JP2020204229A - 掘削可能な対象物への凹所形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】岩盤やコンクリート体などの掘削可能な対象物の壁面に、外部から奥行き方向の内奥へ向けて、確実かつ適切にブロックの切り出しを行うことが可能で、効率よく凹所を形成することが可能な掘削可能な対象物への凹所形成方法を提供する。【解決手段】対象物１の壁面から内奥に向け、輪郭溝Ｐ及び区分け溝Ｑを掘削する作業を行い、切り出すブロック３を、その内奥側３ａのみが対象物につながっている片持ち状態にする溝形成工程と、区分け溝に設置した割岩装置９でブロックを対象物から破断するブロック破断工程と、破断されたブロックを撤去して、対象物の壁面に凹所を形成する凹所形成工程とを含み、ブロック破断工程では、破断対象のブロックの上側に位置する区分け溝に割岩装置を設置する。【選択図】図９

Description

本発明は、岩盤やコンクリート体などの掘削可能な対象物の壁面に、外部から奥行き方向の内奥へ向けて、確実かつ適切にブロックの切り出しを行うことが可能で、対象物の大きさによらず、効率よく凹所を形成することが可能な掘削可能な対象物への凹所形成方法に関する。

岩盤等を掘削して凹所を形成するのに利用可能な技術が、例えば特許文献１〜３に開示されている。特許文献１の「掘削法」は、シリンダーを略平行に並べ、その一部又は全部をスベリ板の上に配置したものを岩盤等に予め掘削した孔に挿入し、シリンダーに圧力を加えて岩盤等を破砕して、掘削するようにしている。その際、岩盤にクサビを押し込むシリンダーを同時に装置して掘削したり、孔内に予めウォータージェット等でスリットを切って掘削するようにしている。特許文献１は、自由面で囲まれた岩盤等に適用することで、岩盤ブロックを扱えるというものであった。

特許文献２の「岩石等の破砕方法」は、岩石等に複数の孔を穿ち、上記複数の孔のうちの一部の孔に、内部に供給される液体で膨張する弾性部材を挿入すると共に、上記複数の孔のうちの他の一部の孔に、流体シリンダで駆動されるくさびを挿入し、上記弾性部材と流体シリンダに同時に加圧流体を供給して弾性部材とくさびで岩石等を破砕すると共に、破砕後の岩石等の間隙をくさびで保持するようにしている。

特許文献３の「割岩装置を用いたトンネル掘削方法」は、トンネル掘進軸と平行に水平のスリット孔及びトンネル外周スリット孔を穿設し、前記水平スリット孔と平行に複数の割岩孔を穿設して同各孔に弾性膨張体を用いた破砕装置を挿入し同装置に連結された液圧発生装置を制御して岩盤に亀裂を発生せしめるとともに、割岩孔と破砕装置との間隙を生起せしめ、液圧発生装置の取り出しを容易ならしめるようにしている。

実開昭６１−２０２５８３号全文明細書 特公平４−２８０８０号公報 特開平７−３１７４８９号公報

背景技術はいずれも、岩盤等の壁面に間隔を隔てて横並びに形成した複数の孔それぞれに、岩盤等を破砕することができる破砕装置等を設け、各破砕装置等で孔から亀裂を生じさせることで、岩盤等を破砕して掘削が行えるようにしている。

岩盤等の壁面に外部から内奥へ向けて凹所を形成するにあたり、自由面があることを前提とする特許文献１を除き、特許文献２及び３の適用を検討すると、孔から生じさせる亀裂は、必ずしも隣接する孔に向かうとは限らず、すなわち孔間を結ぶ一連の亀裂が得られて岩盤等をブロック化できるとは限らず、凹所の形成にあたっては結局、亀裂を利用しながらブレーカ等で破砕する作業が必要となり、多大な時間と手間を要するという課題があった。

