(57)【要約】      （修正有）【課題】土木関連工事のトンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔において、大きな振動や騒音の発生を防ぐとともに、粉塵を飛散させずに効率よく岩盤・岩石等の施工ができる無反力掘削・削孔工法を提供する。【解決手段】燃焼ガスをコントロ−ラ−盤９に送る工程と、操作室８の作業指示を受信盤６に送る工程と、コントロ−ラ−盤９に受信盤６からの作業指示と操作室８からの作業指示を送る工程と、コントロ−ラ−盤９からロボットアーム本体１１に燃焼ガスを送る工程とを、備えた。【選択図】図１
2019078146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木関連工事のトンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔において、
燃焼ガスをコントロ−ラ−盤に送る工程と、
操作室の作業指示を受信盤に送る工程と、
前記コントロ−ラ−盤に前記受信盤からの作業指示と前記操作室からの作業
指示を送る工程と、
前記コントロ−ラ−盤から掘削・削孔用作業ア−ムに前記燃焼ガスを送る工
程からなる岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工法。
【請求項２】
燃焼ガスが、アセチレンガスと酸素である、請求項１に記載の岩盤・岩石等
の無反力  掘削・削孔工法。
【請求項３】
土木関連工事のトンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔において、
岩盤・岩石等を溶解する燃焼ガス機器と、
操作室からの作業指示を受信する受信盤と、
前記受信盤と前記操作室からの指示に基づき前に燃料ガス機器からの燃焼ガス
の流入量をコントロ−ルするコントロ−ラ−盤と、
前記コントロ−ラ−盤からの燃焼ガスにより岩盤・岩石等の掘削及び削孔作業
を行う作業ア−ム機器からなることを特徴とする岩盤・岩石等の無反力掘削・
削孔装置。
【請求項４】
燃焼ガス機器が、アセチレンガス機器と酸素機器からなる、請求項３の岩盤・
岩石等の無反力掘削・削孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木関連工事のトンネル岩盤・岩石掘削や鉱山の岩盤・岩石採掘工法
及びその掘削・削孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの岩盤掘削施工方法としては、まず、シ−ルド工法があげられ、シ−
ルド機や各種機器を用いて造る工法であり、都市部などの地上部が開発されてい
る場所や、河川下などにトンネルを造る場合に採用されており、地下鉄や下水道
トンネル等に使用されている工法である。
【０００３】
次に、トンネル・ボ−リング・マシン（ＴＢＭ）工法がある。
かかるＴＢＭ工法は、山地部などの岩盤にトンネルを造る場合で、トンネル・−
リング・マシンという機械を用いてトンネルを造る工法で、スピ−ドが求められ
る場合などで採用されており、発電用導水路トンネル等で使用されている工法で
ある。
【０００４】
次に、山岳工法があげられ、かかる工法は、シ−ルド機やＴＢＭのような機械
を使わないで、山地部などの岩盤に直接機械や人力等でトンネルを造る場合に採
用されており、道路トンネル等で使用されている工法である。
【０００５】
また、大口径の岩盤削孔施工方法としては、まず、ア−スオ−ガ掘削工法があ
る。かかる工法は、オ−ガ先端に取り付けた特殊刃先により岩盤を掘削する単
軸式掘削工法と、互いに逆転する外側ケ−シングの先端に取り付けた特殊刃先
により岩盤を掘削する二軸同軸式掘削工法がある。
【０００６】
次に、ロ−タリ掘削工法がある。かかる工法は、ロ−ラビットにドリルカラ−
で荷重をかけ、ロ−タリテ−ブルでまたはパワ−スィベルでビットを回転して岩
盤を掘削する工法である。
【０００７】
次に、パ−カッション掘削工法があげられる。かかる工法は、重錘の自由落下
の繰り返しによる衝撃、またはダウンザホ−ルハンマビット先端のチップに打撃
を与えて岩盤を掘削する工法である。
【０００８】
そして、ケ−シング回転掘削工法があげられ、かかる工法は、回転するケ−シ
