JP7128735B2 - Slide guide mechanism for high-pressure water supply rod - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 ・平成30年度土木学会全国大会予稿集DVD版 (平成30年8月1日発行 公益社団法人土木学会発行) ・平成30年度土木学会全国大会、第73回年次学術講演会(平成30年8月29日~31日、北海道大学札幌キャンパスにて開催) ・奥村組技術研究年報 No.44 (平成30年9月1日 株式会社奥村組発行)
本発明は、高圧水供給ロッドのスライド案内機構に関し、特に、山岳トンネル工法において、切羽面に穿孔形成された装薬孔の内周面にウォータージェットにより切欠きノッチを形成する際に、高圧水供給ロッドのスライド移動を案内する高圧水供給ロッドのスライド案内機構に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod. The present invention relates to a slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod that guides the slide movement of the supply rod.
例えば、山岳トンネル工法においては、トンネルの切羽面の掘削は、爆薬を用いた発破工法によって岩盤等を破砕することによって行われる。この発破工法では、余堀を減らすと共に、発破掘削の対象となる切羽面の周囲の地盤を損傷しないようにする必要があり、そのための工法として、例えばスムースブラスティング工法(例えば、特許文献1参照)や、プレスプリッティング工法等が知られている。スムースブラスティング工法は、芯抜き発破によって掘削領域の中央部分に自由面を形成してから、払い発破によって自由面を順次周囲に拡大した後に、最後に最外周部分の地盤面を発破掘削する際に、切羽面の最外周部である周縁部の掘削計画線に沿って、複数の装薬孔を通常よりも密に配置して形成し、これらの装着孔に装填された、より少ない量の爆薬を爆発させることによって、岩盤等に作用する衝撃や圧力を緩和しつつ、爆発による岩盤等の圧縮破壊を抑制して、周囲の岩盤等を傷めないようにしながら掘削する工法である。プレスプリッティング工法は、最初に、掘削領域の周縁部の掘削計画線に沿って配置された複数の装薬孔を発破させて、周縁部に沿って亀裂を生じさせることにより周囲の地盤から掘削領域を隔離した後に、周縁部の内側の掘削領域の全体を、通常の発破工法と同様の方法によって、装薬孔を順次発破させながら発破掘削してゆく工法である。 For example, in the mountain tunnel construction method, excavation of the face of the tunnel is performed by crushing bedrock or the like by a blasting method using explosives. In this blasting method, it is necessary not to damage the ground around the face surface that is the target of blasting excavation while reducing overdrilling. ), pre-splitting method, etc. are known. In the smooth blasting method, a free surface is formed in the central part of the excavation area by core blasting, and then the free surface is gradually expanded to the surrounding area by blast blasting, and finally the ground surface of the outermost periphery is blasted and excavated. In addition, along the planned excavation line of the periphery, which is the outermost periphery of the face, a plurality of charge holes are arranged and formed more densely than usual, and a smaller amount of charge is loaded into these mounting holes. This is a method of excavating while mitigating the impact and pressure acting on the bedrock by exploding explosives and suppressing the compression failure of the bedrock due to the explosion so as not to damage the surrounding bedrock. The pre-splitting method first blasts a plurality of charge holes arranged along the planned excavation line at the perimeter of the excavation area to create cracks along the perimeter, thereby separating the surrounding ground from the excavation area. is isolated, the entire excavation area inside the peripheral portion is excavated by blasting while sequentially blasting the charge holes by the same method as the normal blasting method.
また、スムースブラスティング工法やプレスプリッティング工法等の発破工法では、発破時に、切羽面の周縁部の掘削計画線に沿うように亀裂を精度良く生じさせて、さらに効率良く切羽面の掘削を行うことができるように、装薬孔の内周面に、溝状の切欠きノッチを、例えば高圧水(ウォータージェット)を使用して、切羽面の周縁部の掘削計画線に沿った方向に切り込んだ状態で形成しておくことが好ましい(例えば、特許文献2参照)。装薬孔の内周面に溝状の切欠きノッチを形成する従来の方法では、切欠きノッチを形成するための装置は、超高圧水ポンプ、超高圧水ホース、ランス(高圧水供給ロッド)、噴射ノズル等を含んで構成されており、噴射ノズルは、ランスの先端部分に取り付けられたノズルヘッドに設けられている。噴射ノズルは、径方向に対称な2方向に、同時にウォータージェットを噴射できるように設けられている。 In addition, in blasting methods such as the smooth blasting method and the pre-splitting method, during blasting, cracks are generated with high accuracy along the planned excavation line of the periphery of the face surface, so that the face surface can be excavated more efficiently. A groove-shaped notch was cut in the inner peripheral surface of the charge hole, for example, using high-pressure water (water jet), in the direction along the planned excavation line on the periphery of the face surface so that It is preferable to form it in a state (for example, see Patent Document 2). In the conventional method of forming a groove-shaped cutout notch on the inner peripheral surface of the charge hole, the equipment for forming the cutout notch is an ultrahigh pressure water pump, an ultrahigh pressure water hose, and a lance (high pressure water supply rod). , an injection nozzle, etc., and the injection nozzle is provided in a nozzle head attached to the tip portion of the lance. The injection nozzles are provided so as to be able to simultaneously inject water jets in two radially symmetrical directions.
装薬孔の内周面に溝状の切欠きノッチを形成するには、噴射ノズルから径方向に対称な2方向に向けて噴射するウォータージェットの噴射方向を、切羽面の周縁部の掘削計画線に沿わせると共に、その方向を保持した状態で、装薬孔の内部において、好ましくはノズルヘッドをランスと共に装薬孔の先端部分から引き抜きながら、装薬孔の軸方向に移動させる必要がある。また、噴射ノズルは、径方向に対称な2方向にウォータージェットを噴射するようにノズルヘッドに設けられているが、噴射ノズルやノズルヘッドの製造精度等を要因として、ウォータージェットを2方向に同時に噴射すると、ノズルヘッドがランスと共に回転してしまうことがある。噴射ノズルやノズルヘッドの製造精度等には限界があるため、2方向に同時にウォータージェットを噴射しても、常にノズルヘッドやランスが回転しないようにすることは困難である。 In order to form a groove-shaped notch on the inner peripheral surface of the charge hole, the injection direction of the water jet that is injected from the injection nozzle in two symmetrical directions in the radial direction is adjusted according to the excavation plan of the peripheral edge of the face surface. It is necessary to move the nozzle head in the axial direction of the charge hole while keeping the direction along the line, preferably pulling the nozzle head together with the lance from the tip portion of the charge hole inside the charge hole. . In addition, the injection nozzles are provided in the nozzle head so as to inject water jets in two radially symmetrical directions. When spraying, the nozzle head may rotate with the lance. Since there is a limit to the manufacturing accuracy of the injection nozzle and nozzle head, it is difficult to always prevent the nozzle head and lance from rotating even when the water jet is injected in two directions at the same time.
