JP2002242589A - トンネル掘削機 - Google Patents
トンネル掘削機Info
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- JP2002242589A JP2002242589A JP2001047058A JP2001047058A JP2002242589A JP 2002242589 A JP2002242589 A JP 2002242589A JP 2001047058 A JP2001047058 A JP 2001047058A JP 2001047058 A JP2001047058 A JP 2001047058A JP 2002242589 A JP2002242589 A JP 2002242589A
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Abstract
な切り残し部を残すことなく、かつ、姿勢を安定させて
掘り進むことのできるトンネル掘削機を提供する。 【解決手段】 既設トンネル6などの地下構造物に新設
トンネルを接合すべく上記地下構造物へ向けて掘り進む
トンネル掘削機において、掘削機本体3に、進行方向前
方の土砂を掘削するためのカッタ5を上記地下構造物の
接合面7の傾斜に合わせるように傾動自在に設けたもの
である。
Description
形成するトンネル掘削機に関するものである。
換気用トンネル40を地上から掘り進んで接合する場
合、既設トンネル6の鉛直上方に存在するガス管41や
道路42などを避けるために換気用トンネル40を斜め
に形成する場合がある。
の形成はトンネル掘削機43を用いて行う。
押し込まれることで推進力を得るようになっており、ト
ンネル掘削機43の後方に順次推進管44を継ぎ足しな
がら、最後尾の推進管44を元押しするようになってい
る。
削機43を掘り進ませて既設トンネル6に対して斜めに
換気用トンネル40を接合しようとすると、既設トンネ
ル6とトンネル掘削機43との間に大きな切り残し部4
5が発生してしまうという課題があった。切り残し部4
5は土木的な作業で取り除かなくてはならず、困難であ
った。
斜に合わせて予めカッタ46を傾斜させたトンネル掘削
機47を用いることも検討されたが、カッタ46前面の
スラスト抵抗力がカッタ46の傾斜によって分力がラジ
アル方向に作用してしまうため、掘進中の姿勢が安定し
ないという課題があった。
し、既設トンネルなどの地下構造物との間に大きな切り
残し部を残すことなく、かつ、姿勢を安定させて掘り進
むことのできるトンネル掘削機を提供することにある。
に本発明は、既設トンネルなどの地下構造物に新設トン
ネルを接合すべく上記地下構造物へ向けて掘り進むトン
ネル掘削機において、掘削機本体に、進行方向前方の土
砂を掘削するためのカッタを上記地下構造物の接合面の
傾斜に合わせるように傾動自在に設けたものである。
タを傾斜させずに掘進方向へ向けることで安定して方向
制御することができ、地下構造物の近傍に到達した後
は、カッタを接合面に合わせるように傾斜させて更に掘
進させることにより、土砂を大きく切り残すことなく接
合面の直前まで掘り進むことができる。
の接合面近傍を土留めすべく進行方向前方の地山へ貫入
するスライドフードを有するものとするとよい。
中心位置を中心に傾斜されるものとするとよい。
内側へのびながら後方へ凹面状に後退するバルクヘッド
面を形成し、該バルクヘッド面に沿って移動する板状の
ガイド部材に上記カッタを枢支する軸支部を設けるとよ
い。
ッド面に接触される環状のシールを設けるとよく、上記
ガイド部材の外周に、上記バルクヘッド面に付着した異
物を除去するためのスクレーパを設けるとよい。
面に基づいて詳述する。
元押しされる推進管2とほぼ外径が等しい掘削機本体3
と、掘削機本体3に傾動自在に設けられたカッタユニッ
ト4とからなり、掘削機本体3に対して後述するカッタ
5は、地下構造物たる既設トンネル6の接合面7の傾斜
に合わせるように傾動自在に設けられている。
1スキンプレート8と、第1スキンプレート8の内側に
軸方向スライド可能に挿入されると共にピン9を介して
固定されるほぼ筒状の第2スキンプレート10とからな
る。
とで第2スキンプレート10と切り離されるようになっ
ており、第2スキンプレート10と切り離して押し込む
ことで掘進方向前方の地山に貫入されるスライドフード
を兼ねている。
接合すべき既設トンネル6の形状に合わせるように形成
されており、地山に貫入されることで既設トンネル6の
接合面7にほぼ隙間なく当接し、接合面7近傍を精度良
く土留めするようになっている。
