岩盤削孔装置および岩盤削孔方法

【課題】岩盤に下方に延在する孔を一部重複させつつ削孔する場合に好適な岩盤削孔装置および岩盤削孔方法を提供すること。
【解決手段】第２の孔２４Ｂに一部重複させた第３の孔２４Ｃを削孔するに際して、第２の孔２４Ｂに案内ロッド２０を挿入し、第１の孔２４Ａに排水管３０を挿入する。削孔時の繰り粉は水流ｆにより案内されて環状隙間２６に導かれ、水流ｆに乗って環状隙間２６から第１の孔２４Ａへと流動するが、繰り粉は排水管３０に当たって重力により落下する。排水管３０は、繰り粉を水と共に第１の孔２４Ａの外部に排出する機能に加え、繰り粉を第１の孔２４Ａの底部に集約させる部材としても機能する。排水管３０により第１の孔２４Ａの底部からの繰り粉の排出が効率よく行なわれ、スリット状の溝１２が繰り粉により充填されてしまう不具合を解消する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無発破掘削に用いる岩盤削孔装置と岩盤削孔方法に関し、詳細には、トンネル掘削の際、岩盤に、下方に延在する多数の孔をそれらの一部を重複させつつ削孔してスリット状の溝を形成する場合に好適な岩盤削孔装置と岩盤削孔方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無発破掘削でトンネルを掘削する際、まず、図１１に示すように、トンネルの断面外周に沿って、また、断面を区画する複数の領域に沿って、岩盤削孔装置により多数の孔が一部重複して連続削孔され、多数の孔の列によりスリット状の溝１２が形成される。
次に、スリット状の溝１２で囲まれた領域に、岩盤削孔装置により多数の割岩用孔１４が削孔され、各割岩用孔１４に割岩機を挿入して割岩用孔１４を拡開させる。この時スリット状の溝１２は、何も存在していない自由面として機能するため、スリット状の溝１２で囲まれた領域の壁面は、多数の割岩用孔１４が拡開することで崩され、このようにしてトンネルの掘削が行われていく。
【０００３】
岩盤削孔装置は、先端に削孔ビットが取着された回転ロッドを有し、この回転ロッドにより削孔ビットを回転させて削孔するようにしており、その際に、孔内に水を供給しながら削孔を行い、切削された砕石や土砂などの繰り粉を削孔された孔の外部に排出するようにしている。
一方、スリット状の溝１２を形成するには、孔の一部を重複させつつ削孔する必要があり、孔の一部が重複するように削孔ビットで削孔しようとすると、削孔ビッドは回転ロッドの先端に取着されていることから、抵抗が少ない既に削孔された孔側へ変位しようとする。
そこで、既に削孔された孔に挿入される案内ロッドを回転ロッドに隣接させて設け、削孔ビットを回転ロッドに当接させて削孔ビットの変位を抑制し、多数の孔をそれらの一部を重複させつつ掘削できるようにしている。
【０００４】
本出願人は、このような案内ロッドの外周部を回転可能に構成し、削孔ビットによる掘削効率を格段と高めた岩盤削孔装置を提案している(特許文献１〜５)。
この岩盤削孔装置を用いた削孔工程を図１２に示す。
図１２において、回転ロッド１６の先端に削孔ビット１８が取着され、回転ロッド１６と案内ロッド２０は岩盤削孔装置の架台２２の先端のブラケット２２Ａで支持されている。
まず、削孔ビット１８により最初の孔である第１の孔２４Ａを削孔した後、図１２(Ａ)乃至(Ｃ)に示すように、第１の孔２４Ａに案内ロッド２０を挿入する。そして、削孔ビット１８により第１の孔２４Ａに一部重複する第２の孔２４Ｂの掘削を行う。このとき、既に削孔された第１の孔２４Ａ側へ変位しようとする削孔ビッド１８を、案内ロッド２０の回転可能な外周部に当接させてその変位を抑制し、第１の孔２４Ａに平行させた第２の孔２４Ｂを第１の孔２４Ａに一部重複させつつ削孔ビット１８により連続状に削孔する。
図１３は、このような削孔孔を多数掘削することによりスリット状の溝１２を形成する場合の平面図を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４７７６８３号
【特許文献２】特許第３４７９７５４号
【特許文献３】特許第３４９６８５７号
【特許文献４】特許第３７４８２８８号