装薬孔の内周面に、溝状の切欠きノッチをウォータージェットによって形成する際に、ノズルヘッドが回転すると、噴射ノズルからウォータージェットを、切羽面の周縁部の掘削計画線に沿った方向に噴射させることができなくなって、掘削計画線の方向に切欠きノッチを切り込ませて形成することは困難になる。ウォータージェットの噴射に伴ってノズルヘッドがランスと共に回転する際の回転力は、相当程度の大きさになるので、人力によって回転を阻止することは難しい。このようなことから、ノズルヘッドがランスと共に回転するのを防止する対策として、従来の技術では、スライド機構を備える専用の装置にランスを固定して、ノズルヘッドの回転を防止しながら、スライド機構によって装薬孔の内部でノズルヘッドをランスと共に軸方向に移動させることにより、掘削計画線の方向に切り込ませた状態で、切欠きノッチを形成できるようにしている。 When the nozzle head rotates when a groove-shaped notch is formed on the inner peripheral surface of the charge hole by a water jet, the water jet from the injection nozzle is directed along the planned excavation line on the periphery of the face surface. It becomes difficult to cut and form the notch notch in the direction of the planned excavation line. Since the rotational force when the nozzle head rotates together with the lance along with the injection of the water jet is of a considerable magnitude, it is difficult to prevent the rotation by human power. For this reason, as a measure to prevent the nozzle head from rotating together with the lance, in the prior art, the lance is fixed to a dedicated device equipped with a slide mechanism, and the slide mechanism is used while preventing the rotation of the nozzle head. By axially moving the nozzle head together with the lance inside the charge hole, the notch can be formed while cutting in the direction of the planned excavation line.
装薬孔の内周面に、溝状の切欠きノッチをウォータージェットによって形成する作業は、油圧削岩機(ドリルジャンボ)等のトンネル工事用の重機に支持されて、切羽面と対向させて上下左右に移動可能に取り付けられた作業台(マンケージ)に、ランスをスライドさせるスライド機構を備える専用の装置を搭載すると共に、マンケージの上で作業員が専用の装置を操作することになるが、スライド機構を備える専用の装置は、大がかりで重量があるため、マンケージへの取付け作業や装薬孔に向けて位置合わせする作業に多くの手間がかかると共に、製作コストも高くなる。また、スライド機構を備える専用の装置は、装薬孔やランスの長さが長くなると、それに合わせて装置自体の長さも長くする必要があり、特に、近年、掘削作業の効率化を図るために、発破掘削の施工スパンを長くする傾向にあることから、装薬孔の長さによっては、専用の装置がマンケージに搭載できない大きさや重さとなってしまうこともある。 The work of forming a groove-shaped notch on the inner peripheral surface of the charge hole by water jet is supported by a heavy machine for tunnel construction such as a hydraulic rock drill (drill jumbo), facing the face surface. A dedicated device equipped with a slide mechanism for sliding the lance is mounted on a worktable (mancage) that can move vertically and horizontally, and workers operate the dedicated device on the mancage. Dedicated devices with a slide mechanism are large and heavy, and therefore require a lot of time and effort to attach them to the man cage and align them with the charge hole, and also increase the manufacturing cost. In addition, as the length of the charge hole or lance increases, the length of the dedicated device with the slide mechanism also needs to be increased accordingly. Since there is a tendency to lengthen the construction span of blasting excavation, depending on the length of the charge hole, the size and weight of the dedicated equipment may be too large to be mounted on the man cage.
さらに、噴射ノズルからウォータージェットを噴射するのに先立って、装薬孔の穿孔位置や方向に合わせながら、ノズルヘッドをランスと共に装薬孔の先端部分まで挿入する操作は、スライド機構を備える専用の装置の位置や姿勢を、マンケージの位置や姿勢を調整しながら行なうことになるが、マンケージを介した操作では、専用の装置の位置や姿勢を微調整することは困難である。また噴射ノズルからウォータージェットを噴射させながら、挿入したノズルヘッドをランスと共に装薬孔の先端部分から引き抜く際に、ノズルヘッドの回転を防止できるようにするために、噴射ノズルの方向を切羽面の周縁部の掘削計画線の方向に合わせた状態で、ランスを専用の装置に固定する作業にも、多くの手間を要することになる。 Furthermore, prior to injecting the water jet from the injection nozzle, the operation of inserting the nozzle head together with the lance to the tip of the charge hole while matching the drilling position and direction of the charge hole is performed by a dedicated slide mechanism. The position and orientation of the device are adjusted while adjusting the position and orientation of the mancage, but it is difficult to finely adjust the position and orientation of the dedicated device through operation via the mancage. In order to prevent the rotation of the nozzle head when pulling out the inserted nozzle head together with the lance from the tip of the charge hole while injecting the water jet from the injection nozzle, the direction of the injection nozzle was adjusted to the face surface. The work of fixing the lance to a dedicated device while aligning it with the direction of the planned excavation line on the peripheral edge also requires a lot of time and effort.
本発明は、切羽面の周縁部の掘削計画線に沿って配置された装薬孔の内周面に、溝状の切欠きノッチをウォータージェットによって形成する際に、トンネル工事用の重機に支持された作業台での作業により、多くの手間を要することなく、簡易な構成によって、ノズルヘッドが回転するのを防止しながら高圧水供給ロッドを引き抜くことを可能にして、ウォータージェットの噴射方向を安定させることで、切欠きノッチを、切羽面の周縁部の掘削計画線の方向に切り込ませた状態で、精度良く形成することのできる高圧水供給ロッドのスライド案内機構を提供することを目的とする。 The present invention is supported by a heavy machine for tunnel construction when a groove-shaped cutout notch is formed in the inner peripheral surface of a charge hole arranged along the planned excavation line on the peripheral edge of the face by a water jet. It is possible to pull out the high-pressure water supply rod while preventing the nozzle head from rotating with a simple structure, and the direction of the water jet can be adjusted without much trouble. To provide a slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod capable of forming a notch with high accuracy in a state in which a cutout notch is cut in the direction of an excavation plan line on the peripheral edge of a face by stabilizing it. and
本発明は、山岳トンネル工法において、切羽面の周縁部の掘削計画線に沿って間隔をおいて穿孔形成された複数の装薬孔の内周面に、発破時に前記掘削計画線に沿った亀裂が生じるように誘導する切欠きノッチをウォータージェットによって形成する際に、先端部にノズルヘッドを備える高圧水供給ロッドを、ノズルヘッドからウォータージェットを前記掘削計画線に沿った所定の方向に噴射させながら、装薬孔の軸方向にスライド移動させるように案内する高圧水供給ロッドのスライド案内機構であって、トンネル工事用の重機に支持されることにより切羽面と対向させて上下左右に移動可能な作業台に取り付けられた、案内機構本体部を含んで構成されており、前記高圧水供給ロッドは、前記案内機構本体部と摺動可能に接触する部分であるスライド領域の外周部分に、非円形の角形断面の摺動面を備えており、前記案内機構本体部は、前記高圧水供給ロッドの前記スライド領域の角形断面の摺動面を摺動させる被摺動面を有する、切欠き凹部又は貫通孔を備えると共に、前記高圧水供給ロッドの中心軸を回転軸に合致させた状態で、前記スライド領域が前記切欠き凹部又は前記貫通孔にスライド可能に挿通される回転体と、前記回転軸を中心に前記回転体を回動させると共に、所定の回動角度で前記回転体を固定可能な回動調整手段とを含んで構成されている高圧水供給ロッドのスライド案内機構を提供することにより、上記目的を達成したものである。 The present invention relates to a mountain tunnel construction method in which cracks along the planned excavation line during blasting are formed on the inner peripheral surface of a plurality of charge holes drilled at intervals along the planned excavation line on the periphery of the face surface. When forming a notch notch that guides the formation of a water jet, a high-pressure water supply rod having a nozzle head at the tip is caused to inject a water jet from the nozzle head in a predetermined direction along the excavation plan line. A slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod that guides the high-pressure water supply rod so as to slide in the axial direction of the charge hole, and is supported by heavy equipment for tunnel construction so that it can move up, down, left, and right facing the face surface. The high-pressure water supply rod is attached to a workbench and includes a guide mechanism main body, and the high-pressure water supply rod is attached to the outer peripheral portion of the slide area, which is a portion that slidably contacts the guide mechanism main body. The guide mechanism main body has a notched concave portion having a sliding surface on which the sliding surface of the square cross section of the slide region of the high-pressure water supply rod slides. Alternatively, a rotating body having a through hole and having the slide region slidably inserted into the cutout recess or the through hole with the central axis of the high-pressure water supply rod aligned with the rotation axis; To provide a slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod, comprising rotation adjusting means capable of rotating the rotating body about an axis and fixing the rotating body at a predetermined rotation angle. Thus, the above object is achieved.