岩盤等をブロック化して凹所を形成できるように、孔間を結ぶ一連の亀裂を的確に生じさせる場合には、間隔を狭めるように多数の孔を密に掘削し、そしてこれら多数の孔に対し、数多くの破砕装置等を設置して操作を行う必要があって、掘削作業及び破砕作業に多大な時間と手間を要するという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、岩盤やコンクリート体などの掘削可能な対象物の壁面に、外部から奥行き方向の内奥へ向けて、確実かつ適切にブロックの切り出しを行うことが可能で、効率よく凹所を形成することが可能な掘削可能な対象物への凹所形成方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる掘削可能な対象物への凹所形成方法は、岩盤やコンクリート体などの掘削可能な対象物の壁面に、外部から奥行き方向の内奥へ向けて、ブロックの切り出しにより凹所を形成する方法であって、上記対象物の上記壁面から内奥に向け、上記凹所の輪郭形状で輪郭溝を掘削する作業及び該凹所の輪郭形状で包囲される内方の該対象物の該壁面から内奥に向け、該輪郭溝につながるように、切り出す上記ブロック個々に区分けする区分け溝を掘削する作業を行って、切り出す該ブロックを、その内奥側のみが該対象物につながっている片持ち状態にする溝形成工程と、上記区分け溝に、溝幅を広げる拡開力を加える割岩装置を設置し、内奥側が上記対象物につながっている片持ち状態の上記ブロックを該割岩装置で該対象物から破断するブロック破断工程と、上記対象物から破断された上記ブロックを該対象物から撤去して、該対象物の上記壁面に上記凹所を形成する凹所形成工程とを含み、上記ブロック破断工程では、破断対象の上記ブロックの上側に位置する上記区分け溝に上記割岩装置を設置することを特徴とする。

前記ブロック破断工程は、前記区分け溝を介して隣接する前記ブロック同士のうち、一方の該ブロックで拡開力を支持して、他方の該ブロックを前記対象物から破断することを特徴とする。

前記ブロック破断工程は、上下に隣接する前記ブロックのうち、下の該ブロックを前記対象物から破断した後に、上の該ブロックを該対象物から破断することを特徴とする。

前記区分け溝は、前記ブロックが上下に隣接するように前記壁面の上下方向に間隔を隔てて形成され、上の該ブロックの大きさが下の該ブロックの大きさよりも大きくなるように、該間隔の寸法が下方で狭く上方で広く設定されることを特徴とする。

前記輪郭溝に、溝幅を広げる拡開力を加える前記割岩装置を設置し、内奥側が前記対象物につながっている片持ち状態の前記ブロックを該割岩装置で該対象物から破断する追加のブロック破断工程を含むことを特徴とする。

前記追加のブロック破断工程は、前記対象物で拡開力を支持して、前記ブロックを該対象物から破断することを特徴とする。

前記割岩装置が設置される前記区分け溝に隣接する他の前記区分け溝または前記輪郭溝には、該割岩装置の拡開力に対する反力を得るための詰め物が設けられることを特徴とする。

前記輪郭溝または前記区分け溝の掘削寸法は、これら溝に設置される前記割岩装置の長さ寸法の２倍以上であることを特徴とする。

本発明にかかる掘削可能な対象物への凹所形成方法にあっては、岩盤やコンクリート体などの掘削可能な対象物の壁面に、外部から奥行き方向の内奥へ向けて、確実かつ適切にブロックの切り出しを行うことができ、効率よく凹所を形成することができる。

本発明に係る掘削可能な対象物への凹所形成方法が適用される凹所形成部位の一例を示す斜視図である。 本発明に係る掘削可能な対象物への凹所形成方法の好適な一実施形態における溝形成工程の説明図である。 図２中、Ａ−Ａ線矢視断面図である。 図２に示した溝形成工程に用いられる削孔装置の一例を説明する説明図である。 図４に示した削孔装置で形成される輪郭溝及び区分け溝と、設置用穴の要部拡大図である。 図４に示した削孔装置の削孔用ビットに削穴用ビットを装着した様子を説明する説明図である。 本発明に係る掘削可能な対象物への凹所形成方法の好適な一実施形態におけるブロック破断工程の説明図である。 図７に示したブロック破断工程に用いられる割岩装置の一例を説明する説明図である。 図７中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。 本発明に係る掘削可能な対象物への凹所形成方法の好適な一実施形態における凹所形成工程の説明図である。 図１０に示した凹所形成工程によって対象物に形成された凹所を示す断面図である。

以下に、本発明にかかる掘削可能な対象物への凹所形成方法の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１〜図１１には、本実施形態に係る掘削可能な対象物への凹所形成方法の実施手順が順次に示されている。

本実施形態に係る凹所形成方法は、図１に示すように、岩盤やコンクリート体など、種々の掘削可能な対象物１の上下左右方向に広がる壁面１ａに、当該対象物１の外部から所望の輪郭形状で、奥行き方向の内奥へ向けて横向きの凹所２（図１０及び図１１参照）を形成する場合に適用される。