ングチュ−ブの先端に取り付けた特殊刃先で岩盤を掘削する方式で、ケ−シング
チュ−ブを３６０度連続的に回転させながら地盤に圧入するケ−シング回転掘削
工法である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、近年、市街地周辺や重要施設近傍での岩盤掘削・削孔工事が増        加しており、岩盤掘削・削孔時の振動や騒音が周辺の施設や家屋や居住者などに
不快感を与える環境振動と近接構造物への影響が大きくなっており、周辺環境へ
強く配慮した工法や装置が求められている。
【００１０】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであり、大きな振動や騒音
の発生を防ぐとともに、粉塵を飛散させずに効率よく岩盤・岩石等の掘削・削孔
を行うことができる岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工法及び無反力掘削・削孔        装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係る岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工
法は、土木関連工事のトンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔において、
燃焼ガスをコントロ−ラ−盤に送る工程と、操作室の作業指示を受信盤に送る工程
と、前記コントロ−ラ−盤に前記受信盤からの作業指示と前記操作室からの作業指
示を送る工程と、前記コントロ−ラ−盤から掘削・削孔用作業ア−ムに
前記燃焼ガスを送る工程を備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記燃焼ガスが、アセチレンガスと酸素である工程を備えていて、削す
るための圧縮空気を送ることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔装置は、土木関連工事のト
ンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔において、岩盤・岩石等を溶解する
燃焼ガス機器と、操作室からの作業指示を受信する受信盤と、前記受信盤と前記操
作室からの指示に基づき前に燃料ガス機器からの燃焼ガスの流入量をコントロ−ル
するコントロ−ラ−盤と、前記コントロ−ラ−盤からの燃焼ガスと圧縮空気により
岩盤・岩石等の掘削及び削孔作業を行う作業ア−ム機器からなるこ
とを特徴とする。
【００１４】
また、燃焼ガス機器が、アセチレンガス機器と酸素機器からなることを特 徴とす
る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、岩盤・岩石等の掘削・削孔工程でアセチレンガスと酸素により
岩盤・岩石を溶解し吹き飛ばしながら掘削・削孔作業するため、大きな騒音や振動を
防ぐことができるとともに、粉塵を飛散させることもないので、効率よく岩盤岩石等
の掘削・削孔を施工することができる。また、粉塵対策も必要なく経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工法及び無反力掘削・削孔装置に係      る概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明に係る岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工法及び無反力掘削・削
孔装置の一実施例を示す。図１において、燃焼ガスは、アセチレンガス機器として      のアセチレンガスボンベ１と、酸素機器としての酸素ボンベ２とから構成され、ア
セチレンガスボンベ１は、アセチレンガス調整器１３によってアセチレンガス流量
が所定の流量となるように調整することができる機器である。
所定の流量とは、酸素とともに岩盤や岩石の種類によってそれら岩盤や岩石を溶解
することができる流量のことを示している。
このアセチレンガス調整器１３は遮蔽板４に受け金具によって取り付けられてい。      流量が調整されたアセチレンガスは、アセチレンガスホ−ス１２によってコントロ
