JP2008002070A - Tunnel excavator, reaming tunnel excavator and excavating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トンネル掘削機、リーミングトンネル掘削機及び掘削方法に関する。 The present invention relates to a tunnel excavator, a reaming tunnel excavator, and an excavation method.
従来、例えば大口径のトンネルを掘削する場合に、予め先進導坑用のトンネル掘削機で先進導坑を掘削した後、拡幅坑用のトンネル掘削機(以下、リーミング掘削機とする)でその先進導坑を拡径掘削していた。
このリーミング掘削機の構成としては、例えば特許文献1に記載されているように、拡径用のカッタと、カッタを推進させるための推進ジャッキと、推進ジャッキの反力をトンネル坑壁にとるグリッパとを備えている。リーミング掘削機による支保構造は、鋼製支保工、吹付けコンクリート、ロックボルトなどのNATM工法による一次支保が使用され、地山状態の悪化に伴って、上記一次支保を複数組み合わせることにより施す支保の構造を強化させるのが一般的である。
このようなリーミング掘削機を使用した掘削方法は、通常、トンネル壁面にグリッパを押し当てて反力をとり、推進ジャッキにより回転しているカッタに推力を与えて、例えば推進ジャッキのストローク分を掘進する。そして、必要な場合には一次支保の作業を行なってから、次の掘削となる。通常、リーミング掘削機におけるトンネルの進行速度は、支保の構造が簡易となる通常の地山条件において、例えば月当り300m以上の進行となる。
さらに、軟弱地盤などでは、一次支保に加えて、必要に応じて二次覆工を施工する。この施工は、一次支保を実施した箇所より後方(リーミング掘削機の発進側)にトンネル型枠を使用しコンクリートを打設して、トンネル掘削面の内側に一定厚さのコンクリート構造体を構築する。通常、二次覆工を施工する場所では地山の緩みが大きくなるため、一次支保の施工後のなるべく早い時間内で二次覆工する必要がある。そのため、二次覆工の施工位置は、一次支保の施工位置から距離を離さないような位置としていた。
As a configuration of this reaming excavator, for example, as described in
The excavation method using such a reaming excavator usually applies a reaction force by pressing a gripper against the tunnel wall surface and applies a thrust to the rotating cutter by the propulsion jack, for example, excavating the stroke of the propulsion jack. To do. Then, if necessary, the primary excavation work is performed before the next excavation. Normally, the traveling speed of a tunnel in a reaming excavator is, for example, 300 m or more per month under normal ground conditions where the support structure is simple.
In addition, in soft ground, secondary lining is applied as needed in addition to primary support. In this construction, a concrete structure with a certain thickness is constructed on the inner side of the tunnel excavation surface by placing concrete using a tunnel form behind the place where the primary support was carried out (starting side of the reaming excavator). . Normally, the looseness of the natural ground becomes larger at the place where the secondary lining is to be constructed, so it is necessary to perform the secondary lining within the earliest possible time after the construction of the primary support. Therefore, the construction position of the secondary lining has been set so as not to leave the distance from the construction position of the primary support.
しかしながら、上述したリーミング掘削機では、一次支保の作業中に掘進してカッタを回転させると、支保が途中の段階にある地山を緩ませ、さらなる地山の崩落を発生させてしまうという欠点があった。このため、一次支保の作業中は、掘進を停止させることになり、トンネルの進行速度が低下するという問題があった。とくに、軟弱地盤に遭遇した際には、支保の構造を強化させることになり、それに伴い支保作業にかかる時間も増加することになる。
また、通常、二次覆工は、例えば1回当りの打設長が一般には10.5m程度のトンネル型枠を使用し、1回の打設毎に、トンネル型枠のセット、コンクリート打設、コンクリート養生といった作業を繰り返しながら進行される。このため二次覆工の施工では、トンネル掘進のような月当り300m程度の進行を得ることが困難であり、通常は月当り100m程度(トンネル型枠一基当り)となる。仮にトンネル型枠を二基使用しても、リーミング掘削機による進行速度に追従できず、一次支保と二次覆工との距離が離れてしまうという欠点がある。したがって、トンネルの掘進速度は、一次支保や二次覆工の作業時間に依存する割合が大きく、二次覆工の進行に合わせた低速度となることから、工期が長くなるという問題があった。
However, in the above-described reaming excavator, if the cutter is rotated during excavation during the primary support operation, the natural ground in the middle of the support is loosened and further collapse of the natural ground occurs. there were. For this reason, during the work of primary support, the excavation is stopped, and there is a problem that the traveling speed of the tunnel decreases. In particular, when encountering soft ground, the support structure will be strengthened, and the time required for support work will increase accordingly.
Also, usually, secondary lining uses tunnel formwork, for example, with a placement length of about 10.5m per time. For each placement, tunnel formwork set and concrete placement The process is repeated while repeating the work of concrete curing. For this reason, in the construction of secondary lining, it is difficult to obtain a progress of about 300 m per month as in tunnel excavation, and it is usually about 100 m per month (per tunnel formwork). Even if two tunnel molds are used, there is a disadvantage that the traveling speed by the reaming excavator cannot be followed and the distance between the primary support and the secondary lining is increased. Therefore, the tunnel excavation speed largely depends on the work time of the primary support and the secondary lining, and it becomes a low speed according to the progress of the secondary lining, so there is a problem that the construction period becomes long. .