本実施形態に係る掘削可能な対象物への凹所形成方法は、対象物１からブロック３を切り出すことにより、凹所２を形成するようになっている。

図２及び図３に示すように、最初に、対象物１の壁面１ａに外部から、幅の狭いスロット状の溝Ｐ，Ｑを形成する溝形成工程を行う。溝Ｐ，Ｑは２種類形成される。

一つの溝Ｐは、対象物１の壁面１ａから内奥に向けて、水平方向横向きに掘削する作業を行い、凹所２の輪郭形状Ｘ（図１参照）で形成される輪郭溝Ｐである。

輪郭溝Ｐは、凹所２の輪郭形状Ｘに沿って途切れることなく連続的に一連に形成される。図示例では、輪郭溝Ｐは、壁面１ａの下縁に沿って延びる底部溝部分Ｐａの両端から上方向へ一対の上向き溝部分Ｐｂが延ばされ、これら上向き溝部分Ｐｂが壁面１ａの上方で弧状形態を呈するようにしてつなげられて、一連に形成されている。

上向き溝部分Ｐｂよりも先に、底部溝部分Ｐａを形成することが望ましい。上向き溝部分Ｐｂを先に形成すると、後から底部溝部分Ｐａを形成する箇所に沈降荷重が作用し、掘削し難くなるためである。

また、底部溝部分Ｐａを形成することで、対象物１に発生し得る想定外の割れが、周囲に広がることを防止することができる。

もう一つの溝Ｑは、凹所２の輪郭形状Ｘ（輪郭溝Ｐ）で包囲される内方の対象物１の壁面１ａから内奥に向けて、水平方向横向きに掘削する作業を行い、当該輪郭形状Ｘの内方を、切り出すブロック３個々に区分けする複数の区分け溝Ｑである。

区分け溝Ｑは、例えば上下方向及び左右方向それぞれに互いに間隔を隔てて直線状に形成され、その始端及び終端を輪郭溝Ｐにつなげるようにして形成される。区分け溝Ｑは、上下方向及び左右方向に限らず、その他の方向に向けて形成されてもよく、また、曲線状に形成してもよい。

図示例では、区分け溝Ｑは、輪郭溝Ｐで取り囲まれた範囲に、上下の縦方向に２本、左右の横方向に３本で、互いに交差する格子状に形成されている。

輪郭溝Ｐ及び区分け溝Ｑは、どちらを先行させて形成してもよい。輪郭溝Ｐを先行して形成すれば、当該輪郭溝Ｐによる縁切りにより、区分け溝Ｑの掘削時に生じる振動が対象物１に伝搬することを防止できる。

切り出すブロック３の大きさは、区分け溝Ｑ同士で取り囲まれた、あるいは区分け溝Ｑと輪郭溝Ｐで取り囲まれた大きさに規定される。図示例では、左右方向３列、上下方向４列で、区分け溝Ｑの間隔寸法に応じた大きさで、１２個のブロック３が切り出されるようになっている。

輪郭溝Ｐ及び複数の区分け溝Ｑは、図３に示すように、壁面１ａから奥行き方向へほぼ同じ掘削寸法で形成される。

輪郭溝Ｐ及び区分け溝Ｑで取り囲まれ、その大きさが規定されたすべての各ブロック３は、その内奥側３ａのみが対象物１につながっている片持ち状態の四角柱状もしくは三角柱状の形態とされる。

溝形成工程で形成される輪郭溝Ｐ及び区分け溝Ｑはともに、対象物１に孔４を掘削する削孔装置５を用いて形成される。

この削孔装置５は、図４に示すように、削孔用ビット６が複数、少なくとも２つ以上、横並びに隣接させて設けられ、一度の削孔操作で、掘削形成される孔４が隣り合うもの同士で一連につながった連続孔を形成するようになっている。

図４（Ａ）は、削孔装置５の平面図、図４（Ｂ）は、削孔装置５で形成される連続孔の正面図である。図は、２つの孔４を同時に掘削するために、２個の削孔用ビット６を有する削孔装置５の例を示している。

この種の削孔装置５の一例として、株式会社奥村組製の「スロットスター」（商品名）が知られている。

「スロットスター」では、前もって形成したパイロット孔にガイド７を挿入し、削孔用ビット６がそれぞれ装着された２本のロッド８を同時にドリフタで前後方向に往復駆動することで、隣接する２つの孔４が互いにつながった状態で同時に掘削形成される。

その後は、掘削を終えた孔４にガイド７を挿入し、ドリフタで同様にロッド８を駆動することで、後続する孔４がつながった状態で２つずつ形成される。

この作業を繰り返すことで、図５に示すように、一連につながった連続孔、すなわち孔４の孔径ｄがほぼ溝幅寸法となる幅狭なスロット状の輪郭溝Ｐや区分け溝Ｑが形成されるようになっている。

