JPS6234914B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少数の掘削機器で大口径の拡底孔を
迅速かつ正確に掘削する工法に関する。

拡底孔とは、送電用や比較的高い周波数送受信
用などの鉄塔を強固に支持するために、地中に設
けた円柱状の同径孔の下方部を円錐台形状に拡大
した大口径孔を意味する。これらの鉄塔は、山中
の水力発電所などから送電しかつ各地の変電所へ
配電するためまたは電波伝播の性質の面から確実
な通信やサービスエリアを広く取るために、高い
山上や丘陵上に設置されることが多い。このよう
な場所では、掘削すべき岩石は軟質から硬質まで
種々存在し、かつ海抜が高いために冬期には風が
強い。それ故に、この種の拡底孔は、一般に直径
２〜３ｍ，深さ６ｍ程度の大きさであつて下方の
増径部だけでも深さ１ｍ前後にする必要がある。
これに対し、丘陵上などの不便な場所には電気配
線設備がなく、かつ各種の掘削機器を搬入するこ
とも容易でないから、従来ではこの種の拡底孔は
だいたい発破によつて形成していた。しかしなが
ら、爆薬の使用は人身事故発生の危険性が高く、
しかも盗難防止などの安全管理の点から問題が生
じがちであることにより、一部の地域を除いて爆
薬の使用が禁止されている。したがつて、現在で
は大口径の拡底孔を主として人力で掘削し、掘削
機器として用いるのは手持ちシンカとハンドブレ
ーカ程度である。人力による掘削作業では、掘削
すべき岩石が軟質であると作業中に孔壁が崩壊し
て、拡底孔中にいる作業員が生き埋めになつたり
工期が遅れたりする恐れがある。また、掘削すべ
き岩石が硬質であると拡底孔の掘削完了までに半
年近くも要する場合があつて、人件費が上昇しか
つ工期を遵守することができないことがある。

本発明は、山上や丘陵上などのあまり交通の便
の良くない場所に大口径の拡底孔を掘削するため
に提案されたものである。したがつて、本発明の
目的は、比較的少数の掘削機器だけで大口径の拡
底孔を迅速かつ正確に掘削するための掘削工法を
提供することである。また、本発明の他の目的
は、比較的軟質の岩石を掘削する際に、拡底孔の
壁面が崩壊することを防止する掘削工法を提供す
ることである。

本発明方法において使用する掘削機器は、基本
的には掘削ドリル，ブレーカおよびバケツトの３
種であり、これらはパワーシヨベル，バツクホー
のような自走台車に搭載すると好ましい。この際
に、深い拡底孔中へ各掘削機器を容易に持ち込む
ために、アーム自体が伸縮自在なテレスコピツク
タイプの自走台車を使用すると有利である。ま
た、これらの掘削機器は、拡底孔上に差渡したブ
リツジに搭載してもよい。

本発明方法で用いる掘削ドリルは、第１図に示
すような特殊形状を有していると好ましい。図示
のように、ドリル２は細長いガイドセル４を有
し、該ガイドセル上に公知のドリフタ６を擢動自
在に設置している。空圧または油圧作動のドリフ
タ６の先端にはロツド８を着脱可能に取付け、該
ロツドの前方においてガイドセル先端に固着した
セントラライザ１０でロツド８を支持し、かつロ
ツド先端にビツト１２を着脱可能に装着する。ま
た、ガイドセル４の先端にはフートパツド１４，
１４を固着し、該フートパツドはロツド８と平行
にガイドセル４の前方へ延びている。このドリル
２は、傾斜角45゜の拡底孔を形成するのに用いる
ことが多いため、第１図から明らかなように、ド
リル２を水平に配置した際に、セントラライザ１
０の上端とフートパツド１４の円錐状先端とを通
過する直線を45゜以下の傾斜に設定することが必
要である。一方、ガイドセル４の後端には、空圧
または油圧作動のフイードモータ１６を設置し、
該モータの回転軸にスプロケツトを固着して、こ
のスプロケツトはドリフタ６に取付けたチエーン
（図示しない）とかみ合う。フイドモータ１６は
遠隔操作によつて正逆転させて、ドリフタ６を前
進または後退させる。また、ドリル２のホルダ１
８は、ガイドセル４の下方フランジ部４ａを挾着
するプレート２０，２２からなり、両プレート２
０，２２を複数のボルト２４で締着して、ホルダ
１８を下方フランジ部４ａに固定する。したがつ
て、各ボルト２４を緩めると、ホルダ１８を下方
フランジ部４ａに沿つて前後へ移動させて、ガイ
ドセル４の前端から後端までの所望の位置に固定
することができる。ホルダ１８のプレート２２に
は、連結部材２５を介して支持部材２６を水平面
において所定間隔おいて設置するか、または該プ
レートの下方に直接設置してもよい。並立した１
対のブラケツト２８は、回転機構３０を介して支
持部材２６に取付け、該ブラケツトは垂直面にお
いてガイドセル４に対して45゜傾斜している。こ
の傾斜角度は、掘削すべき拡底孔の傾斜角に応じ
て定めると好ましく、適宜の空圧または油圧シリ
ンダなどを用いて、ガイドセル４に対するブラケ
ツト２８の傾斜角度を可変にしてもよい。各ブラ
ケツト２８には、ピン孔３２，３２を設ける。第
２図に示すように、回転機構３０は、空圧または
油圧の回転モータ３４と１対のデイスク３６，３
８とからなる。一方のデイスク３６はブラケツト
２８に直交状に固着し、かつ軸ボルト４０の回り
で回転自在である。また他方のデイスク３８は支
持部材２６に固着し、かつ軸ボルト４０に固定し
ている。デイスク３６は中空状であり、その内部
にデイスク３８を収納してリング４２によつて相
互に回転可能に保持する。モータ３４はデイスク
３６上に設置し、モータ軸に固着したスプロケツ
トは、軸ボルト４０に固着したスプロケツトとチ
エーン４４を介して連結する。デイスク３６上の
モータ３４を回転すると、チエーン４４および軸
ボルト４０を経てデイスク３８が回転する。した
がつて、ガイドセル４はブラケツト２８の回りで
旋回可能である。このような回転機構は、単に１
対のデイスクから構成してもよく、両デイスクに
は軸ボルトを中心とした同一円周上に所定間隔お
いてそれぞれ複数の貫通孔を設けて、所望の位置
で固定用ボルトを挿入して締着すればよい。ま
た、この回転機構に強い回転力が作用しない作業
環境では、回転機構として公知のラチエツト機構
を利用してもよい。

