(57)【要約】【課題】苦渋作業であるロックボルトを孔内に挿入する作業の労力を軽減することで、ロックボルト挿入作業の作業時間の短縮を図ることを目的としている。【解決手段】坑内に配置される本体部と、本体部から張り出された可動張出部と、可動張出部の先端に設けられて坑の坑壁に形成された複数の孔のうち何れかの１つの孔の手前に適宜配置されるとともに、孔内にロックボルト４を挿入するロックボルト挿入手段２１が備えられている移動部１２とが備えられているロックボルト設置装置において、ロックボルト挿入手段２１には、ロックボルト４を両側から挟み込む複数のローラー３３、３４と、ローラー３３、３４を送り出し方向に回転させるローラー回転機構３５とが備えられている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑内に配置される本体部と、該本体部から張り出された可動張出部と、該可動張出部の先端に設けられて前記坑の坑壁に形成された複数の孔のうち何れかの１つの孔の手前に適宜配置されるとともに、該孔内にロックボルトを挿入するロックボルト挿入手段が備えられている移動部とが備えられているロックボルト設置装置において、
前記ロックボルト挿入手段には、前記ロックボルトを両側から挟み込む複数のローラーと、該ローラーを送り出し方向に回転させるローラー回転機構とが備えられていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項２】
請求項１記載のロックボルト設置装置において、
前記移動部には、前記孔内に充填材を注入する充填材注入手段が備えられていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項３】
請求項２記載のロックボルト設置装置において、
前記充填材注入手段には、前記充填材が流出する吐出口を有する充填材注入管と、該充填材注入管に接続され該充填材注入管内に前記充填材を供給する充填材供給管とが備えられ、前記充填材注入管は複数の前記ローラーに挟持され、該ローラーの回転によって前記充填材注入管は前記孔内に送り出され、前記吐出口は前記孔内に嵌入されることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか記載のロックボルト設置装置において、
前記移動部には、前記ロックボルト挿入手段を散水洗浄する洗浄手段が備えられていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項５】
請求項４記載のロックボルト設置装置において、
前記洗浄手段には、前記ロックボルト挿入手段に向けて放水する洗浄ノズルと、該ノズルに水を供給する水供給管とが備えられていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか記載のロックボルト設置装置において、
前記移動部には、前記孔内に挿入された前記ロックボルトを該孔内に圧入させるロックボルト圧入手段が備えられていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項７】
請求項６記載のロックボルト設置装置において、
前記ロックボルト圧入手段には、前記坑内側の前記ロックボルトの端部に当接するホルダーと、該ホルダーを前記ロックボルトの挿入方向に移動させて該ロックボルトを押圧する押圧機構とが備えられていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか記載のロックボルト設置装置において、
前記ローラーの内部および外部には複数の空間がそれぞれ形成され、前記ローラーはスケルトン状に形成されていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか記載のロックボルト設置装置において、
前記本体部には、前記可動張出部および前記ローラー回転機構を操作する運転部と、該運転部を上下方向に移動させる運転部昇降手段とが備えられていることを特徴とするロックボルト設置装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、坑壁に形成された複数の孔内にロックボルトを挿入するロックボルト設置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル工事では、シールド掘削機等で地山を掘削して坑を形成した後、坑の崩壊を防ぐため、坑壁に吹付けコンクリートを吹付けるとともに、坑壁に等間隔で棒鋼等からなるロックボルトを打設する。従来、吹付けコンクリートが吹付けられた坑壁にロックボルト用の孔を削岩機で形成し、この孔内に作業員の手作業でモルタルなどの充填材を注入するとともにロックボルトを挿入することで、ロックボルトは設置される。
【０００３】
