JP2005030020A

JP2005030020A - Tunnel construction method and tunnel excavator

Info

Publication number: JP2005030020A
Application number: JP2003194767A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yuge; 毅弓削; Masahiko Sugiyama; 雅彦杉山
Original assignee: Kajima Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP4092265B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve construction efficiency by quickly starting operation of a slave tunnel excavator to thereby , in a tunnel construction method and the tunnel excavator. <P>SOLUTION: According to a master-slave tunnel excavator 10, the slave tunnel excavator 51 is housed in a master tunnel excavator 11 perpendicularly, and an opening 43 for permitting the slave tunnel excavator 51 to start is formed in the side part of the master tunnel excavator 11. The opening is openably closed by a gate 45. Further, a second copy cutter 29 for excavating a starting part for branching off to a secondary tunnel T<SB>2</SB>to form a space T<SB>3</SB>is installed on a cutter head 20 of the master tunnel excavator 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共同溝や地下収納施設などとして利用される互いに交差するトンネルを施工するためのトンネル施工方法、並びにトンネル掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガス配管や電気配線などを収容する共同溝では、本線の親トンネルにほぼ直交して分岐する子トンネルが必要となる。このようなトンネルを一台のトンネル掘削機により掘削するものとして、例えば、下記特許文献１に記載された技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２２６２９４号公報
【０００４】
この特許文献１に記載された「親子トンネル掘削機及びその掘削工法」は、内外の掘削盤を有する親トンネル掘削機の内部に回転収納体を設け、この回転収納体に内側掘削盤及び子トンネル掘削機を収納可能としたものである。従って、親トンネル掘削機により親トンネルを掘削し、所定の位置で親トンネル掘削機を停止し、内側掘削盤及び子トンネル掘削機を回転収納体に収納して９０度回転し、子トンネル掘削機を発進して子トンネルを掘削することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の「親子トンネル掘削機及びその掘削工法」にあっては、親トンネル掘削機の側部から子トンネル掘削機を発進する場合、回転収納体を９０度回転することで親トンネル掘削機の側部が開口し、推進ジャッキを作動して子トンネルを発進させている。ところが、子トンネル掘削機が親トンネル掘削機から発進する場合、子トンネル掘削機は実際に地盤を掘削することから、排土機構やシール機構などが必要となり、各種の設備を事前に搭載する必要がある。ところが、親トンネル掘削機内は内部に回転収納体や子トンネル掘削機を収納するために機内が狭く、子トンネル掘削機の後部に排土機構やシール機構などを装着作業が困難となり、作業者にかかる負担が大きいと共に、作業時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するものであって、収納したトンネル掘削機の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ったトンネル施工方法及びトンネル掘削機を提供することを目的とする。
【０００７】
【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の発明のトンネル施工方法は、トンネル掘削機によるトンネルの掘削時に、該トンネルから分岐する分岐トンネルの起点部を掘削して空間部を形成し、前記トンネル掘削機に収納した分岐トンネル掘削機が前記起点部に位置したとき、該分岐トンネル掘削機を前記空間部に押し出してから分岐トンネルを掘削することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明のトンネル施工方法は、トンネル掘削機によるトンネルの掘削時に、該トンネルから分岐する分岐トンネルの起点部を所定範囲にわたって掘削しつつ該トンネル掘削機を前進せしめ、前記親トンネル掘削機に収納した分岐トンネル掘削機をトンネル分岐方向に回転してヘッド部を前記所定範囲にわたって掘削した空間部に挿入し、前記分岐トンネルを掘削することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明のトンネル施工方法では、前記トンネル掘削機による前記起点部の掘削時に、前記空間部に壁面の崩壊を防止する置換材を注入することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明のトンネル施工方法では、前記トンネル掘削機から前記分岐トンネル掘削機の先端部を前記空間部に押し出した後、該分岐トンネル掘削機の後端部にテール部を接続することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５の発明のトンネル掘削機は、外周部に開口部を有する親トンネル掘削機と、該親トンネル掘削機内に収納されて前記開口部から外部に突出して掘進可能な子トンネル掘削機と、前記親トンネル掘削機の開口部の外側を掘削可能な掘削手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の発明のトンネル掘削機は、本体外周部に子トンネル掘削機の搬出口及びヘッド部から外周方向に所定長さ伸長する掘削手段を有する親トンネル掘削機と、該親トンネル掘削機内に収納されて前記搬出口から外部に突出して掘進する子トンネル掘削機とを具えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の発明のトンネル掘削機では、前記掘削手段は、前記親トンネル掘削機のカッタヘッドに装着されたコピーカッタであることを特徴としている。
【００１４】
請求項８の発明のトンネル掘削機では、前記親トンネル掘削機に、前記開口部または搬出口を開閉するゲートが設けられたことを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明のトンネル掘削機では、前記親トンネル掘削機に、前記掘削手段により掘削した空間部に対して壁面の崩壊を防止する置換材を注入する注入手段が設けられたことを特徴としている。
【００１６】
請求項１０の発明のトンネル掘削機では、前記親トンネル掘削機に、前記開口部または搬出口を閉止すると共にカッタにより破砕可能な土留壁が設けられたことを特徴としている。
【００１７】
請求項１１の発明のトンネル掘削機では、前記親トンネル掘削機に前記開口部または搬出口に嵌合して軸方向に移動可能なスライド筒が設けられ、該スライド筒内に前記子トンネル掘削機が収容されると共に、該スライド筒の前端部に前記土留壁が形成されたことを特徴としている。
【００１８】
請求項１２の発明のトンネル掘削機は、外周部に開口部を有する親トンネル掘削機を設け、該親トンネル掘削機内に、カッタヘッドが該親トンネル掘削機の内周曲面に沿って後方に傾斜した子トンネル掘削機を、前記開口部から外方に向けて掘進可能に収納したことを特徴とするものである。
【００１９】
【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。
【００２０】
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に第１実施形態のトンネル掘削機の正面視、図３に図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面、図４に親トンネル掘削作業を表す第１実施形態のトンネル掘削機の概略、図５乃至図７に子トンネル掘削作業を表す第１実施形態のトンネル掘削機の概略を示す。
【００２１】
第１実施形態のトンネル掘削機１０は、図１乃至図３に示すように、親トンネル掘削機１１内に子トンネル掘削機５１をほぼ直交する方向に収納しており、親トンネル掘削機１１による親トンネルＴ_１の掘削時に、この親トンネルＴ_１から分岐する子トンネルＴ_２の起点部を所定範囲にわたって掘削することで空間部Ｔ_３を形成し、子トンネル掘削機５１がこの起点部に位置したとき、親トンネル掘削機１１から子トンネル掘削機５１のヘッド部を空間部Ｔ_３に押し出してから、この子トンネル掘削機５１により子トンネルＴ_２を掘削し、親トンネルＴ_１からほぼ直交して分岐する子トンネルＴ_２を掘削することができる。
【００２２】
即ち、親トンネル掘削機１１にて、掘削機本体１２は円筒形状をなす前胴１３と後胴１４とが球面軸受１５により屈曲自在に連結され、中折ジャッキ１６により屈曲可能となっている。この前胴１３は、駆動部を有する第１筒部１３ａと、子トンネル掘削機５１を収納する第２筒部１３ｂと、後胴１４と連結する第３筒部１３ｃとが一体にフランジ接合されて構成されている。そして、前胴１３の前部（第１筒部１３ａ）に軸受１７により回転リング１８が回転自在に支持され、この回転リング１８に連結ビーム１９を介してカッタヘッド２０が連結されている。このカッタヘッド２０は中心部２１から４つのスポーク２２が放射状に連結されると共に、各スポーク２２間に面板２３が取付けられることで、全体が円板形状をなしている。
【００２３】
そして、このカッタヘッド２０にて、各スポーク２２の前面に多数の先行ビット２４が固定されると共に、その両側に多数のカッタビット２５が装着されており、少なくとも２つのスポーク２２の先端部に第１コピーカッタ２６が装着されている。また、面板２３には各スポーク２２の両側に位置して土砂取込開口２７が形成されている。更に、一つのスポーク２２にはその長手方向に直交する方向に沿って油圧ジャッキ２８が装着され、この油圧ジャッキ２８により第２コピーカッタ２９（掘削手段）が外方に出没可能となっている。従って、油圧ジャッキ２８によりこの第２コピーカッタ２９をカッタヘッド２０の所定の回転角度位置で外方に突出することで、子トンネルＴ_２の起点部を掘削することができる。
【００２４】
このカッタヘッド２０の後部にはリングギア３０が固定される一方、掘削機本体１２には複数のカッタ旋回モータ３１が取付けられ、各旋回モータ３１の駆動ギア３２がこのリングギア３０に噛み合っている。従って、旋回モータ３１を駆動して駆動ギア３２を回転駆動すると、リングギア３０を介してカッタヘッド２０を回転することができる。
【００２５】
また、前胴１３の前部にはカッタヘッド２０の後方に位置してバルクヘッド３３が設けられており、カッタヘッド２０とこのバルクヘッド３３との間にチャンバ３４が設けられている。そして、このチャンバ３４には一端がトンネル掘削機の外部に延設された送泥管３５及び排泥管３６の他端が開口している。
【００２６】
一方、後胴１４の前部にはリング状の支持壁３７が形成され、この支持壁３７に複数のシールドジャッキ３８が周方向に沿って並設されており、このシールドジャッキ３８のスプレッダ３９を掘進方向後方に伸長して既設セグメントＳ_１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、後胴１４には旋回リング４０が駆動モータ４１により旋回可能に支持されており、この旋回リング４０にセグメントＳ_１を組立てるエレクタ装置４２が装着されている。
【００２７】
そして、前胴１３の中間部（第２筒部１３ｂ）には、その一側部に子トンネル掘削機５１を外部に突出して掘進可能な開口部（搬出口）４３が形成されている。そして、この開口部４３の周囲にはガイド部材４４が装着され、このガイド部材４４により前胴１３とほぼ同心円状に湾曲したゲート４５が前胴１３の内側で周方向に沿って移動自在に支持されている。一方、前胴１３内の他側部にはウインチ４６が装着されており、このウインチ４６から繰出されたケーブル４７がプーリ４８を介して端部がゲート４５の上端部に連結されている。なお、ガイド部材４４には全周にシール部材が装着され、ゲート４５との嵌合面からの止水を行っている。従って、このウインチ４６を駆動することで、ケーブル４７を介してゲート４５を上下動して開口部４３を開閉することができる。
【００２８】
前胴１３内には、この開口部４３に対応して前胴１３の軸心に直交する水平方向に沿って支持筒４９が固定されると共に、開口部４３の反対側に位置して支持台５０が固定されており、この支持筒４９及び支持台５０により前述した子トンネル掘削機５１が支持されることで、親トンネル掘削機１１とほぼ直交する方向に収納されている。
【００２９】
即ち、子トンネル掘削機５１にて、掘削機本体５２は円筒形状をなす前胴５３と後胴５４とが球面軸受５５により屈曲自在に連結され、中折ジャッキ５６により屈曲可能となっている。そして、前胴５３の前部にバルクヘッド５７が固定されており、このバルクヘッド５７に図示しない軸受により回転軸５８が回転自在に支持され、この回転軸５８にカッタヘッド（ヘッド部）５９が連結されている。このカッタヘッド５９は中心部６０から４つのスポーク６１が放射状に連結されると共に、各スポーク６１間に面板（図示略）が取付けられることで、全体が円板形状をなしている。また、このカッタヘッド５９は親トンネル掘削機１１の掘削機本体１２の曲面に沿うようにスポーク６１及び面板が後方に所定角度だけ傾斜しており、子トンネル掘削機５１が親トンネル掘削機１１内に効率よく収納できるようになっている。そして、このカッタヘッド５９には多数の先行ビット（図示略）、多数のカッタビット６２、コピーカッタ６３、土砂取込開口（図示略）が設けられている。
【００３０】
このカッタヘッド５９の後部にはリングギア６４が固定される一方、掘削機本体５２には複数のカッタ旋回モータ６５が取付けられ、各旋回モータ６５の駆動ギア６６がこのリングギア６４に噛み合っている。従って、旋回モータ６５を駆動して駆動ギア６６を回転駆動すると、リングギア６４を介してカッタヘッド５９を回転することができる。
【００３１】
また、前胴５３の前部にはカッタヘッド５９とバルクヘッド５７との間にチャンバ６７が設けられている。そして、このチャンバ６７に送泥管６８及び排泥管６９の他端が開口している。
【００３２】
一方、後胴５４にはリング状の支持壁７０が形成され、この支持壁７０に複数のシールドジャッキ７１が周方向に沿って並設されており、このシールドジャッキ７１のスプレッダ７２を掘進方向後方に伸長して既設セグメントＳ_２に押し付けることで、その反力により掘削機本体５２を前進することができる。また、後胴５４には旋回リング７３が駆動モータ７４により旋回可能に支持されており、この旋回リング７３にセグメントＳ_２を組立てるエレクタ装置７５（図７参照）が着脱自在となっている。
【００３３】
このように構成された子トンネル掘削機５１は、前部が支持筒４９にシール部材を介して嵌合する一方、後部が支持台５０に載置されることで適正に支持されており、支持台５０には子トンネル掘削機５１を発進するための反力縦壁８０がシールドジャッキ７１に対向して設けられている。
【００３４】
また、親トンネル掘削機１１の前胴１３には開口部４３の上方に位置して第２コピーカッタ２９が掘削形成した空間部Ｔ_３に対して、その壁面の崩壊を防止する置換材を注入する注入管（注入手段）８１が設けられる一方、開口部４３の下方に位置して空間部Ｔ_３内の置換材を前胴１３内に吸入する吸入管８２が設けられている。
【００３５】
ここで、このように構成された第１実施形態のトンネル掘削機１０によるトンネルＴ_１，Ｔ_２の掘削工法について説明する。
【００３６】
まず、各トンネルＴ_１，Ｔ_２を掘削するとき、図示しない発進立坑から親トンネル掘削機１１を投入して掘削作業を開始するが、親トンネルＴ_１を掘削する場合には子トンネル掘削機５１は不要であるため、図４に示すように、親トンネル掘削機１１の前胴１３を第１筒部１３ａと第３筒部１３ｃとから構成して親トンネルＴ_１の掘削を開始する。即ち、旋回モータ３１によりカッタヘッド２０を回転させながら、複数のシールドジャッキ３８を伸長して既設セグメントＳ_１へ押し付け、その反力によって掘削機本体１２を前進させる。すると、カッタヘッド２０が前方の地盤を掘削して親トンネルＴ_１を掘削する。このときに発生した掘削土砂はチャンバ３４内に取り込まれ、送泥管３５から供給された送水と混合され、排泥管３６によって外部に排出される。一方、エレクタ装置４２は、親トンネルＴ_１内に搬入されたセグメントＳ_１をトンネル内壁面に沿ってリング状に組み立てて親トンネルＴ_１を構築する。
【００３７】
この親トンネル掘削機１１によるトンネル掘削作業により、親トンネルＴ_１を図示しない中継立坑の位置まで掘削すると、この中継立坑から子トンネル掘削機５１を収納した第２筒部１３ｂを投入し、図１及び図３に示すように、これを親トンネル掘削機１１に組み付ける。そして、子トンネル掘削機５１を収納した状態で親トンネル掘削機１１によるトンネル掘削作業を継続する。
【００３８】
そして、親トンネル掘削機１１が予め設定された親トンネルＴ_１から分岐する子トンネルＴ_２のトンネル分岐位置（起点部）に到達すると、図２、図３及び図５に示すように、油圧ジャッキ２８により第２コピーカッタ２９を伸縮、つまり、開口部４３の外側の周辺部だけを掘削できるように所定の回転角度位置で突出することで、子トンネルＴ_２の起点部を掘削し、空間部Ｔ_３を形成する。このとき、第２コピーカッタ２９による掘削作業に伴って掘削形成した空間部Ｔ_３に、注入管８１から置換材を注入することで、空間部Ｔ_３の壁面の崩壊を防止する。
【００３９】
この第２コピーカッタ２９により子トンネルＴ_２の起点部に所定の大きさの空間部Ｔ_３が形成されると、第２コピーカッタ２９により掘削作業を停止し、親トンネル掘削機１１による親トンネルＴ_１の掘削作業を継続する。そして、親トンネル掘削機１１の開口部４３が空間部Ｔ_３に到達すると、親トンネル掘削機１１による掘削作業を停止する。ここで、ウインチ４６を駆動してケーブル４７を巻き取ることで、ゲート４５を上方に移動して開口部４３を開放していく。このとき、子トンネル掘削機５１におけるカッタヘッド５９の前方やチャンバ６７に置換材（あるいは泥水）を注入して内外の圧力差を無くしておくことが望ましい。
【００４０】
親トンネル掘削機１１の開口部４３が開放されて子トンネル掘削機５１の前方に空間部Ｔ_３が露出すると、図６に示すように、カッタヘッド５９を回転させずに、複数のシールドジャッキ７１を伸長して反力縦壁８０から延設した反力ロッド８３へ押し付け、その反力によって掘削機本体５２を前進させる。このとき、掘削機本体５２の前進動作に伴って空間部Ｔ_３内の置換材を吸入管８２から吸入する。そして、子トンネル掘削機５１が所定距離前進してカッタヘッド５９が空間部Ｔ_３の壁面に対向する位置までくると、ここで、図７に示すように、子トンネル掘削機５１の後端部にテール部を接続する。即ち、後胴５４の後端部にテールシール８４を有するテール胴８５を接合し、旋回リング７３にエレクタ装置７５を装着し、また、送泥管６８及び排泥管６９を延長して外部まで延設する。
【００４１】
そして、子トンネル掘削機５１が掘進可能に装備されると、旋回モータ６５によりカッタヘッド５９を回転させながら、複数のシールドジャッキ７１を伸長して掘削機本体５２を前進させ、カッタヘッド５９が空間部Ｔ_３の壁面を掘削して子トンネルＴ_２を掘削する。このときに発生した掘削土砂はチャンバ６７内に取り込まれ、送泥管６８から供給された送水と混合され、排泥管６９によって外部に排出される。一方、エレクタ装置７５は、セグメントＳ_２をトンネル内壁面に沿ってリング状に組み立てて子トンネルＴ_２を構築する。
【００４２】
その後、子トンネル掘削機５１が子トンネルＴ_２の掘削を継続して親トンネル掘削機１１から完全に離脱すると、親トンネルＴ_１と子トンネルＴ_２との分岐部分、つまり、空間部Ｔ_３の外方の地盤に薬液を注入して固化し、親トンネルＴ_１と子トンネルＴ_２とを接合してトンネルＴ_１，Ｔ_２を完成させる。
【００４３】
このように第１実施形態のトンネル掘削機１０にあっては、親トンネル掘削機１１内に子トンネル掘削機５１をほぼ直交する方向に収納し、親トンネル掘削機１１の側部に子トンネル掘削機５１が発進可能な開口部４３を形成すると共にゲート４５により開閉可能とし、親トンネル掘削機１１のカッタヘッド２０に子トンネルＴ_２の起点部を掘削する第２コピーカッタ２９を装着している。
【００４４】
従って、親トンネル掘削機１１による親トンネルＴ_１の掘削時に、この親トンネル１１から分岐する子トンネルＴ_２の起点部を第２コピーカッタ２９により掘削し、子トンネル掘削機５１がこの起点部に位置したとき、親トンネル掘削機１１から子トンネル掘削機５１の前部を空間部Ｔ_３に押し出してから、この子トンネル掘削機５１を掘進して子トンネルＴ_２を掘削し、親トンネルＴ_１からほぼ直交する子トンネルＴ_２を分岐して掘削することができ、子トンネル掘削機５１の発進時における土砂掘削作業が不要となり、子トンネル掘削機５１の前部を空間部Ｔ_３に押し出すことで、拡大された子トンネル掘削機５１の後方空間部で子トンネル掘削機５１へのテール部の装着作業を行うことができ、子トンネル掘削機５１の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ることができる。
【００４５】
また、親トンネル掘削機１１に第２コピーカッタ２９が掘削形成した空間部Ｔ_３に置換材を注入する注入管８１を設けると共に、この空間部Ｔ_３内の置換材を吸入する吸入管８２を設けている。従って、第２コピーカッタ２９による掘削作業時に、周辺地盤の土圧と空間部Ｔ_３の置換材の注入圧が対抗することで、空間部Ｔ_３の壁面の崩壊が防止され、子トンネル掘削機５１をこの空間部Ｔ_３に適正に押し出すことができる。
