特開 2022-29535 鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022029535

(43)【公開日】2022-02-18

(54)【発明の名称】鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/18 20060101AFI20220210BHJP

   E21D 11/40 20060101ALI20220210BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20220210BHJP

【ＦＩ】

E21D11/18

E21D11/40 A

E21D11/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020132844

(22)【出願日】2020-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】508182589

【氏名又は名称】エフティーエス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104927

【弁理士】

【氏名又は名称】和泉 久志

(72)【発明者】

【氏名】内藤 将史

(72)【発明者】

【氏名】浅野 均

(72)【発明者】

【氏名】関根 一郎

(72)【発明者】

【氏名】若竹 亮

(72)【発明者】

【氏名】辻川 泰人

(72)【発明者】

【氏名】内藤 雅人

(72)【発明者】

【氏名】木村 浩之

【テーマコード（参考）】

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D155BB02

2D155FB01

2D155GC06

2D155KB04

2D155LA17

(57)【要約】

【課題】鋼製支保工建て込み時に作業員が切羽近傍に接近して行う作業を無くし安全性の向上を図るとともに、継手部の連結強度を高め地山の安定性を確保する。
【解決手段】鋼製支保工４の建て込み時に、遠隔操作によって継手部のボルト７を締結する装置である。鋼製支保工４の継手部は、端部同士が突き合わされた鋼製支保工４の側部に添接部材６Ａ、６Ｂが重ね合わされ、添接部材と鋼製支保工とがトンネル軸方向に挿通されるボルト７によって固定された構造を成している。台座１１と、台座１１上に設けられ、ローリング及びピッチングの角度調整可能とされた作業台１２と、作業台１２上をほぼトンネル軸方向及びトンネル幅方向に移動可能に設けられ、先端にボルト７が保持されるボルト締結装置本体１３と、ボルト締結装置本体１３と一体に移動し、ボルト締結装置本体１３の先端部をリアルタイムで撮影する撮影手段１４とを備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼製支保工の建て込み時に、遠隔操作によって継手部のボルトを締結する装置であって、
前記鋼製支保工の継手部は、端部同士が突き合わされた鋼製支保工の側部に添接部材が重ね合わされ、前記添接部材と前記鋼製支保工とがトンネル軸方向に挿通されるボルトによって固定された構造を成しており、
台座と、前記台座上に設けられ、ローリング及びピッチングの角度調整可能とされた作業台と、前記作業台上をほぼトンネル軸方向及びトンネル幅方向に移動可能に設けられ、先端に前記ボルトが保持されるボルト締結装置本体と、前記ボルト締結装置本体と一体に移動し、前記ボルト締結装置本体の先端部をリアルタイムで撮影する撮影手段とを備えたことを特徴とする鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置。

【請求項2】

前記遠隔操作式ボルト締結装置は、高所作業用バケットのバケット台座に取り付けられている請求項１記載の鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置。

【請求項3】

前記作業台がローリング及びピッチングの方向に回転可能とされた回転支持具によって前記台座上に支持されている請求項１、２いずれかに記載の鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置。

【請求項4】

前記作業台上に、ボルト締結時に前記鋼製支保工に当接して位置合わせを行う鋼製支保工当接具が設けられている請求項１～３いずれかに記載の鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主に山岳トンネルの掘削において、鋼製支保工を建て込む際、継手部のボルトを遠隔操作によって締結する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、山岳トンネルの施工では、掘削方法の違いにより各種の工法が存在するが、いずれにしても施工手順は、概ね穿孔、装薬、発破、ズリ出し、一次吹付け、鋼製支保工建込み、二次吹付け、ロックボルト打設の工程を順にかつ段階的に踏むことにより掘削・支保工が行われる。

【0003】

通常、前記鋼製支保工５０にはＨ形鋼が用いられており、図８に示されるように、トンネル中心線Ｌで左右に分割された左右対称の分割支保工５０Ａ、５０Ｂが建て込まれるようになっている。この左右対の分割支保工は、天端に設けられた継手部５１で連結されることにより、トンネル周面に沿ったアーチ状に形成される。

【0004】

従来の天端継手部５１の構造は、図９に示されるように、左右の分割支保工５０Ａ、５０ＢのそれぞれのＨ形鋼の端部に継手板５２が固設されるとともに、前記継手板５２、５２同士を突き合わせた状態で、Ｈ形鋼のウェブ部ｗの両側の２箇所において継手板５２、５２同士を貫通するボルト５３を締結するのが一般的である。