次に本発明方法を図面に基いて説明する。本発
明方法によつて、たとえば直径２〜３ｍ，深さ６
ｍ程度の拡底孔４６を掘削するには、まずドリル
２をパワーシヨベル４８に搭載し（第４図参
照）、該パワーシヨベルは図示のようなテレスコ
ピツクタイプのアーム４９を有すると好ましい。
掘削に際し、ドリル２を掘削中に拡底孔４６内へ
入れやすくするために、図示のようにホルダ１８
をガイドセル４の後方に移動して固定すればよ
く、パワーシヨベル４８は図示の位置に静止させ
ておく。第３図に示すように、ドリル２によつ
て、拡底孔４６の同径部直径に対応する地面上の
円形５０に沿つて所定間隔おいて垂直に穿孔し
て、多数の穿孔穴５２を形成する。この場合に
は、ドリル２の回転機構３０は使用する必要がな
いので、モータ３４は停止しておけばよい。さら
に、円形５０の内部も図示のように適宜に穿孔す
る。円形５０の内部の穿孔は自由面を得るためで
あつて、その数は岩石の破砕強度によつて決定す
る。

この穿孔が完了すると、第５図に示すように、
パワーシヨベル４８に装着したドリル２を公知の
ブレーカ５４に交換する。この場合、空圧または
油圧のブレーカ５４は、その後端に設置したブラ
ケツト５６によつて、アーム４９と容易に一直線
上に配置できるように構成すると好ましい。ブレ
ーカ５４によつて円形５０の内部を破砕する。な
お、べた岩のような安定した硬岩は、その状態の
ままではブレーカ５４で割ることはできない。こ
の場合には、各穿孔穴５２内にくさびとセリ矢を
挿入してから、該くさびの頭部をブレーカ５４で
打撃すればよい。

この破砕が完了すると、第６図に示すように、
ブレーカ５４を公知のバケツト５８に交換して、
破砕岩石を円形５０内から除去する。この結果、
第４図のＡで示すような深さの円形孔６０を得
る。

ついで、この円形孔６０の内部をさらに穿孔す
るために、パワーシヨベル４８にドリル２を再び
取付ける。この際に、この円形孔６０の内部にお
て、第３図に示すような多数の穿孔穴５２を設け
るには、ビツト１２を装着したロツド８が可能な
限り円形孔５０の内周面に近接するようにドリル
２を設定することを要する。この際に、ドリル２
の垂直状態を維持させ、かつアーム４９の水平揺
動角度やブラケツト２８の取付け位置などを考慮
すると、ロツド８とガイドセル４とは第３図の
Ａ，Ｂで例示する２位値を取り、Ａ位置でほぼ円
形孔６０の周面ＣかつＢ位置で周面Ｄの部分を穿
孔すると好ましい。またブラケツト２８の傾斜角
度を液圧シリンダなどで可変とする構造であるな
らば、該ブラケツトをガイドセル４に対して直角
に設定すると、穿孔孔５２をいつそう円形孔の内
周面に沿つて設けることが可能となる。

この穿孔後には、パワーシヨベル４８にブレー
カ５４を取付けて円形孔６０内の岩石を破砕し、
そしてバケツト５８によつて破砕岩石を除去す
る。このような掘削の進行に際し、掘削すべき岩
石が比較的軟質で壁面が崩壊しやすい場合には、
円形孔６０の掘削進行とともに、その周囲に多数
の鋼製セグメントを垂直にそれぞれ密接させて取
付けていけばよい。