−ラ−盤９に送られる。
なお、アセチレンガスホ−ス１２は遮蔽板４内のホ−ス貫通パイプ５を介してコン
トロ−ラ−盤９に接続されている。
【００１８】
一方、酸素機器としての酸素ボンベ２は、酸素調整器１５によって、酸素流量が所
定の流量となるように調整することができる機器である。
所定の流量とは、アセチレンガスとともに岩盤や岩石の種類によってそれら岩盤や岩
石を溶解することができる流量のことを示している。
この酸素調整器１３は遮蔽板４に受け金具によって取り付けられている。
そして、流量が調整された酸素は酸素ホ−ス１４によってコントロ−ラ−盤９に接続
されている。
なお、酸素ホ−ス１４は遮蔽板４内のホ−ス貫通パイプ５を介してコントロ−ラ−盤
９に接続されている。
【００１９】
また、現場事務である操作室８からの作業指示は無線ラン７を介して受信盤６と
コントロ−ラ−盤９に送信され、受信盤６とコントロ−ラ−盤９とは、接続ケ−ブ
ル１７によって互いに接続されている。
さらに、コントロ−ラ−盤９には、コンプレッサ−３からの圧縮空気を送る圧縮空
気ホ−ス１６が接続されている。
【００２０】
そして、コントロ−ラ−盤９からは、アセチレンガスホ−ス１２、酸素ホ-ス、
圧縮空気ホ−ス１６、接続ケ−ブル１７がそれぞれロボットア−ム取り付部遮蔽
板１０内を介して掘削・削孔用の作業ア−ム機器としてのロボットア−ム本体１１
に接続されている。
【００２１】
また、ロボットア−ム取り付部遮蔽板１０はアセチレンガスホ−ス１２、酸素ホ
−ス１４、圧縮空気ホース１６、接続ケ−ブル１７がそれぞれ上記遮蔽板１０内の
ホ−ス貫通パイプ５を介して通されている。
さらに、上記遮蔽板１０には、監視カメラ１８、１８がロボットア−ム本体１１の
左右位置に設置されている。
【００２２】
ロボットア−ム取り付部遮蔽板１０は、ロボットア−ム本体１１からのアセチレ
ンガスの可燃熱を遮蔽する耐火材料からなり、また、遮蔽板４も同様の材料からっ
ている。これらの遮蔽板１０，４により上述の機材等を保護することができる。
【００２３】
ロボットア−ム本体１１は、耐熱材からなり、先端にバ−ナ−を有するア−ム
部分が設けられ、その先端からアセチレンガスと酸素が吹き付けられることで岩
盤・岩石等を溶解して切溝や孔あけ作業をすることができる。
【００２４】
アセチレンガスと酸素による岩盤・岩石等の溶解掘削・削孔にあっては、岩盤・
岩石の層は大陸上部地殻である花崗岩質、大陸下部地殻である玄武岩質、上部マン
トルであるカンラン岩質からなると考えられている。
これら岩盤・岩石の融点を見るに花崗岩が約２，９００度であり、玄武岩が約２，
８５２度であり、カンラン岩が約２，６００度〜２，９００度から融点反応が始ま
ることから、通常アセチレンガスと酸素の吹き付けによるガス燃焼の接地温度は、
約２，５００度〜３，３３００度と設定することができ、さらに、高濃度アセチレ
ンガスと、酸素によるガス燃焼の接地温度は、約３，０００度〜３，６００度と設      定することができる。なお、砂岩にあっては約８００度で溶解することができる。
したがって、上記の岩盤・岩石を溶解する温度に達する如く、ガス燃焼のエネル
ギ−調整を行い、溶解が始まった岩盤・岩石をコンプレッサ−３からの圧縮空気を
吹き付けて、沸騰させて蒸発させながら溝掘削・削孔の施工を行うことができる。
なお、アセチレンガスの着火は、遠隔操作スパ−クライタ−着火方式である。
【００２５】
アセチレンガスと、酸素の燃焼ガスによる高速削孔は、径４０ｍｍ〜５０ｍｍ
程度以上で、深度奥行きが２００ｍｍ程度以上であり、一方、高速溝掘削は、線
状に溝切が幅１０ｍｍ〜５０ｍｍで、深度が２００ｍｍ以上で可能となる。
したがって、掘削・削孔作業は、水平方向や垂直方向さらには円形型等の曲りに
も自由に対応できることになる。
【００２６】
本発明の岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工法の工程操作は、交流２００ボル
ト電源と交流１００ボルト電源と、テレビカメラと無線装置とワイファイ電波装
置を採用したロボットア−ム本体１１を用いて、現場事務所である操作室８等外
部に設置したパソコンやモニタ−により操作を行うことができ作業現場には人が
