JP2004068333A

JP2004068333A - Tunnel boring machine and tunnel construction method

Info

Publication number: JP2004068333A
Application number: JP2002226830A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sugiyama; 杉山　雅彦; Yukinobu Sasaki; 佐々木　幸信; Kenichi Kameyama; 亀山　健一; Masayoshi Nakagawa; 中川　雅由; Masanori Matsuura; 松浦　正典; Hiromasa Igarashi; 五十嵐　寛昌; Satoshi Manabe; 真鍋　智
Original assignee: Kajima Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: JP3950386B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily construct a flared tunnel by a simple constitution by a tunnel boring machine and a tunnel construction method. <P>SOLUTION: A cutter head 12 having a copy cutter 15 is mounted on the front of a boring machine body 11, an elector device 21 is mounted on the rear part, and openings 33, 34 are formed on the side of the boring machine body 11. Slide guides 35, 36 are fixed to outer peripheral sides of the openings 33, 34. Flared plates 37, 38 are fitted to the slide guides 35, 36 to close the openings 33, 34, and moved outward by the elector device 21. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下自動車道路や地下鉄道などに使用する拡幅トンネルを掘削形成するトンネル掘削機並びにトンネル施工工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なシールド掘削機は、筒状の掘削機本体の前部にカッタヘッドが回転自在に装着されると共に、この掘削機本体の後部にシールドジャッキ及びセグメントエレクタが装着されて構成されている。従って、このカッタヘッドを駆動モータによって旋回させながら、シールドジャッキによって掘削機本体を前進させることで、前方の地盤を掘削してトンネルを掘削形成し、エレクタ装置によってこの掘削形成されたトンネルの内壁面にセグメントを組付けてトンネルを構築することができる。
【０００３】
ところで、例えば、地下自動車道路では、車線が増加して拡幅してその後に分岐した道路があり、また、地下鉄道では、途中駅から複数の路線に分岐した鉄道がある。このような拡幅部分を有するトンネルを掘削する場合、トンネル掘削断面形状を掘削途中で幅方向に広くしたり、狭くしたりする必要がある。このようなトンネル掘削断面形状を掘削途中で幅方向に変更する、所謂、拡幅式のトンネル掘削機としては、例えば、特開平１１−２５６９８０号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたトンネル掘削機は、主カッタ機構を有する主掘削機本体の両側にそれぞれ副カッタ機構を有する副掘削機本体を配設し、拡幅ジャッキにより主掘削機本体に対して副掘削機本体を外方に移動可能としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような拡幅式のトンネル掘削機では、箱型をなす主掘削機本体の両側部にコ字型をなす副掘削機本体が嵌合した構成となっており、構造が複雑で製造コストも増加してしまう。また、掘削機本体同志のシール性やセグメントとの間のシール性を十分に確保することが困難であった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するものであって、簡単な構成で拡幅トンネルを容易に施工可能としたトンネル掘削機並びにトンネル施工工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明のトンネル掘削機は、筒形状をなす掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に装着されたカッタと、前記掘削機本体の後部に装着されて掘削壁面に沿って覆工部材を組み付けるエレクタ装置と、前記掘削機本体の側部から外方に移動可能な拡幅部とを具えたことを特徴とするものである。
【０００７】
この場合、拡幅部は掘削機本体の側部から全体が外方にスライド可能としたり、上端部または下端部を支点として回動可能としてもよく、また、この拡幅部を複数の部分から構成したり、着脱自在として必要時に装着するようにしてもよい。そして、拡幅部を移動させるための手段は、既に掘削機本体内に搭載されている機器、例えば、エレクタ装置を用いてもよく、別途油圧ジャッキや駆動モータなどを用いてもよい。
【０００８】
請求項２の発明のトンネル掘削機では、前記拡幅部は前記掘削機本体の側部開口を閉塞するように配設され、前記エレクタ装置により外方に移動可能であることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明のトンネル掘削機では、前記エレクタ装置は、前記掘削機本体の内周面に沿って覆工部材を組付可能であると共に、外方に移動した前記拡幅部の内周面に沿って覆工部材を組付可能であることを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明のトンネル掘削機では、前記拡幅部は前記掘削機本体に設けられたガイドにより側方に移動可能に支持されたことを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明のトンネル掘削機では、前記拡幅部は上端部あるいは下端部が前記掘削機本体に回動可能に支持されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明のトンネル施工工法は、カッタを駆動しながら掘削機本体を前進することで、前方地盤の掘削及び側方地盤の余掘りを行い、前記掘削機本体の内周面に沿って第１覆工部材をリング状に組み付けると共に、該掘削機本体から拡幅部を前記余掘部分に移動して該拡幅部の内周面に沿って第２覆工部材を組み付けることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の発明のトンネル施工工法では、前記第１覆工部材と前記第２覆工部材とが重複して組み付けられた後、両者を仮接合することを特徴としている。
【００１４】
請求項８の発明のトンネル施工工法では、前記第１覆工部材と前記第２覆工部材とを接合すると共に、該第２覆工部材の内側に重複して位置する前記第１覆工部材を切除することで、トンネル拡幅空間部を形成することを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明のトンネル施工工法では、前記第２覆工部材は中空箱体であって、前記第２覆工部材の内側に重複して位置する前記第１覆工部材の切除時に、該中空箱体の内壁も切除することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１に本発明の第１実施形態に係るトンネル掘削機の縦断面、図２に図１のＩＩ−ＩＩ断面、図３及び図４に本実施形態のトンネル掘削機によるセグメント組付作業を表す概略、図５にセグメントの組付状態を表すトンネル断面、図６にトンネル拡幅空間部の形成作業を表すトンネル要部断面を示す。