【0005】

また、下記特許文献１には、複数の支保部材を連結することにより形成されたトンネル支保工であって、前記支保部材の端部には継手板が設けられており、前記支保部材同士は、前記継手板同士を突き合わせた状態で連結されており、一方の支保部材の前記継手板には、突起が形成されていて、他方の支保部材の前記継手板には、前記突起が挿入される穴が形成されたトンネル支保工が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１８－１３１８６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、図９に示される従来の天端継手構造は、横方向（トンネル幅方向）にボルトを挿通して連結する構造であるため、図１０に示されるように、各継手板５２に形成されたボルト挿通用の貫通孔の位置合わせのために、作業員が作業用バケットに乗って切羽近傍に接近し、目視にて確認する必要があった。さらに、一方のボルトは切羽側での締め付けとなるため、一次吹付けコンクリートはあるものの、まだ二次吹付けがなされていない地山の不安定な状況下で、作業員がのぞき込みながら（もしくは手先の感覚で）、手締めする必要があるため、肌落ち時には重大な災害が発生する危険性があった。

【0008】

このように、山岳トンネルの支保工施工時は、素掘面における崩落、肌落ち等の事故が発生することがあり、危険性が高い作業である。特に、鋼製支保工の建て込み作業は、二次吹付けが未だなされていない一次吹付けだけの状態のときに、作業員（４名程度）が切羽に近づいて、鋼製支保工の位置決め、及び天端継手部のボルト締結を行わなければならないため、最も危険度が高い作業の一つになっている。

【0009】

一方、上記特許文献１記載のトンネル支保工では、切羽側の突起と穴を係合させることによって支保部材の位置合わせが完了できるとともに、坑口側のみでボルト接合しているため、切羽側での作業を減らすことができるようになるが、継手板同士の接合が坑口側のボルト１本のみであるため、地山応力に対して継手構造がもたないおそれがあり、地山の安定性が低下する場合があった。

【0010】

同様に、図９に示される従来の天端継手構造においても、地山応力による部材の曲げ応力に対しては、２本のボルトの耐力でもたせる構造であり、地山の安定性が低下する場合があった。

【0011】

そこで本発明の主たる課題は、鋼製支保工建て込み時に作業員が切羽近傍に接近して行う作業を無くし安全性の向上を図るとともに、継手部の連結強度を高め地山の安定性を確保した遠隔操作式ボルト締結装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、鋼製支保工の建て込み時に、遠隔操作によって継手部のボルトを締結する装置であって、
前記鋼製支保工の継手部は、端部同士が突き合わされた鋼製支保工の側部に添接部材が重ね合わされ、前記添接部材と前記鋼製支保工とがトンネル軸方向に挿通されるボルトによって固定された構造を成しており、
台座と、前記台座上に設けられ、ローリング及びピッチングの角度調整可能とされた作業台と、前記作業台上をほぼトンネル軸方向及びトンネル幅方向に移動可能に設けられ、先端に前記ボルトが保持されるボルト締結装置本体と、前記ボルト締結装置本体と一体に移動し、前記ボルト締結装置本体の先端部をリアルタイムで撮影する撮影手段とを備えたことを特徴とする鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置が提供される。

【0013】

上記請求項１記載の発明では、鋼製支保工の継手部として、端部同士が突き合わされた鋼製支保工の側部に添接部材が重ね合わされ、前記添接部材と鋼製支保工とがトンネル軸方向に挿通されるボルトによって固定される構造のものを用いている。

【0014】

本発明に係る遠隔操作式ボルト締結装置は、このような構造の継手部において、前記添接部材と鋼製支保工とを固定するボルトを遠隔操作によって締結する装置である。前記遠隔操作式ボルト締結装置は、台座と、前記台座上に設けられ、ローリング及びピッチングの角度調整可能とされた作業台と、前記作業台上をほぼトンネル軸方向及びトンネル幅方向に移動可能に設けられ、先端に前記ボルトが保持されるボルト締結装置本体と、前記ボルト締結装置本体と一体に移動し、前記ボルト締結装置本体の先端部をリアルタイムで撮影する撮影手段とを備えている。

