JPS6332959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は岩盤或いはコンクリート等に穿つた孔
に挿入して岩盤やコンクリート等を破砕する装置
に関するものである。

（従来例の構成とその問題点） 従来から、岩石破砕の最も一般的な工法として
は発破工法があるが、この工法によれば、騒音、
振動が発生して周辺地域の環境に悪影響を与え、
その上、粉塵が発生するために坑内作業環境を悪
化する原因となつている。このため、騒音や振動
及び粉塵の発生の少ない岩石破砕工法が求められ
ている。

このような工法として、最近、セメント系充填
剤を岩石に穿つた孔内に充填し、その化学反応に
よつて充填剤を膨脹させることにより、その膨脹
圧で岩石を静的に破砕することが行われるように
なつたが、しかしながら、この工法ではセメント
系充填剤の反応時間が長くて作業能率が悪く、そ
の上、経済的にも高価なものになる等の欠点があ
る。

又、このような破砕方法においては、孔壁に対
する破壊力は略々均一に孔周囲の岩盤等に向かつ
て作用して岩盤等に多くの亀裂が入ることにな
り、その結果、例えばトンネル掘削では所望形状
のトンネル壁面に亀裂が入つて肌落や落石が生じ
たり壁面が凹凸になり、そのため、トンネル周辺
地盤が緩んで当り取り作業を必要となつたり多く
の覆工コンクリートを行わねばならないという問
題点を有する。

従つて、所望形状に沿つて岩盤等を破壊する方
法が望まれており、このような方法として、トン
ネル形状に沿つて発破孔を穿ち、該発破孔内にト
ンネル方向に高圧ジエツト水を噴射してスリツト
を形成したのち、このスリツト内に装薬して発破
を行う方法が開発されている。

しかしながら、この方法によると、スリツト形
成作業が新たに必要となつて破砕作業工程が煩雑
となり、又、発破を行うので騒音や振動が発生す
る等の問題点がある。

（発明の目的） 本考案は上記した従来工法における種々な問題
点や不都合を改善することを目的としているもの
であつて、騒音や振動の発生がなく、良好な作業
環境下において比較的短時間に破砕対象物の所望
の破砕を達成することができる破砕装置を提供す
るものである。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明の岩盤等の
破砕装置は、金属棒体にゴムチユーブのような円
筒状弾性膨脹体を挿着すると共にこの膨脹体の外
周に半円筒形状の一対の剛性板を添接し、これを
岩盤等に穿設した孔内に挿入したのち、金属棒体
に軸心方向に設けた液体圧入孔を通じて円筒状弾
性膨脹体内に高圧の液体を圧入することにより弾
性膨脹体を膨脹させて剛性板を介し、孔周囲の岩
盤等に剛性板に平行方向のクラツクを発生させる
ように構成したものである。

（実施例の説明） 本発明の実施例を図面について説明すると、１
は鋼棒材よりなる金属棒体で、その両端部外周に
螺子２，３を刻設してあり、さらに一端面中央よ
り軸心方向にこの金属棒体１の中程に達する液体
圧入孔４を穿設し、該液体圧入孔４の先端を金属
棒体１の長さ方向の中央部外周面に開口５させて
ある。

６は比較的肉厚のゴムチユーブよりなる円筒状
弾性膨脹体で、その両端開口部に内周側に向けて
折返し屈曲した形状の内筒部７，７を一体に連設
してある。

この円筒状弾性膨脹体６に前記金属棒体１を該
金属棒体１の両端部が円筒状弾性膨脹体６の両端
開口部から突出した状態となるように挿通し、円
筒状弾性膨脹体６の内筒部７，７の内周面をその
弾性力により金属棒体１の外周面に密接させてあ
る。

８は円筒状弾性膨脹体６の内周面と金属棒体１
の外周面間に形成された断面環状の液圧室で、こ
の液圧室８に前記液体圧入孔４を連通させている
ものである。

９，９は円筒状弾性膨脹体６と略々同長に形成
された一対の断面半円形状の剛性板で、これらの
剛性板９，９によつて円筒状弾性膨脹体６の全周
面を被覆して互いにその両側端部を接離可能に接
合９′してある。

剛性板９は第２図に示すように、円筒状弾性膨
脹体６の外径と略々等しい内径を有する半円筒形
の内側片１０と、この内側片１０の外周に内接す
る半円筒形の外側片１１とからなり、これらの内
外側片１０，１１を互いに周方向に適宜寸法ずら
せた状態に嵌合固定して一側端縁には内側片１０
の突出端縁による内側突出耳部１２を、他側端縁
には外側片１１の突出端縁による外側突出耳部１
３を夫々形成し、このような剛性板９，９を一
対、内外側突出耳部１２，１３を互いに嵌合して
前述したように弾性膨脹体６を被覆する円筒形状
に組合せるものである。

１４，１４は座金よりなる膨脹阻止材で、金属
棒体１の両端から挿嵌してその対向面を円筒状弾
性膨脹体６とこの膨脹体に被嵌した剛性板９，９
の両端面に当接、受止してある。

１５，１５は金属棒体１の両端部の螺子２，３
に夫々螺合したナツト形状の止め金具で、その内
側面を前記皿座金９，９に当接させてストツパー
１４，１４を介し前記円筒状弾性膨脹体６の長さ
方向の伸長を拘束してある。

１６は金属棒体１の一端面に前記液体圧入孔４
に連通させて配設した接続管で、螺子２に螺合し
た袋ナツト形状の接続金具１７により固定されて
ある。

このように構成した岩石等の破砕装置の使用例
を説明すると、まず、破砕すべき岩盤ａにドリル
によつて破砕装置よりもやゝ大径の円形孔ｂを穿
設する。

次に、破砕装置を円形孔ｂ内に挿入したのち、
接続管１６に配管（図示せず）を介して接続した
高圧ポンプ（図示せず）を駆動させると、水等の
液体は液体圧入孔４を通して液圧室８内に圧送、
充満し、円筒状弾性膨脹体６を加圧、膨脹させ
る。