削孔装置５は、３つ以上の複数の孔４を同時に掘削できるように、３個以上の複数の削孔用ビット６を有する構成であってもよいことはもちろんである。

溝形成工程では、区分け溝Ｑには、図２及び図５に示すように、後述する割岩装置９の設置、特に大出力の割岩性能が高い割岩装置９の設置が可能なように、孔４の孔径ｄ（区分け溝Ｑのほぼ溝幅寸法）よりも大きな穴径Ｄの設置用穴１０が形成される。

後述するブロック破断工程で説明するように、対象物１の壁面１ａに、外部から奥行き方向の内奥へ向けて、横向きの凹所２を形成するとき、内奥側３ａのみが対象物１につながっている片持ち状態のブロック３を破断するには、ブロック３の自重を利用することが好ましく、このため、割岩装置９は、各ブロック３の上側に位置する区分け溝Ｑに設置することが望ましい。

従って、各ブロック３それぞれについて、それらブロック３の上側の区分け溝Ｑに、割岩装置９を設置するための設置用穴１０が形成される（図２中、ブロック（ロ）であれば、区分け溝Ｑａの設置用穴１０ａとなる）。

図４に示した既述の削孔装置５には、少なくともいずれかの削孔用ビット６に、図６に示すように、当該削孔用ビット６よりも大型で、大きな穴径の穴（設置用穴１０）の掘削が可能な削穴用ビット１１が着脱自在に装着される。

削孔装置５は、この削穴用ビット１１により、図２及び図５に示すように、隣接する削孔用ビット６による孔４の掘削（区分け溝Ｑの形成）と同時に、すなわち区分け溝Ｑの形成作業中の適宜タイミングで、設置用穴１０を形成するようになっている。

設置用穴１０の形成が完了した後は、削穴用ビット１１が削孔用ビット６から取り外されて、孔４の掘削（区分け溝Ｑの形成）が継続される。

図示例では、左右方向中央で最も上段に位置するブロック３（図２及び図３中、ブロック（ニ））の上側は、区分け溝Ｑではなく、輪郭溝Ｐであるため、この輪郭溝Ｐにも同様にして、輪郭溝Ｐの形成作業中の適宜タイミングで、設置用穴１０が形成される。設置用穴１０は、輪郭溝Ｐ及び区分け溝Ｑの形成終了後にまとめて形成するようにしてもよい。

設置用穴１０はさらに、割岩装置９を利用したブロック破断工程を効率的に進めるために、必要に応じて、輪郭溝Ｐの上向き溝部分Ｐｂや、各ブロック３それぞれについて、それらブロック３の右側や左側の区分け溝Ｑにも追加的に形成される。しかしながら、孔４に割岩装置９を挿入できる場合は、追加的に形成される設置用穴１０は、必ずしも設ける必要はない。

割岩装置９によって対象物１から破断される各ブロック３を区分けする区分け溝Ｑが図示例のように、左右の横方向に形成されて、これによりブロック３が上下に隣接するように壁面１ａの上下方向に間隔を隔てて形成され、その際、上のブロック３の大きさが下のブロック３の大きさよりも大きくなる（図２及び図３中、ブロック（イ）とブロック（ロ）や、ブロック（ロ）とブロック（ハ）の関係など参照）ように、間隔の寸法（上下方向の間隔寸法：Ｈ，Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４）が下方で狭く上方で広く設定される。

各ブロック３は、その内奥側３ａのみが対象物１につながっている片持ち状態であって、ブロック３の対象物１との結合強度は、大きさ（結合面積）だけで言えば、上のブロック３の方が下のブロック３よりも大きい。

図示例では、最下段のブロック３（ブロック（イ））から最上段のブロック３（ブロック（ニ））にわたり、順次に結合強度が大きくなるように、区分け溝Ｑの上下方向の間隔寸法Ｈが、下のものから上のものに向かって順次に大きくなるように設定されている（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４）。

このように上下のブロック３で、対象物１に対する結合強度が異なるようにすることで、割岩装置９でブロック３を破断するとき、一方のブロック３（上のブロック）を、力を受ける支持側として、他方のブロック３（下のブロック）に、破断する力を効果的に作用させることができる。

