(57)【要約】      （修正有）【課題】ロックボルトの施工に要する時間を短縮すると共に、作業員にとって安全な作業を可能とする。【解決手段】ロックボルト施工装置は、削孔ロッド４１を移動自在に支持する削孔ロッド支持部４２と、注入ロッド５１を移動自在に支持する注入ロッド支持部５２と、ロックボルト１を移動自在に支持するロックボルト支持部と、削孔ロッド４１、注入ロッド５１及びロックボルト１の移動方向が互いに平行になるように削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２を連結する連結部材３１と、削孔ロッド４１、注入ロッド５１及びロックボルト１の移動方向に延びる回転軸Ｇを中心に連結部材３１を回転自在に支持する支持部材３２と、を備え、削孔ロッド支持部４１、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２は、回転軸Ｇを中心とする同一円Ｈ上に削孔ロッド４１、注入ロッド５１及びロックボルト１を支持する。【選択図】図６
2020094364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に孔を削孔し、前記孔に充填材を注入すると共に前記孔にロックボルトを挿入するロックボルト施工装置であって、
前記孔を削孔する削孔ロッドと、
前記削孔ロッドをその軸方向に移動自在に支持する削孔ロッド支持部と、
前記孔に前記充填材を注入する注入ロッドと、
前記注入ロッドをその軸方向に移動自在に支持する注入ロッド支持部と、
前記ロックボルトをその軸方向に移動自在に支持するロックボルト支持部と、
前記削孔ロッドの移動方向、前記注入ロッドの移動方向及び前記ロックボルトの移動方向が互いに平行になるように前記削孔ロッド支持部、前記注入ロッド支持部及び前記ロックボルト支持部を連結する連結部材と、
前記削孔ロッド、前記注入ロッド及び前記ロックボルトの移動方向に延びる回転軸を中心に前記連結部材を回転自在に支持する支持部材と、を備え、
前記削孔ロッド支持部、前記注入ロッド支持部及び前記ロックボルト支持部は、前記回転軸を中心とする同一円上に前記削孔ロッド、前記注入ロッド及び前記ロックボルトを支持する
ロックボルト施工装置。
【請求項２】
前記回転軸に沿う方向に前記支持部材を前記地山に押付ける押付部を更に備える
請求項１に記載のロックボルト施工装置。
【請求項３】
前記支持部材は、前記回転軸上に設けられる軸部と、前記軸部から前記回転軸に沿って突出し前記押付部によって前記地山に押付けられる突当て部と、を備え、
前記突当て部は、前記軸部に対して出没自在である
請求項２に記載のロックボルト施工装置。
【請求項４】
前記突当て部は、先端に弾性体が装着されている、または先端が凸状に形成されている
請求項３に記載のロックボルト施工装置。
【請求項５】
伸縮することによって前記支持部材に対して前記連結部材を回転させる駆動部を更に備え、
前記駆動部は、その伸長限から収縮限まで収縮したとき又はその逆のときに、前記削孔ロッド、前記注入ロッド及び前記ロックボルトのうちの２つの間における前記回転軸周りの角度だけ前記連結部材を回転させる
請求項１から４のいずれか１項に記載のロックボルト施工装置。
【請求項６】
前記支持部材を回転自在に支持するブームを更に備え、
前記削孔ロッド支持部、前記注入ロッド支持部及び前記ロックボルト支持部は、前記回転軸に対して前記ブームと前記支持部材との支持点とは反対側において回転自在である
請求項１から５のいずれか１項に記載のロックボルト施工装置。
【請求項７】
地山に孔を削孔し、前記孔に充填材を注入すると共に前記孔にロックボルトを挿入するロックボルト施工装置を用いたロックボルト施工方法であって、
前記ロックボルト施工装置は、
前記孔を削孔する削孔ロッドと、
前記削孔ロッドをその軸方向に移動自在に支持する削孔ロッド支持部と、
前記孔に前記充填材を注入する注入ロッドと、
前記注入ロッドをその軸方向に移動自在に支持する注入ロッド支持部と、
前記ロックボルトをその軸方向に移動自在に支持するロックボルト支持部と、
前記削孔ロッドの移動方向、前記注入ロッドの移動方向及び前記ロックボルトの移動方向が互いに平行になるように前記削孔ロッド支持部、前記注入ロッド支持部及び前記ロックボルト支持部を連結する連結部材と、
前記削孔ロッド、前記注入ロッド及び前記ロックボルトの移動方向に延びる回転軸を中心に前記連結部材を回転自在に支持する支持部材と、を備え、
前記削孔ロッド支持部、前記注入ロッド支持部及び前記ロックボルト支持部は、前記回転軸を中心とする同一円上に前記削孔ロッド、前記注入ロッド及び前記ロックボルトを支持しており、
前記ロックボルト施工方法は、
前記支持部材を所定位置に移動し、前記削孔ロッドを移動させて前記地山に前記孔を削孔し、
前記支持部材を前記所定位置に保持した状態で前記支持部材に対して前記連結部材を回転させることにより前記注入ロッドを前記孔に対して位置合わせし、前記注入ロッドを移動させて前記孔に前記注入ロッドを挿入すると共に前記注入ロッドから前記充填材を前記孔に注入し、
前記支持部材を前記所定位置に保持した状態で前記支持部材に対して前記連結部材を回転させることにより前記ロックボルトを前記孔に対して位置合わせし、前記ロックボルトを移動させて前記孔に前記ロックボルトを挿入する、