【００１８】
本実施形態のトンネル掘削機において、図１及び図２に示すように、掘削機本体１１は円筒形状をなし、前部にカッタヘッド１２が回転自在に装着され、カッタ旋回モータ１３により駆動回転可能となっている。このカッタヘッド１２は円板形状をなし、前面に多数のカッタビット１４が装着されると共に、コピーカッタ１５が油圧ジャッキ１６により側方に突出可能に装着されている。従って、カッタ旋回モータ１３を駆動すると、カッタヘッド１２を回転することができ、カッタビット１４により前方の地盤を掘削することができると共に、コピーカッタ１５により側方の地盤を余掘りすることができる。
【００１９】
また、掘削機本体１１にはシールドジャッキ１７が周方向に沿って複数並設されており、このシールドジャッキ１７を掘進方向後方に伸長して既設セグメント（第１覆工部材）Ｓ_Ａに押し付けることで、その反力により掘削機本体１１を前進することができる。また、掘削機本体１１には支持部材１８により旋回リング１９が旋回自在に支持され、駆動モータ２０により旋回可能となっており、この旋回リング１９にセグメントＳ_Ａを組立てるエレクタ装置２１が装着されている。
【００２０】
このエレクタ装置２１において、旋回リング１９には左右一対の外筒２２が固定され、各外筒２２にはそれぞれ内筒２３が移動自在に支持され、各内筒２３の下端部はアーム２４を介してその中央に位置するグリップボックス２５に連結されている。また、各外筒２２にはそれぞれ昇降ジャッキ２６が取付けられ、駆動ロッドの先端部がアーム２４に連結されている。従って、昇降ジャッキ２６を伸縮駆動することで、アーム２４を介してグリップボックス２５をトンネル径方向に沿って移動することができる。
【００２１】
このグリップボックス２５は下方に開口した箱型形状をなし、スライドジャッキ２７により移動体２８がトンネル長手方向にスライド可能となっている。そして、この移動体２８に吊りブラケット２９が取付けられ、連結ピン３０により吊り金具３１が連結可能となっている。なお、この吊り金具３１はセグメントＳ_Ａにねじ係脱可能となっている。また、移動体２８にはサポートジャッキ（図示略）によりサポート部材３２が移動可能に装着されている。
【００２２】
従って、グリップボックス２５の吊りブラケット２９に連結ピン３０により吊り金具３１を連結してサポート部材３２をセグメントＳ_Ａの内周面に押圧することで、このセグメントＳ_Ａを振れることなく適正に保持することがで、この状態で、駆動モータ２０により旋回リング１９を旋回すると、セグメントＳ_Ａをトンネル周方向に移動することができ、昇降ジャッキ２６を伸縮すると、セグメントＳ_Ａをトンネル径方向に移動することができ、スライドジャッキ２７を伸縮すると、セグメントＳ_Ａをトンネル長手方向に移動することができる。
【００２３】
また、図１乃至図３に示すように、掘削機本体１１の左右の側部には周方向に沿った開口部３３，３４が形成され、この開口部３３，３４の外周側にはスライドガイド３５，３６が固定されており、拡幅プレート（拡幅部）３７，３８が各開口部３３，３４を閉塞するようにスライドガイド３５，３６に外方に移動自在に嵌合している。即ち、スライドガイド３５，３６は、掘削機本体１１における各開口部３３，３４の上側及び下側には固定された上下一対のガイド３５ａ，３５ｂ、３６ａ，３６ｂと、掘削機本体１１における開口部３３，３４の前側に固定された前ガイド３５ｃ，３６ｃとにより構成されており、上下のガイド３５ａ，３５ｂは前ガイド３５ｃにより連結され、上下のガイド３６ａ，３６ｂは前ガイド３６ｃにより連結されている。また、拡幅プレート３７，３８は、掘削機本体１１の外周面に沿った湾曲部３７ａ，３８ａと、この湾曲部３７ａ，３８ａの前側に直交して固定された前壁部３７ｂ，３８ｂとから構成されている。
【００２４】
そして、各拡幅プレート３７，３８は、湾曲部３７ａ，３８ａがスライドガイド３５，３６の上下ガイド３５ａ，３５ｂ、３６ａ，３６ｂに嵌合して移動自在であり、前壁部３７ｂ，３８ｂが前ガイド３５ｃ，３６ｃに挾持されて移動自在となっている。なお、各湾曲部３７ａ，３８ａの上下端部には上下ガイド３５ａ，３５ｂ、３６ａ，３６ｂに摺接するシール部材３７ｃ，３７ｄ，３８ｃ，３８ｄが装着され、各前ガイド３５ｃ，３６ｃには各前壁部３７ｂ，３８ｂに摺接するシール部材３５ｄが装着され、各湾曲部３７ａ，３８ａの後部内周面にシール部材３７ｅが装着されると共に、シール部材３７ｅに対向する掘削機本体１１の外周面にシール部材３３ａが装着されている。
【００２５】
また、スライドガイド３５，３６の上下ガイド３５ａ，３５ｂ、３６ａ，３６ｂにおける上下端部にはストッパ３５ｅ，３５ｆ、３６ｅ，３６ｆが形成されており、各拡幅プレート３７，３８の外方への移動量を規制している。掘削機本体１１と上下ガイド３５ａ，３５ｂ、３６ａ，３６ｂと各湾曲部３７ａ，３８ａとの間には裏込注入管３９，４０が配設されている。更に、掘削機本体１１の後部内周面にはテールシール４１が装着されている。
【００２６】
ここで、このように構成された本実施形態のトンネル掘削機による拡幅トンネルの施工工法について説明する。
【００２７】
まず、図１及び図３（ａ）に示すように、カッタ旋回モータ１３によりカッタヘッド１２を回転させながら、複数のシールドジャッキ１７を伸長して既設セグメントＳ_Ａへ押し付け、その反力によって掘削機本体１１を前進させる。すると、カッタヘッド１２の各カッタビット１４が前方の地盤を掘削して円形断面のトンネルを掘削することができる。次に、エレクタ装置２１はトンネル内に搬入されたセグメントＳ_Ａを保持して掘削機本体１１の内周面に沿って移動し、各セグメントＳ_Ａ同志を連結固定してリング状に組み立てる。従って、この繰返し作業により円形断面のトンネルを施工することができる。
【００２８】
この円形断面のトンネルを掘削して予め設定されたトンネル拡幅開始位置に到達すると、カッタヘッド１２を回転させながらコピーカッタ１５を所定の回転位置で突出して、例えば、右側方を余掘りする。そして、拡幅プレート３７がコピーカッタ１５により余掘りされた位置に至ると、図３（ｂ）に示すように、エレクタ装置２１がトンネル内に搬入された拡幅トンネル用のセグメントＳ_Ｂを保持して旋回し、開口部３３を通してこのセグメントＳ_Ｂにより拡幅プレート３７を外方に押し出す。即ち、拡幅プレート３７の外側には余掘りによって空間部が形成されており、エレクタ装置２１は保持したセグメントＳ_Ｂを開口部３３から露出する拡幅プレート３７の内周面に接触し、昇降ジャッキ２６を伸長することで、セグメントＳ_Ｂにより拡幅プレート３７を外方に移動して押し出し、掘削機本体１１の外周面と拡幅プレート３７の内周面との間に拡幅空間部を形成する。なお、拡幅プレート３７の後端部には伸縮自在で掘削機本体１１に密着するゴムシール４２が設けられており、内部への浸水が防止されている。
【００２９】
掘削機本体１１に対して拡幅プレート３７が所定距離だけ外方に移動して拡幅空間部が形成されると、図４（ａ）に示すように、掘削機本体１１を前進させながら、エレクタ装置２１は拡幅プレート３７の内周面に沿ってセグメントＳ_Ｂ同志を連結固定して弧状に組み付けると共に、掘削機本体１１の内周面に沿ってセグメントＳ_Ａをリング状に組み立て、連結ピン４３によりセグメントＳ_ＢとセグメントＳ_Ａとを仮接合する。この場合、開口部３３に対応した位置でセグメントＳ_Ｂに続いてセグメントＳ_Ａが組付けられると、直ちに連結ピン４３を貫通して両者を仮接合するが、掘削機本体１１が所定距離前進したら、この連結ピン４３を抜いて掘削機本体１１との接触を防止し、この掘削機本体１１の後方で再び連結ピン４３をセグメントＳ_Ｂ，Ｓ_Ａを貫通して両者を仮接合する。
【００３０】
このセグメントＳ_Ｂ，Ｓ_Ａを組み付ける途中で、エレクタ装置２１が保持した拡幅トンネル用のセグメントＳ_Ｂにより再び拡幅プレート３７を外方に押し出すことで、この掘削機本体１１に対する拡幅プレート３７の拡幅量（移動量）は徐々に大きくしていく。この場合、図４（ｂ）に示すように、拡幅プレート３７の拡幅量に合わせて厚さの異なる拡幅トンネル用のセグメントＳ_Ｂが予め用意されており、前述と同様に、掘削機本体１１を前進させながら、エレクタ装置２１が拡幅プレート３７の内周面に沿ってセグメントＳ_Ｂを弧状に組み付けると共に、掘削機本体１１の内周面に沿ってセグメントＳ_Ａをリング状に組み立て、連結ピン４３により両者を仮接合する。
