JPH08254099A

JPH08254099A - トンネル内作業装置

Info

Publication number: JPH08254099A
Application number: JP7057635A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ishiga; 裕石賀; Teruo Sato; 照夫佐藤
Original assignee: FURUKAWA DORIRU TEC KK; Hazama Gumi Ltd
Current assignee: FURUKAWA DORIRU TEC KK; Hazama Corp
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】例えばトンネル走行路の路幅が狭い場合であっ
ても、トンネル工事を高能率に行うことが可能なトンネ
ル内作業装置を提供する。【構成】先端部にさく岩機４８を装着したさく岩機用ブ
ーム１８と、先端部にコンクリート吹付ノズル２２ｂを
装着した吹付用マニピュレータ２２ｃとを、走行台車１
０上に俯仰旋回可能に搭載した。また、走行台車１０上
に、さく岩機用ブーム１８の俯仰旋回範囲の外側まで吹
付用マニピュレータ２２ｃが退避するように、吹付用マ
ニピュレータ２２ｃの基端部２２ａを移動させる移動機
構を配設した。移動機構は、さく孔作業におけるさく岩
機用ブーム１８の俯仰旋回範囲内からその範囲の外側位
置まで延在する軌道６４と、この軌道６４上に移動可能
に配設され、且つ吹付用マニピュレータ２２ｃの基端部
２２ａを固定している移動部材６４と、この移動部材６
４を軌道６４に沿って移動させる移動装置６６とで構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル切羽面のさく
孔作業及びトンネル内壁面へのコンクリートの吹付作業
を行うトンネル内作業装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル内の切羽面に多数のさく孔を形
成する装置として、例えば、特開昭５９−１８８９５号
公報に示すように、先端部にさく岩機を装着したさく岩
機用ブームを、走行台車上に搭載してなるトンネル掘進
機が知られている。一方、掘削したトンネルの内壁面に
コンクリートの吹付作業を行う装置として、特開平１−
３０４２９９号公報に示すように、先端部に吹付けノズ
ルを装着したマニピュレータを、走行台車上に搭載して
なる自走式コンクリート吹付装置が知られている。

【０００３】トンネル工事では、通常、前記トンネル掘
進機をトンネル内の切羽面の近くまで前進移動し、さく
岩機を使用して切羽面に多数のさく孔を形成し、破砕装
置により切羽面を破砕していく。そして、トンネル掘進
機を切羽面から後退移動させ、前記自走式コンクリート
吹付装置を前進移動して、トンネル内壁面へのコンクリ
ート吹付作業を行う。

【０００４】また、軟弱地盤でのトンネル工事では、先
に、トンネル内に自走式コンクリート吹付装置を前進移
動して切羽面へのコンクリート吹付作業を行った後、自
走式コンクリート吹付装置を後退移動させて、トンネル
掘進機によるさく孔作業を行う場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トンネル断
面積が小さく、前述したトンネル掘進機又は自走式コン
クリート吹付装置が一台しか走行できないトンネル走行
路である場合、前述したさく孔作業の後にコンクリート
吹付作業、又は逆の順序で作業を行う際には、作業交代
時に、どちらかの装置をトンネル外部、または拡幅部ま
で後退移動させなければならない。

【０００６】これにより、さく孔作業とコンクリート吹
付作業との間に、常に、作業待ち時間が発生してしまう
ので、トンネル工事の能率化の面で問題がある。この発
明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トンネル
走行路の路幅が狭い場合のように狭隘なトンネル内であ
ってもトンネル工事を高能率に行うことが可能なトンネ
ル内作業装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
トンネル内作業装置は、先端部にさく岩機を装着したさ
く岩機用ブームと、先端部にコンクリート吹付ノズルを
装着した吹付用マニピュレータとを、走行台車上に俯仰
旋回可能に搭載するとともに、前記走行台車上に、さく
孔作業において前記さく岩機用ブームが俯仰旋回する範
囲の外側まで前記吹付用マニピュレータが退避するよう
に、前記吹付用マニピュレータの基端部を移動させる移
動機構を配設したことを特徴とする装置である。

