JPH0978978A

JPH0978978A - 穿孔・ロックアンカー打設機

Info

Publication number: JPH0978978A
Application number: JP23889395A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Wada; 利彦和田; Keiji Ono; 啓二小野; Yuzo Koga; 雄三古賀; Futoshi Kusumoto; 太楠本; Hiroyuki Abe; 裕之阿部
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Furukawa Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Furukawa Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】狭いトンネル内においても広い作業空間を確
保することができ、かつ工期の短縮化、施工の急速化を
促進することのできる穿孔・ロックアンカー打設機を提
供する。【解決手段】穿孔・ロックアンカー打設機１を、発破
孔穿孔装置３とロックアンカー打設装置４とを車両２に
兼ね備える構成とした。そして、ロックアンカー打設装
置４を、第二ガイドシェル１２と、モルタル充填機構１
４と、ケーブル挿入機構１５とを第二ブーム１１に一体
に備えた構成とし、モルタル充填機構１４とケーブル挿
入機構１５を、揺動するベース部材２０、及びスライド
するスライド板２１を介して第二ブーム１１に設け、こ
れによって第二ガイドシェル１２のガイド部材１６の作
動軸線上にモルタル充填機構１４，ケーブル挿入機構１
５がそれぞれ位置・退去自在となるような構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルを発破工
法で掘削していくときに用いて好適な穿孔・ロックアン
カー打設機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トンネルを掘削するためには、
地質条件などに応じて様々な工法があり、近年では、種
々の機械を用いて自動化を図った掘削工法が開発されて
いる。しかしながら、岩盤にトンネルを掘削するに際し
ては、まだまだ発破工法が多用されているのが現状であ
る。

【０００３】この発破工法では、図８に示すように、ま
ず、穿孔機（いわゆるドリルジャンボ）を掘削すべきト
ンネルの切羽面に対向させて据え付け、この穿孔機で切
羽面の所定位置に発破孔を穿孔し、火薬を装薬する。そ
して、穿孔機を退避させた後、切羽面を爆破して、トン
ネルを形成するようになっている。次いで、支保工を建
て込んで周囲側壁にコンクリートを吹き付けた後、ロッ
クアンカー打設機を据え付け、周囲側壁にロックボルト
等のロックアンカーを打設することによって、掘削した
トンネルの周囲側壁の崩壊やはらみ出しを防止してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の工法では、発破孔を穿孔するための穿孔
機と、ロックアンカーを打設するためのロックアンカー
打設機とが、それぞれ専用機であるため、狭いトンネル
内において複数の機械があることになり、作業空間が狭
くなるばかりか、機械の工費も嵩み、さらには機械の入
れ替えにも時間がかかるのでロス時間が増え、工期の短
縮化、施工の急速化の妨げとなっている。本発明は、以
上のような点を考慮してなされたもので、狭いトンネル
内においても広い作業空間を確保することができ、かつ
工期の短縮化、施工の急速化を促進することのできる穿
孔・ロックアンカー打設機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
掘削すべきトンネルの切羽面に発破孔を穿孔する発破孔
穿孔装置が、揺動，旋回自在な第一のブームを介して走
行移動自在な走行台車に設けられ、周囲側壁に地山の崩
壊を防ぐためのロックアンカーを打設するためのロック
アンカー打設装置が揺動，旋回自在な第二のブームを介
して前記走行台車に設けられ、前記ロックアンカー打設
装置が、周囲側壁に前記ロックアンカーを挿入するため
の孔を穿孔する穿孔機構と、該穿孔機構で穿孔した孔に
充填材を充填するための充填機構と、前記孔内にロック
アンカーを挿入する挿入機構とが前記第二のブームに一
体に備えられた構成とされていることを特徴としてい
る。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の穿
孔・ロックアンカー打設機において、前記ロックアンカ
ー打設装置の前記充填機構と挿入機構とが、前記穿孔機
構の穿孔軸線上に位置・退去自在に設けられていること
を特徴としている。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の穿孔・ロックアンカー打設機の前記挿入機構が、
連続するケーブルワイヤを収納する収納部と、前記ケー
ブルワイヤを前記収納部から繰り出し、前記穿孔機構で
穿孔した孔内に挿入する繰り出し機構と、前記ケーブル
ワイヤを一定長毎に切断する切断機構と、定着用の止め
金を前記ケーブルワイヤに装着する止め金装着機構とか
ら構成されていることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る穿孔・ロック
アンカー打設機の実施の形態の一例を、図１ないし図７
を参照して説明する。図１および図２に示すように、穿
孔・ロックアンカー打設機１は、走行移動自在な車両
（走行台車）２に、発破孔を穿孔するための発破孔穿孔
装置３と、ロックアンカーを打設するためのロックアン
カー打設装置４とが備えられた概略構成となっている。

