JPH0996196A

JPH0996196A - トンネル用ロックボルト施工装置

Info

Publication number: JPH0996196A
Application number: JP27958495A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Ichikawa; 健作市川; Eisuke Numaguchi; 栄助沼口; Yasuo Kawabata; 康夫川端; Shigeru Ishibashi; 茂石橋
Original assignee: FURUKAWA DORIRU TEC KK; Tobishima Corp
Current assignee: FURUKAWA DORIRU TEC KK; Tobishima Corp
Priority date: 1995-10-03
Filing date: 1995-10-03
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JP3120027B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トンネル支保用の長尺ロックボルトを迅速か
つ安全な一連の作業で行えるようにする。【解決手段】トンネル用ドリルジャンボのガイドシェ
ル２に、ガイドシェルの長手方向に沿って並列状態を保
持して複数本の削孔ロッド６とロックボルト７とをラッ
ク２０に格納する。削孔ロッド６とロックボルト７のう
ち、特定の１本をガイドシェル２上の作業軸心Ｃに位置
決めするようにラック２０を作動する駆動部を格納装置
１０に備え、ガイドシェル２の作業軸心Ｃに位置決めさ
れた特定の１本を把持できるクランプ装置４０と、格納
装置１０のケーシングパイプ１３内に収容された定着材
注入管３１をガイド管とする注入ホース３２をロックボ
ルト孔内に挿入可能な注入ホース供給装置３０とを搭載
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル用ロックボ
ルト施工装置に係り、特に長尺ロックボルトを施工する
ために、削孔作業から定着材の注入までを一貫して施工
可能なトンネル用ロックボルト施工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般断面のトンネルの支保部材として使
用されるロックボルトの長さは、従来、２〜４ｍ程度で
あった。ところが、最近のトンネル工事は、立地条件や
地山条件の良否にかかわらず、大断面化、長大化、高速
施工化の傾向にある。このため、地質の悪い地山条件下
でも掘削断面が相当大きなトンネルが計画、施工される
ようになってきた。これらのトンネルでは、支保部材で
あるロックボルトの支保効果をより高めるために、長尺
ロックボルトが使用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、大断面トン
ネルや、地山の悪いトンネルを有効に支保しようとする
と、施工されるロックボルトの長さは、６ｍ〜１２ｍ程
度にもなり、作業内空断面の制限から継ぎロッド、継ぎ
ロックボルトで対応する必要がある。このため、従来と
同様にロックボルトの施工において、削孔ロッドやロッ
クボルトの接続を作業員の手作業で行いながら、地山削
孔、孔内への定着材の注入、ロックボルトの挿入の一連
の作業を行っていたのでは、施工スピードが著しく低下
してしまい、高速施工化の趣旨に反する。長尺ロックボ
ルトを迅速かつ安全に施工するためには、具体的に以下
のような課題を解決しなければならない。 (1)複数本の削孔ロッドを作業員の手作業によらずに、
迅速に連結して長孔削孔を行えるようにする。 (2)定着材を深い孔内全体にわたり、孔外に漏洩させる
ことなく、確実に充填できるようにする。 (3)定尺ロックボルトを作業員の手作業によらずに、迅
速に所定の本数分連結し、孔内に挿入できるようにす
る。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する問題点を解消し、削孔作業及びロックボル
ト挿入作業において、迅速に削孔ロッド及びロックボル
トの供給及び接続作業が行え、定着材も深い孔内に確実
に注入できるようにしたトンネル用ロックボルト施工装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はトンネル用ドリルジャンボのガイドシェル
に搭載されたトンネル用ロックボルト施工装置であっ
て、前記ガイドシェルに、該ガイドシェルの長手方向に
沿って並列状態を保持して複数本の削孔ロッドとロック
ボルトとをラックに格納し、前記削孔ロッドとロックボ
ルトのうち、特定の１本を前記ガイドシェル上の所定位
置に位置決め可能に前記ラックを作動する駆動部を有す
る格納装置と、前記ガイドシェルの所定位置に位置決め
された前記特定の１本を把持可能なクランプ装置と、前
記格納装置の一部に収容された定着材注入管をガイド管
とする注入ホースをロックボルト孔内に挿入可能な注入
ホース供給装置とを搭載したことを特徴とするものであ
る。