近年、ロックボルトを孔内に挿入する装置が提供されている。この装置は、内動にロックボルトが挿通される筒状のガイド管と、ロックボルトの後端を保持する保持具と、保持具を前後移動させるワイヤーおよびウインチとによって構成されている。この装置によれば、ロックボルトは保持具によって前方に押し出されるとともにガイド管によって一方向に案内され、などによって前後移動する保持具をロックボルトの後端に保持させ、ロックボルトは孔内に挿入される。これによって、ロックボルトを挿入する作業の労力は軽減される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−２７８９７号公報  （第１−２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した前者の従来のロックボルトの設置方法では、ロックボルトは地山条件が悪い場合は６ｍ程度の長いものとなり、その重量は約２０ｋｇとなるため、ロックボルトを挿入する作業は作業員にとって相当の労力が必要であり、費やされる時間も長くなるという問題が存在する。また、ロックボルトの設置する作業は、シールド掘削機の切羽近くで行われるとともに崩壊防止の措置が完全に施されていないところに行うため、安全性を十分に確保することが困難な場合があるという問題が存在する。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、苦渋作業であるロックボルトを孔内に挿入する作業の労力を軽減することで、ロックボルト挿入作業の作業時間の短縮を図ることができるロックボルト設置装置を提供することを目的としている。また、危険が伴う場所での作業を機械で行うことで、ロックボルト挿入作業の安全性を向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、坑内に配置される本体部と、該本体部から張り出された可動張出部と、該可動張出部の先端に設けられて前記坑の坑壁に形成された複数の孔のうち何れかの１つの孔の手前に適宜配置されるとともに、該孔内にロックボルトを挿入するロックボルト挿入手段が備えられている移動部とが備えられているロックボルト設置装置において、前記ロックボルト挿入手段には、前記ロックボルトを両側から挟み込む複数のローラーと、該ローラーを送り出し方向に回転させるローラー回転機構とが備えられていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、ロックボルトは複数のローラーによって挟持され、またローラーに挟持されたロックボルトはローラーが回転することで孔内方向に移動される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のロックボルト設置装置において、前記移動部には、前記孔内に充填材を注入する充填材注入手段が備えられていることを特徴としている。
【００１０】
このような特徴により、孔内に充填材を注入する作業は、移動部に備えられた充填材注入手段によって行われる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のロックボルト設置装置において、前記充填材注入手段には、前記充填材が流出する吐出口を有する充填材注入管と、該充填材注入管に接続され該充填材注入管内に前記充填材を供給する充填材供給管とが備えられ、前記充填材注入管は複数の前記ローラーに挟持され、該ローラーの回転によって前記充填材注入管は前記孔内に送り出され、前記吐出口は前記孔内に嵌入されることを特徴としている。
【００１２】
このような特徴により、ローラーに挟持された充填材注入管の吐出口は孔内に嵌入され、孔内に嵌入された吐出口から充填材が孔内に注入されるため、充填材は確実に孔内に注入される。また、吐出口を孔内の奥深くまで嵌入させると、充填材を孔内の奥まで満遍無く充填される。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか記載のロックボルト設置装置において、前記移動部には、前記ロックボルト挿入手段を散水洗浄する洗浄手段が備えられていることを特徴としている。
【００１４】
このような特徴により、孔内に注入された充填材が落下して移動部に備えられたロックボルト挿入手段のローラー等に充填材が付着した際に、付着した充填材は洗浄手段によって水で洗い流される。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のロックボルト設置装置において、前記洗浄手段には、前記ロックボルト挿入手段に向けて放水する洗浄ノズルと、該ノズルに水を供給する水供給管とが備えられていることを特徴としている。
【００１６】
このような特徴により、水は水供給管から洗浄ノズルへ流入し、洗浄ノズルからロックボルト挿入手段に放水される。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか記載のロックボルト設置装置において、前記移動部には、前記孔内に挿入された前記ロックボルトを該孔内に圧入させるロックボルト圧入手段が備えられていることを特徴としている。
【００１８】
このような特徴により、孔内に挿入されたロックボルトは更に深く孔内に圧入されるため、ロックボルトは孔内で充填材によって全面接着されるとともに、先端が孔内に定着される。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のロックボルト設置装置において、前記ロックボルト圧入手段には、前記坑内側の前記ロックボルトの端部に当接するホルダーと、該ホルダーを前記ロックボルトの挿入方向に移動させて該ロックボルトを押圧する押圧機構とが備えられていることを特徴としている。
