に傾斜角度検出器を設ける場合に
は、吹付けノズル５の外周に箱体を設け、これに
複数のスイツチを配したり、中心軸に重錘付きの
検出板を回転自在に取付けたりしなければならな
い。このため、機構が複雑で高価となり、また吹
付けノズル５が重くなつたり円滑な運動に支障が
きたされやすいという問題が生ずる。

これに対し、本考案は吹付けノズル５の傾斜角
度を検出するのではなく、吹付けノズル５を走行
体１から離間ないし接近するように位置変化させ
るメインシリンダ４２を昇降させるための伏仰用
シリンダ４３を利用し、該伏仰用シリンダ４３の
ピストンロツド４３０のストロークの変化から吹
付けノズルの高さ方向位置を検出するようにして
いる。

このため、吹付けノズル５の吹付け角度や方向
に係りなく、トンネルの側壁部位吹付けとアーチ
部位吹付けを正確に検出してそれらに即した急結
剤添加量の調整を行うことができる。また、検出
手段の構造を簡単、安価なものとすることがで
き、吹付けノズルの運動の何ら支障を来さないで
済むメリツトがある。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案によるときには、走行体１
の前部の旋回台４１に伸縮用のメインシリンダ４
２を介してガイドフレーム４５を支持させ、その
ガイドフレーム４５に進退自在なスライドビーム
の先端に旋回および首振り自在な吹付けノズル５
を保持させた吹付けノズル機構４と、吹付けノズ
ル５に主材を供給する湿式吹付けポンプ２と、主
材の供給ホースに設けた添加部２５に急結剤を供
給する急結剤供給機３とを備え、かつ、前記メイ
ンシリンダ４２にピストンロツド４３０が連結さ
れた伏仰用シリンダ４３に、該伏仰用シリンダ４
３の進出ストロークの変化からトンネル断面にお
ける吹付けノズルの高さ方向位置を検出する手段
６を設け、該吹付けノズルの高さ方向位置検出手
段６からの信号で前記急結剤供給機３の駆動制御
を行うようにしたので、吹付けノズル５が旋回、
首振りなどどのような運動姿勢や方向にあつて
も、これに係りなくトンネル断面各部位に要求さ
れる強度に応じて急結剤量を自動的にコントロー
ルして添加することができ、しかも伏仰用シリン
ダ４３とそのピストンロツド４３０を利用するた
め検出手段の構造が簡易なものとなり、安価に実
現することができるとともに、吹付けノズル５を
重くしたり、運動を妨げたりしないため、良好な
吹付け性能を維持できるというすぐれた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るトンネルライニング装置
の一実施例を示す側面図、第２図は第１図におけ
る急結剤供給機の部分切欠側面図、第３図は本考
案のおける制御系の説明図、第４図は第３図の制
御系の実例を示す回路図である。 １……走行体、２……湿式吹付けポンプ、３…
…急結剤供給機構、４……自動吹付けノズル機
構、５……吹付けノズル、６……吹付けノズルの
高さ方向位置検出手段、４１……旋回台、４２…
…メインシリンダ、４３……伏仰用シリンダ、４
５……スライドガイド、４３０……ピストンロツ
ド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 走行体１の前部の旋回台４１に伸縮用のメイン
   シリンダ４２を介してガイドフレーム４５を支持
   させ、そのガイドフレーム４５に進退自在なスラ
   イドビーム先端に旋回および首振り自在な吹付け
   ノズル５を保持させた自動吹付けノズル機構４
   と、吹付けノズル５に主材を供給する湿式吹付け
   ポンプ２と、主材の供給ホースに設けた添加部２
   ５に急結剤を供給する急結剤供給機３とを備え、
   かつ、前記メインシリンダ４２にピストンロツド
   が連結された伏仰用シリンダ４３に、該伏仰用シ
   リンダ４３の進出ストロークの変化からトンネル
   断面における吹付けノズルの高さ方向位置を検出
   する手段６を設け、該吹付けノズルの高さ方向位
   置検出手段６からの信号で前記急結剤供給機３の
   駆動制御を行うようにしたことを特徴とするトン
   ネルライニング装置。