【０００９】発破孔穿孔装置３は、車両２の前部の一方
の側に揺動・旋回・伸縮自在に設けられた第一ブーム
（第一のブーム）６の先端に、第一ガイドシェル７が備
えられた構成からなっている。この第一ガイドシェル７
は、一定長を有したガイド部材８に沿ってドリフタ９が
前後方向に駆動されるようになっている。そして、ドリ
フタ９は、図示しない駆動源によって打撃・回転運動を
発生させ、これをロッド９ａを介して先端のビット９ｂ
へと伝達する構成となっている。このような構成の発破
孔穿孔装置３では、ブーム６を作動させて第一ガイドシ
ェル７を切羽面の所定位置に対向させ、ドリフタ９を前
進させつつビット９ｂを打撃・回転させることによっ
て、切羽面の所定位置に発破孔を穿孔するようになって
いる。

【００１０】ロックアンカー打設装置４は、車両２の前
部の他方の側に揺動・旋回・伸縮自在に設けられた第二
ブーム（第二のブーム）１１の先端に、第二ガイドシェ
ル（穿孔機構）１２が設けられ、これを基本構成とし
て、この第二ガイドシェル１２にモルタル充填機構（充
填機構）１４とケーブル挿入機構（挿入機構）１５とが
備えられた構成とされている。

【００１１】図１に示したように、第二ガイドシェル１
２は、一定長を有したガイド部材１６に沿ってドリフタ
１７が前後方向に進退駆動されるようになっている。こ
のドリフタ１７のロッド１７ａは、ドリフタ１７に着脱
自在、かつ例えば３ｍ毎に２分割できるようになってい
る。そして、ガイド部材１６の側方には、２分割された
ロッド１７ａを上部と下部の２箇所で保持するロッド格
納部１８が配設されている。

【００１２】図３（ａ）に示すように、前記モルタル充
填機構１４とケーブル挿入機構１５は、前記ガイド部材
１６の先端部にベース部材（移動機構）２０，スライド
板（移動機構）２１を介して取り付けられている。図３
（ｂ）に示すように、ベース部材２０は、ガイド部材１
６の側方に位置する軸２０ａを中心として揺動自在とな
っている。そして、図３（ｃ）および（ｄ）に示すよう
に、スライド板２１は、このベース部材２０に、ガイド
部材１６の軸線と直交する方向に一定ストロークでスラ
イド移動自在に設けられている。

【００１３】図１および図２に示したように、モルタル
充填機構１４は、モルタル（充填材）を送給するモルタ
ルホース２２と、モルタルを注入するためのモルタル注
入ポンプ２３とから構成されている。モルタルホース２
２は、スライド板２１に保持されたガイドパイプ２４
と、このガイドパイプ２４に接続されて柔軟性を有する
ガイドホース２５とに装通されている。そして、車両２
の後部にはモルタルホース２２の余長を収納するホース
リール２６が備えられている。そして、モルタルホース
２２は、車両２の前方に配置されたホースフィーダ２７
によって、ホースリール２６からの繰り出し・巻戻しが
行われるようになっている。