【０００６】また、トンネル用ドリルジャンボのガイド
シェルに搭載されたトンネル用ロックボルト施工装置で
あって、前記ガイドシェルに、該ガイドシェルの長手方
向に沿って並列状態を保持して複数本の削孔ロッドとロ
ックボルトとをラックに格納し、前記削孔ロッドとロッ
クボルトのうち、特定の１本を前記ガイドシェル上の所
定位置に位置決め可能に前記ラックを作動する駆動部を
有する格納装置と、前記ガイドシェルの所定位置に位置
決めされた前記特定の１本を把持可能なクランプ装置と
を搭載したことを特徴とするものである。

【０００７】前記特定の１本が前記ガイドシェルの所定
位置に位置決めされたことを検知する検知手段と、該検
知手段からの動作情報を受け、前記駆動部、クランプ装
置及びガイドシェル上に装備されたドリフタの連係動作
指令を出力する制御手段とを前記トンネル用ドリルジャ
ンボに備えることが好ましい。

【０００８】さらに、トンネル用ドリルジャンボのガイ
ドシェルに搭載されたトンネル用ロックボルト施工装置
であって、前記ガイドシェルに、該ガイドシェルの長手
方向に沿って並列状態を保持して複数本の削孔ロッドと
ロックボルトとをラックに格納し、前記削孔ロッドとロ
ックボルトのうち、特定の１本を前記ガイドシェル上の
所定位置に位置決め可能に前記ラックを作動する駆動部
を有する格納装置と、前記ガイドシェルの所定位置に位
置決めされた前記特定の１本を把持可能なクランプ装置
とを搭載し、制御手段によって所定タイミングで前記駆
動部、クランプ装置、前記ガイドシェル上に装備された
ドリフタを連係動作させて、前記格納装置に格納されて
いる複数本の削孔ロッドを順次接続して削孔を行い、削
孔完了した孔内に前記格納装置に格納されている複数本
のロックボルトを順次接続して前記孔内に挿入するよう
にし、あるいは削孔の後に前記孔内に、前記注入ホース
供給装置を作動させて前記注入ホースを挿入して前記孔
内に定着材を注入し、しかる後に前記格納装置に格納さ
れた複数本のロックボルトを、順次接続しながら前記定
着材の注入された孔内に挿入するものである。

【０００９】このとき、前記所定タイミングでの作動
は、前記駆動部の作動により、特定の１本が前記ドリフ
タのシャンクロッド軸心位置とほぼ一致した位置まで移
動した状態で、前記クランプ装置にて位置保持を盛り替
え、引き続き前記ドリフタのフィード、回転により前記
位置決めされた位置にある削孔ロッドあるいはロックボ
ルトとの接続を行うという各具体的な構成の一連の動作
により実現され、地山削孔あるいは孔内へのロックボル
ト挿入作業を行い、順次継ぎロッドまたは継ぎロックボ
ルトとして後続の削孔ロッドまたはロックボルトを接続
していくことができる。

【００１０】このとき、前記ラックは、略円板状をな
し、その周縁に沿って所定間隔で切欠が形成され、該切
欠位置に前記削孔ロッドとロックボルトとを格納するよ
うにすることが好ましい。

【００１１】前記トンネル用ドリルジャンボのガイドシ
ェル上に、複数基のロックボルト施工装置を搭載するこ
とが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトンネル用ロック
ボルト施工装置の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。この発明の実施の形態では、図１に示したように、
トンネル用ロックボルト施工装置のベースマシンとし
て、クローラタイプの２ブーム１ケージ油圧ジャンボ１
が使用されている。この油圧ジャンボ１は、公知のドリ
ルジャンボであり、搭載するガイドシェル２の全長は、
図１に示したように、上半施工時にガイドシェル２を起
立させて天端ロックボルトの施工が行えるように、Ｌ0
＝５．５ｍ程度に設定されている。また、ガイドシェル
２を所定方向に移動可能にするために、ブーム３には同
調回路を有する油圧駆動機構が設けられている。さら
に、ガイドシェル２を自在に旋回させるための旋回用ア
クチュエータ（図示せず）が設けられ、ブーム３の移動
とともに、ガイドシェル２をトンネル内の所定の空間位
置に移動させることができる。なお、ドリルジャンボ１
は、機動性の面からホイールタイプを使用してもよい。

【００１３】ガイドシェル２上には、公知の油圧ドリフ
タ４が搭載されている。この油圧ドリフタ４は、削孔時
にガイドシェル２上をフィードされる。ガイドシェル２
上に搭載される削孔ロッド６の長さは、Ｌr＝２．０ｍ
程度に設定されている。この削孔ロッド６の長さは、ガ
イドシェル２のフィード長、油圧ドリフタ４の容量等に
より適切な長さを設定することが好ましい。また、ガイ
ドシェル２の先端にはセントラライザ５が装着されてい
る。このセントラライザ５は削孔時のノミ受けとして、
またロックボルト挿入時のボルト受けとしての役割を果
たし、本実施の形態では、油圧クランプ機構が採用され
ている。