そして、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記高圧水供給ロッドの前記スライド領域が、非円形の角形断面として矩形断面の摺動面を備えており、前記回転体の切欠き凹部又は貫通孔は、前記スライド領域の矩形断面の摺動面を摺動させる被摺動面を備えていることが好ましい。 In the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the sliding area of the high-pressure water supply rod is provided with a sliding surface having a rectangular cross section as a non-circular square cross section, and the notch recess of the rotor is provided. Alternatively, the through-hole preferably has a sliding surface on which the sliding surface of the rectangular cross section of the sliding region slides.
また、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記高圧水供給ロッドの前記スライド領域が、円形断面の外周面に、非円形の角形断面の摺動面を形成する摺動外殻体が一体として装着固定されていることより、外周部分に、非円形の角形断面の摺動面を形成していることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the slide area of the high-pressure water supply rod has a sliding outer shell body in which a sliding surface having a non-circular square section is formed on an outer peripheral surface having a circular section. are mounted and fixed as one body, it is preferable to form a sliding surface with a non-circular rectangular cross-section on the outer peripheral portion.
さらに、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記摺動外殻体が、内側面に円形断面の前記高圧水供給ロッドの外周面に沿った形状の湾曲凹部を備える一対のプレート部材からなり、該一対のプレート部材を平行に配置して前記スライド領域を挟み込んだ状態で、該一対のプレート部材を一体として連結することで、前記スライド領域の外周部分に、非円形の角形断面の摺動面を形成していることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the sliding outer shell body has a pair of plate members in which the inner surface has a curved concave portion having a circular cross-section along the outer peripheral surface of the high-pressure water supply rod. By connecting the pair of plate members in a state in which the pair of plate members are arranged in parallel to sandwich the slide region, a non-circular square cross section is formed on the outer peripheral portion of the slide region. It is preferable to form a sliding surface.
さらにまた、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記切欠き凹部を備える前記回転体が、前記切欠き凹部の幅と同様の幅の開口面部を外周面に開口させており、前記スライド領域は、前記開口面部を介して前記回転体に装着されて、前記高圧水供給ロッドの中心軸を前記回転体の回転軸に合致させて、前記切欠き凹部に、スライド可能に挿通されていることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the rotating body having the notched recess has an opening surface portion having a width similar to the width of the notched recess on the outer peripheral surface, and The slide region is attached to the rotating body through the opening surface portion, and is slidably inserted into the notch recess with the central axis of the high-pressure water supply rod aligned with the rotation axis of the rotating body. preferably.
また、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記開口面部を幅方向に横断して、抜止め部材が、前記切欠き凹部に挿通された前記高圧水供給ロッドの前記スライド領域の外側に取り付けられていることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the high-pressure water supply rod having the anti-slip member inserted into the notch recess in the width direction across the opening surface is disposed outside the slide area. is preferably attached to the
さらに、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記回動調整手段が、前記回転体の回転軸と垂直な横方向に配置された回転可能な回転操作軸と、該回転操作軸に設けられたウォームと、前記回転体に設けられて前記ウォームに噛合するウォームホイールとを含んで構成されていることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the rotation adjustment means comprises a rotatable rotation operation shaft arranged in a lateral direction perpendicular to the rotation axis of the rotor, and and a worm wheel provided on the rotating body and meshing with the worm.
さらにまた、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記回動調整手段及び前記回転体を、一体として前記回転体の回転軸と垂直な横方向に移動させる横方向移動手段と、該横方向移動手段を上下方向に移動させる上下方向移動手段と、前記横方向移動手段を上下方向回転軸を中心とした周方向に回転させる横方向回転手段とを含んで構成されていることが好ましい。 Further, the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention comprises laterally moving means for moving the rotation adjusting means and the rotating body together in a lateral direction perpendicular to the rotation axis of the rotating body; It is preferable to include vertical movement means for moving the horizontal movement means in the vertical direction and horizontal rotation means for rotating the horizontal movement means in the circumferential direction around the vertical rotation axis. .
また、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記横方向移動手段が、前記回転体の回転軸と垂直な横方向に配置された回転可能な操作ネジ軸と、該操作ネジ軸に進退可能に螺合して前記回転体及び前記回動調整手段と共に横方向に移動可能なナット部材とを含んで構成されていることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod of the present invention, the lateral movement means comprises a rotatable operating screw shaft arranged in a lateral direction perpendicular to the rotation axis of the rotating body, and a rotatable operating screw shaft. It is preferable to include a nut member which is threadedly engaged so as to move back and forth and which can move laterally together with the rotating body and the rotation adjusting means.
さらに、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記上下方向移動手段及び前記横方向回転手段が、前記回転体、前記回動調整手段、及び前記横方向移動手段を支持するポール部材と、前記トンネル工事用の重機の前記作業台に固定された、前記ポール部材を上下方向移動及び横方向回転可能に支持する支柱部材とを含んで構成されていることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the vertically moving means and the laterally rotating means are pole members that support the rotor, the rotation adjusting means, and the laterally moving means. and a strut member fixed to the workbench of the heavy machine for tunnel construction and supporting the pole member so as to be vertically movable and laterally rotatable.
さらにまた、本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構は、前記上下方向移動手段及び前記横方向回転手段が、前記支柱部材に、前記ポール部材の上下方向移動と横方向回転をロックするロック機構を備えていることが好ましい。 Further, in the slide guide mechanism for the high-pressure water supply rod of the present invention, the vertical movement means and the horizontal rotation means lock the pole member against the vertical movement and horizontal rotation of the pole member. is preferably provided.
本発明の高圧水供給ロッドのスライド案内機構によれば、切羽面の周縁部の掘削計画線に沿って配置された装薬孔の内周面に、溝状の切欠きノッチをウォータージェットによって形成する際に、トンネル工事用の重機に支持された作業台での作業により、多くの手間を要することなく、簡易な構成によって、ノズルヘッドが回転するのを防止しながら高圧水供給ロッドを引き抜くことを可能にして、ウォータージェットの噴射方向を安定させることで、切欠きノッチを、切羽面の周縁部の掘削計画線の方向に切り込ませた状態で、精度良く形成することができる。 According to the high-pressure water supply rod slide guide mechanism of the present invention, a groove-shaped notch is formed by a water jet on the inner peripheral surface of the charge hole arranged along the planned excavation line on the peripheral edge of the face surface. To pull out a high-pressure water supply rod while preventing a nozzle head from rotating with a simple structure without requiring much labor by working on a workbench supported by a heavy machine for tunnel construction. and stabilize the direction of the water jet, the notch can be accurately formed in a state of being cut in the direction of the planned excavation line on the periphery of the face face.