【特許文献５】特許第３７４８２９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば、都市近郊において立坑構築のため岩盤を鉛直に掘削する場合や、トンネル工事の途中から下方に向けてトンネル断面を掘削する場合には、上述の無発破掘削で用いる岩盤削孔方法では、スリット状の溝１２も下方に向けて削孔しなければならない。
この削孔工程を図１４(Ａ)乃至(Ｄ)に示す。
図１４(Ａ)乃至(Ｃ)に示すように、削孔ビット１８により第１の孔２４Ａを削孔し、この第１の孔２４Ａに案内ロッド２０を挿入して第２の孔２４Ｂを削孔するまでは、切削された砕石や土砂などの繰り粉は、切削時に注入される水により孔の外部に排出されるため問題は生じない。すなわち、削孔途中の第２の孔２４Ｂは、案内ロッド２０の外周部と第２の孔２４Ｂの内壁との間の環状隙間２６に連通しており、また、案内ロッド２０の外周部は削孔ビット１８により回転されているものの、繰り粉は、案内ロッド２０の外周部により環状隙間２６を周回して元の第３の孔２４Ｃに戻り、水により第３の孔２４Ｃの外部に排出されるからである。
しかしながら、図１４(Ｄ)、(Ｅ)に示すように、第２の孔２４Ｂに案内ロッド２０を挿入して第３の孔２４Ｃを削孔する工程以降は、次の問題が生じる。
【０００７】
すなわち、スリット状の溝１２を形成するための第３の孔２４Ｃを第２の孔２４Ｂに一部重複させつつ下方に削孔する場合、削孔途中の第３の孔２４Ｃは、案内ロッド２０の外周と第２の孔２４Ｂの内壁との間の環状隙間２６に連通すると共に、環状隙間２６を介して削孔途中の第３の孔２４Ｃよりも深く大きな空間となっている第１の孔２４Ａにも連通している。しかも、削孔ビット１８による削孔時に、削孔ビット１８により案内ロッド２０の外周部は回転しており、図１４(Ｅ)に示すように、案内ロッド２０の外周部の回転により環状隙間２６にその周方向に流れる水流ｆが生じている。
そのため、水を注入しながら第３の孔２４Ｃを削孔すると、切削された砕石や土砂などの繰り粉は、水流ｆにより環状隙間２６に導かれ、環状隙間２６から第１の孔２４Ａへと拡散されていき、第１の孔２４Ａに堆積されていく。
そして、このような繰り粉の堆積は、新たな孔の削孔毎に増え続ける。すなわち、図１４(Ｆ)に示すように、新たな孔の削孔毎に、繰り粉は環状隙間２６からスリット状の溝１２に広く拡散され、スリット状の溝１２が繰り粉により充填されてしまう。
そのため、スリット状の溝１２で囲まれた領域に、多数の割岩用孔１４を削孔し、各割岩用孔１４に割岩機を挿入して各割岩用孔１４を拡開させても、繰り粉がスリット状の溝１２に充填されていることから、スリット状の溝１２は自由面として機能し難く、割岩機により壁面を崩しにくくなり、トンネルの掘削施工効率が低下する。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、岩盤に下方に延在する孔を一部重複させつつ削孔する場合に好適な岩盤削孔装置および岩盤削孔方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明は、架台と、前記架台により回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されその先端に削孔ビットが取着された回転ロッドと、前記回転ロッドを回転駆動する回転駆動手段と、前記削孔ビットによる削孔時に削孔される孔内に水を注入する水供給手段と、前記架台で支持され前記回転ロッドと隣接して平行に延在し、前記削孔ビットにより既に削孔された孔に挿入され前記削孔ビットに接触可能で回転可能な外周部を有し、前記削孔ビットに接触することで前記削孔ビットの前記既に削孔された孔側への変位を抑制し、既に削孔された孔とその一部を重複させて順次削孔するための案内ロッドとを備えた岩盤削孔装置であって、前記架台で支持され前記回転ロッドと反対に位置する前記案内ロッドの箇所に近接した箇所で前記案内ロッドに沿って延在し、前記案内ロッドが既に削孔された第２の孔に挿入された状態で、前記第２の孔に隣接する既に削孔された第１の孔に挿入され、その先端の吸い込み口が前記第１の孔の底部の近傍に位置する排水管と、前記排水管に接続され前記吸い込み口から削孔時の繰り粉を水と共に吸引するポンプ装置とを備えることを特徴とする。