【００４６】
更に、子トンネル掘削機５１のカッタヘッド５９を、収納する親トンネル掘削機１１の曲面に沿うように所定角度だけ後方に傾斜させている。従って、子トンネル掘削機５１の前端部を親トンネル掘削機１１の壁面に接近して収納することができ、所定長さを子トンネル掘削機５１が親トンネル掘削機１１内に効率よく収納することができる。
【００４７】
図８に本発明の第２実施形態に係るトンネル掘削機の断面、図９及び図１０に子トンネル掘削作業を表す第２実施形態のトンネル掘削機の概略を示す。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。
【００４８】
第２実施形態のトンネル掘削機１１０は、図８に示すように、親トンネル掘削機１１１内に子トンネル掘削機１５１をほぼ直交する方向に収納しており、親トンネル掘削機１１１による親トンネルＴ_１の掘削時に、この親トンネルＴ_１から分岐する子トンネルＴ_２の起点部を掘削し、子トンネル掘削機１５１がこの分岐する起点部に位置したとき、親トンネル掘削機１１１から子トンネル掘削機１５１を空間部Ｔ_３に押し出してから、この子トンネル掘削機１５１により子トンネルＴ_２を掘削し、親トンネルＴ_１からほぼ直交する子トンネルＴ_２を分岐して掘削することができる。
【００４９】
親トンネル掘削機１１１は、前述した親トンネル掘削機１１とほぼ同様の構成をなしている。即ち、図１に示すように、掘削機本体１２は前胴１３と後胴１４とが屈曲自在に連結されてなり、前胴１３の前部にカッタヘッド２０が回転自在に装着され、複数のカッタ旋回モータ３１により駆動回転可能となっている。そして、このカッタヘッド２０に油圧ジャッキ２８により第２コピーカッタ（掘削手段）２９が外方に出没可能に装着されている。また、後胴１４に複数のシールドジャッキ３８が装着されると共に、エレクタ装置４２が装着されている。
【００５０】
そして、図８に示すように、前胴１３の中間部（第２筒部１３ｂ）に、その一側部に子トンネル掘削機１５１を外部に突出して掘進可能な開口部（搬出口）１１２が形成されている。そして、この開口部１１２に対応して前胴１３の軸心に直交する水平方向に沿って支持筒１１３が固定されると共に、開口部１１２の反対側に位置して支持台１１４が固定されている。この支持筒１１３の内周面にはスライド筒１１５が軸方向に沿って移動自在に嵌合し、スライド筒１１５の前端部に前胴１３とほぼ同心円状に湾曲したモルタル壁（土留壁）１１６が形成されている。また、スライド筒１１５と支持台１１４との間には複数のスライドジャッキ１１７が架設されている。
【００５１】
そして、子トンネル掘削機１５１の先端部がこのスライド筒１１５の内周部に移動自在に嵌合し、後端部が支持台１１４に載置されることで、子トンネル掘削機１５１が親トンネル掘削機１１１内にほぼ直交する方向に収納されることとなる。また、親トンネル掘削機１１１には開口部１１２の上方に位置して置換材注入管８１が設けられる一方、開口部４３の下方に位置して置換材吸入管８２が設けられている。
【００５２】
この子トンネル掘削機１５１も前述した子トンネル掘削機５１とほぼ同様の構成をなしている。即ち、掘削機本体５２は前胴５３と後胴５４とが屈曲自在に連結されてなり、前胴５３の前部にカッタヘッド５９が回転自在に装着され、カッタ旋回モータ６５により駆動回転可能となっている。そして、後胴５４に複数のシールドジャッキ７１が装着されると共に、エレクタ装置７５が装着可能となっている。
【００５３】
このように構成された第２実施形態のトンネル掘削機１１０により各トンネルＴ_１，Ｔ_２を掘削するには、親トンネル掘削機１１１に子トンネル掘削機１５１を収納していない状態で、カッタヘッド２０を回転させながら、シールドジャッキ３８を伸長することで掘削機本体１２を前進させ、カッタヘッド２０により前方の地盤を掘削して親トンネルＴ_１を掘削する。そして、中継立坑の位置で親トンネル掘削機１１１内に子トンネル掘削機１５１を収納し、図８に示すように、この状態で親トンネル掘削機１１１によるトンネル掘削作業を継続する。
【００５４】
そして、親トンネル掘削機１１１が予め設定された子トンネルＴ_２とのトンネル分岐位置に到達すると、第２コピーカッタ２９を所定の回転角度位置で突出することで、子トンネルＴ_２が分岐する起点部を掘削して空間部Ｔ_３を形成する。このとき、第２コピーカッタ２９による掘削作業に伴って掘削形成した空間部Ｔ_３に、注入管８１から置換材を注入することで、空間部Ｔ_３の壁面の崩壊を防止する。
【００５５】
この第２コピーカッタ２９により子トンネルＴ_２が分岐する起点部に所定の大きさの空間部Ｔ_３が形成され、親トンネル掘削機１１１の開口部１１２が空間部Ｔ_３に到達すると、親トンネル掘削機１１１による掘削作業を停止する。ここで、図９に示すように、複数のスライドジャッキ１１７を伸長してスライド筒１１５を前進、つまり、ヘッド部を空間部Ｔ_３に押し出す。このとき、掘削機本体５２の前進動作に伴って空間部Ｔ_３内の置換材を吸入管８２から吸入する。そして、スライド筒１１５及び子トンネル掘削機１５１が所定距離前進してモルタル壁１１６が空間部Ｔ_３の壁面に対向する位置までくると、ここで、図１０に示すように、子トンネル掘削機１５１の後端部にテール部、即ち、後胴５４の後端部にテールシール８４を有するテール胴８５を接合し、旋回リング７３にエレクタ装置７５を装着し、また、送泥管６８及び排泥管６９を延長して外部まで延設する。
【００５６】
そして、子トンネル掘削機１５１が掘進可能に装備されると、旋回モータ６５によりカッタヘッド５９を回転させながら、複数のシールドジャッキ７１を伸長して掘削機本体５２を前進させる。すると、カッタヘッド５９がまず、スライド筒１１５のモルタル壁１１６を破砕し、続いて空間部Ｔ_３の壁面を掘削して子トンネルＴ_２を掘削する。このときに発生したモルタル壁１１６を破砕部材や掘削土砂はチャンバ６７内に取り込まれ、送泥管６８から供給された送水と混合され、排泥管６９によって外部に排出される。一方、エレクタ装置７５は、セグメントＳ_２をトンネル内壁面に沿ってリング状に組み立てて子トンネルＴ_２を構築する。
【００５７】
その後、子トンネル掘削機１５１が子トンネルＴ_２の掘削を継続して親トンネル掘削機１１１から完全に離脱すると、親トンネルＴ_１と子トンネルＴ_２との分岐部分、つまり、空間部Ｔ_３の外方の地盤に薬液を注入して固化し、親トンネルＴ_１と子トンネルＴ_２とを接合して各トンネルＴ_１，Ｔ_２を完成させる。
【００５８】
このように第２実施形態のトンネル掘削機１１０にあっては、親トンネル掘削機１１１内に子トンネル掘削機１５１をほぼ直交する方向に収納し、親トンネル掘削機１１１の側部に子トンネル掘削機１５１が発進可能な開口部１１２を形成し、前端部に子トンネル掘削機１５１により破砕可能なモルタル壁１１６を有するスライド筒１１５を装着し、親トンネル掘削機１１１のカッタヘッド２０に子トンネルＴ_２が分岐する起点部を掘削する第２コピーカッタ２９を装着している。
【００５９】
従って、親トンネル掘削機１１１による親トンネルＴ_１の掘削時に、この親トンネル１１１から分岐する子トンネルＴ_２の起点部を第２コピーカッタ２９により掘削し、子トンネル掘削機１５１がこの起点部に位置したとき、親トンネル掘削機１１１から子トンネル掘削機１５１を空間部Ｔ_３に押し出してから、この子トンネル掘削機１５１がモルタル壁１１６を破砕しながら掘進して子トンネルＴ_２を掘削し、親トンネルＴ_１からほぼ直交する子トンネルＴ_２を分岐して掘削することができ、子トンネル掘削機１５１の発進時における土砂掘削作業が不要となり、子トンネル掘削機１５１の前部を空間部Ｔ_３に押し出すことで、拡大された子トンネル掘削機１５１の後方空間部で子トンネル掘削機１５１へのテール部の装着作業を行うことができ、子トンネル掘削機１５１の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ることができる。
【００６０】
また、親トンネル掘削機１１１の側部に形成した開口部４３をモルタル壁１１６により閉止しており、子トンネル掘削機１５１がモルタル壁１１６を破砕して発進するようにしており、開口部４３を開閉するゲートやその開閉機構等が不要となり、構造を簡素化することができる。
【００６１】
図１１に本発明の第３実施形態に係るトンネル掘削機の一部切欠平面視を示す。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。
【００６２】
第３実施形態のトンネル掘削機２１０は、図１１に示すように、親トンネル掘削機２１１内に子トンネル掘削機２５１をほぼ平行となるよう同方向を向いて収納しており、親トンネル掘削機２１１による親トンネルＴ_１の掘削時に、この親トンネルＴ_１から分岐する子トンネルＴ_２の起点部を所定範囲内にわたって掘削しつつ親トンネル掘削機２１１を前進せしめ、子トンネル掘削機２５１がこの分岐する起点部に位置したとき、親トンネル掘削機２１１内で子トンネル掘削機２５１を分岐する起点部の方向に回転することで、ヘッド部を空間部Ｔ_３に挿入してから、この子トンネル掘削機２５１により子トンネルＴ_２を掘削し、親トンネルＴ_１からほぼ直交する子トンネルＴ_２を分岐して掘削することができる。
【００６３】
親トンネル掘削機２１１は、前述した親トンネル掘削機１１，１１１とほぼ同様の構成をなしており、掘削機本体１２は前胴１３と後胴１４とが屈曲自在に連結されてなり、前部にカッタヘッド２０が回転自在に装着され、複数のカッタ旋回モータにより駆動回転可能となっている。そして、このカッタヘッド２０に油圧ジャッキ２８により第２コピーカッタ（掘削手段）２９が外方に出没可能に装着されている。また、後胴１４に複数のシールドジャッキ３８が装着されると共に、エレクタ装置が装着されている。
【００６４】
そして、前胴１３の中間部の一側部に子トンネル掘削機２５１を外部に突出して掘進可能な開口部（搬出口）２１２が形成されており、この開口部２１２は前胴１３とほぼ同心円状に湾曲したゲート２１３により開閉自在となっている。一方、前胴１３内には、この開口部２１２より若干後方に位置して子トンネル掘削機２５１が配設され、図示しない支持部材により支持されることで、親トンネル掘削機２１１内の中心位置に同方向を向いて収納されている。
【００６５】
この子トンネル掘削機２５１も前述した子トンネル掘削機５１，１５１とほぼ同様の構成をなしており、掘削機本体２５２が前胴と後胴とが屈曲自在に連結されてなり、前部にカッタヘッド２５３が駆動回転可能に装着され、後胴にシールドジャッキやエレクタ装置が装着可能となっている。
【００６６】
このように構成された第３実施形態のトンネル掘削機２１０により各トンネルＴ_１，Ｔ_２を掘削するには、親トンネル掘削機２１１に子トンネル掘削機１２１を収納した状態で、親トンネル掘削機２１１を掘進して親トンネルＴ_１掘削し、この親トンネル掘削機２１１が予め設定された子トンネルＴ_２とのトンネル分岐位置に到達すると、第２コピーカッタ２９を所定の回転角度位置で突出し、子トンネルＴ_２が分岐する起点部を掘削して空間部Ｔ_３を形成する。
【００６７】
この第２コピーカッタ２９により子トンネルＴ_２が分岐する起点部に所定の大きさの空間部Ｔ_３が形成され、親トンネル掘削機２１１の開口部２１２が空間部Ｔ_３に到達すると、親トンネル掘削機２１１による掘削作業を停止する。ここで、ゲート２１３を移動して開口部２１２を開放し、親トンネル掘削機２１１内の子トンネル掘削機２５１をほぼ９０度回転してヘッド部を空間部Ｔ_３に挿入する。
【００６８】
即ち、まず、親トンネル掘削機２１１内で支持されている子トンネル掘削機２５１の支持状態を解除し、親トンネル掘削機２１１と子トンネル掘削機２５１の後部であって開口部２１２とは反対側との間に押出ジャッキ２６１を架設する。そして、この状態で押出ジャッキ２６１を伸長し、子トンネル掘削機２５１を前進させずに開口部２１２側に所定角度傾ける。このとき、子トンネル掘削機２５１が前方に移動しないように拘束して移動を円滑にすることが望ましい。次に、親トンネル掘削機２１１の右内壁と子トンネル掘削機２５１の右外壁とを連結リンク２６２及び連結軸２６３によって連結すると共に、押出ジャッキ２６１の装着位置を変更する。この状態で押出ジャッキ２６１を伸長し、子トンネル掘削機２５１を連結リンク２６２の連結軸２６３を支点として回転する。
【００６９】
そして、この押出ジャッキ２６１の装着位置の変更と、押出ジャッキ２６１の伸長による子トンネル掘削機２５１の所定角度の回転を交互に行うことで、図１１に二点鎖線で示すように、子トンネル掘削機２５１をほぼ９０度回転し、カッタヘッド２５３が空間部Ｔ_３内に位置して親トンネル掘削機２１１と直行するように、つまり、この子トンネル掘削機２５１が子トンネルＴ_２を掘削する方向を向くように移動する。
【００７０】
このように子トンネル掘削機２５１が移動してカッタヘッド２５３が空間部Ｔ_３の壁面に対向する位置までくると、ここで、子トンネル掘削機２５１から連結リンク２６２及び連結軸２６３を取り外して拘束を解除すると共に、この子トンネル掘削機２５１の後端部にテール部（テールシールなど）を接合し、エレクタ装置や送泥管、排泥管を延長して外部まで延設する。
【００７１】
そして、子トンネル掘削機２５１が掘進可能に装備されると、カッタヘッド２５３を回転させながら、複数のシールドジャッキを伸長して親トンネル掘削機２１１から反力をとって前進させ、空間部Ｔ_３の壁面を掘削して子トンネルＴ_２を掘削する。その後、子トンネル掘削機２５１が子トンネルＴ_２の掘削を継続して親トンネル掘削機２１１から完全に離脱すると、親トンネルＴ_１と子トンネルＴ_２との分岐部分、つまり、空間部Ｔ_３の外方の地盤に薬液を注入して固化し、親トンネルＴ_１と子トンネルＴ_２とを接合して各トンネルＴ_１，Ｔ_２を完成させる。
【００７２】
このように第３実施形態のトンネル掘削機２１０にあっては、親トンネル掘削機２１１内に子トンネル掘削機２５１を同方向に沿って収納し、親トンネル掘削機２１１の側部に子トンネル掘削機２５１が発進可能な開口部２１２を形成してゲート２１３により開閉自在とすると共に、親トンネル掘削機２１１のカッタヘッド２０に子トンネルＴ_２が分岐する起点部を掘削する第２コピーカッタ２９を装着している。
【００７３】
従って、親トンネル掘削機２１１による親トンネルＴ_１の掘削時に、この親トンネル２１１から分岐する子トンネルＴ_２の起点部を第２コピーカッタ２９により掘削して空間部Ｔ_３を形成し、子トンネル掘削機２５１がこの起点部に位置したとき、空間部Ｔ_３を用いて回転しながら親トンネル掘削機２１１から空間部Ｔ_３に押し出し、この子トンネル掘削機２５１を掘進して子トンネルＴ_２を掘削することができ、子トンネル掘削機２５１の発進時における土砂掘削作業が不要となり、子トンネル掘削機２５１の後方空間部でテール部などの装着作業を容易に行うことができ、子トンネル掘削機２５１の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ることができる。
【００７４】
また、親トンネル掘削機２１１内に子トンネル掘削機２５１を同方向に収納し、親トンネル掘削機２１１が掘削した空間部Ｔ_３を用いて子トンネル掘削機２５１をこの空間部Ｔ_３に押し出して分岐する子トンネルＴ_２を掘削可能としたことで、親トンネル掘削機２１１内に子トンネル掘削機２５１を効率的に収納することで、親トンネルＴ_１から分岐する子トンネルＴ_２の径を大きくすることができる。
【００７５】
なお、上述の実施形態では、親トンネル掘削機内に収納した子トンネル掘削機の方向を直行方向あるいは平行方向としたが、これに限るものではない。また、親トンネルＴ_１から分岐する子トンネルＴ_２の掘削方向も直行方向に限らず、斜め前方や後方、あるいは上下方向に掘削することもできる。
【００７６】
【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の発明のトンネル施工方法によれば、トンネル掘削機によるトンネルの掘削時に、このトンネルから分岐する分岐トンネルの起点部を掘削して空間部を形成し、トンネル掘削機に収納した分岐トンネル掘削機が起点部に位置したとき、分岐トンネル掘削機を空間部に押し出してから分岐トンネルを掘削するようにしたので、分岐トンネル掘削機の発進時における土砂掘削作業が不要となり、分岐トンネル掘削機の前部を空間部に押し出すことで、拡大された分岐トンネル掘削機の後方空間部で分岐トンネル掘削機へのテール部の装着作業を行うことができ、分岐トンネル掘削機の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ることができる。
【００７７】
請求項２の発明のトンネル施工方法によれば、トンネル掘削機によるトンネルの掘削時に、このトンネルから分岐する分岐トンネルの起点部を所定範囲にわたって掘削しつつトンネル掘削機を前進せしめ、トンネル掘削機に収納した分岐トンネル掘削機をトンネル分岐方向に回転してヘッド部を所定範囲にわたって掘削した空間部に挿入し、分岐トンネルを掘削するようにしたので、分岐トンネル掘削機の発進時における土砂掘削作業が不要となり、空間部を利用して分岐トンネル掘削機を回転して空間部に押し出すことで、拡大された分岐トンネル掘削機の後方空間部で分岐トンネル掘削機へのテール部の装着作業を行うことができ、分岐トンネル掘削機の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ることができる。
【００７８】
請求項３の発明のトンネル施工方法によれば、トンネル掘削機による起点部の掘削時に、この空間部に壁面の崩壊を防止する置換材を注入するようにしたので、起点部の掘削作業時に、周辺地盤の土圧と空間部の置換材の注入圧が対抗することで、この空間部の壁面の崩壊が防止され、分岐トンネル掘削機を空間部に適正に押し出すことができる。
【００７９】
請求項４の発明のトンネル施工方法によれば、トンネル掘削機から分岐トンネル掘削機の先端部を空間部に押し出した後、分岐トンネル掘削機の後端部にテール部を接続するようにしたので、トンネル掘削機に収納した分岐トンネル掘削機の全長を短く設定することができ、分岐トンネル掘削機を効率よく収納することができる。
【００８０】
また、請求項５の発明のトンネル掘削機によれば、外周部に開口部を有する親トンネル掘削機と、この親トンネル掘削機内に収納されて開口部から外部に突出して掘進可能な子トンネル掘削機と、親トンネル掘削機の開口部の外側を掘削可能な掘削手段とを設けたので、親トンネル掘削機による親トンネルの掘削時に、親トンネルから分岐する子トンネルの起点部を掘削手段により掘削して空間部を形成し、子トンネル掘削機がこの分起点に位置したとき、親トンネル掘削機から子トンネル掘削機を空間部に押し出してから、この子トンネル掘削機を掘進して子トンネルを掘削し、親トンネルからほぼ直交する子トンネルを分岐して掘削することができ、子トンネル掘削機の発進時における土砂掘削作業が不要となり、子トンネル掘削機の前部を空間部に押し出すことで、拡大された子トンネル掘削機の後方空間部で子トンネル掘削機へのテール部の装着作業を行うことができ、子トンネル掘削機の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ることができる。
【００８１】
また、請求項６の発明のトンネル掘削機によれば、本体外周部に子トンネル掘削機の搬出口及びヘッド部から外周方向に所定長さ伸長する掘削手段を有する親トンネル掘削機と、親トンネル掘削機内に収納されて搬出口から外部に突出して掘進する子トンネル掘削機とを設けたので、親トンネル掘削機による親トンネルの掘削時に、親トンネルから分岐する子トンネルの起点部を掘削手段により掘削して空間部を形成し、子トンネル掘削機がこの分起点に位置したとき、親トンネル掘削機から子トンネル掘削機を空間部に押し出してから、この子トンネル掘削機を掘進して子トンネルを掘削し、親トンネルからほぼ直交する子トンネルを分岐して掘削することができ、子トンネル掘削機の発進時における土砂掘削作業が不要となり、子トンネル掘削機の前部を空間部に押し出すことで、拡大された子トンネル掘削機の後方空間部で子トンネル掘削機へのテール部の装着作業を行うことができ、子トンネル掘削機の発進を迅速に行うことで作業効率の向上を図ることができる。
【００８２】
請求項７の発明のトンネル掘削機によれば、掘削手段を親トンネル掘削機のカッタヘッドに装着されたコピーカッタとしたので、簡単な構成により確実に空間部を掘削することができる。
【００８３】
請求項８の発明のトンネル掘削機によれば、親トンネル掘削機に開口部または搬出口を開閉するゲートを設けたので、簡単な構成により子トンネル掘削機を発進する開口部または搬出口を開閉することができる。
【００８４】
請求項９の発明のトンネル掘削機によれば、親トンネル掘削機に掘削手段により掘削した空間部に対して壁面の崩壊を防止する置換材を注入する注入手段を設けたので、起点部の掘削作業時に、周辺地盤の土圧と空間部の置換材の注入圧が対抗することで、空間部の壁面の崩壊が防止され、子トンネル掘削機をこの空間部に適正に押し出すことができる。
【００８５】
請求項１０の発明のトンネル掘削機によれば、親トンネル掘削機に開口部または搬出口を閉止すると共にカッタにより破砕可能な土留壁を設けたので、子トンネル掘削機が土留壁を破砕して発進すればよく、開口部または搬出口を開閉するゲートやその開閉機構等が不要となり、構造を簡素化することができる。
【００８６】
請求項１１の発明のトンネル掘削機によれば、親トンネル掘削機に開口部または搬出口に嵌合して軸方向に移動可能なスライド筒を設け、このスライド筒内に子トンネル掘削機を収容すると共に、スライド筒の前端部に土留壁を形成したので、確実に子トンネル掘削機を空間部に押し出すことができる。
【００８７】
請求項１２の発明のトンネル掘削機は、外周部に開口部を有する親トンネル掘削機を設け、親トンネル掘削機内に、カッタヘッドが親トンネル掘削機の内周曲面に沿って後方に傾斜した子トンネル掘削機を、開口部から外方に向けて掘進可能に収納したので、子トンネル掘削機の前端部を親トンネル掘削機の壁面に接近して収納することができ、所定長さを子トンネル掘削機が親トンネル掘削機内に効率よく収納することができる。
【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】第１実施形態のトンネル掘削機の正面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】親トンネル掘削作業を表す第１実施形態のトンネル掘削機の概略図である。
【図５】子トンネル掘削作業を表す第１実施形態のトンネル掘削機の概略図である。
【図６】子トンネル掘削作業を表す第１実施形態のトンネル掘削機の概略図である。
【図７】子トンネル掘削作業を表す第１実施形態のトンネル掘削機の概略図である。