十分内径を小さく形成されており、後述する第1スキン
プレート8を切り離した後は推進管2内に第2スキンプ
レート10を容易に挿通させられるようになっている。
に接続される後胴11と、後胴11の前方に屈曲自在に
接続される前胴12とからなる。
ぐための隔壁13が取り外し可能に設けられており、万
一推進管2内に水が浸入してもトンネル掘削機1内に水
を浸入させないようになっている。
に、リング状のスライドシール14を介して液密に密着
されると共にピン9を介して固定されている。
タユニット4の傾動をガイドすると共に、第2スキンプ
レート10の前端を液密に塞ぐためのバルクヘッド面1
5が形成されている。
ト10から径方向内側へのびながら後方へ凹面状に後退
するように形成されている。具体的には、バルクヘッド
面15は、第1スキンプレート8の中心軸16上の一点
を中心とする球面状に形成されており、その中心には後
述するカッタ5前端の回転中心位置17を位置させるよ
うになっている。
クヘッド面15には、カッタユニット4を傾動可能に挿
通させるための長穴18が形成されている。
等間隔に配置された複数の方向制御ジャッキ19を介し
て後胴11に連結されており、方向制御ジャッキ19を
伸縮されることで後胴11に対して前胴12ごと屈曲さ
れるようになっている。
に沿って移動する板状のガイド部材20と、ガイド部材
20に一体に設けらカッタ5を枢支するための軸支部2
1と、軸支部21に枢支され進行方向前方の地山を掘削
するためのカッタ5と、軸支部21に支持フレーム22
を介して設けられカッタ5を回転駆動させるための駆動
装置23とからなり、後述する傾斜用ジャッキ24を介
して第2スキンプレート10に連結されている。
部材20は、ほぼ円盤状に形成されており、可動範囲内
のいずれの位置においてもバルクヘッド面15に形成さ
れた長穴18を覆って塞ぐようになっている。
面15に接触される環状のシール25と、バルクヘッド
面15に付着した土砂などの異物を除去するためのスク
レーパ26とが設けられている。
ており、ガイド部材20の外周に一体に設けられてい
る。
設けられており、スクレーパ26で異物を落とした後の
バルクヘッド面15に接触されてバルクヘッド面15と
ガイド部材20との間を液密にシールするようになって
いる。
部材20の中心に設けられており、ガイド部材20を掘
進方向前方へ向けたときにカッタ5の回転中心を第1ス
キンプレート8の中心軸16上に位置させるようになっ
ている。
軸支部21に支持される回転軸27に直角に設けたカッ
タフレーム28に多数のカッタビット29を設けてなる
ものであり、バルクヘッド面15を形成する球面の中心
にカッタ5前端の回転中心位置17を位置させるように
配置されている。
外方へ伸縮自在なコピーカッタ30が設けられており、
カッタ5を傾斜させたときに伸張させることで、少なく
とも第1スキンプレート8が通るだけの掘削ができるよ
うになっている。
22は、第2スキンプレート10に設けられた傾斜用ガ
イド31にガイドピン32を介して支持されるようにな
っている。
10の内周面間に掛け渡すように設けられたアーチ状の
第1レール33と、第1レール33の外周側に所定間隔
を隔てて並行に設けられた第2レール34とからなり、
支持フレーム22を傾動方向に沿って挟むように設けら
れている。
レール34との間を転動して支持フレーム22の傾動を
案内するためのものであり、支持フレーム22にそれぞ
れの傾斜用ガイド31へ向けてのびるように設けられて
いる。
れており、第1レール33と第2レール34の間から外
れないようになっている。
キ24の一端がそれぞれ連結されており、ガイドピン3
2は、傾斜用ジャッキ24が伸縮されることで第1レー
ル33と第2レール34の間を往復動し、カッタユニッ
ト4を傾動させるようになっている。
5とガイド部材20の間に形成されるカッタ室35に
は、送泥管36と排泥管37がそれぞれ接続されてい
る。送泥管36と排泥管37は、それぞれガイド部材2
0の移動に干渉しないように、ガイド部材20のスライ
ド方向と直交する方向にガイド部材20から離間して配
置されている。
上から掘り進ませる場合、カッタ5を回転させながら元
押しする。そして、既設トンネル6の近傍に到達するま
では、カッタ5を掘進方向へ向けるように傾斜角度を固
定する。
とはないため、トンネル掘削機1を安定した姿勢で掘進
させることができる。
伸縮長さを一定に固定することにより行う。
ャッキ19を伸縮させることで行う。方向制御ジャッキ
19を伸縮することで、前胴12を後胴11に対して任
意の方向へ任意の角度だけ屈曲させることができ、掘進
方向を自在に調整することができる。
穴18は、ガイド部材20によって塞がれているため、