ロックボルト施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山にロックボルトを施工する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事においては、地山を安定させることを目的として、トンネル周壁に複数のロックボルトが設置される。ロックボルトを設置する際には、トンネル周壁に孔を削孔し、削孔された孔に充填材を注入すると共にロックボルトを挿入する。特許文献１には、削孔ロッドとロックボルトとを移動可能に支持するガイドセルを備えるロックボルト施工装置を用いてロックボルトを施工する方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されるロックボルト施工装置は、台車に連結されたブームを備えており、ガイドセルはブームの先端に取付けられる。また、台車には、作業員が搭乗可能な作業デッキが上下左右に移動可能に設けられている。このロックボルト施工装置を用いたロックボルト施工方法では、まず、削孔ロッドを支持したガイドセルをトンネル周壁の近傍に移動させ、削孔ロッドを用いて孔を削孔する。次に、削孔ロッドを支持したガイドセルをトンネル周壁から離し、作業員を乗せた作業デッキをトンネル周壁に形成された孔の近傍に移動させる。作業員の手作業により注入ロッドを孔に挿入し、充填材を注入ロッドから孔に注入する。次に、孔から注入ロッドを抜き、作業デッキをトンネル周壁から離す。その後、ロックボルトを支持したガイドセルを充填材が注入された孔の近傍に移動させ、ロックボルトを孔に挿入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７０５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるロックボルト施工装置では、作業員が注入ロッドを孔に挿入するので、作業員の手作業により注入ロッドを孔に対して位置合わせする必要がある。そのため、注入ロッドの位置合わせに時間がかかることがある。また、作業員の安全性を確保するためには、充填材の注入時にガイドセルを孔からできるだけ離しておく必要がある。そのため、ロックボルトを孔に挿入する際には、再びブームの先端を移動させてガイドセルを孔に対して位置合わせする必要があり、ロックボルトの挿入に時間がかかる。その結果、ロックボルトの施工に要する時間が長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、ロックボルトの施工に要する時間を短縮すること、また、作業員にとって安全な作業を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、地山に孔を削孔し、孔に充填材を注入すると共に孔にロックボルトを挿入するロックボルト施工装置であって、孔を削孔する削孔ロッドと、削孔ロッドをその軸方向に移動自在に支持する削孔ロッド支持部と、孔に充填材を注入する注入ロッドと、注入ロッドをその軸方向に移動自在に支持する注入ロッド支持部と、ロックボルトをその軸方向に移動自在に支持するロックボルト支持部と、削孔ロッドの移動方向、注入ロッドの移動方向及びロックボルトの移動方向が互いに平行になるように削孔ロッド支持部、注入ロッド支持部及びロックボルト支持部を連結する連結部材と、削孔ロッド、注入ロッド及びロックボルトの移動方向に延びる回転軸を中心に連結部材を回転自在に支持する支持部材と、を備え、削孔ロッド支持部、注入ロッド支持部及びロックボルト支持部は、回転軸を中心とする同一円上に削孔ロッド、注入ロッド及びロックボルトを支持する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロックボルトの施工に要する時間を短縮することができる。また、作業員にとって安全な作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るロックボルト施工装置の側面図である。
【図２】削孔機の斜視図である。
【図３】注入機の斜視図である。
【図４】挿入機の斜視図である。
【図５】作業部の拡大図である。
【図６】作業部を連結部材の回転軸に沿って見た図である。
【図７】作業部を連結部材の回転軸に沿って見た図であり、図６に示す状態から連結部材を角度αだけ回転させた状態を示す。
【図８】作業部を連結部材の回転軸に沿って見た図であり、図７に示す状態から連結部材を角度βだけ回転させた状態を示す。
【図９】変形例に係る作業部を連結部材の回転軸に沿って見た図である。
【図１０】変形例に係る挿入機の斜視図である。
【図１１】変形例に係る挿入機を備える作業部を連結部材の回転軸に沿って見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るロックボルト施工装置及びロックボルト施工方法について説明する。ここでは、トンネルの周壁にロックボルトを設置するためのロックボルト施工装置及びロックボルト施工方法について説明する。
【００１１】
