(57)【要約】【課題】長尺削孔装置の使用を制限しないために、できるだけ軽量化を図るとともに、ガイドバーの伸縮がスムーズに行えて、ガイドバー伸縮のための追加的な駆動源を新たに必要としない機構を提供する。【解決手段】アウターチューブ２２、これに組み付けられたエクステンションシリンダ２１、これに組み付けられたインナーチューブ２３、これに組み付けられたガイドレール３１、これに沿って前進後退自在に組み付けられたガイドセル３２、これに沿って前進後退自在に組み付けられたドリフタ３３、を備える長尺削孔装置用で、ドリフタ３３に連結される削孔ロッド３４をガイドするガイドバー２５であって、インナーチューブ２３内に伸縮可能に組み付けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターチューブと、このアウターチューブに組み付けられたエクステンションシリンダと、このエクステンションシリンダに組み付けられたインナーチューブと、このインナーチューブ上に組み付けられたガイドレールと、このガイドレールに沿って前進後退自在に組み付けられたガイドセルと、このガイドセルに沿って前進後退自在に組み付けられたドリフタと、を備える長尺削孔装置用で、前記ドリフタに連結される削孔ロッドをガイドするガイドバーであって、
前記インナーチューブ内に伸縮可能に組み付けたことを特徴とする長尺削孔装置用ガイドバー。
【請求項２】
前記長尺削孔装置は、前記エクステンションシリンダ及び前記インナーチューブを組み込む前記アウターチューブが前記ドリルジャンボのブーム先端に組み付けられ、前記エクステンションシリンダが前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出により伸縮動作し、
前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出による前記エクステンションシリンダの伸縮動作で前記ガイドセルが前進後退動作し、前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出により前記ガイドセルに沿って前記ドリフタが前進後退動作するとともに、前記インナーチューブに対し前記ガイドバーが伸縮動作することを特徴とする請求項１に記載の長尺削孔装置用ガイドバー。
【請求項３】
前記インナーチューブ内からの前記ガイドバーの脱落を防止する脱落防止部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の長尺削孔装置用ガイドバー。
【請求項４】
前記インナーチューブ先端部内に前記ガイドバーに対する汚れ掃除用のワイパー部材を設置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の長尺削孔装置用ガイドバー。
【請求項５】
前記ガイドバーは、側面板を両側に有し、上面が開放される一方、底面が前記側面板間に斜めに架設した斜材により形成され、剛性を高めるとともに軽量化が図られていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の長尺削孔装置用ガイドバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸方式のガイドセルによる長尺削孔装置に組込み設置可能なガイドバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルにおける補助工法の一つとして約12.5ｍに及ぶ長尺削孔が必要となる長尺先受け工法（例えば、長尺フォアパイリング工や長尺鏡ボルト工を指す）がある。その代表的な工法の一つであるＡＧＦ工法では、図９に示すような状況で施工が実施される。図９において、１０は約10ｃｍの厚さの鏡吹付けコンクリートを施した切羽である。
作業手順としては、切羽１０近傍に設置した施工重機であるドリルジャンボ６１のブーム６２先端に備えられる標準長さ5.3ｍのガイドセル６４に、図１０に示した削岩機６５により、通常、計四本打設する二重管による鋼管１・２・３・４のうち、先頭管１およびインナーロッドのみをセットし、最初の削孔・打設工を行う。
打設終了後、図１０に示すように、ガイドセル６４の位置を切羽１０近傍の高所に固定したまま、ドリルジャンボ１のバスケット６６に長さ約3.0ｍで重量約50ｋｇの中間管２と重量約20ｋｇのロッドを載せて上方へ移動し、作業員の手で鋼管２およびロッドのノミ継ぎ作業を行った後に削孔・打設工を実施する。以降、残りの二本分の鋼管３・４のノミ継ぎ作業および削孔・打設工を繰り返し、打設工が終了した時点でビット、ロッドを回収した後、鋼管１・２・３・４内から地山への注入工を行う。
従って、図９において、一般的な１打設長は12.5ｍ、ラップ長は3.5ｍ、１シフト長は9ｍとなる。
