(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル長手方向へ移動可能な機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているトンネル壁面の切削装置において、前記機体の前部から後部へ向かって切削屑を搬送するコンベヤを具えているとともに、前記機体にはトンネルの壁面に押し当てられる油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパが突出させて設けられていることを特徴とするトンネル壁面の切削装置。
【請求項２】
それぞれトンネル長手方向へ移動可能な機体と伸縮用シリンダにより連結された副機体とを有し、前記機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているトンネル壁面の切削装置において、前部を前記機体に支持させるとともに後部を前記副機体に前後方向に移動可能に支持させた後部へ切削屑を搬送するコンベヤを具えているとともに、前記機体および副機体にはトンネルの壁面に押し当てられる油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパが突出させて設けられていることを特徴とするトンネル壁面の切削装置。
【請求項３】
トンネル長手方向へ移動可能な機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているとともに、切削屑搬送用のコンベヤを具えた切削装置を、前記機体に突出して設けられている油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパをトンネルの壁面に押し当てて三点支持により固定し、前記切削工具により前記機体の前方のトンネル壁面を所定範囲に亘って切削し、次に前記各グリッパを収縮することにより固定を解除して機体を移動して再び各グリッパを伸長して機体を固定し次の切削作業開始可能な体勢を作ることにより前記機体の前方所定範囲に露出させた未切削壁面を切削する動作を順次繰返すこと、および或る回の切削終了から次回の切削開始までの間にそれ迄の切削によって発生した切削屑を前記コンベヤにより前記機体の後部へ向かって搬送し、後方に待機させた搬出台車に積載して後方のトンネル出口から搬出すること、を特徴とするトンネル壁面の切削作業方法。
【請求項４】
トンネル長手方向へ移動可能な機体と伸縮用シリンダにより連結されたトンネル長手方向へ移動可能な副機体とを有し、前記機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているとともに前部を前記機体に支持するとともに後部を前記副機体に前後方向に移動可能に支持させた後部へ切削屑を搬送する切削屑搬送用のコンベヤを具えた切削装置を、前記機体および副機体に突出して設けられている油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパをトンネルの壁面に押し当てて三点支持によりそれぞれ固定し、前記切削工具により前記機体の前方のトンネル壁面を所定範囲に亘って切削し、切削によって発生した切削屑を前記コンベヤにより前記副機体の後部へ向かって搬送し、後方に待機させた搬出台車に積載して後方のトンネル出口から搬出し、切削屑の搬送を終わったとき前記副機体の上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを収縮させるとともに、前記伸縮用油圧シリンダを伸長して副機体，コンベヤを後方へ移動させてから再び上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを伸長して副機体を固定し、前記機体の上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを収縮するとともに前記伸縮用油圧シリンダを収縮させて機体を後方の副機体へと引き寄せ、再び上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを伸長して機体を固定し次の切削作業開始可能な体勢を作ることを特徴とするトンネル壁面の切削作業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトンネル壁面の補修工事にあたって壁面コンクリートの劣化部分を除去すること、或いは既存トンネルの拡幅工事にあたって壁面を切削除去することに用いられる切削装置、およびこのような切削装置を使用した切削作業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路、水路などのトンネルにおいて、トンネル壁面を形成しているコンクリートの劣化が進んだとき、水漏れや崩落などのトラブルを防止するために劣化部分を除去して新鮮コンクリートに置き換えること、或いは既存トンネルの拡幅工事にあたってコンクリートの全部を除去することが行なわれている。
【０００３】
この補修工事の多くは、特開平２−２５２８８９号公報などにも見られるように、円筒周面に多数の切刃を設けた平フライス様の切削工具をクローラ型車両などの自走可能な機体の正面前方に旋回可能に設けてなる切削装置を使用している。また、工事は切削装置に加えてコンクリート粉塵がトンネル内に拡散充満するのを防止する集塵手段、切削屑の回収手段、新鮮コンクリートの打設手段などの機器類を搬入して行なわれ、切削装置は切削工具が配置された前方へ間歇的に移動しながら切削を行ない、集塵手段、回収手段、打設手段は追従して移動する。