【００３１】
そして、拡幅トンネル用のセグメントＳ_Ｂが所定距離だけ組付けられると、コピーカッタ１５による余掘り量を減少していくと共に、エレクタ装置２１は保持したセグメントＳ_Ｂを拡幅プレート３７の内周面に形成された図示しない係止部に係止し、昇降ジャッキ２６を収縮することで拡幅プレート３７を内方に引き戻し、掘削機本体１１と拡幅プレート３７との間の拡幅空間部を減少させる。その後、掘削機本体１１がトンネル拡幅終了位置に到達すると、エレクタ装置２１はセグメントＳ_Ｂの組付作業を終了し、拡幅プレート３７を内方に引き戻して掘削機本体１１に密着させ、セグメントＳ_Ａのみをリング状に組み立てていく。
【００３２】
このセグメントＳ_Ａ，Ｓ_Ｂの組付作業により、図５及び図６（ａ）に示すように、側方に重複するＳ_Ａ，Ｓ_Ｂが形成されると、周辺の地盤を薬液注入により固化して地盤改良し、セグメントＳ_Ｂの外周部とセグメントＳ_Ａとの間にコンクリートの打設によって接合壁４４を形成すると共に、図６（ｂ）に示すように、互いに重複する内側のセグメントＳ_Ａを切除することで、トンネル拡幅空間部Ａを形成する。
【００３３】
この場合、掘削機本体１１の推進力を得る目的で、セグメントＳ_Ａにはシールドジャッキ１７の駆動力が作用するため、このセグメントＳ_Ａは所定の剛性力を必要とするが、セグメントＳ_Ｂにはシールドジャッキ１７の駆動力が作用しないため、セグメントＳ_Ｂは外部からの土圧を受け止められればよく、強固に製造する必要はない。本実施形態では、図６（ａ）（ｂ）に示すように、セグメントＳ_Ｂを鋼板を溶接により接合して中空箱体に形成しており、トンネル拡幅空間部Ａを形成するとき、セグメントＳ_Ｂの内壁も切除することで、トンネル拡幅空間部Ａの容積を十分に確保できる。
【００３４】
なお、上述の説明では、トンネル掘削機の右側方を余掘りし、エレクタ装置２１により右側の拡幅プレート３７を外方に突出してセグメントＳ_Ｂを組み付けてトンネル拡幅空間部Ａを形成したが、トンネル掘削機の左側方を余掘りし、エレクタ装置２１により左側の拡幅プレート３８を外方に突出してセグメントＳ_Ｂを組み付けてトンネル拡幅空間部Ａを形成してもよく、同時に左右にトンネル拡幅空間部Ａを形成してもよい。
【００３５】
このように本実施形態のトンネル掘削機にあっては、掘削機本体１１の前部にコピーカッタ１５を有するカッタヘッド１２を装着する一方、後部にエレクタ装置２１を装着し、掘削機本体１１の側部に開口部３３，３４を形成すると共に、この開口部３３，３４の外周側にスライドガイド３５，３６を固定し、拡幅プレート３７，３８が開口部３３，３４を閉塞するようにスライドガイド３５，３６に嵌合し、エレクタ装置２１により外方に移動可能としている。
【００３６】
従って、カッタヘッド１２を駆動しながら掘削機本体１１を前進することで、前方地盤を掘削すると共にコピーカッタ１５により余掘りを行い、エレクタ装置２１により掘削機本体１１の後部内周面に沿ってセグメントＳ_Ａをリング状に組み付けると共に、掘削機本体１１から拡幅プレート３７，３８を余掘部分に移動して拡幅プレート３７，３８の内周面に沿ってセグメントＳ_Ｂを組み付け、セグメントＳ_Ａ，Ｓ_Ｂを接合すると共に重複して位置するセグメントＳ_Ａを切除することでトンネル拡幅空間部Ａを形成することができる。
【００３７】
そのため、掘削機本体１１の側部に拡幅プレート３７，３８を移動自在に設け、既存のエレクタ装置２１により移動可能とすることで、拡幅トンネル用の掘削機を簡単な構成で容易に製造可能となり、装置の簡素化を図ることができる。また、通常のトンネル部分と拡幅トンネル部分との接合を後工程で行うことで、トンネル掘削機によるセグメントＳ_Ａ，Ｓ_Ｂの組立作業を効率よく行うことができ、拡幅トンネルを容易に施工可能とすることができる。
【００３８】
図７及び図８にに本発明の第２、第３実施形態に係るトンネル掘削機の断面を示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３９】
第２実施形態のトンネル掘削機において、図７に示すように、掘削機本体１１の左右の側部には周方向に沿った開口部３３，３４が形成され、この開口部３３，３４の外周側には拡幅プレート（拡幅部）５１，５２が各開口部３３，３４を閉塞するように外方に回動自在に装着されている。即ち、掘削機本体１１における各開口部３３，３４の上部にはヒンジ部５３，５４が装着されており、拡幅プレート５１，５２の上端部を回動自在に支持している。一方、各拡幅プレート５１，５２は、湾曲部５１ａ，５２ａと前壁部５１ｂ，５１ｂと下底部５１ｃ，５２ｃとで構成され、上端部にヒンジ部５３，５４に支持される支持部５１ｄ，５２ｄが形成され、下端部に外方への移動量を規制するストッパ５１ｅ，５２ｅが形成されている。なお、掘削機本体１１と拡幅プレート５１，５２との間には浸水を防止する図示しないシール部材が装着されている。
【００４０】
従って、掘削機本体１１に拡幅プレート５１，５２を密着させた状態で通常の円形断面トンネルを掘削し、予め設定されたトンネル拡幅開始位置に到達すると、カッタヘッド１２を回転させながらコピーカッタ１５により余掘りを行う。そして、拡幅プレート５１，５２が余掘り位置に至ると、エレクタ装置２１により拡幅プレート５１，５２を外方に押し出すと、この拡幅プレート５１，５２は支持部５１ｄ，５２ｄを支点として外方に回動し、掘削機本体１１の外周面と拡幅プレート５１，５２の内周面との間に拡幅空間部を形成する。
【００４１】
そして、エレクタ装置２１が拡幅プレート５１，５２の内周面に沿ってセグメントＳ_Ｂを弧状に組み付けると共に、掘削機本体１１の内周面に沿ってセグメントＳ_Ａをリング状に組み立て、連結ピン４３によりセグメントＳ_ＢとセグメントＳ_Ａとを仮接合する。その後、拡幅トンネル用のセグメントＳ_Ｂを所定距離だけ組付けると、前述の実施形態と同様に、エレクタ装置２１により拡幅プレート５１，５２を内方に引き戻して掘削機本体１１に密着させ、セグメントＳ_Ａのみをリング状に組み立てていく。このセグメントＳ_Ａ，Ｓ_Ｂの組付作業により、側方に重複するＳ_Ａ，Ｓ_Ｂが形成されると、セグメントＳ_ＢとセグメントＳ_Ａとを接合すると共に、重複する内側のセグメントＳ_Ａを切除することで、トンネル拡幅空間部を形成する。
【００４２】
このように本実施形態のトンネル掘削機にあっては、掘削機本体１１の側部に開口部３３，３４を形成すると共に、この開口部３３，３４の外周側に拡幅プレート５１，５２が開口部３３，３４を閉塞するように回動自在に装着し、エレクタ装置２１により外方に回動可能としている。従って、掘削機本体１１の外部に拡幅プレート５１，５２を移動自在に支持するためのガイドが不要となり、構造が簡素化されると共に、外方への突出部分がなくなって推進抵抗が減少して拡幅トンネルを容易に施工することができる。
【００４３】
上述の第２実施形態にて、拡幅プレート５１，５２を湾曲部５１ａ，５２ａと前壁部５１ｂ，５２ｂと下底部５１ｃ，５２ｃとを一体に形成して構成したが、湾曲部５１ａ，５２ａに対して前壁部５１ｂ，５２ｂ及び下底部５１ｃ，５２ｃを着脱自在とし、通常トンネルの掘削時には湾曲部５１ａ，５２ａのみで開口部３３，３４を閉塞し、拡幅トンネルの掘削時に湾曲部５１ａ，５２ａに前壁部５１ｂ，５２ｂ及び下底部５１ｃ，５２ｃを装着してから外方に回動するようにしてもよい。このように構成することで、通常トンネルの掘削時に掘削機本体１１内への突出物をなくして作業空間を確保することができる。
【００４４】
第３実施形態のトンネル掘削機において、図８に示すように、掘削機本体１１の左右の側部には周方向に沿った開口部３３，３４が形成され、この開口部３３，３４の外周側には拡幅プレート（拡幅部）６１，６２が各開口部３３，３４を閉塞するように外方に回動自在に装着されている。即ち、掘削機本体１１における各開口部３３，３４の上部には上ヒンジ部６３，６４が装着され、下部には下ヒンジ部６５，６６が装着されている。一方、各拡幅プレート６１，６２は、上湾曲部６１ａ，６２ａと下湾曲部６１ｂ，６２ｂと前壁部６１ｃ，６２ｃとで構成され、上湾曲部６１ａ，６２ａの上端部がヒンジ部６３，６４に回動自在に支持される一方、下湾曲部６１ｂ，６２ｂの下端部がヒンジ部６５，６６に回動自在に支持されており、上湾曲部６１ａ，６２ａには外方への移動量を規制する図示しないストッパが形成されている。なお、掘削機本体１１と拡幅プレート６１，６２との間には浸水を防止する図示しないシール部材が装着されている。