【０００３】
なお、長い削孔ロッドであってもロッドの継ぎ足しを行なうことなく一気に所定長の削孔が可能となる発明として、削孔機械であるドリルジャンボではなく、バックホーもしくはトラッククレーンのブーム先端に取り付ける長尺削孔装置がある（特許文献１参照）。
特許文献１の長尺削孔装置は、本体の架台に対して設けられた第１ガイドセルと、この第１ガイドセルの長手方向に沿って設けられたチェーンに噛合し、装備された第１フィードモータにより前後進自在に設けられた第２ガイドセルと、この第２ガイドセルの長手方向に沿って設けられたチェーンに噛合する前記第１フィードモータとは別の、装備された第２フィードモータにより前後進する削孔機本体とを備え、第２ガイドセルは、その後退時において、第１フィードモータにより第１ガイドセルの後端より後方に延在するように構成され、この第２ガイドセルの後退作動と独立して削孔機本体が第２フィードモータにより後退自在とされたものである。
【特許文献１】特許第２９２２１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述したＡＧＦ工法では、約12.5ｍに及ぶ長尺削孔による１打設を行うまでに三回の切羽近傍高所での重量物である二重管による鋼管・ロッドのノミ継ぎ作業が不可欠であることから、1)削孔・打設工に多大な時間・労力を要し、作業効率が悪くコストがかさむ、2)ノミ継ぎ作業時において、切羽近傍でしかも上空に持ち上げられたバスケット内という高所で狭い作業スペースの中で鋼管およびインナーロッドという重量物を人力で持ち上げ、ガイドセル上にセットするという危険作業を伴う、という問題点があった。
これを解決する手段として、補助工法実施時には山岳トンネルの支保工として不可欠なロックボルトの削孔・打設、あるいは発破孔の削孔にも使用するドリルジャンボ以外に、補助工法実施用の専用重機（例えば、トレビチューブ工法用重機）を別途用意する必要があるが、コストがかさむ欠点があった。
【０００５】
また、特許文献１の長尺削孔装置は、ドリルジャンボとは別のバックホーもしくはトラッククレーンのブーム先端に取り付けるもので、ガイドセルを二段のモータ駆動のチェーン機構による延伸機構で構成したものである。従って、ガイドセルの延伸駆動のために二個のモータを装備しなければならず、その分、コストがかさむ。
【０００６】
従って、延伸方式のガイドセルによる長尺削孔装置を、別個の駆動源を要することなくドリルジャンボに装備可能とすることが望まれる。
そして、延伸方式のガイドセルによる長尺削孔装置において、延伸した状態で鋼管を地組みする、あるいは削孔する際、その先頭管が重力方向に変形しない（たわまない）よう支持する伸縮可能なガイドバーが必要となる。
しかし、通常のドリルジャンボに装着されているガイドセルは延伸方式でないため、長尺削孔装置に組み込み可能な新たな伸縮可能のガイドバーが必要となる。
【０００７】
本発明の課題は、長尺削孔装置の使用を制限しないために、できるだけ軽量化を図るとともに、ガイドバーの伸縮がスムーズに行えて、ガイドバー伸縮のための追加的な駆動源を新たに必要としない機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、アウターチューブと、このアウターチューブに組み付けられたエクステンションシリンダと、このエクステンションシリンダに組み付けられたインナーチューブと、このインナーチューブ上に組み付けられたガイドレールと、このガイドレールに沿って前進後退自在に組み付けられたガイドセルと、このガイドセルに沿って前進後退自在に組み付けられたドリフタと、を備える長尺削孔装置用で、前記ドリフタに連結される削孔ロッドをガイドするガイドバーであって、前記インナーチューブ内に伸縮可能に組み付けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記長尺削孔装置は、前記エクステンションシリンダ及び前記インナーチューブを組み込む前記アウターチューブが前記ドリルジャンボのブーム先端に組み付けられ、前記エクステンションシリンダが前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出により伸縮動作し、前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出による前記エクステンションシリンダの伸縮動作で前記ガイドセルが前進後退動作し、前記ドリルジャンボからの作動油の供給排出により前記ガイドセルに沿って前記ドリフタが前進後退動作するとともに、前記インナーチューブに対し前記ガイドバーが伸縮動作することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記インナーチューブ内からの前記ガイドバーの脱