(57)【要約】【課題】硬化剤に含まれている異物を除去する装置を容易に着脱することが可能であり、円滑に施工面を安定化させることができる施工面安定化装置を提供する。【解決手段】掘削面等の施工面に穿孔を行う穿孔装置と、穿孔部分に硬化剤を充填する硬化剤充填装置と、を備えた掘削面等の施工面安定化装置であって、前記硬化剤充填装置には、硬化剤充填装置を切り離し可能とする油圧機構９と、前記硬化剤の異物を除去する遮断装置１０と、が設けられており、前記遮断装置１０は、前記硬化剤充填装置から着脱自在であることを特徴とする施工面安定化装置。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削面等の施工面に穿孔を行う穿孔装置と、
穿孔部分に硬化剤を充填する硬化剤充填装置と、を備えた掘削面等の施工面安定化装置であって、
前記硬化剤充填装置には、硬化剤充填装置を切り離し可能とする油圧機構と、前記硬化剤の異物を除去する遮断装置と、が設けられており、
前記遮断装置は、前記硬化剤充填装置から着脱自在であることを特徴とする施工面安定化装置。
【請求項２】
前記遮断装置は、異物を除去する遮断部分が格子状であることを特徴とする請求項１に記載の施工面安定化装置。
【請求項３】
前記硬化剤充填装置は、前記遮断装置を格納するカートリッジを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の施工面安定化装置。
【請求項４】
前記硬化剤はモルタルであることを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載の施工面安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地山を切土、盛土した法面、及び、トンネル施工における掘削面等の施工面を安定化させる施工面安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の施工面の安定化は、施工面に穿孔を行い、この穿孔部に硬化剤を充填し、充填後にロックボルトを挿入し、安定化させていた。しかし、モルタル内には、モルタルの破片、及び、混練不足によるモルタルの玉等の異物が含まれていることが多く、この異物により、モルタルの通路が閉塞してしまうことがあった。
【０００３】
そこで、モルタルの通路に異物を遮断する遮断装置を設け、異物によりモルタルの通路が閉塞しないようにした。そして、遮断装置を備えたモルタル通路にカムロックを設け、モルタル通路を切り離し可能とし、遮断装置を着脱自在として、必要に応じ交換できるようにした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カムロックを設けモルタル通路を切り離し可能としても、モルタルの閉塞時には、モルタル通路内の圧力が高いため、人力により容易にカムロックを外す事ができなかった。そのため、モルタル通路の切り離し作業に人手を要すると共に、遮断装置の交換作業に時間を要していた。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みて成されたものであり、硬化剤に含まれている異物を除去する装置を容易に着脱することが可能であり、円滑に施工面を安定化させることができる施工面安定化装置を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、掘削面等の施工面安定化装置であり、上記技術的課題を解決するために以下のように構成されている。
【０００７】
すなわち、掘削面等の施工面に穿孔を行う穿孔装置と、穿孔部分に硬化剤を充填する硬化剤充填装置と、を備えた掘削面等の施工面安定化装置であって、前記硬化剤充填装置には、硬化剤充填装置を切り離し可能とする油圧機構と、前記硬化剤の異物を除去する遮断装置と、が設けられており、前記遮断装置は、前記硬化剤充填装置から着脱自在であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、異物を除去した硬化剤を施工面に充填し、円滑に施工面を安定化させることができる。すなわち、遮断装置を設けた事により、硬化剤中の異物を除去することができる。また、前記硬化剤充填装置に油圧機構が設けられていることにより、人力による力に頼ることなく硬化剤充填装置を切り離すことが可能である。そのため、硬化剤充填装置内の遮断装置を容易に着脱させることができる。
【０００９】
また、前記遮断装置は、異物を除去する遮断部分が格子状であることが望ましい。
【００１０】
前記構成により、格子部分に異物を引っ掛けて、硬化剤から異物を除去することが可能である。また、硬化剤に含まれている異物の種類、大きさによって、格子の間隔を変えることにより、種々の異物にも対応することができる。加えて、遮断装置から異物を取り除く際も、簡易な構成であることにより、容易に異物を取り除くことができる。しかし、本発明の遮断装置は、硬化剤に含まれている異物を除去できる構造であれば良く、これに限られない。