トンネル掘削機1内に水が浸入することはない。
せると、トンネル掘削機1はやがてカッタ5の先端を既
設トンネル6に近接させて掘り進めなくなり、既設トン
ネル6に到達される。
されたら、一旦元押しを止めてトンネル掘削機1の推進
を止め、カッタ5を回転させた状態のまま傾斜用ジャッ
キ24を伸張させる。
3と第2レール34の間に沿って移動し、カッタユニッ
ト4は、カッタ5前端の回転中心位置17を中心に回動
される。
前端の回転中心位置17を中心に傾動される。
沿って移動するため、バルクヘッド面15から離れるこ
とはなく、ガイド部材20とバルクヘッド面15との間
のシールは常に保たれる。また、バルクヘッド面15に
こびり付いた土砂などの異物は、スクレーパ26によっ
て落とされるため、ガイド部材20とバルクヘッド面1
5の間に挟まれることはなく、シール性を安定して保持
することができる。
面7の傾斜に合わされたら、コピーカッタ30を伸張さ
せ、余堀りする。
から見た掘削面は、楕円状に小さくなってしまうが、余
堀りすることで少なくとも第1スキンプレート8が通る
だけの掘削半径を維持できる。
転中心位置17を中心に傾動されていることから、掘進
方向前方から見た掘削面は中心を動かすことなく扁平さ
れており、必要な余堀り量が最小となっている。
1を更に掘進させる。このとき、カッタ5は接合面7の
傾斜に合っているため、カッタ5が接合面7に干渉する
ことはなく、接合面7まで切り残しなく掘進される。
いため、カッタ5にラジアル方向の力が作用してもトン
ネル掘削機1の姿勢が大きく乱れることもない。
ンネル6に近接されたら、元押しを止め、カッタ5の回
転を止め、スライドフード、すなわち第1スキンプレー
ト8を地山に貫入するための準備を始める。
ピン9を外して前胴12から第2スキンプレート10を
切り離し、すべての方向制御ジャッキ19の油圧を逃が
すことにより行う。
に伸縮される状態になり、第2スキンプレート10は第
1スキンプレート8内を自在にスライド移動可能な状態
となる。
レート8は、スライドフードとして第2スキンプレート
10とは独立して地山に貫入され、既設トンネル6に当
接される。
は、接合すべき既設トンネル6の形状に合わせるように
形成されているため、図8に示すように、ほぼ全周に亘
って既設トンネル6に当接され、接合面7近傍を精度良
く土留めする。
薬注を施し、既設トンネル6に第1スキンプレート8を
接合する。
ート10に設けられたカッタユニット4は、再利用すべ
く推進管2内を通して地上に吊り上げる。第2スキンプ
レート10は、外径を推進管2の内径より十分小さく形
成されているため、推進管2内を容易に移動できる。
方の土砂を掘削するためのカッタ5を既設トンネル6の
接合面7の傾斜に合わせるように傾動自在に設けたた
め、既設トンネル6との間に大きな切り残し部を残すこ
となく、かつ、姿勢を安定させて掘進できる。
留めすべく進行方向前方の地山へ貫入するスライドフー
ドを有するものとしたため、既設トンネル6の近傍まで
良好にシールすることができ、土木的作業を減らして効
率よくトンネル同士を接合できる。
中心位置17を中心に傾斜されるものとしたため、傾斜
させたときにも掘進方向前方から見たカッタ5の中心を
動かすことなく一定に保つことができ、余堀り量を小さ
く抑えることができる。
側へのびながら後方へ凹面状に後退するバルクヘッド面
15を形成し、バルクヘッド面15に沿って移動する板
状のガイド部材20にカッタ5を枢支する軸支部21を
設けたため、カッタ5の傾動を簡易な構造で安定してガ
イドすることができる。
面15に接触される環状のシール25を設けたため、バ
ルクヘッド面15とガイド部材20との間を確実にシー
ルすることができ、トンネル掘削機1内に浸水するのを
防ぐことができる。
ッド面15に付着した異物を除去するためのスクレーパ
26を設けたため、バルクヘッド面15に付着した土砂
などを落とすことができ、土砂がバルクヘッド面15と
ガイド部材20の間に入り込むのを防ぐことができる。
ンネルを掘削して既設トンネル6に斜めに接合する場合
について述べたが、本発明に係る技術、すなわち、カッ
タ5を接合面7の傾斜に合わせるように傾動させる技術
は、例えば、既設トンネル6に新たなトンネルを偏心し
て接合する場合や、異形トンネルに新たなトンネルを接
合する場合など、接合面が掘進方向に対して傾斜してい
る場合に広く用いることができる。
れるトンネル掘削機1について述べたが、これに限るも
のではない。トンネル掘削機は、掘削機内でトンネル壁
となるセグメント(図示せず)を組み立てつつ、そのセ
グメントを自力で後方へ押して推進するシールド掘進機
であってもよい。