本発明の好ましい一実施形態に係る高圧水供給ロッドのスライド案内機構1(図4参照)は、山岳トンネル工法において、例えばプレスプリッティングによって岩盤等による切羽面51の地盤を発破掘削してゆく際に、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿って配置された複数の装薬孔60a(図1参照)の発破によって、掘削計画線50aに沿った亀裂が生じるように誘導する溝状の切欠きノッチ61(図2参照)を、ウォータージェットを用いて、各々の装薬孔60aの内周面に精度良く形成できるようにするための機構として採用されたものである。すなわち、プレスプリッティング工法では、最初に、掘削領域である切羽面51の周縁部に沿って配置された複数の装薬孔60aを発破させて、周縁部の掘削計画線50aに沿って亀裂を生じさせることにより周囲の地盤から掘削領域を隔離するようになっており、周縁部の掘削計画線50aに沿って亀裂を生じ易くするために、好ましくは装薬孔60aの内周面に、所定の方向に亀裂が生じるように誘導する溝状の切欠きノッチ61を、周縁部の掘削計画線50aに沿った方向に切り込ませた状態で形成しておくようになっている。
A slide guide mechanism 1 (see FIG. 4) for a high-pressure water supply rod according to a preferred embodiment of the present invention is used when blasting and excavating the ground of the
装薬孔50aの内周面に溝状の切欠きノッチ61を形成する作業は、例えば図11に示すように、トンネル工事用の重機として、例えばドリルジャンボのブーム80によって支持されることにより切羽面51と対向させて上下左右に移動可能な作業台であるマンケージ81での作業によって、先端部にノズルヘッド3が取り付けられた高圧水供給ロッドであるランス2を、ノズルヘッド3が装薬孔60aの先端部分に至るまで装薬孔60aに挿入した状態から、ノズルヘッド3の噴射ノズル(噴射口)3cからウォータージェットを径方向に対称な2方向に同時に噴射させつつ、ノズルヘッド3をランス2と共に引き抜きながら移動させることによって行なわれる。装薬孔60aの内部でウォータージェットをノズルヘッド3から径方向に対称な2方向に同時に噴射させると、噴射ノズル 3cやノズルヘッド3の製造精度等を要因として、ノズルヘッド3がランス2と共に回転してしまうことがあるが、本実施形態では、高圧水供給ロッドのスライド案内機構1を備えることにより、簡易な構成によって、ノズルヘッド3が回転するのを防止しながら高圧水供給ロッド2を引き抜くことを可能にして、ウォータージェットの噴射方向を安定させることで、切欠きノッチ61を、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aの方向に切り込ませた状態で、精度良く形成することができるようになっている。
For example, as shown in FIG. 11, the operation of forming the groove-shaped
[発破掘削工法]
先ず、山岳トンネル工法におけるプレスプリッティングによる発破掘削工法を図1~図3に基づいて以下に説明する。
[Blasting excavation method]
First, the blast excavation method by pre-splitting in the mountain tunnel construction method will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
プレスプリッティングによる発破掘削工法においては、トンネル50の掘削領域となる切羽面51は、主に岩盤等の硬い地盤52によって形成されており、この切羽面51には、図1に示すように、円孔状の多数の装薬孔60a,60b,…,60jが形成されている。そして、これらの装薬孔60a,60b,…,60jには、図3に示すように、爆薬71,72がそれぞれ装填されており、これらの爆薬71,72は、同時に、又はデシセコンド(DS)~ミリセコンド(MS)程度の予め設定された所定の時間差及び所定の順序で連続して爆発される。
In the blasting excavation method by pre-splitting, the
そして、発破掘削工法においては、特にトンネル50の切羽面51の周縁部に、掘削計画線50aに沿って凹凸の少ない平滑な円弧形状の掘削断面が得られるように、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿って配置された装薬孔60aを穿孔して発破させるが、各装薬孔60aの内周面の径方向に相対向する2箇所には、図2に示すように、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿った亀裂を誘発するための溝状の切欠きノッチ61が、当該装薬孔60aの長手方向(図2の紙面垂直方向)に連続してそれぞれ形成される。
In the blasting excavation method, the peripheral edge of the
また、図1に示すトンネル50の切羽面51には、周縁部の掘削計画線50aに沿って所定の間隔をおいて穿孔形成された第0段の複数(図示例では、19個)の装薬孔60aの内側の領域には、丸数字で示す第1段~第9段の複数の装薬孔60b,60c,…,60jが所定の位置にそれぞれ穿孔形成されている。
In addition, on the
プレスプリッティングによる発破掘削工法においては、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿って配置された複数の第0段の装薬孔60aにそれぞれ装填された爆薬71,72(図3参照)が爆発すると、各装薬孔60aの内周面の相対向する2箇所にそれぞれ形成された切欠きノッチ61(図2参照)に沿って亀裂が発生する。つまり、切欠きノッチ61は、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿って亀裂が発するように誘導する機能を果たす。そして、その後に第1段~第9段の各段の装薬孔60b,60c,…,60jが、DS雷管やMS雷管を用いて芯抜き発破や払い発破を含む公知の発破パターンで順次発破されることによって、切羽面51の周縁部の内側の領域が効率良く掘削される。
In the blasting excavation method by pre-splitting,
ところで、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿って配置された複数の装薬孔60aは、例えばφ45mm程度の孔径の円孔であって、例えば、ドリルジャンボを用いて切羽面51の周縁部に沿った位置に周方向に適当な間隔をおいて穿孔形成される。ここで、装薬孔60aは、好ましくは1.0~3.0m程度の穿孔深さLとなるように形成されるとともに、切羽面51の周縁部に沿って600mm~900mm(本実施の形態では、700mm程度)の中心間ピッチPとなるように、周方向に所定の間隔をおいて複数配置されている。尚、各装薬孔60aは、トンネル50の断面をその設計断面の大きさに保つことができるように、所謂ルックアウト(差し角)を備えるように外向きに角度を与えた状態で穿孔することが望ましい(図11参照)。
By the way, the plurality of charging
[高圧水供給ロッドのスライド案内機構]
次に、本実施形態の高圧水供給ロッドのスライド案内機構1を、図4~図10に基づいて以下に説明する。図4及び図5に示す高圧水供給ロッドのスライド案内機構1は、図8に示す高圧水供給ロッド(ランス)2のスライド移動を案内するための機構である。ここで、高圧水供給ロッド2は、図1に示すトンネル50の切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿って所定の間隔をおいて穿孔形成された、複数の装薬孔60aの各内周面の径方向に相対向する2箇所に向けて噴射される、高圧水(ウォータージェット)を供給するためのものである。
[Slide guide mechanism of high-pressure water supply rod]
Next, the
図8に示す高圧水供給ロッド2は、円形断面(図9参照)を有する丸棒の軸中心部に円孔状の高圧水供給路2a(図9参照)が長手方向(図8の上下方向)に沿って形成されたパイプ状部材であって、その先端にはノズルヘッド3が取り付けられている。そして、このノズルヘッド3の軸中心部には、高圧水供給ロッド2に形成された高圧水供給路2aに連通する円孔3aと、該円孔3aの端部から直角方向(図8の左右方向)に貫通する円孔3bが形成されており、円孔3bはノズルヘッド3の外周面の径方向に相対向する2箇所(方向が180°異なる2箇所)に噴射口(噴射ノズル)3cとして開口している(図10参照)。尚、高圧水供給ヘッド2の軸中心に形成された高圧水供給路2aは、超高圧水ホース82を介して超高圧水ポンプ83に接続されている(図11参照)。
