建設技術者向けNEWS

【穿孔／モルタル注入／ロックボルト挿入】

　鹿島は、フランスの機械メーカーであるロボドリル社と共同で山岳トンネル工事のロックボルト工の穿孔からモルタル注入、ロックボルト挿入までの一連作業を完全機械化するロックボルト打設専用機を開発し、高知県日高村で施工中の日下川新規放水路工事（発注者＝国土交通省四国地方整備局）に適用した。適用の結果、機械の操作性に問題なく、オペレーター１人によるロックボルト工の一連作業が可能であることを確認した。また、ロックボルトを持ち上げ、孔に手で押し込む苦渋作業がなくなったことで、作業環境が改善するとともに、ロックボルト１本当たりの打設効率が従来の１.３倍に向上した。

　専用機の適用により、作業員の肉体的負担が大きいロックボルトの挿入作業が減り、肌落ちの危険性がある切羽近傍での作業がゼロになる。また、ガイダンスシステムを搭載しているため、これまで人力で行っていた座標測量が不要となり、人員の削減、測量時間の短縮につながる。安全性の向上に加え、生産性、品質のより一層の向上も期待できるとしている。

　２０１８年に同社は、人力作業が主体のロックボルト工の機械化第１弾として、日高自動車道新冠町大狩部トンネル工事（発注者＝国交省北海道開発局）でモルタル注入とロックボルト挿入作業の機械化施工を実現した。今回、機械化の第２弾として穿孔、モルタル注入、ロックボルト挿入までの一連の作業を１本のブームで連続して行うことのできる専用機を開発した。

　専用機は、汎用のホイールローダーをベースに前方にロックボルト工打設専用ブーム１本と、装薬作業などを行うバスケットを実装した作業用ブーム２本、後方に油圧パックを搭載し、さらに穿孔位置と打設角度を示す相対座標によるガイダンスシステムを装備している。

　ロックボルト工打設専用ブームには、穿孔用ガイドセル、モルタル注入用ガイドセル、ロックボルト挿入用ガイドセルを搭載し、それぞれのガイドセルが同心円上で動作する。一度機械をセットすれば、ブームを動かすことなく、穿孔からロックボルト挿入までの一連作業が可能で、ロックボルトホルダーには１回の補給で最大９本（ガイドセル１本、チェンジャー８本）搭載できる。

　既に打設したロックボルト頭部の位置を、ロックボルト工打設専用ブームの穿孔用ガイドセルで３点ピックアップすることにより、次に打設するロックボルトの穿孔位置と打設角度を、キャビン内の画面でオペレーターにガイダンスするシステムを開発・装備した。このため、専用機本体の絶対座標をトータルステーションなどの機器を使って測量する作業がなくなり、キャビン内にいる１人のオペレーターによるブーム操作のみで、相対的な穿孔位置と打設角度を短時間で確定することを可能にした。

　今後、専用機を山岳トンネル工事に積極的に展開していくとともに、ロックボルト工の自動化に向け、ロックボルト工打設専用ブームのフルオート制御や、モルタル自動計量注入システムとの連動などを図り、より一層の施工の安全、効率化を目指す。さらに、ロックボルト工も含めたトンネル掘削全般の完全自動化の実現に向け、技術開発を加速していく。