な優れた効果を奏する。 (1)地下構造物との間に大きな切り残し部を残すこと
なく、かつ、姿勢を安定させて掘り進むことができる。
の側断面図である。
面図である。
断面図である。
側断面図である。
削機の側断面図である。
面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 既設トンネルなどの地下構造物に新設ト
ンネルを接合すべく上記地下構造物へ向けて掘り進むト
ンネル掘削機において、掘削機本体に、進行方向前方の
土砂を掘削するためのカッタを上記地下構造物の接合面
の傾斜に合わせるように傾動自在に設けたことを特徴と
するトンネル掘削機。 - 【請求項2】 上記掘削機本体は、上記地下構造物の接
合面近傍を土留めすべく進行方向前方の地山へ貫入する
スライドフードを有する請求項1記載のトンネル掘削
機。 - 【請求項3】 上記カッタは、カッタ前端の回転中心位
置を中心に傾斜される請求項1又は2記載のトンネル掘
削機。 - 【請求項4】 上記掘削機本体の前端部に、径方向内側
へのびながら後方へ凹面状に後退するバルクヘッド面を
形成し、該バルクヘッド面に沿って移動する板状のガイ
ド部材に上記カッタを枢支する軸支部を設けた請求項1
〜3いずれかに記載のトンネル掘削機。 - 【請求項5】 上記ガイド部材に、上記バルクヘッド面
に接触される環状のシールを設けた請求項4記載のトン
ネル掘削機。 - 【請求項6】 上記ガイド部材の外周に、上記バルクヘ
ッド面に付着した異物を除去するためのスクレーパを設
けた請求項4又は5記載のトンネル掘削機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001047058A JP4368534B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | トンネル掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001047058A JP4368534B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | トンネル掘削機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002242589A true JP2002242589A (ja) | 2002-08-28 |
JP4368534B2 JP4368534B2 (ja) | 2009-11-18 |
Family
ID=18908567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001047058A Expired - Fee Related JP4368534B2 (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | トンネル掘削機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4368534B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109113754A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-01 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种泥水平衡盾构机及其刀盘防结泥饼装置 |
-
2001
- 2001-02-22 JP JP2001047058A patent/JP4368534B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109113754A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-01 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种泥水平衡盾构机及其刀盘防结泥饼装置 |
CN109113754B (zh) * | 2018-10-15 | 2023-11-24 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种泥水平衡盾构机及其刀盘防结泥饼装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4368534B2 (ja) | 2009-11-18 |
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