【０００４】
前記の切削装置を使用した切削作業における各手段の配置例として、集塵手段を切削装置に搭載し、回収手段を切削装置の前方に配置することが特開平３−２０２５９６号公報に記載されており、このものにおいては打設手段は切削装置の後方に配置される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の配置例に示されている回収手段は、トンネル床面に落下堆積している切削屑を搬送するコンベヤを有する積み込み機と、積み込み機から受取った切削屑をトンネル外部に搬出する搬出台車とからなり、これらが切削装置の前方にトンネル長手方向に並んで配置される。
【０００６】
このため、回収手段が必然的に大形で長大なものとなり、集塵手段を切削装置に搭載しないで別体とし切削工具近傍のトンネル内に設置するものとした場合に、積み込み機が邪魔になって設置困難または不可能な事態を生じる心配がある。また、切削の進捗に従って、回収手段の殊に積み込み機を切削装置の前進距離と同程度の距離ずつ小刻みに移動させなければならず、作業手順が複雑で面倒であることを避けられない。
【０００７】
本発明はトンネル壁面の補修にあたって壁面コンクリートの劣化部分を切削工具で切削除去することによって発生した切削屑の回収手段が大形、長大であって、他の機器類の設置の邪魔をしたり作業手順を面倒にする、という前記課題を解決しようとするものであって、集塵手段、回収手段、打設手段などの補修工事に使用される機器類を互いに邪魔したり干渉したりすることなく配置することができる切削装置を提供すること、およびこの切削装置を使用した作業手段が簡単な切削作業方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明に係る切削装置は、トンネル長手方向へ移動可能な機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているトンネル壁面の切削装置において、前記機体の前部から後部へ向かって切削屑を搬送するコンベヤを具えているとともに、前記機体にはトンネルの壁面に押し当てられる油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパが突出させて設けられているものとした。回収手段のコンベヤを機体に具えさせ、機体前方で発生する切削屑を後方へ搬送するものとした本発明の切削装置によると、搬出台車が後方に配備されることとなって前方に集塵手段などの機器類を回収手段に全く邪魔されることなく設置できるとともに、コンベヤが切削装置と一体に移動することによって作業手順を簡単なものにする、という目的が達成され、殊に、切削時に機体が上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを伸長してトンネルの壁面に三点支持により固定されることにより正確に切削することができる。
【０００９】
また、それぞれトンネル長手方向へ移動可能な機体と伸縮用シリンダにより連結された副機体とを有し、前記機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているトンネル壁面の切削装置において、前部を前記機体に支持させるとともに後部を前記副機体に前後方向に移動可能に支持させた後部へ切削屑を搬送するコンベヤを具えているとともに、前記機体および副機体にはトンネルの壁面に押し当てられる油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパが突出させて設けられているようにすることにより、正確に且つ容易に前後方向へと連続して切削することができる。
【００１０】
さらに、前記課題を解決するための本発明に係る切削作業方法を、トンネル長手方向へ移動可能な機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているとともに、切削屑搬送用のコンベヤを具えた切削装置を、前記機体に突出して設けられている油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパをトンネルの壁面に押し当てて三点支持により固定し、前記切削工具により前記機体の前方のトンネル壁面を所定範囲に亘って切削し、次に前記各グリッパを収縮することにより固定を解除して機体を移動して再び各グリッパを伸長して機体を固定し次の切削作業開始可能な体勢を作ることにより前記機体の前方所定範囲に露出させた未切削壁面を切削する動作を順次繰返すこと、および或る回の切削終了から次回の切削開始までの間にそれ迄の切削によって発生した切削屑を前記コンベヤにより前記機体の後部へ向かって搬送し、後方に待機させた搬出台車に積載して後方のトンネル出口から搬出することから、なるものとした。
【００１１】
