JPH03202596A - トンネル内壁面切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トンネルのコンクリートの劣化やクラックを
補修する際に使用するトンネル内壁面切削装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来、この種のトンネルの補修工事は削岩機等により人
力で切削する方法、削岩機等をバックホウ等に搭載して
オペレータの目視によって切削する方法、あるいはロー
ドヘッダーやカッタローダ等の自由断面切削機を用いて
切削する方法が採用されてきた。

しかし、最近においては切削効率を向上させるためいく
つかのトンネル内壁面切削装置、たとえば特公昭６４−
１７９９７号公報、が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

トンネル等の補修のため、切削作業を人力で行った場合
は、切削効率が極めて悪く、またその精度も目視等によ
る確認のため悪いものとなる。

他方、前記公報などに記載の装置では、トンネル断面が
円形でない場合、−度に全断面を切削することが困難で
あった。

本発明は、切削効率が良く、かつ安全に高精度に切削で
きるとともに、トンネル断面がその一部に異なる曲率を
有するものであっても、カッターヘッドの一回のトンネ
ル断面に沿う移動によって切削できるトンネル内壁面切
削装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための本発明は、トンネル内をその
トンネル方向に移動自在な基台と、この基台上にトンネ
ル方向に移動可能な可動台と、この可動台に対して、ト
ンネル方向線口りに回転自在な旋回ヘッドと、この旋回
ヘッドにその中心線となす角度が可変となった切削アー
ム部と、この切削アーム部の先端に、トンネル方向線口
りに回転自在に取り付けられ、かつ外周に切削刃を有す
るカッターヘッドとを備えたことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

本発明においては、旋回ヘッドが回転することでカッタ
ーヘッドをトンネル横断面方向に沿って移動させること
ができる。また、切削アーム部が旋回ヘッドの中心線と
なす角度が可変となっているため、トンネル寸法の大小
に適応させることができる。

特に本発明では、基台に対して可動台がトンネル方向に
移動可能である。従って、後述するようにトンネル横断
面において、部分的に曲率が異なっている場合であって
も、曲率変更点がある位置からは可動台が基台に対して
移動することで、トンネル横断面上に沿ってカッターヘ
ッドをトンネル中心間りに旋回でき、切削段差のない滑
らかな切削を行うことができる。

〔発明の具体的な構成〕

以下、本発明を図面に示す一実施例によって詳説する。

３は走行台車部で、基台３８、可動台３９、弾性体走行
車輪３３、アウトリガ−３５、サイドジヤツキ３６、油
圧シリンダー３４、油圧シリンダー３７より構成される
。基台３８にはゴム等の弾性体走行車輪３３が設備され
、トンネル内を自走することができ、走行状態に応じ二
輪駆動あるいは四輪駆動が選択される。また、弾性体走
行車輪３３は油圧シリンダー３４の操作によって自由自
在に回転中心３３ａを中心として角度を変えられるため
、いかなるインバートの曲率にも適応可能となる。アウ
トリガ−３５は基台３８に設けられ、その昇降操作によ
り走行台車部３の水平調整および高さ調整がされる。サ
イドジヤツキ３６も基台３８に設けられ、切削装置全体
の作業時の安定を保つようになっている。可動台３９は
基台３８上に設置され、油圧シリンダー３７の伸縮によ
りトンネル方向に移動可能となっている。可動台３９上
には運転室４５、各モータへ油圧を供給するパワーユニ
ット６０およびその制御盤４４が配設されている。運転
室４５内にはコンピューター、シーケンサ、ＣＲＴ等の
自動制御機器４７が設備されている。

一方、予め対象のトンネル断面形状、トンネル路線、所
望の切削代等の情報が自動制御機器４７に与えられ、切
削装置全体が無人運転化されるが必要によりオペレータ
ーによる半自動運転も可能となっている。

４６は可動台３９の前部に固着された支持柱である。支
持柱４６の上方前部にはトンネル円周方向に回転自在な
アーム旋回座３１が取り付けられており、切削アーム旋
回モータ３２によって回転される。このアーム旋回座３
１には切削アーム部２の基端が固着されている。