落を防止する脱落防止部材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記インナーチューブ先端部内に前記ガイドバーに対する汚れ掃除用のワイパー部材を設置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の長尺削孔装置用ガイドバーであって、前記ガイドバーは、側面板を両側に有し、上面が開放される一方、底面が前記側面板間に斜めに架設した斜材により形成され、剛性を高めるとともに軽量化が図られていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長尺削孔装置用のガイドバーの伸縮機構としてできるだけ軽量化できて、長尺削孔装置の使用を制限することがなく、しかも、ガイドバーの伸縮がスムーズに行えて、ガイドバー伸縮のための追加的な駆動源を新たに必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１は長尺削孔装置の一実施形態の構成を示すもので、前述と同様、１・２・３・４は鋼管（二重管）、１０は切羽であり、１１はドリルジャンボ、２１はエクステンションシリンダ、２２はアウターチューブ、２３はインナーチューブ、３１はガイドレール、３２はガイドセル、３３はドリフタ、４１は支点プーリ、４２はフロントプーリ、４５はリアプーリである。
【００１５】
この実施形態において、作業の効率化とコストダウンおよび安全性向上を図るために、汎用機であるドリルジャンボ１１を使って12.5ｍ程度の長尺鋼管１・２・３・４を高所でのノミ継ぎ作業なしに削孔・打設が可能な延伸機構を組み込んだ収縮時長さ6ｍ程度の長尺削孔装置を構成する。
【００１６】
ドリルジャンボ１１には、ブーム１２の先端に長尺削孔装置が備えられている。この長尺削孔装置は、図示のように、エクステンションシリンダ２１、アウターチューブ２２、インナーチューブ２３、ガイドレール３１、ガイドセル３２、ドリフタ３３、支点プーリ４１、フロントプーリ４２、フロントワイヤ４３、リアプーリ４５及び図略のリアワイヤから構成される。
【００１７】
アウターチューブ２２は、ドリルジャンボ１１に搭載され、このアウターチューブ２２に組み込まれたエクステンションシリンダ２１は、ブーム１２を油圧により揺動動作するための図略の油圧源からの作動油の供給排出により伸縮動作するもので、油圧源から図略の油圧配管が接続されている。
インナーチューブ２３は、このエクステンションシリンダ２１と接続連動して前方に伸縮動作するもので、このインナーチューブ２３内には、さらに、前方に延びるガイドバー２５が伸縮可能に組み付けられている。このガイドバー２５の先端にロッドガイド２６が備えられている。
【００１８】
そして、インナーチューブ２３の上には、アウターチューブ２２と接触しないようにガイドレール３１が組み付けられている。さらに、ガイドレール３１上には、このガイドレール３１に沿って前進後退自在にガイドセル３２が組み付けられている。
ガイドセル３２上には、このガイドセル３２に沿って前進後退自在にドリフタ３３が組み付けられている。ドリフタ３３は、前方に延びる削孔ロッド３４を備えるとともに、その先端にビット３５を備えている。このドリフタ３３は、既知のように、ドリルジャンボ１１に搭載された駆動源から配管を介して空気圧、油圧または電力により前進後退動作するとともに、削孔ロッド３４の回転及び打撃力を発生する。
【００１９】
また、アウターチューブ２２の左右両側面には、それぞれ支点プーリ４１が備えられている。具体的には、アウターチューブ２２の側面の前方寄り部に支点プーリ４１が取り付けられている。この支点プーリ４１は同軸上のダブルプーリである。
そして、インナーチューブ２３の左右両側面には、それぞれフロントプーリ４２が備えられている。具体的には、インナーチューブ２３の側面の前端部にフロントプーリ４２が取り付けられている。このフロントプーリ４２は同軸上のダブルプーリである。
【００２０】
以上の支点プーリ４１及びフロントプーリ４２には、図３に示すように、フロントワイヤ４３が架け渡されている。すなわち、フロントワイヤ４３は、アウターチューブ２２の前端部とガイドセル３２の後端部との間に架設されるもので、図４に示したように、ダブルプーリである支点プーリ４１の例えば内側プーリとダブルプーリによるフロントプーリ４２とに左右それぞれ４本掛けされている。
【００２１】
また、同様にインナーチューブ２３の左右両側面には、それぞれリアプーリ４５が備えられている。具体的には、インナーチューブ２３の側面の後端部にリアプーリ４５が取り付けられている。このリアプーリ４５は同軸上のダブルプーリである。