いない、いわゆる無人の遠隔操作で行うことができる。
【００２７】
また、ロボットア−ム本体１１には、張り巡らされたワイファイ電波や無線電
波により、携帯のスマ−トフォンまたはタブレットによる作業場以外からの遠隔
操作もすることができ、作業現場に人がいないという無人化による遠隔操作もする
ことができる。
【００２８】
さらに、上述の図１の各機器装置の全てを４トン車等または軌道車の台車等に
搭載し、アセチレンガスボンベ１、酸素ボンベ２、ガス調整としてのアセチレン
ガス調整器１３や酸素調整器１５、各種ホース類であるアセチレンガスホ−ス１２
や酸素ホ−ス１４や圧縮空気ホース１６、さらには電源コ−ドである接続ケ−ブル
１７等を耐熱材によって囲い、スペ−スが充分確保できる車幅にすることで安全を
確保しながら、車両式による移動を可能とすることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    アセチレンガスボンベ
２    酸素ボンベ
３    コンプレッサ−
４    遮蔽板
５    ホース貫通パイプ
６    受信盤
７    無線ラン
８    現場事務所としての操作室
９    コントロ−ラ−盤
１０  ロボットア−ム取り付部遮蔽板
１１  ロボットア−ム本体
１２  アセチレンガスホ−ス
１３  アセチレンガス調整器
１４  酸素ホ−ス
１５  酸素調整器
１６  圧縮空気ホ−ス
１７  接続ケ−ブル
１８  監視カメラ
【図１】
2019078146.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月14日(2018.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木関連工事のトンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔にお
いて、燃焼ガスの燃焼温度を岩盤・岩石が溶解する融点温度にエネルギ
ー調整するとともに、溶解が始まった前記岩盤・岩石にコンプレッサー
からの圧縮空気の吹き付ける施工操作をコンコントロ−ラ−盤に送る工
程と、操作室の作業指示を受信盤に送る工程と、前記コントロ−ラ−盤
に前記受信盤からの作業指示と前記操作室からの作業指示を送る工程と
前記コントロ−ラ−盤から掘削・削孔用作業ア−ムに前記燃焼ガスを送
る工程からなる岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工法。
【請求項２】
燃焼ガスが、アセチレンガスと酸素である、請求項１に記載の岩盤・
岩石の無反力  掘削・削孔工法。
【請求項３】
土木関連工事のトンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔にお
いて、岩盤・岩石等を溶解する燃焼ガス機器と、操作室からの作業指示
を受信する受信盤と、前記受信盤と前記操作室からの指示に基づき前に
燃料ガス機器からの燃焼ガスの流入量をコントロ−ルするコントロ−ラ
−盤と、前記コントロ−ラ−盤からの燃焼ガスにより、溶解が始まった
岩盤・岩石をコンプレッサ−からの圧縮空気を吹き付けて岩盤・岩石等
の掘削及び削孔作業を行う作業ア−ム機器からなることを特徴とする岩
盤・岩石等の無反力掘削・削孔装置。
【請求項４】
燃焼ガス機器が、アセチレンガス機器と酸素機器からなる、請求項３
の岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明に係る岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔装置は、土木関
連工  事のトンネル掘削及び鉱山の採掘等の岩盤掘削・削孔において、
燃 焼ガスの燃焼温度を岩盤・岩石が溶解する温度にエネルギー調整す
るとともに、溶解が始まった前記岩盤・岩石にコンプレッサーからの圧
縮空気の吹き付ける施工操作をコンコントロ−ラ−盤に送る工程と、操
作室の作業指示を受信盤に送る工程と、前記コントロ−ラ−盤に前記受
信盤からの作業指示と前記操作室からの作業指示を送る工程と、前記コ
ントロ−ラ−盤から掘削・削孔用作業ア−ムに前記燃焼ガスを送る工程
からなる岩盤・岩石等の無反力掘削・削孔工法からなることを特徴とす
る。