また、本発明の岩盤削孔方法は、既に削孔された下方に延在する孔に回転可能な外周部を有する案内ロッドを挿入し、回転駆動される削孔ビットを前記外周部に接触させ、前記案内ロッドが挿入された既に削孔された孔側への前記削孔ビットの変位を抑制しつつ、また、切削される繰り粉を水により孔の外部に排出しつつ、また、前記案内ロッドの外周部とこの案内ロッドが挿入れた孔の内壁との間の環状隙間に前記削孔ビットで回転される前記外周部により周方向に流れる水流を生じさせつつ、前記削孔ビットにより孔の一部が重複して下方に延在する孔を多数削孔して岩盤にスリット状の溝を形成する際に、前記案内ロッドが既に削孔された第２の孔に挿入された状態で、前記第２の孔に隣接する既に削孔された第１の孔に、前記案内ロッドに近接させて排水管を挿入して配置し、前記第２の孔に隣接する第３の孔の削孔時に、前記環状隙間の前記水流に乗って流動してくる繰り粉を、前記排水管に衝突させて落下させ、水と共に前記排水管の下端から第１の孔の外部に排出しつつ第３の孔の削孔を行うようにしたことを特徴とする。
また、本発明の岩盤削孔方法は、既に削孔された下方に延在する孔に回転可能な外周部を有する案内ロッドを挿入し、回転駆動される削孔ビットを前記外周部に接触させ、前記案内ロッドが挿入された既に削孔された孔側への前記削孔ビットの変位を抑制しつつ、また、切削される繰り粉を水により孔の外部に排出しつつ、また、前記案内ロッドの外周部とこの案内ロッドが挿入れた孔の内壁との間の環状隙間に前記削孔ビットで回転される前記外周部により周方向に流れる水流を生じさせつつ、前記削孔ビットにより孔の一部が重複して下方に延在する孔を多数削孔して岩盤にスリット状の溝を形成する際に、前記案内ロッドが既に削孔された第２の孔に挿入された状態で、前記第２の孔に隣接する既に削孔された第１の孔に、前記案内ロッドに近接させて保護管を挿入して配置し、前記保護管の内側に排水管を挿入して配置し、前記第２の孔に隣接する第３の孔の削孔時に前記環状隙間の前記水流に乗って流動してくる繰り粉を、前記保護管に衝突させて落下させ、水と共に前記排水管の下端から第１の孔の外部に排出しつつ第３の孔の削孔を行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の岩盤削孔装置および岩盤削孔方法によれば、削孔時に繰り粉を排水管の下端から吸い込んで孔の外部に排出する。
また、削孔時に、案内ロッドの外周部の回転により環状隙間にその周方向に流れる水流が生じており、環状隙間の水流に乗って流動してくる繰り出し粉が排水管あるいは保護管にあたって重力により落下する。したがって、排水管あるいは保護管は、繰り粉をそれら排水管あるいは保護管が挿入配置された孔の底部に集約させる部材としても機能し、排水管による繰り粉の排出を効率よく行なう上で有利となる。
したがって、多数の孔によりスリット状の溝を形成する際に、新たな孔の削孔毎に生じる繰り粉が、環状隙間の周方向に流れる水流に乗ってスリット状の溝に広く拡散され、堆積されてスリット状の溝が充填されてしまう不具合を解消できる。
したがって、スリット状の溝で囲まれた領域に、多数の割岩用孔を削孔し、各割岩用孔に割岩機を挿入して各割岩用孔を拡開させれば、スリット状の溝は自由面として機能することから割岩機により壁面を崩すことができ、割岩機を用いた無発破掘削によりトンネルを鉛直に掘削する際の掘削効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】案内ロッド、排水管を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する場合の説明図である。
【図２】案内ロッド、排水管を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する状態を示す平面図である。
【図３】案内ロッド、排水管を有する岩盤削孔装置により多数の孔を削孔してスリット状の溝を形成する状態を示す平面図である。
【図４】案内ロッド、排水管、回転板を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する場合の説明図である。
【図５】案内ロッド、排水管、回転板を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する状態を示す平面図である。