山岳トンネルの施工に主に用いられるＮＡＴＭ工法では、図１に示すように、地山を安定させるためにロックボルト１がトンネルＴの周壁Ｗに設置される。ロックボルト１を設置する際には、トンネルＴの地山である周壁に孔２を削孔し、削孔された孔２に充填材３を注入すると共にロックボルト１を挿入する。充填材３は、例えばモルタルである。ロックボルト１は、孔２に充填材３を注入した後に挿入されてもよいし、孔２に充填材３を注入する前に挿入されてもよい。ロックボルト１の挿入時には、ロックボルト１の後端部（後方側）にナット５が螺合され、ナット５の地山側に定着板４を配置して、ロックボルト１が孔２に挿入される。定着板４はロックボルト１に装備されたナット５と共に地山に押し付けられ、ロックボルト１に固定される。
【００１２】
本実施形態に係るロックボルト施工装置１００は、孔２の削孔、充填材３の注入、ロックボルト１の挿入において用いられる。好ましくは、ロックボルト施工装置１００は、定着板４及びナット５が配置、装備されたロックボルト１の挿入に用いられる。すなわち、ロックボルト施工装置１００は、地山にロックボルト１を設置する一連の作業を行う。そのため、ロックボルト１の設置における作業員の手作業を減らすことができる。その結果、作業員にとって安全な作業が可能となる。
【００１３】
ロックボルト施工装置１００は、自走可能な台車１０と、台車１０の前部に連結されるブーム２０と、ブーム２０の先端に連結される作業部３０と、を備える。作業部３０は、孔２を削孔する機能と、充填材３を注入する機能と、ロックボルト１を挿入する機能と、定着板４及びナット５をロックボルト１と共に地山に固定する機能と、を持っており、地山にロックボルト１を設置する一連の作業を行う。
【００１４】
台車１０には不図示の運転席が設けられており、作業員は、運転席からロックボルト施工装置１００を操縦する。ブーム２０は、第１ブームシリンダ２１の駆動により台車１０に対して左右方向にスイングし、第２ブームシリンダ２２の駆動により台車１０に対して上下方向にスイングする。また、ブーム２０は、第３ブームシリンダ２３の駆動により伸縮する。
【００１５】
作業部３０は、第１回転部２４及び第２回転部２５を介してブーム２０の先端に回転自在及びスイング自在に設けられている。具体的には、第１回転部２４は、ブーム２０の伸縮方向に沿う第１軸Ａ１を中心に回転自在にブーム２０の先端に取付けられており、不図示のモータの駆動によりブーム２０に対して回転する。第２回転部２５は、第１軸Ａ１と直交する第２軸Ａ２を中心に回転自在に第１回転部２４に取付けられており、不図示のモータの駆動により第１回転部２４に対して回転する。作業部３０は、第２軸Ａ２と直交する第３軸Ａ３（図１において紙面と直交する軸）を中心にスイング自在に第２回転部２５に取付けられており、不図示のモータの駆動のよって第２回転部２５に対してスイングする。
【００１６】
このように、作業部３０は、ブーム２０に対して回転自在であると共にスイング自在である。そのため、作業部３０をブーム２０に対して回転及びスイングさせることにより、作業部３０の向きを変えることができる。台車１０及びブーム２０の先端を移動させると共に作業部３０の向きを変えることによって、所望の位置及び方向にロックボルト１を設置することができる。
【００１７】
作業部３０は、図２に示す削孔機４０と、図３に示す注入機５０と、図４に示す挿入機６０と、を備える。なお、図１では、注入機５０及び挿入機６０の図示を省略している。
【００１８】
図２に示すように、削孔機４０は、孔２を削孔する削孔ロッド４１と、削孔ロッド４１を移動自在に支持する削孔ロッド支持部４２と、を備える。
【００１９】
削孔ロッド４１は、円柱状又は多角形状の削孔ロッド本体４１ａと、削孔ロッド本体４１ａの先端に設けられるビット４１ｂと、を有する。ビット４１ｂは、削孔ロッド本体４１ａに対して回転不能であり、削孔ロッド本体４１ａをその軸周りに回転させることにより回転する。
【００２０】
削孔ロッド支持部４２は、直線状に形成された削孔ガイドセル４３と、削孔ガイドセル４３の一端に設けられる削孔セントラライザ４４と、削孔ガイドセル４３に移動自在に搭載される削孔ドリフタ４５と、を有する。削孔ドリフタ４５は、不図示の駆動機構により削孔ガイドセル４３に沿って往復移動する。
【００２１】
削孔ドリフタ４５は、削孔ロッド本体４１ａが削孔ガイドセル４３と略平行になるように削孔ロッド本体４１ａの基端側を支持している。そのため、削孔ドリフタ４５が削孔ガイドセル４３に沿って往復移動すると、削孔ロッド４１がその軸方向に往復移動する。
【００２２】
削孔セントラライザ４４には孔４４ａが形成されており、削孔ロッド本体４１ａは孔４４ａを挿通している。孔４４ａの内径は削孔ロッド本体４１ａの外径と略等しく、削孔ロッド４１の移動は削孔セントラライザ４４によって案内される。
【００２３】
削孔ドリフタ４５は、削孔ロッド本体４１ａに回転力を付与可能に形成されている。ビット４１ｂをトンネルＴの周壁Ｗに押付けた状態で削孔ドリフタ４５により削孔ロッド本体４１ａに回転力を付与してビット４１ｂを回転させることにより、孔２がトンネルＴの周壁Ｗに削孔される。
【００２４】
削孔ロッド４１は、回転に加えてトンネルＴの周壁Ｗを打撃することにより孔２を削孔するように形成されていてもよい。この場合には、削孔ドリフタ４５は、回転力に加えて打撃力を削孔ロッド４１に付与する。削孔ドリフタ４５を用いて削孔ロッド４１を周壁Ｗに押し当てることにより周壁Ｗに孔２が形成される。