溝形成工程により、輪郭溝Ｐ及び区分け溝Ｑを形成した後、各ブロック３すべてを対象物１から破断するブロック破断工程を行う。

ブロック破断工程では、区分け溝Ｑに、具体的には図７に示すように、設置用穴１０に、溝幅の狭い区分け溝Ｑの溝幅を広げる拡開力Ｆを加える割岩装置９が設置される。

割岩装置９は、区分け溝Ｑの奥行き方向寸法が長く、所定の長い距離にわたって溝幅を拡開できるものが好ましい。

この種の割岩装置９の一例として、株式会社中部ロックドリルサービス製の「油圧式割岩機ロックスプリッター」（商品名）が知られている。

割岩装置９の一例である「ロックスプリッター」は、図８に示すように、油圧ポンプ１２から油圧が導入される竿状のシリンダー１３の長さ方向（区分け溝Ｑの奥行き方向）に、当該シリンダー１３から油圧で突出駆動されるピストン１４がシリンダー１３の長さ方向に複数配列され、シリンダー１３を割岩対象部位に差し入れ、ピストン１４をシリンダー１３から突出させることで、割岩対象部位に割れを生じさせるようになっている。

図８（Ａ）は、割岩装置９（ロックスプリッター）の斜視図、図８（Ｂ）は、割岩装置９（ロックスプリッター）のピストン１４の突出動作を示す側面図である。

本実施形態のブロック破断工程では上述したように、区分け溝Ｑを介して上下に隣接する上下のブロック３同士のうち、上のブロック３を支持側とし、下のブロック３に破断力を作用させるようにしていて、割岩装置９は、図７及び図９に示すように、拡開力Ｆを支持する上のブロック３の下面にシリンダー１３が当てられ、突出駆動されるピストン１４が、破断作用を受ける下のブロック３に面するようにして、設置用穴１０に差し入れて設置される。

設置用穴１０の穴径Ｄが、区分け溝Ｑを形成する孔４の孔径ｄよりも大きく形成されているので、大出力の割岩装置９を設置して、ブロック３を破断することができる。

割岩装置９は、上下のブロック３に対し、区分け溝Ｑの溝幅を広げる拡開力Ｆを加える。この拡開力Ｆにより、図９に示すように、上のブロック３に対して、下のブロック３が押し下げられ、対象物１と内奥側３ａのみで当該対象物１につながっている片持ち状態のブロック３に、割岩装置９の先端部位置で割りＣが入れられ、ブロック３が対象物１から破断される。この際、上のブロック３の自重も、拡開力Ｆを支持するのに寄与させることができる。

割岩装置９は、区分け溝Ｑに浅く差し入れるだけで、ピストン１４の突出による下のブロック３の押し下げに伴って、割岩装置９の先端部に最大せん断力を発生させることができ、その位置から効率的にブロック３を破断することができる。輪郭溝Ｐや区分け溝Ｑの掘削寸法は、これら溝Ｐ，Ｑに設置される割岩装置９の長さ寸法より長いこと、特に、割岩装置９の長さ寸法の２倍以上であることが好ましい。すなわち、溝Ｐ，Ｑの掘削寸法を、割岩装置９の長さ寸法の２倍よりも長くすれば、割岩装置９のほぼ長さ寸法にわたりブロック３に割りＣが入れられ、これにより破断されたブロック３を撤去した後、奥に残っている孔４内に割岩装置９を挿入することで、既に形成した孔４を利用して、さらにもう一度、対象物１からブロック３を破断することができ、効率的に作業を進めることができる。

この際、上のブロック３は、下のブロック３よりも、対象物１に対する結合強度が大きいので、割岩装置９を安定的に支持して、動作させることができる。

また、ブロック破断工程では、破断対象のブロック３の上側に位置する区分け溝Ｑに割岩装置９を設置するようにする。

このように、破断対象である下のブロック３の上で割岩装置９を作動して当該下のブロック３を押し下げると、この下のブロック３自体の自重も、割れＣの発生に寄与させることができる。

加えて、破断対象の下のブロック３上側の区分け溝Ｑに割岩装置９を設置して作業を行うので、割岩装置９が、破断されたブロック３の下敷きになってしまって、取り出しが困難になることを避けることができる。

最上段のブロック３（図２及び図３中、例えばブロック（ニ））の破断は、上記ブロック破断工程の実施後、追加のブロック破断工程として実施される。

追加のブロック破断工程は、輪郭溝Ｐの溝幅を広げる拡開力Ｆを加えるように、輪郭溝Ｐに形成した設置用穴１０に上記割岩装置９を設置することで、ブロック破断工程の場合と同様に実施される。

具体的には、輪郭溝Ｐを挟んで上下に隣接する対象物１とブロック３のうち、対象物１を支持側としてブロック３に破断力を作用させるように、割岩装置９は、拡開力Ｆを支持する対象物１の下面にシリンダー１３が当てられ、突出駆動されるピストン１４が破断作用を受けるブロック３に面するようにして、設置用穴１０に差し入れて設置される。