【００４５】
従って、掘削機本体１１に拡幅プレート６１，６２を密着させた状態で通常の円形断面トンネルを掘削し、予め設定されたトンネル拡幅開始位置に到達すると、カッタヘッド１２を回転させながらコピーカッタ１５により余掘りを行う。そして、拡幅プレート６１，６２が余掘り位置に至ると、エレクタ装置２１により拡幅プレート６１，６２を外方に押し出すと、この拡幅プレート６１，６２は上湾曲部６１ａ，６２ａがヒンジ部６３，６４を支点として、下湾曲部６１ｂ，６２ｂはヒンジ部６５，６６を支点として外方に回動し、掘削機本体１１の外周面と拡幅プレート６１，６２の内周面との間に拡幅空間部を形成する。
【００４６】
そして、エレクタ装置２１が拡幅プレート６１，６２の内周面に沿ってセグメントＳ_Ｂを弧状に組み付けると共に、掘削機本体１１の内周面に沿ってセグメントＳ_Ａをリング状に組み立て、連結ピン４３によりセグメントＳ_ＢとセグメントＳ_Ａとを仮接合する。その後、拡幅トンネル用のセグメントＳ_Ｂを所定距離だけ組付けると、前述の実施形態と同様に、エレクタ装置２１により拡幅プレート６１，６２を内方に引き戻して掘削機本体１１に密着させ、セグメントＳ_Ａのみをリング状に組み立てていく。このセグメントＳ_Ａ，Ｓ_Ｂの組付作業により、側方に重複するＳ_Ａ，Ｓ_Ｂが形成されると、セグメントＳ_ＢとセグメントＳ_Ａとを接合すると共に、重複する内側のセグメントＳ_Ａを切除することで、トンネル拡幅空間部を形成する。
【００４７】
このように本実施形態のトンネル掘削機にあっては、掘削機本体１１の側部に開口部３３，３４を形成すると共に、この開口部３３，３４の外周側に拡幅プレート６１，６２が開口部３３，３４を閉塞するように回動自在に装着し、エレクタ装置２１により外方に回動可能とし、この拡幅プレート６１，６２を少なくとも上湾曲部６１ａ，６２ａと下湾曲部６１ｂ，６２ｂとで構成している。従って、掘削機本体１１の外部に拡幅プレート６１，６２を移動自在に支持するためのガイドが不要となると共に、掘削機本体１１内への突出部を減少して構造を簡素化することができる。
【００４８】
なお、上述した各実施形態において、拡幅プレート３７，３８，５１，５２，６１，６２を移動する移動手段としてエレクタ装置２１を用いたが、掘削機本体１１内に装着するスペースがあれば、別途専用の移動ジャッキ等を予め装着したり、使用時に装着可能としてもよい。
【００４９】
また、掘削機本体１１に対して拡幅プレート３７，３８をスライドして外方に移動可能としたり、拡幅プレート５１，５２，６１，６２を外方に回動可能としたがその構成は実施形態に限定されるものではない。更に、拡幅プレート３７，３８，５１，５２，６１，６２や開口部３３，３４の形状も実施形態に限定されるものではない。更に、掘削機本体１１を円筒形状としたが、楕円形状、矩形状、あるいはその他の異形状であってもよい。
【００５０】
そして、本発明のトンネル掘削機は、泥水式あるいは泥土圧式シールド掘削機やトンネルボーリングマシンに適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明のトンネル掘削機によれば、推進ジャッキにより前進可能な掘削機本体の前部にカッタを装着すると共に、後部に掘削壁面に沿って覆工部材をリング状に組み付けるエレクタ装置を装着し、この掘削機本体の側部から外方に移動可能な拡幅部を設けたので、掘削機本体に拡幅部を移動自在に設けるだけで大幅な改良を行うことなく簡単な構成で容易に拡幅用トンネル掘削機を製造可能となり、装置の簡素化を図ることができる。
【００５２】
請求項２の発明のトンネル掘削機によれば、拡幅部を掘削機本体の側部開口を閉塞するように配設し、エレクタ装置により外方に移動可能としたので、拡幅部を既存設備により移動可能とすることで、装置の簡素化並びに低コスト化を図ることができる。
【００５３】
請求項３の発明のトンネル掘削機によれば、エレクタ装置は掘削機本体の内周面に沿って覆工部材を組付可能であると共に、外方に移動した拡幅部の内周面に沿って覆工部材を組付可能としたので、既存設備により通常トンネルの覆工部材と拡幅トンネルの覆工部材を組付可能とすることで、装置の簡素化並びに低コスト化を図ることができる。
【００５４】
請求項４の発明のトンネル掘削機によれば、拡幅部は掘削機本体に設けられたガイドにより側方に移動可能に支持したので、拡幅部の移動を適正に支持することで拡幅動作をスムースに行い、確実に拡幅トンネルを形成することができる。
【００５５】
請求項５の発明のトンネル掘削機によれば、拡幅部は上端部あるいは下端部が掘削機本体に回動可能に支持されたので、掘削機本体の外周面に大きな突出物をなくして推進抵抗を減少することができる。
【００５６】
また、請求項６の発明のトンネル施工工法によれば、カッタを駆動しながら掘削機本体を前進することで、前方地盤の掘削及び側方地盤の余掘りを行い、掘削機本体の内周面に沿って第１覆工部材をリング状に組み付けると共に、掘削機本体から拡幅部を余掘部分に移動して拡幅部の内周面に沿って第２覆工部材を組み付けるようにしたので、拡幅トンネル用の掘削機を簡単な構成で容易に製造可能となり、装置の簡素化を図ることができると共に、拡幅トンネルを容易に施工可能とすることができる。
【００５７】
請求項７の発明のトンネル施工工法によれば、第１覆工部材と第２覆工部材とが重複して組み付けられた後、両者を仮接合するようにしたので、第１覆工部材に対する第２覆工部材の組付位置のずれを防止することができる。
【００５８】
請求項８の発明のトンネル施工工法によれば、第１覆工部材と第２覆工部材とを接合すると共に、第２覆工部材の内側に重複して位置する第１覆工部材を切除することで、トンネル拡幅空間部を形成するようにしたので、第１、第２覆工部材の組立作業を効率よく行うことができ、拡幅トンネルを容易に施工可能とすることができる。
【００５９】
請求項９の発明のトンネル施工工法によれば、第２覆工部材は中空箱体であって、第２覆工部材の内側に重複して位置する第１覆工部材の切除時に、中空箱体の内壁も切除するようにしたので、第２覆工部材の簡素化並びに低コスト化を可能とすることができると共に、拡幅部の容積を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトンネル掘削機の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本実施形態のトンネル掘削機によるセグメント組付作業を表す概略図である。
【図４】本実施形態のトンネル掘削機によるセグメント組付作業を表す概略図である。
【図５】セグメントの組付状態を表すトンネル断面図である。
【図６】トンネル拡幅空間部の形成作業を表すトンネル要部断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るトンネル掘削機の断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るトンネル掘削機の断面図である。
【符号の説明】
１１　掘削機本体
１２　カッタヘッド
１３　カッタ旋回モータ
１７　シールドジャッキ（推進ジャッキ）
１９　旋回リング
２０　駆動モータ
２１　エレクタ装置
２６　昇降ジャッキ
３１　吊り金具
３３，３４　開口部
３５，３６　スライドガイド
３７，３８　拡幅プレート（拡幅部）
５１，５２　拡幅プレート（拡幅部）
６１，６２　拡幅プレート（拡幅部）
Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂ　セグメント[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel excavator for excavating and forming a widened tunnel used for an underground motorway, a subway, or the like, and a tunnel construction method.