【００２０】
このような特徴により、ホルダーは押圧機構によってロックボルトの挿入方向に押圧され、ホルダーに当接されたロックボルトは孔内の奥深くに圧入される。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか記載のロックボルト設置装置において、前記ローラーの内部および外部には複数の空間がそれぞれ形成され、前記ローラーはスケルトン状に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
このような特徴により、孔内に注入された充填材が落下してローラーに付着した際に、ローラーとロックボルトとの間に付着した充填材はローラーに形成された空間に押し出される。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか記載のロックボルト設置装置において、前記本体部には、前記可動張出部および前記ローラー回転機構を操作する運転部と、該運転部を上下方向に移動させる運転部昇降手段とが備えられていることを特徴としている。
【００２４】
このような特徴により、可動張出部およびローラー回転機構を操作する運転部は、挟持されたロックボルトが坑内上方の孔の手前に配置されたとき等には、挟持された状態で持ち上げられたロックボルトの側方付近まで上昇される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るロックボルト設置装置の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００２６】
図１は、地盤Ｇ内に形成された坑１の断面図である。図１に示すように、坑１は断面形状が半円形に形成されており、坑１の坑壁２には吹付けコンクリート３が被覆されている。吹付けコンクリート３が被覆された坑壁２には、複数のロックボルト４が等間隔で打設されており、複数のロックボルト４は放射状に形成されている。
【００２７】
図２は、坑壁２に打設されたロックボルト４の状態を表す断面図である。図２に示すように、ロックボルト４は坑壁２に形成された複数の孔５内にそれぞれ挿入されて設置されており、孔５内には充填材６が充填されている。ロックボルト４の一端は尖形に形成されて孔５内に圧入され、他端は吹付けコンクリート３が被覆された坑壁２の内側面から坑１内に突出されている。突出したロックボルト４の他端の外周面には螺旋が切られており、ロックボルト４の他端には吹付けコンクリート３が被覆された坑壁２の内側面に接するワッシャ４８とワッシャ４８を介して吹付けコンクリート３が被覆された坑壁２に締め付けられたナット４９とがそれぞれ螺合されている。
【００２８】
次に、図１に示すように、坑壁２に形成された複数の５孔内にロックボルト４を挿入するロックボルト設置装置７について説明する。
【００２９】
図１に示すように、ロックボルト設置装置７は坑１内に配置され、キャタピラ走行する自走式の本体部８と、本体部８上に配置されたボックス状の運転部９と、運転部９を上下方向に移動させる運転部昇降手段１０と、本体部８上部から上方に張り出された可動張出部１１と、可動張出部１１の先端に設けられた移動部１２とから構成されている。本体部８の前後進、旋回等は図示せぬ操作部によって操作され、この操作部は運転部９内に設置されている。
【００３０】
運転部昇降手段１０には、運転部９上に立設されて鉛直方向に延在する昇降ガイド１３と、昇降ガイド１３に沿って上下方向に移動する図示せぬ昇降部と、昇降部を移動させる図示せぬ昇降駆動機構とが備えられている。図示せぬ昇降部は昇降ガイド１３に鉛直方向に移動自在で水平方向に移動が規制されるように嵌合されており、昇降部には運転部９が固定されている。図示せぬ昇降駆動機構は、例えば昇降部に固定された滑車と該滑車に巻装されたチェーンと該チェーンを巻き取るウインチとから構成され、或いは昇降部を押し上げる油圧シリンダから構成されている。
【００３１】
可動張出部１１は、本体部８に起伏自在に取り付けられたブーム１４と、ピストン１５ａが往復してブーム１４を起伏させる２本のブームシリンダ１５と、ブーム１４の先端にブーム１４の起伏方向に回転自在に取り付けられたアーム１６と、ピストン１７ａが往復してアーム１６を起伏させる１本のアームシリンダ１７と、アーム１６の先端にアーム１６の起伏方向に回転自在に取り付けられた先端基板１８と、ピストン１９ａが往復して先端基板１８を起伏させる１本の先端シリンダ１９とから構成されている。
【００３２】
ブームシリンダ１５のピストン１５ａ先端はブーム１４の中間部に回転自在に取り付けられ、シリンダ本体１５ｂはブーム１４前方の本体部８上面に回転自在に取り付けられている。また、アームシリンダ１７のピストン１７ａ先端はアーム１６のブーム１４との接続箇所側の端部に回転自在に取り付けられ、シリンダ本体１７ｂはブーム１４の中間部に回転自在に取り付けられている。また、先端シリンダ１９のピストン１９ａ先端は先端基板１８に回転自在に取り付けられ、シリンダ本体１９ｂはアーム１６の中間部に回転自在に取り付けられている。