【０００８】また、請求項２記載のトンネル内作業装置
は、請求項１記載の装置において、前記移動機構を、前
記さく岩機用ブームの俯仰旋回範囲内からその範囲の外
側位置まで前記走行台車上を延在する軌道と、この軌道
上に移動可能に配設され、且つ前記吹付用マニピュレー
タの基端部を固定している移動部材と、この移動部材を
前記軌道に沿って移動させる移動装置とで構成したこと
を特徴とする装置である。

【０００９】

【作用】請求項１記載のトンネル内作業装置によれば、
例えばトンネル走行路の路幅が狭い場合であっても、走
行台車をトンネル内の切羽面の近くまで移動するだけ
で、切羽面へのさく孔作業、又はトンネル内壁面へのコ
ンクリート吹付作業のいずれかを選択して行うことが可
能となるとともに、さく孔作業とコンクリート吹付作業
との間の作業待ち時間が殆ど発生しない。また、トンネ
ル走行路の路幅が狭くても、さく孔及びコンクリート吹
付の同時作業が可能である。

【００１０】そして、走行台車上に配設されている移動
機構により前記吹付用マニピュレータの基端部を退避移
動させると、さく孔作業におけるさく岩機用ブームの俯
仰旋回範囲の外側まで吹付用マニピュレータが退避する
ので、さく岩機による切羽面へのさく孔作業に支障をき
たすことがない。また、請求項２記載のトンネル内作業
装置によれば、請求項１記載の作用が得られるととも
に、吹付用マニピュレータの退避動作、又は作業位置へ
の吹付用マニピュレータの移動動作を、迅速に行うこと
が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のトンネル内作業装置の一実施
例について図１及び図２を参照して説明する。本装置
は、走行台車１０上に、油圧ユニット１２、給電ケーブ
ルリール１４、運転室１６、さく岩機用ブーム１８及び
作業用ブーム２０の基端部が配設されているとともに、
コンクリート吹付装置２２のブームロータリ装置（基端
部）２２ａが配設されている。

【００１２】すなわち、走行台車１０上に第１ブームヨ
ーク２４が固設され、この第１ブームヨーク２４に、第
１ブームペデスタル２６ａ、第２ブームペデスタル２６
ｂがそれぞれ垂直軸を介して回転自在に連結されてい
る。また、この第１ブームペデスタル２６ａに、作業用
ブーム２０の基端部が回動自在に連結されている。そし
て、作業用ブーム２０の先端部には作業床２８が俯仰可
能に連結されている。さらに、第１ブームペデスタル２
６と作業用ブーム２０の下部との間に俯仰シリンダ３０
が連結され、作業床２８の下部と作業用ブーム２０の先
端部との間に水平保持シリンダ３２が連結されている。

【００１３】そして、俯仰シリンダ３０の伸縮動作によ
り、作業床ブーム２０は基端部を支点として俯仰動作を
行う。また、水平保持シリンダ３２の伸縮動作により、
作業床２８は水平状態が保持される。走行台車１０上に
は、第１ブームヨーク２４より前側に第２ブームヨーク
３４が固設され、この第２ブームヨーク３４に垂直軸を
介して第３ブームペデスタル３６が回転自在に連結され
ている。そして、第３ブームペデスタル３６に、さく岩
機用ブーム１８の基端部が回動自在に連結されていると
ともに、第３ブームペデスタル３６とさく岩機用ブーム
１８の先端側下部との間には、俯仰シリンダ３８が連結
されている。また、第３ブームペデスタル３６と第２ブ
ームペデスタル２６ｂとの間に一対の旋回シリンダ４０
が連結されている。