【００１１】
さらに、前記硬化剤充填装置は、前記遮断装置を格納するカートリッジを備えていることが望ましい。
【００１２】
一般的に、前記遮断装置は、異物のみを除去し、硬化剤は通過させるため、その厚みは小さく形成されていることが多い。従って、遮断装置のみを硬化剤充填装置から着脱させようとすると、遮断装置が小さいため、交換作業が困難であることが多い。遮断装置を格納するカートリッジを設け、このカートリッジごと交換することにより、交換作業を容易にすることができる。さらに、遮断装置の紛失も未然に防ぐことが可能である。
【００１３】
加えて、本発明は、モルタルを硬化剤として充填する場合に好適に用いることができる。一般的に、トンネル施工等における掘削面の安定化にはモルタルが用いられることが多い。また、モルタルには、以前充填したモルタルが固まった破片、及び、混練不足によるモルタルの玉等の異物が混入されていることがあり、モルタルの充填通路が閉塞することがある。従って、モルタルを充填する際には、本発明を効果的に用いることができる。
【００１４】
尚、本発明における硬化剤は、例えばセメントミルク等、硬化することにより施工面を安定化出来るものであれば良く、モルタルには限られない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、施工面安定化装置の平面図、図２は、施工面安定化装置の側面図が示されている。また、本実施の形態は、トンネル施工における掘削面の安定化であり、用いる硬化剤は、モルタルである。
【００１６】
本実施の形態に係る施工面安定化装置は、ドライモルタルを供給するサイロ１と、このドライモルタルと混和する水を貯めておく水タンク２と、この水タンク２と併設し、水を供給する給水ポンプ３と、ドライモルタルを搬送するスクリューコンベヤ４と、このスクリューコンベヤ４により搬送されたドライモルタルと給水ポンプ３により汲み上げられた水とを混練し、モルタルに加工する混練装置５と、混練されたモルタルを掘削面へ供給するモルタル供給装置６と、このモルタル供給装置６から供給されるモルタルを充填箇所へ搬送する圧送管７とを備えた硬化剤充填装置を有している。
【００１７】
前記圧送管７は、搬送するモルタルの圧力を計測する圧力計８と、圧送管７を切り離す油圧機構としての油圧シリンダー９と、搬送するモルタルの異物を取り除く遮断装置としてのモルタルスクリーン１０と、このモルタルスクリーン１０を格納したカートリッジ１１と連結している。
【００１８】
また、圧送管７の先端部には、モルタルホース１２が接続されており、このモルタルホースの先端には、穿孔装置としての削岩機（図示せず）が接続されている。この削岩機の先端は、穿孔、及び、モルタルの充填を行うロッド、ビットが装着されている。
【００１９】
次いで、この施工面安定化装置を用いた施工面安定化の工程を説明する。まず、掘削機により掘削された壁面に、施工面安定化装置の先端に接続された削岩機を挿入し、削孔を行う。そして、削岩機に装着したロッド、ビットを削孔に残した状態で、削孔部分にモルタルを充填する。
【００２０】
次いで、充填するモルタルの搬送課程を説明する。サイロ１内のドライモルタルをスクリューコンベヤ４に投入する。ここで、スクリューコンベヤ４とは、Ｕ字形の鋼板製の樋（トラフ）中でねじ状の羽根を回転させて、ねじ面に沿って輸送物を押し進める運搬機械であり、セメント、モルタルの搬送に好適に用いられるコンベヤである。
【００２１】
このスクリューコンベヤ４に投入されたドライモルタルと給水ポンプ３から汲み上げられた水は、混練装置５に投入される。ドライモルタルと水は、混練装置５で混ぜ合わされることによりモルタルとなり、モルタル供給装置６へと搬送される。そして、モルタルは、モルタル供給装置６から圧送管７を通り、前記削孔部分へ充填される。
【００２２】
圧送管７は、圧力計８、油圧シリンダー９、及び、カートリッジ１１と連結されている。カートリッジ１１は、円筒状であり、モルタルが通過する箇所に遮断装置であるモルタルスクリーン１０を格納している。
【００２３】
図６には、モルタルスクリーンの平面図が示されている。このモルタルスクリーン１０は、円形であり、円周の縁部１０ａが前記カートリッジ１１と係合し、縁部１０ａを除いた中央は、格子部１０ｂである。この格子部１０ｂの隙間部分をモルタルが通過し、モルタルに異物が含まれている場合には、異物が格子部１０ｂに引っ掛かり、異物を分離する構造である。従って、モルタルに含まれた異物は、圧送管７を通過する課程で除去される。
【００２４】
また、前記格子部１０ｂの間隔は、異物によるロッド、ビットの閉塞を防ぐため、ロッド、ビットの内径の１／２より小さく形成することが望ましい。本実施の形態では、ロッド、ビットの内径は１２ｍｍであり、格子部１０ｂの間隔は６ｍｍに形成した。
【００２５】