【0015】

前記撮影手段によって撮影された映像を確認しながら、遠隔操作によって前記ボルトが締結できるので、鋼製支保工建て込み時に作業員が切羽近傍に接近して作業を行う必要がなくなり、安全性の向上が図れる。また、鋼製支保工の継手部の構造が、鋼製支保工の側部に添接部材を重ね合わせ、トンネル軸方向に挿通されるボルトによって固定する構造であるため、継手部の連結強度を高めることができるとともに、地山の安定性が確保できるようになる。

【0016】

請求項２に係る本発明として、前記遠隔操作式ボルト締結装置は、高所作業用バケットのバケット台座に取り付けられている請求項１記載の鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置が提供される。

【0017】

上記請求項２記載の発明では、前記遠隔操作式ボルト締結装置が、エレクター一体型吹付機などに備えられた高所作業用バケットのバケット台座に取り付けられるようにしているため、バケット台座自体のヨーイングの角度調整機能及び各方向の位置調整機能によって、ボルト締結装置の角度調整及び位置調整が可能となる。

【0018】

請求項３に係る本発明として、前記作業台がローリング及びピッチングの方向に回転可能とされた回転支持具によって前記台座上に支持されている請求項１、２いずれかに記載の鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置が提供される。

【0019】

上記請求項３記載の発明では、前記作業台をピッチング及びローリングの方向に回転可能とするため、前記作業台をこれらの方向に回転可能な回転支持具によって前記台座上に支持している。この場合、前記回転支持具の周囲の複数箇所を高さ調整可能な支持脚によって支持し、各支持脚の高さ調整によって前記作業台が前記回転支持具を中心としたピッチング及びローリングの方向に角度調整が成されるようにするのが好ましい。

【0020】

請求項４に係る本発明として、前記作業台上に、ボルト締結時に前記鋼製支保工に当接して位置合わせを行う鋼製支保工当接具が設けられている請求項１～３いずれかに記載の鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置が提供される。

【0021】

上記請求項４記載の発明では、ボルト締結時に鋼製支保工とボルト締結装置本体との位置合わせを行い、ボルトがスムーズに挿入できるようにするため、前記鋼製支保工当接具を前記作業台上に設置している。

【発明の効果】

【0022】

以上詳説のとおり本発明によれば、鋼製支保工建て込み時に作業員が切羽近傍に接近して作業を行う必要が無くなり、安全性の向上が図れるとともに、継手部の連結強度が高く地山の安定性が確保できる鋼製支保工建て込み時の遠隔操作式ボルト締結装置が提供できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】鋼製支保工４を設置したトンネルの縦断面図である。

【図2】鋼製支保工４の正面図である。

【図3】鋼製支保工４の継手部を拡大した、(A)は連結状態の正面図、(B)は右側分割支保工４Ａの正面図、(C)は左側分割支保工４Ｂの正面図である。

【図4】鋼製支保工４の継手部を示す、(A)は連結状態の断面図、(B)は組立要領を示す断面図である。

【図5】本発明に係る遠隔操作式ボルト締結装置１０を示す平面図である。

【図6】その側面図である。

【図7】変形例に係る遠隔操作式ボルト締結装置１０を示す平面図である。

【図8】従来の鋼製支保工５０の組立図である。

【図9】従来の鋼製支保工５０の継手部５１を示す、(A)は正面図、(B)は端面図である。

【図10】従来の鋼製支保工５０の建て込み作業状況を示す、トンネルの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

【0025】

山岳トンネルの掘削では、図１に示されるように、トンネル掘削面１に対して一次吹付けコンクリート２を吹き付け、切羽３近傍に鋼製支保工４を建て込んだ後、１サイクル前に建て込んだ鋼製支保工４との間に、前記一次吹付けコンクリート２に積層して二次吹付けコンクリート５を吹き付ける、という工程を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すことによりトンネル支保工が構築される。なお、必要に応じて、二次吹付けコンクリート５の内周面から一次吹付けコンクリート２を貫通して地山に打設される複数のロックボルト（図示せず）を設けてもよい。

