(57)【要約】      （修正有）【課題】トンネル工事の支保鋼の建込み作業の際に、支保鋼と地山との干渉が発生したときの地山の斫及び成形を効率良く行える作業装置を提供する。【解決手段】第１の解決手段は、バスケット１Ａの床にレール溝付の架台ベース１０を設け、これにスライドする架台支柱１１を通したレールを取付け、架台支柱は、下端部がレール溝内にあるときは自立して一定角度回動可能にし、溝外にあるときはレールの周りを自由に回動可能にする。この架台支柱の上端部に、上下動可能な第一の設置台と、その上部に左右及び上下に回動可能な第２の架台を備え、ドリル８を固定する。第２の解決手段は、支保鋼４の建込み作業の際の支保鋼と地山との干渉について、トンネル工事用機械は建込み位置のまま、ドリルにより干渉部を除去したのち、建込み作業をその位置から再開する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が架台ベースに設けられた溝内部に位置するように設けられた円柱状のレールと、下端部に上記レールが貫通し、上記レールに沿ってスライド可能であるとともに、下端部が上記架台レールの溝内に位置するときは立った状態で上記溝により規制された一定角度回動可能であり、下端部が上記架台ベースの溝から外れた位置にあるときには上記レールの周りに自由に回動可能に構成された架台支柱と、上記架台支柱の上端部に上下動可能に取り付けられた第１の設置台と、上記第１の設置台に取り付けられ、左右に回動可能で、かつ上下に回動可能な第２の架台を備え、上記第２の架台にドリルを固定したトンネル工事用の作業装置
【請求項２】
トンネル工事用機械を移動させながら支保鋼の建込みを行う第１の工程と、支保鋼と地山に干渉が発生した時、移動可能なバスケット機構に支持されたドリルにより支保鋼と地山の干渉の原因となる地山の突部を削りとる第２の工程を有し、支保鋼と地山の干渉が生じた際、第１の工程をその位置で中断し、第２の工程により支保鋼と地山の干渉を除去したのち、第１の工程をその位置から再開するようにしたことを特徴とするトンネル工法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、トンネル工事用の作業装置及びトンネル工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、山岳工法（ＮＡＴＭ）のトンネル工事において、支保鋼の建込み作業、金網設置等の付帯作業やロックボルト打設や及びコンクリート吹付作業では、特許文献１で示されているようなトンネル工事用機械が使用される。【０００３】  このトンネル工事用機械には、吹付機構とエレクター機構及びバスケット機構が搭載されている。吹付機構は、地山の段階と支保鋼建込み金網設置後の２回のコンクリート吹付作業を行い、エレクター機構は、支保鋼を把持し建込む作業を行う。またバスケット機構は、金網設置その他の付帯作業を行うための作業員の作業足場として使用される。【０００４】  トンネルが大断面である場合には、吹付機構とバスケット機構がそれぞれ２機ずつ搭載されている同様のトンネル工事用機械が使用されることもある。【０００５】  ところで、支保鋼の建込み作業の前工程である掘削作業時に、後工程の吹付作業での吹付材料の食い込みが、すなわち吹付量ができる限り少なく済むように、支保鋼と地山の隙間をできるかぎり小さく、アーチ型の支保鋼外周すれすれに掘削する。【０００６】  ところが、このように掘削すると地山の表面には凹凸があるので、支保鋼の建込み時に支保鋼に干渉する地山の突起部分、いわゆるあたりが発生する。このあたりが大きい場合には、トンネル先端部である切羽の前の支保鋼の建込み位置にセットしたトンネル工事用機械を、一旦後方へ移動させ、油圧ブレーカ装置又は削岩機を移動させてきて地山のあたりの掘削及び成形作業を行う。