The high-pressure
ところで、図4及び図5に示す高圧水供給ロッドのスライド案内機構1は、トンネル工事用の重機として、例えばドリルジャンボのブーム80によって支持されることにより切羽面51と対向させて上下左右に移動可能な作業台であるマンケージ71(図11参照)に取り付けられた、案内機構本体部5を含んで構成されており、高圧水供給ロッド2は、案内機構本体部5と摺動可能に接触する部分であるスライド領域2bの外周部分に、非円形の角形断面の摺動面2cを備えている(図8参照)。
By the way, the
[高圧水供給ロッドのスライド領域]
本実施形態では、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bは、図8及び図9に示すように、非円形の角形断面として、好ましくは矩形断面の摺動面2cを備えている。また高圧水供給ロッド2のスライド領域2bは、円形断面の外周面に、摺動外殻体4が一体として装着固定されていることより、外周部分に、非円形の好ましくは矩形断面の摺動面2cを形成している。摺動外殻体4は、非円形の角形(矩形)断面の摺動面2cを形成可能な矩形状の断面形状を備えており、内側面に円形断面の高圧水供給ロッド2の外周面に沿った円弧状の湾曲凹部6aが形成された一対のプレート部材6によって構成されている。そして、これら一対のプレート部材6は、図8及び図9に示すように、高圧水供給ロッド2を両側から挟み込んだ状態で互いに平行に配置されており、両者は、長手方向に適当な間隔をおいた複数箇所(図示例では、4箇所)の上下(図9における上下)がボルト7とナット8によって一体的に連結されることによって矩形断面形状を有している。ここで、各ボルト7は、図9に示すように、左右のプレート部材6の高圧水供給ロッド2を挟んだ上下に貫通しており、その端部のネジ部に螺合するナット8を締め付けることによって、一対のプレート部材6が、これらの間に高圧水供給ロッド2を挟み込んだ状態で互いに連結される。
[Sliding area of high-pressure water supply rod]
In this embodiment, the sliding
[案内機構本体部]
本実施形態では、案内機構本体部5は、図4及び図5に示すように、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bの角形断面(矩形断面)の摺動面2cを摺動させる被摺動面9cを有する切欠き凹部9aを備えると共に、中心軸を回転軸C1に合致させた状態で、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bが切欠き凹部9aにスライド可能に挿通される回転体9と、回転軸C1を中心に回転体9を回動させると共に、所定の回動角度で回転体9を固定可能な回動調整手段20とを含んで構成されている。回転体9の切欠き凹部9aは、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bの好ましくは矩形断面の摺動面2cを摺動させる被摺動面9cを備えている。
[Guide mechanism body]
In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the guide mechanism
また、本実施形態では、案内機構本体部5は、回動調整手段20及び回転体9を横方向(図4の左右方向)に移動させる横方向移動手段30と、横方向移動手段30、回転体9、及び回動調整手段20を一体として上下方向に移動させる上下方向移動手段40Aと、横方向移動手段30、回転体9及び回動調整手段20を上下方向回転軸C3を中心として周方向(水平方向)に一体として回転させる横方向回転手段40Bとを含んで構成されている。尚、以下の説明においては、高圧水供給ロッド2の切羽面51(図1参照)に向けた進退方向(図4の紙面垂直方向、図5の左右方向)を「前後方向」、この前後方向に垂直な方向(図4の左右方向、図5の紙面垂直方向)を「横方向」と称する。
Further, in the present embodiment, the guide mechanism
<回転体>
回転体9は、回転可能なウォームホイール9Aと、該ウォームホイール9Aに一体として取り付けられた切欠円筒体9Bによって構成されており、これらのウォームホイール9Aと切欠円筒体9Bは、水平なベース10上に立設された箱状の矩形枠体11に、前後方向(図5の左右方向)に沿う回転軸C1(図5参照)を中心として回転可能に支持されている。具体的には、回転体9は、矩形枠体11に取り付けられた複数の軸受12(図4参照)によって矩形枠体11に回転可能に支持されている。
<Rotating body>
The
ここで、回転体9を構成する切欠円筒体9Bの軸中心部には、図4及び図7に示すように、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bの角形断面(矩形断面)の摺動面2cに沿った形状(矩形状)の被摺動面9cを内側に有する切欠き凹部9aが、前後方向(図4の紙面垂直方向)に沿って貫設されている。そして、この切欠き凹部9aが貫設された切欠円筒体9B及びウォームホイール9Aからなる回転体9の外周上部には、切欠き凹部9aの幅と同等の幅を有する開口面部9a1が外周面に開口させて形成されている。高圧水供給ロッド2の摺動外殻体4によるスライド領域2bは、この開口面部9a1を介して、例えば作業員の手作業によって、回転体9の内部の切欠き凹部9aに上方から嵌め込まれるようにして、前後方向に摺動可能に装着される(図4参照)。従って、摺動外殻体4によるスライド領域2bを備える高圧水供給ロッド2は、回転体9の回転軸(軸心)C1に高圧水供給ロッド2の中心軸を合致させた状態で、回転体9の切欠き凹部9aに、前後方向(図4の紙面垂直方向)に沿ってスライド可能に容易に挿通することが可能になる。尚、図4及び図5に示すように、回転体9の切欠円筒体9Bにおける、矩形枠体11の外側に突出する部分の軸方向一端面(図5の右端面)には、当該回転体9の回転方向や回転角度を識別するための指針13が取り付けられている。
Here, as shown in FIGS. 4 and 7, at the center of the axis of the notched
ところで、上述のようにして、高圧水供給ロッド2に装着された摺動外殻体4によるスライド領域2bを、回転体9の切欠き凹部9aに上方から嵌め込むようにして挿通したら、回転体9の切欠円筒体9Bにおける矩形枠体11の外側に突出する部分において、図5及び図7に示すように、開口面部9a1を幅方向に横断して、抜止め部材14を、切欠き凹部9aに挿通されたスライド領域2bの外側に取り付けることが好ましい。具体的には、図7に示すように、回転体9の切欠円筒体9Bを左右から挟持するプレート状の一対の固定部材15には、固定ネジ16がそれぞれ螺合しており、抜け止め部材14は、左右の固定ネジ16を締め付けることによって、一対の固定部材15に着脱可能に取り付けることができる。これによって、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bを、回転体9の切欠き凹部9aに挿通した状態で、ノズルヘッド3が装薬孔60aの先端部分に至るまで高圧水供給ロッド2を装薬孔60aに挿入した後に、ノズルヘッド3の噴射ノズル(噴射口)3cから径方向に対称な2方向に同時にウォータージェットを噴射させつつ、ノズルヘッド3を高圧水供給ロッド2と共に引き抜くようにしながらスライド移動させることによって、装薬孔60aの内周面に溝状の切欠きノッチ61を形成する作業を行う際に、切欠き凹部9aに挿通されたスライド領域2bが、切欠き凹部9aから抜け出て脱落するのを回避して、安定した状態で、切欠きノッチ61を形成する作業を行えるようにすることが可能になる。
By the way, as described above, when the sliding
なお、本実施形態では、回転体9に切欠き凹部9aを形成し、この切欠き凹部9aに、高圧水供給ロッド2の摺動外殻体4によるスライド領域2bをスライド可能に装着する構成を採用したが、切欠き凹部9aに代えて断面矩形の貫通孔を回筒体9に貫設し、この貫通孔に高圧水供給ロッド2のスライド領域2bをスライド可能に挿通させる構成を採用しても良い。この場合、図7に示す抜け止め部材14は、不要となる。
In this embodiment, a
<回動調整手段>
回動調整手段20は、回転体9をその回転軸(軸心)C1を中心に回転させることにより、スライド領域2bを介して回転体9に挿通支持された高圧水供給ロッド2を回転させ、高圧水供給ロッド2の先端に取り付けられたノズルヘッド3に開口する2つの噴射口3c(図10参照)の角度、つまり、各噴射口3cからそれぞれ噴射する高圧水(ウォータージェット)の噴射角度を微調整すると共に、所定の回動角度で回転体9を固定することが可能な機能を備えており、以下のように構成されている。
<Rotating adjustment means>
The rotation adjusting means 20 rotates the