なお、以上のリアプーリ４５及び支点プーリ４１には、図略のリアワイヤが架け渡されている。すなわち、リアワイヤは、フロントワイヤ４３と同様、アウターチューブ２２とガイドセル３２の前端部との間に架設されるもので、ダブルプーリである支点プーリ４１の例えば外側プーリとダブルプーリによるリアプーリ４５とに左右それぞれ４本掛けされている。
【００２２】
図２はＡＧＦ工法における作業フローを示すものである。
まず、図２（ａ）に示したように、ドリルジャンボ１１のブーム１２先端に対し長尺削孔装置を組み込む。すなわち、アウターチューブ２２をドリルジャンボ１１のブーム１２先端に取り付けて固定する。
そして、図２（ｂ）に示したように、ガイドセル３２を後退位置に保持することで長尺削孔装置を延伸して鋼管１・２・３・４を予め地組みしておく。このとき、削孔ロッド３４は鋼管１・２・３・４内を貫通し、その先頭管１がロッドガイド２６で支持されている。
その後、ドリルジャンボ１１のブーム１２の姿勢制御により、図２（ｃ）に示したように、切羽１０に対する連続削孔を開始する。
【００２３】
図３は図１の長尺削孔装置を拡大して示すもので、図３（ａ）はガイドセル３２が後退位置にある状態を示しており、図３（ｂ）はガイドセル３２が前進位置にある状態を示している。
【００２４】
図４は図３の支点プーリ４１、フロントプーリ４２及びフロントワイヤ４３の動作を示すもので、図４（ａ）はガイドセル３２が後退位置にある状態を示しており、図４（ｂ）はガイドセル３２が前進位置にある状態を示している。
すなわち、エクステンションシリンダ２１への作動油の供給により、インナーチューブ２３の前進に合わせてフロントプーリ４２が、図４（ａ）から図４（ｂ）に示すように前進する。
【００２５】
ここで、フロントプーリ４２はダブルプーリなので、支点プーリ４１を含んで４本掛けしたフロントワイヤ４３により、アウターチューブ２２に対しガイドレール３１を介してガイドセル３２が前進する。このガイドセル３２の前進距離は、インナーチューブ２３の前進距離の４倍となる。従って、インナーチューブ２３が2ｍ前進すると、ガイドセル３２は8ｍ前進する。
そして、ガイドセル３２上をドリフタ３３が5ｍ前進することで、最長13ｍの削孔が可能となる。
【００２６】
なお、ガイドセル３２の後退は、支点プーリ４１とダブルプーリによるリアプーリ４５とに４本掛けされた図略のリアワイヤにより、前進と同様の原理で行なわれる。
【００２７】
以上の長尺削孔装置を使用することで、図２に示すように、予め12.5ｍ以上に延伸したガイドセル３２上に鋼管１・２・３・４およびインナーロッドを予め地組みしておくことが可能となる。
従って、1)削孔・打設時間短縮によるサイクルタイムの削減、2)一本物の長尺鋼管１・２・３・４が使用可能となり、鋼管継ぎ手ネジ部の加工費等、消耗部材のコストダウン、3)切羽近接作業の軽減、高所作業の撤廃に伴う安全性の向上、が見込まれる。
【００２８】
また、図５に示すように、長尺削孔装置をガイドセル３２の長さ6ｍ程度に短縮させることで、ドリルジャンボ１１のブーム１２の姿勢制御により、水平方向のみならず鉛直方向のロックボルトの打設が可能となる。
すなわち、トンネルの断面内に長尺削孔装置が収まるものとなるので、汎用機としてのドリルジャンボ１１の特性が活用できる。さらに、長尺削孔装置をドリルジャンボ１１に設置・撤去する際の図略のダンプトラックを利用した運搬時にも問題が生じない。
【００２９】
しかも、長尺削孔装置はできるだけ軽量化を図り、一般的なドリルジャンボ１１のブーム１２先端に着脱が可能で、その駆動はドリルジャンボ１１から供給される油圧式であることから、長尺削孔装置を作動させるために特に別途、用意しなければならない物はない。
【００３０】
次に、図６は本発明を適用した長尺削孔装置用ガイドバーの伸縮機構の一実施形態の構成を示すもので、図６（ａ）はガイドバー２５の収縮状態を示し、図６（ｂ）はガイドバー２５の延伸状態を示しており、３６はロッドガイドである。
また、図７はそのガイドバー２５とアウターチューブ２２及びインナーチューブ２３の関係を縦断正面で示したもので、２７・２８は脱落防止板（脱落防止部材）、２９はブッシュ、５１はワイパーゴム（ワイパー部材）である。
【００３１】
以上において、前述したインナーチューブ２３内に伸縮可能に組み付けられたガイドバー２５先端のロッドガイド２６と、長尺削孔装置のガイドセル３２先端に取り付けられたロッドガイド３６とを、図示しない適宜の治具で簡易に固定し、前述したドリルジャンボ１１の油圧による長尺削孔装置のガイドセル３２の前進に併せ、図６（ｂ）に示したように、ガイドバー２５全体をインナーチューブ２３から前方に引き出して延伸させる。
【００３２】