【００１４】一方、ケーブル挿入機構１５は、スライド
板２１に前記モルタル充填機構１４のガイドパイプ２４
から所定ピッチ離れた位置に取り付けられたガイドパイ
プ２８と、ケーブルワイヤＷを送り出す送り出しローラ
（図示なし）と、ケーブルワイヤＷにこれを定着させる
ためのワッシャー等の止め金を装着する止め金装着機構
（図示なし）と、ケーブルワイヤＷを切断するカッタ
（図示なし）とから構成されている。そして、車体２に
は、挿入すべきケーブルワイヤＷが巻回されて収納され
ているケーブルリール（収納部）２９が設けられ、この
ケーブルリール２９とガイドパイプ２８との間にはケー
ブルガイドホース３０が配設されており、このケーブル
ガイドホース３０内にケーブルワイヤＷが通されるよう
になっている。ケーブルガイドホース３０の途中には、
ケーブルワイヤＷをケーブルリール２９から引き出すケ
ーブルフィーダ（繰り出し機構）３１が配設されてい
る。

【００１５】このような構成のケーブル挿入機構１５で
は、ケーブルワイヤＷをケーブルフィーダ３１でケーブ
ルリール２９から引き出してガイドパイプ２８に送り込
む。そして、このケーブルワイヤＷに止め金装着機構
（図示なし）でワッシャ等の止め金を装着した後、送り
出しローラ（図示なし）でケーブルワイヤＷを所定寸法
送り出し、カッタ（図示なし）で切断するようになって
いる。

【００１６】そして、前述したように、これらモルタル
充填機構１４のガイドパイプ２４と、ケーブル挿入機構
１５のガイドパイプ２８はスライド板２１に取り付けら
れており、このスライド板２１をスライドさせることに
よって、モルタルホース２２とケーブルワイヤＷが、ド
リフタ１７のガイド部材１６に沿った穿孔軸線上に位置
し、あるいはここから退去できるようになっている。ま
た、ドリフタ１７の作動時には、ベース板２０が軸２０
ａを中心として揺動することによって、これらガイドパ
イプ２４，２８がドリフタ１７の作動と干渉しないよう
穿孔軸線上から退去するようになっている。

【００１７】次に、このような構成からなる穿孔・ロッ
クアンカー打設機１を用いて、トンネルを掘削する方法
について説明する。まず、図４ないし図６に示すよう
に、穿孔・ロックアンカー打設機１を、切羽面に対向し
た位置に据え付けする。

【００１８】そして、発破孔穿孔装置３で切羽面に発破
孔を穿孔する。これには、第一ガイドシェル７を第一ブ
ーム６により切羽面の所定位置に対向させ、この状態
で、ドリフタ９を前進させつつ打撃・回転運動させてビ
ット９ｂで切羽面を穿孔する。そして、所定深さの発破
孔Ｈ１を穿孔した後には、ドリフタ９を後退させ、ガイ
ドシェル７を、次に穿孔すべき位置に第一ブーム６で移
動させ、上記と同様にして発破孔Ｈ１を穿孔する。この
ようにして、切羽面に所定数の発破孔Ｈ１を順次穿孔し
ていく。所定数の発破孔Ｈ１の穿孔が終了した後、各発
破孔Ｈ１に爆薬を装薬していく。

【００１９】この発破孔Ｈ１の穿孔・装薬作業と並行し
て、周囲側壁へのロックアンカーのセット作業を行う。
これには、まず、第二ガイドシェル１２を第二ブーム１
１により周囲側壁の所定位置に対向させる。そして、図
３（ｂ）に示したように、ベース部材２０を揺動させ、
モルタル充填機構１４のガイドパイプ２４と、ケーブル
挿入機構１５のガイドパイプ２８とを、ドリフタ１７の
穿孔軸線上から退去させる。次いで、図４ないし図６に
示したように、ロッド格納部１８に格納されているロッ
ド１７ａをドリフタ１７に接続し、これをガイド部材１
６に沿って前進させつつ作動させて、周囲側壁を穿孔し
ていく。そして、所定深さの孔Ｈ２を穿孔した後、ドリ
フタ１７をガイド部材１６に沿って後退させ、ロッド１
７ａをロッド格納部１８に格納する。