【００３３】
図３は、可動張出部１１の先端に設けられた移動部１２の詳細図である。図１、図３に示すように、先端基板１８には移動部１２が設けられている。移動部１２は、向きを調節する向き調節手段２０と、ロックボルト４を図２に示す孔５内に挿入するロックボルト挿入手段２１と、充填材６を孔５内に充填材注入手段２２と、図２に示す孔５内に挿入されたロックボルト４を圧入するロックボルト圧入手段２３と、上記したロックボルト挿入手段２１、充填材注入手段２２およびロックボルト圧入手段２３をそれぞれ散水洗浄する洗浄手段２４とから構成されている。
【００３４】
向き調節手段２０には、先端基板１８から直角に張り出された基部材２５が備えられ、基部材２５の先端には、第１の回転部材２６が先端基板１８の起伏方向に回転自在に取り付けられている。第１の回転部材２６の下端には、第２の回転部材２７が第１の回転部材２６の回転方向から直角に向きを変えた方向に回転自在に取り付けられ、第２の回転部材２７の下端には、円盤状の第３の回転部材２８が水平方向に回転自在に取り付けられている。
【００３５】
先端基板１８と第１の回転部材２６との間には、ピストン２９ａが往復して第１の回転部材２６を回転させる第１の回転部材シリンダ２９が配置されている。第１の回転部材シリンダ２９のピストン２９ａ先端は第１の回転部材２６に回転自在に取り付けられており、第１の回転部材シリンダ２９のシリンダ本体２９ｂは先端基板１８に回転自在に取り付けられている。第１の回転部材２６は往復する第１の回転部材シリンダ２９のピストン２９ａによって押圧或いは引っ張られ、鉛直方向に回転される。
【００３６】
第２の回転部材２７の側方には、ピストン３０ａが往復して第２の回転部材２７を回転させる第２の回転部材シリンダ３０が配置されている。第２の回転部材シリンダ３０のシリンダ本体３０ｂは第２の回転部材２７に回転自在に取り付けられており、ピストン３０ａの先端は図示せぬ固定基板に回転自在に取り付けられている。第２の回転部材シリンダ３０のシリンダ本体３０ｂは往復するピストン３０ａによって前後移動され、第２の回転部材２７は前後移動するシリンダ本体３０ｂによって押圧或いは引っ張られて回転される。第３の回転部材２８の外周面には歯形が形成され、歯形が形成された第３の回転部材２８の外周面にはピニオン３１が噛合されている。ピニオン３１は水平方向に回転する回転部材モータ３２の回転軸に固定されており、回転部材モータ３２が回転することで第３の回転部材２８は水平方向に回転される。
【００３７】
図４はロックボルト挿入手段２１を表す斜視図である。図４に示すように、ロックボルト挿入手段２１は、第３の回転部材２８の下面に接合された図示せぬ固定基板に取り付けられている。ロックボルト挿入手段２１は、前後に配置された鉛直方向に回転する２つの送りローラー３３と、送りローラー３３の上方に前後に配置された鉛直方向に回転する２つの押えローラー３４と、２つの送りローラー３３をそれぞれ回転させる２つの送りローラー回転機構３５と、押えローラー３４を移動させる押えローラー移動機構３６とから構成されている。送りローラー回転機構３５は送りローラー３３を正逆自在に回転させる可変式の油圧モータ等からなり、２つの送りローラー３３は２つの送りローラー回転機構３５によって同一方向に回転される。
【００３８】
図５は押えローラー移動機構３６を表す斜視図である。図４、図５に示すように、押えローラー移動機構３６は、２つの押えローラー３４の側方に配置される１枚の支持板３７と、支持板３７を回転させる押えローラー開放シリンダ３８とから構成されている。支持板３７は２つの送りローラー３３及び２つの押えローラー３４の配列方向に延在されており、支持板３７の断面形状はＬ形に形成されている。支持板３７の長辺部には押えローラー３４が回転自在に取り付けられ、短辺部には支持板３７の軸方向に延在する回転軸３７ａが設けられている。支持板３７の短辺部には往復運動するローラー開放シリンダ３８のピストン３８ａの先端が回転自在に取り付けられており、シリンダ本体３８ｂは図示せぬ固定基板に回転自在に取り付けられている。支持板３７はローラー開放シリンダ３８のピストン３８ａの往復によって回転軸３７ａを軸に回転され、支持板３７に取り付けられた２つの押えローラー３４は、図５に示すように送りローラー３３の上方から離れる位置（開位置）に移動され、或いは図４に示すように送りローラー３３と離れている開位置から送りローラー３３の上方の位置（閉位置）に移動される。
【００３９】
また、送りローラー３３と押えローラー３４との内部および外部には複数の空間が形成されており、送りローラー３３と押えローラー３４とはスケルトン状にそれぞれ形成されている。送りローラー３３と押えローラー３４との間にはロックボルト４の中間部が配置される。送りローラー３３と押えローラー３４との間のロックボルト４は、ローラー開放シリンダ３８による押えローラー３４の押圧によって送りローラー３３と押えローラー３４とで挟持されるとともに、送りローラー回転機構３５による送りローラー３３の回転よって一方向に送り出される。
【００４０】