【００１４】次に、ガイドシェル２に搭載された各装置
について、図２〜図８を参照して説明する。図２は、ガ
イドシェル２及びガイドシェル２に搭載された装置群を
示した平面図、図３は、同正面図である。図２に示した
ように、ガイドシェル２の先端から見て左側の側面に
は、ロッド・ボルト格納装置１０が備えられている。こ
のロッド・ボルト格納装置１０は、２本の旋回アーム１
１Ａと、２本の旋回アーム１１Ａ、１１Ａ間に架設され
たケーシングパイプ１３と、このケーシングパイプ１３
を回転軸として所定角度ごとに回転可能なロッドラック
２０と、ロッドラック２０をステップ回転させる駆動部
としてのステップモータ１４とを備えている。このう
ち、旋回アーム１１Ａは、図４、図７に示したように、
略く字形をなした箱状体である。そして、アーム下端１
１Ａａは、旋回支持軸１５を介してガイドシェル２の下
面に固着されたブラケット１６に支持されている（図４
参照）。さらに、この旋回アーム１１Ａ下部の旋回支持
軸１５近傍には、図４、図７に示したように、チルトジ
ャッキ２５のシリンダロッド２６先端が回動自在に取り
付けられている。このチルトジャッキ２５は、ガイドシ
ェル２の一部にほぼ水平をなして取り付けられている。
シリンダロッド２６の伸長量により、旋回アーム１１Ａ
の傾角が精密に制御されるようになっている。

【００１５】２本の旋回アーム１１Ａ間には、図２、図
３に示したように、鋼製ケーシングパイプ１３が架設さ
れている。このとき、ケーシングパイプ１３の両端は旋
回アーム１１Ａ上端の軸受部１７に回転可能に支持され
ている。ケーシングパイプ１３は、パイプ内に後述する
定着材注入管３１を収容するとともに、旋回アーム１１
Ａの上腕部の一部に固定支持されたステップモータ１４
の回転駆動により、所定回転角度ごとに回転することが
できる。また、ケーシングパイプ１３のそれぞれ前後の
旋回アーム１１Ａに近い位置には、ロッドラック２０が
嵌着されている。ロッドラック２０は、図５（ａ）に示
したように、本実施の形態では、円板状をなし、円板周
囲に１４箇所の切欠２１が周方向に等間隔をあけて形成
されている。この切欠２１には、削孔ロッド６あるいは
ロックボルト７が保持できるようになっている。したが
って、本装置は、図２、図３に示したように、２箇所の
ロッドラック２０間に掛け渡すようにして、削孔ロッド
６あるいはロックボルト７を適宜本数ずつ格納すること
ができる。本実施の形態では、７本の削孔ロッド６とロ
ックボルト７とがロッドラック２０に格納されている
（図５（ａ）参照）。なお、ロッドラック２０の切欠２
１の個数、削孔ロッド６またはロックボルト７の格納本
数の比率は、適用する地山の状況、削孔長、ロックボル
ト長により適宜設定することができる。

【００１６】また、ロッド・ボルト格納装置１０の後方
位置には、注入ホース供給装置３０が備えられている。
注入ホース３２は、ケーシングパイプ１３の内部に収容
された定着材注入管３１の後方に連結される可撓性樹脂
ホースであり、注入ホース供給装置３０内の繰り出しロ
ーラ３３の送り動作により、定着材注入管３１をガイド
管として、削孔が完了したロックボルト孔内に注入ホー
ス３２を挿入することができる。所定深さまで注入ホー
ス３２を挿入したら、ロックボルト施工装置の後方に設
置されたモルタルポンプ（図示せず）から供給されるモ
ルタルをロックボルト孔内に注入することができる。

【００１７】一方、ガイドシェル２を挟んでロッド・ボ
ルト格納装置１０の反対側面には、図４に示したよう
に、ブラケット４１が固着されている。このブラケット
４１は、クランプ装置４０を支持する受け台の役割を果
たす。クランプ装置４０は、クランプアーム４２を動作
可能な油圧シリンダジャッキ４３を有する。この油圧シ
リンダジャッキ４３は、ブラケット４１上面に設けられ
たスライドプレート４４上に固定されている。また、図
４に示したように、スライドプレート４４下に設けられ
たスライドジャッキ４５のロッド伸長動作により、クラ
ンプアーム４２の先端を前進移動でき、ガイドシェル２
上の所定位置で削孔ロッド６あるいはロックボルト７を
把持することができる。