切削アーム部２は主に第１ブラケツト２１、第２ブラケ
ツト２２、第１サポートリンク２３、第２サポートリン
ク２４、第３サポートリンク２５、カッターヘッド取付
はブラケット２６、力・ツタ−ヘッド修正ジヤツキ２９
、位置決めジャ・ンキ３０より構成される。第１ブラケ
・ソト２１はアーム旋回座３１に固着されている。第１
サポートリンク２３は基端が第１ブラケツト２１の上部
に回転軸２１ａにより軸支され、他端は力・ツタ−へ・
ソド取付はブラケット２６の上部にピン２６ａにより軸
支されている。第２サポートリンク２４は基端が第１ブ
ラケツト２１の下部に軸支され、他端は第３サポートリ
ンク２５の下端部に軸支されてし）る。

第３サポートリンク２５は下端部が第２サポートリンク
２４の上端部と回転自在に連結され上端部はカッターヘ
ッド取付はブラタ・ソト２６の下部に軸支されている。

カッターヘッド修正ジヤツキ２９の一端部は第１サポー
トリンク２３の中間部に固着されたブラケット２７の上
方に軸支され、他端は第３サポートリンク２５下端近傍
に連結されている。また、位置決めジヤツキ３０の一端
部はアーム旋回盤３１に固着された第２ブラケツト２２
に軸支され、他端は第１サポートリンク２３に固定され
たブラケット２８に連結されている。

かくして、切削アーム部２は位置決めジヤツキ３０の伸
縮により回転軸２１ａを回転中心として伏仰自在となっ
ているとともに、カッターヘッド部１がカッターヘッド
修正ジヤツキ２９の伸縮により回転軸２６ａを回転中心
として回転することにより、トンネル内面と平行を保つ
ようになっている。

他方、切削カッターヘッド部ｌはカッターヘッド取付は
ブラケット２６に固着されている。

次に切削カッターヘッド部１の構造について第３図によ
り説明する。切削カッターヘッド部ｌは主にカッタード
ラム１１．減速機１２、油圧モータ１３、切削ビック１
４等より構成される。カッタードラム１１の外周には多
数のピックボックス１５が溶接されており、ピック１４
が脱着可能となっている。カッタードラム１１の内部に
は減速機１２が収容され、その減速機１２からの減速機
出力フランジ１８にカッタードラム１１が固着され回転
するようになっている。減速機出力フランジ■８は、カ
ッタードラム基部１０の内部に収容された油圧モータ１
３により駆動されている。カッタードラム１１はコンク
リートの強度に応じ回転数を変えられる。また、切削ビ
ックエ４はバイオレットピックを採用することでピック
の交換無しでたとえば深さ１００Ｍの切削が可能である
が、強度によってはラウンドビックによることも可能で
ある。また、減速機出力フランジ１８の前面には溝堀り
用カッタードラム１７が固着できるようになっており必
要により溝掘りを行うようになっている。　　１６はカ
ッターヘッド周囲にエアーカーテンを形成するためのエ
アー噴射装置で、走行台車部の後部に搭載された集塵機
５１と送気用フレキシブルホース５３と粉塵吸い込み用
フレキシブルホース５２で接続されている。エアー噴射
装置１６は管状構造となっており、その上部に設けられ
たスリットよりエアーを噴射しエアーカーテンを形成し
切削粉塵の拡散を防止するものであり、同時にカッタ−
ドラム１１上部近傍に接続された粉塵吸い込みフレキシ
ブルホース５２により切削粉塵を吸い込み集塵機５１に
送り込むことによって作業環境の改善を図ることができ
る。

切削に際しては、まず切削装置を所定の位置まで移動し
、アウトリガ−３５によりアーム旋回盤３１がトンネル
中心となるよう高さ調整を行い、サイドジヤツキ３６に
より切削装置を安定させる。

次に、位置決めジヤツキ３０の伸縮調整によりカッター
ヘッド１の位置を切削位置に合わせ、同時にカッターヘ
ッド修正ジヤツキ２９の伸縮調整によりカッターヘッド
の回転軸がトンネル方向に平行になるように調整した後
、アーム旋回盤３１を切削アーム旋回モータ３２により
回転させながらトンネル円周方向に沿って内壁面の切削
を行う。

円周方向に１サイクルの切削を完了したならば、油圧シ
リンダー３７の伸縮により可動台３９を第１図左方に前
進させ同様に切削を繰り返す。このように１回の装置の
設置よって２サイクルの切削作業ができ、切削効率を上
げることができる。

第４図は本発明による内壁面切削装置ｌＯＯを使用した
一作業要領図であるが、内壁面切削装置１００により生
じたコンクリート塩は、切削ずり積み込み機１１０によ
り鋼車１２０に積み込まれる。鋼車１２０はトンネル内
に敷設されたレール上をバッテリーロコ１３０の牽引に
よって走行するようになっている。以上の要領により発
生したコンクリート塩はトンネル外へ搬出される。