【図６】案内ロッド、排水管、保護管を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する場合の説明図である。
【図７】案内ロッド、排水管、保護管を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する状態を示す平面図である。
【図８】案内ロッド、排水管、保護管を有する岩盤削孔装置により多数の孔を削孔してスリット状の溝を形成する状態を示す平面図である。
【図９】案内ロッド、排水管、保護管、回転板を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する場合の説明図である。
【図１０】案内ロッド、排水管、保護管、回転板を有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する状態を示す平面図である。
【図１１】トンネルを水平方向に掘削する場合に壁面を崩す際の説明図である。
【図１２】案内ロッドを有する岩盤削孔装置により孔を水平方向に掘削する場合の説明図である。
【図１３】削孔ビットと案内ロッドを用いて多数の孔を削孔してスリット状の溝を形成する状態を示す平面図である。
【図１４】案内ロッドを有する岩盤削孔装置により孔を鉛直に掘削する場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。なお、従来の部材、箇所と同様な部材、箇所に同一の符号を付して説明する。
(第１の実施の形態)
まず、第１の実施の形態から説明すると、図１〜図３に示すように、岩盤削孔装置は、架台２２と、先端に削孔ビット１８が取着された回転ロッド１６と、不図示の回転ロッド１６の回転駆動手段および軸方向移動手段と、案内ロッド２０と、排水管３０と、水供給手段３４と、ポンプ装置３６を含んで構成されている。
本実施の形態では、削孔ビット１８により、まず、第１の孔２４Ａが削孔され、次に、第１の孔２４Ａに案内ロッド２０を挿入して第２の孔２４Ｂが削孔され、次に、第１の孔２４Ａに排水管３０を挿入すると共に第２の孔２４Ｂに案内ロッド２０を挿入して第３の孔２４Ｃが削孔される。
架台２２は上下方向に延在しており、下端にブラケット２２Ａが取着されている。
回転ロッド１６は上下方向に延在し、軸受、ブラケット２２Ａを介して架台２２で回転可能かつその軸方向に移動可能に支持され、水供給手段３４は回転ロッド１６の内部を通り削孔時に削孔ビット１８の先端から削孔中の孔の底部に水を供給する。
回転駆動手段および軸方向移動手段は架台２２で支持され、削孔時、回転ロッド１６を回転駆動しつつ下方に移動させる。
【００１２】
案内ロッド２０は、孔を一部重複させて連続削孔しスリット状の溝１２を形成する際に削孔ビット１８に接触することで、削孔ビット１８が、抵抗が少ない既に削孔された孔側へ変位することを抑制するものである。
案内ロッド２０は、削孔ビット１８により既に削孔された孔に挿入可能で、この孔の底部に至る長さで形成されている。
案内ロッド２０は、架台２２のブラケット２２Ａで支持された内側部材と、この内側部材に回転可能に支持され架台２２の下方の内側部材の全域を覆い外周部を構成する外側部材とで構成され、回転ロッド１６と平行して上下に延在している。外側部材は、案内ロッド２０の回転可能な外周部を構成し、回転駆動された削孔ビット１８が接触することで、外側部材は回転し、外側部材は鋼製である。
なお、図において符号３２は、岩盤に当接することで架台２２の姿勢を安定させる当接部材を示している。
【００１３】
排水管３０は、削孔時に案内ロッド２０が既に削孔された第２の孔２４Ｂに挿入された状態で、第２の孔２４Ｂに隣接する既に削孔された第１の孔２４Ａに挿入されて配置される。
排水管３０は、ブラケット２２Ａを介してその上端が架台２２で支持されている。排水管３０は、回転ロッド１６と反対に位置する案内ロッド２０の箇所の近接した箇所で案内ロッド２０に沿って直線状に延在して設けられ、案内ロッド２０の全長に対応した長さを有し、その下端の吸い込み口３０Ａは、第１の孔２４Ａの底部の近傍に位置している。
排水管３０は、鋼製であってもよく、あるいは、合成樹脂製であってもよく、直線状の形状を保ち得る剛性を有していればよい。
