(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプルーフを構成するφ８００〜１２００ｍｍの円筒形小断面空間から成る管体内に可動自在に配される削孔装置であって、
削孔機と、
前記削孔機を固定する固定部と、
前記固定部に設けられ、前記削孔機を前記管体の外周方向に向かって前後進させる油圧ジャッキと、
前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数の固定治具と、
前記固定部の下面側に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される固定用ジャッキと、
前記固定用ジャッキを挟むように前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数のローラと、
前記削孔機によって前記管体内から外部に向かって削孔された孔に取り付けられる注入材を注入する注入ホースと
を備え、
地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する際に、トンネル天端に先行してφ８００〜１２００ｍｍの鋼管を建て込むパイプルーフ工法とあわせて前記パイプルーフ近傍の地山に薬液を注入する前に、前記複数のローラを介して前記管体内を前記管体の前後方向に移動し、注入箇所において前記固定治具で前記壁面に固定され、前記削孔機を油圧ジャッキによって前後進させて、前記管体内から前記地山に向かって削孔し、削孔された孔に前記注入ホースを取り付け前記注入ホースを介して注入材を注入するように構成されている
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項２】
地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する際に、トンネル天端に先行してφ８００〜１２００ｍｍの鋼管を建て込むパイプルーフ工法とあわせて前記パイプルーフ近傍の地山に薬液を注入する前に、請求項１記載の削孔装置を前記パイプルーフを構成するφ８００〜１２００ｍｍの円筒形小断面空間から成る管体内に配し、前記複数のローラを介して前記管体内を前記管体の前後方向に移動し、注入箇所において前記固定治具で前記壁面に固定し、前記削孔機を油圧ジャッキによって前後進させて、前記管体内から前記地山に向かって削孔し、この孔に前記注入ホースを取り付け前記注入ホースを介して注入材を注入することを特徴とする円筒形小断面空間内での注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、φ８００〜１２００ｍｍ程度の円筒形小断面空間内で、機械等を所定の角度で設置するための削孔機、特に、トンネル補助工法であるパイプルーフ工法と併用する注入工法における削孔設置に関する。また、本発明は、この削孔装置を用いた削孔方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する場合、補助工法としてトンネル天端に先行して鋼管を建て込むパイプルーフ工法が行われている。パイプルーフ工法では湧水を防止することができず、また地山の強度が極端に弱い場合にはパイプルーフの管の間から中抜けが発生するおそれがある。このため、パイプルーフ工法とあわせてパイプルーフ近傍の地山にセメントミルクあるいは水ガラス等の薬液を注入している。
【０００３】
これらの注入作業は、例えば、図７に示すようにトンネル２００の切羽２０１あるいは図８に示すように地表２０３から地中に削孔を行うことによって実施されていた。
図７，図８において、２０５はパイプルーフ、２１０は注入対象地盤を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの注入作業は、注入対象地盤２１０が孔口から離れているため、位置精度が悪く所定の位置に注入することが困難であり、このため注入量が多くなったり、最悪の場合は出水や天端の崩壊事故につながるおそれもあつた。
【０００５】
所定の箇所に確実に注入するためには、パイプルーフ内から注入することが最も望ましいが、注入に先立って必要とするφ８００〜１２００ｍｍの円筒形小断面空間内から削孔する手法がこれまでなかった。