【００１４】そして、旋回シリンダ４０の伸縮動作によ
り、さく岩機用ブーム１８は水平旋回動作を行う。ま
た、俯仰シリンダ３８の伸縮動作により、さく岩機用ブ
ーム１８は、全体長を変化させながら基端部を支点とし
て俯仰動作を行う。また、さく岩機用ブーム１８の先端
部には、ユニバーサルジョイント４２を介してロータリ
アクチュエータ４４が連結され、ロータリアクチュエー
タ４４の先端部にはガイドマウンチング４６が連結され
ており、このガイドマウンチング４６上に、さく岩機４
８を装着したガイドシェル５０が配設されている。

【００１５】さく岩機４８は、ガイドシェル５０上を前
進後退自在とされたブレーカ４８ａと、このブレーカ４
８ａの前側に装着されてガイドシェルに沿って延在する
ロッド４８ｂとで構成されている。そして、ガイドシェ
ル５０は、ガイドマウンチング４６上に敷設されたレー
ル上に配設され、そのガイドマウンチング４６に組み込
まれたスライドシリンダ５２の伸縮動作により前進若し
くは後退動作を行う。また、ガイドマウンチング４６と
ロータリアクチュエータ４４の先端部との間にはチルト
シリンダ５４が連結されており、このチルトシリンダ５
４の伸縮動作により、さく岩機４８は前方側が下方もし
くは上方を向くように傾動する。さらに、ロータリアク
チュエータ４４の駆動により、ガイドマウンチンク４６
が延在する前後方向と略平行な軸を中心としてさく岩機
４８が回転動作を行う。

【００１６】一方、走行台車１０上には、その前後方向
に延在して架台６０が設けられている。そして、架台６
０上には一対のレール（軌道）６２が敷設されており、
これらレール６２には、走行台車１０の前後方向に移動
可能なスライド板（移動部材）６４が、脱落不能に載置
されている。また、スライド板６４上には、前述したブ
ームロータリ装置２２ａと、スライド板６４を一対のレ
ール６２に沿って前後方向に移動させる駆動装置（移動
装置）６６とが固定されている。スライド板６４を前後
方向に移動させる具体的機構は、レール６４の走行台車
１０の前後方向に沿う側面にラックギヤ（図示せず）が
形成され、駆動装置６６として配設された回転モータの
回転軸にピニオンギヤが直結され、前記ラックギヤにピ
ニオンギヤを噛合させた状態で回転モータを正方向若し
くは逆方向回転させることにより、スライド板６４を移
動させる機構が備えられている。

【００１７】そして、回転モータ（駆動装置）６６の駆
動によりスライド板６４が、図１に示す実線位置まで移
動すると、さく岩機４８がさく孔作業を行う際にさく岩
機用ブーム１８が所定の仰角を付け、且つ左右方向に所
定角度に旋回する範囲（俯仰旋回範囲）の外側位置ま
で、後述するコンクリート吹付装置２２ｃが退避するこ
とになる。また、回転モータ（駆動装置）６６の駆動に
よりスライド板６４が、図１に示す二点鎖線位置まで移
動すると、コンクリート吹付装置２２ｃによる吹付作業
が行われる。

【００１８】前記コンクリート吹付装置２２は、先端部
に吹付ノズル２２ｂを連結したマニピュレータ２２ｃ
と、マニピュレータ２２ｃの基端側ブーム２２ｃ₁を軸
回りに３６０°回転可能としてスライド板６４上に固設
されているブームロータリ装置２２ａと、基端側ブーム
２２ｃ₁の下部及びブームロータリ装置２２ａ間に連結
された俯仰シリンダ２２ｄと、走行台車１０上の後部に
搭載されたコンクリートポンプ２２ｅとを備えている。

【００１９】そして、各アーム部に配設された伸縮シリ
ンダの伸縮動作により各アーム部の俯仰動作が行われ、
ブームロータリ装置２２ａの回転動作によりマニピュレ
ータ２２ｃ全体が旋回する。さらに、俯仰シリンダ２２
ｃ₁の伸縮動作により、マニピュレータ２２ｃ全体の俯
仰動作が行われる。これらの動作により、マニピュレー
タ２２ｃの先端部に配設されている吹付ノズル２２ｂ
は、噴射方向が特定方向に向けられる。また、図示しな
いコンクリートミキサー車からコンクリートが供給され
てきたコンクリートポンプ２２ｅは、可撓性を有する配
管（図示せず）を介して吹付ノズル２２ｂにコンクリー
トを圧送していく。