【0026】

前記鋼製支保工４は、図２に示されるように、地山の崩落防止のために、前記一次吹付けコンクリート２が吹き付けられたトンネル掘削面に沿って建て込まれるアーチ状の部材であり、トンネル軸方向に沿って一定間隔毎に設置されている。前記鋼製支保工４は、ウェブ部ｗとその両端のフランジ部ｆとからなるＨ形鋼によって形成され、図２に示される形態例では、上端部（天端部）で左右に分割され、分割された円弧状の右側分割支保工４Ａと左側分割支保工４Ｂとが上端の継手部８で連結されることで、アーチ状に形成されている。

【0027】

図３及び図４に示されるように、前記継手部８の構造は、先行配置される前記右側分割支保工４Ａのウェブ部ｗの一方側側面（切羽側側面）に、天端部の端縁から突出して添接部材６Ａが固設されるとともに、後行配置される前記左側分割支保工４Ｂのウェブ部ｗの他方側面（坑口側側面）に、天端部の端縁から突出して添接部材６Ｂが固設されている。前記添接部材６Ａ、６Ｂの突出部は、前記右側分割支保工４Ａと左側分割支保工４Ｂとの端部同士を突き合わせた状態で、それぞれ反対側の鋼製支保工のウェブ部ｗに重ね合わされる。これによって鋼製支保工のウェブ部ｗの両側に添接部材６Ａ、６Ｂが配置された状態となる。そして、図４に示されるように、これら添接部材６Ａ、６Ｂと右側分割支保工４Ａ及び添接部材６Ａ、６Ｂと左側分割支保工４Ｂとがそれぞれ、トンネル軸方向（ウェブ部ｗの平面と直交する方向）に挿通される複数のボルト７、７…及びナット９、９…によって固定されている。

【0028】

前記鋼製支保工４及び添接部材６Ａ、６Ｂにはそれぞれ、前記ボルト７…が挿通される部分に、ボルト挿通孔４ａが形成されている。また、図４(B)に示されるように、添接部材６Ａ、６Ｂのうち、切羽側に配置される添接部材６Ａの外面には、前記ボルト挿通孔４ａに連通してナット９が固設されている。前記ボルト挿通孔４ａは、各鋼製支保工４Ａ、４Ｂに設けられる添接部材６Ａ又は６Ｂのうち、鋼製支保工４Ａ又は４Ｂと重なる部分の中央部に１箇所、鋼製支保工４Ａ又は４Ｂから突出する部分の中央部に１箇所の合計２箇所に設けるのがよい。また、図３(C)に示されるように、後行配置される左側分割支保工４Ｂ及び添接部材６Ｂの各ボルト挿通孔４ａの両側には、後述する剣先ガイド部材８ａ、８ａ’が挿通されるガイド部材挿通孔４ｂが設けられている。

【0029】

前記右側分割支保工４Ａ及び左側分割支保工４Ｂの建て込み時における前記ボルト挿通孔４ａ、４ａの位置決めのため、前記鋼製支保工４及び添接部材６Ａ、６Ｂを一体的に貫通し、一方の添接部材、好ましくは切羽側に配置される添接部材６Ａから他方の添接部材６Ｂに向けて突出する先細形状の剣先ガイド部材８ａを設けるのが好ましい。これにより、鋼製支保工の建て込みの際、前記剣先ガイド部材８ａが他方の添接部材及び鋼製支保工に設けられた開孔に挿入されガイドされることにより、各添接部材６Ａ、６Ｂ及び鋼製支保工４に形成された、前記ボルト７を挿通するためのボルト挿通孔４ａ、４ａが連通するように簡単に位置決めできるようになる。前記剣先ガイド部材８ａは、前記一方の添接部材６Ａに固設されており、前記ボルト７が挿通するボルト挿通孔４ａの両側にそれぞれ設けるのが好ましい。

【0030】

各ボルト挿通孔４ａの両側に設けられた剣先ガイド部材８ａ、８ａのうち、一方の剣先ガイド部材（図３及び図４では、これを符号８ａ’で示している。）、好ましくは継手部８の中央部に対して外側に配置された剣先ガイド部材８ａ’は、他方の剣先ガイド部材８ａ（継手部８の中央側に配置された剣先ガイド部材８ａ）と比較して相対的に長く突出するように形成するのが好ましい。図示例では、鋼製支保工４のフランジ部Ｆより外側に突出する長さで設けられている。これにより、後行配置される左側分割支保工４Ｂ及び添接部材６Ｂは、各ボルト挿通孔４ａの一方側に設けられたガイド部材挿通孔４ｂに一方の剣先ガイド部材８ａ’が先行的に挿入してガイドされた後、各ボルト挿通孔４ａの他方側に設けられたガイド部材挿通孔４ｂに他方の剣先ガイド部材８ａが挿入してガイドされるというように、段階的にガイドされるガイド部材の本数が増えるため、ガイド部材を挿通孔に挿入する作業がしやすくなる。