【００１８】また、ガイドシェル２の後端には、スライ
ドベース８を介して油圧ドリフタ４が搭載されている。
この油圧ドリフタ４は、ガイドシェル２の上側パイプフ
レームをガイドとしてガイドシェル２上を地山に向かっ
て所定の推進力によってフィードされる。

【００１９】以下、各装置の構成及び動作について、図
４〜図８を参照して説明する。図４には、ガイドシェル
２上に搭載された油圧ドリフタ４が２点鎖線で示されて
いる。本発明のロッド・ボルト格納装置１０は、チルト
ジャッキ２５のシリンダロッド２６の伸長量を制御して
旋回アーム１１Ａを動作できる。これにより、ロッドラ
ック２０に格納された削孔ロッド６あるいはロックボル
ト７の軸心を、油圧ドリフタ４に装着されたシャンクロ
ッド９の中心位置に、ほぼ一致させることができる。以
下、本明細書では、この油圧ドリフタ４の回転、打撃及
びフィードの各動作を、削孔ロッド６あるいはロックボ
ルト７に伝達可能な軸心位置を作業軸心Ｃと呼ぶ。

【００２０】ロッド・ボルト格納装置１０は、ロックボ
ルト孔削孔時には、ロッドラック２０に装着格納された
削孔ロッド６を、作業軸心Ｃ位置まで移動させ、クラン
プ装置４０で削孔ロッド６を把持し、この状態で削孔ロ
ッド６と油圧ドリフタ４のシャンクロッド９（または削
孔ロッド６同士）とを接続させることができる。また、
ロックボルト挿入時には、ロッドラック２０に装着格納
されたロックボルト７を、作業軸心Ｃ位置まで移動さ
せ、クランプ装置４０でロックボルト７を把持した状態
でロックボルト７と油圧ドリフタ４のシャンクロッド９
（またはスリーブを介してロックボルト７同士）とを連
結させることができる。なお、作業軸心Ｃ位置に削孔ロ
ッド６あるいはロックボルト７が位置決めされたことを
確認するには、位置センサを設けてもよいし、油圧シリ
ンダのロッドストローク測定リミットスイッチ等の位置
検出手段を用いることができる。この位置検出手段から
のステップモータ１４を例とした駆動部への動作情報信
号は、制御手段たるシーケンシャルコントローラに出力
され、シーケンシャルコントローラからの動作指令によ
り各動作部への指令が出力される。

【００２１】ここで、ロッドラック２０の構成について
説明する。ロッドラック２０に形成された各切欠２１
は、図５（ｂ）に示したように、幅ｂが削孔ロッド６径
より僅かに大きく設定されている。このため、この切欠
２１部分で削孔ロッド６あるいは後述するロックボルト
７を保持することができる。このとき、削孔ロッド６や
ロックボルト７を切欠２１内に位置保持させるために、
吸着マグネット２２が支持リング２３から放射状に配設
されている。この吸着マグネット２２は、本実施の形態
では、Ｂ接点方式の電磁石からなる。作業員は、マニュ
アル操作により図示しない制御盤を操作して、任意の切
欠２１位置での吸着マグネット２２のＯＮ／ＯＦＦ状態
を制御することができる。また、ロッドラック２０の回
転方向と、削孔ロッド６またはロックボルト７の装着位
置との関係からプログラマブルコントローラ等の制御回
路により、所定の切欠２１位置でのＯＮ／ＯＦＦを自動
的に設定することも可能である。なお、ロックボルトと
してファイバーボルト等を使用する場合には、吸着マグ
ネット２２に代えて機械式のクランプ機構を多数配設し
ロックボルトの着脱を行うようにしてもよい。

【００２２】また、切欠２１位置には、図５（ｂ）に示
したように、ロッド押え２４が装着されている。このロ
ッド押え２４は、先端が切欠２１に向けてスプリングＳ
により付勢されたコマ状部品で、吸着マグネット２２が
ＯＦＦ状態にあっても、スプリングＳの付勢力により、
切欠２１に突出してロッドあるいはロックボルト７を切
欠２１内に保持することができる。また、削孔ロッド６
の直径とロックボルト７の直径とは異なるが、ロッド押
え２４は、直径に応じて突出量が制限されるので、いず
れの場合にも、安定した状態で切欠２１内に位置保持可
能である。例えば、クランプ装置４０で削孔ロッド６を
把持し、旋回アーム１１Ａを待機位置に戻すように旋回
させると、作業軸心Ｃ位置に位置保持された状態の削孔
ロッド６からロッドラック２０がはずれるように後退
し、削孔ロッド６はロッド押え２４を押圧しながら、切
欠２１からはずれる。

