JPS627358B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンクリート吹付機に関する。

トンネルを掘削する工法として、トンネル坑壁
に孔を設け、この孔にロツクボルトを挿入して固
定するとともにトンネル坑壁にコンクリートを吹
付け、これを支保工として利用するいわゆる
NATM工法が広く知られている。

このようなNATM工法にあつては、コンクリ
ートの吹付は非常に重要な工程であり、従来この
コンクリート吹付は作業員がノズルを手に持ちノ
ズルからコンクリートを吐出させつつこのノズル
を移動させることにより行われていた。

しかしながら、従来のこのようなコンクリート
吹付方法にあつては、作業員がコンクリートがは
ね返つたり粉塵が舞い上がつたりするといつた悪
環境の中で作業を行わなければならず、健康を害
するおそれがあつた。また、吹付面に対しコンク
リートを均一な厚みに吹付けるにはかなりの熟練
を要し、吹付コンクリートの厚さは作業員の技能
によつて大きく左右され、従つて吹付コンクリー
トとして一定の品質が得難いという問題があつ
た。

このため、最近では例えば第１図および第２図
にそれぞれ示すように、走行台車１上のオペレー
タ室２に作業員が入り込み、ここから主腕３，副
腕４およびノズル５等を遠隔操作することによつ
てトンネル坑壁にコンクリートの吹付けを行うコ
ンクリート吹付機が開発され、このような機械を
導入することによつて、作業員をコンクリート吹
付現場から遠ざけて作業員の作業環境の改善を図
つている。

ところで、コンクリート吹付にあつては、吹付
けたコンクリートの一部がはね返つて落下してし
まうという現象がどうしても生じてしまう。この
コンクリートはね返り量をできるだけ少なくする
には、ノズルと吹付面との距離や吹付圧力等さま
ざまな要素を考慮しなければならないが、中でも
特に吹付面に対してノズルを直交するように保つ
ことが重要とされている。

ところが、前記したような従来のコンクリート
吹付機においては、走行台車１に主腕３が、主腕
３に副腕４が、副腕４に取付台６がそれぞれ水平
方向の軸を介して回動自在に設けられ、さらに取
付台６の上部にノズル支持部７が取付台６に直交
する軸を介して回動可能に設けられ、このノズル
支持部７にノズル５が水平方向の軸を介して揺動
可能に支持された構成であつて、トンネル坑壁が
円筒であるのに対し、コンクリート吹付機の骨組
構成は球座標系とされている。

従つて、ノズル５を移動させる際トンネル坑壁
に対して一定の距離に保ちながらしかも吹付面に
直交するように保つには、ノズル５の移動に伴つ
て主腕３と副腕４の角度および取付６とノズル支
持部７の角度等を微妙に操作しなければならず、
その操作は極めて難しい。

このため、実際のノズル操作は粗雑になりがち
であつて、コンクリートのはね返り量が非常に多
くなつたり、また吹付面に対しコンクリートを均
一な厚みで吹付けることが難しく、吹付コンクリ
ートとして一定の品質が得難いといつた欠点があ
つた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コ
ンクリートを均一な厚みになるように吹付けるこ
とができ、またコンクリートのはね返り量を少な
くすることができ、さらに操作性に優れたコンク
リート吹付機を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について第３図〜第６
図ａ，ｂを参照して説明する。第３図中１１は走
行台車で、この走行台車１１は、基台１２、オペ
レータ室１３および油圧ユニツト１４をそれぞれ
有しており、基台１２の下側に取り付けられたキ
ヤタピラ１５が図示しない駆動源によつて駆動さ
れることにより、前後方向に移動するようになつ
ている。基台１２には、四隅に走行台車１１を固
定するためのアウトリガ１６が取り付けられ、ま
た上部所定個所に前後方向に間隙を隔てて取付板
１７，１８がそれぞれ取り付けられている。取付
板１７，１８間には軸１９を介して主腕２０の基
端部が垂直方向に回動可能に取り付けられ、この
主腕２０は図示しない駆動源によつて駆動される
ことにより、垂直方向に回動操作されるようにな
つている。主腕２０は、コ字状の受け台２１と、
受け台２１の双柱にそれぞれ形成された図中上下
方向に延びる孔に摺動自在に嵌入された板状体２
２，２２とからなり、そして図示しない駆動源に
よつて駆動されることにより、全体として長さ方
向に伸縮操作されるようになつている。