【図８】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９】子トンネル掘削作業を表す第２実施形態のトンネル掘削機の概略図である。
【図１０】子トンネル掘削作業を表す第２実施形態のトンネル掘削機の概略図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るトンネル掘削機の一部切欠平面図である。
【符号の説明】
１０トンネル掘削機
１１親トンネル掘削機
２０カッタヘッド
２８油圧ジャッキ
２９第２コピーカッタ（掘削手段）
３１カッタ旋回モータ
３８シールドジャッキ
４２エレクタ装置
４３開口部（搬出口）
４５ゲート
４６ウインチ
４７ケーブル
５１子トンネル掘削機（分岐トンネル掘削機）
５９カッタヘッド（ヘッド部）
６５カッタ旋回モータ
７１シールドジャッキ
７５エレクタ装置
１１０トンネル掘削機
１１１親トンネル掘削機
１１２開口部（搬出口）
１１５スライド筒
１１６モルタル壁（土留壁）
１１７スライドジャッキ
１５１子トンネル掘削機（分岐トンネル掘削機）
２１０トンネル掘削機
２１１親トンネル掘削機
２１２開口部（搬出口）
２１３ゲート
２５１子トンネル掘削機（分岐トンネル掘削機）
２５３カッタヘッド（ヘッド部）
２６１押出ジャッキ
２６２連結リンク
２６３連結軸
Ｓ_１，Ｓ_２セグメント
Ｔ_１親トンネル
Ｔ_２子トンネル（分岐トンネル）
Ｔ_３空間部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel construction method and a tunnel excavator for constructing mutually intersecting tunnels used as a common ditch or underground storage facility.
[0002]
[Prior art]
For example, in a common groove that accommodates gas pipes and electrical wiring, a child tunnel that branches almost perpendicularly to the main tunnel of the main line is required. As a technique for excavating such a tunnel with a single tunnel excavator, for example, a technique described in Patent Document 1 below has been proposed.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-226294
[0004]
The “parent tunnel excavator and its excavation method” described in Patent Document 1 includes a rotating storage body inside a parent tunnel excavator having inner and outer excavators, and the inner excavator and the child tunnel are provided in the rotary storage body. The excavator can be stored. Therefore, the parent tunnel excavator is excavated by the parent tunnel excavator, the parent tunnel excavator is stopped at a predetermined position, the inner excavator and the child tunnel excavator are accommodated in the rotating container, and rotated 90 degrees. Can be used to excavate the child tunnel.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional “parent-child tunnel excavator and excavation method thereof”, when starting the sub-tunnel excavator from the side of the parent tunnel excavator, the parent tunnel excavator is rotated by rotating the rotary housing 90 degrees. The side of the door is opened and the child jack is started by operating the propulsion jack. However, when the child tunnel excavator starts from the parent tunnel excavator, the child tunnel excavator actually excavates the ground, so a soil removal mechanism and a seal mechanism are required, and various facilities must be installed in advance. There is. However, the inside of the main tunnel excavator is narrow to accommodate the rotating storage body and the sub tunnel excavator inside, and it becomes difficult to install a soil removal mechanism or a seal mechanism at the rear of the sub tunnel excavator. There is a problem that this burden is large and the working time becomes long.
[0006]
The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide a tunnel construction method and a tunnel excavator that improve the work efficiency by quickly starting the stored tunnel excavator. To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the tunnel construction method of the invention of claim 1 is characterized in that, when excavating a tunnel by a tunnel excavator, a starting portion of a branch tunnel branched from the tunnel is excavated to form a space portion, When the branch tunnel excavator housed in the excavator is positioned at the starting point, the branch tunnel excavator is pushed out into the space portion and then the branch tunnel is excavated.
[0008]
According to a tunnel construction method of the invention of claim 2, when excavating a tunnel by a tunnel excavator, the tunnel excavator is advanced while excavating a starting portion of a branch tunnel branched from the tunnel over a predetermined range, and the parent tunnel excavator The branch tunnel excavator housed in is rotated in the tunnel branch direction, the head portion is inserted into the space excavated over the predetermined range, and the branch tunnel is excavated.
[0009]
The tunnel construction method of the invention of claim 3 is characterized in that a replacement material for preventing the collapse of the wall surface is injected into the space portion when excavating the starting portion by the tunnel excavator.
[0010]
In the tunnel construction method of the invention of claim 4, after the front end portion of the branch tunnel excavator is pushed out from the tunnel excavator into the space portion, the tail portion is connected to the rear end portion of the branch tunnel excavator. It is a feature.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, a tunnel excavator includes a parent tunnel excavator having an opening at an outer peripheral portion thereof, and a child tunnel excavator that is housed in the parent tunnel excavator and can protrude from the opening to the outside. And excavation means capable of excavating the outside of the opening of the parent tunnel excavator.
[0012]
The tunnel excavator of the invention of claim 6 has a parent tunnel excavator having excavation means extending in the outer circumferential direction from the carry-out port of the child tunnel excavator and the head portion on the outer periphery of the main body, and the parent tunnel excavator in the parent tunnel excavator A child tunnel excavator that is housed and protrudes from the carry-out port to the outside is provided.
[0013]
In a tunnel excavator according to a seventh aspect of the present invention, the excavating means is a copy cutter attached to a cutter head of the parent tunnel excavator.
[0014]
The tunnel excavator of the invention of claim 8 is characterized in that the parent tunnel excavator is provided with a gate for opening and closing the opening or the carry-out port.
[0015]
The tunnel excavator of the invention of claim 9 is characterized in that the parent tunnel excavator is provided with injection means for injecting a replacement material for preventing the wall from collapsing into the space excavated by the excavating means. Yes.
[0016]
The tunnel excavator of the invention of claim 10 is characterized in that the parent tunnel excavator is provided with a retaining wall that closes the opening or the outlet and can be crushed by a cutter.
[0017]
In the tunnel excavator according to an eleventh aspect of the present invention, the parent tunnel excavator is provided with a slide cylinder that is fitted in the opening or the outlet and is movable in the axial direction, and the child tunnel excavator is provided in the slide cylinder. And the earth retaining wall is formed at the front end of the slide cylinder.
[0018]
A tunnel excavator according to a twelfth aspect of the present invention is provided with a parent tunnel excavator having an opening at an outer peripheral portion, and a cutter head is inclined backward along an inner peripheral curved surface of the parent tunnel excavator in the parent tunnel excavator. The child tunnel excavator is accommodated so as to be able to dig outward from the opening.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a longitudinal section of a tunnel excavator according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the tunnel excavator of the first embodiment, FIG. 3 is a III-III section of FIG. 1, and FIG. An outline of the tunnel excavator of the first embodiment showing excavation work, and FIG. 5 to FIG. 7 show an outline of the tunnel excavator of the first embodiment showing the child tunnel excavation work.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 3, the tunnel excavator 10 according to the first embodiment houses a child tunnel excavator 51 in a direction substantially orthogonal to the parent tunnel excavator 11. Parent tunnel T ₁ When excavating the parent tunnel T ₁ Child tunnel T diverging from ₂ By excavating the starting point of the area over a predetermined range, the space T ₃ When the child tunnel excavator 51 is located at the starting point, the head portion of the child tunnel excavator 51 is moved from the parent tunnel excavator 11 to the space portion T. ₃ And then the child tunnel excavator 51 uses the child tunnel T ₂ Excavated and parent tunnel T ₁ Child tunnel T branched almost orthogonally from ₂ Can be excavated.
[0022]
That is, in the main tunnel excavator 11, the excavator main body 12 has a cylindrical front cylinder 13 and a rear cylinder 14 that are flexibly connected by the spherical bearing 15 and can be bent by the middle folding jack 16. As for this front trunk | drum 13, the 1st cylinder part 13a which has a drive part, the 2nd cylinder part 13b which accommodates the child tunnel excavator 51, and the 3rd cylinder part 13c connected with the rear cylinder 14 are flange-joined integrally. Configured. A rotating ring 18 is rotatably supported by a bearing 17 on the front portion (first cylinder portion 13 a) of the front barrel 13, and a cutter head 20 is connected to the rotating ring 18 via a connecting beam 19. The cutter head 20 has four spokes 22 connected radially from a central portion 21, and a face plate 23 is attached between the spokes 22 to form a disc shape as a whole.
[0023]
In the cutter head 20, a number of leading bits 24 are fixed to the front surface of each spoke 22, and a number of cutter bits 25 are mounted on both sides of the leading end 24. A 1-copy cutter 26 is attached. The face plate 23 is formed with earth and sand intake openings 27 located on both sides of each spoke 22. Furthermore, a hydraulic jack 28 is attached to one spoke 22 along a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof, and the second copy cutter 29 (excavation means) can be moved outward by this hydraulic jack 28. Accordingly, by projecting the second copy cutter 29 outward at a predetermined rotational angle position of the cutter head 20 by the hydraulic jack 28, the child tunnel T ₂ Can be excavated.
[0024]
A ring gear 30 is fixed to the rear portion of the cutter head 20, and a plurality of cutter turning motors 31 are attached to the excavator main body 12, and a drive gear 32 of each turning motor 31 is engaged with the ring gear 30. . Accordingly, when the turning motor 31 is driven to drive the drive gear 32 to rotate, the cutter head 20 can be rotated via the ring gear 30.