【００２３】次に、ロックボルト孔を削孔する削孔ロッ
ド６及び支保部材としてのロックボルト７について説明
する。本実施の形態では、削孔ロッド６の１本の長さ
は、ガイドシェル２のフィード長等からＬr＝２．０ｍ
に設定されている。したがって、継ぎノミ方式で削孔を
行い、最大削孔長２０ｍ程度を見込めるようにする。ま
た、本実施の形態では、ロッドの連結、解離を容易に行
えるようにロッド本体６Ａの一方にスリーブ６Ｂが一体
形成された削孔ロッド６を採用している。この削孔ロッ
ド６は、図６（ａ）、（ｂ）に示したように、断面が六
角形状で対角長が３２ｍｍの中空棒状であり、ロッド本
体６Ａの先端部には左雄ネジ６ａが形成され、後端には
拡幅されたスリーブ６Ｂ（外径：φ４５．３ｍｍ）が形
成され、スリーブ６Ｂの中空内周面には左雌ネジ６ｂが
形成されている。なお、この他、両端ネジタイプの中継
ぎロッドをスリーブ（カップラー）で連結してもよいこ
とは言うまでもない。ロックボルト７には、本実施の形
態では、所定の長さに切断し、端部にネジ部を設けた異
形棒鋼（Ｄ２５）が使用されている。このロックボルト
７も所定のスリーブで接続される。ロックボルト７は、
継ぎロッドとしての機能を有すれば、公知の種々のタイ
プを使用できる。

【００２４】次に、注入ホース供給装置３０の構成及び
動作について図２、３及び８を参照して説明する。注入
ホース供給装置３０は、前述のように、注入ホース３２
をロックボルト孔内に挿入するための装置である。この
注入ホース３２をロックボルト孔内にスムースに挿入す
るために、ガイド管としての定着材注入管３１がホース
先端に接続されている。定着材注入管３１は、待機位置
では、ケーシングパイプ１３内に収容されている。装置
内部には、対向した２輪で一対をなす繰り出しローラ３
３が、ホース繰り出し方向に配設されている。本実施の
形態では、４連の繰り出しローラ３３によりローラ列が
形成されている。下側ローラ列３３ａは、油圧モータ３
４により駆動され、注入ホース３２を繰り出す駆動輪を
構成し、上側ローラ列３３ｂは、ホース押圧機構３５に
支持され、ホースの繰り出しを補助する従動輪を構成し
ている。これら駆動輪と従動輪との間に注入ホース３２
が挟持されている。注入ホース供給装置３０は、削孔時
及びロックボルト挿入時は図２、３に示した待機位置で
直立した状態にあるが、ホース供給時には、図８に示し
たように、旋回アーム１１Ｂが油圧シリンダ３７のロッ
ド３８の伸長動作により旋回し、注入ホース３２の軸心
位置が作業軸心Ｃに一致するように傾斜する。

【００２５】次に、以上の構成からなるロックボルト施
工装置による削孔〜ロックボルト挿入の作業手順につい
て、図９〜図１１を参照して説明する。全作業工程は、
大きく工程ブロックＡ〜工程ブロックＥまでに区分でき
る。各工程ブロックでの作業手順に沿って説明する。

【００２６】［工程ブロックＡ：ジャンボの位置決め、
削孔準備］ドリルジャンボ１の本体を作動してトンネル
切羽のロックボルト施工位置まで移動し、ドリルジャン
ボ１本体の位置決めを行う。その後、ブーム３を水平状
態に固定し、ロッドラック２０に削孔ロッド６及びロッ
クボルト７を装着する。このとき、チルトジャッキ２５
のシリンダロッド２６は伸長状態にある。なお、本実施
の形態では、削孔ロッド６、ロックボルト７が各７本ず
つロッドラック２０に格納されている。また、ロッドラ
ック２０に装着されたロッド６及びボルト７は吸着マグ
ネット２２により確実に保持されている。引き続き、ブ
ーム３の削孔状態を確認する。確認事項としては、ガイ
ドシェル２上の油圧ドリフタ４の待機位置、削孔ロッド
６、ロックボルト７のロッドラック２０への装着状態、
定着材注入管３１のケーシングパイプ１３内での収容状
態、注入ホース３２の接続状態、注入ホース供給装置３
０の待機位置、クランプ装置４０の位置状態等がある。
これらの確認事項が正常状態にあるかは、機械的、電気
的計測結果あるいは目視により確認することができる。
その後、ガイドシェル２先端を削孔位置まで移動する。