【００２０】次に、さく孔作業からトンネル内壁面への
コンクリート吹付作業までの本装置の動作について説明
する。なお、ブームロータリ装置２２ａは、走行台車１
０上の後側に位置しているものとする。先ず、走行台車
１０を、トンネル内の切羽面の近くまで前進移動する。
次いで、俯仰シリンダ３８、旋回シリンダ４０の伸縮動
作により、さく岩機用ブーム１８を所定の俯仰角度、水
平位置まで移動し、スライドシリンダ５２及びチルトシ
リンダ５４の伸縮動作、ロータリアクチュエータ４４の
回転動作により、さく岩機４８を予め設定した切羽面の
特定位置に向け、ロッド４８ｂの打撃運動により切羽面
にさく孔を形成する。この動作を複数回繰り返した後、
図示しない破砕機等により切羽面を順次破砕してトンネ
ルを掘削する。

【００２１】次いで、形成したトンネルの内壁面に対し
てコンクリートの吹付作業を行う場合には、先ず、俯仰
シリンダ３８、旋回シリンダ４０の伸縮動作により、さ
く岩機用ブーム１８の先端部を下げる。次いで、駆動装
置６６の駆動により、スライド板６４を走行台車１０の
前側に移動する。これにより、コンクリート吹付装置２
２全体が、走行台車１０の前側に位置する。次いで、マ
ニピュレータ２２ｃの各アーム部に配設されている伸縮
シリンダの伸縮動作、ブームロータリ装置２２ａの回転
動作及び俯仰シリンダ２２ｃ₁の伸縮動作により、吹付
ノズル２２ｂの噴射方向をトンネルの内壁面に向ける。
そして、コンクリートポンプ２２ｅより圧送されてきた
コンクリートを、内壁面に向けて吹付けていく。そし
て、各アーム部の伸縮シリンダ、俯仰シリンダ２２ｃ₁
の伸縮動作をさらに続行し、ブームロータリ装置２２ａ
の回転動作も続行することにより、トンネルの内壁面全
域へのコンクリート吹付けが完了する。

【００２２】このように、さく孔作業を行う際には、コ
ンクリート吹付装置２２が走行台車１０上の後側に退避
しているので、さく岩機用ブーム１８の俯仰旋回範囲に
何等影響を与えず、さく岩機用ブーム１８を所定の俯仰
角度、水平位置まで移動し、さく岩機４８のさく孔作業
を正常に行うことができるとともに、この作業が完了し
た後、コンクリート吹付装置２２を走行台車１０の前側
に移動し、直ちにコンクリート吹付作業に移ることがで
きる。

【００２３】また、軟弱地盤等を掘削するために、切羽
面へのコンクリート吹付作業を行った後に、さく孔作業
を行う本装置の動作は、先ず、走行台車１０をトンネル
内の切羽面の近くまで前進移動した後、駆動装置６６の
駆動によりスライド板６４を走行台車１０の前側に移動
し、コンクリート吹付装置２２全体を走行台車１０の前
側位置とする。そして、コンクリート吹付装置２２によ
りトンネルの切羽面全域にコンクリートの吹付作業を行
う。

【００２４】ここで、軟弱地盤の掘削の場合には、通
常、切羽面へのコンクリート吹付作業が終了した後、切
羽上部の崩壊を防止するために鋼矢板を打ち込む。この
鋼矢板打ち込み作業が終了した後、駆動装置６６の駆動
によりコンクリート吹付装置２２を走行台車１０上の後
側に退避させ、前述したさく岩機４８によるさく孔作業
を行う。