即ち、回動調整手段20は、図4及び図5に示すように、回転体9の回転軸C1と垂直な横方向に配置された回転可能な回転操作軸21と、該回転操作軸21に設けられたウォーム22と、回転体9に設けられてウォーム22に噛合するウォームホイール9Aとを含んで構成されている。ここで、回転操作軸21は、その軸方向両端部(図4の左右両端部)が矩形枠体11及び該矩形枠体11の外面に取り付けられた円筒スリーブ状のケース23に、複数の軸受(ボールベアリング)24によって回転可能に支持されており、ケース23から延びる軸方向の一端(図4の左端)には、当該回転操作軸21を手動で回転させるためのハンドル25が取り付けられている。また、ケース23の上部には、ネジ部材26が螺合しており、このネジ部材26を回すことによって、該ネジ部材26の先端が回転操作軸21に押圧されて該回転操作軸21の回転がロックされるため、ネジ部材26は、回転操作軸21の回転を所定の回転角度でロック(固定)することが可能なロック手段を構成している。
That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the rotation adjustment means 20 includes a rotatable
以上のように構成された回動調整手段20において、作業員がハンドル25を操作して回転操作軸21を回転軸(軸心)C2(図4参照)を中心として回転させると、この回転操作軸21の回転は、互いに噛合するウォーム22とウォームホイール9Aを介して回転方向が90°変えられて回転体9へと伝達されるため、該回転体9が前後方向(図4の紙面垂直方向)に延びる回転軸(軸心)C1を中心として回転する。このため、摺動外郭体4によるスライド領域2bを介して回転体9の切欠き凹部9aに挿通支持された高圧水供給ロッド2と、その先端に取り付けられたノズルヘッド3とが、回転筒体9と一体に回転し、ノズルヘッド3の径方向に相対向する2箇所に開口する噴射口3c(図10参照)の角度位置が微調整される。このため、各噴射口3cからそれぞれ噴射される高圧水(ウォータージェット)の噴射方向が微調整される。このようにしてノズルヘッド3の噴射口3cの角度位置を微調整したら、ネジ部材26を締め付けて回転操作軸21の回転をロックすることにより、微調整された噴射口3cの角度位置を変化させないように所定の角度に固定することが可能になる。
In the rotation adjustment means 20 configured as described above, when the operator operates the
<横方向移動手段>
横方向移動手段30は、回動調整手段20及び回転体9を一体として、回転体9の回転軸C1と垂直な横方向に移動させるものであって、以下のように構成されている。
<Lateral moving means>
The lateral movement means 30 integrally moves the rotation adjusting means 20 and the
即ち、横方向移動手段30は、横方向(図4の左右方向)に配置された回転可能な操作ネジ軸31と、該操作ネジ軸31に進退可能に螺合して回転体9及び回動調整手段20と共に横方向に移動可能なナット部材32とを含んで構成されている。ここで、操作ネジ軸31は、その左右の両端部が、水平に設置された横方向に細長いプレート状のベース33上に立設された軸受ブロック34(図4には一方のみ図示)に軸受(ボールベアリング)34aによって回転可能に支持されている。そして、操作ネジ軸31の一方の軸受ブロック34から外方へ延びる軸方向一端(図4の右端)には、当該操作ネジ軸31を手動で回転させるためのハンドル35が取り付けられている。また、軸受ブロック34の上部には、ネジ部材36が螺合しており、このネジ部材36を回すことによって、該ネジ部材36の先端が操作ネジ軸31に押圧されて該操作ネジ軸31の回転がロックされるため、ネジ部材36は、操作ネジ軸31の回転をロックするロック手段を構成している。
That is, the lateral movement means 30 includes a rotatable
また、ベース33上の横方向両端には、前後(図4の紙面垂直方向)2つの計4つの軸受ブロック37(図4には1つのみ図示)が立設されており、横方向に相対向する一対の軸受ブロック37間には、丸棒状のガイドバー38が水平に架設されている。
At both ends of the base 33 in the horizontal direction, a total of four bearing blocks 37 (only one is shown in FIG. 4), two in the front and rear (perpendicular to the paper surface of FIG. 4), are erected. A round bar-shaped
ところで、ナット部材32は、回転体9及び回動調整手段20を支持するベース10の下面に取り付けられており、このナット部材32には、前述のように操作ネジ軸31が螺合挿通されている。又、ベース10の下面の4箇所(図4及び図5には2箇所のみ図示)には、ガイドブロック39がそれぞれ取り付けられており、これらのガイドブロック39には、ガイドバー38がそれぞれ挿通されている。従って、ベース10上に支持された回転体9と回動調整手段20は、前後2本のガイドバー38に案内されて、横方向に移動することができる。
By the way, the
以上のように構成された横方向移動手段30において、作業者がハンドル35を操作して操作ネジ軸31を回転させると、この操作ネジ軸31に螺合するナット部材32が、ベース10及び該ベース10に支持された回転体9及び回動調整手段20と共に、前後2本のガイドバー38に沿って横方向に移動する。従って、回転体9に摺動外郭体4を介して挿通支持された高圧水供給ロッド2も回転体9と共に一体に横方向に移動し、高圧水供給ロッド2の先端に取り付けられたノズルヘッド3(噴射口3c)の横方向の位置が調整される。このようにしてノズルヘッド3(噴射口3c)の横方向の位置が調整されると、ネジ部材36が締め付けられて操作ネジ軸31の回転がロックされるため、調整されたノズルヘッド3(噴射口3c)の横方向の位置が固定されて変化することがない。
In the laterally moving means 30 configured as described above, when an operator operates the
<上下方向移動手段及び横方向回転手段>
上下方向移動手段40Aは、回転体9及び回動調整手段20を横方向移動手段30と共に上下方向に一体として移動させるものであり、横方向回転手段40Bは、回転体9及び回動調整手段20を横移動手段30と共に上下方向回転軸C3を中心として周方向に一体として回転させるものであって、これらは以下のように構成されている。
<Vertical Movement Means and Horizontal Rotation Means>
The vertical movement means 40A vertically moves the
即ち、上下方向移動手段40Aと横方向回転手段40Bは、図4及び図5に示すように、回転体9、回動調整手段20及び横方向移動手段30を支持する垂直なポール41と、トンネル工事用の重機であるドリルジャンボのブーム80によって支持されることにより切羽面51と対向させて上下左右に移動可能な作業台(マンケージ)81(図11参照)の手摺44に取り付けられた支柱42とを含んで構成されており、ポール41は、支柱42によって上下動及び水平回転可能に支持されている。
4 and 5, the vertically moving means 40A and the horizontally rotating
ここで、支柱42は、垂直に配された円筒状の本体部42Aと、この本体部42Aの上下端にそれぞれ取り付けられたフランジ部42B,42Cとによって構成されており、本体部42Aには、横方向に細長いプレート状の支柱固定座43が溶接等によって取り付けられている。又、ドリルジャンボのブーム80によって支持されたマンケージ81には、パイプ状の手摺44が設けられている。
Here, the
従って、支柱固定座43の長手方向の両端部(図4の左右両端部)を図5に示すUボルト45によってマンケージ81の手摺44に固定することによって、支柱42が支柱固定座43を介して作業台の手摺44に取り付けられる。そして、この支柱42の中心部にポール41が上下動及び水平回転可能に挿通支持されている。ここで、支柱42の上端には、ポール41の上下動と水平回転をロックするためのロック機構46が設けられている。このロック機構46は、図6にも示すように、支柱42の上側のフランジ部42Bに固定された円筒状の固定筒46Aと、この固定筒46Aの一部に形成されたスリ割部46aを挟むようにして螺合する、ロックレバー46Bとで構成されている。このロック機構46においては、ポール41を回転体9、回動調整手段20及び横方向移動手段30と共に上下動及び水平回転させることによって、摺動外郭体4を介して回転体9に挿通支持された高圧水供給ロッド2と、その先端に取り付けられたノズルヘッド3との高さ及び水平回転方向を調整した後に、ロックレバー46Bを回して固定筒46Aを縮径させて、固定筒46Aをポール41の外周に締め付ければ、ポール41の上下動と水平回転がロックされて、ポール41は、調整後の位置に保持される。