[0025]
In addition, a bulkhead 33 is provided at the front portion of the front barrel 13 behind the cutter head 20, and a chamber 34 is provided between the cutter head 20 and the bulkhead 33. The chamber 34 is open at the other end of a mud pipe 35 and a mud pipe 36 having one end extending outside the tunnel excavator.
[0026]
On the other hand, a ring-shaped support wall 37 is formed in the front portion of the rear barrel 14, and a plurality of shield jacks 38 are juxtaposed along the circumferential direction on the support wall 37, and the spreader 39 of the shield jack 38 is arranged. Existing segment S extending backward in the direction of digging ₁ The excavator body 11 can be moved forward by the reaction force. Further, a swivel ring 40 is supported on the rear body 14 by a drive motor 41 so that the swivel ring 40 can turn. ₁ Is installed.
[0027]
An opening (carrying out port) 43 through which the child tunnel excavator 51 protrudes to the outside can be formed on one side of the intermediate portion (second tube portion 13b) of the front barrel 13. A guide member 44 is mounted around the opening 43, and a gate 45 curved substantially concentrically with the front body 13 is supported by the guide member 44 so as to be movable along the circumferential direction inside the front body 13. Has been. On the other hand, a winch 46 is mounted on the other side of the front barrel 13, and a cable 47 fed from the winch 46 is connected to an upper end of the gate 45 through a pulley 48. A seal member is attached to the entire circumference of the guide member 44, and water is stopped from the fitting surface with the gate 45. Therefore, by driving the winch 46, the gate 45 can be moved up and down via the cable 47 to open and close the opening 43.
[0028]
A support cylinder 49 is fixed in the front cylinder 13 along the horizontal direction perpendicular to the axis of the front cylinder 13 corresponding to the opening 43, and is positioned on the opposite side of the opening 43. 50 is fixed, and the above-described sub tunnel excavator 51 is supported by the support cylinder 49 and the support base 50, so that the sub tunnel excavator 51 is accommodated in a direction substantially orthogonal to the main tunnel excavator 11.
[0029]
That is, in the sub-tunnel excavator 51, the excavator main body 52 has a cylindrical front cylinder 53 and a rear cylinder 54 that are flexibly connected by a spherical bearing 55 and can be bent by an intermediate jack 56. A bulkhead 57 is fixed to the front portion of the front barrel 53, and a rotary shaft 58 is rotatably supported by a bearing (not shown) on the bulkhead 57. A cutter head (head portion) 59 is attached to the rotary shaft 58. It is connected. The cutter head 59 has four spokes 61 radially connected from the central portion 60, and a face plate (not shown) is attached between the spokes 61, so that the entire cutter head 59 has a disc shape. Further, in this cutter head 59, the spoke 61 and the face plate are inclined rearward by a predetermined angle so as to follow the curved surface of the main excavator body 12 of the main tunnel excavator 11, and Can be stored efficiently. The cutter head 59 is provided with a number of preceding bits (not shown), a number of cutter bits 62, a copy cutter 63, and an earth and sand intake opening (not shown).
[0030]
A ring gear 64 is fixed to the rear portion of the cutter head 59, and a plurality of cutter turning motors 65 are attached to the excavator main body 52, and the drive gears 66 of the turning motors 65 are engaged with the ring gear 64. . Therefore, when the turning motor 65 is driven to drive the drive gear 66 to rotate, the cutter head 59 can be rotated via the ring gear 64.
[0031]
A chamber 67 is provided between the cutter head 59 and the bulkhead 57 at the front portion of the front barrel 53. The other end of the mud pipe 68 and the mud pipe 69 is opened in the chamber 67.
[0032]
On the other hand, a ring-shaped support wall 70 is formed on the rear barrel 54, and a plurality of shield jacks 71 are juxtaposed along the circumferential direction on the support wall 70. Existing segment S ₂ The excavator body 52 can be moved forward by the reaction force. A swivel ring 73 is supported on the rear body 54 by a drive motor 74 so that the swivel ring 73 can swivel. ₂ The erector device 75 (see FIG. 7) for assembling the device is detachable.
[0033]
The child tunnel excavator 51 configured in this way is properly supported by the front portion being fitted to the support cylinder 49 via the seal member, while the rear portion is placed on the support base 50, and is supported. The stand 50 is provided with a reaction force vertical wall 80 for starting the child tunnel excavator 51 so as to face the shield jack 71.
[0034]
In addition, a space T formed by excavation formation of the second copy cutter 29 located above the opening 43 in the front trunk 13 of the parent tunnel excavator 11. ₃ On the other hand, an injection pipe (injection means) 81 for injecting a replacement material that prevents the wall surface from collapsing is provided, while being positioned below the opening 43, the space T ₃ A suction pipe 82 for sucking the replacement material into the front barrel 13 is provided.
[0035]
Here, the tunnel T by the tunnel excavator 10 of the first embodiment configured as described above. ₁ , T ₂ Excavation method will be explained.
[0036]
First, each tunnel T ₁ , T ₂ When excavating the main tunnel T, the parent tunnel excavator 11 is inserted from a start shaft (not shown) to start the excavation work. ₁ 4, the child tunnel excavator 51 is not required. Therefore, as shown in FIG. 4, the front trunk 13 of the parent tunnel excavator 11 is composed of a first cylinder portion 13a and a third cylinder portion 13c. Parent tunnel T ₁ Start drilling. That is, while the cutter head 20 is rotated by the turning motor 31, the plurality of shield jacks 38 are extended to extend the existing segment S. ₁ The excavator body 12 is advanced by the reaction force. Then, the cutter head 20 excavates the ground in front, and the parent tunnel T ₁ Drilling. The excavated sediment generated at this time is taken into the chamber 34, mixed with the water supplied from the mud pipe 35, and discharged to the outside through the mud pipe 36. On the other hand, the erector device 42 has a parent tunnel T. ₁ Segment S carried in ₁ Is assembled in a ring shape along the inner wall surface of the tunnel ₁ Build up.
[0037]
By the tunnel excavation work by the parent tunnel excavator 11, the parent tunnel T ₁ Is excavated to the position of a relay shaft (not shown), the second cylindrical portion 13b containing the child tunnel excavator 51 is inserted from this relay shaft, and this is transferred to the parent tunnel excavator 11 as shown in FIGS. Assemble. Then, the tunnel excavation work by the parent tunnel excavator 11 is continued in a state where the child tunnel excavator 51 is stored.
[0038]
Then, the parent tunnel excavator 11 is set in advance to the parent tunnel T ₁ Child tunnel T diverging from ₂ 2, the second copy cutter 29 is expanded and contracted by the hydraulic jack 28, that is, only the peripheral portion outside the opening 43 is excavated, as shown in FIGS. 2, 3, and 5. The child tunnel T is projected by protruding at a predetermined rotational angle position so as to be able to ₂ Excavate the starting point of the space T ₃ Form. At this time, the space T formed by excavation with the excavation work by the second copy cutter 29 ₃ Injecting the replacement material from the injection tube 81 into the space T ₃ Prevents the wall from collapsing.
[0039]
By this second copy cutter 29, the child tunnel T ₂ A space T having a predetermined size at the starting point of ₃ Is formed, the excavation work is stopped by the second copy cutter 29, and the parent tunnel T by the parent tunnel excavator 11 is stopped. ₁ Continue drilling work. The opening 43 of the parent tunnel excavator 11 is a space T ₃ When reaching, the excavation work by the parent tunnel excavator 11 is stopped. Here, by driving the winch 46 and winding up the cable 47, the gate 45 is moved upward to open the opening 43. At this time, it is desirable to inject a replacement material (or muddy water) in front of the cutter head 59 and the chamber 67 in the child tunnel excavator 51 so as to eliminate the pressure difference between the inside and outside.
[0040]
The opening 43 of the parent tunnel excavator 11 is opened, and the space T is placed in front of the child tunnel excavator 51. ₃ 6, without rotating the cutter head 59, a plurality of shield jacks 71 are extended and pressed against the reaction force rod 83 extending from the reaction force vertical wall 80, and the reaction force excavates as shown in FIG. 6. The machine main body 52 is advanced. At this time, as the excavator body 52 moves forward, the space T ₃ The replacement material inside is sucked from the suction pipe 82. Then, the child tunnel excavator 51 moves forward by a predetermined distance, and the cutter head 59 moves to the space portion T. ₃ As shown in FIG. 7, the tail portion is connected to the rear end portion of the child tunnel excavator 51. That is, the tail cylinder 85 having the tail seal 84 is joined to the rear end portion of the rear cylinder 54, the erector device 75 is attached to the swiveling ring 73, and the mud feed pipe 68 and the mud discharge pipe 69 are extended to the outside. Extend.
[0041]
Then, when the child tunnel excavator 51 is equipped so as to be able to dig, while the cutter head 59 is rotated by the turning motor 65, the plurality of shield jacks 71 are extended to advance the excavator body 52, and the cutter head 59 is in a space. Part T ₃ Child tunnel T ₂ Drilling. The excavated sediment generated at this time is taken into the chamber 67, mixed with the water supplied from the mud pipe 68, and discharged to the outside through the mud pipe 69. On the other hand, the erector device 75 has a segment S. ₂ Is assembled into a ring shape along the inner wall surface of the tunnel. ₂ Build up.