こうして、施工面の削孔部に異物を除去したモルタルを充填した後、モルタルを充填した部分にロックボルト（図示せず）を挿入する。ロックボルトとは、岩石内に引張力が発生しないようにボルトで締め付け安定させる棒鋼であり、先端部に定着装置を、頭部に締め付け用ねじ部を有するボルトである。このロックボルトを掘削面に定着させることにより、ロックボルトと掘削面が一体化した構造物となり、トンネルが強固なものとなる。
【００２６】
しかし、モルタルの充填を続けると、モルタルスクリーン１０の格子に異物が溜まり、モルタルを円滑に充填することができなくなる。そのため、一定の充填に応じてモルタルスクリーン１０を交換することが必要となる。また、モルタルスクリーン１０の格子部１０ｂに異物が溜まりモルタルが通過しにくくなると、圧送管７内の圧力は高くなる。従って、圧送管７に連結されている圧力計８の値により、モルタルスクリーン１０の交換の必要性を判断することができる。
【００２７】
加えて、前記圧力計８の値に応じ、油圧シリンダー９を連動させる制御装置を設けることにより、交換する必要が生じた際に自動的にカートリッジ１１を着脱できる状態にすることができる。上述のように、モルタルスクリーン１０に異物が溜まると、圧送管７内の圧力が高くなるため、圧力の値により、モルタルスクリーン１０を交換するか否かを判断し、油圧シリンダー９を連動させれば良い。
【００２８】
次いで、カートリッジの交換方法を説明する。図３、図４、図５は、施工面安定化装置の油圧シリンダー部分の拡大図である。図３は、カートリッジをセットした状態であり、図４、図５は、カートリッジの交換時の状態を示している。
【００２９】
図３に示すように、圧送管７は、締結部材であるカムロック１３と連結されている。このカムロック１３は一対であり、一方のカムロック１３ａは、圧送管７と連結し、他方のカムロック１３ｂはモルタルホース１２と連結している。一方のカムロック１３ａは、圧送管７とカートリッジ１１を保持するホルダー１４とを接続している。そして、他方のカムロック１３ｂは、モルタルホース１２とホルダー１４とを接続している。加えて、ホルダー１４は、プレート１５を介して油圧シリンダー９と係合している。
【００３０】
モルタルの充填時（カートリッジセット時）は、カートリッジ１１とホルダー１４は密着している。一方、カートリッジの交換時は、油圧シリンダー９が伸びることにより、ホルダー１４がカートリッジ１１から離れる方向へ移動し、カートリッジ１１を着脱する。
【００３１】
そして、カートリッジ１１の交換が終わると、伸びていた油圧シリンダー９を縮ませることにより、ホルダー１４とカートリッジ１１とが密着し、カートリッジ１１がセットされる。
【００３２】
本実施の形態では、油圧シリンダー９が伸びた状態と、縮んだ状態では５０ｍｍの差があり、交換時にはホルダー１４とカートリッジ１１との間に十分な隙間を設けることができ、カートリッジ１１を容易に交換することができた。
【００３３】
モルタルスクリーン１０の交換の目安は、モルタルを充填する量にもよるが、本実施の形態では、１０分毎に一回の交換を行った。その結果、充填の途中にモルタルが詰まる等のトラブルを起こすことなく円滑に充填を行うことができた。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、硬化剤に含まれている異物を除去する装置を容易に着脱することが可能であり、円滑に施工面を安定化させることができる。加えて、円滑に施工面の安定化を図ることができることにより、作業時間を短縮することができ、経済性を向上させることが可能である。
【００３５】
また、硬化剤の充填を確実に行うことができるため、硬化剤によるトラブルが少なくなり、品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の施工面安定化装置の一部平面図である。
【図２】本実施の形態の施工面安定化装置の一部側面図である。
【図３】本実施の形態の施工面安定化装置のカートリッジセット時の油圧機構部分の平面図である。
【図４】本実施の形態の施工面安定化装置のカートリッジ交換時の油圧機構部分の平面図である。
【図５】本実施の形態の施工面安定化装置のカートリッジ交換時の油圧機構部分の側面図である。
【図６】本実施の形態のモルタルスクリーンの平面図である。
【符号の説明】
１  サイロ
２  水タンク
３  給水ポンプ
４  スクリューコンベヤ
５  混練装置
６  モルタル供給装置
７  圧送管
８  圧力計
９  油圧シリンダー
１０  モルタルスクリーン
１０ａ  縁部
１０ｂ  格子部
１１  カートリッジ
１２  モルタルホース
１３  カムロック
１４  ホルダー
１５  プレート
【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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