排水管３０の上端にポンプ装置３６が接続され、削孔時に生じる繰り粉を水と共に第１の孔２４Ａの外部に排出するようにしている。
また、排水管３０の下端周囲には、この下端部分および吸い込み口３０Ａを保護するための硬度、剛性を有する材料からなる保護部材３８が取着され、排水管３０が孔に挿脱される際の耐久性の向上が図られている。
【００１４】
次に、岩盤削孔装置を用いて下方に鉛直にスリット状の溝１２を形成する岩盤削孔方法について説明する。
例えば、都市近郊において立坑構築のため岩盤を鉛直に掘削する場合や、トンネル工事の途中から下方に向けてトンネル断面を掘削する場合、掘削すべきトンネルの断面外周に沿って、また、断面を区画する複数の領域に沿って、下方に向けた多数の孔を一部重複させて連続削孔し、多数の孔の列によりスリット状の溝１２を形成する。
詳細に説明すると、スリット状の溝１２を形成するに際して、まず、水供給手段３４により削孔ビット１８の下端から水を注入しつつ、削孔ビット１８により第１の孔２４Ａを削孔する。この場合には、切削された砕石や土砂などの繰り粉を水により第１の孔２４Ａの外部に排出しつつ、削孔を行う。
【００１５】
次に、図１４(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、既に削孔された第１の孔２４Ａに、第１の孔２４Ａの底部まで案内ロッド２０を挿入し、水供給手段３４により水を供給しつつ、また、削孔ビット１８を案内ロッド２０に接触させつつ、また、切削された砕石や土砂などの繰り粉を水により孔の外部に排出しつつ、既に削孔された第１の孔２４Ａと一部重複させた第２の孔２４Ｂを削孔する。
この場合、削孔ビット１８により案内ロッド２０の外周部は回転しており、案内ロッド２０の外周部の回転により環状隙間２６にその周方向に流れる水流ｆが生じているので、繰り粉は水流ｆにより環状隙間２６に導かれるが、環状隙間２６を周回して元の第１の孔２４Ａに戻される。また、環状隙間２６は閉塞されているので、第２の孔２４Ｂの削孔後に、環状隙間２６に残存する繰り粉の量は少ない。
【００１６】
つぎに、図１、図２に示すように、第２の孔２４Ｂに一部重複させた第３の孔２４Ｃを削孔するに際して、第２の孔２４Ｂに、第２の孔２４Ｂの全長にわたって案内ロッド２０を挿入し、第１の孔２４Ａに、第１の孔２４Ａの全長にわたって排水管３０を挿入する。
そして、水供給手段３４により水を供給しつつ、また、削孔ビット１８を案内ロッド２０に接触させつつ、また、ポンプ装置３６により繰り粉を水と共に排水管３０を介して孔の外部に排出しつつ、第２の孔２４Ｂと一部重複させた第３の孔２４Ｃを削孔する。
【００１７】
この場合、削孔途中の第３の孔２４Ｃは、環状隙間２６に連通し、また、環状空間２６を介して大きな空間となっている第１の孔２４Ａにも連通している。
したがって、案内ロッド２０の外側部材３０Ｂは削孔ビット１８により回転されているので、削孔時の繰り粉は水流ｆにより案内されて環状隙間２６に導かれ、水流ｆに乗って環状隙間２６から第１の孔２４Ａへと流動するが、繰り粉は排水管３０に当たって流動速度が大幅に減速され、重力により落下する。
したがって、排水管３０は、繰り粉を水と共に第１の孔２４Ａの外部に排出する機能に加え、繰り粉を第１の孔２４Ａの底部に集約させる部材としても機能し、排水管３０により第１の孔２４Ａの底部からの繰り粉の排出が効率よく行なわれる。
そして、このような削孔作業が連続して行われ、図３に示すように、削孔毎に生じる繰り粉は、排水管３０が挿入配置された孔の底部に集約され、排水管３０が挿入配置された孔の底部から効率良く排出されていく。
【００１８】
このようなことから新たな孔の削孔毎に生じる繰り粉が、環状隙間２６の周方向に流れる水流ｆに乗ってスリット状の溝１２に広く拡散され、堆積されてスリット状の溝１２が充填されてしまう不具合を解消できる。
したがって、本実施の形態によれば、スリット状の溝１２で囲まれた領域に、多数の割岩用孔１４を削孔し、各割岩用孔１４に割岩機を挿入して各割岩用孔１４を拡開させれば、スリット状の溝１２は自由面として機能することから割岩機により壁面を効率良く崩すことができ、割岩機を用いた無発破掘削による下方に向けてのトンネルの掘削施工効率を高める上で有利となる。
また、上述の効果を、回転ロッド１６と反対に位置する案内ロッド２０の箇所に沿って排水管３０を設けるといった簡単な構成により達成でき、施工コストを低減する上でも有利となる。