【００２５】
図３に示すように、注入機５０は、孔２に充填材３を注入する注入ロッド５１と、注入ロッド５１を移動自在に支持する注入ロッド支持部５２と、を備える。
【００２６】
注入ロッド５１は、円筒状の注入ロッド本体５１ａと、注入ロッド本体５１ａの外周面に設けられる側管５１ｂと、を有する。側管５１ｂは、不図示のホースを介して台車１０（図１参照）に搭載される不図示のポンプに接続されている。ポンプから供給される充填材３は、側管５１ｂを通じて注入ロッド本体５１ａ内に導かれ、注入ロッド本体５１ａの先端に形成される開口５１ｃから吐出される。
【００２７】
注入ロッド支持部５２は、直線状に形成された注入ガイドセル５３と、注入ガイドセル５３の一端に設けられる注入セントラライザ５４と、注入ガイドセル５３に移動自在に搭載される注入ロッド送出機構５５と、を有する。注入ロッド送出機構５５は、不図示の駆動機構により注入ガイドセル５３に沿って往復移動する。
【００２８】
注入ロッド送出機構５５は、注入ロッド本体５１ａが注入ガイドセル５３と略平行になるように注入ロッド本体５１ａの基端側を支持している。そのため、注入ロッド送出機構５５が注入ガイドセル５３に沿って往復移動すると、注入ロッド５１がその軸方向に往復移動する。
【００２９】
注入ロッド本体５１ａの基端側は閉塞されており、側管５１ｂを通じて注入ロッド本体５１ａ内に導かれた充填材３が注入ロッド本体５１ａの基端から流出するのを防止している。
【００３０】
注入セントラライザ５４には孔５４ａが形成されており、注入ロッド本体５１ａは孔５４ａを挿通している。孔５４ａの内径は注入ロッド本体５１ａの外径と略等しく、注入ロッド５１の移動は注入セントラライザ５４によって案内される。
【００３１】
図４に示すように、挿入機６０は、棒状のロックボルト１を移動自在に支持するロックボルト支持部６２を備える。
【００３２】
ロックボルト支持部６２は、直線状に形成された挿入ガイドセル６３と、挿入ガイドセル６３の一端に設けられる挿入セントラライザ６４と、挿入ガイドセル６３に移動自在に搭載されるロックボルト送出機構６５と、を有する。ロックボルト送出機構６５は、不図示の駆動機構により挿入ガイドセル６３に沿って往復移動する。
【００３３】
ロックボルト送出機構６５は、ロックボルト１が挿入ガイドセル６３と略平行になるようにロックボルト１の後端を取り外し可能に支持する。そのため、ロックボルト送出機構６５がロックボルト１を支持した状態で挿入ガイドセル６３に沿って往復移動すると、ロックボルト１がその軸方向に往復移動する。
【００３４】
ロックボルト支持部６２によって支持されたロックボルト１がトンネルＴの周壁Ｗに設置されると、ロックボルト送出機構６５によるロックボルト１の支持が解除される。別のロックボルト１をトンネルＴの周壁Ｗに設置する際には、別のロックボルト１が不図示のボルトマガジンから供給され、ロックボルト送出機構６５によって支持される。
【００３５】
挿入セントラライザ６４には孔６４ａが形成されており、ロックボルト１は孔６４ａを挿通する。孔６４ａの内径はロックボルト１の外径と略等しく、ロックボルト１の移動は挿入セントラライザ６４によって案内される。
【００３６】
好ましくは、ロックボルト１は、定着板４及びナット５を挿通し装備した状態でロックボルト支持部６２によって支持される。定着板４は、ロックボルト１が不図示のボルトマガジンから供給された際には、挿入セントラライザ６４とロックボルト送出機構６５との間に配置される。そのため、定着板４をトンネルＴの周壁Ｗに設置するには、定着板４は、挿入セントラライザ６４を超えて移動する必要がある。
【００３７】
挿入セントラライザ６４は、定着板４の通過を許容できるように、定着板４の通過に対して退避可能に構成されている。具体的には、挿入セントラライザ６４は、挿入ガイドセル６３にスイング自在に設けられる第１部材６４ｂと、好ましくは、挿入ガイドセル６３に対してスイング自在に設けられる第２部材６４ｃと、を有する。第１部材６４ｂはロックボルト１を支持可能であると共に定着板４の通過に対してロックボルト１から退避可能な切り欠きが形成されている。また、第２部材６４ｃにもロックボルト１から退避可能である切り欠きが形成されている。挿入セントラライザ６４がロックボルト１の移動を案内する状態（図４に示す状態）では、第１部材６４ｂの支持部及び第２部材６４ｃによって孔６４ａが形成される。つまり、挿入セントラライザ６４がロックボルト１の移動を案内する状態では、第１部材６４ｂでロックボルト１を支持する。また、第２部材６４ｃと協働してロックボルト１の外周を包囲しても良い。ロックボルト送出機構６５によりロックボルト１が地山側に移動してロックボルト１の先端が孔２に挿入された後は、挿入セントラライザ６４は無くてもロックボルト１は孔２に案内されるので、挿入セントラライザ６４の第１部材６４ｂ及び第２部材６４ｃは挿入ガイドセル６３に対してスイングして、挿入セントラライザ６４はロックボルト１から退避して、定着板４の通過を可能とする。
【００３８】
なお、「切り欠き」とは、前述した注入セントラライザ５４に形成された孔５４ａを有する環状の部材ではなく、環状の部材の一部に形成され、例えばＣ型、コの字型の通過部を形成するようになる部分を「切り欠き」という。