[0002]
[Prior art]
A general shield excavator is configured such that a cutter head is rotatably attached to a front portion of a cylindrical excavator body, and a shield jack and a segment erector are attached to a rear portion of the excavator body. Therefore, while the cutter head is turned by the drive motor, the excavator body is advanced by the shield jack, so that the front ground is excavated to form a tunnel, and the inner wall surface of the tunnel formed by the erector device is excavated. Can be assembled into a tunnel to build a tunnel.
[0003]
By the way, for example, on an underground motorway, there is a road that increases in lanes and widens and then branches off, and on a subway, there is a railway that branches off from an intermediate station to a plurality of lines. When excavating a tunnel having such a widened portion, it is necessary to increase or decrease the tunnel excavation cross-sectional shape in the width direction during excavation. An example of a so-called widening type tunnel excavator that changes the tunnel excavation cross-sectional shape in the width direction during excavation is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-256980. In the tunnel excavator disclosed in this publication, a sub-excavator body having a sub-cutter mechanism is disposed on both sides of a main excavator body having a main cutter mechanism, and a sub-excavation is performed on the main excavator body by a widening jack. The machine body can be moved outward.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a wide-width tunnel excavator has a configuration in which a U-shaped sub-excavator body is fitted on both sides of a box-shaped main excavator body, and the structure is complicated and the manufacturing cost is low. Will also increase. In addition, it is difficult to sufficiently secure the sealing property between the excavator bodies and the sealing property between the excavator bodies.
[0005]
An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a tunnel excavator and a tunnel construction method capable of easily constructing a widened tunnel with a simple configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a tunnel excavator having a tubular excavator body, a propulsion jack for advancing the excavator body, and a front jack of the excavator body. A cutter, an erector device attached to a rear portion of the excavator body and assembling a lining member along an excavation wall surface, and a widening portion movable outward from a side portion of the excavator body. It is assumed that.
[0007]
In this case, the widening portion may be entirely slidable outward from the side of the excavator body, may be rotatable around the upper end or lower end, and may be formed of a plurality of portions. Or, it may be detachable and attached when needed. As a means for moving the widening portion, a device already mounted in the excavator body, for example, an erector device may be used, or a hydraulic jack or a drive motor may be separately used.
[0008]
In the tunnel excavator according to the second aspect of the present invention, the widening portion is disposed so as to close a side opening of the excavator main body, and is movable outward by the erector device.
[0009]
In the tunnel excavator according to the third aspect of the present invention, the erector device is capable of assembling a lining member along an inner peripheral surface of the excavator body and an inner peripheral surface of the widened portion that has moved outward. The lining member can be assembled along the line.
[0010]
In a tunnel excavator according to a fourth aspect of the present invention, the widening portion is supported by a guide provided on the excavator body so as to be movable laterally.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the tunnel excavator, an upper end or a lower end of the widening portion is rotatably supported by the excavator body.
[0012]
In the tunnel construction method of the invention of claim 6, the excavator body is advanced while driving the cutter, thereby excavating the front ground and excavating the side ground, and along the inner peripheral surface of the excavator body. The first lining member is assembled in a ring shape, and the widened portion is moved from the excavator body to the surplus portion, and the second lining member is assembled along the inner peripheral surface of the widened portion. Things.
[0013]
In a tunnel construction method according to a seventh aspect of the present invention, the first lining member and the second lining member are temporarily joined after being assembled in an overlapping manner.
[0014]
In the tunnel construction method according to the invention of claim 8, the first lining member and the second lining member are joined together, and the first lining member is located inside the second lining member so as to overlap. Is cut off to form a tunnel widening space.
[0015]
In the tunnel construction method according to the ninth aspect of the present invention, the second lining member is a hollow box, and when the first lining member, which is positioned overlapping the inside of the second lining member, is cut off, The inner wall of the hollow box is also cut off.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows a vertical section of the tunnel excavator according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a section taken along line II-II of FIG. 1, and FIGS. FIG. 5 schematically shows a cross section of a tunnel showing an assembled state of segments, and FIG. 6 shows a cross section of a main part of a tunnel showing an operation of forming a tunnel widening space.
[0018]
In the tunnel excavator according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the excavator body 11 has a cylindrical shape, and a cutter head 12 is rotatably mounted on a front portion thereof, and can be driven and rotated by a cutter turning motor 13. It has become. The cutter head 12 has a disk shape, and has a large number of cutter bits 14 mounted on a front surface thereof, and a copy cutter 15 mounted on a hydraulic jack 16 so as to protrude laterally. Therefore, when the cutter turning motor 13 is driven, the cutter head 12 can be rotated, the front ground can be excavated by the cutter bit 14, and the side ground can be dug by the copy cutter 15. .
[0019]
A plurality of shield jacks 17 are arranged in the excavator body 11 along the circumferential direction. The shield jacks 17 extend rearward in the excavation direction to extend the existing segments (first lining members) S _A , The excavator body 11 can be moved forward by the reaction force. Further, the excavator main body 11 is supported by a support member 18 so as to be able to swing freely by a support member 18 and is swingable by a drive motor 20. _A Is mounted.
[0020]
In the erector device 21, a pair of left and right outer cylinders 22 are fixed to the swivel ring 19, and inner cylinders 23 are movably supported by the outer cylinders 22, respectively. It is connected to a grip box 25 located at the center of the lever. A lifting jack 26 is attached to each outer cylinder 22, and the distal end of the drive rod is connected to the arm 24. Therefore, the grip box 25 can be moved along the radial direction of the tunnel via the arm 24 by extending and retracting the lifting jack 26.