図６は充填材注入手段２２を表す斜視図である。図６に示すように、充填材注入手段２２は、一端に充填材６を流出させる吐出口３９ａが形成された充填材注入管３９と、充填材６を充填材注入管３９に供給する充填材供給管４０と、充填材６が貯留された図示せぬ充填材貯留タンクと、充填材６を圧送する図示せぬ充填材圧送ポンプとから構成されている。充填材注入管３９は中空の丸鋼管から形成されており、充填材注入管３９の他端は充填材供給管４０の一端に接続されている。充填材注入管３９は上記したロックボルト４に替えて送りローラー３３と押えローラー３４とによって挟持され、送りローラー回転機構３５による送りローラー３３の回転によって一方向に送り出される。
【００４１】
充填材供給管４０はフレキシブル且つ分厚く丈夫なゴムホースによって形成されている。充填材供給管４０の中間部には充填材圧送ポンプが介装されており、充填材供給管４０の他端は充填材貯留タンク内に配置されている。充填材貯留タンク内の充填材６は充填材圧送ポンプによって充填材供給管４０内に吸い上げられ、充填材供給管４０内の充填材６は充填材供給管４０内から充填材注入管３９に流通されて吐出口３９ａから流出される。
【００４２】
図７はロックボルト圧入手段２３を表す斜視図である。図１、図７に示すように、ロックボルト圧入手段２３は送りローラー３３の下方に配置されている。ロックボルト圧入手段２３は、孔５内に挿入されたロックボルト４の吹付けコンクリート３が被覆された坑壁２の内側面から突出された端部に当接する拡底円柱形のホルダー４１と、ホルダー４１をロックボルト４の挿入方向に移動させる押圧機構４２とから構成されている。押圧機構４２は一定方向に往復運動するピストン４３ａを有するロックボルト押圧シリンダ４３からなり、ロックボルト押圧シリンダ４３はロックボルト４の挿入方向に延在されている。ロックボルト押圧シリンダ４３のシリンダ本体４３ｂは図示せぬ固定基板に取り付けられている。ピストン４３ａの先端にはホルダー４１が固定されており、ピストン４３ａが移動することでホルダー４１は移動される。
【００４３】
ロックボルト圧入手段２３の下方には、洗浄手段２４が配置されている。洗浄手段２４は、ロックボルト挿入手段２１、充填材注入手段２２およびロックボルト圧入手段２３に向けられた噴射口４４ａを有する複数の洗浄ノズル４４と、洗浄ノズル４４に水を供給する水供給管４５と、複数の洗浄ノズル４４を連結する連結集合管４６と、水を圧送する圧送ポンプ４７と、水を貯留する図示せぬ貯水槽とから構成されている。
【００４４】
複数の洗浄ノズル４４と水供給管４５とは丸鋼管からなる連結集合管４６を介して接続されており、水供給管４５はフレキシブルなゴムホースから形成されている。水供給管４５の一端は連結集合管４６の端部に接続され、水供給管４５の他端は図示せぬ貯水層内に配置されている。水供給管４５の中間部には圧送ポンプ４７が介装されており、圧送ポンプ４７は本体部８の後部上面に設置されている。
【００４５】
図１、図３に示すように、上記したブームシリンダ１５、アームシリンダ１７、先端シリンダ１９、第１の回転部材シリンダ２９、第２の回転部材シリンダ３０、回転部材モータ３２、ローラー回転機構３５、押えローラー開放シリンダ３８、ロックボルト押圧シリンダ４３、圧送ポンプ４７、図示せぬ充填材圧送ポンプおよび図示せぬ昇降駆動機構はそれぞれ運転部９内に接続されており、運転部昇降手段１０、可動張出部１１、向き調節手段２０、ロックボルト挿入手段２１、充填材注入手段２２、ロックボルト圧入手段２３及び洗浄手段２４の図示せぬ操作盤は運転部９内に設けられている。
【００４６】
次に、上記した構成からなるロックボルト設置装置７の使用方法について説明する。
【００４７】
まず、シールド掘削機等で地盤Ｇに坑１を形成した後に、坑１の坑壁２に吹付けコンクリート３を吹付ける。その後、削孔機などによって吹付けコンクリート３が被覆された坑壁２に複数の孔５を等間隔で垂直或いは斜めに形成する。
【００４８】
次に、坑１内にロックボルト設置装置７を配置する。移動部１２に備えられた押えローラー３４が送りローラー３３の上方から離れた開位置にくるように支持板３７を回転させておき、複数の送りローラー３３の上に充填材注入管３９を載せる。そして、押えローラー３４が取り付けられた支持板３７を押えローラー開放シリンダ３８を稼動させることで回転軸３７ａを軸に正回転させ、押えローラー３４を送りローラー３３上方の閉位置に移動させる。押えローラー開放シリンダ３８による圧力によって押えローラー３４を充填材注入管３９に圧接し、送りローラー３３と押えローラー３４とで充填材注入管３９を挟持する。また、充填材注入管３９の他端に充填材供給管４０の一端を接続し、充填材供給管４０の他端を図示せぬ図示せぬ充填材貯留タンク内に配置する。
【００４９】
次に、ブーム１４、アーム１６および先端基板１８をブームシリンダ１５、アームシリンダ１７および先端シリンダ１９によってそれぞれ動かし、充填材注入管３９が取り付けられた移動部１２を坑壁２に形成された複数の孔５のうち何れか一つの孔５の手前に移動させる。
【００５０】