この延伸動作のとき、ガイドバー２５がインナーチューブ２３より完全に抜け出して脱落しないよう、インナーチューブ２３先端部の内側底面に脱落防止部材、例えば脱落防止板２７を固定配置している。ガイドバー２５後端部の底面にも脱落防止部材、例えば脱落防止板２８を固定配置している。すなわち、このガイドバー２５後端部底面の脱落防止板２８が、ガイドバー２５がインナーチューブ２３から前方に引き出されて完全に抜け出す直前に、インナーチューブ２３先端部内側底面の脱落防止板２７に突き当たって、ガイドバー２５の脱落を防止する。
【００３３】
また、以上の延伸の場合と同様の原理で、ドリルジャンボ１１の油圧による長尺削孔装置のガイドセル３２の後進に併せ、ガイドバー２５全体を収縮させ、インナーチューブ２３内に収納する。なお、アウターチューブ２２内の底面と天井面には、インナーチューブ２３のスライド動作を円滑にするためのブッシュ２９が設置されている。
【００３４】
この収縮動作のとき、ガイドバー２５に付着した、削孔部に供給される泥水中のくり粉等の汚れによる摩擦で、インナーチューブ２３内のスライド機構に支障が生じないよう、インナーチューブ２３先端部の内側に、ガイドバー２５に付着した汚れ掃除目的のワイパー部材、例えばワイパーゴム５１を設置する。
【００３５】
次に、図８は図６のガイドバー２５を拡大したもので、５２は側面板、５３は斜材である。
すなわち、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、長尺削孔装置の使用を制限しないために、ガイドバー２５の剛性・軽量化を図る目的で、上面を開放して、鉛直方向変形を抑えるために側面には板構造、つまり、側面板５２を採用している。ただし、水平方向変形を抑えるために底面全体を板構造とすると、その上部にくり粉、汚水、油等汚れが溜まるため、できるだけ空間を作り剛性・軽量化を図るために、側面板５２間にジグザグ状に斜材５３を入れて架設した構造とする。
【００３６】
以上のように、ドリフタ３３に連結される削孔ロッド３４をガイドするガイドバー２５を、長尺削孔装置のインナーチューブ２３内に伸縮可能に組み付けたため、ガイドバー２５の伸縮機構としてできるだけ軽量化できて、長尺削孔装置の使用を制限することがない。しかも、ガイドバー２５の伸縮がスムーズに行えて、ガイドバー２５伸縮のための追加的な駆動源を新たに必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】長尺削孔装置の一実施形態の構成を示すもので、ドリルジャンボに搭載した削孔開始状態を示す全体側面図（ａ）と、長尺削孔装置の削孔終了状態を示した部分側面図（ｂ）である。
【図２】ＡＧＦ工法における作業フローを示すもので、図１のドリルジャンボのブーム先端に対する長尺削孔装置の組み込みを示す概略側面図（ａ）と、ガイドセルを延伸して鋼管を予め地組みしておく状態を示した概略側面図（ｂ）と、切羽に対する連続削孔の開始状態を示した概略側面図（ｃ）である。
【図３】図１の長尺削孔装置を拡大して示すもので、ガイドセルが後退位置にある状態を示した側面図（ａ）と、ガイドセルが前進位置にある状態を示した側面図（ｂ）である。
【図４】図３のプーリ及びワイヤの動作を示すもので、ガイドセルが後退位置にある状態を示した説明図（ａ）と、ガイドセルが前進位置にある状態を示した説明図（ｂ）である。
【図５】ドリルジャンボによる鉛直ロックボルト打設状態（ガイドセル短縮状態）を示した全体側面図である。
【図６】本発明を適用した長尺削孔装置用ガイドバーの伸縮機構の一実施形態の構成を示すもので、ガイドバー収縮状態を示した側面図（ａ）と、ガイドバー延伸状態を示した側面図（ｂ）である。
【図７】図６のガイドバーとアウターチューブ及びインナーチューブの関係を示した縦断正面図である。
【図８】図６のガイドバーを拡大した側面図（ａ）と平面図（ｂ）と端面図（ｃ）である。
【図９】従来のＡＧＦ工法による打設を概念的に示した図である。
【図１０】従来のＡＧＦ工法によるノミ継ぎ作業状況を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１・２・３・４  鋼管（二重管）
１０  切羽
１１  ドリルジャンボ
１２  ブーム
２１  エクステンションシリンダ
２２  アウターチューブ
２３  インナーチューブ
２５  ガイドバー
２６  ロッドガイド
２７  脱落防止部材
２８  脱落防止部材
２９  ブッシュ
３１  ガイドレール
３２  ガイドセル
３３  ドリフタ
３４  削孔ロッド
３５  ビット
３６  ロッドガイド
４１  支点プーリ（ダブルプーリ）
４２  フロントプーリ（ダブルプーリ）
４３  フロントワイヤ
４５  リアプーリ（ダブルプーリ）
５１  ワイパー部材
５２  側面板
５３  斜材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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