[0021]
The grip box 25 has a box-like shape opened downward, and a movable body 28 can be slid in the longitudinal direction of the tunnel by a slide jack 27. A suspending bracket 29 is attached to the moving body 28, and a suspending bracket 31 can be connected by a connecting pin 30. In addition, this hanging bracket 31 is a segment S _A The screw can be disengaged. A support member 32 is movably mounted on the movable body 28 by a support jack (not shown).
[0022]
Accordingly, the support member 32 is connected to the suspension bracket 29 of the grip box 25 by the connection pin 30 to connect the support member 32 to the segment S. _A Of the segment S _A Can be properly held without swinging, and in this state, when the turning ring 19 is turned by the drive motor 20, the segment S _A Can be moved in the circumferential direction of the tunnel. _A Can be moved in the radial direction of the tunnel. _A Can be moved in the longitudinal direction of the tunnel.
[0023]
As shown in FIGS. 1 to 3, openings 33 and 34 are formed along the circumferential direction on the left and right sides of the excavator body 11, and slide guides are formed on the outer peripheral sides of the openings 33 and 34. 35, 36 are fixed, and widened plates (widened portions) 37, 38 are movably fitted outwardly to the slide guides 35, 36 so as to close the openings 33, 34. That is, a pair of upper and lower guides 35a, 35b, 36a, 36b fixed to the upper and lower sides of each of the openings 33, 34 in the excavator main body 11 and the openings in the excavator main body 11, respectively. The upper and lower guides 35a, 35b are connected by a front guide 35c, and the upper and lower guides 36a, 36b are connected by a front guide 36c. . Further, the widening plates 37, 38 are composed of curved portions 37a, 38a along the outer peripheral surface of the excavator body 11, and front wall portions 37b, 38b fixed orthogonally to the front sides of the curved portions 37a, 38a. Have been.
[0024]
Each of the widening plates 37, 38 is movable by fitting the curved portions 37a, 38a to the upper and lower guides 35a, 35b, 36a, 36b of the slide guides 35, 36, and the front wall portions 37b, 38b to the front guides. 35c, 36c so as to be movable. In addition, seal members 37c, 37d, 38c, 38d that are in sliding contact with the upper and lower guides 35a, 35b, 36a, 36b are attached to the upper and lower ends of the curved portions 37a, 38a, and the front guides 35c, 36c are attached to the front walls. A seal member 35d slidingly in contact with the portions 37b, 38b is mounted, a seal member 37e is mounted on the rear inner peripheral surface of each of the curved portions 37a, 38a, and a seal is mounted on the outer peripheral surface of the excavator body 11 facing the seal member 37e. The member 33a is mounted.
[0025]
Further, stoppers 35e, 35f, 36e, 36f are formed at the upper and lower ends of the upper and lower guides 35a, 35b, 36a, 36b of the slide guides 35, 36, and the outward moving amounts of the widening plates 37, 38. Is regulated. Back injection pipes 39 and 40 are provided between the excavator body 11, the upper and lower guides 35a, 35b, 36a and 36b, and the curved portions 37a and 38a. Further, a tail seal 41 is mounted on the inner peripheral surface of the rear part of the excavator body 11.
[0026]
Here, the construction method of the widening tunnel by the tunnel excavator of the present embodiment configured as described above will be described.
[0027]
First, as shown in FIGS. 1 and 3 (a), while rotating the cutter head 12 by the cutter turning motor 13, the plurality of shield jacks 17 are extended to extend the existing segment S. _A And the excavator body 11 is advanced by the reaction force. Then, each cutter bit 14 of the cutter head 12 can excavate the ground in front and excavate a tunnel having a circular cross section. Next, the erector device 21 moves the segment S carried into the tunnel. _A While moving along the inner peripheral surface of the excavator body 11, _A Assemble in a ring shape by connecting and fixing comrades. Therefore, a tunnel having a circular cross section can be constructed by this repetitive operation.
[0028]
When the tunnel having the circular cross section is excavated and reaches a preset tunnel widening start position, the copy cutter 15 is protruded at a predetermined rotational position while rotating the cutter head 12, and, for example, the right side is dug. Then, when the widening plate 37 reaches a position where the widening plate 37 is dug by the copy cutter 15, as shown in FIG. 3B, the erector device 21 moves the segment S for widening tunnel loaded into the tunnel. _B While turning, and this segment S _B Pushes the widening plate 37 outward. That is, a space portion is formed outside the widening plate 37 by dug-out, and the erector device 21 holds the segment S _B Is brought into contact with the inner peripheral surface of the widening plate 37 exposed from the opening 33, and the lifting jack 26 is extended, so that the segment S _B As a result, the widening plate 37 is moved outward and extruded to form a widening space between the outer peripheral surface of the excavator body 11 and the inner peripheral surface of the widening plate 37. A rubber seal 42 is provided at the rear end of the widening plate 37 so as to be stretchable and adhere to the excavator body 11 to prevent water from entering the inside.
[0029]
When the widening plate 37 is moved outward by a predetermined distance with respect to the excavator main body 11 to form a widened space portion, as shown in FIG. 21 is a segment S along the inner peripheral surface of the widening plate 37. _B The joints are connected and fixed and assembled in an arc shape, and the segment S extends along the inner peripheral surface of the excavator body 11. _A Are assembled in a ring shape, and the segment S is _B And segment S _A Is temporarily joined. In this case, the segment S is positioned at a position corresponding to the opening 33. _B Followed by segment S _A When the excavator body 11 is moved forward by a predetermined distance, the connecting pin 43 is pulled out to prevent the excavator body 11 from contacting. At the rear of the excavator body 11, the connecting pin 43 is _B , S _A And the two are temporarily joined.
[0030]
This segment S _B , S _A In the middle of assembling, the segment S for the widening tunnel held by the _B By pushing the widening plate 37 outward again, the widening amount (movement amount) of the widening plate 37 with respect to the excavator body 11 is gradually increased. In this case, as shown in FIG. 4B, the widening tunnel segments S having different thicknesses according to the widening amount of the widening plate 37 are used. _B Are prepared in advance, and while the excavator main body 11 is advanced, the erector device 21 moves the segment S along the inner peripheral surface of the widening plate 37 as described above. _B And the segment S along the inner peripheral surface of the excavator body 11. _A Are assembled in a ring shape, and the two are temporarily joined by a connecting pin 43.
[0031]
And segment S for widening tunnel _B Are assembled by a predetermined distance, the amount of extra digging by the copy cutter 15 is reduced, and the _B Is locked to a not-shown locking portion formed on the inner peripheral surface of the widening plate 37, and the widening plate 37 is pulled inward by contracting the lifting / lowering jack 26, so that the gap between the excavator body 11 and the widening plate 37 is removed. To reduce the widened space. Thereafter, when the excavator body 11 reaches the tunnel widening end position, the erector device 21 _B Is completed, the widening plate 37 is pulled back inward and brought into close contact with the excavator body 11, and the segment S _A Assemble only the ring.
[0032]
This segment S _A , S _B 5 and FIG. 6 (a), the laterally overlapping S _A , S _B Is formed, the surrounding ground is solidified by injection of a chemical solution to improve the ground, and the segment S _B Outer periphery and segment S _A 6A, a joint wall 44 is formed by casting concrete, and as shown in FIG. _A Is cut to form a tunnel widening space portion A.