【００３９】
また、挿入セントラライザ６４は、図１０及び図１１に示すように、第１部材６４ｂと、第１部材６４ｂにスイング自在に設けられる第２部材６４ｃと、を有していてもよい。第１部材６４ｂと第２部材６４ｃとには半円状の切り欠きが形成されており、挿入セントラライザ６４がロックボルト１の移動を案内する状態（図１０及び図１１に示す状態）では、第１部材６４ｂ及び第２部材６４ｃの切り欠きによって孔６４ａが形成される。つまり、挿入セントラライザ６４がロックボルト１の移動を案内する状態では、第１部材６４ｂと第２部材６４ｃとが協働してロックボルト１の外周を包囲する。
【００４０】
第１部材６４ｂと第２部材６４ｃとがロックボルト１の外周を包囲している状態から第２部材６４ｃ及び第１部材６４ｂをスイングさせることにより、定着板４が挿入セントラライザ６４に干渉しなくなる。したがって、挿入セントラライザ６４を超えて定着板４を移動させることができ、ロックボルト１を孔２に挿入すると共に定着板４をトンネルＴの周壁Ｗに近づけることができる。ロックボルト送出機構６５により孔２にロックボルト１を挿入することにより、定着板４及びナット５が地山の周壁Ｗに押し付けられる。
【００４１】
なお、ロックボルト送出機構６５は、ロックボルト１の回転を拘束した状態でナット５を回転可能であってもよい。この場合、ロックボルト１の後端の外周に形成された雄ねじ部にナット５を螺合させることができる。
【００４２】
図５及び図６に示すように、作業部３０は、削孔ロッド支持部４２と注入ロッド支持部５２とロックボルト支持部６２とを連結する連結部材３１と、連結部材３１を支持する支持部材３２と、を備えている。連結部材３１は、具体的には、削孔ガイドセル４３と注入ガイドセル５３と挿入ガイドセル６３とを連結する。なお、図５では、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２の図示を省略している。
【００４３】
支持部材３２は、円柱状の軸部３２ａと、軸部３２ａの外周から軸部３２ａの径方向に突出する突出部３２ｂと、突出部３２ｂの先端面に固定されるアーム部３２ｃと、アーム部３２ｃに設けられる一対の平行板３２ｄ，３２ｅと、を有している。平行板３２ｄ，３２ｅが第３軸Ａ３を中心にスイング自在に第２回転部２５（図１参照）に支持されている。換言すれば、平行板３２ｄ，３２ｅが支持部材３２とブーム２０（図１参照）との支持点である。
【００４４】
連結部材３１は、円筒状の軸受部３１ａと、軸受部３１ａの外周から軸受部３１ａの径方向に扇状に突出する突出部３１ｂを有している。支持部材３２の軸部３２ａは、軸受部３１ａに回転自在に挿入されており、連結部材３１は支持部材３２に対して軸部３２ａの周り（回転軸Ｇの周り）に回転自在である。
【００４５】
突出部３１ｂには、平面３１ｃ，３１ｄ，３１ｅが回転軸Ｇの周りにこの順に形成されている。平面３１ｃには、削孔ロッド４１の移動方向が回転軸Ｇと平行になるように削孔ガイドセル４３が固定されている。同様に、平面３１ｄ，３１ｅには、注入ロッド５１及びロックボルト１の移動方向が回転軸Ｇと平行になるように注入ガイドセル５３及び挿入ガイドセル６３がそれぞれ固定されている。つまり、削孔ロッド４１の移動方向、注入ロッド５１の移動方向及びロックボルト１の移動方向は互いに平行であり、かつ回転軸Ｇと平行である。
【００４６】
削孔セントラライザ４４の孔４４ａ及び注入セントラライザ５４の孔５４ａの中心は、回転軸Ｇを中心とする円Ｈ上に位置している。また、挿入セントラライザ６４がロックボルト１の外周を包囲する状態では、挿入セントラライザ６４の孔６４ａの中心は、円Ｈ上に位置している。つまり、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２は、同一の円Ｈ上に削孔ロッド４１、注入ロッド５１及びロックボルト１を支持する。したがって、支持部材３２を保持した状態で連結部材３１を回転させることにより、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１及びロックボルト１を移動させることができる（図７及び図８参照）。
【００４７】
作業部３０は、支持部材３２に対して連結部材３１を回転させる駆動部としての一対の流体圧シリンダ３４，３５を備えている。流体圧シリンダ３４，３５のチューブ底部３４ａ，３５ａが互いに固定されており、流体圧シリンダ３４，３５のロッド先端３４ｂ，３５ｂが連結部材３１及び支持部材３２にそれぞれ連結されている。流体圧により一対の流体圧シリンダ３４，３５が伸縮すると、連結部材３１が支持部材３２に対して回転する。
【００４８】
流体圧シリンダ３４，３５の伸長限及び収縮限は、回転軸Ｇ周りの孔４４ａの中心と孔５４ａの中心との間の角度α、及び回転軸Ｇ周りの孔５４ａの中心と孔６４ａの中心との間の角度βに基づいて設定されている。
【００４９】
具体的には、流体圧シリンダ３４の伸長限及び収縮限は、流体圧シリンダ３５が伸長限まで伸長している状態（図６及び図７に示す状態）において流体圧シリンダ３４の伸縮により連結部材３１が角度α回転するように設定されている。そのため、流体圧シリンダ３４，３５を伸長限まで伸長させている状態（図６に示す状態）から流体圧シリンダ３４を収縮限まで収縮させると、連結部材３１は角度α回転し、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１が移動する（図７参照）。