割岩装置９は、対象物１とブロック３に対し、輪郭溝Ｐの溝幅を広げる拡開力Ｆを加える。この拡開力Ｆにより、対象物１に対して、ブロック３が押し下げられ、対象物１と内奥側３ａのみで当該対象物１につながっている片持ち状態の当該ブロック３に割りＣが入れられ、ブロック３が対象物１から破断される。

この際、ブロック３は、対象物１に片持ち状態でつながっているだけで結合強度が小さいので、割岩装置９の拡開力Ｆを対象物１側で安定的に支持して、ブロック３を破断することができる。

さらに、割岩装置９でブロック３を押し下げるとき、当該ブロック３の自重も、割れＣの発生に寄与させることができる。

追加のブロック破断工程では、輪郭溝Ｐに割岩装置９を設置するので、対象物１の崩落はなく、何ら支障なく設置箇所から取り出すことができる。

以上のブロック破断工程は、上下に隣接するブロック３のうち、下のブロック３を対象物１から破断した後に、上のブロック３を対象物１から破断するようにし、追加のブロック破断工程は、最後に行うようにしている。

具体的には、最下段のブロック３（図２及び図３中、ブロック（イ））を破断すると、このブロック３は、輪郭溝Ｐの底部溝部分Ｐａへ落とし込まれる。その後、直上のブロック３（図２及び図３中、ブロック（ロ））を破断すると、このブロック３は、既に破断されて底部溝部分Ｐａに落とし込まれたブロック３の上に、区分け溝Ｑの溝幅分沈下するように落とされる。

このような順番で、図１０に示すように、最下段のブロック３から最上段のブロック３まで順次破断することで、ブロック３を撤去する際、対象物１との間に大きな隙間を形成できて、最上段のブロック３（図２及び図３中、ブロック（ニ））から円滑に撤去することができる。

さらに、ブロック破断工程では、上述したように必要に応じて追加的に形成される、輪郭溝Ｐの上向き溝部分Ｐｂ、そしてまたブロック３の右側や左側の区分け溝Ｑにも割岩装置９を設置して、ブロック３の破断作業を補助し、効率的に作業を進めるようにしてもよい。

ブロック破断工程ではまた、図９に示すように、割岩装置９が設置される区分け溝Ｑに隣接する他の区分け溝Ｑに、割岩装置９の拡開力Ｆに対する反力を得るための詰め物１５を設けるようにしてもよい。

具体的には、上述したように、区分け溝Ｑを介して上下に隣接する上下のブロック３同士のうち、上のブロック３を支持側とし、下のブロック３に破断力を作用させるようにしていて、割岩装置９は、破断対象である下のブロック３上の区分け溝Ｑの設置用穴１０に設置されることから、詰め物１５は、支持側となる上のブロック３が拡開力Ｆで持ち上がらないように、割岩装置９の拡開力Ｆに対する反力を得る目的で、上のブロック３上の他の区分け溝Ｑに差し入れて設けられる。

詰め物１５は、割岩装置９のシリンダー１３長さよりも長く形成され、反力が十分に得られるように、割岩装置９の挿入深さよりも深い位置まで挿入される。

詰め物１５を設けることで、破断対象のブロック３ではなく、支持側のブロック３が破断してしまって、割岩装置９が下敷きになってしまうなど、意図しない事態が生じて作業に支障を来すことを避けることができる。

割岩装置９が設置される区分け溝Ｑに輪郭溝Ｐが隣接する場合も、当該輪郭溝Ｐに、割岩装置９の拡開力Ｆに対する反力を得るための詰め物１５を設ければ、破断対象のブロック３を的確に破断することができる。

最後に、対象物１から破断されたブロック３を対象物１から撤去して、対象物１に凹所２を形成する凹所形成工程を行う。

図１０に示すように、下のものから順に破断されて積み上がっている切り出し可能となった上のブロック３から下のブロック３に向かって、順にワイヤ掛け１６などして重機により引き出し、すべてのブロック３を撤去する。

凹所形成工程におけるブロック３の撤去は、すべてのブロック３の破断が完了してから実施しても、あるいは、左右方向３列の各列個々でブロック３の破断が完了する毎に、各列個別に行うようにしても、いずれであってもよい。