次に、向き調節手段２０によって充填材注入管３９の一端に形成された吐出口３９ａを孔５の手前に配置するとともに、充填材注入管３９を孔５の軸方向に延在させる。第１の回転部材２６、第２の回転部材２７および第３の回転部材２８を第１の回転部材シリンダ２９、第２の回転部材シリンダ３０および回転部材モータ３２によってそれぞれ動かし、送りローラー３３と押えローラー３４とで挟持された充填材注入管３９の向きを調節する。そして、送りローラー３３を送りローラー回転機構３５によって正回転させ、充填材注入管３９の一端に形成された吐出口３９ａを孔５内に嵌入する。
【００５１】
次に、充填材注入手段２２によって充填材６を孔５内に注入する。図示せぬ充填材圧送ポンプを作動させ、図示せぬ充填材貯留タンク内に貯留された充填材６を充填材供給管４０内に吸い上げる。充填材供給管４０内に吸い上げられた充填材６は充填材供給管４０内を流通し、充填材供給管４０内から充填材注入管３０内に流入し、充填材注入管３９の一端に形成された吐出口３９ａから孔５内に流入する。
【００５２】
次に、送りローラー３３を送りローラー回転機構３５によって逆回転させ、充填材注入管３９の一端に形成された吐出口３９ａを孔５内から抜き取る。そして、ブーム１４、アーム１６および先端基板１８をブームシリンダ１５、アームシリンダ１７および先端シリンダ１９によってそれぞれ動かし、充填材注入管３９が取り付けられた移動部１２を孔５の手前から坑１内の安全な場所に移動させる。そして、押えローラー開放シリンダ３８を作動させることで支持板３７を逆回転させ、押えローラー３４を送りローラー３３上方の閉位置から送りローラー３３から離れた開位置に移動させる。
【００５３】
次に、送りローラー３３上に載せられた充填材注入管３９を取り外すとともに、送りローラー３３上にロックボルト４を載せる。そして、押えローラー開放シリンダ３８を作動させて支持板３７を正回転させ、押えローラー３４を送りローラー３３上方の閉位置に移動させる。押えローラー開放シリンダ３８による圧力によって押えローラー３４をロックボルト４に圧接し、送りローラー３３と押えローラー３４とでロックボルト４を挟持する。また、ロックボルト４の螺旋が切られた端部にワッシャ４８およびナット４９をそれぞれ螺合する。
【００５４】
次に、ブーム１４、アーム１６および先端基板１８をブームシリンダ１５、アームシリンダ１７および先端シリンダ１９によってそれぞれ動かし、ロックボルト４が取り付けられた移動部１２を充填材６が注入された孔５の手前に移動させるとともに、運転部昇降手段１０によって運転部９を上昇させる。図示せぬ昇降駆動機構によって図示せぬ昇降部は昇降ガイド１３に沿って上方に移動し、図示せぬ昇降部に設けられた運転部９は上昇する。
【００５５】
次に、向き調節手段２０によってロックボルト４の先端を孔５の手前に配置するとともに、ロックボルト４を孔５の軸方向に延在させる。そして、送りローラー３３を送りローラー回転機構３５によって正回転させ、ロックボルト４を孔５内に挿入する。ロックボルト４は、ロックボルト４の他端に螺合されたワッシャ４８およびナット４９が押えローラー３４付近にくるまで挿入し、その後送りローラー回転機構３５を停止してロックボルト４の送り出しを停止する。
【００５６】
次に、押えローラー開放シリンダ３８を作動させることで支持板３７を逆回転させ、押えローラー３４を送りローラー３３上方の閉位置から送りローラー３３から離れた開位置に移動させる。そして、ブーム１４、アーム１６および先端基板１８をブームシリンダ１５、アームシリンダ１７および先端シリンダ１９によってそれぞれ動かし、ロックボルト４の他端から送りローラー３３を取り外すとともにロックボルト４の他端にロックボルト押圧シリンダ４３のピストン４３ａの先端が当接するように、移動部１２を移動させる。
【００５７】
次に、ロックボルト押圧シリンダ４３を作動させてピストン４３ａによってロックボルト４の他端を押圧し、孔５内奥深くにロックボルト４を圧入する。そして、押圧されている状態のロックボルト４の他端に螺号されたナット４９を、ワッシャ４８を介して坑壁２に締め付ける。
【００５８】
また、孔５内に注入された充填材６が落下して、ロックボルト挿入手段２１、充填材注入手段２２およびロックボルト圧入手段２３に充填材６が付着した場合には、洗浄手段２４によってロックボルト挿入手段２１、充填材注入手段２２およびロックボルト圧入手段２３に散水して付着した充填材６を洗い流す。図示せぬ貯水層内に貯留された水は圧送ポンプ４７によって水供給管４５内に吸い上げられ、水供給管４５内に吸い上げられた水は水供給管４５内を流通し、水供給管４５内から連結集合管４６内に流入し、連結集合管４６内から複数の洗浄ノズル４４にそれぞれ流入し、複数の洗浄ノズル４４の噴射口４４ａからロックボルト挿入手段２１、充填材注入手段２２およびロックボルト圧入手段２３に向けて流出する。
【００５９】
上記した構成からなるロックボルト設置装置７によれば、移動部１２には孔５内にロックボルト４を挿入するロックボルト挿入手段２１が備えられ、ロックボルト挿入手段２１にはロックボルト４を送り出すとともにロックボルト４を挟持する送りローラー３３と押えローラー３４とが備えられている。このため、送りローラー３３と押えローラー３４とで挟持されたロックボルト４は傾けても落下することはなく孔５内に送られるため、苦渋作業であるロックボルト４を孔５内に挿入する作業は手作業することはなく、作業の労力は軽減され、ロックボルト４の挿入作業の作業時間を短縮することができるとともに、危険が伴う場所での作業は手作業でないため、ロックボルト４の挿入作業の安全性を向上させることができる。