[0042]
Thereafter, the child tunnel excavator 51 is connected to the child tunnel T. ₂ If the excavation of the parent tunnel excavator 11 is completely continued, the parent tunnel T ₁ And child tunnel T ₂ Branching part, that is, the space part T ₃ The solids by injecting the solution into the ground outside ₁ And child tunnel T ₂ And tunnel T ₁ , T ₂ To complete.
[0043]
As described above, in the tunnel excavator 10 according to the first embodiment, the sub-tunnel excavator 51 is accommodated in the main tunnel excavator 11 in a substantially orthogonal direction, and the sub-tunnel excavation is performed on the side of the main tunnel excavator 11. An opening 43 through which the machine 51 can start is formed and can be opened and closed by a gate 45, and a child tunnel T is connected to the cutter head 20 of the parent tunnel excavator 11. ₂ A second copy cutter 29 for excavating the starting point is mounted.
[0044]
Therefore, the parent tunnel T by the parent tunnel excavator 11 ₁ Child tunnel T branched from this parent tunnel 11 when excavating ₂ When the child tunnel excavator 51 is located at this origin portion, the front portion of the child tunnel excavator 51 is moved from the parent tunnel excavator 11 to the space T. ₃ After being pushed out, the child tunnel excavator 51 is excavated and the child tunnel T ₂ Excavated and parent tunnel T ₁ Child tunnel T almost orthogonal to ₂ Can be excavated, and the earth and sand excavation work at the start of the child tunnel excavator 51 becomes unnecessary, and the front portion of the child tunnel excavator 51 is formed in the space portion T. ₃ The tail portion of the child tunnel excavator 51 can be attached to the rear tunnel portion of the enlarged child tunnel excavator 51, and the child tunnel excavator 51 can be started quickly. Efficiency can be improved.
[0045]
In addition, the space T formed by the second copy cutter 29 excavating and forming in the parent tunnel excavator 11 ₃ An injection tube 81 for injecting a replacement material into the space T is provided, and the space T ₃ A suction pipe 82 for sucking the replacement material is provided. Therefore, during excavation work by the second copy cutter 29, the earth pressure of the surrounding ground and the space T ₃ Because the injection pressure of the replacement material of ₃ The wall of the child tunnel is prevented from collapsing, and the child tunnel excavator 51 is connected to the space T. ₃ Can be extruded properly.
[0046]
Furthermore, the cutter head 59 of the child tunnel excavator 51 is inclined backward by a predetermined angle along the curved surface of the parent tunnel excavator 11 to be housed. Accordingly, the front end portion of the child tunnel excavator 51 can be stored close to the wall surface of the parent tunnel excavator 11, and the child tunnel excavator 51 can efficiently store the predetermined length in the parent tunnel excavator 11. Can do.
[0047]
FIG. 8 shows a cross section of a tunnel excavator according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 and FIG. 10 show an outline of the tunnel excavator of the second embodiment representing the child tunnel excavation work. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0048]
As shown in FIG. 8, the tunnel excavator 110 according to the second embodiment houses the child tunnel excavator 151 in a direction substantially orthogonal to the parent tunnel excavator 111, and the parent tunnel T by the parent tunnel excavator 111. ₁ When excavating the parent tunnel T ₁ Child tunnel T diverging from ₂ When the child tunnel excavator 151 is located at the branch starting point, the child tunnel excavator 151 is moved from the parent tunnel excavator 111 to the space T. ₃ The child tunnel excavator 151 then pushes the child tunnel T ₂ Excavated and parent tunnel T ₁ Child tunnel T almost orthogonal to ₂ Can be branched and drilled.
[0049]
The parent tunnel excavator 111 has substantially the same configuration as the parent tunnel excavator 11 described above. That is, as shown in FIG. 1, the excavator body 12 has a front barrel 13 and a rear barrel 14 that are flexibly connected, and a cutter head 20 is rotatably attached to the front portion of the front barrel 13, so that a plurality of The cutter rotation motor 31 can be driven to rotate. A second copy cutter (excavating means) 29 is attached to the cutter head 20 by a hydraulic jack 28 so as to be able to appear and retract outward. In addition, a plurality of shield jacks 38 are mounted on the rear trunk 14 and an erector device 42 is mounted.
[0050]
And as shown in FIG. 8, the opening part (carrying exit) 112 which can project the child tunnel excavator 151 to the outside on one side of the intermediate part (second cylinder part 13b) of the front barrel 13 is provided. Is formed. The support cylinder 113 is fixed along the horizontal direction perpendicular to the axis of the front barrel 13 corresponding to the opening 112, and the support base 114 is fixed on the opposite side of the opening 112. Yes. A slide cylinder 115 is fitted to the inner peripheral surface of the support cylinder 113 so as to be movable in the axial direction, and a mortar wall (residential wall) 116 that is curved substantially concentrically with the front barrel 13 at the front end of the slide cylinder 115. Is formed. A plurality of slide jacks 117 are installed between the slide cylinder 115 and the support base 114.
[0051]
And the front-end | tip part of the child tunnel excavator 151 fits freely to the inner peripheral part of this slide cylinder 115, and a rear-end part is mounted in the support stand 114, Therefore The child tunnel excavator 151 becomes a parent tunnel. The excavator 111 is accommodated in a direction substantially perpendicular to the excavator 111. The parent tunnel excavator 111 is provided with a replacement material injection pipe 81 positioned above the opening 112, and is provided with a replacement material suction pipe 82 positioned below the opening 43.
[0052]
This child tunnel excavator 151 also has substantially the same configuration as the child tunnel excavator 51 described above. That is, the excavator main body 52 is configured such that the front barrel 53 and the rear barrel 54 are flexibly connected, the cutter head 59 is rotatably mounted on the front portion of the front barrel 53, and can be driven and rotated by the cutter turning motor 65. It has become. A plurality of shield jacks 71 are attached to the rear trunk 54, and an erector device 75 can be attached.
[0053]
Each tunnel T is formed by the tunnel excavator 110 of the second embodiment configured as described above. ₁ , T ₂ In order to excavate, the main excavator main body 12 is advanced by extending the shield jack 38 while rotating the cutter head 20 while the sub tunnel excavator 151 is not accommodated in the main tunnel excavator 111, and the cutter excavator main body 12 is advanced. The parent tunnel T is excavated by the head 20 in front of the ground. ₁ Drilling. Then, the child tunnel excavator 151 is accommodated in the parent tunnel excavator 111 at the position of the relay shaft, and the tunnel excavation work by the parent tunnel excavator 111 is continued in this state as shown in FIG.
[0054]
And the parent tunnel excavator 111 is a preset child tunnel T ₂ , The second copy cutter 29 protrudes at a predetermined rotational angle position, thereby the child tunnel T ₂ Excavating the starting point where the water branches, and the space T ₃ Form. At this time, the space T formed by excavation with the excavation work by the second copy cutter 29 ₃ Injecting the replacement material from the injection tube 81 into the space T ₃ Prevents the wall from collapsing.
[0055]
By this second copy cutter 29, the child tunnel T ₂ A space T having a predetermined size at the starting point where the ₃ And the opening 112 of the parent tunnel excavator 111 is the space T ₃ When reaching, the excavation work by the parent tunnel excavator 111 is stopped. Here, as shown in FIG. 9, the plurality of slide jacks 117 are extended to advance the slide cylinder 115, that is, the head portion is moved to the space portion T. ₃ Extrude into. At this time, as the excavator body 52 moves forward, the space T ₃ The replacement material inside is sucked from the suction pipe 82. Then, the slide cylinder 115 and the child tunnel excavator 151 move forward by a predetermined distance, and the mortar wall 116 is formed in the space portion T. ₃ 10, here, as shown in FIG. 10, a tail body having a tail portion at the rear end of the child tunnel excavator 151, that is, a tail seal 84 at the rear end of the rear body 54, is shown. 85, the erector device 75 is attached to the swivel ring 73, and the mud pipe 68 and the mud pipe 69 are extended to the outside.
[0056]
When the child tunnel excavator 151 is installed so as to be able to dig, the plurality of shield jacks 71 are extended and the excavator body 52 is advanced while rotating the cutter head 59 by the turning motor 65. Then, the cutter head 59 first crushes the mortar wall 116 of the slide cylinder 115, and then the space T ₃ Child tunnel T ₂ Drilling. Crushed members and excavated earth and sand from the mortar wall 116 generated at this time are taken into the chamber 67, mixed with the water supplied from the mud pipe 68, and discharged to the outside through the mud pipe 69. On the other hand, the erector device 75 has a segment S. ₂ Is assembled into a ring shape along the inner wall surface of the tunnel. ₂ Build up.
[0057]
Thereafter, the child tunnel excavator 151 is moved to the child tunnel T. ₂ If the excavation of the parent tunnel excavator 111 is completely continued and the parent tunnel T is removed, ₁ And child tunnel T ₂ Branching part, that is, the space part T ₃ The solids by injecting the solution into the ground outside ₁ And child tunnel T ₂ And each tunnel T ₁ , T ₂ To complete.