【0031】

前記添接部材６Ａ、６Ａは、Ｈ形鋼からなる鋼製支保工４のウェブ部ｗのみを覆う板状に形成してもよいが、図３及び図４に示されるように、鋼製支保工４のウェブ部ｗを覆うとともに、上下のフランジ部ｆの内面を覆う、断面略コ字形に形成するのが好ましい。前記添接部材６Ａ、６Ｂは、各分割支保工４Ａ、４Ｂとの積層部分において、各分割支保工４Ａ、４Ｂとそれぞれ溶着されている。

【0032】

上記の通り、鋼製支保工４の継手部８の構造が、鋼製支保工４の側部に添接部材６Ａ、６Ｂを重ね合わせ、これら鋼製支保工４及び添接部材６Ａ、６Ｂを一体的に、トンネル軸方向に挿通される複数のボルト７…によって固定する構造であるため、継手部の連結強度を高めることができるとともに、地山の安定性が確保できる。

【0033】

本発明に係る遠隔操作式ボルト締結装置１０は、上記鋼製支保工４の継手部８に設けられる前記ボルト７を遠隔操作によって締結する装置である。以下、この遠隔操作式ボルト締結装置１０について詳細に説明する。

【0034】

前記遠隔操作式ボルト締結装置１０は、図５及び図６に示されるように、台座１１と、この台座１１上に設けられ、ローリング及びピッチングの角度調整可能とされた作業台１２と、前記作業台上のほぼトンネル軸方向及びトンネル幅方向に移動可能に設けられ、先端に前記ボルト７が保持されるボルト締結装置本体１３と、前記ボルト締結装置本体１３と一体に移動し、ボルト締結装置本体１３の先端部をリアルタイムで撮影する撮影手段１４とを備えている。一次吹付け後、エレクターで前記分割支保工４Ａ、４Ｂを建て込み、これら分割支保工４Ａ、４Ｂの継手部８のボルト７を、前記遠隔操作式ボルト締結装置１０で締結するという手順で鋼製支保工４の建て込みが行われる。このとき、前記遠隔操作式ボルト締結装置１０によるボルト７の締結は、前記撮影手段１４で撮影された映像を確認しながら、前記ボルト締結装置本体１３を遠隔操作することにより行う。このように、遠隔操作によって前記ボルト７…が締結できるので、鋼製支保工４の建て込み時に作業員が切羽近傍に接近して行う作業が無くなり、安全性の向上が図れる。

【0035】

前記遠隔操作式ボルト締結装置１０は、図５及び図６に示されるように、高所作業用バケットのバケット台座１５に取り付けできるようにするのが好ましい。つまり、高所作業用バケットのバケット台座１５に備えられたバケットを取り外し、このバケット台座１５の上部に前記遠隔操作式ボルト締結装置１０の台座１１が取り付けできるようになっている。バケットを遠隔操作式ボルト締結装置１に置き換えることで、簡単に取付けが可能となる。特に、前記鋼製支保工４を建て込むエレクターに備えられたバケットを、前記遠隔操作式ボルト締結装置１０に置き換えることにより、エレクター１台で鋼製支保工４の建て込みと継手部の連結が行えるようになるので望ましい。

【0036】

一般に前記バケット台座１５には、ヨーイング（上下方向軸（Ｚ軸）回りの回転）の角度調整機能及びＸ軸（トンネル幅方向）、Ｙ軸（トンネル軸方向）、Ｚ軸（上下方向）の各方向の位置調整機能が備えられているので、これによって遠隔操作式ボルト締結装置１０の角度調整及び位置調整が可能となる。更に、２０ｃｍ程度の精度で所望の位置まで自動で移動するナビゲーション機能を備えたものを用いるのが好ましい。