【００１９】
(第２の実施の形態)
つぎに、図４、図５を参照して第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態の岩盤削孔装置は、排水管３０の長手方向に間隔をおいた複数箇所に、案内ロッド２０の外周部に接触可能な回転板４２を設けたものである。
回転板４２は排水管３０の長手方向に移動不能に、かつ、排水管３０の軸心を中心として回転可能に排水管３０に支持されている。
回転板４２の材質は、鋼製であってもよく、合成樹脂製であってもよい。
回転板４２は、削孔時に、回転する案内ロッド２０の外周部に接触して回転し、回転する案内ロッド２０の外周部に排水管３０が接触することを阻止する。
したがって、第２の実施の形態によれば、排水管３０を損傷させることなく案内ロッド２０に近接して配置でき、水流ｆに乗って環状隙間２６から第１の孔２４Ａへと流動する繰り粉を、排水管３０に効率良く衝突させ、重力により落下させる上で有利となる。
したがって、繰り粉を第１の孔２４Ａの底部に集約させ、排水管３０により第１の孔２４Ａの底部からの繰り粉の排出を効率よく行なう上で有利となり、割岩機を用いた無発破掘削による下方に向けてのトンネルの掘削施工効率を高める上で有利となる。
また、回転する案内ロッド２０の外周部と排水管３０との間に回転板４２を介在させて排水管３０の案内ロッド２０への接触を阻止できるので、排水管３０の耐久性を高める上でも有利となり、施工コストを低減する上でも有利となる。
【００２０】
(第３の実施の形態)
つぎに、図６〜図８を参照して第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態の岩盤削孔装置は、排水管３０の耐久性を高めるため排水管３０を覆う保護管４４を設けたものである。
第１の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付して説明すると、図６に示すように、保護管４４はその上端が架台２２のブラケット２２Ａで支持され、排水管３０はこの保護管４４の内部に挿入されて配置されている。
保護管４４は、削孔された孔への挿脱が簡単になされるようにその外径が案内ロッド２０の外径よりも小さく、また、その内径は排水管３０の外径よりも大きい。
【００２１】
保護管４４は、回転ロッド１６と反対に位置する案内ロッド２０の箇所に近接した箇所で案内ロッド２０に沿って直線状に延在して設けられ、案内ロッド２０の全長に対応した長さを有し、その下端は、保護部材３８を介して排水管３０の下端に連結されている。
保護管４４は硬度、剛性を有する材料で形成され、本実施の形態では鋼製であり、削孔された孔に排水管３０を挿脱する際に、この保護管４４により排水管３０を保護し、排水管３０の耐久性を高めるようにしている。
なお、保護管４４をブラケット２２Ａで回転可能に支持するように配置すると、削孔された孔に挿脱される際に孔の内壁に接触しても保護管４４は回転できるので、また、削孔時に回転される案内ロッド２０の外周部に接触しても保護管４４は回転できるので、保護管４４自体の耐久性を高める上で有利となる。
【００２２】
このような第３の実施の形態でも第１の実施の形態と同様な効果が奏される。
すなわち、図６、図７に示すように、第２の孔２４Ｂに一部重複させた第３の孔２４Ｃを削孔するに際して、第２の孔２４Ｂに、第２の孔２４Ｂの全長にわたって案内ロッド２０を挿入し、第１の孔２４Ａに、第１の孔２４Ａの全長にわたって排水管３０を保護管４４と共に挿入する。
そして、水供給手段３４により水を供給しつつ、また、削孔ビット１８を案内ロッド２０に接触させつつ、また、ポンプ装置３６により繰り粉を水と共に排水管３０を介して孔の外部に排出しつつ、第２の孔２４Ｂと一部重複させた第３の孔２４Ｃを削孔する。
【００２３】
この場合、案内ロッド２０の外側部材３０Ｂは削孔ビット１８により回転されているので、削孔時の繰り粉は水流ｆにより案内されて環状隙間２６に導かれ、水流ｆに乗って環状隙間２６から第１の孔２４Ａへと流動するが、繰り粉は保護管４４に当たって流動速度が大幅に減速され、重力により落下する。