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、φ８００〜１２００ｍｍの円筒形小断面空間内で効率的かつ正確に削孔できるように削孔機を固定することが可能な削孔装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、円筒形小断面空間内で効率的かつ正確に削孔できる削孔方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、パイプルーフを構成するφ８００〜１２００ｍｍの円筒形小断面空間から成る管体内に可動自在に配される削孔装置であって、削孔機と、前記削孔機を固定する固定部と、前記固定部に設けられ、前記削孔機を前記管体の外周方向に向かって前後進させる油圧ジャッキと、前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数の固定治具と、前記固定部の下面側に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される固定用ジャッキと、前記固定用ジャッキを挟むように前記固定部に設けられ、前記円筒形小断面空間の壁面に向かうように前記削孔装置の中心部を中心とする概円筒面上に配置される複数のローラと、前記削孔機によって前記管体内から外部に向かって削孔された孔に取り付けられる注入材を注入する注入ホースとを備え、地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する際に、トンネル天端に先行してφ８００〜１２００ｍｍの鋼管を建て込むパイプルーフ工法とあわせて前記パイプルーフ近傍の地山に薬液を注入する前に、前記複数のローラを介して前記管体内を前記管体の前後方向に移動し、注入箇所において前記固定治具で前記壁面に固定され、前記削孔機を油圧ジャッキによって前後進させて、前記管体内から前記地山に向かって削孔し、削孔された孔に前記注入ホースを取り付け前記注入ホースを介して注入材を注入するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、地山が不安定な箇所でトンネルを掘削する際に、トンネル天端に先行してφ８００〜１２００ｍｍの鋼管を建て込むパイプルーフ工法とあわせて前記パイプルーフ近傍の地山に薬液を注入する前に、請求項１記載の削孔装置を前記パイプルーフを構成するφ８００〜１２００ｍｍの円筒形小断面空間から成る管体内に配し、前記複数のローラを介して前記管体内を前記管体の前後方向に移動し、注入箇所において前記固定治具で前記壁面に固定し、前記削孔機を油圧ジャッキによって前後進させて、前記管体内から前記地山に向かって削孔し、この孔に前記注入ホースを取り付け前記注入ホースを介して注入材を注入することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１ないし図３は、本発明の第一実施形態に係る機械固定装置Ａおよびこの機械固定装置Ａを用いた削孔方法を示す（全ての請求項に対応する）。
先ず、本実施形態に係る機械固定装置Ａは、図１および図２に示すように、円筒形小断面空間（φ８００ｍｍ〜１２００ｍｍ）７内に載置される機械固定部１と、削孔装置、穿孔装置などの機械（本実施形態では、削孔機）を搭載する機械搭載部２と、機械固定部１に可動自在に取り付けられ機械搭載部２を前後進させるための油圧ジャッキ３から構成されている。
【００１６】
機械固定部１は、ベース部１１とガイド部１２および取付部１３を備えている。
ベース部１１は、金属製の板材からなり、下面側に固定用ジャッキ１５が取り付けられている。ベース部１１は、両側に所定の角度で傾斜する立ち上がり壁部１１ａを設けている。各立ち上がり壁部１１ａの外側には、ボールキャスター１６が設けてある。
【００１７】
また、ベース部１１上には、固定用ジャッキ１５の近傍に背板１１ｂが立設されている。背板１１ｂは、ベース部１１上に固着する三角性状の支え板１１ｃによって、背面側が支持されている。
背板１１ｂの両側には、縦方向にガイド部１２が設けられている。
ガイド部１２は、固定治具１４および固定用ジャッキ１５で形成される概円筒面（後述する円周Ｃによって形成される円の断面に相当する）の軸線に直交する方向に取り付けられており、後述するように機械搭載部２が円筒形小断面空間７の外周方向に向かって前後進する際のガイド溝１７を設けている。ガイド溝１７は、後述するピストン３２の運動方向に正確に平行となるように設置されている。
【００１８】
背板１１ｂの上部側の両側には、ガイド部１２と干渉しないように、一対の取付部１３が設けられている。取付部１３は、翼形状をなし、ボルトなどのネジ構造物からなる固定治具１４を取り付けている。
【００１９】
固定治具１４は、少なくとも３箇所、望ましくは６箇所以上設けられている。これらの固定治具１４のうち、少なくとも３個は円筒形小断面空間７の円周に対してほぼ等間隔で配置しておく。
