JPH0833093B2 - 岩盤等の穿孔方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は穿孔ロッドによって岩盤或いは鉄筋コンクリ
ート等に能率良く穿孔する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、例えば、岩盤に発破孔等を水平方向に穿設
する場合、先端に切削ビットを有する穿孔ロッドを回転
させながら叩打して孔を穿設していくと共に、ロッド内
を通じてロッド先端面から噴出させる水によりその穿孔
時に生じる切削くり粉を後方に排出しながら穿孔作業を
行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような穿孔方法によれば、穿孔ロ
ッドは一般に小径ロッドの先端に切削ビットを有する大
径頭部を一体に設けた構造を有するものであるから、切
削により生じた岩盤のくり粉をロッド先端面から噴出す
る水流によって後方に排出する際に、大径頭部の外周面
と穿設孔の周壁間の隙間を流通する時には大なる流速で
もって通過するが、大径頭部から小径ロッド側に流出し
た時に、小径ロッドと孔壁間の空間が大きくなるために
流速が急激に低下して孔壁の底部に集水しながら後方に
流出することになり、従って、該流水中のくり粉が孔壁
の底部に沈積してロッドを引き抜く際に大径頭部と孔壁
間に該くり粉が食い込み、孔壁が荒れるばかりでなくロ
ッドの引き抜きが困難となる事態が発生する。

このため、大径頭部の先端面から噴出させる水の圧力
を上昇させて流速を上げれば、その水流によってくり粉
を後方に押し出しながら排出させることが可能である
が、そうすると、大径頭部と穿設孔の周壁間の隙間を流
通する水流の速度が著しく増大して孔の周壁に対するく
り粉の流突力や摺接作用が大きくなり、特に、節理の多
い岩盤にいては孔壁の崩壊や荒れが多く生じて該発破孔
内に装薬することが困難になる等の問題点がある。

このような問題点を解決するために、近年、穿孔ロッ
ドに連結、連通したホースに圧縮空気と共に発泡剤を供
給し、ホース内で発泡した泡を空気と共に穿設孔内に送
り出してその泡にくり粉を付着させ、その状態で空気流
により後方に排出する方法が開発されているが、発泡剤
と空気との混合比を調整することが困難で発生する泡が
不均一になるばかりでなく、原液の発泡剤を発泡させる
ものであるから、表面張力が極めて大きい泡となって該
泡にくり粉を付着させた状態で後方に排出する際に、孔
壁を荒らすという問題点が生じることになる。さらに、
泡を空気と共に穿設孔内に送り出しても、切削ビットに
対する冷却効果が殆どなく、切削ビットの耐久性、穿孔
効率が低下するという問題点があった。

本発明はこのような問題点を解消することを目的とし
た岩盤等の穿孔方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の岩盤等の穿孔方
法は、先端にビットを有する穿孔ロッドにより岩盤等に
水平方向の孔を穿設していく際に、圧縮空気に起泡剤を
混入させて穿孔ロッド側に圧送すると共にその圧送途上
で水を混合させて起泡剤を希釈させ、この希釈起泡剤を
穿孔ロッド内を通じてロッド先端面から噴出させること
により発泡させ、その気泡によって岩盤等の切削くり粉
を後方に排出することを特徴とするものである。

〔作用〕

穿孔ロッドの大径頭部の先端面に穿設している切削ビ
ットによって岩盤等に孔を穿設する一方、圧縮空気に起
泡剤を混入させて穿孔ロッド側に圧送すると共にその圧
送途上で水を混合させて起泡剤を希釈させ、この希釈剤
起泡剤を穿孔ロッド内を通じてロッド先端面から切削面
に向かって噴出させると、圧縮空気等が大気圧下に開放
されて膨張し、起泡剤が発泡して気泡が発生する。この
際、起泡剤が水により希釈されて量的に増大しているの
で、ロッド先端面から圧縮空気により噴射される時に細
かい霧状となって無数の気泡が発生し、ビットによって
切削された岩盤等の多量のくり粉を該気泡内に包み込み
或いは気泡表面に付着させる。

さらに、気泡は水によって希釈した起泡剤を発泡させ
たものであるから、該気泡は表面張力が比較的小さく、
従って、くり粉を内包或いは付着させた状態で該気泡が
空気流により切削ビットの大径部と孔壁との狭い隙間を
通じて後方に排出される時に、容易に収縮して孔壁を荒
らすことがない。

また、起泡剤を水と圧縮空気と共に穿孔ロッド内を通
じてロッド先端面から噴出させるものであるから、水に
よって切削ビットが冷却され、切削ビットの耐久性、穿
孔効率を向上させることができるものである。なお、使
用する水の量は、起泡剤を希釈し、且つ切削ビットを冷
却するだけの量でよく、従来のようにくり粉を排出する
のに必要な多量の水を使用しなくてよい。