【００２５】この作業においても、鋼矢板打ち込み作業
が終了した後、直ちに、さく岩機４８によるさく孔作業
を行うことができるとともに、さく孔作業を行う際に
は、コンクリート吹付装置２２が走行台車１０上の後側
に退避しているので、さく岩機用ブーム１８の俯仰旋回
範囲に何等影響を与えず、さく岩機４８を切羽面向けて
作業を正常に行うことができる。

【００２６】したがって、本装置は、走行台車１０上に
コンクリート吹付装置２２とさく岩機４６とが搭載され
ており、さく孔作業とコンクリート吹付作業との間の作
業待ち間隔を殆ど発生せずにトンネル工事を行うことが
できるので、トンネル工事の能率化を図ることができ
る。また、さく岩機４８によるさく孔作業の際には、さ
く岩機用ブーム１８の移動範囲に支障がないように、コ
ンクリート吹付装置２２が走行台車１０上の後側に退避
するので、さく孔作業に支障をきたすことがない。ま
た、トンネル走行路の路幅が狭くても、さく孔及びコン
クリート吹付の同時作業を行うこともできる。

【００２７】なお、走行台車１０に１本のさく岩機用ブ
ーム１８を搭載した装置について説明したが、これに限
ることはなく、トンネルの切羽面が大きい場合には、ブ
ーム数を増加させることも可能である。また、上記実施
例において、ブームロータリ装置２２ａを走行台車１０
上の前後方向に移動させる機構、即ち、スライド板６
４、一対のレール６４、ラックギヤピニオンギヤ及び回
転モータで構成した機構は一例であり、例えば、油圧シ
リンダ機構等によりブームロータリ装置２２ａを移動さ
せる機構としても、上記実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のト
ンネル内作業装置は、トンネル走行路の路幅が狭い場合
のように狭隘なトンネル内であっても、走行台車をトン
ネル内の切羽面の近くまで移動するだけで、切羽面への
さく孔作業、又はトンネルの内壁面へのコンクリート吹
付作業のいずれかを選択して行うことができ、しかも、
さく孔作業とコンクリート吹付作業との間の作業待ち時
間が殆ど発生しないので、トンネル工事の能率化を図る
ことができる。

【００２９】また、走行台車上に配設されている移動機
構により吹付用マニピュレータの基端部を退避移動させ
ると、さく孔作業においてさく岩機用ブームの俯仰旋回
範囲の外側まで吹付用マニピュレータが退避するので、
さく岩機による切羽面へのさく孔作業に支障をきたすこ
とがない。また、請求項２記載のトンネル内作業装置
は、請求項１記載の効果を得ることができるとともに、
吹付用マニピュレータの退避動作、又は吹付用マニピュ
レータの作業位置への吹付用マニピュレータの移動動作
を迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネル内作業装置を示す側面図であ
る。

【図２】本発明のトンネル内作業装を示す平面図であ
る。

【符号の説明】１０走行台車１８さく岩機用ブーム４８さく岩機２２ａブームロータリ装置（吹付用マニピュレータの
基端部）２２ｂ吹付けノズル（コンクリート吹付ノズル）２２ｃマニピュレータ（吹付用マニピュレータ）６２レール（軌道）６４スライド板（移動部材）６６駆動装置（移動装置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部にさく岩機を装着したさく岩機用
ブームと、先端部にコンクリート吹付ノズルを装着した
吹付用マニピュレータとを、走行台車上に俯仰旋回可能
に搭載するとともに、前記走行台車上に、さく孔作業に
おいて前記さく岩機用ブームが俯仰旋回する範囲の外側
まで前記吹付用マニピュレータが退避するように、前記
吹付用マニピュレータの基端部を移動させる移動機構を
配設したことを特徴とするトンネル内作業装置。
【請求項２】前記移動機構を、前記さく岩機用ブーム
の俯仰旋回範囲内からその範囲の外側位置まで前記走行
台車上に延在する軌道と、この軌道上に移動可能に配設
され、且つ前記吹付用マニピュレータの基端部を固定し
ている移動部材と、この移動部材を前記軌道に沿って移
動させる移動装置とで構成したことを特徴とする請求項
１記載のトンネル内作業装置。