【００６０】
また、移動部１２には、充填材注入管３９と充填材供給管４０とからなる充填材注入手段２２が備えられているため、孔５内に充填材６を注入する作業は充填材注入手段２２によって行われる。これによって、シールド掘削機の切羽近くで落盤などの危険の伴う場所での充填材６の注入作業は作業員の手作業によって行う必要はなく、作業の安全性を向上させることができる。また、充填材注入管３９は送りローラー３３と押えローラー３４とで挟持されるため、送りローラー３３が回転することで充填材注入管３９は送り出され、充填材注入管３９の吐出口３９ａは孔５内に嵌入され、孔５内に位置する吐出口３９ａから充填材６は注入される。これによって、充填材６は孔５内の奥まで満遍無く充填され、孔５内に充填材６を確実に注入することができ、さらに送りローラー３３と押えローラー３４とはロックボルト挿入手段２１のものを使用するため、移動部１２の重量を軽減することができる。
【００６１】
また、移動部１２には、洗浄ノズル４４と水供給管４５とを備える洗浄手段２４が備えられているため、孔５内に注入された充填材６が落下して向き調節手段２０やロックボルト挿入手段２１や充填材注入手段２２やロックボルト圧入手段２３に充填材６が付着した際に、付着した充填材６は洗浄ノズル４４からの散水によって洗い流される。これによって、充填材６が付着したら固化する前に直ちに洗浄することができ、送りローラー３３や押えローラー３４や各種アクチェータ２９、３０、３２、３５、３８、４３に充填材６が詰って稼動しなくなることを防止することができる。
【００６２】
また、移動部１２には、ホルダー４１と押圧機構４２とからなるロックボルト圧入手段２３が備えられているため、孔５内に挿入されたロックボルト４は押圧機構４２によって往復するホルダー４１によって更に深く孔５内に圧入されるため、ロックボルト４は孔５内で充填材６によって全面接着されるとともに、先端が孔５内に定着される。これによって、ロックボルト４は孔５内に強固に固定させることができる。
【００６３】
また、送りローラー３３および押えローラー３４はそれぞれスケルトン状に形成されているため、孔５内に注入された充填材６が落下して送りローラー３３や押えローラー３４に付着した際に、送りローラー３３とロックボルト４或いは押えローラー３４とロックボルト４との間に付着した充填材６は送りローラー３３或いは押えローラー３４に形成された空間に押し出される。これによって、送りローラー３３および押えローラー３４の表面にした充填材６は容易に除去することができる。
【００６４】
また、ロックボルト設置装置７を操作する作業員が居る運転部９は、運転部昇降手段１０によって、上下方向に移動可能に設けられているため、送りローラー３３と押えローラー３４とで挟持されたロックボルト４を上方の坑壁２に形成された孔５の手前に配置するとき、運転部９は挟持された状態で持ち上げられたロックボルト４の側方付近まで上昇する。これによって、万一ロックボルト４が落下したときでも落下するロックボルト４が運転部９に直撃することはなく、運転部９内で作業する作業員の安全性は向上させることができる。また、上方の坑壁２に形成された孔５にロックボルト４を設置する際には、操作する作業員の位置が作業箇所の高さに近づくため、作業員は作業箇所を目視で確認できるため作業性を向上させることができる。
【００６５】
以上、本発明に係るロックボルト設置装置７の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、ロックボルト４や充填材注入管３９を送りローラー３３と押えローラー３４とで上下から挟み込み挟持しているが、本発明は、ロックボルト４や充填材注入管３９を複数のローラーで三方或いは四方から挟み込んでもよい。また、閉位置と開位置との間を移動する押えローラー３４がなく、全てのローラーをローラー回転機構３５によって回転する送りローラー３３にしてもよい。
【００６６】
また、上記した実施の形態では、ロックボルト挿入手段２１のを送りローラー３３や押えローラー３４を利用して充填材注入手段２２における充填材注入管３９の送り出しを行っているが、本発明は、ロックボルト挿入手段２１のを送りローラー３３や押えローラー３４とは別に充填材注入手段２２のみの送り手段を設けてもよい。これによって、ロックボルト４を挿入する度に充填材注入管３９を取り外す手間が省略され、作業時間を短縮することができる。
【００６７】
また、上記した実施の形態では、送りローラー３３の下方にロックボルト圧入手段２３が配置され、またロックボルト圧入手段２３の下方に洗浄手段２４が配置されているが、本発明は、ロックボルト圧入手段２３を送りローラー３３の下方以外に配置してもよく、例えばロックボルト挿入手段２１の側方や上方に配置してもよい。また、洗浄手段２４はロックボルト圧入手段２３の下方以外に配置してもよく、例えばロックボルト挿入手段２１の側方や上下方、或いはロックボルト圧入手段２３の側方や上方に配置してもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載のロックボルト設置装置によれば、移動部には、ロックボルトを送り出すとともに挟持するローラーが備えられているロックボルト挿入手段が備えられているため、ローラーで挟持されたロックボルトは傾けても落下することはなく孔内に送られるため、苦渋作業であるロックボルトを孔内に挿入する作業の労力は軽減され、作業時間を短縮することができ、さらに危険が伴うロックボルト設置箇所での手作業はなくなるため、ロックボルトの挿入作業の安全性を向上させることができる。