深さ６ｍ程度の拡底孔４６では、該拡底孔の同
径部６２（第７図参照）はたとえば深さ約５ｍで
ある。一般に、ドリル２のガイドセル４の全長は
約３ｍであり、ロツド８の長さは約２ｍ前後であ
るから、深さ約５ｍの同径部６２は約１ｍずつ５
回に分けて掘削すると好ましい。

拡底孔４６の同径部６２の形成が完了すると、
第７図に示すように同径部６２の底面６３におい
て、ロツド８が円周面に対して所定の角度を有す
るように、ドリル２を斜めに設定して外方へ所定
数穿孔する。この際に、ホルダ１８をガイドセル
４に対して適当に前方へ移動させて固定しておく
ことにより、図示のようにこの穿孔時において、
パワーシヨベル４８のアーム４９は同径部６２の
ほぼ中心線上に位置している。また、拡底孔４６
の傾斜角は一般に45゜であるから、図示のように
アーム４９は垂直に位置させておけばよい。した
がつて、このドリル２によつて円錐台形状に多数
の穿孔穴を形成する際には、アーム４９自体も静
止させて穿孔穴ごとにガイドセル４だけを旋回す
ればよい。このような穿孔方法であると、各穿孔
穴の傾斜角度を容易に一定にすることがきる。穿
孔の際に、フートパツド１４を同径部６２の内周
面に押圧することにより、図示のようにロツド８
をガイドセル４の下方に位置させることができ
る。

このような穿孔を所定間隔おいて１周行なつた
後に、パワーシヨベル４８に再びブレーカ５４を
取付けて増径部６４内の岩石を破砕し、そしてバ
ケツト５８で破砕岩石を除去する。このような掘
削に際し、掘削すべき岩石が比較的軟質で壁面が
崩壊しやすい場合には、ドリル２で形成した各穿
孔穴にコンクリートミルクを注入して凝固した後
に、ブレーカ５４による岩石破砕を行なえばよ
い。以上の工程が完了すると拡底孔４６を得る。

本発明に係る掘削工法によつて、鉄塔をより強
固に支持するための大口径の拡底孔を容易に形成
できる。この掘削工法では、比較的少数の掘削機
器を用いるだけであるから、交通の便の悪い山上
や丘陵上でも容易に実施することができる。ま
た、この掘削工法では、掘削中の孔の中に作業員
が入る場合がきわめて少ないから、掘削作業中に
孔壁が崩壊して生き埋めになるという事故発生率
が少なく、しかも掘削すべき岩石が比較的軟質で
あつても、拡底孔の壁面が崩壊することをあらか
じめ防止することができる。この掘削工法による
と、拡底孔の同径部および増径部を形成する際
に、使用する自走台車をほとんど静止したままで
実施できるので、掘削中の孔が徐々に深くなつて
も高い掘削能率を有し、かつ増径部の掘削も迅速
で正確である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で用いるドリルの一例を示
す側面図、第２図は第１図のドリルの回転機構を
拡大して示す部分縦断面図、第３図は形成すべき
拡底孔に対応する円形内における穿孔態様を示す
概略平面図、第４図は第１図のドリルをパワーシ
ヨベルに搭載して穿孔作業を行なつている状態を
示す側面図、第５図は第４図のパワーシヨベルに
ブレーカを搭載して破砕作業を行なつている状態
を示す側面図、第６図は第４図のパワーシヨベル
にバケツトを取付けた状態を示す側面図、第７図
は第１図のドリルで拡底孔を形成する状態を示す
側面図である。 ２…ドリル、４…ガイドセル、６…ドリフタ、
８…ロツド、１２…ビツト、１８…ホルダ、２８
…ブラケツト、３０…回転機構、４６…拡底孔、
４８…パワーシヨベル、５２…穿孔穴、６０…円
形孔、６２…同径部、６４…増径部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転機構を有するドリルによつて、所望の円
   形の周囲に沿つて所定間隔おいてほぼ垂直に穿孔
   するとともに、該円形の内部も適当に穿孔した後
   に、円形内部を破砕して破砕岩石を円形内から除
   去し、こうして得た円形孔内においてロツドが内
   周面に近接するようにドリルを垂直に設定して所
   定数穿孔してから、破砕と岩石除去を行ない、こ
   のような段階を経て同径部を形成し、次に同径部
   の底面においてロツドが内周面に対して所定の角
   度を有するようにドリルを斜めに設定して外方へ
   所定数穿孔してから、破砕と岩石除去を行なつて
   増径部を形成することを特徴とする拡底孔掘削工
   法。 ２ 比較的軟質の岩石を掘削する場合には、同径
   部において円形孔の掘削進行とともにその内周面
   に鋼製セグメントを取付けて壁面の崩壊を防止す
   る特許請求の範囲第１項に記載の掘削工法。 ３ 比較的軟質の岩石を掘削する場合には、増径
   部においてドリルによる穿孔孔にコンクリートミ
   ルクを注入して凝固した後に、岩石破砕を行なう
   ことによつて壁面の崩壊を防止する特許請求の範
   囲第１項に記載の掘削工法。