[0033]
In this case, in order to obtain the propulsive force of the excavator body 11, the segment S _A , The driving force of the shield jack 17 acts on this segment S. _A Requires a certain rigidity, but the segment S _B Since the driving force of the shield jack 17 does not act on _B It is only necessary to receive the earth pressure from the outside, and it is not necessary to manufacture firmly. In the present embodiment, as shown in FIGS. _B Is formed into a hollow box body by welding steel plates, and when forming the tunnel widening space A, the segment S _B By removing the inner wall of the tunnel, the volume of the tunnel widening space A can be sufficiently secured.
[0034]
In the above description, the right side of the tunnel excavator is dug, and the widening plate 37 on the right side is protruded outward by the erector device 21 so that the segment S _B Was formed to form the tunnel widening space portion A. However, the left side of the tunnel excavator was dug out, and the left widening plate 38 was projected outward by the erector device 21 so that the segment S was formed. _B May be formed to form the tunnel widening space A, and at the same time, the tunnel widening space A may be formed on the left and right.
[0035]
As described above, in the tunnel excavator of the present embodiment, the cutter head 12 having the copy cutter 15 is mounted on the front part of the excavator body 11, and the erector device 21 is mounted on the rear part. Openings 33, 34 are formed in the side portions, and slide guides 35, 36 are fixed to the outer peripheral sides of the openings 33, 34, and the slide guides are so arranged that the widening plates 37, 38 close the openings 33, 34. 35 and 36, and can be moved outward by the erector device 21.
[0036]
Therefore, by moving the excavator body 11 forward while driving the cutter head 12, the front ground is excavated and the dugout is performed by the copy cutter 15, and the erector device 21 moves along the rear inner peripheral surface of the excavator body 11. Segment S _A And the widening plates 37, 38 are moved from the excavator body 11 to the surplus portions to move the segments S along the inner peripheral surfaces of the widening plates 37, 38. _B And the segment S _A , S _B Segment S _A The tunnel widening space part A can be formed by cutting off.
[0037]
Therefore, the widening plates 37 and 38 are movably provided on the side of the excavator main body 11 and can be moved by the existing erector device 21, so that the excavator for the widening tunnel can be easily manufactured with a simple configuration. Thus, the device can be simplified. Further, by joining the normal tunnel portion and the widening tunnel portion in a later process, the segment S by the tunnel excavator can be formed. _A , S _B Can be efficiently performed, and the widening tunnel can be easily constructed.
[0038]
7 and 8 show cross sections of a tunnel excavator according to the second and third embodiments of the present invention. Note that members having the same functions as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0039]
In the tunnel excavator according to the second embodiment, as shown in FIG. 7, openings 33 and 34 are formed along the circumferential direction on the left and right sides of the excavator body 11, and the outer peripheries of the openings 33 and 34 are formed. On the sides, widening plates (widening portions) 51 and 52 are rotatably mounted outward so as to close the openings 33 and 34. That is, hinge portions 53 and 54 are mounted on the upper portions of the openings 33 and 34 in the excavator body 11, and rotatably support the upper ends of the widening plates 51 and 52. On the other hand, each of the widening plates 51 and 52 includes curved portions 51a and 52a, front wall portions 51b and 51b, and lower bottom portions 51c and 52c. Support portions 51d and 52d supported at upper end portions by hinge portions 53 and 54 are provided. Are formed at the lower end, and stoppers 51e and 52e are formed at the lower end to regulate the amount of outward movement. In addition, a seal member (not shown) for preventing inundation is mounted between the excavator body 11 and the widening plates 51 and 52.
[0040]
Therefore, a tunnel having a normal circular section is excavated in a state where the widening plates 51 and 52 are brought into close contact with the excavator body 11, and when the tunnel widening start position is reached, the copy cutter 15 is rotated while rotating the cutter head 12. Do extra digging. When the widening plates 51 and 52 reach the surplus positions, when the widening plates 51 and 52 are pushed outward by the erector device 21, the widening plates 51 and 52 are turned outward with the support portions 51d and 52d as fulcrums. The widening space is formed between the outer peripheral surface of the excavator body 11 and the inner peripheral surfaces of the widening plates 51 and 52.
[0041]
Then, the erector device 21 moves the segments S along the inner peripheral surfaces of the widening plates 51 and 52. _B And the segment S along the inner peripheral surface of the excavator body 11. _A Are assembled in a ring shape, and the segment S is _B And segment S _A Is temporarily joined. Then, segment S for widening tunnel _B Is attached to the excavator main body 11 by the erector device 21 to bring the widened plates 51 and 52 back inward as in the above-described embodiment, and the segment S _A Assemble only the ring. This segment S _A , S _B S that overlaps laterally _A , S _B Is formed, the segment S _B And segment S _A And an overlapping inner segment S _A Is cut to form a tunnel widening space.
[0042]
As described above, in the tunnel excavator of the present embodiment, the openings 33, 34 are formed on the side of the excavator body 11, and the widening plates 51, 52 are formed on the outer peripheral side of the openings 33, 34. The parts 33 and 34 are rotatably mounted so as to close, and are rotatable outward by the erector device 21. Accordingly, a guide for movably supporting the widening plates 51 and 52 outside the excavator main body 11 is not required, and the structure is simplified, and the protruding portion is eliminated and the propulsion resistance is reduced. Widening tunnels can be easily constructed.
[0043]
In the above-described second embodiment, the widening plates 51 and 52 are formed by integrally forming the curved portions 51a and 52a, the front wall portions 51b and 52b, and the lower bottom portions 51c and 52c. On the other hand, the front wall portions 51b and 52b and the lower bottom portions 51c and 52c are made detachable, and the openings 33 and 34 are closed only by the curved portions 51a and 52a when excavating a normal tunnel, and the curved portions 51a and 52a are excavated when excavating a widened tunnel. The front wall portions 51b and 52b and the lower bottom portions 51c and 52c may be attached to the nosepiece and then turned outward. With such a configuration, it is possible to secure a working space by eliminating a projecting object into the excavator body 11 when excavating a normal tunnel.
[0044]
In the tunnel excavator of the third embodiment, as shown in FIG. 8, openings 33 and 34 are formed in the left and right sides of the excavator body 11 along the circumferential direction. On the sides, widening plates (widening portions) 61 and 62 are rotatably mounted outward so as to close the openings 33 and 34. That is, the upper hinge portions 63 and 64 are mounted on the upper portions of the openings 33 and 34 in the excavator body 11, and the lower hinge portions 65 and 66 are mounted on the lower portions. On the other hand, each of the widening plates 61 and 62 includes upper curved portions 61a and 62a, lower curved portions 61b and 62b, and front wall portions 61c and 62c, and upper ends of the upper curved portions 61a and 62a are hinged portions 63 and 64. , While the lower ends of the lower bending portions 61b and 62b are rotatably supported by hinge portions 65 and 66, and the upper bending portions 61a and 62a have the amount of outward movement. A stopper (not shown) for regulating is formed. In addition, a seal member (not shown) for preventing inundation is mounted between the excavator body 11 and the widening plates 61 and 62.
[0045]
Accordingly, a tunnel having a normal circular cross section is excavated in a state where the widening plates 61 and 62 are brought into close contact with the excavator main body 11, and when the tunnel widening start position is reached, the copy cutter 15 is rotated while rotating the cutter head 12. Do extra digging. When the widening plates 61 and 62 reach the extra dug position, the widening plates 61 and 62 are pushed outward by the erector device 21. When the widening plates 61 and 62 are bent upward, the upper curved portions 61a and 62a become hinged portions 63 and 64. , The lower curved portions 61b and 62b pivot outward with the hinge portions 65 and 66 as fulcrums, and a widened space portion is formed between the outer peripheral surface of the excavator body 11 and the inner peripheral surfaces of the widened plates 61 and 62. To form
[0046]
Then, the erector device 21 moves the segments S along the inner peripheral surfaces of the widening plates 61 and 62. _B And the segment S along the inner peripheral surface of the excavator body 11. _A Are assembled in a ring shape, and the segment S is _B And segment S _A Is temporarily joined. Then, segment S for widening tunnel _B Is attached to the excavator body 11 by the erector device 21 to bring it into close contact with the excavator main body 11 as in the above-described embodiment. _A Assemble only the ring. This segment S _A , S _B S that overlaps laterally _A , S _B Is formed, the segment S _B And segment S _A And an overlapping inner segment S _A Is cut to form a tunnel widening space.