【００５０】
また、流体圧シリンダ３５の伸長限及び収縮限は、流体圧シリンダ３４が収縮限まで収縮している状態（図７及び図８に示す状態）において流体圧シリンダ３５の伸縮により連結部材３１が角度β回転するように設定されている。そのため、流体圧シリンダ３４を収縮限まで収縮させかつ流体圧シリンダ３５を伸長限まで伸長させている状態（図７に示す状態）から流体圧シリンダ３５を収縮限まで収縮させると、連結部材３１は角度β回転し、注入ロッド５１があった位置にロックボルト１が移動する（図７参照）。
【００５１】
このように、作業部３０では、流体圧シリンダ３４，３５を伸長限から収縮限まで収縮させることにより、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１及びロックボルト１を移動させることができる。したがって、削孔ロッド４１により削孔された孔２に注入ロッド５１及びロックボルト１を容易に位置合わせすることができる。
【００５２】
流体圧シリンダ３４，３５を伸長限又は収縮限まで伸縮させる動作は、流体圧シリンダ３４，３５をそのストローク量を管理して伸縮させる動作と比較して、複雑な制御を必要としない。したがって、簡素な構成で注入ロッド５１及びロックボルト１を位置合わせすることができる。
【００５３】
支持部材３２は、軸部３２ａから回転軸Ｇに沿って突出する突当て部３２ｆを有している。突当て部３２ｆは、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２、ロックボルト支持部６２及び連結部材３１よりも突出することができる。そのため、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２、ロックボルト支持部６２及び連結部材３１がトンネルＴの周壁Ｗに干渉することなく突当て部３２ｆをトンネルＴの周壁Ｗに押付けることができ、周壁Ｗに対して支持部材３２を保持することができる。したがって、注入ロッド５１及びロックボルト１の位置合わせがより容易になる。
【００５４】
突当て部３２ｆは、第１、第２及び第３ブームシリンダ２１，２２，２３を駆動することによってトンネルＴの周壁Ｗへ押付けられる。つまり、第１、第２及び第３ブームシリンダ２１，２２，２３は、突当て部３２ｆをトンネルＴの周壁Ｗへ押付ける押付部である。
【００５５】
突当て部３２ｆの先端にはゴム等の弾性体が装着されている。そのため、突当て部３２ｆを周壁Ｗに密着させることができ、周壁Ｗに対して支持部材３２をより確実に保持することができる。したがって、注入ロッド５１及びロックボルト１の位置合わせがより容易になる。
【００５６】
突当て部３２ｆの先端は凸状に形成されていてもよい。この場合には、突当て部３２ｆをトンネルＴの周壁Ｗに押付けたときに突当て部３２ｆを周壁Ｗに食い込ませることができ、周壁Ｗに対して支持部材３２をより確実に保持することができる。したがって、注入ロッド５１及びロックボルト１の位置合わせがより容易になる。
【００５７】
突当て部３２ｆは軸部３２ａに対して出没自在であり、突当て部３２ｆの突出量を変更可能である。トンネルＴの周壁Ｗの凹凸に応じて突当て部３２ｆの突出量を変更することにより、トンネルＴの周壁Ｗに突当て部３２ｆを押付けた状態での削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２、ロックボルト支持部６２とトンネルＴの周壁Ｗとの間に所望の間隔を設けることができる。したがって、連結部材３１の回転時に削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２、ロックボルト支持部６２がトンネルＴの周壁Ｗと干渉するのを防止することができる。
【００５８】
また、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２は、回転軸Ｇに対して平行板３２ｄ，３２ｅとは反対側において回転自在である。したがって、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２がアーム３２ｃと干渉するのを防止することができ、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２の回転範囲を広く設定することができる。
【００５９】
次に、ロックボルト施工装置１００を用いてロックボルト１を設置する方法について、説明する。
【００６０】
まず、不図示の掘削機を用いて地山を掘削し、地山内にトンネルＴを形成する。次に、台車１０を移動させ、ロックボルト施工装置１００をトンネルＴ内の所望の位置に設置する。次に、作業部３０をトンネルＴの周壁Ｗの近傍に移動させると共に回転軸Ｇが周壁Ｗに対して略直交するように作業部３０の向きを調整する。
【００６１】
次に、流体圧シリンダ３４，３５を伸長限まで伸長させ、削孔ロッド４１を削孔位置に移動させる。次に、削孔ロッド４１を周壁Ｗに押付けて回転させ、孔２を削孔する。孔２を削孔しつつ突当て部３２ｆを周壁Ｗに押付け、支持部３２を保持する。削孔終了後、削孔ロッド４１を孔２から抜き出す。