次に、同じく前記課題を解決するための本発明に係る異なる切削作業方法を、トンネル長手方向へ移動可能な機体と伸縮用シリンダにより連結されたトンネル長手方向へ移動可能な副機体とを有し、前記機体の前方にトンネル壁面の切削工具が設置されているとともに前部を前記機体に支持するとともに後部を前記副機体に前後方向に移動可能に支持させた後部へ切削屑を搬送する切削屑搬送用のコンベヤを具えた切削装置を、前記機体および副機体に突出して設けられている油圧シリンダからなる上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパをトンネルの壁面に押し当てて三点支持によりそれぞれ固定し、前記切削工具により前記機体の前方のトンネル壁面を所定範囲に亘って切削し、切削によって発生した切削屑を前記コンベヤにより前記副機体の後部へ向かって搬送し、後方に待機させた搬出台車に積載して後方のトンネル出口から搬出し、切削屑の搬送を終わったとき前記副機体の上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを収縮させるとともに、前記伸縮用油圧シリンダを伸長して副機体，コンベヤを後方へ移動させてから再び上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを伸長して副機体を固定し、前記機体の上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを収縮するとともに前記伸縮用油圧シリンダを収縮させて機体を後方の副機体へと引き寄せ、再び上向グリッパおよび左右の斜下向グリッパを伸長して機体を固定し次の切削作業開始可能な体勢を作ることとした。
【００１２】
このように、回収手段としてのコンベヤを具えた切削装置を少しずつ後方へ移動させながら機体の前方に設置した切削工具による壁面の切削を行ない、前方に発生した切削屑をコンベヤによって後方へ搬送し搬出台車で後方のトンネル出口から搬出するものとした本発明の切削作業方法によると、切削工具の近傍に集塵手段を設置して粉塵の拡散を防止することや、切削完了区間の任意場所に打設手段を搬入して新鮮コンクリートを打設し修復することなどが、回収手段はもとより切削装置にも邪魔されることなく自由に行なえる。また回収手段のコンベヤが切削装置と一体に移動することおよび搬出台車が集塵手段や打設手段の存在しない後方を自由に走行可能であること、によって作業手段が簡単なものとなるとともに作業能率を向上させることができる。尚、本発明は前記従来技術で説明した補修工事に限らず、拡幅工事にもそのまま適用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明をトンネル壁面のコンクリート劣化部分を除去する切削機に実施した形態を説明すると、電動機、油ポンプ、油槽などを含む油圧ユニット２および制御盤３を搭載した機体１の中心部に前後へ貫通した保持筒４が設けられており、中空の主軸１４が保持筒４に前後へ突出して回転可能に嵌装保持されているとともに、この主軸１４の後端部は副機体５に回転可能に嵌装保持されている。
【００１４】
機体１の前後両端部にはトンネルＴの天井面ＴＡに押し当てられる油圧シリンダからなる上向グリッパ７および側面ＴＢと床面ＴＣとの左右両かど部分に押し当てられる油圧シリンダからなる斜向グリッパ８が突出させて設けられているとともに、先端部左右両側には油圧シリンダ９により上下位置可調節とされた補助車輪１０が設けられている。また、副機体５にも同様の上向グリッパ１１および斜向グリッパ１２が設けられている。
【００１５】
主軸１４の先端に切削機本体１５が直交させて固結されており、この切削機本体１５は油圧シリンダを内蔵していてそのピストン杆を結合して切削機本体１５から突出させた案内筒１６に切削工具１７およびその原動機１８が装備されている。切削工具１７は円筒周面に多数の切刃を設けた平フライス様の広く知られた工具である。また、副機体５に原動機１９が搭載されており、この原動機１９と主軸１４とは歯車伝動機構２０によって結合されている。
【００１６】
副機体５はガイドフレーム６を後方へ突出させて具えており、このガイドフレーム６に吊り部材２１が前後方向可動に係合している。機体１とガイドフレーム６とには、主軸１４と平行に配置した伸縮用油圧シリンダ２２の両端が結合されている。
【００１７】
一方、ベルトコンベヤ２４がコンベヤフレーム２５に内装されて機体１，副機体５の中心線下方に配置されている。コンベヤフレーム２５は前部が低く後部が高く傾斜していて、前部にトンネルＴの床面ＴＣに乗る車輪２６を有しているとともに、後部は吊り部材２１に支軸２７により回動可能に取り付けられ、且つ吊り部材２１とコンベヤフレーム２５とに両端を結合させた起伏用油圧シリンダ２８を有している。更に、機体１と吊り部材２１とには主軸１４と平行に配置した移動用油圧シリンダ２９の両端が結合されている。
【００１８】
このような本実施の形態は、トンネルＴ内の所要個所に搬入し、トンネル中心軸線と主軸１４の中心軸線とが一致する姿勢となるように上向グリッパ７，１１，斜向グリッパ８，１２を伸長してトンネルＴの壁面に三個所の三点支持により固定する。このとき、切削工具１７は機体１の前方に位置していて、原動機１８により駆動されるとともに、案内筒１６を伸縮し且つ主軸１４を原動機１９によって回転させることにより、天井面ＴＡから側面ＴＢ，更に床面ＴＣの劣化コンクリートを切削する（図５（Ａ）参照）。これにより、切削工具１７の円筒長とほぼ同一幅の切削が行なわれるので、必要により副機体５の三つのグリッパ１１，１２を収縮してトンネルＴ壁面から離間させ、伸縮用油圧シリンダ２２によって副機体５，主軸１４，切削機本体１５を一体に前方または後方へ少し移動させ、副機体５を再び固定して切削する作業を少なくとも一回行なう。