作業完了後、機械の入れ替えにて再度トンネル工事用機械を元の建込み位置にまで移動させセットし直し、支保鋼建込み作業を続ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】  特開平７−２１７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、支保鋼の建込み作業を効率化できるトンネル工事用の作業装置及びトンネル工法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  請求項１の発明は、一端部が架台ベースに設けられた溝内部に位置するように設けられた円柱状のレールと、下端部に上記レールが貫通し、上記レールに沿ってスライド可能であるとともに、下端部が上記架台レールの溝内に位置するときは立った状態で上記溝により規制された一定角度回動可能であり、下端部が上記架台ベースの溝から外れた位置にあるときには上記レールの周りに自由に回動可能に構成された架台支柱と、上記架台支柱の上端部に上下動可能に取り付けられた第１の設置台と、上記第１の設置台に取り付けられ、左右に回動可能で、かつ上下に回動可能な第２の架台を備え、上記第２の架台にドリルを固定した。【００１０】  請求項２の発明は、トンネル工事用機械を移動させながら支保鋼の建込みを行う第１の工程と、支保鋼と地山に干渉が発生した時、移動可能なバスケット機構に支持されたドリルにより支保鋼と地山の干渉の原因となる地山の突部を削りとる第２の工程を有し、支保鋼と地山の干渉が生じた際、第１の工程をその位置で中断し、第２の工程により支保鋼と地山の干渉を除去したのち、第１の工程をその位置から再開するようにした。
【発明の効果】
【００１１】  請求項１の発明によれば、油圧ロックドリルを使用するとき、架台支柱を自立させることができるようになっており、それに支持されている重い油圧ロックドリルを手持ちしなくてよく、高さ調整もできるため楽な体勢で作業ができるとともに、作業時の振動が軽減され一層作業し易くなる。
また、ドリルが前後、左右、上下に動くことによりドリルを目的の方向に向けられるので、作業足場となるバスケットを作業できる範囲まで移動させる場合の位置取りが容易となり、また、作業足場から斜め上方向にある地山のあたりをドリルで突くときに細かな作業調整ができるので作業がやり易い。
また、架台支柱がスライドできるようになっており、架台支柱の下端が架台ベースの溝内に入っていないときは倒せるしくみとなっており、作業装置を使わない時はその他の付帯作業のじゃまにならない位置におくことができる。
また、使用しないときは、架台支柱より上部はねじ式なので、簡単に取り外しておくことができる。【００１２】  請求項２の発明によれば、トンネル工事用機械による支保鋼の建て込み作業時に発生した地山のあたりの対処は、従来はブレーカ装置又は削岩機にて行い、地山のあたりを処理する作業としては、まず支保鋼の建て込み作業をしていたトンネル工事用機械を一旦建て込み位置から待機場所へ移動させ、次に空いた建て込み位置にブレーカ装置又は削岩機を移動させ、次にブレーカ装置又は削岩機にて地山のあたりの斫及成形作業を行い、次に作業終了後、ブレーカ装置又は削岩機を建て込み位置から別の場所へ移動させ、最後に支保鋼の建て込み作業再開のため空いた建て込み位置へトンネル工事用機械を移動させるものであったものを、支保鋼の建込み作業中のトンネル工事用機械を、建て込み位置から移動させずに、トンネル工事機械に備えられたドリルによる地山のあたりの斫及び成形作業のみ行えば、支保鋼の建て込み作業が再開できるので、機械や装置の移動作業が無くなり、建込み作業の中断時間短縮と労力他の作業負担軽減ができ、支保鋼の建込み作業の効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）本発明の実施形態を示すトンネル工事用の作業装置の正面図、（Ｂ）トンネル工事用の作業装置のしくみを理解するための架台ベースの斜視図、（Ｃ）同架台支柱の斜視図、（Ｄ）同ハンドル盤の斜視図、（Ｅ）同連結器具の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態を示すトンネル工事用の作業装置の側面図である。
【図３】本発明の実施形態を示すトンネル工法の要部の側面図である。
【図４】同要部の正面図である。
【図５】同要部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下、本発明に係るトンネル工事用の作業装置についての実施の形態を図１及び図２を用いて説明する。