各列個別で撤去するようにすれば、左右方向に隣接する一方のブロック３が他方のブロック３側に転がり倒れることが無く、撤去作業を円滑に行うことができる。

ブロック３が撤去されることにより、図１１に示すように、ブロック３撤去後の対象物１には、奥行き方向の内奥に向けて横向きの凹所２が形成される。

対象物１には、さらに溝形成工程から始めて上記工程を再度実施することにより、凹所２を深堀することができる。

以上説明した本実施形態に係る掘削可能な対象物への凹所形成方法にあっては、岩盤やコンクリート体など、種々の掘削可能な対象物１の壁面１ａに、外部から奥行き方向の内奥に向け、凹所２の輪郭形状Ｘで輪郭溝Ｐを掘削する作業及び凹所２の輪郭形状Ｘで包囲される内方の対象物１の壁面１ａから内奥に向け、輪郭溝Ｐにつながるように、切り出すブロック３個々に区分けする区分け溝Ｑを掘削する作業を行って、切り出すブロック３を、その内奥側３ａのみが対象物１につながっている片持ち状態にする溝形成工程を実施するので、背景技術のように成り行きの割れに期待することなく、輪郭溝Ｐと区分け溝Ｑとで確実にブロック３を形成することができ、そして、区分け溝Ｑに、溝幅を広げる拡開力Ｆを加える割岩装置９を設置し、内奥側３ａだけが対象物１につながっている片持ち状態のブロック３を割岩装置９で対象物１から破断するブロック破断工程を実施することで、ブロック３の内奥側３ａでブロック３を確実に破断できるので、適切にブロック３の切り出しを行うことができて、対象物１に効率よく凹所２を形成することができる。

ブロック３の切り出しによるので、削孔装置５で孔４や設置用穴１０を形成する溝形成工程を除き、ブレーカによる削岩や発破などの騒音や振動が発生する作業がなく、周辺環境に悪影響を及ぼすことなく、静的に凹所２を形成することができる。

割岩装置９により、割岩装置９の先端部位置で最大せん断力を発生させて、ブロック３を的確に破断することができる。

区分け溝Ｑは、ブロック３が上下に隣接するように壁面１ａの上下方向に間隔を隔てて形成され、上のブロック３の大きさが下のブロック３の大きさよりも大きくなるように、間隔の寸法Ｈが下方で狭く上方で広く設定されるので、ブロック３の対象物１との結合強度を、上のブロック３の方が下のブロック３よりも大きくすることができ、このように上下のブロック３で、対象物１に対する結合強度が異なるようにすることで、割岩装置９でブロック３を破断するとき、上のブロック３を、力を受ける支持側として、下のブロック３に、破断する力を効果的に作用させることができる。

ブロック破断工程は、区分け溝Ｑを介して隣接するブロック３同士のうち、一方のブロック３で拡開力Ｆを支持して、他方のブロック３を対象物１から破断するようにしたので、破断対象のブロック３を特定して破断作業を進めることができ、意図しないブロック３が破断されて作業に支障が生じてしまうことを避けることができる。

ブロック破断工程では、破断対象のブロック３の上側に位置する区分け溝Ｑに割岩装置９を設置するので、破断対象である下のブロック３の上で割岩装置９を作動して当該下のブロック３を押し下げると、この下のブロック３自体の自重も、割れＣの発生に利用することができる。

加えて、破断対象の下のブロック３上側の区分け溝Ｑに割岩装置９を設置して作業を行うので、割岩装置９が、破断されたブロック３の下敷きになってしまって、取り出しが困難になることを避けることができる。

ブロック破断工程は、上下に隣接するブロック３のうち、下のブロック３を対象物１から破断した後に、上のブロック３を対象物１から破断するので、ブロック３を撤去する際、対象物１との間に大きな隙間を形成できて、最上段のブロック１から円滑に撤去することができる。

輪郭溝Ｐに、溝幅を広げる拡開力Ｆを加える割岩装置９を設置し、内奥側３ａが対象物１とつながっている片持ち状態のブロック３を割岩装置９で対象物１から破断する追加のブロック破断工程を含むので、すべてのブロック３の切り出しを適切に行うことができる。

追加のブロック破断工程は、対象物１で拡開力Ｆを支持して、ブロック３を対象物１から破断するので、対象物１の強度を利用して、確実にブロック３を破断することができる。

割岩装置９が設置される区分け溝Ｑに隣接する他の区分け溝Ｑまたは輪郭溝Ｐには、割岩装置９の拡開力Ｆに対する反力を得るための詰め物１５が設けられるので、破断対象のブロック３を的確に破断することができ、支持側のブロック３が破断してしまって作業に支障を来すことを避けることができる。