ここで、固定治具１４とボールキャスター１６とは、本実施形態に係る機械固定装置Ａの中心Ｏを中心とする円周Ｃ上にほぼ位置するように設定されている。
【００２０】
この円周の半径は、作業を行う円筒形小断面空間７を構成する管体Ｐの半径よりやや小さいことが望ましく、固定治具１４および固定用ジャッキ１５を調整（伸縮）することにより、円筒形小断面空間７の壁面７１に固定できるように配置する。
ベース部１１上には、油圧ジャッキ３のシリンダ側３１が取り付けられ、その方向は、ピストン３２の移動方向が、固定治具１４を配置する概円筒形の直径方向となるように取り付けられている。
【００２１】
油圧ジャッキ３は、前述のように、機械固定部１のベース部１１にシリンダ側３１が取り付けられている。ピストン３２の先端には機械搭載部２が一体に取り付けられている。
機械搭載部２は、ピストン３２に取り付ける取付部２１と、削孔機等の機械を取り付ける機台部２２およびガイド溝１７とかみあうガイド板２３から構成される。
【００２２】
この機械固定装置Ａを用いて削孔を行うためには、削孔機４の削孔方向（削孔ロッドの方向）を油圧ジャッキ３のピストン３２の運動方向に平行となるよう削孔機４を取り付ける。取り付ける削孔機４の大きさは、削孔作業のために油圧ジャッキ３のピストン３２を前後進させるのに支障のない大きさのものであれば、在来の削孔機を取り付けると良い。
【００２３】
かくして構成された機械固定装置Ａに削孔機４を取り付ける方法は、例えば、図１〜図３に示すように、削孔機４のハンドル部分４ａを押え板２４とボルトナット２５を挟み込むようにして固定すれば良いが必ずしもこれにこだわるものではなく、取り付ける削孔機４の形状により適宜の方法を用いれば良い。
次に、削孔機４を搭載した機械固定装置Ａを用いた削孔方法について説明する（請求項に対応する）。
【００２４】
先ず、削孔を行う箇所は、図３（１）に示すように、予めマーキング装置などを用いてマーキングして削孔口７２を設定しておく。
次に、削孔機４を搭載した機械固定装置Ａを円筒形小断面空間７の所定の箇所に持ち込み、ボールキャスター１６を介して作業者８が移動し、削孔機４の削孔方向を予めマーキングしておいた削孔口７２と一致させ、固定治具１４を使用して壁面７１に固定する。
【００２５】
このとき、油圧ジャッキ３は円筒形小断面空間７内での作業に支障の無い程度に縮んだ状態にある。
固定治具１４を配置してある概円筒面の半径が円筒形小断面作業空間７の半径よりやや小さく作られており、かつ削孔機４の前後進の方向が固定治具１４を配置してある概円筒面の直径方向に配置されているため、削孔機４の削孔方向は円筒形小断面空間７の直径方向に位置することとなる。
【００２６】
このとき、固定治具１４を配置してある概円筒形上にボールキャスター１６を取り付けてあるので、角度および前後位置の調整が容易である。
次に、作業者８が手動油圧ジャッキ８１を操作して固定用ジャッキ１５を駆動し、機械固定装置Ａを壁面７１に圧着させる。
次に、固定が完了したら、図３（２）〜（５）に示すように、削孔機４に所定の錐具を取り付け、削孔機４および油圧ジャッキ３を作動させて削孔を行う。
【００２７】
通常の削孔機４は、スイッチを入れると所定の速度で回転するので、作業者８は油圧ジャッキ３のみを操作すれば良い。
次に、削孔を行った中空パイプ７３に注入ホース（図示せず）を取り付け、地山に向かって注入材の注入を行う。
図４〜図６は、本発明の別の実施形態に係る機械固定装置Ｂおよびこの機械固定装置Ｂを用いた削孔方法を示す（全ての請求項に対応する）。
【００２８】
本実施形態では、削孔機４に代えて穿孔機４Ａを用いた例を示す。
本実施形態に係る機械固定装置Ｂは、円筒形小断面空間（φ８００ｍｍ〜１２００ｍｍ）７内に載置される機械固定部１００と、穿孔機４Ａを搭載する機械搭載部１１０とで構成されている。
機械固定部１００は、一辺１０１ａが切り欠かれた断面八角形状の枠部材１０１と、この枠部材１０１の一辺１０１ａの両側の辺１０１ｂ、１０１ｃに取り付けた固定治具１０４ａ，１０４ｂと、この枠部材１０１の一辺１０１ａと対向する辺１０１ｄに設けた固定用ジャッキ１０５と、固定用ジャッキ１０５の両側に位置するように辺１０１ｄに設けた固定治具１０４ｃ，１０４ｄと、辺１０１ｄの両側の辺１０１ｅ，１０１ｆに設けたボールキャスター１０６とを備えている。
【００２９】
機械搭載部１１０は、枠部材１０１の切り欠かれた一辺１０１ａに取り付けた固定部材から成る。機械搭載部１１０は穿孔機４Ａのベース部４Ａ１と落下防止用のベルトを介して結合されている。ベース部４Ａ１には、穿孔機４Ａを前後進させるための油圧ジャッキが内蔵されている。