Therefore, by fixing both longitudinal ends (left and right ends in FIG. 4) of the
[切欠きノッチの形成方法]
次に、以上のように構成された高圧水供給ロッドのスライド案内機構1を用いて、回転体9の切欠き凹部9aに挿通支持された高圧水供給ロッド2のノズルヘッド3の噴射ノズル3cから噴射されるウォータージェットによって、トンネル50の切羽面51の周縁部に形成された複数の装薬孔60a(図1及び図2参照)における、内周面の径方向に相対向する2箇所に、掘削計画線50aに沿った方向に切り込ませて溝状の切欠きノッチ61(図2参照)を形成する方法について説明する。
[Method of Forming Notch]
Next, using the
切欠きノッチ61を形成するには、先ず、ドリルジャンボのブーム80を駆動してマンケージ81を切羽面51と対向する所定の位置に設置する。しかる後に、作業員の手作業によって、マンケージ81の手摺44に取り付けられた案内機構本体部5の回転体9の切欠き凹部9aに、高圧水供給ロッド2の摺動外殻体4によるスライド領域2bを、回転体9の外周上部の開口面部9a1を介して上方から装着することにより、高圧水供給ロッド2を、回転体9の回転軸C1に中心軸を合致させて、回転体9の切欠き凹部9aに、前後方向(図4の紙面垂直方向)にスライド可能な状態で挿通する。高圧水供給ロッド2のスライド領域2bを切欠き凹部9aに挿通したら、回転体9の開口面部9a1を幅方向に横断して、抜止め部材14をスライド領域2bの外側に取り付けることによって、高圧水供給ロッド2が案内機構本体部5や回転体9から脱落するのを防止する。
In order to form the
摺動外殻体4によるスライド領域2bを切欠き凹部9aに挿通して、高圧水供給ロッド2を案内機構本体部5にセットしたら、例えば作業員による手作業によって、上述の横方向移動手段30や上下方向移動手段40Aや横方向回転手段40Bを操作すると共に、ドリルジャンボのブーム80の駆動を制御して、マンケージ81の位置や仰角等を変化させることにより、高圧水供給ロッド2の中心軸が装薬孔60aの中心軸に合致するように、高圧水供給ロッド2及び回転体9の向きや位置を調整する。しかる後に、回転筒体9の切欠き凹部9aに案内させて、摺動外殻体4によるスライド領域2bを前方にスライド移動させながら、高圧水供給ロッド2を、ノズルヘッド3が装薬孔60aの先端部分に至るまで、手作業によって装薬孔60aの内部に押し込んで行く。高圧水供給ロッド2を装薬孔60aの内部に押し込んで行く際に、中心軸のズレ等によって、高圧水供給ロッド2の押し込みが、つっかえる場合には、横方向移動手段30や上下方向移動手段40Aや横方向回転手段40Bをさらに操作したり、マンケージ81の位置や仰角等を適宜変化させることによって、ノズルヘッド3が装薬孔60aの先端部分に至るまで、高圧水供給ロッド2を、手作業によって装薬孔60aの内部に押し込んで行くことが可能になる。
After inserting the sliding
先端部のノズルヘッド3が装薬孔60aの先端部分に至るまで、高圧水供給ロッド2を装薬孔60aの内部に押し込んだら(図11参照)、次に、好ましくは回転体9の切欠円筒体9Bに取り付けられた指針13を指標として、回動調整手段20を手作業によって操作することにより、ノズルヘッド3の噴射口3cから噴射されるウォータージェットの噴射方向が、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿った方向に向くように、回転体9の角度位置を調整する。すなわち、作業員がハンドル25を操作して、回転操作軸21を回転軸C2(図4参照)を中心として回転させることにより、回転操作軸21の回転は、互いに噛合するウォーム22及びウォームホイール9Aを介して回転方向が90°変えられて回転体9へと伝達されるため、回転体9は、前後方向(図4の紙面垂直方向)に延びる回転軸(軸心)C1を中心として回転する。これによって、摺動外郭体4によるスライド領域2bを介して回転体9の切欠き凹部9aに挿通支持された高圧水供給ロッド2と、その先端に取り付けられたノズルヘッド3とが、回転体9と一体に回転して、ノズルヘッド3の径方向に対向する2箇所に開口する、噴射口3c(図10参照)の角度位置が微調整される。またこれによって、各々の噴射口3cからそれぞれ噴射されるウォータージェットの噴射方向が微調整される。このようにしてノズルヘッド3の噴射口3cの角度位置を、噴射口3cが切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿った方向に向くように微調整したら、ネジ部材26を締め付けて回転操作軸21の回転をロックすることにより、噴射口3cが掘削計画線50aに沿った方向に向くように微調整された所定の角度位置に、回転体9を固定することが可能になる。
After the high-pressure
そして、本実施形態によれば、装薬孔60aの先端部分に至るまで、装薬孔60aの内部に押し込まれた高圧水供給ロッド2のノズルヘッド3の噴射口3cが、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿った方向に向くように微調整して、回転体9を固定したら、ノズルヘッド3の噴射口3cからウォータージェットを、径方向に対称な2方向に同時に噴射させると共に、固定した回転体9の切欠き凹部9aに案内させて、摺動外殻体4によるスライド領域2bを後方にスライド移動させながら、高圧水供給ロッド2を、所定の速度で装薬孔60aから引き抜いてゆく。これによって、装薬孔60aの内周面の径方向に対向する2箇所に、掘削計画線50aに沿った方向に亀裂が生じるように誘導する溝状の切欠きノッチ61を、掘削計画線50aに沿った方向に切り込ませた状態で、容易に形成して行くことが可能になる。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態によれは、スライド案内機構1の案内機構本体部5は、ドリルジャンボのブーム80によって支持されるマンケージ81の手摺44に取り付けて用いることが可能な、コンパクトな形状を備えており、また高圧水供給ロッド2は、スライド領域2bの外周部分に、摺動外殻体4による矩形断面の摺動面2cを有していると共に、案内機構本体部5の回転体9は、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bの矩形断面の摺動面2cを摺動させる被摺動面9cを有する、切欠き凹部9aを備えており、高圧水供給ロッド2のスライド領域2bは、回転体9の切欠き凹部9aに装着されることで、切欠き凹部9aに案内されてスライド移動するようになっている。これによって、噴射ノズル3cからウォータージェットを径方向に対称な2方向に同時に噴射させながら、高圧水供給ロッド2を装薬孔60aから引き抜いてゆく際に、噴射ノズル3cやノズルヘッド3の製造精度等を要因として、ウォータージェットの噴射によってノズルヘッド3が高圧水供給ロッド2と共に回転しようとしても、高圧水供給ロッド2の角形断面のスライド領域2bの摺動面2cと、回転体9の切欠き凹部9aの角形断面の被摺動面9cとが係合していることにより、このような回転を効果的に阻止することができるので、ウォータージェットの噴射方向を安定させて、溝状の切欠きノッチ61を、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aの方向に切り込ませた状態で、精度良く形成することが可能になる。
Further, according to this embodiment, the guide mechanism
したがって、本実施形態の高圧水供給ロッドのスライド案内機構1によれば、切羽面51の周縁部の掘削計画線50aに沿って配置された装薬孔60aの内周面に、溝状の切欠きノッチ61をウォータージェットによって形成する際に、ドリルジャンボのブーム80によって支持された作業台81での作業により、多くの手間を要することなく、簡易な構成によって、ノズルヘッド3が回転するのを防止しながら高圧水供給ロッド2を引き抜くことを可能にして、ウォータージェットの噴射方向を安定させることで、切欠きノッチ61を、切羽面の周縁部の掘削計画線50aの方向に切り込ませた状態で、精度良く形成することが可能になる。
Therefore, according to the