以上の実施形態では、削孔用ビット６が複数、少なくとも２つ以上横並びに隣接配置される削孔装置５を例示して説明したが、削孔用ビット６が１つの削孔装置５を使用してもよいことはもちろんである。

また、割岩装置９の拡開力Ｆに対する反力を得るための詰め物１５は、破断するブロック３とその上側に隣接するブロック３との間の区分け溝Ｑに設置するだけでなく、さらにその上のブロック３同士の間の区分け溝Ｑ、そしてさらに、これらブロック３の上側の輪郭溝Ｐまで、詰め物１５が連続するように設けてもよく、輪郭溝Ｐまで設けた場合には、割岩装置９の拡開力Ｆを対象物１で支持させることができる。

ブロック３の最大重量は、撤去作業に用いる揚重機で移動可能な重量以下に設定される。本実施形態では、最下段のブロック３から最上段のブロック３にわたり、順次に結合強度が大きくなるように、区分け溝Ｑの上下方向の間隔寸法Ｈを、下方から上方に向かって順次大きくなるように設定したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、間隔寸法Ｈは、すべて同じであってもよい。

１ 掘削可能な対象物
１ａ 壁面
２ 凹所
３ ブロック
３ａ ブロックの内奥側
９ 割岩装置
１５ 詰め物
Ｆ 溝幅を広げる拡開力
Ｈ 区分け溝の間隔の寸法
Ｐ 輪郭溝
Ｑ 区分け溝
Ｘ 凹所の輪郭形状

Claims (8)

1. 岩盤やコンクリート体などの掘削可能な対象物の壁面に、外部から奥行き方向の内奥へ向けて、ブロックの切り出しにより凹所を形成する方法であって、
   上記対象物の上記壁面から内奥に向け、上記凹所の輪郭形状で輪郭溝を掘削する作業及び該凹所の輪郭形状で包囲される内方の該対象物の該壁面から内奥に向け、該輪郭溝につながるように、切り出す上記ブロック個々に区分けする区分け溝を掘削する作業を行って、切り出す該ブロックを、その内奥側のみが該対象物につながっている片持ち状態にする溝形成工程と、
   上記区分け溝に、溝幅を広げる拡開力を加える割岩装置を設置し、内奥側が上記対象物につながっている片持ち状態の上記ブロックを該割岩装置で該対象物から破断するブロック破断工程と、
   上記対象物から破断された上記ブロックを該対象物から撤去して、該対象物の上記壁面に上記凹所を形成する凹所形成工程とを含み、
   上記ブロック破断工程では、破断対象の上記ブロックの上側に位置する上記区分け溝に上記割岩装置を設置することを特徴とする掘削可能な対象物への凹所形成方法。
2. 前記ブロック破断工程は、前記区分け溝を介して隣接する前記ブロック同士のうち、一方の該ブロックで拡開力を支持して、他方の該ブロックを前記対象物から破断することを特徴とする請求項１に記載の掘削可能な対象物への凹所形成方法。
3. 前記ブロック破断工程は、上下に隣接する前記ブロックのうち、下の該ブロックを前記対象物から破断した後に、上の該ブロックを該対象物から破断することを特徴とする請求項１または２に記載の掘削可能な対象物への凹所形成方法。
4. 前記区分け溝は、前記ブロックが上下に隣接するように前記壁面の上下方向に間隔を隔てて形成され、上の該ブロックの大きさが下の該ブロックの大きさよりも大きくなるように、該間隔の寸法が下方で狭く上方で広く設定されることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載掘削可能な対象物への凹所形成方法。
5. 前記輪郭溝に、溝幅を広げる拡開力を加える前記割岩装置を設置し、内奥側が前記対象物につながっている片持ち状態の前記ブロックを該割岩装置で該対象物から破断する追加のブロック破断工程を含むことを特徴とする請求項１〜４いずれかの項に記載の掘削可能な対象物への凹所形成方法。
6. 前記追加のブロック破断工程は、前記対象物で拡開力を支持して、前記ブロックを該対象物から破断することを特徴とする請求項５に記載の掘削可能な対象物への凹所形成方法。
7. 前記割岩装置が設置される前記区分け溝に隣接する他の前記区分け溝または前記輪郭溝には、該割岩装置の拡開力に対する反力を得るための詰め物が設けられることを特徴とする請求項１〜６いずれかの項に記載の掘削可能な対象物への凹所形成方法。
8. 前記輪郭溝または前記区分け溝の掘削寸法は、これら溝に設置される前記割岩装置の長さ寸法の２倍以上であることを特徴とする請求項１〜７いずれかの項に記載の掘削可能な対象物への凹所形成方法。

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