[0058]
As described above, in the tunnel excavator 110 according to the second embodiment, the sub-tunnel excavator 151 is accommodated in the main tunnel excavator 111 in a substantially orthogonal direction, and the sub-tunnel excavation is performed on the side of the main tunnel excavator 111. An opening 112 that can be started by the machine 151 is formed, a slide cylinder 115 having a mortar wall 116 that can be crushed by the child tunnel excavator 151 is attached to the front end, and the child tunnel T is attached to the cutter head 20 of the parent tunnel excavator 111. ₂ Is mounted with a second copy cutter 29 for excavating the starting point where the arm branches.
[0059]
Therefore, the parent tunnel T by the parent tunnel excavator 111 ₁ Child tunnel T branched from this parent tunnel 111 when excavating ₂ When the child tunnel excavator 151 is located at this origin portion, the child tunnel excavator 151 is moved from the parent tunnel excavator 111 to the space T. ₃ Then, the child tunnel excavator 151 excavates the mortar wall 116 while crushing the mortar wall 116, and the child tunnel T ₂ Excavated and parent tunnel T ₁ Child tunnel T almost orthogonal to ₂ Can be excavated by branching, so that the earth and sand excavation work at the start of the sub-tunnel excavator 151 is not required, and the front portion of the sub-tunnel excavator 151 is separated from the space T. ₃ Can be attached to the tail portion of the child tunnel excavator 151 in the space behind the enlarged child tunnel excavator 151, and the work can be done by quickly starting the child tunnel excavator 151. Efficiency can be improved.
[0060]
Further, the opening 43 formed on the side portion of the parent tunnel excavator 111 is closed by the mortar wall 116 so that the child tunnel excavator 151 starts by crushing the mortar wall 116. A gate that opens and closes and an opening and closing mechanism thereof become unnecessary, and the structure can be simplified.
[0061]
FIG. 11 shows a partially cutaway plan view of a tunnel excavator according to a third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0062]
As shown in FIG. 11, the tunnel excavator 210 of the third embodiment stores the child tunnel excavator 251 in the parent tunnel excavator 211 in the same direction so as to be substantially parallel. Parent tunnel T by 211 ₁ When excavating the parent tunnel T ₁ Child tunnel T diverging from ₂ The main tunnel excavator 211 is advanced while excavating the starting point of the main tunnel excavator within a predetermined range. When the sub tunnel excavator 251 is located at the starting point where the main tunnel excavator 251 branches, the sub tunnel excavator 251 is branched in the main tunnel excavator 211. By rotating in the direction of the starting point to be ₃ After this, the child tunnel excavator 251 makes the child tunnel T ₂ Excavated and parent tunnel T ₁ Child tunnel T almost orthogonal to ₂ Can be branched and drilled.
[0063]
The parent tunnel excavator 211 has substantially the same configuration as the parent tunnel excavators 11 and 111 described above, and the excavator body 12 includes a front trunk 13 and a rear trunk 14 that are flexibly connected to each other. A cutter head 20 is rotatably attached to the cutter head 20 and can be driven and rotated by a plurality of cutter turning motors. A second copy cutter (excavating means) 29 is attached to the cutter head 20 by a hydraulic jack 28 so as to be able to appear and retract outward. In addition, a plurality of shield jacks 38 are mounted on the rear trunk 14 and an erector device is mounted.
[0064]
An opening (carrying port) 212 is formed on one side of the middle portion of the front cylinder 13 so that the child tunnel excavator 251 can be protruded to the outside, and the opening 212 is substantially concentric with the front cylinder 13. It can be opened and closed freely by a gate 213 curved in a shape. On the other hand, a child tunnel excavator 251 is disposed in the front trunk 13 slightly behind the opening 212 and is supported by a support member (not shown) so that the center position in the parent tunnel excavator 211 is reached. Are stored in the same direction.
[0065]
This child tunnel excavator 251 also has substantially the same configuration as the above-described child tunnel excavators 51 and 151, and the excavator body 252 has a front barrel and a rear barrel connected to each other so that the front barrel and the rear barrel can be freely bent. The head 253 is mounted so as to be driven to rotate, and a shield jack or an erector device can be mounted on the rear trunk.
[0066]
Each tunnel T is formed by the tunnel excavator 210 of the third embodiment configured as described above. ₁ , T ₂ In order to excavate the parent tunnel excavator 211, the parent tunnel excavator 211 is dug in a state where the child tunnel excavator 121 is housed in the parent tunnel excavator 211. ₁ This parent tunnel excavator 211 is excavated and the child tunnel T set in advance ₂ , The second copy cutter 29 protrudes at a predetermined rotation angle position, and the child tunnel T ₂ Excavating the starting point where the water branches, and the space T ₃ Form.
[0067]
By this second copy cutter 29, the child tunnel T ₂ A space T having a predetermined size at the starting point where the ₃ And the opening 212 of the parent tunnel excavator 211 is the space T ₃ When reaching, the excavation work by the parent tunnel excavator 211 is stopped. Here, the gate 213 is moved to open the opening 212, the child tunnel excavator 251 in the parent tunnel excavator 211 is rotated by approximately 90 degrees, and the head portion is moved to the space portion T. ₃ Insert into.
[0068]
That is, first, the supporting state of the child tunnel excavator 251 supported in the parent tunnel excavator 211 is released, and the rear portion of the parent tunnel excavator 211 and the child tunnel excavator 251 is opposite to the opening 212. An extrusion jack 261 is installed between the two. In this state, the extrusion jack 261 is extended, and the child tunnel excavator 251 is inclined forward by a predetermined angle without being advanced. At this time, it is desirable to restrain the child tunnel excavator 251 from moving forward and make the movement smooth. Next, the right inner wall of the parent tunnel excavator 211 and the right outer wall of the child tunnel excavator 251 are connected by the connection link 262 and the connection shaft 263, and the mounting position of the extrusion jack 261 is changed. In this state, the extrusion jack 261 is extended, and the child tunnel excavator 251 is rotated using the connection shaft 263 of the connection link 262 as a fulcrum.
[0069]
Then, by alternately changing the mounting position of the extrusion jack 261 and rotating the child tunnel excavator 251 by extending the extrusion jack 261 at a predetermined angle, as shown by the two-dot chain line in FIG. The machine 251 is rotated approximately 90 degrees, and the cutter head 253 is moved to the space T ₃ So that it is located within and goes straight with the parent tunnel excavator 211, that is, this child tunnel excavator 251 ₂ Move to face the direction of drilling.
[0070]
Thus, the child tunnel excavator 251 moves and the cutter head 253 moves to the space portion T. ₃ Then, the connecting link 262 and the connecting shaft 263 are removed from the child tunnel excavator 251 to release the restraint, and a tail portion (tail) is attached to the rear end portion of the child tunnel excavator 251. A seal, etc.) and extend the erector device, mud pipe, and mud pipe to the outside.
[0071]
Then, when the child tunnel excavator 251 is equipped so as to be able to dig, while rotating the cutter head 253, the plurality of shield jacks are extended and moved forward by taking the reaction force from the parent tunnel excavator 211, and the space portion T ₃ Child tunnel T ₂ Drilling. After that, the child tunnel excavator 251 ₂ When the excavation of the parent tunnel excavator 211 is completely continued, the parent tunnel T ₁ And child tunnel T ₂ Branching part, that is, the space part T ₃ The solids by injecting the solution into the ground outside ₁ And child tunnel T ₂ And each tunnel T ₁ , T ₂ To complete.
[0072]
As described above, in the tunnel excavator 210 of the third embodiment, the child tunnel excavator 251 is accommodated in the same direction in the parent tunnel excavator 211, and the child tunnel excavation is performed on the side of the parent tunnel excavator 211. An opening 212 through which the machine 251 can start is formed so that it can be opened and closed by a gate 213, and a child tunnel T is connected to the cutter head 20 of the parent tunnel excavator 211. ₂ Is mounted with a second copy cutter 29 for excavating the starting point where the arm branches.
[0073]
Therefore, the parent tunnel T by the parent tunnel excavator 211 ₁ Child tunnel T branched from this parent tunnel 211 during excavation ₂ Excavated by the second copy cutter 29 and the space T ₃ When the child tunnel excavator 251 is located at this starting point, the space T ₃ The space T from the parent tunnel excavator 211 while rotating using ₃ And digging this child tunnel excavator 251 ₂ The excavation of the tail tunnel and the like can be easily performed in the rear space of the sub-tunnel excavator 251, and the sub-tunnel excavator 251 can be easily installed. The working efficiency can be improved by quickly starting the machine 251.
[0074]
In addition, the child tunnel excavator 251 is housed in the same direction in the parent tunnel excavator 211, and the space portion T excavated by the parent tunnel excavator 211 is obtained. ₃ The child tunnel excavator 251 is moved to this space T ₃ Child tunnel T ₂ Since the child tunnel excavator 251 is efficiently stored in the parent tunnel excavator 211, the parent tunnel T can be excavated. ₁ Child tunnel T diverging from ₂ The diameter can be increased.
[0075]