したがって、保護管４４は、削孔された孔へ排水管３０を挿脱する際に排水管３０を保護する機能に加え、保護管４４は、繰り粉を第１の孔２４Ａの底部に集約させる部材としても機能し、排水管３０による第１の孔２４Ａの底部からの繰り粉の排出が効率よく行なわれる。
そして、このような削孔作業が連続して行われ、図８に示すように、削孔毎に生じる繰り粉は、排水管３０および保護管４４が挿入配置された孔の底部に集約され、排水管３０および保護管４４が挿入配置された孔の底部から効率良く排出されていく。
【００２４】
このようなことから新たな孔の削孔毎に生じる繰り粉が、環状隙間２６の周方向に流れる水流ｆに乗ってスリット状の溝１２に広く拡散され、堆積されてスリット状の溝１２が充填されてしまう不具合を解消できる。
したがって、本実施の形態によれば、各割岩用孔１４に割岩機を挿入して各割岩用孔１４を拡開させれば、スリット状の溝１２は自由面として機能することから割岩機により壁面を効率良く崩すことができ、割岩機を用いた無発破掘削による下方に向けてのトンネルの掘削施工効率を高める上で有利となる。
また、上述の効果を、回転ロッド１６と反対に位置する案内ロッド２０の箇所に沿って排水管３０および保護管４４を設けるといった簡単な構成により達成でき、施工コストを低減する上でも有利となる。
【００２５】
(第４の実施の形態)
つぎに、図９、図１０を参照して第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態の岩盤削孔装置は、第３の実施の形態の保護管４４の長手方向に間隔をおいた複数箇所に、案内ロッド２０の外周部に接触可能な回転板４６を設けたものである。
回転板４６は保護管４４の長手方向に移動不能に、かつ、保護管４４の軸心を中心として回転可能に保護管４４に支持されている。
回転板４６の材質は、鋼製であってもよく、合成樹脂製であってもよい。
回転板４６は、削孔時に、回転する案内ロッド２０の外周部に接触して回転し、回転する案内ロッド２０の外周部に保護管４４が接触することを阻止する。
したがって、第２の実施の形態によれば、保護管４４を損傷させることなく案内ロッド２０に近接して配置でき、水流ｆに乗って環状隙間２６から第１の孔２４Ａへと流動する繰り粉を、保護管４４に効率良く衝突させ、重力により落下させる上で有利となる。
したがって、繰り粉を第１の孔２４Ａの底部に集約させ、排水管３０により第１の孔２４Ａの底部からの繰り粉の排出を効率よく行なう上で有利となり、割岩機を用いた無発破掘削による下方に向けてのトンネルの掘削施工効率を高める上で有利となる。
また、回転する案内ロッド２０の外周部と保護管４４との間に回転板４６を介在させて保護管４４の案内ロッド２０への接触を阻止できるので、保護管４４の耐久性を高める上でも有利となり、施工コストを低減する上でも有利となる。
なお、保護管４４をブラケット２２Ａで回転可能に支持し、回転４６と保護管４４とを一体に回転できるように取着すると、削孔された孔に挿脱される際に孔の内壁に接触しても保護管４４が回転できるので、保護管４４自体の耐久性を高める上で有利となる。
【符号の説明】
【００２６】
１２……スリット状の溝
１６……回転ロッド
１８……削孔ビット
２０……案内ロッド
２２……架台
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ……第１、第２、第３の孔
２６……環状隙間
３０……排水管
４２，４６……回転板
４４……保護管

【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、
前記架台により回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されその先端に削孔ビットが取着された回転ロッドと、
前記回転ロッドを回転駆動する回転駆動手段と、
前記削孔ビットによる削孔時に削孔される孔内に水を注入する水供給手段と、
前記架台で支持され前記回転ロッドと隣接して平行に延在し、前記削孔ビットにより既に削孔された孔に挿入され前記削孔ビットに接触可能で回転可能な外周部を有し、前記削孔ビットに接触することで前記削孔ビットの前記既に削孔された孔側への変位を抑制し、既に削孔された孔とその一部を重複させて順次削孔するための案内ロッドと、
を備えた岩盤削孔装置であって、