【0037】

前記作業台１２は、ピッチング（トンネル幅方向（Ｘ軸）回りの回転）及びローリング（トンネル軸方向（Ｙ軸）回りの回転）の角度調整可能とされたピローブロックなどの回転支持具１６によって前記台座１１上に支持されるようにするのがよい。前記回転支持具１６は、台座１１と作業台１２との間に設けられ、台座１１の上面中央部に配置されるとともに、作業台１２の下面中央部を支持している。前記台座１１と作業台１２との間には、前記回転支持具１６の周囲に、上下方向に高さ調整可能なエアーシリンダなどの支持脚１７、１７…が３箇所乃至４箇所設けられ、各支持脚１７…の高さを調整することによって、前記作業台１２が前記回転支持具１６を中心としてピッチング及びローリングの方向に角度調整ができるようになっている。

【0038】

また、前記回転支持具１６は、ヨーイングの方向に若干の角度範囲で回転摺動可能に設けられており、鋼製支保工４に対してボルト締結装置本体１３が前進し、ボルト締結装置本体１３の先端に保持された左右２本のボルト７、７のうち、どちらかが先にナット９に当接したとき、その際の押圧力によって２本のボルト７、７の先端が鋼製支保工４の側面に正対するように前記回転支持具１６が摺動回転するように構成するのが好ましい。これにより、左右２本のボルト７、７がナット９に直角に正対しやすくなり、ナット９にボルト７が斜めに螺入されるのが防止できる。前記回転支持具１６の回転摺動面は、前記台座１１との接触面（底面）でもよいし、前記作業台１２との接触面（上面）でもよい。

【0039】

前記ボルト締結装置本体１３は、トンネル軸方向の切羽側の先端に磁石の吸引力などによって前記ボルト７が保持可能なボルト保持部が備えられるとともに、前記ボルト７を回動させる回動手段が備えられている。前記ボルト締結装置本体１３は、前記作業台１２上をほぼトンネル軸方向及びトンネル幅方向に移動自在に設けられている。具体的には、前記作業台１２上に設置されたトンネル軸方向に沿って延びる２本のレール１９、１９上を移動可能とされるとともに、トンネル幅方向に沿って延びる２本のレール２０、２０上を移動可能とされた２次元調整装置２１の上に前記ボルト締結装置本体１３が設けられている。前記ボルト締結装置本体１３は、図示例では、トンネル幅方向に所定の離隔距離を空けて２台並行して配置されているが、１台だけ配置してもよいし、３台以上並行して配置してもよい。

【0040】

前記ボルト締結装置本体１３は、防水性、防振性及び防塵性を備えたボックス内に収納し、先端のボルト保持部をボックスから突出させた構造とすることで、トンネル工事の劣悪な環境下でも対応可能とするのが好ましい。

【0041】

左右２台のボルト締結装置本体１３、１３の間には、これらの先端に保持されたボルト７、７及びその周辺を撮影可能な撮影手段１４が取り付けられている。前記撮影手段１４の一例としてはビデオカメラを挙げることができる。前記撮影手段１４は、撮影した映像をリアルタイムで送信可能な自動送信手段を備えており、この撮影手段１４で撮影された映像を見ながら、オペレーターが前記ボルト締結装置本体１３の先端に保持されたボルト７を所定部位のナット９に螺合させるように前記遠隔操作式ボルト締結装置１０を操作する。

【0042】

また、前記作業台１２上には、ボルト７の締結時に遠隔操作式ボルト締結装置１０を鋼製支保工４に近づけたとき、鋼製支保工４に当接して、遠隔操作式ボルト締結装置１０と鋼製支保工４との位置合わせを行う鋼製支保工当接具１８が設けられている。前記鋼製支保工当接具１８は、図６に示されるように、作業台１２の上面に立設される脚部１８ａと、この脚部１８ａの上端に設けられ、鋼製支保工４が延びる方向に長い平台１８ｂと、前記平台１８ｂの両端部にそれぞれ設けられ、鋼製支保工４の下側フランジ部ｆの外面に当接するトンネル軸方向に沿って延びる軸回りに回動可能な水平ローラ１８ｃ及び鋼製支保工４の下側フランジ部ｆの坑口側の側縁に当接する上下方向に沿って延びる軸回りに回動可能な鉛直ローラ１８ｄとによって構成されている。左右の前記水平ローラ１８ｃ及び鉛直ローラ１８ｄをそれぞれ鋼製支保工４の下側フランジ部ｆの外面及び坑口側の側縁に当接させることにより、鋼製支保工４と遠隔操作式ボルト締結装置１０との相対的位置が明確に把握できるようになる。また、鋼製支保工４に対する当接部がローラ１８ｃ、１８ｄとなっているため、遠隔操作式ボルト締結装置１０が鋼製支保工４の軸方向に沿って移動するのを阻害せず、スムーズな移動が可能となる。左右の水平ローラ１８ｃ、１８ｃ及び鉛直ローラ１８ｄ、１８ｄは、ボルト締結装置本体１３より幅方向外側に位置しており、左右の水平ローラ１８ｃ、１８ｃ間及び左右の鉛直ローラ１８ｄ、１８ｄ間に前記ボルト７が挿入されるようになっている。