In the above-described embodiment, the direction of the child tunnel excavator housed in the parent tunnel excavator is the orthogonal direction or the parallel direction, but the present invention is not limited to this. Parent tunnel T ₁ Child tunnel T diverging from ₂ The excavating direction is not limited to the orthogonal direction, but can be excavated obliquely forward, backward, or vertically.
[0076]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the tunnel construction method of the invention of claim 1, when excavating a tunnel by a tunnel excavator, the space portion is formed by excavating the starting point of the branch tunnel that branches from the tunnel. When the branch tunnel excavator formed and housed in the tunnel excavator is located at the starting point, the branch tunnel excavator is pushed out into the space and then the branch tunnel is excavated. Sediment excavation work is no longer necessary, and by pushing the front of the branch tunnel excavator into the space, the tail can be attached to the branch tunnel excavator in the space behind the expanded branch tunnel excavator. The working efficiency can be improved by quickly starting the branch tunnel excavator.
[0077]
According to the tunnel construction method of the invention of claim 2, when the tunnel is excavated by the tunnel excavator, the tunnel excavator is advanced while excavating the starting portion of the branch tunnel branched from the tunnel over a predetermined range. Rotating the stored branch tunnel excavator in the tunnel branch direction and inserting the head part into the space excavated over a predetermined range to excavate the branch tunnel, so the sediment excavation work at the start of the branch tunnel excavator By installing the tail part to the branch tunnel excavator in the space behind the enlarged branch tunnel excavator by rotating the branch tunnel excavator using the space and pushing it into the space. It is possible to improve work efficiency by quickly starting the branch tunnel excavator.
[0078]
According to the tunnel construction method of the invention of claim 3, when excavating the starting portion by a tunnel excavator, since the replacement material for preventing the collapse of the wall surface is injected into this space portion, during excavation work of the starting portion, Since the earth pressure of the surrounding ground and the injection pressure of the replacement material in the space portion counteract, the collapse of the wall surface of the space portion is prevented, and the branch tunnel excavator can be properly pushed out into the space portion.
[0079]
According to the tunnel construction method of the invention of claim 4, the tail portion is connected to the rear end portion of the branch tunnel excavator after the front end portion of the branch tunnel excavator is pushed out from the tunnel excavator into the space portion. The total length of the branch tunnel excavator stored in the tunnel excavator can be set short, and the branch tunnel excavator can be efficiently stored.
[0080]
In addition, according to the tunnel excavator of the invention of claim 5, a parent tunnel excavator having an opening in the outer peripheral portion, and a child tunnel excavation that is housed in the parent tunnel excavator and can protrude from the opening to the outside And the drilling means that can drill outside the opening of the parent tunnel excavator, when the parent tunnel is excavated by the parent tunnel excavator, the starting point of the child tunnel that branches off from the parent tunnel is excavated by the drilling means When the child tunnel excavator is located at this starting point, push the child tunnel excavator from the parent tunnel excavator into the space, and then dig this child tunnel excavator to It is possible to excavate and divide a sub-tunnel that is almost orthogonal from the main tunnel, so that there is no need for earth and sand excavation work at the start of the sub-tunnel excavator. Can be attached to the tail of the child tunnel excavator in the rear space of the expanded child tunnel excavator, and the child tunnel excavator can be started quickly to work. Efficiency can be improved.
[0081]
Further, according to the tunnel excavator of the invention of claim 6, a parent tunnel excavator having excavation means extending in the outer peripheral direction from the outlet of the child tunnel excavator and the head portion on the outer periphery of the main body, and the parent tunnel Since the child tunnel excavator that is housed in the excavator and protrudes outward from the carry-out port is provided, when the parent tunnel is excavated by the parent tunnel excavator, the starting portion of the child tunnel branched from the parent tunnel is When the child tunnel excavator is located at the starting point, the child tunnel excavator is pushed out from the parent tunnel excavator into the space, and then the child tunnel excavator is excavated to form the child tunnel. The sub-tunnels that are almost perpendicular to the main tunnel can be branched and excavated, so that no earth and sand excavation work is required when the sub-tunnel excavator starts. By pushing the front part of the excavator into the space part, the tail part can be attached to the child tunnel excavator in the rear space part of the expanded child tunnel excavator, and the child tunnel excavator can be started quickly. This can improve the working efficiency.
[0082]
According to the tunnel excavator of the seventh aspect of the present invention, since the excavating means is the copy cutter attached to the cutter head of the parent tunnel excavator, the space can be surely excavated with a simple configuration.
[0083]
According to the tunnel excavator of the present invention, since the gate for opening and closing the opening or the carry-out port is provided in the parent tunnel excavator, the opening or the carry-out port for starting the child tunnel excavator is opened and closed with a simple configuration. can do.
[0084]
According to the tunnel excavator of the invention of claim 9, since the injection means for injecting the replacement material for preventing the collapse of the wall surface into the space portion excavated by the excavating means in the parent tunnel excavator is provided, the excavation of the starting portion During the work, the earth pressure of the surrounding ground and the injection pressure of the replacement material in the space part oppose each other, so that the wall surface of the space part is prevented from collapsing, and the child tunnel excavator can be properly pushed out into this space part.
[0085]
According to the tunnel excavator of the tenth aspect of the present invention, the main tunnel excavator is provided with the retaining wall that closes the opening or the outlet and is crushed by the cutter. It is only necessary to start the vehicle, and a gate for opening and closing the opening or the carry-out port and its opening / closing mechanism are not required, and the structure can be simplified.
[0086]
According to the tunnel excavator of the invention of claim 11, the parent tunnel excavator is provided with the slide cylinder which is fitted in the opening or the outlet and is movable in the axial direction, and the child tunnel excavator is accommodated in the slide cylinder. In addition, since the earth retaining wall is formed at the front end of the slide cylinder, the child tunnel excavator can be reliably pushed out into the space.
[0087]
The tunnel excavator of the invention of claim 12 is provided with a parent tunnel excavator having an opening in the outer peripheral portion, and the cutter head is inclined backward along the inner peripheral curved surface of the parent tunnel excavator in the parent tunnel excavator. Since the tunnel excavator is stored so that it can dig outward from the opening, the front end of the sub tunnel excavator can be stored close to the wall surface of the main tunnel excavator, and the predetermined length can be stored in the sub tunnel. The excavator can be efficiently stored in the parent tunnel excavator.
[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 front view of the tunnel excavator of the first embodiment.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
FIG. 4 is a schematic view of the tunnel excavator according to the first embodiment showing the parent tunnel excavation work.
FIG. 5 is a schematic view of the tunnel excavator according to the first embodiment showing a child tunnel excavation work;
FIG. 6 is a schematic view of the tunnel excavator according to the first embodiment representing a child tunnel excavation work.
FIG. 7 is a schematic view of the tunnel excavator according to the first embodiment showing a child tunnel excavation work.
FIG. 8 is a sectional view of a tunnel excavator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram of a tunnel excavator according to a second embodiment representing a child tunnel excavation work.
FIG. 10 is a schematic diagram of a tunnel excavator according to a second embodiment representing a child tunnel excavation work.
FIG. 11 is a partially cutaway plan view of a tunnel excavator according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Tunnel excavator
11 Parent tunnel excavator
20 Cutter head
28 Hydraulic jack
29 Second copy cutter (excavation means)
31 Cutter turning motor
38 Shield Jack
42 Electa device
43 Opening (exit)
45 gate
46 winches
47 cable
51 child tunnel excavator (branch tunnel excavator)
59 Cutter head (head)
65 Cutter turning motor
71 Shield Jack
75 Electa device
110 Tunnel excavator
111 parent tunnel excavator
112 Opening (exit)
115 slide cylinder
116 Mortar wall (Retaining wall)
117 slide jack
151 child tunnel excavator (branch tunnel excavator)
210 Tunnel excavator
211 Parent tunnel excavator
212 Opening (carriage exit)
213 gate
251 Child tunnel excavator (branch tunnel excavator)
253 Cutter head (head)
261 Extruded jack
262 Link
263 connecting shaft
S ₁ , S ₂ segment
T ₁ Parent tunnel
T ₂ Child tunnel (branch tunnel)
T ₃ Space