円筒状弾性膨脹体６が膨脹し始めると、剛性板
９，９が外径方向に拡がり、円形孔ｂ内の隙間ｃ
をなくして該円形孔ｂの内周壁に当接し、さらに
膨脹を行おうとする。

この時、弾性膨脹体６はその長手方向にも膨脹
しようとするが、その膨脹は止め金具１５，１５
によつて固定された膨脹阻止材１４，１４により
阻止され、従つて直径方向にのみ膨脹を行うもの
である。

又、液圧室８内の圧力が上昇すれば、円筒状弾
性体６の両端内筒部７，７の外周面に液圧が作用
して該内筒部７，７を金属棒１の外周面に強固に
密着させ、確実なシールを行う。

剛性板９，９が円形孔ｂの内周壁に圧接後、更
に圧力液体を液圧室８に圧入していくと、弾性膨
脹体６の膨脹圧力が岩盤ａに作用し、その加圧力
が岩盤の強度以上に達すると岩盤ａにクラツクｄ
が生じて破砕するものである。

即ち、剛性板９は剛体であり、半円筒のものを
互いに突出耳部１２，１３で接合しているので、
弾性膨脹体６の膨脹圧力は剛性板９，９の内側片
１０の全内周面に作用するが、剛性板は、剛性板
９，９を重ねた接触面９を境にして図において上
下のみに移動し、その移動方向、すなわち上下方
向のみに膨脹力が作用するものである。従つて、
岩盤には上下に引張力が発生し、その耐力を越え
ると水平方向のみにクラツクｄが生じるものであ
る。

第４図乃至第９図は剛性板の別な形状を示すも
ので、第４図乃至第７図は半円筒状外側片１０，
１１を周方向に適宜寸法だけずらせた状態で一体
的に固着することにより突出耳部１２，１３を設
けると共にその一端面に半円板状の膨脹阻止材１
４ａ，１４ｂを一体に固着してなるものである。
而して、これらの内外側片１０，１１の長さは前
記実施例における剛性板９の２分の１の長さに形
成され、使用に際してはこれらの分割剛性板を適
宜組合せて内外側片１０，１１の突出端部２０，
２１を長さ方向に摺動自在に重ね合わせたものを
一対、膨脹体６に被嵌するものであり、このよう
に構成すると、膨脹体６が膨脹して金属棒体１が
その膨脹圧により僅かに伸長するのに追従させる
ことができる。

又、前記各実施例における剛性板の外面を円形
状に形成したが、例えば、第８図及び第９図に示
すように凸弧状面に形成しておいてもよく、要は
作用面のみを孔壁形状に合致する面であればよ
い。

（発明の効果） 以上のように本発明の岩石等の破砕装置によれ
ば、円筒状弾性膨脹体はその両端面を金属棒体に
固定した膨脹阻止材により長手方向の膨脹を拘束
されて岩盤やコンクリート等に穿設した孔の断面
方向にのみ膨脹し、弾性膨脹体の周囲を分割剛性
板で被覆しているので、液圧室に圧入する圧力液
体により弾性膨脹体の外周面積に比例した大きな
圧力を互いに接合した半円筒状剛性板を介して岩
盤等に２方向に作用させることができ、任意の方
向にクラツクを発生させて岩盤等を破砕すること
ができる。また、剛性板で膨脹体を被覆している
ので、穿孔岩盤内にきれつ等があつても膨脹圧を
有効に作用させることができるとともに膨脹体を
膨脹時においても保護してその損傷をなくするこ
とができるものである。

又、液体により膨脹体内を加圧するだけでスリ
ツトを形成せずに任意の方向に破砕でき、トンネ
ル等の壁面をスムーズに掘削することができ、当
り取り作業も必要とすることなく工期の短縮を図
ることができる。

さらに、この破砕装置を孔に挿入したのち液体
をポンプによつて液圧室に圧入するだけで岩盤等
の破砕を行うものであるから、破砕作業が迅速に
行えると共に騒音や振動が発生することなく作業
環境を良好にし得るものである。

又、この破砕装置は再利用し得るので、破砕作
業を能率良く且つ経済的に行えるものである。

【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
岩盤に穿設した孔に挿入している状態の縦断側面
図、第２図は半円筒剛性板の斜視図、第３図は第
１図Ａ−Ａ線における膨脹時の断面図、第４図乃
至第９図は剛性板の種々の実施例を示す斜視図で
ある。 １……金属棒体、４……液体圧入孔、６……円
筒状弾性膨脹体、７，７……内筒部、８……液圧
室、９，９……剛性板、１２，１３……内外側突
出耳部、１４，１４……ストツパー、１５，１５
……止め金具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両端開口部に内周側に向けて折返し屈曲した
   形状の内筒部を一体に連設してなる円筒状弾性膨
   脹体に金属棒体を挿通して前記両端内筒部を金属
   棒体の外周面に密接させると共に円筒状弾性膨脹
   体の外周面に該膨脹体の径方向に接離可能に組合
   わされた一対の半筒状剛性板を被覆し、さらに金
   属棒体の一端より軸心方向に液体圧入孔を穿設し
   てこの液体圧入孔を前記円筒状弾性膨脹体の内周
   面と金属棒体の外周面で形成された液圧室に連通
   させ、前記液体圧入孔を通じて液圧室に液体を圧
   入させることにより前記円筒状弾性膨脹体を外周
   方向に膨脹させるように構成したことを特徴とす
   る岩石等の破砕装置。