【００２７】［工程ブロックＢ：削孔作業］チルトジャ
ッキ２５のシリンダロッド２６の縮退により、ロッド・
ボルト格納装置１０の旋回アーム１１Ａを旋回させてロ
ッドラック２０の削孔ロッド６の装着位置を作業軸心Ｃ
にセットする。次いで、先端に削孔ビット６の装着され
たロッド格納位置までロッドラック２０を回転させ、こ
の削孔ロッド６を作業軸心Ｃに位置合わせセットする。
次いで、クランプ装置４０のスライドジャッキ４５のシ
リンダ伸長により、クランプアーム４２を作業軸心Ｃ位
置まで前進させ、クランプ装置４０の油圧シリンダ４３
の作動により、クランプアーム４２で削孔ロッド６をキ
ャッチし、クランプアーム４２を「閉」状態とする。こ
の状態からチルトジャッキ２５のシリンダロッド２６を
伸長して旋回アーム１１Ａを旋回させてロッド・ボルト
格納装置１０を待機位置まで復帰させる。クランプ装置
４０に保持された削孔ロッド６の後端近傍まで、油圧ド
リフタ４を前進させ、削孔ロッド６の後端のスリーブ６
Ｂと油圧ドリフタ４のシャンクロッド９が軽く接触した
状態で、油圧ドリフタ４を正回転しながら前進させて削
孔ロッド６とシャンクロッド９とを接続する。この状態
でガイドシェル２先端のセントラライザ５のクランプ機
構（図示せず）及びクランプ装置４０を「開」状態と
し、削孔ロッド６を解放し、油圧ドリフタ４を駆動させ
て削孔を行う。削孔はシャンクロッド９を介して削孔ロ
ッド６に伝達される油圧ドリフタ４の回転、打撃及び油
圧ドリフタ４のフィードにより達成される。削孔ロッド
６が１本分の削孔長だけ地山内に前進したら、セントラ
ライザ５を「閉」状態にしてロッドの後端をガイドシェ
ル２先端で位置保持する。この状態から油圧ドリフタ４
を逆回転させながら後退させ、ロッド６と油圧ドリフタ
４とを解離する。両者の解離を確認したら、油圧ドリフ
タ４をガイドシェル２に沿って待機位置まで後退させ
る。このサイクルを繰り返し、所定の削孔長に達するま
で、削孔ロッド６を接続して削孔を行う。

【００２８】［工程ブロックＣ：削孔ロッド回収作業］
所定削孔長までの削孔が完了したら、地山内で連結状態
にある削孔ロッド６の回収を行う。まず、最終削孔ロッ
ド６を挿入完了した時点で、油圧ドリフタ４を後退させ
て最終削孔ロッド６を地山内から引き抜く。所定の引き
抜き量に達したら、地山内に存置されているロッド（次
に外すロッド）の後端に位置するセントラライザ５のク
ランプ機構を「閉」状態にするとともに、引き抜かれた
ばかりの最終削孔ロッド６をクランプ装置４０を作動さ
せてキャッチし、ロッド保持する。この状態で油圧ドリ
フタ４を逆回転し、ロッドと油圧ドリフタ４とを解離す
る。さらに、ロッド・ボルト格納装置１０の旋回アーム
１１Ａを旋回させてロッドラック２０をロッド位置まで
移動し、回収するロッドを格納する切欠２１がロッド位
置にくるように、ロッドラック２０を作業軸心Ｃ近傍ま
で回転させる。回収ロッドを把持しているクランプ装置
４０をさらに前進させて、ロッドラック２０の切欠２１
に装着してロッドラック２０内に格納する。その後、ク
ランプ装置４０のクランプアーム４２を解放し、クラン
プ装置４０を後退させる。回収ロッドを格納したロッド
・ボルト格納装置１０を待機位置まで戻す。これで１本
の削孔ロッド６の回収が完了する。以後、次の削孔ロッ
ド６の後端位置まで油圧ドリフタ４を前進させてシャン
クロッド９と削孔ロッド６とを接続し、次の削孔ロッド
６を引き抜く工程を所定本数分だけ繰り返す。