[0047]
As described above, in the tunnel excavator of the present embodiment, the openings 33 and 34 are formed on the side of the excavator main body 11, and the widening plates 61 and 62 are formed on the outer peripheral side of the openings 33 and 34. The portions 33 and 34 are rotatably mounted so as to be closed, and are rotatable outward by the erector device 21. The widened plates 61 and 62 are formed by at least upper curved portions 61a and 62a and lower curved portions 61b and 62b. It consists of. Therefore, a guide for movably supporting the widening plates 61 and 62 outside the excavator main body 11 is not required, and the number of protrusions into the excavator main body 11 can be reduced to simplify the structure. .
[0048]
In each of the above-described embodiments, the erector device 21 is used as the moving means for moving the widening plates 37, 38, 51, 52, 61, and 62. A dedicated moving jack or the like may be mounted in advance, or may be mounted at the time of use.
[0049]
Further, the widening plates 37, 38 can be moved outward by sliding with respect to the excavator body 11, and the widening plates 51, 52, 61, 62 can be turned outward. However, the present invention is not limited to this. Further, the shapes of the widening plates 37, 38, 51, 52, 61, 62 and the openings 33, 34 are not limited to the embodiments. Further, although the excavator body 11 has a cylindrical shape, it may have an elliptical shape, a rectangular shape, or another irregular shape.
[0050]
The tunnel excavator according to the present invention can be applied to a muddy or mud pressure shielded excavator or a tunnel boring machine.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the tunnel excavator according to the first aspect of the present invention, the cutter is mounted on the front part of the excavator body which can be advanced by the propulsion jack, and the rear part is along the excavation wall surface. Equipped with an erector device that assembles the lining member in a ring shape and provided with a widened part that can move outward from the side of this excavator main body, so that only the widened part is movably provided on the excavator main body. The tunnel excavator for widening can be easily manufactured with a simple configuration without any improvement, and the apparatus can be simplified.
[0052]
According to the tunnel excavator of the second aspect of the present invention, the widening portion is disposed so as to close the side opening of the excavator body, and can be moved outward by the erector device. By making it movable, simplification of the device and cost reduction can be achieved.
[0053]
According to the tunnel excavator according to the third aspect of the present invention, the erector device is capable of assembling the lining member along the inner peripheral surface of the excavator body, and along the inner peripheral surface of the widened portion that has moved outward. The lining member can be assembled by using the existing equipment, so that the lining member of the normal tunnel and the lining member of the widening tunnel can be assembled with the existing equipment, so that the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. .
[0054]
According to the tunnel excavator according to the fourth aspect of the present invention, the widening portion is movably supported laterally by the guide provided on the excavator body, so that the widening operation is smoothly performed by appropriately supporting the movement of the widening portion. And the widening tunnel can be reliably formed.
[0055]
According to the tunnel excavator according to the fifth aspect of the present invention, the widened portion is rotatably supported at the upper end or the lower end by the excavator body, so that there is no large protrusion on the outer peripheral surface of the excavator body so that the propulsion resistance is reduced. Can be reduced.
[0056]
Further, according to the tunnel construction method of the invention of claim 6, the excavator body is advanced while driving the cutter, thereby excavating the front ground and excavating the side ground, and the inner peripheral surface of the excavator main body. Along with the first lining member is assembled in a ring shape, and the widened portion is moved from the excavator body to the surplus portion, and the second lining member is assembled along the inner peripheral surface of the widened portion. The excavator for the widening tunnel can be easily manufactured with a simple configuration, the apparatus can be simplified, and the widening tunnel can be easily constructed.
[0057]
According to the tunnel construction method of the invention of claim 7, after the first lining member and the second lining member are assembled in an overlapping manner, they are temporarily joined to each other. The displacement of the assembling position of the second lining member can be prevented.
[0058]
According to the tunnel construction method of the invention of claim 8, the first lining member and the second lining member are joined, and the first lining member overlapping and located inside the second lining member is cut off. By doing so, the tunnel widening space portion is formed, so that the assembling work of the first and second lining members can be efficiently performed, and the widening tunnel can be easily constructed.
[0059]
According to the tunnel construction method of the ninth aspect of the present invention, the second lining member is a hollow box body, and when the first lining member overlapping and located inside the second lining member is cut off, the hollow box is formed. Since the inner wall of the body is also cut off, simplification of the second lining member and cost reduction can be achieved, and the volume of the widened portion can be sufficiently ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a tunnel excavator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a segment assembling operation by the tunnel excavator according to the embodiment.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a segment assembling operation by the tunnel excavator according to the embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of a tunnel showing an assembled state of segments.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part of a tunnel, illustrating a forming operation of a tunnel widening space.
FIG. 7 is a sectional view of a tunnel excavator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a tunnel excavator according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Excavator body
12 cutter head
13 cutter rotation motor
17 Shield jack (propulsion jack)
19 Swivel ring
20 Drive motor
21 Electa device
26 lifting jack
31 Hanging bracket
33, 34 opening
35, 36 slide guide
37,38 Widening plate (widening part)
51,52 Widening plate (widening part)
61, 62 Widening plate (widening part)
S _A , S _B segment

Claims

An excavator body having a cylindrical shape, a propulsion jack for advancing the excavator body, a cutter mounted on a front portion of the excavator body, and a cutter mounted on a rear portion of the excavator body and covered along an excavation wall surface. A tunnel excavator comprising: an erector device for assembling an engineering member; and a widened portion movable outward from a side of the excavator body.

The tunnel excavator according to claim 1, wherein the widening portion is disposed so as to close a side opening of the excavator body, and is movable outward by the erector device.

3. The erector device according to claim 2, wherein a lining member can be attached along an inner peripheral surface of the excavator body, and a lining member moves along an inner peripheral surface of the widened portion that has moved outward. 4. A tunnel excavator characterized by being capable of assembling.

2. The tunnel excavator according to claim 1, wherein the widening portion is movably supported laterally by a guide provided on the excavator body. 3.

The tunnel excavator according to claim 1, wherein an upper end or a lower end of the widening portion is rotatably supported by the excavator body.

By advancing the excavator body while driving the cutter, excavation of the front ground and excavation of the side ground are performed, and the first lining member is assembled in a ring shape along the inner peripheral surface of the excavator body. Moving the widened portion from the excavator body to the surplus portion, and assembling a second lining member along an inner peripheral surface of the widened portion.

7. The tunnel construction method according to claim 6, wherein the first lining member and the second lining member are temporarily joined after being overlapped and assembled.

In Claim 6, while joining the said 1st lining member and the said 2nd lining member, and cutting off the said 1st lining member which overlaps and is located inside the 2nd lining member, A tunnel construction method characterized by forming a tunnel widening space.

7. The method according to claim 6, wherein the second lining member is a hollow box, and the inner wall of the hollow box is also cut off when the first lining member positioned overlapping with the inside of the second lining member is cut off. 8. A tunnel construction method characterized by cutting.