主腕２０の先端部には第３図および第４図に示
すように、テーパ溝を有する支持台２３が前記軸
１９に平行に取り付けられ、この支持台２３には
長尺の副腕２４が前記テーパ溝に嵌まり込み長さ
方向に移動可能に支持され、そしてこの副腕２４
は図示しない駆動源によつて駆動されることによ
り、長さ方向に移動操作されるようになつてい
る。副腕２４は、その一端および中央に投光器２
５，２６がそれぞれ取り付けられ、また中央の他
の個所にはセンサー２７が取り付けられている。
センサー２７は図示しない電気回路とともに非接
触型の距離計を構成し、これにより後述するノズ
ル３８とコンクリート吹付面との距離を計測し得
るようになつている。

副腕２４の他端には方向制御装置２８が取り付
けられている。方向制御装置２８は、第５図に示
すように、副腕２４に対し軸αを介して回動可能
に取り付けられた回動体２９と、この回動体２９
に対し同一平面内で前記軸αに直交する軸βを介
して回動可能に取り付けられた回動体３０と、こ
の回動体３０に対し前記軸α，βにそれぞれ直交
する軸γを介して回動可能に取り付けられた取付
板３１とからなつており、これら各部材２９，３
０，３１が図示しない駆動源によつて回動操作さ
れることにより、副腕２４に対する取付板３１の
方向を任意に設定し得るようになつている。

方向制御装置２８の取付板３１の一面上部には
油圧揺動モータ３２が取り付けられ、取付板３１
の他面側に突出する前記油圧揺動モータ３２の出
力軸には連結棒３３の一端が固定的に取り付けら
れ、さらに連結棒３３の他端にはノズル取付用部
材３４がこの部材３４から前記油圧揺動モータ３
２の出力軸に平行して延びる軸を介して回動可能
に取り付けられている。また、取付板３１の下部
には前記同様に油圧揺動モータ３５、連結棒３６
およびノズル取付用部材３７が取り付けられ、し
かも連結棒３６はその長さが調整され得るように
なつている。そして、ノズル取付用部材３４，３
７によつて支持されたノズル３８は、前記油圧揺
動モータ３２，３５が駆動されることにより、第
６図ａあるいは第６図ｂに示すように揺動され
る。なお、ノズル３８はフレキシブルパイプ３９
を介してコンクリート供給装置に接続されてお
り、その先端からコンクリートが吐出されるよう
になつている。

次に、上記構成のコンクリート吹付機を用いて
トンネル坑壁Ｗにコンクリートを吹付ける場合に
ついて一例を説明する。まず、走行台車１１をト
ンネル坑壁Ｗの中心位置に移動するとともに、副
腕２４の長軸がトンネルの長さ方向に沿うように
走行台車１１の方向を定めて停止し、次いでアウ
トリガ１６によつて走行台車１１を水平に姿勢制
御する。次に、主腕２０を第３図中矢印Ａ方向に
回動させて、副腕２４を最初にコンクリートを吹
付ける面Z₁に対向させるとともに、副腕２４を矢
印Ｃ方向移動限位置まで移動させる。なおこのと
き、非接触型距離計によつて測定されるトンネル
坑壁Ｗとノズル３８との距離が所定値になるよう
に主腕２０の長さｌを調整する。また、トンネル
坑壁Ｗの断面が円形でなく、コンクリート吹付面
の曲率中心が走行台車１１の停止位置であるトン
ネル坑壁Ｗの中心位置からずれている場合などに
は、方向制御装置２８によつてノズル３８の方向
を操作し、コンクリート吹付面Z₁に対して直交さ
せる。