この水の供給は、圧縮空気に起泡剤を混入させて穿孔
ロッド側に圧送する途上で行うものであるから、切削ビ
ットの回転数等の切削条件に応じて該切削ビットの冷却
に必要な量の水を供給し得ると共に、切削中において水
の混合量により変化する気泡の量を切削されるくり粉の
量に応じて調整することができ、その上、くり粉の大き
さや量は岩質によって異なるので、気泡の表面張力をく
り粉の大きさ等に対応して直ちに調整し得るものであ
る。

〔実 施 例〕

次に、岩盤（ａ）に発破孔（ｂ）を穿設する場合にお
け本発明の一実施例を説明する。

穿孔装置としては、公知のように、支持部材（１）に
穿孔ロッド（２）を回転並びに前後動自在に支持させ、
この穿孔ロッド（２）を支持部材（１）に設置したモー
タ（３）により回転させると共にハンマー体（４）をモ
ータ等の駆動機構を介して作動させて穿孔ロッド（２）
の後端面を叩打させることにより岩盤（ａ）に発破孔
（ｂ）を穿設するように構成している。

穿孔ロッド（２）は、小径ロッド部（2a）の先端に大
径頭部（2b）を一体的に形成していると共に該大径頭部
（2b）の先端面に切削ビット（５）を突設してあり、さ
らに、中心部に小径ロッド部（2a）の後端部から大径頭
部（2b）の先端面間に亘って貫通した流通孔（６）を設
けてある。

この流通孔（６）の後端部に、バルブ（８）を設けて
いる起泡剤供給管（７）を連結、連通させていると共に
該起泡剤供給管（７）に圧縮空気供給管（10）を接続
し、この圧縮空気供給管（10）の適所に起泡剤収容密閉
容器（９）の起泡剤供給口を連結、連通させてあり、さ
らに、流通孔（６）と前記バルブ（８）間における起泡
剤供給管（７）の適所に水供給管（11）を接続してい
る。（12）はこの水供給管（11）に設けているバルブで
ある。

なお、上記起泡剤としては、アルキルスルホン酸ソー
ダ、アルキルエーテル硫酸エステル塩、ラウリルエーテ
ル硫酸エステルナトリウムなどが使用される。

このように構成した装置によって岩盤（ａ）に発破孔
（ｂ）を穿設するには、穿孔ロッド（２）を回転させな
がらその後端面をハンマー体（４）により叩打して穿孔
ロッド（２）の大径頭部（2b）の切削ビット（５）によ
り発破孔（ｂ）を穿設していくものであるが、その際、
圧縮空気供給管（10）に圧縮空気を送給すると共に容器
（９）から起泡剤を該圧縮空気供給管（10）内に送り込
む。

この場合、容器（９）内に収容している起泡剤が該容
器（９）内を流通する圧縮空気の流れにより、その通過
時に吸引されて適宜量宛、圧縮空気に混合させるように
してもよい。

こうして起泡剤を混入した圧縮空気は、開放したバル
ブ（８）を通じて起泡剤供給管（７）を介し、流通孔
（６）に圧送され、さらに、この流通孔（６）に達する
途上において、水供給管（11）から適量の水が起泡剤供
給管（７）に供給され、圧縮空気中の起泡剤が適宜濃度
に希釈される。

さらに、水によって希釈された起泡剤は圧縮空気の流
れによって穿孔ロッド（２）内の流通孔（６）を通過
し、該穿孔ロッド（２）の大径頭部（2b）の先端面から
岩盤に穿設中の発破孔の最奥部切削面に向かって噴出す
ると、圧縮空気が大気圧下に開放されて膨張し、該圧縮
空気に混入している起泡剤が発泡する。

この際、起泡剤が水により希釈されて量的に増大して
いるので、穿孔ロッド（２）の先端面から圧縮空気によ
り細かい霧状となって噴出して無数の気泡（ｃ）が発生
することになる。又、起泡剤を希釈する水によって切削
ビット（５）が冷却され、該ビット（５）の切削能力を
低下させることなく効率のよい穿孔作業が可能となる。

このように穿孔ロッド（２）の先端面から噴出、発生
する無数の気泡（ｃ）によって、切削ビット（５）で切
削される岩盤のくり粉（ｄ）が包み込まれ、或いはくり
粉（ｄ）が気泡（ｃ）に付着した状態となり、その状態
で圧縮空気の流動によって穿孔ロッド（２）の先端大径
頭部（2b）と穿孔中の孔（ｂ）の周壁間の隙間を通じて
後方に排出されることになる（第２図参照）。