【００２９】［工程ブロックＤ：定着材注入作業］削孔
ロッド６をすべて回収したら、油圧ドリフタ４、ロッド
・ボルト格納装置１０の位置確認を行い、ロックボルト
施工装置の後方に設置されたモルタルポンプ等のモルタ
ル圧送装置の準備、作動確認を行う。ロッド・ボルト格
納装置１０の旋回アーム１１Ａを駆動してケーシングパ
イプ１３軸心と作業軸心Ｃとを一致させる。ケーシング
パイプ１３内には定着材注入管３１が収容されている。
同時に注入ホース供給装置３０の旋回アーム１１Ａを作
動させて、同装置の注入ホース３２位置を定着材注入管
３１の位置とを合わせる。定着材注入管３１を孔口に位
置合わせした状態から注入ホース供給装置３０を作動し
て注入ホース３２をロックボルト孔内に挿入する。送り
長を確認して最奥部まで定着材注入管３１が到達した
ら、モルタル圧送を開始する。孔内が奥から徐々に充填
されるので、数分後に注入ホース３２の引き抜きを開始
し、所定の引き抜き速度で注入ホース３２を引き抜きな
がらモルタル圧送を継続する。モルタル充填が完了した
ら、注入ホース３２を引き抜く。このとき、スライムや
定着材が孔外に漏出して周囲を汚さないように、ロック
ボルト施工装置の先端にモルタルカバーを装備しておく
ことが好ましい。モルタルカバーとしては、セントララ
イザ５周囲の前面部分を傘状に覆うプレート等、種々の
形状が可能である。また、カバーの材質としては、硬質
プラスチック、グラスファイバー補強樹脂、鋼板等が好
適である。

【００３０】注入ホース３２は、引き抜き直後に洗浄す
る。洗浄された状態の注入ホース３２を収容する。注入
ホース供給装置３０及びロッド・ボルト格納装置１０を
待機位置まで戻し、注入作業を完了する。なお、定着材
として使用する材料は、モルタル以外に樹脂系定着材、
セメントミルク等を使用することができる。また、天端
ロックボルトの施工性を考慮して、上向きボルト孔から
のモルタルのボタ落ちを防止するために、チクソ性の高
めた定着材を用いることも好ましい。また、注入ホース
供給装置３０をガイドシェル上に搭載しなくても良く、
この場合、ロックボルト施工装置では、ロッド・ボルト
格納装置、クランプ装置の動作により、削孔、ロックボ
ルト挿入作業を一貫して行えるようにすれば良い。

【００３１】［工程ブロックＥ：ロックボルト挿入作
業］ロックボルト７の挿入作業は、基本的には削孔作業
（工程ブロックＢ）と同等作業である。なお、作業工程
上、ロックボルト挿入作業の後、モルタル充填作業を行
うこともあるが、その場合には、工程ブロックＤと工程
ブロックＥの順序を入れ換えて一連の作業を行えば良
い。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、長尺ロックボルトを施工する際に、地山削
孔、定着材の注入、ロックボルト挿入の一連の作業を、
機械化施工により、迅速かつ安全に実施できるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトンネル用ロックボルト施工装置
の実施の一形態を示した正面図、側面図。