【００６２】
なお、削孔ロッド４１を周壁Ｗに押付ける前に突当て部３２ｆを周壁Ｗに押付けて支持部３２を保持してもよい。つまり、削孔ロッド４１を周壁Ｗに押付けるに前後して、突当て部３２ｆを周壁Ｗに押付け、支持部３２を保持する。同じく前後して削孔ロッド４１を回転させ、孔２を削孔する。
【００６３】
次に、流体圧シリンダ３４を収縮限まで収縮させ、連結部材３１を回転させる。これにより、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１が移動し、注入ロッド５１の位置合わせが完了する。次に、注入ロッド５１を移動させて孔２の奥まで挿入する。次に、注入ロッド５１から充填材３を孔２内に注入する。このとき、注入ロッド５１を孔２から引き抜きながら充填材３を孔２に注入することにより、孔２の全体に充填材３を行き渡らせることができる。注入終了後、注入ロッド５１を孔２から抜き出す。
【００６４】
次に、流体圧シリンダ３５を収縮限まで収縮させ、連結部材３１を回転させる。これにより、注入ロッド５１があった位置にロックボルト１が移動し、ロックボルト１の位置合わせが完了する。次に、ロックボルト１を移動させて孔２に挿入する。次に、挿入セントラライザ６４によるロックボルト１の包囲を解除し、ロックボルト１を更に挿入し、ナット５が螺合されたロックボルト１と定着板４を周壁Wに設置する。その後、ロックボルト送出機構６５によるロックボルト１及びナット５の支持を解除して、ロックボルト送出機構６５を後退させる。
【００６５】
以上により、ロックボルト１の設置が完了する。別のロックボルト１を周壁Ｗに設置する際には、不図示のボルトマガジンからロックボルト１をロックボルト支持部６２に供給して支持すると共に、上記の工程を繰り返す。
【００６６】
以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００６７】
ロックボルト施工装置１００は、削孔ロッド支持部４２と注入ロッド支持部５２とロックボルト支持部６２とを連結する連結部材３１と、連結部材３１を回転自在に支持する支持部材３２と、を備えている。そのため、孔２の削孔からロックボルト１の挿入までの一連の作業がロックボルト施工装置１００を用いて行われ、作業員の手作業が不要になる。
【００６８】
また、ロックボルト施工装置１００では、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２は、回転軸Ｇを中心とする同一円Ｈ上に削孔ロッド４１、注入ロッド５１及びロックボルト１を支持する。そのため、回転軸Ｇ周りに削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２を回転させることにより、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１及びロックボルト１を移動させることができる。したがって、孔２に対して注入ロッド５１及びロックボルト１を容易に位置合わせすることができ、ロックボルト１の設置に要する時間を短縮することができる。また、作業員が各支持部に近づく必要がないので、作業員にとって安全な作業とすることができる。
【００６９】
なお、回転軸Ｇ周りに、削孔ロッド支持部４２とロックボルト支持部６２の間に注入ロッド支持部５２が配置されていることが好ましい。そのように配置することで、孔２の削孔、充填材３の注入、ロックボルト１の挿入の作業を順序よく行うことができる。
【００７０】
また、突当て部３２ｆは、第１、第２及び第３ブームシリンダ２１，２２，２３を駆動することによってトンネルＴの周壁Ｗへ押付けられる。そのため、周壁Ｗに対して支持部材３２を保持することができる。したがって、注入ロッド５１及びロックボルト１の位置合わせがより容易になる。
【００７１】
また、突当て部３２ｆは、軸部３２ａに対して出没自在であり、突当て部３２ｆの突出量を変更可能である。トンネルＴの周壁Ｗの凹凸に応じて突当て部３２ｆの突出量を変更することにより、トンネルＴの周壁Ｗに突当て部３２ｆを押付けた状態での削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２、ロックボルト支持部６２とトンネルＴの周壁Ｗとの間に所望の間隔を設けることができる。したがって、連結部材３１の回転時に削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２、ロックボルト支持部６２がトンネルＴの周壁Ｗと干渉するのを防止することができる。
【００７２】
また、突当て部３２ｆの先端にはゴム等の弾性体が装着されている。そのため、突当て部３２ｆを周壁Ｗに密着させることができ、周壁Ｗに対して支持部材３２をより確実に保持することができる。したがって、注入ロッド５１及びロックボルト１の位置合わせがより容易になる。
【００７３】
突当て部３２ｆの先端が凸状に形成されている場合には、突当て部３２ｆをトンネルＴの周壁Ｗに押付けたときに突当て部３２ｆを周壁Ｗに食い込ませることができ、周壁Ｗに対して支持部材３２をより確実に保持することができる。したがって、注入ロッド５１及びロックボルト１の位置合わせがより容易になる。なお、先端は凸状に形成されているとは、先端の一部が凸状に形成されていても、複数箇所が凸状に形成されていても、先端の全体が凸状に形成されていてもよい。