Claims

When excavating a tunnel by a tunnel excavator, a starting portion of a branch tunnel branched from the tunnel is excavated to form a space, and when the branch tunnel excavator stored in the tunnel excavator is located at the starting portion, A tunnel construction method characterized by excavating a branch tunnel after pushing a branch tunnel excavator into the space.

When excavating a tunnel by a tunnel excavator, the tunnel excavator is advanced while excavating the starting portion of the branch tunnel branched from the tunnel over a predetermined range, and the branch tunnel excavator stored in the parent tunnel excavator is moved in the tunnel branch direction. The tunnel construction method is characterized in that the head portion is inserted into the space portion excavated over the predetermined range and the branch tunnel is excavated.

3. The tunnel construction method according to claim 1, wherein a replacement material for preventing a wall from collapsing is injected into the space portion when excavating the starting portion by the tunnel excavator.

3. The tunnel construction method according to claim 1, wherein after a front end portion of the branch tunnel excavator is pushed out from the tunnel excavator to the space portion, a tail portion is connected to a rear end portion of the branch tunnel excavator. A tunnel construction method characterized by

A parent tunnel excavator having an opening in the outer periphery, a child tunnel excavator housed in the parent tunnel excavator and protruding from the opening to the outside, and an outside of the opening of the parent tunnel excavator A tunnel excavator characterized by comprising excavation means capable of excavation.

A main tunnel excavator having a main tunnel excavator having a predetermined length extending in the outer circumferential direction from the outlet of the child tunnel excavator and a head portion on the outer peripheral portion of the main body; A tunnel excavator characterized by comprising a child tunnel excavator for digging.

7. The tunnel excavator according to claim 5, wherein the excavating means is a copy cutter attached to a cutter head of the parent tunnel excavator.

The tunnel excavator according to claim 5 or 6, wherein the parent tunnel excavator is provided with a gate for opening and closing the opening or the carry-out port.

7. The tunnel excavator according to claim 5 or 6, wherein said parent tunnel excavator is provided with injection means for injecting a replacement material for preventing a wall from collapsing into the space excavated by said excavation means. And tunnel excavator.

The tunnel excavator according to claim 5 or 6, wherein the parent tunnel excavator is provided with a retaining wall that closes the opening or the outlet and can be crushed by a cutter.

11. The tunnel excavator according to claim 10, wherein a slide cylinder is provided in the parent tunnel excavator so as to be fitted in the opening or the outlet and movable in the axial direction, and the child tunnel excavator is accommodated in the slide cylinder. A tunnel excavator characterized in that the retaining wall is formed at the front end of the slide cylinder.

A parent tunnel excavator having an opening on the outer periphery is provided, and a child tunnel excavator having a cutter head inclined backward along the inner peripheral curved surface of the parent tunnel excavator is provided in the parent tunnel excavator from the opening. A tunnel excavator characterized in that it can be mined toward the outside.