JP2007100408A - 掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】掘進機(1)を、前後寸法(D1,D2)が構築したトンネル坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法(H)が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割する(2a,4a,10b,30b,42b)。
【選択図】 図3
Description
特に最近では、大断面トンネルを構築する際に矩形形状の小断面トンネルを複数構築して最終的に大断面トンネルを形成する手法が採用されつつ有り、このような場合には小断面トンネルを繰り返し構築する必要があり、掘進機の回収は必須である。
また、上記特許文献2に開示される技術では、掘進機の全部または一部を一旦地上に引き上げて移送するという作業が発生し、特に都市部において道路の下方に上記小断面トンネルを繰り返し構築するような場合には、掘進機の移送のために頻繁に且つ長時間に亘り地上の交通を妨げるという問題があり好ましいことではない。
請求項2の掘進機の分割構造は、請求項1において、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、前記カッタユニット及び前記テールユニットをそれぞれ上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
請求項4の掘進機の分割構造では、請求項2または3において、前記テールユニットは方向制御ジャッキを複数備え、前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
請求項8の掘進機の引戻し方法では、請求項6または7において、前記テールユニットは前記方向制御ジャッキを複数備え、前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体することを特徴とする。
請求項4の掘進機の分割構造によれば、テールユニットについては、複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したので、複数の方向制御ジャッキを細分化することなく一体回収でき、方向制御の精度を維持しつつ、掘進機を容易に再組立可能である。
請求項8の掘進機の引戻し方法によれば、テールユニットについては、複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体するようにしたので、複数の方向制御ジャッキを細分化することなく一体回収でき、方向制御の精度を維持しつつ、掘進機を容易に再組立可能である。
また、上記において掘進機はメインカッタ及びサブカッタが特殊断面(矩形、楕円形、馬蹄形等)の坑を構築可能に構成されているのが好ましい。掘進機がこのような特殊断面を有していると、通常の円形断面に比べて掘進機の分割単位を比較的適切に設定し易い。
図1は、本発明に係る掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法に適用される掘進機の縦断面図(部材断面を示す斜線は省略、以下同様)を示し、図2は、図1の矢視A方向から視た掘進機の正面図を示す。
図1、2に示すように、掘進機1は、上述したように大断面トンネルを構築するために小断面トンネルを複数構築する場合に使用される推進式の掘進機であって、例えば矩形断面のトンネル(坑)を掘削可能に構成されている。
先ずカッタユニット2について説明すると、カッタユニット2は、揺動カッタ(メインカッタ)10、揺動カッタ駆動部(メインカッタ駆動部)20及びサブカッタ30から構成されている。
揺動カッタ駆動部20において、揺動軸16からは直角方向に天秤状のアーム24が延びており、当該アーム24には、当該アーム24を介して揺動軸16ひいては揺動カッタ10を揺動させる一対の揺動ジャッキ26、26が連結されている。一対の揺動ジャッキ26、26は例えば油圧シリンダであり、互いに伸縮することで揺動カッタ10を揺動自在とする。
また、カッタユニット2の外殻は硬度の高い鋼材で構成されており、これによりサブカッタ30の一つとして固定カッタ38が構成されている。固定カッタ38は、揺動カッタ10及びコーナカッタ32で切削しきれずに残った土石を削り取るものであり、これにより最終的に矩形形状のトンネルが形成される。
次にテールユニット4について説明すると、テールユニット4は、前部テール40と後部テール42とが複数の方向制御ジャッキ44で連結されて構成されている。詳しくは、複数の方向制御ジャッキ44は、例えば油圧シリンダであり、テールユニット4の外周近傍に等間隔をなして配設されている。これにより、これら複数の方向制御ジャッキ44を適宜伸縮させることで前部テール40と後部テール42に角度を付け、掘進機1の進行方向を制御することが可能である。
なお、ここではテールユニット4に複数の方向制御ジャッキ44を設ける場合を示しているが、掘進機1の進行方向を曲げる必要がない場合には特に方向制御ジャッキ44はなくてもよい。
図1中の符号54は土石を圧送するための圧送ポンプであり、必要に応じてスクリューコンベアユニット6に連結されるものである。
また、図1中の符号60は、掘進機1で切削したトンネル内に後述の推進装置130によって掘進機1を押圧しながら嵌入されるセグメントを示している。
さらに、揺動カッタ駆動部20の上方のサブカッタ30の上側の一部とテールユニット4のうちの前部テール40の上部とは一体をなして上部30bを構成し、当該上部30bは揺動カッタ駆動部20及び本体(サブカッタ30の側部及び下部)30a並びに前部テール40の本体40aから分割されており、複数のボルトナット70でこれら揺動カッタ駆動部20及び本体30a並びに本体40aに締結されている。