【００２０】次いで、図３（ｃ）に示したように、ベー
ス部材２０を揺動させて、ガイド部材１６上にセットす
る。そして、まず、スライド板２１をスライドさせて、
モルタル充填機構１４のガイドパイプ２４をガイド部材
１６の作動軸線上に位置させ、モルタルホース２２を前
記孔Ｈ２に対向させる。そして、ホースフィーダ２７で
モルタルホース２２の先端部を孔Ｈ２内に挿入し、ここ
にモルタルを充填しつつ、モルタルホース２２をホース
フィーダ２７によって孔Ｈ２から引き出していく。

【００２１】モルタルＭの充填完了後、図３（ｄ）に示
したように、スライド板２１をスライドさせて、ケーブ
ル挿入機構１５のガイドパイプ２８をガイド部材１６の
作動軸線上に位置させる。次いで、止め金装着機構（図
示なし）によってケーブルワイヤＷの所定位置にワッシ
ャ等の止め金を装着した後、このケーブルワイヤＷを送
り出しローラ（図示なし）によってガイドパイプ２８か
ら一定長送り出し、モルタルＭを充填した前記孔Ｈ２内
に挿入する。このようにして所定長のケーブルワイヤＷ
を孔Ｈ２内に挿入した後、カッタ（図示なし）でこれを
切断する。続いてガイドパイプ２８で前記切断したケー
ブルワイヤＷ及び装着した止め金を孔Ｈ２内にさらに押
し込む。そして、モルタルＭが硬化して、挿入した所定
長のケーブルワイヤＷが定着されることによって、これ
がロックアンカーＲとして機能し、周囲側壁の崩壊等を
防止するようになる。

【００２２】この後、上記作業を繰り返して、周囲側壁
に所定数のケーブルワイヤＷ（ロックアンカーＲ）を打
設していく。

【００２３】このようにして、発破孔穿孔装置３による
発破孔Ｈ１の穿孔，爆薬の装薬作業と、ロックアンカー
打設装置４によるロックアンカーＲの打設作業が完了し
た後、穿孔・ロックアンカー打設機１を後退させて切羽
面から退避させる。退避後に、切羽面の爆破及び換気を
行い、ズリ出しをして、トンネルＴを掘進させる。続い
て、新たに掘進した部分に支保工を建て込み、トンネル
Ｔの周囲側壁にコンクリートを吹き付け、覆工する。

【００２４】この後は、前記したのと同様にして、図７
に示すように、穿孔・ロックアンカー打設機１の切羽面
に対向した位置への据え付け，発破孔Ｈ１の穿孔及び装
薬，周囲側壁へのロックアンカーＲの打設，穿孔・ロッ
クアンカー打設機１の退避，爆破・換気，ズリ出し，コ
ンクリートの吹き付け作業を順次繰り返していき、トン
ネルＴを掘進していく。

【００２５】上述した穿孔・ロックアンカー打設機１で
は、発破孔穿孔装置３，ロックアンカー打設装置４が車
両２に兼ね備えられた構成となっている。これにより、
狭いトンネルＴ内で広い作業空間を確保することができ
る。また、発破孔Ｈ１の穿孔作業と、ロックアンカーＲ
の打設作業とを並行して行うことができるので、作業時
間自体だけでなく機械の入れ換え時間も短縮することが
可能となり、工期の短縮化を図ってトンネルＴの急速施
工を実現することができる。しかも、このような穿孔・
ロックアンカー打設機１は、従来の穿孔機（いわゆるド
リルジャンボ）にロックアンカー打設装置４を装備する
のみで実現することができるので、機械コストを抑さえ
ることができる。また、ロックアンカー打設装置４が、
第二ガイドシェル１２と、モルタル充填機構１４と、ケ
ーブル挿入機構１５とが、第二ブーム１１に一体に備え
られた構成となっている。これにより、ロックアンカー
Ｒを打設するための穿孔，モルタル充填，ロックアンカ
ー挿入打設の各作業を一台の装置で機械的に自動的に行
うことができ、作業の効率化，軽減化を図ることができ
る。