【００１５】  本発明に係るトンネル工事用の作業装置について、小型の油圧ロックドリル８は汎用のものを用いるが、ドリル回転を停止させブレーカ作業できる機能が備わっているものを使用する。
【００１６】  ９は、小型の油圧ロックドリル８を支持する装置架台であって、スチール材を加工成形した各部品から構成されるが、小型の油圧ロックドリル８の重さと斫り及び成形作業時の振動に耐えうる規格とする。この装置架台９に小型の油圧ロックドリル８を取り付けてトンネル工事用の作業装置となる。
以下、装置架台９の構成を詳しく説明する。
【００１７】  １０は、架台ベースであって、図１（Ｂ）に示す通り、鋼材を箱型に成形し、これに丸鋼レール１２を伝いスライド可能な架台支柱１１を自立させるため、レール溝１０Ａを作る。レール溝１０Ａは架台支柱１１の下端部が入ったとき、丸鋼レール１２を軸として前後１５度可動できるように、底部より開口部が広がった形状で構成されている。
【００１８】  レール溝１０Ａの一端は、支柱架台１１がレール溝１０Ａをスライドして通過するように開口し、他端は架台支柱１１のスライド止めと丸鋼レール１２取り付けのための溝壁１０Ｂで塞いでおく。図１では丸鋼レール１２の左側に架台ベース１０が付いているが、作業足場内の操作盤や出入口の配置によっては右側に付けてもよい。
【００１９】  １１は、架台支柱であって、丸型鋼管を用いるが、図１（Ｃ）に示す通り、下端部には架台ベース１０と接合するように下端部にＵ字形状の突起１１Ｂが設けられている。突起１１Ｂには丸鋼レール１２を通すためのレール孔１１Ａを設ける。支柱架台１１の上端部は接続用に雌ねじ１３に加工する。
【００２０】  架台支柱１１は丸鋼レール１２が取り付けられた溝壁１０Ｂから補強プレート２との間をスライドするが、下端部の突起１１Ｂが架台ベース１０のレール溝１０Ａ内に入ってないときは丸鋼レール１２を軸に回転する。これにより作業足場内で別の作業をする際に邪魔にならないよう普段は隅に寄せて倒せるしくみになっている。
【００２１】  １５は、ハンドル盤であって、図１（Ｄ）に示すように鋼材にて円盤型に製作し、これに取手１５Ａを２本取り付ける。また上面部には接続のための円柱状の窪み１５Ｂを作り、下部には丸鋼を加工した雄ねじ１４を取付ける。
【００２２】  このハンドル盤１５を取手１５Ａで回すことによって、ねじ方式により小型の油圧ロックドリル８が上下し高さ調整が可能となる。
【００２３】  １６は、小型の油圧ロックドリル８の装置設置台であって、鋼製プレートを小型の油圧ロックドリル８を乗せるのに適当な寸法に加工して、２本のＵボルト１７と４個のナット１７Ａにて小型の油圧ロックドリル８を固定できるように４ヶ所穴明け加工する。
【００２４】  １８は、連結部であって、図１（Ｅ）に示す通り、凸型の上部連結部品１８Ａと凹型の下部連結部品１８Ｂで構成されていて、ピン１８Ｃを軸に上部連結部品１８Ａが首振り可動するように、接合する部分はそれぞれアール形状にする。これにより小型の油圧ロックドリル８のドリル先端の上下の角度調整が可能となる。
【００２５】  上部連結部品１８Ａは、小型の油圧ロックドリル８のドリル先端が、斜め上４５度から斜め下４５度の向きで止まるようにストッパー１８Ｄを付ける。また、上端部には装置設置台１６が溶接で固定されている。
【００２６】  下部連結部品１８Ｂは、ハンドル盤１５の上に取り付けるが、その下端部の接続部分はハンドル盤１５の円柱状の窪み１５Ｂに差し込む形状にする。またこれにハンドル盤１５の回転操作とは切り離して連結部１８自身が、ハンドル盤１５に対して独自に回転するベアリング機構１８Ｅを設ける。これにより小型の油圧ロックドリル８のドリル先端の左右の方向調整が可能となるが、高さ調整のためハンドル盤１５を回転操作したときに、小型の油圧ロックドリル８も一緒に回転しないようにするためでもある。
【００２７】以上、説明した各部品等を使い、以下の通り、トンネル工事用機械がトンネル工事現場に搬入される前に組立て、トンネル工事用機械に設置する。
【００２８】  まず、バスケットの床（図示せず）の適所に架台ベース１０を設置し、バスケットの手摺柵（図示せず）の内側に鋼製の補強プレート２を取り付けておく。次に、予め架台支柱１１のレール孔１１Ａに通してある丸鋼レール１２を、補強プレート２と架台ベース１０の溝壁１０Ｂを繋げるように取り付ける。