そして、揺動カッタ駆動部20及びサブカッタ30の本体30aと前部テール40の本体40aとが複数のボルトナット74で締結され、スクリューコンベアユニット6がサブカッタ30に一体に設けられたスクリューコンベア保持部39にボルトナット76で締結されている。
掘進機1は、例えば小断面トンネルを複数構築して最終的に大断面トンネルを形成する工法に採用される。
図5は、当該工法において、掘進機1で掘削を行うとともにセグメント60を嵌入して一本のトンネル100を構築した後、掘進機1を解体し、当該解体した掘進機1の部分を発進位置まで戻す様子を示したトンネル100の縦断面図である。また、図6は、図5の矢視B方向から視たトンネル100の正面図である。
また、カッタユニット本体2aとテールユニット本体4aとは、上述したようにそれぞれカッタユニット本体2aの奥行きD1及びテールユニット本体4aの奥行きD2がセグメント60の幅方向の内寸(坑内幅寸法)よりも小さくなるように設定されているため、これらカッタユニット本体2a及びテールユニット本体4aについては90°回転させることによりトンネル100内でセグメント60の側壁と干渉しないようにできる。
ところで、カッタユニット本体2aやテールユニット本体4aは重量物であるため、そのままでの搬送は困難である。また、セグメント60の床面は平滑面であればよいが実際には平滑面でない場合が多い。
これにより、ローラ142をレール140、140上で転動させるようにしてカッタユニット本体2a及びテールユニット本体4aを発進位置側の立坑110まで引き戻すことが可能である。
上部10b、上部30b、上部42b、スクリューコンベアユニット6、カッタユニット本体2a及びテールユニット本体4aを発進位置側の立坑110まで引き戻したら、プレート112上で掘進機1を再組立し、次のトンネル101の掘削を開始する。以降、トンネル102〜105の構築が全て終了するまで上記作業を繰り返す。
この際、カッタユニット2については、サブカッタ30の上側の一部と揺動カッタ駆動部20とを上下方向で分割するようにしているので、揺動カッタ駆動部20については細分化することなく一体回収でき、掘進機1を容易に再組立可能である。
以上で本発明に係る実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
2 カッタユニット
2a カッタユニット本体
4 テールユニット
4a テールユニット本体
6 スクリューコンベアユニット
10 揺動カッタ(メインカッタ)
10a 本体
10b 上部
20 揺動カッタ駆動部(メインカッタ駆動部)
30 サブカッタ
30a 本体
30b 上部
32 コーナカッタ
38 固定カッタ
40 前部テール
40a 本体
42 後部テール
42a 本体
42b 上部
44 方向制御ジャッキ
46 シール部材
60 セグメント
100 トンネル
110、120 立坑
130 推進装置
140 レール
142 ローラ(車輪)
Claims (9)
- 掘進機を、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする掘進機の分割構造。
- メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、
前記カッタユニット及び前記テールユニットをそれぞれ上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項1記載の掘進機の分割構造。 - 前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、
前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項2記載の掘進機の分割構造。 - 前記テールユニットは方向制御ジャッキを複数備え、
前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項2または3記載の掘進機の分割構造。 - 掘進機によって坑を構築した後、該掘進機を前後寸法が前記構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で分割解体するとともに上下寸法が前記構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で分割解体し、該分割解体した掘進機の各部分をそれぞれ前記構築した坑内を通り得る向きに変えて該坑内を発進位置まで引き戻すことを特徴とする掘進機の引戻し方法。
- 掘進機によって坑を構築した後、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で分割解体するとともに、前記カッタユニット及び前記テールユニットを上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項5記載の掘進機の引戻し方法。
- 前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、
前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項6記載の掘進機の引戻し方法。 - 前記テールユニットは前記方向制御ジャッキを複数備え、
前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項6または7記載の掘進機の引戻し方法。 - 前記構築した坑に引戻し用のレールを敷設するとともに、少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分に前記レール用の車輪を仮付けし、
該車輪を該レール上で転動させて少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分を発進位置まで引き戻すことを特徴とする、請求項6乃至8のいずれか記載の掘進機の引戻し方法。
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