この時、気泡（ｃ）は上記のように水によって希釈し
た起泡剤を発泡させたものであるから、該気泡（ｃ）の
表面張力が比較的小さく、そのため、これらの気泡
（ｃ）が穿孔ロッド（２）の大径頭部（2b）と孔（ｂ）
の周壁間の隙間を通過する際に、気泡（ｃ）が隙間に応
じて収縮しながら円滑に通過し、さらに、この隙間から
後方の小径ロッド部（2a）側に圧送されると、圧縮空気
の流速が低下するが、くり粉（ｄ）は気泡（ｃ）に付着
或いは包まれているので、穿設孔（ｂ）の底面に沈澱す
ることなく、該孔（ｂ）の周壁に沿って圧縮空気の流れ
により後方に排出されるものである。

なお、以上の実施例においては、岩盤（ａ）に発破孔
（ｂ）を穿設する場合について述べたが、鉄筋コンクリ
ート等の構造物に穿孔ロッド（２）によって孔を穿設す
る場合においても、本発明方法を使用して同様な作用効
果を奏することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の岩盤等の穿孔方法によれば、先
端にビットを有する穿孔ロッドにより岩盤等に水平方向
の孔を穿設していく際に、圧縮空気に起泡剤を混入させ
て穿孔ロッド側に圧送すると共にその圧送途上で水を混
合させて起泡剤を希釈させ、この希釈起泡剤を穿孔ロッ
ド内を通じてロッド先端面から噴出させることにより発
泡させ、その気泡によって岩盤等の切削くり粉を後方に
排出することを特徴とするものであるから、起泡剤が水
により希釈されて量的に増大しているので、ロッド先端
面から圧縮空気により噴射される時に細かい霧状となっ
て無数の気泡を発生させることができ、従って、ビット
で切削された岩盤等の多量のくり粉をこの無数の気泡に
よって包み込み、或いは該気泡の表面に確実に付着させ
ることができる。

さらに、気泡は水によって希釈した起泡剤を発泡させ
たものであるから、該気泡の表面張力が比較的小さく、
従って、くり粉を内包或いは付着させた状態で該気泡が
空気流により切削ビットの大径部と孔壁との狭い隙間を
通じて後方に排出される時に、容易に収縮して円滑に該
隙間を流通させることができると共に孔壁を荒らしたり
崩壊等が生じるのをなくすることができ、爾後における
孔内への発破等の装薬が円滑かつ確実に行えるものであ
る。

その上、前記隙間を通過して穿孔ロッドの小径ロッド
部側に排出された時に、気泡の流速が低下するが、くり
粉は気泡に付着或いは包まれているので、穿孔孔の底面
に沈澱することなく、該孔の周壁に沿って確実に流出さ
せることができ、従って、穿孔後における該孔からの穿
孔ロッドの引き抜き時にくり粉がロッドに食い込むよう
な虞れを全くなくすることができて孔壁やロッドの損傷
等を防止できると共に、該ロッドの抜取り作業が容易に
かつ迅速に行えるものである。

又、穿孔作業中においては、起泡剤を希釈する水によ
って切削ビットを冷却することができ、そのため、該ビ
ットの切削能力を低下させることなく効率のよい穿孔作
業が可能となるものであり、その上、使用する水の量
は、起泡剤の希釈と切削ビットの冷却に供するだけの少
量ですむ。

さらに、この水の供給は、圧縮空気に起泡剤を混入さ
せて穿孔ロッド側に圧送する途上で行うものであるか
ら、切削ビットの回転数等の切削条件に応じて該切削ビ
ットの冷却に必要な量の水を供給し得ると共に、切削中
において水の混合量により変化する気泡の量を切削され
るくり粉の量に応じて調整することができ、その上、岩
質によって異なるくり粉の大きさや量に適するように該
水の混合量によって気泡の表面張力を調整し得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は穿孔状態
を示す簡略縦断側面図、第２図は穿孔中のくり粉の排出
状態を説明するための簡略拡大断面図である。 （２）……穿孔ロッド、（2a）……小径ロッド部、（2
b）……大径頭部、（５）……切削ビット、（６）……
流通孔、（７）……起泡剤供給管、（９）……起泡剤収
納密閉容器、（10）……圧縮空気供給管、（11）……水
供給管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端にビットを有する穿孔ロッドにより岩
   盤等に水平方向の孔を穿設していく際に、圧縮空気に起
   泡剤を混入させて穿孔ロッド側に圧送すると共にその圧
   送途上で水を混合させて起泡剤を希釈させ、この希釈起
   泡剤を穿孔ロッド内を通じてロッド先端面から噴出させ
   ることにより発泡させ、その気泡によって岩盤等の切削
   くり粉を後方に排出することを特徴とする岩盤等の穿孔
   方法。