【００１９】
次に、切削工具１７を停止し案内筒１６を収縮してトンネルＴの壁面から離間させ、副機体５の各グリッパ１１，１２を収縮して伸縮用油圧シリンダ２２によって副機体５を前方へ移動させて再び固定する。これとほぼ同時に、移動用油圧シリンダ２９を収縮して吊り部材２１と一体にコンベヤフレーム２５を前方へ移動させ、コンベヤフレーム２５の先端部を切削が終わった領域に突出させるとともに、必要により起伏用油圧シリンダ２８を伸縮してコンベヤフレーム２５の傾斜角度を調節し、先端が床面ＴＣに近い高さとなるようにする（図５（Ｂ）参照）。
【００２０】
この姿勢でベルトコンベヤ２４を運転し、切削により床面ＴＣ上に堆積した切削屑を人力または小型ブルドーザなどによりコンベヤフレーム２５の先端部に掻き寄せ、ベルトコンベヤ２４に乗せて副機体５の後方へ搬送し、そこに待機させた搬出台車３０に積みかえて後方のトンネル出口から搬出する。
【００２１】
切削屑の搬送を終わったとき、副機体５の三つのグリッパ１１，１２を収縮させるとともに、伸縮用油圧シリンダ２２，移動用油圧シリンダ２９を伸長して副機体５，コンベヤフレーム２５を後方へ移動させてから再びグリッパ１１，１２を伸長して副機体５を固定し、機体１の補助車輪１０を床面ＴＣに接触させて前後の各グリッパ７，８を収縮することにより機体１を移動可能な状態とする。次に、伸縮用油圧シリンダ２２を収縮させて機体１を後方の副機体５へと引き寄せ、再び各グリッパ７，８を伸長して機体１を固定し次の切削作業開始可能な体勢を作る（図５（Ｃ）参照）。
【００２２】
以上の機体１を後退させ次に副機体５を後退させる、という動作を最低一回行なうことより、切削工具１７が先の切削個所に隣接した未切削領域に位置させられたとき、切削工具１７を駆動して劣化コンクリートの切削を行なう。
【００２３】
このように、トンネル壁面の劣化コンクリートの切削を機体１，副機体５，切削工具１７を主要部とする切削装置を少しずつ後方へ移動させながら行ない、且つ切削屑の回収手段を構成するベルトコンベヤ２４で後方へ搬送するものとした本実施の形態によると、トンネルＴの劣化コンクリートが切削除去された前方空間にベルトコンベヤ２４や搬出台車３０に邪魔されることなく集塵手段を設置し、切削に伴って発生するコンクリートの粉塵を発生源の近傍で捕集し、作業環境の劣化を最小限にとどめることができる。また、前方空間の切削完了区間の任意場所に打設手段を搬入して新鮮コンクリートの打設作業を自由に行なうことができる。更に、切削屑をベルトコンベヤ２４に向かって掻き寄せる作業も小型ブルドーザなどの機械を搬入して容易に行なうことができる。
【００２４】
更にまた、回収手段はベルトコンベヤ２４が機体１，副機体５と一緒に前後方向へ移動することにより、移動のための特別の動力が不要であるとともに、切削個所を変更するとき搬出台車３０のみを別途に移動させればよいので、回収手段の構成および取扱いが簡単なものとなる。加えて、コンベヤフレーム２５を機体１に対して前後位置可調整とし、或いは傾斜角度加調整とした場合は、切削屑のベルトコンベヤ２４への積み込み作業が容易且つ便利な個所に前部を位置させることができ、作業能率が向上する。
【００２５】
尚、本実施の形態では、切削装置を機体１と副機体５とからなり、グリッパ７，８，１１，１２によって固定、自由の状態とするとともに伸縮用油圧シリンダ２２によって両者の前後間隔を可変とした移動が尺取式に行なわれるものとしたが、車輪、タイヤまたはクローラと走行用原動機とを具えて任意距離を移動する自走式のものであってもよい。また、回収手段のコンベヤは、ベルトコンベヤに限らずスクリュコンベヤなど適宜のものを用いることができる。
【００２６】
尚また、前記の切削および回収の作業手順についての説明では、機体１を一個所に固定した一回の切削作業の終了と次の個所に移動した切削作業の開始との間に切削屑を回収するものとしたが、複数個所に移動して切削を行なったときそれ迄に溜った切削屑をまとめて回収させるようにすることもある。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、トンネル壁面を切削することによって発生した切削屑を搬出する回収手段のコンベヤを切削装置に具えさせ、前方の切削工具によって作られた切削屑を後部へ搬送するものとした本発明、および切削装置を後方へ移動させながらその前方部分を切削するものとしたもう一つの本発明によると、集塵手段、新鮮コンクリートの打設手段を回収手段はもとより切削装置にも邪魔されることなく設置できるばかりか、切削屑の掻き寄せ作業も自由に行なうことができ、作業手順が簡単化されるとともに作業能率を向上させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切削装置の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】図１の切削装置を使用した切削作業手順の一例を示す説明図。
【符号の説明】
１  機体，１７  切削工具，２４  ベルトコンベヤ，２８  起伏用油圧シリンダ，２９  移動用油圧シリンダ，３０  搬出台車，
【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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