【００２６】しかも、これらモルタル充填機構１４とケ
ーブル挿入機構１５は、揺動するベース部材２０、及び
スライドするスライド板２１を介して設けられており、
これによって第二ガイドシェル１２のガイド部材１６の
穿孔軸線上にモルタル充填機構１４，ケーブル挿入機構
１５がそれぞれ位置・退去自在となるような構成とされ
ている。これによって、第二ガイドシェル１２を位置合
わせして穿孔した後には、第二ブーム１１を動かすこと
なくモルタル充填，ロックアンカー打設作業を行うこと
ができるので、この点からも作業を軽減し、工期の短縮
化に結び付けることができる。

【００２７】さらには、ケーブル挿入機構１５が、連続
するケーブルワイヤＷを収納するケーブルリール２９
と、ケーブルワイヤＷをケーブルリール２９から繰り出
し孔Ｈ２内に挿入するケーブルフィーダ３１及び送り出
しローラ（図示なし）と、ケーブルワイヤＷを一定長毎
に切断するカッタ（図示なし）と、止め金をケーブルワ
イヤＷに装着する止め金装着機構（図示なし）とから構
成されている。これにより、連続するケーブルワイヤＷ
を一定長に切断し、これに止め金を装着して孔Ｈ２内に
送り込むことによって、これをロックアンカーＲとする
ことができる。このようにしてロックアンカーＲを自動
供給・打設することによって、従来のようにロックボル
トを用いていた場合に比較して、ボルトのセット作業，
継ぎ足し作業等が不要となり、作業の大幅な効率化を図
るとともに、作業時に切羽面や周囲側壁に近付く必要を
極力減らすことができるので安全性の向上を図ることが
できる。

【００２８】なお、上記実施例において、車両２に発破
孔穿孔装置３とロックアンカー打設装置４とを一台ずつ
備える構成としたが、もちろん、それ以上装備する構成
としてもよい。また、発破孔穿孔装置３，ロックアンカ
ー打設装置４以外の装置を同様にしてブームを介して車
両２に装備する構成としてもよい。また、ロックアンカ
ー打設装置４については、その構成を限定するものでは
なく、モルタル充填機構１４，ケーブル挿入機構１５な
どは、モルタルＭの充填、ケーブルの挿入といった所要
の機能を果たすことができるのであれば、他の機構であ
ってもよい。さらに、これらモルタル充填機構１４，ケ
ーブル挿入機構１５をベース部材２０，スライド板２１
を介して設け、ガイド部材１６の穿孔軸線上から退去可
能な構成としたが、その機構については、他の構造を採
用してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る穿
孔・ロックアンカー打設機によれば、発破孔穿孔装置を
第一のブームを介して走行台車に設けるとともに、ロッ
クアンカー打設装置を第二のブームを介して前記走行台
車に設ける構成とし、前記ロックアンカー打設装置を、
穿孔機構と、充填材の充填機構と、ロックアンカーの挿
入機構とを第二のブームに一体に設ける構成とした。こ
れにより、狭いトンネル内で作業空間を広く確保するこ
とができる。また、発破孔の穿孔作業と、ロックアンカ
ーの打設作業とを並行して行うことができるので、作業
時間自体だけでなく機械の入れ換え時間も短縮すること
が可能となり、工期の短縮化を図ってトンネルの急速施
工を実現することができる。しかも、このような穿孔・
ロックアンカー打設機は、従来の穿孔機（いわゆるドリ
ルジャンボ）にロックアンカー打設装置を装備するのみ
で実現することができるので、機械コストを抑さえるこ
とができる。また、ロックアンカーを打設するための穿
孔，充填材充填，ロックアンカー挿入打設の各作業を一
台のロックアンカー打設装置で機械的に自動的に行うこ
とができるので、作業の効率化，軽減化を図ることがで
きる。

【００３０】請求項２に係る穿孔・ロックアンカー打設
機によれば、充填機構と挿入機構とを穿孔機構の穿孔軸
線上に位置・退去自在とする構成とした。これにより、
第二ガイドシェルを位置合わせして穿孔した後には、第
二ブームを動かすことなく充填材の充填，ロックアンカ
ーの打設作業を連続して行うことができるので、この点
からも作業を軽減し、工期の短縮化に結び付けることが
できる。