さらに、機械搭載部１１０には、電磁マグネット１１５が設けてある。これは、穿孔機４Ａを壁面７１に確実に固定するために用いられている。
【００３０】
次に、穿孔機４Ａを取り付けた機械固定装置Ｂを用いた削孔方法を説明する。
先ず、図６（１）に示すように、穿孔機４Ａを取り付けた機械固定装置Ｂを円筒形小断面空間７の所定の箇所に持ち込み、ボールキャスター１０６を介して作業者８が移動し、図６（２）に示すように、固定治具１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄおよび固定用ジャッキ１０５を操作して壁面７１に固定する。
【００３１】
このとき、穿孔機４Ａの油圧ジャッキは円筒形小断面空間７内での作業に支障の無い程度に縮んだ状態にある。
固定治具１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄを配置してある概円筒面の半径が円筒形小断面作業空間７の半径よりやや小さく作られており、かつ穿孔機４Ａの前後進の方向が固定治具１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄを配置してある概円筒面の直径方向に配置されているため、穿孔機４Ａの削孔方向は円筒形小断面空間７の直径方向に位置することとなる。
【００３２】
このとき、固定治具１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄを配置してある概円筒形上にボールキャスター１０６を取り付けてあるので、角度および前後位置の調整が容易である。
次に、作業者８が電磁マグネット１１５を操作して機械固定装置Ｂを壁面７１に圧着させる。
【００３３】
次に、固定が完了したら、図６（３）に示すように、穿孔機４Ａに所定の錐具を取り付け、穿孔機４Ａおよび油圧ジャッキを作動させて削孔を行う。
次に、削孔を行った孔に注入ホース（図示せず）を取り付け、地山に向かって注入材の注入を行う。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、パイプルーフ内等の一人の作業員が入れる程度の狭隘な円筒形小断面空間（φ８００ｍｍ〜φ１２００ｍｍ）内から外周に向かって削孔を行うことができので、効率的かつ正確に削孔を行う。
【００３５】
また、この孔を用いて円筒形小断面空間の近傍の地山に適切に注入を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に一実施形態に係る機械固定装置の正面図である。
【図２】本発明に一実施形態に係る機械固定装置に削孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入した状態を示す説明図である。
【図３】本発明に一実施形態に係る機械固定装置に削孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入し、削孔を行う手順を説明図である。
【図４】本発明に別の実施形態に係る機械固定装置の正面図である。
【図５】本発明に別の実施形態に係る機械固定装置に穿孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入した状態を示す説明図である。
【図６】本発明に別の実施形態に係る機械固定装置に穿孔機を搭載して円筒形小断面作業空間内に搬入し、穿孔を行う手順を説明図である。
【図７】トンネル補助工法としての注入工法の従来の施工状況図である。
【図８】トンネル補助工法としての注入工法の従来の別の施工状況図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ  機械固定装置
１  機械固定部
２  機械搭載部
３  油圧ジャッキ
４  削孔機
４Ａ  穿孔機
７  円筒形小断面空間
１１  ベース部
１２  ガイド部
１３  取付部
１４  固定治具
１５  固定用ジャッキ
１６  ボールキャスター
【図１】
0004759678.tif 000002
【図２】
0004759678.tif 000003
【図３】
0004759678.tif 000004
【図４】
0004759678.tif 000005
【図５】
0004759678.tif 000006
【図６】
0004759678.tif 000007
【図７】
0004759678.tif 000008
【図８】
0004759678.tif 000009