【００７４】
ロックボルト施工装置１００では、流体圧シリンダ３４，３５を伸長限から収縮限まで収縮させることにより、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１及びロックボルト１を移動させることができる。したがって、簡素な構成で注入ロッド５１及びロックボルト１を位置合わせすることができる。
【００７５】
また、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２は、回転軸Ｇに対して平行板３２ｄ，３２ｅとは反対側において回転自在である。したがって、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２がアーム３２ｃと干渉するのを防止することができ、削孔ロッド支持部４２、注入ロッド支持部５２及びロックボルト支持部６２の回転範囲を広く設定することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００７７】
上記実施形態では、トンネルＴの周壁Ｗにロックボルト１を設置する場合について説明したが、ロックボルト施工装置１００及びロックボルト施工方法は、道路の法面にロックボルト１を設置する場合にも適用可能である。
【００７８】
定着板４は、ロックボルト施工装置１００を用いずに人手により地山に設置してもよい。この場合には、挿入セントラライザ６４は、定着板４の通過を許容可能に形成されていなくてもよい。また、ロックボルト送出機構６５は、ナット５をロックボルト１に螺合させるように形成されていなくてもよい。
【００７９】
本実施形態では、流体圧シリンダ３４，３５を伸長限から収縮限まで収縮させることにより、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１及びロックボルト１を移動させるが、本発明はこの形態に限られない。例えば、流体圧シリンダ３４，３５を収縮限から伸長限まで伸長させることにより、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１及びロックボルト１を移動させてもよい。また、図９に示すように、流体圧シリンダ３４は、その伸長限から収縮限まで収縮したときに削孔ロッド４１とロックボルト１の間における回転軸Ｇ周りの角度γだけ連結部材３１を回転させる（削孔ロッド４１があった位置にロックボルト１を移動させる）ように構成されていてもよい。図９に示す場合において、削孔ロッド４１があった位置に注入ロッド５１を移動させるには、流体圧シリンダ３４を収縮して角度γだけ連結部材３１を回転させた後、流体圧シリンダ３５を伸長して角度βだけ連結部材３１を逆方向に回転させる。つまり、流体圧シリンダ３４，３５は、その伸長限から収縮限まで収縮したとき又はその逆のときに、削孔ロッド４１、注入ロッド５１及びロックボルト１のうちの２つの間における回転軸Ｇ周りの角度、連結部材３１を回転させるように構成されていればよい。
【００８０】
本発明は、連結部材３１の回転量を流体圧シリンダ３４，３５の伸長限及び収縮限によって管理する形態に限られない。例えば、連結部材３１の回転を制限可能なストッパを用いて連結部材３１の回転量を管理してもよいし、伸長限または収縮限を設定してもよい。また、流体圧シリンダのストローク量で回転量を管理してもよい。ストッパ又はストローク量で回転量を管理する場合には、１つの流体圧シリンダを用いて連結部材３１を回転させるように構成されていてもよい。
【００８１】
ロックボルト施工装置１００は、ブーム２０を複数備え、各ブーム２０に作業部３０が取付けられていてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１００・・・ロックボルト施工装置
１・・・ロックボルト
２・・・孔
３・・・充填材
２０・・・ブーム
２１・・・第１ブームシリンダ（押付部）
２２・・・第２ブームシリンダ（押付部）
２３・・・第３ブームシリンダ（押付部）
３１・・・連結部材
３２・・・支持部材
３２ａ・・・軸部
３２ｆ・・・突当て部
３４・・・流体圧シリンダ（駆動部）
３５・・・流体圧シリンダ（駆動部）
４１・・・削孔ロッド
４２・・・削孔ロッド支持部
５１・・・注入ロッド
５２・・・注入ロッド支持部
６２・・・ロックボルト支持部
Ｇ・・・回転軸
Ｈ・・・円
Ｔ・・・トンネル
Ｗ・・・周壁
【図１】
2020094364.tif 000003
【図２】
2020094364.tif 000004
【図３】
2020094364.tif 000005
【図４】
2020094364.tif 000006
【図５】
2020094364.tif 000007
【図６】
2020094364.tif 000008
【図７】
2020094364.tif 000009
【図８】
2020094364.tif 000010
【図９】
2020094364.tif 000011
【図１０】
2020094364.tif 000012
【図１１】
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