【図２】図１に示したガイドシェル及びガイドシェルに
搭載されている装置の構成を示した平面図。

【図３】図１に示したガイドシェル及びガイドシェルに
搭載されている装置の構成を示した正面図。

【図４】ロッド・ボルト格納装置、クランプ装置の構成
及び動作状態を示した部分断面図。

【図５】ロッドラックの詳細構成を示した拡大図。

【図６】削孔ロッドの構成を示した正面図、横断面図。

【図７】ロッド・ボルト格納装置の動作状態を示した部
分断面図。

【図８】注入ホース供給装置の構成及び動作状態を示し
た部分断面図。

【図９】本発明のロックボルト施工装置によるロックボ
ルト施工の作業フローを示したフローチャート（その
１）。

【図１０】本発明のロックボルト施工装置によるロック
ボルト施工の作業フローを示したフローチャート（その
２）。

【図１１】本発明のロックボルト施工装置によるロック
ボルト施工の作業フローを示したフローチャート（その
３）。

【符号の説明】

１ドリルジャンボ２ガイドシェル４油圧ドリフタ６削孔ボルト７ロックボルト１０ロッド・ボルト格納装置１１Ａ，１１Ｂ旋回アーム１３ケーシングパイプ１４ステップモータ２０ロッドラック２２吸着マグネット２４ロッド押え３０注入ホース供給装置３１定着材注入管３２注入ホース３３繰り出しローラ３４油圧モータ４０クランプ装置４２クランプアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川端康夫東京都千代田区三番町２番地飛島建設株式会社内 (72)発明者石橋茂埼玉県熊谷市上之2052−２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル用ドリルジャンボのガイドシェル
に搭載されたトンネル用ロックボルト施工装置であっ
て、前記ガイドシェルに、該ガイドシェルの長手方向に沿って並列状態を保持して
複数本の削孔ロッドとロックボルトとをラックに格納
し、前記削孔ロッドとロックボルトのうち、特定の１本
を前記ガイドシェル上の所定位置に位置決め可能に前記
ラックを作動する駆動部を有する格納装置と、前記ガイドシェルの所定位置に位置決めされた前記特定
の１本を把持可能なクランプ装置と、前記格納装置の一部に収容された定着材注入管をガイド
管とする注入ホースをロックボルト孔内に挿入可能な注
入ホース供給装置とを搭載したことを特徴とするトンネ
ル用ロックボルト施工装置。
【請求項２】トンネル用ドリルジャンボのガイドシェル
に搭載されたトンネル用ロックボルト施工装置であっ
て、前記ガイドシェルに、該ガイドシェルの長手方向に沿って並列状態を保持して
複数本の削孔ロッドとロックボルトとをラックに格納
し、前記削孔ロッドとロックボルトのうち、特定の１本
を前記ガイドシェル上の所定位置に位置決め可能に前記
ラックを作動する駆動部を有する格納装置と、前記ガイドシェルの所定位置に位置決めされた前記特定
の１本を把持可能なクランプ装置とを搭載したことを特
徴とするトンネル用ロックボルト施工装置。
【請求項３】前記特定の１本が前記ガイドシェルの所定
位置に位置決めされたことを検知する検知手段と、該検
知手段からの動作情報を受け、前記駆動部、クランプ装
置及びガイドシェル上に装備されたドリフタの連係動作
指令を出力する制御手段とを前記トンネル用ドリルジャ
ンボに備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記
載のトンネル用ロックボルト施工装置。
【請求項４】トンネル用ドリルジャンボのガイドシェル
に搭載されたトンネル用ロックボルト施工装置であっ
て、前記ガイドシェルに、該ガイドシェルの長手方向に
沿って並列状態を保持して複数本の削孔ロッドとロック
ボルトとをラックに格納し、前記削孔ロッドとロックボ
ルトのうち、特定の１本を前記ガイドシェル上の所定位
置に位置決め可能に前記ラックを作動する駆動部を有す
る格納装置と、前記ガイドシェルの所定位置に位置決め
された前記特定の１本を把持可能なクランプ装置と、前
記格納装置の一部に収容された定着材注入管をガイド管
とする注入ホースをロックボルト孔内に挿入可能な注入
ホース供給装置とを搭載し、制御手段により所定タイミ
ングで前記駆動部、クランプ装置、前記ガイドシェル上
に装備されたドリフタを連係動作させて、前記格納装置
に格納された複数本の削孔ロッドを、順次接続して削孔
を行い、削孔完了した孔内に、前記注入ホース供給装置
を作動させて前記注入ホースを挿入して前記孔内に定着
材を注入し、しかる後に前記格納装置に格納された複数
本のロックボルトを、順次接続しながら前記定着材の注
入された孔内に挿入するようにしたことを特徴とするト
ンネル用ロックボルト施工装置。
【請求項５】トンネル用ドリルジャンボのガイドシェル
に搭載されたトンネル用ロックボルト施工装置であっ
て、前記ガイドシェルに、該ガイドシェルの長手方向に
沿って並列状態を保持して複数本の削孔ロッドとロック
ボルトとをラックに格納し、前記削孔ロッドとロックボ
ルトのうち、特定の１本を前記ガイドシェル上の所定位
置に位置決め可能に前記ラックを作動する駆動部を有す
る格納装置と、前記ガイドシェルの所定位置に位置決め
された前記特定の１本を把持可能なクランプ装置とを搭
載し、制御手段により所定タイミングで前記駆動部、ク
ランプ装置、前記ガイドシェル上に装備されたドリフタ
を連係動作させて、前記格納装置に格納された複数本の
削孔ロッドを、順次接続して削孔を行い、削孔完了した
孔内に前記格納装置に格納された複数本のロックボルト
を順次接続して前記孔内に挿入するようにしたことを特
徴とするトンネル用ロックボルト施工装置。
【請求項６】前記ラックは、略円板状をなし、その周縁
に沿って所定間隔で切欠が形成され、該切欠位置に前記
削孔ロッドとロックボルトとを格納するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載乃至請求項３記載のいずれか
１項に記載のトンネル用ロックボルト施工装置。
【請求項７】前記トンネル用ドリルジャンボのガイドシ
ェル上に、複数基が搭載されたことを特徴とする請求項
１乃至請求項６のいずれか１項に記載のロックボルト施
工装置。