【００２９】  次に、架台支柱１１を架台ベース１０のレール溝１０Ａに入るところにまでスライドさせ自立させる。次に、支柱架台１１の上端部の雌ねじ１３に、下部に雄ねじ１４を取り付けたハンドル盤１５を取り付ける。次に、ハンドル盤１５の円柱状の窪み１５Ｂに連結部１８の下端部の接続部分を差し込んで取り付ける。
【００３０】  次に、装置設置台１６を連結部１８の上に溶接にて取り付ける。次に、装置設置台１６の上に小型の油圧ロックドリル８を乗せ、予め穴明けしてある箇所にＵボルト１７を２本、４ヶ所ナット１７Ａ締めにて固定する。
【００３１】  以上の構成からなるトンネル工事用の作業装置により、本来は金網設置その他の付帯作業を行うための作業員の作業足場となるバスケットから、手持ちでは困難な小型の油圧ロックドリル８による横向けや斜め上の地山のあたりの斫及び成形作業が可能となる。
【００３２】  次に、本発明に係るトンネル工法についての実施の形態を図３〜図５を用いて説明する。
【００３３】  本発明に係るトンネル工法について、支保鋼４を建込んでいる際に、支保鋼４と地山との干渉部分、いわゆるあたり５が発生したら、建込み作業を一時中断する。
【００３４】  次に、建込み作業をしていたトンネル工事用機械（図示せず）を、そのまま車両本体は建込み位置のまま、トンネル工事用機械に備えられているバスケット機構１にてバスケットブーム１Ｂを稼働させ、作業足場となるバスケット１Ａを、地山のあたり５にトンネル工事用の作業装置の小型の油圧ロックドリル８のドリルの先端が届く範囲まで移動させる。
【００３５】  次に、小型の油圧ロックドリル８が付いている装置架台９を、架台ベース１０のレール溝１０Ａの溝壁１０Ｂに当たるところまでスライドさせて差し込み自立させる。
【００３６】  次に、小型の油圧ロックドリル８の先端を支保鋼４と地山との隙間に差し込んで地山のあたり５を突けるように、ハンドル盤１５を回して高さを調整し、次に、連結部１８の首振り機能及び回転機能にて上下及び左右の向きを微調整する。
【００３７】  微調整の後、小型の油圧ロックドリル８のドリルの回転機能を使わず、ブレーカ機能の振動にて斫り及び成形作業する。
【００３８】  作業終了後、小型の油圧ロックドリル８が付いている装置架台９を丸鋼レール１２にスライドさせ、邪魔にならない位置に移動させる。次にバスケット機構１にてバスケットブーム１Ｂを可動させ、作業足場となるバスケット１Ａを定位置に戻す。
【００３９】  トンネル工事用機械は建込み位置にあるので、そのまま再び支保鋼建込み作業の続きを行う。
以下、地山のあたり５が発生する都度、同様の作業工程を実施する。この方法では機械の入れ替え作業の時間が無くなり、支保鋼の建込み作業の時間が短縮され、効率的な作業が可能となる。
【００４０】  その他、小型の油圧ロックドリル８による地山のあたり５の斫及び成形により、油圧ブレーカ装置６の削岩機の掘削のような極端な余掘りが無くなり、吹付作業時の吹付材料の食い込みの軽減ができる。
【符号の説明】
【００４１】１        バスケット機構
１Ａ      作業足場となるバスケット
１Ｂ      バスケットブーム
２        補強プレート
４        支保鋼
５        あたり
８        小型の油圧ロックドリル
９        装置架台
１０      架台ベース
１０Ａ    レール溝
１０Ｂ    溝壁
１１      架台支柱
１１Ａ    レール孔
１１Ｂ    突起
１２      丸鋼レール
１３      雌ねじ
１４      雄ねじ
１５      ハンドル盤
１５Ａ    取手
１５Ｂ    円柱状の窪み
１６      装置設置台
１７      Ｕボルト
１７Ａ    ナット
１８      連結部
１８Ａ    上部連結部品
１８Ｂ    下部連結部品
１８Ｃ    ピン
１８Ｄ    ストッパー
１８Ｅ    ベアリング機構
【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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