【００６９】
また、請求項２記載のロックボルト設置装置によれば、孔内に充填材を注入する充填材注入手段が移動部に備えられているため、掘削したばかりで崩壊する危険がある孔に充填材を注入する作業員が近づくことなく、安全な場所から充填材注入手段を操作することができ、作業の安全性を向上させることができる。
【００７０】
また、請求項３記載のロックボルト設置装置によれば、ローラーに挟持された充填材注入管はローラーの回転によって孔内に送り出され、充填材注入管に形成された吐出口は孔内に嵌入されるため、充填材は確実に孔内に注入され、また吐出口を孔内の奥深くまで嵌入させると充填材は孔内の奥まで満遍無く充填され、ロックボルトを確実に固定することができる。また、充填材注入管を送り出すローラーはロックボルト挿入手段のローラーが使用されるため、移動部に備えられるロックボルト挿入手段および充填材注入手段の合計重量を軽減することができる。
【００７１】
また、請求項４記載のロックボルト設置装置によれば、移動部にはロックボルト挿入手段を散水洗浄する洗浄手段が備えられているため、孔内に注入された充填材が落下してローラー等に充填材が付着した際に、付着した充填材は洗浄手段によって直ちに水で洗い流され、充填材によってローラー等が稼動しなくなることを防止することができる。
【００７２】
また、請求項５記載のロックボルト設置装置によれば、洗浄手段には洗浄ノズルと水供給管とが備えられているため、水は水供給管から洗浄ノズルへ流入し、洗浄ノズルからロックボルト挿入手段のローラー等に放水され、ローラー等に付着した充填材などを洗い流すことができる。
【００７３】
また、請求項６記載のロックボルト設置装置によれば、移動部には孔内に挿入されたロックボルトを孔内に圧入させるロックボルト圧入手段が備えられているため、ロックボルトは孔内で充填材によって全面接着されるとともに先端が孔内に定着され、ロックボルトを強固に固定することができる。
【００７４】
また、請求項７記載のロックボルト設置装置によれば、ロックボルト圧入手段にはホルダーと押圧機構とが備えられているため、ホルダーは押圧機構によってロックボルトの挿入方向に押圧され、ホルダーに当接されたロックボルトは孔内の奥深くに圧入され、ロックボルトの先端を孔内に定着させることができる。
【００７５】
また、請求項８記載のロックボルト設置装置によれば、ローラーはスケルトン状に形成されているため、孔内に注入された充填材が落下してローラーに付着した際に、ローラーとロックボルトとの間に付着した充填材はローラーに形成された空間に押し出され、ローラーの表面にした充填材は容易に除去することができる。
【００７６】
また、請求項９記載のロックボルト設置装置によれば、運転部は運転部昇降手段によって上下方向に移動されるため、操作する作業員が居る運転部は、挟持されたロックボルトが坑内上方の孔の手前に配置されたとき等には、挟持された状態で上方に持ち上げられたロックボルトの側方付近まで上昇され、万一ロックボルトが落下した場合に、落下するロックボルトが運転席を直撃することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロックボルト設置装置を表す全体斜視図である。
【図２】本発明に係るロックボルト設置装置によって設置されるロックボルトの設置状況を表す断面図である。
【図３】本発明に係るロックボルト設置装置を表す部分斜視図である。
【図４】本発明に係るロックボルト設置装置を表す部分斜視図である。
【図５】本発明に係るロックボルト設置装置を表す部分斜視図である。
【図６】本発明に係るロックボルト設置装置を表す部分斜視図である。
【図７】本発明に係るロックボルト設置装置を表す部分斜視図である。
【符号の説明】
１  坑
２  坑壁
４  ロックボルト
５  孔
６  充填材
７  ロックボルト設置装置
８  本体部
９  運転部
１０  運転部昇降手段
１１  可動張出部
１２  移動部
２１  ロックボルト挿入手段
２２  充填材注入手段
２３  ロックボルト圧入手段
２４  洗浄手段
３３  送りローラー（ローラー）
３４  押えローラー（ローラー）
３５  ローラー回転機構
３９  充填材注入管
３９ａ  吐出口
４０  充填材供給管
４１  ホルダー
４２  押圧機構
４４  洗浄ノズル
４５  水供給管
【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】
2005016238.tif 000007
【図６】
2005016238.tif 000008
【図７】
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