次いで、コンクリート供給装置を駆動させてノ
ズル３８の先端からコンクリートを吐出させてト
ンネル坑壁Ｗに吹付ける。またこれと同時に、油
圧揺動モータ３２，３５を駆動させてノズル３８
を第６図ａに示すように揺動させながら副腕２４
を矢印Ｄ方向に移動させ、これにより第３図中Z₁
で示す部分にコンクリートを吹付ける。そして、
副腕２４が矢印Ｄ方向移動限位置まで達すると、
ノズル３８からの吹付け部分が重なり合うように
主腕２０を矢印Ｂ方向に適宜回動させた後、再び
同様にして第３図中Z₂で示す部分にコンクリート
を吹付ける。なおこの場合、副腕２４は矢印Ｃ方
向に移動操作される。以下、前記同様にして順次
トンネル坑壁Ｗの全面についてコンクリートを吹
付ける。

なお、コンクリート吹付面が平担である場合に
は、連結棒３６の長さを連結棒３３と等しくなる
ように調整し、第６図ｂに示すようにノズル３８
の揺動の際、ノズル３８が平担なコンクリート吹
付面に対して常に直交するようにする。

前記説明では、コンクリート吹付方法として、
副腕２４を複数回往復動させつつ主腕２０を適宜
角度ずつ回動させて、トンネル坑壁Ｗの一側面，
天井面，他側面と順次コンクリート吹付を行つて
いるが、これに限られることなく、例えば主腕２
０を複数回往復回動させつつ副腕２４を適宜長さ
ずつ移動させて、トンネル坑壁Ｗの長さ方向に沿
つて順次コンクリート吹付を行つてもよい。

前述の操作は空調されたオペレータ室１３内で
の遠隔操作により行われ、従つて作業員の作業環
境は良好に保たれる。すなわち、上記構成のコン
クリート吹付機によれば、コンクリート吹付機自
体の骨組構成がトンネル坑壁Ｗの内面形状に沿う
円筒座標系であるから、ノズル３８を吹付面に沿
つて移動させる際ノズル３８とコンクリート吹付
面との距離を一定に保つことおよびコンクリート
吹付面に対してノズル３８を直交するように保つ
ことを極めて容易な操作によつて行うことがで
き、ひいては吹付面に対してコンクリートを均一
な厚みで吹付けることができ、またコンクリート
のはね返り量を減少させることができる。

以上説明したように、本発明によるコンクリー
ト吹付機によれば、走行台車上に伸縮可能とされ
た主腕の基端部を水平方向の軸線を中心に回動可
能に設け、また主腕の先端部に長尺の副腕をその
長軸が主腕の回動中心軸線と平行になるように配
置するとともに長さ方向に移動可能に設け、さら
に副腕にコンクリート吹付用ノズルを向きを自由
に変更し得るように設けた構成であるから、吹付
面に対してコンクリートを均一な厚みになるよう
に吹付けることができ、またはね返り量を少なく
することができ、さらに操作性に優れている等の
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンクリート吹付機の一例の使
用状態を示す説明図、第２図は第１図の―線
矢視図、第３図は本発明によるコンクリート吹付
機の一実施例を示す斜視図、第４図はその副腕の
側面図、第５図は第４図のＶ円部の拡大図、第６
図ａ，ｂはそれぞれノズルの揺動状態を説明する
ために示す図である。 １１…走行台車、１３…オペレータ室、１６…
アウトリガ、１９…軸、２０…主腕、２４…副
腕、２７…センサー、２８…方向制御装置、３
２，３５…油圧揺動モータ、３８…ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 走行台車と、基端部が前記走行台車に水平方
   向の軸線を中心として回動可能に設けられ、かつ
   長さ方向に伸縮可能になされた主腕と、該主腕の
   先端部に前記主腕の回動中心軸線と平行になるよ
   うに配置されかつ長さ方向に移動可能に設けられ
   た長尺の副腕と、該副腕に向きを自由に変更し得
   るように設けられたコンクリート吹付用ノズルと
   からなることを特徴とするコンクリート吹付機。