【００３１】請求項３に係る穿孔・ロックアンカー打設
機によれば、挿入機構を、連続するケーブルワイヤを収
納する収納部と、ケーブルワイヤを収納部から繰り出し
前孔内に挿入する繰り出し機構と、ケーブルワイヤを一
定長毎に切断する切断機構と、止め金をケーブルワイヤ
に装着する止め金装着機構とからなる構成とした。これ
により、連続するケーブルワイヤを一定長に切断し、こ
れに止め金を装着して孔内に送り込むことによって、こ
れをロックアンカーとすることができる。このようにし
てロックアンカーを自動供給することによって、従来の
ロックボルトを用いていたときのようにボルトのセット
作業，継ぎ足し作業等が不要となり、作業の大幅な効率
化を図るとともに、作業時に切羽面、側壁に近付く必要
を極力減らすことができるので安全性の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る穿孔・ロックボルト打設機の一例
を示す側面図である。

【図２】前記穿孔・ロックボルト打設機の平面図であ
る。

【図３】前記穿孔・ロックボルト打設機に備えたロック
アンカー打設装置の作動状態を示す平面図である。

【図４】前記穿孔・ロックボルト打設機で穿孔及びロッ
クアンカー打設作業を行っている状態を示す側面図であ
る。

【図５】図４の平面図である。

【図６】図４の正面図である。

【図７】前記穿孔・ロックアンカー打設機を用いたトン
ネルの施工手順を示すフローチャート図である。

【図８】従来のトンネルの施工手順を示すフローチャー
ト図である。

【符号の説明】

１穿孔・ロックアンカー打設機２車両（走行台車）３発破孔穿孔装置４ロックアンカー打設装置６第一ブーム（第一のブーム）１１第二ブーム（第二のブーム）１２第二ガイドシェル（穿孔機構）１４モルタル充填機構（充填機構）１５ケーブル挿入機構（挿入機構）２９ケーブルリール（収納部）３１ケーブルフィーダ（繰り出し機構）Ｈ１発破孔Ｈ２孔Ｍモルタル（充填材）ＲロックアンカーＷケーブルワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古賀雄三東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者楠本太東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者阿部裕之群馬県多野郡吉井町吉井1058番地古河機械金属株式会社吉井工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削すべきトンネルの切羽面に発破孔を
穿孔する発破孔穿孔装置が、揺動，旋回自在な第一のブ
ームを介して走行移動自在な走行台車に設けられ、周囲
側壁に地山の崩壊を防ぐためのロックアンカーを打設す
るためのロックアンカー打設装置が、揺動，旋回自在な
第二のブームを介して前記走行台車に設けられ、前記ロックアンカー打設装置が、周囲側壁に前記ロック
アンカーを挿入するための孔を穿孔する穿孔機構と、該
穿孔機構で穿孔した孔に充填材を充填するための充填機
構と、前記孔内にロックアンカーを挿入する挿入機構と
が前記第二のブームに一体に備えられた構成とされてい
ることを特徴とする穿孔・ロックアンカー打設機。
【請求項２】請求項１記載の穿孔・ロックアンカー打
設機において、前記ロックアンカー打設装置の前記充填
機構と挿入機構とが、前記穿孔機構の穿孔軸線上に位置
・退去自在に設けられていることを特徴とする穿孔・ロ
ックアンカー打設機。
【請求項３】請求項１または２記載の穿孔・ロックア
ンカー打設機の前記挿入機構が、連続するケーブルワイ
ヤを収納する収納部と、前記ケーブルワイヤを前記収納
部から繰り出し、前記穿孔機構で穿孔した孔内に挿入す
る繰り出し機構と、前記ケーブルワイヤを一定長毎に切
断する切断機構と、定着用の止め金を前記ケーブルワイ
ヤに装着する止め金装着機構とから構成されていること
を特徴とする穿孔・ロックアンカー打設機。