前記架台で支持され前記回転ロッドと反対に位置する前記案内ロッドの箇所に近接した箇所で前記案内ロッドに沿って延在し、前記案内ロッドが既に削孔された第２の孔に挿入された状態で、前記第２の孔に隣接する既に削孔された第１の孔に挿入され、その先端の吸い込み口が前記第１の孔の底部の近傍に位置する排水管と、
前記排水管に接続され前記吸い込み口から削孔時の繰り粉を水と共に吸引するポンプ装置と、
を備えることを特徴とする岩盤削孔装置。
【請求項２】
前記排水管の長手方向に間隔をおいた複数箇所に、前記外周部に接触可能な回転板が設けられ、
前記回転板は前記排水管の長手方向に移動不能に、かつ、前記排水管の軸心を中心として回転可能に前記排水管に支持されている、
ことを特徴とする請求項１記載の岩盤削孔装置。
【請求項３】
前記架台で支持され前記案内ロッドの外径よりも小さい寸法の外径を有し前記排水管が内部に挿入される保護管をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１記載の岩盤削孔装置。
【請求項４】
前記保護管の長手方向に間隔をおいた複数箇所に、前記外周部に接触可能な回転板が設けられ、
前記回転板は前記保護管の長手方向に移動不能に、かつ、前記保護管の軸心を中心として回転可能に前記保護管に支持されている、
ことを特徴とする請求項３記載の岩盤削孔装置。
【請求項５】
既に削孔された下方に延在する孔に回転可能な外周部を有する案内ロッドを挿入し、回転駆動される削孔ビットを前記外周部に接触させ、前記案内ロッドが挿入された既に削孔された孔側への前記削孔ビットの変位を抑制しつつ、また、切削される繰り粉を水により孔の外部に排出しつつ、また、前記案内ロッドの外周部とこの案内ロッドが挿入れた孔の内壁との間の環状隙間に前記削孔ビットで回転される前記外周部により周方向に流れる水流を生じさせつつ、前記削孔ビットにより孔の一部が重複して下方に延在する孔を多数削孔して岩盤にスリット状の溝を形成する際に、
前記案内ロッドが既に削孔された第２の孔に挿入された状態で、前記第２の孔に隣接する既に削孔された第１の孔に、前記案内ロッドに近接させて排水管を挿入して配置し、
前記第２の孔に隣接する第３の孔の削孔時に、前記環状隙間の前記水流に乗って流動してくる繰り粉を、前記排水管に衝突させて落下させ、水と共に前記排水管の下端から第１の孔の外部に排出しつつ第３の孔の削孔を行うようにした、
ことを特徴とする岩盤削孔方法。
【請求項６】
前記排水管の長手方向に間隔をおいた複数箇所に前記外周部に接触可能な回転板を設け、
前記回転板を前記排水管の長手方向に移動不能に、かつ、前記排水管の軸心を中心として回転可能に前記排水管に支持させ、
前記回転板を前記外周部により回転させつつ前記第３の孔の削孔を行う、
ことを特徴とする請求項５記載の岩盤削孔方法。
【請求項７】
既に削孔された下方に延在する孔に回転可能な外周部を有する案内ロッドを挿入し、回転駆動される削孔ビットを前記外周部に接触させ、前記案内ロッドが挿入された既に削孔された孔側への前記削孔ビットの変位を抑制しつつ、また、切削される繰り粉を水により孔の外部に排出しつつ、また、前記案内ロッドの外周部とこの案内ロッドが挿入れた孔の内壁との間の環状隙間に前記削孔ビットで回転される前記外周部により周方向に流れる水流を生じさせつつ、前記削孔ビットにより孔の一部が重複して下方に延在する孔を多数削孔して岩盤にスリット状の溝を形成する際に、
前記案内ロッドが既に削孔された第２の孔に挿入された状態で、前記第２の孔に隣接する既に削孔された第１の孔に、前記案内ロッドに近接させて保護管を挿入して配置し、
前記保護管の内側に排水管を挿入して配置し、
前記第２の孔に隣接する第３の孔の削孔時に前記環状隙間の前記水流に乗って流動してくる繰り粉を、前記保護管に衝突させて落下させ、水と共に前記排水管の下端から第１の孔の外部に排出しつつ第３の孔の削孔を行うようにした、
ことを特徴とする岩盤削孔方法。
【請求項８】
前記保護管の長手方向に間隔をおいた複数箇所に前記外周部に接触可能な回転板を設け、
前記回転板を前記保護管の長手方向に移動不能に、かつ、前記排水管の軸心を中心として回転可能に前記保護管に支持させ、
前記回転板を前記外周部により回転させつつ前記第３の孔の削孔を行う、
ことを特徴とする請求項７記載の岩盤削孔方法。

【図１】