また、第２図のようにトンネル断面形状の曲率が中間で
変化する場合においても本発明装置は切削可能である。

その原理を第５図により詳説すると、まず第５図（ａ）
においてａ　−ｂの円弧は０点を中心とし、ｂ　−ｃの
円弧はＰ点を中心とする複合内トンネル形状の場合に、
ａ　％　ｂ区間の切削は位置決めジヤツキ３０の操作な
しにアーム旋回盤３１の回転の操作のみによって切削で
きるが、ｂ　−ｃ区間の切削は、アーム旋回盤３１の中
心からトンネル壁面までの距離が徐々に増加していくこ
とになる。たとえば、Ｃ点における距離はＲ＋ΔＲとな
る。従ってＣ点を切削するときは位置決めジヤツキ３０
の操作によりカッターヘッド１をΔＲ分の距離だけトン
ネル円周方向に延ばしてやる必要がある。一方、カッタ
ーヘッド１をΔＲ分の距離だけトンネル円周方向に延ば
してやった場合、カッターヘッド１は第１サポートリン
ク２３の基端の回転軸２１ａを回転中心として回転する
のであるからΔＬの距離だけカッターヘッドｌは切削装
置側にバックすることとなる（第５図（Ｃ）参照）。従
って、位置決めジヤツキ３０の操作によって区間ａ　％
　ｂ　−ｃを切削した場合、その切削線はトンネル側面
から見た場合第５図（ｂ）に示すように、ｂからＣに至
る区間において曲線状になってしまう。そこで本発明に
おいては、可動台３９を油圧シリンダー３７の操作によ
って徐々に前進させながら切削することにより、切削線
ａ〜ｂ　−ｃは真っすぐな垂直線とすることができ、こ
れによってトンネル横断面に沿った内面切削を行うこと
ができる。

一方、本発明による実施例によれば公知のトンネル切削
装置（たとえば特公昭６２−１７９９７号公報参照）の
ように装置本体の移動をレール上の車輪によらないため
レールの敷設および撤去に要していた手間と時間が削減
される。また、本切削装置は走行車輪３３の角度が油圧
シリンダー３４の操作によって変えられるためインバー
ト７の曲率によることなく常に安定した走行ができる。

さらに本切削装置によれば、トンネルの円周方向全周に
わたって切削できる利点もある。

〔発明の効果〕

以上、詳説したように本発明によって以下の効果を奏す
ることができる。

本発明装置は位置決めジヤツキおよびカッターヘッド修
正ジヤツキの操作によりカッターヘッドの位置、傾きを
自由に調節できるため、どのようなトンネル断面寸法、
形状であっても効率良く、高精度に切削作業ができる効
果がある。また、トンネル形状の曲率変化に対しても位
置決めジャ・ツキ操作と可動台の移動操作を同時に行い
、切削することによりトンネル方向に垂直にしかも連続
的に作業でき、不連続点のない滑らかな、精度の良い切
削面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す正面図、第２図は
その左側面図、第３図はカッターヘッド拡大縦断面図、
第４図は内壁面切削装置を使用した一作業要領図、第５
図（ａ）〜（ｂ）はトンネル形状の曲率変化がある場合
の切削方法説明図である。 １・・・切削カッターヘッド部 ２・・・切削アーム部、３・・・走行本体部７・・・イ
ンバート、　　１１・・・カッタードラム１２・・・減
速機、１３・・・油圧モータ２９・・・カッターヘッド
修正ジャ・ツキ３０・・・位置決めジャ・ツキ ト・・アーム旋回座 ２・・・切削アーム旋回モータ ３・・・走行車輪、３５・・・アウトリガ−６・・・サ
イドジヤツキ、３８・・・基台９・・・可動台、５１・
・・集塵機 ００・・・内壁面切削装置 １０・・・切削すり積込み機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トンネル内をそのトンネル方向に移動自在な基台
   と、この基台上にトンネル方向に移動可能な可動台と、
   この可動台に対して、トンネル方向線回りに回転自在な
   旋回ヘッドと、この旋回ヘッドにその中心線となす角度
   が可変となった切削アーム部と、この切削アーム部の先
   端に、トンネル方向線回りに回転自在に取り付けられ、
   かつ外周に切削刃を有するカッターヘッドとを備えたこ
   とを特徴とするトンネル内壁面切削装置。