【0043】

次に、前記遠隔操作式ボルト締結装置１０の操作方法について説明する。予め、遠隔操作式ボルト締結装置１０の前記ボルト締結装置本体１３の先端にボルト７を保持しておくとともに、右側分割支保工４Ａと左側分割支保工４Ｂとを建て込み、継手部８のボルト７が挿通されるボルト挿通孔を位置合わせしておく。

【0044】

この状態で、前記遠隔操作式ボルト締結装置１０が取り付けられた高所作業用バケットのナビゲーション機能によって、約２０ｃｍ程度の精度で継手部８の近傍まで遠隔操作式ボルト締結装置１０を誘導する。その後の細かな調整は、前記撮影手段１４で撮影した映像を見ながら、オペレーターが遠隔で手動操作する。遠隔での操作は、鋼製支保工４に鋼製支保工当接具１８の各ローラ１８ｃ、１８ｄを当接させた後、ボルト締結装置本体１３を前進させ、ボルト７を鋼製支保工４のボルト挿通孔に挿入する。前記鋼製支保工当接具１８の各ローラ１８ｃ、１８ｄを鋼製支保工４に当接させた状態で、上下方向の位置はほぼ合っているので、前記２次元調整装置２１によってトンネル幅方向及びトンネル軸方向の位置を調整するとともに、前記台座１１と作業台１２との間に設けられた回転支持具１６によってローリングとピッチングの回転角度を調整する。更に、左右のボルト締結装置本体１３、１３の先端に備えられたボルト７、７が前記添接部材６Ａの内面に固設されたナット９に当接することにより、左右のどちらかが先につくと、回転支持具１６がヨーイング方向に回転摺動して、ヨーイング方向の回転角度が自動的に修正される。

【0045】

ボルト７の先端をナット９に当接させた状態で、ボルト７を１回転程度逆回転させてナット９になじませた後、正回転させてボルト７をナットに螺合し、本締めを行う。ボルト７の締付けは、左右のボルト締結装置本体１３に保持されたボルト７、７を２本同時に行うのが好ましい。

【0046】

次に、前記遠隔操作式ボルト締結装置１０の変形例について、図７に基づいて説明する。図７に示されるように、前記遠隔操作式ボルト締結装置１０は、ボルト締結装置本体１３に、前記剣先ガイド部材８ａ’に挿入可能な挿通孔を備えた挿通孔付きガイド治具２２が設けられており、前記挿通孔付きガイド治具２２の先端に備えられた挿通孔を前記剣先ガイド部材８ａ’に挿入した上で、前記ボルト締結装置本体１３の先端に保持されたボルト７をボルト挿通孔に挿入操作するようにしてもよい。これにより、ボルト締結装置本体１３の位置が挿通孔付きガイド治具２２によってガイドされるため、ボルト７をボルト挿通孔に挿入しやすく、ボルト７の締結操作がしやすくなる。

【符号の説明】

【0047】

１…トンネル掘削面、２…一次吹付けコンクリート、３…切羽、４…鋼製支保工、５…二次吹付けコンクリート、６Ａ・６Ｂ…添接部材、７…ボルト、８…継手部、９…ナット、１０…遠隔操作式ボルト締結装置、１１…台座、１２…作業台、１３…ボルト締結装置本体、１４…撮影手段、１５…バケット台座、１６…回転支持具、１７…支持脚、１８…鋼製支保工当接具、１９・２０…レール、２１…２次元調整装置、２２…挿通孔付きガイド治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】