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、高圧水供給ロッドのスライド領域の摺動面を摺動させる被摺動面は、回転体に形成された切欠き凹部によるものである必要は必ずしも無く、回転体に形成された角形断面の貫通孔によるものであっても良い。高圧水供給ロッドのスライド領域は、矩形断面の摺動面を備えている必要は必ずしも無く、6角形や8角形等の、その他の非円形の角形断面の摺動面を備えていても良い。回転体の切欠き凹部や貫通孔は、スライド領域の矩形断面以外の摺動面を摺動させることが可能な、種々の断面形状の被摺動面となっていても良い。高圧水供給ロッドのスライド領域は、円形断面の外周面に摺動外殻体が装着されていることより、外周部分に、角形断面の摺動面を形成しているものである必要は必ずしも無く、高圧水供給ロッド自体が、スライド領域において角形断面の摺動面を備えていても良い。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the sliding surface on which the sliding surface of the slide area of the high-pressure water supply rod slides does not necessarily have to be a cutout recess formed in the rotating body, and a rectangular cross-section formed in the rotating body. A through hole may be used. The sliding area of the high-pressure water supply rod does not necessarily have to have a sliding surface with a rectangular cross-section, but may have a sliding surface with a non-circular square cross-section such as a hexagon or an octagon. The cutout recesses and through-holes of the rotating body may serve as surfaces to be slid with various cross-sectional shapes that allow sliding on a sliding surface other than the rectangular cross-section of the slide region. Since the slide area of the high-pressure water supply rod is fitted with a sliding outer shell on the outer peripheral surface of the circular cross section, it is not always necessary to form a sliding surface with a rectangular cross section on the outer peripheral portion. , the high-pressure water supply rod itself may be provided with a sliding surface of square cross-section in the sliding area.
1 高圧水供給ロッドのスライド案内機構
2 高圧水供給ロッド(ランス)
2b スライド領域
2c 摺動面
3 ノズルヘッド
3c 噴射ノズル(噴射口)
4 摺動外殻体
5 案内機構本体部
6 プレート部材
6a 湾曲凹部
9 回転体
9a 切欠き凹部
9a1 開口面部
9c 被摺動面
9A ウォームホイール
9B 切欠円筒体
11 矩形枠体
13 指針
14 抜止め部材
20 回動調整手段
21 回転操作軸
22 ウォーム
25 ハンドル
26 ネジ部材
30 横方向移動手段
31 操作ネジ軸
32 ナット部材
34,37 軸受ブロック
35 ハンドル
36 ネジ部材
40A 上下方向移動手段
40B 横方向回転手段
41 ポール
42 支柱
44 手摺
46 ロック機構
46B ロックレバー
50 トンネル
50a 掘削計画線
51 切羽面
60a 装薬孔
61 切欠きノッチ
80 ドリルジャンボ(トンネル工事用の重機)のブーム
81 マンケージ(作業台)
C1 回転体の回転軸
C2 回転操作軸の中心軸
C3 上下方向回転軸
1 Slide guide mechanism for high-pressure
4 Sliding
C1 Rotational axis of rotating body C2 Central axis of rotational operation axis C3 Vertical rotation axis
Claims (11)
トンネル工事用の重機に支持されることにより切羽面と対向させて上下左右に移動可能な作業台に取り付けられた、案内機構本体部を含んで構成されており、前記高圧水供給ロッドは、前記案内機構本体部と摺動可能に接触する部分であるスライド領域の外周部分に、非円形の角形断面の摺動面を備えており、
前記案内機構本体部は、前記高圧水供給ロッドの前記スライド領域の角形断面の摺動面を摺動させる被摺動面を有する、切欠き凹部又は貫通孔を備えると共に、前記高圧水供給ロッドの中心軸を回転軸に合致させた状態で、前記スライド領域が前記切欠き凹部又は前記貫通孔にスライド可能に挿通される回転体と、前記回転軸を中心に前記回転体を回動させると共に、所定の回動角度で前記回転体を固定可能な回動調整手段とを含んで構成されている高圧水供給ロッドのスライド案内機構。 In the mountain tunnel construction method, on the inner peripheral surface of a plurality of charge holes drilled at intervals along the planned excavation line on the periphery of the face, cracks are generated along the planned excavation line during blasting. When forming the guiding notch with a water jet, a high-pressure water supply rod having a nozzle head at the tip is ejected from the nozzle head with a water jet in a predetermined direction along the excavation plan line. A slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod that guides the rod to slide in the axial direction of the hole,
The high-pressure water supply rod includes a guide mechanism main body attached to a workbench that is supported by heavy equipment for tunnel construction and is capable of moving up, down, left, and right while facing the face surface. A sliding surface with a non-circular rectangular cross section is provided on the outer peripheral portion of the sliding region, which is the portion that comes into slidable contact with the main body of the guide mechanism,
The main body of the guide mechanism has a notch recess or a through hole having a sliding surface on which the sliding surface of the square cross section of the slide area of the high-pressure water supply rod slides, and the high-pressure water supply rod. a rotating body whose slide region is slidably inserted into the notch recess or the through hole with the central axis aligned with the rotating shaft; rotating the rotating body about the rotating shaft; A slide guide mechanism for a high-pressure water supply rod, comprising rotation adjustment means capable of fixing the rotating body at a predetermined rotation angle.
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