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、従来の一次支保や二次覆工作業に対してトンネル掘削の進行を速くして、工期を短縮させるようにしたトンネル掘削機、リーミングトンネル掘削機及び掘削方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. A tunnel excavator and a reaming machine that shorten the construction period by speeding up the progress of tunnel excavation with respect to the conventional primary support and secondary lining work. A tunnel excavator and an excavation method are provided.
上記目的を達成するため、本発明に係るトンネル掘削機では、メインビームと、メインビームに備えられたカッタと、カッタの後方でメインビームに固定された第一プロテクタと、第一プロテクタの後方でメインビームに摺動可能に取り付けられて第一プロテクタと重なり合う第二プロテクタと、メインビームに摺動回転可能に取り付けられて第二プロテクタ内で新たなセグメントを組み立てるセグメント組立手段と、メインビームに摺動可能に取り付けられてトンネル壁面に当接するグリッパとからなることを特徴としている。
また、本発明に係るリーミングトンネル掘削機では、上述したトンネル掘削機において、メインビームがカッタよりも前方に延ばされ、そのメインビーム先端側には、メインビームに摺動可能に取り付けられたフロントグリッパを有する構成とし、フロントグリッパをトンネルの先進導坑に位置させることが可能なことを特徴としている。
本発明では、第二プロテクタは、第一プロテクタ及び既設セグメントと重なる範囲内で移動することができる。このため、トンネル壁面の露出がなくなり、地山の崩落や肌落ちを防護して安全性を確保できることから、従来の一次支保や二次覆工の作業を省略することができる。そして、既設セグメントとの重なり長さが小さくなったときに、セグメント組立手段によってセグメントの組み立て作業を行うことができる。そのうえ、セグメントの組立中であっても、第一プロテクタと第二プロテクタとの重なりの範囲内でカッタを前進させながら掘進することができる。このように、掘削とセグメント組立てとの同時施工が可能となり、トンネル掘進の高速化が図れる。
To achieve the above object, in the tunnel excavator according to the present invention, a main beam, a cutter provided on the main beam, a first protector fixed to the main beam behind the cutter, and a rear of the first protector. A second protector that is slidably attached to the main beam and overlaps the first protector; segment assembly means that is slidably attached to the main beam and assembles a new segment in the second protector; and slides on the main beam. It is characterized by comprising a gripper that is movably attached and abuts against a tunnel wall surface.
In the reaming tunnel excavator according to the present invention, in the tunnel excavator described above, the main beam extends forward from the cutter, and the front end of the main beam is slidably attached to the main beam. It has a structure having a gripper, and is characterized in that the front gripper can be positioned in an advanced tunnel of a tunnel.
In this invention, a 2nd protector can move within the range which overlaps with a 1st protector and an existing segment. For this reason, since the tunnel wall surface is not exposed, and the fall of the natural ground and the skin fall can be protected to ensure the safety, the conventional primary support and secondary lining work can be omitted. When the overlapping length with the existing segment becomes small, the segment assembling work can be performed by the segment assembling means. Moreover, even during the assembly of the segment, it is possible to dig while advancing the cutter within the range of overlap between the first protector and the second protector. Thus, simultaneous excavation and segment assembly are possible, and tunnel tunneling can be speeded up.
また、本発明に係るリーミングトンネル掘削機では、第二プロテクタをトンネル前後方向に移動させる第一ジャッキと、新たなセグメントを既設セグメントに押し付ける第二ジャッキとが第二プロテクタに連結されていることが好ましい。
本発明では、第一ジャッキによって、掘進による移動に関係なく第二プロテクタを移動させることができる。このため、掘進中には、第二ジャッキによって反力をとりながら新たなセグメントを既設セグメントに押し付けることができる。
In the reaming tunnel excavator according to the present invention, the first jack for moving the second protector in the longitudinal direction of the tunnel and the second jack for pressing the new segment against the existing segment may be connected to the second protector. preferable.
In the present invention, the first protector can move the second protector regardless of the movement due to the excavation. For this reason, during excavation, a new segment can be pressed against an existing segment while taking a reaction force with the second jack.
また、本発明に係るリーミングトンネル掘削機では、第二プロテクタをトンネル内空側から支持する支持部材に補助グリッパを設け、第二ジャッキでセグメントを押し付けるときに、補助グリッパをトンネル壁面に向けて張り出すように構成されていることが好ましい。
本発明では、第一ジャッキ及び第二ジャッキを伸長するトンネル掘進時及びセグメントの組立時に、補助グリッパをトンネル壁面に押し付けて反力をとることで、支持部材を所定の位置に固定させることができる。これにより、支持部材はカッタの振動を防ぐことができ、第二ジャッキでセグメントを押し付けることができる。
In the reaming tunnel excavator according to the present invention, an auxiliary gripper is provided on a support member that supports the second protector from the inner side of the tunnel, and the auxiliary gripper is stretched toward the tunnel wall surface when the segment is pressed by the second jack. It is preferable that it is comprised so that it may take out.
In the present invention, the support member can be fixed at a predetermined position by pressing the auxiliary gripper against the tunnel wall surface and taking the reaction force when tunneling and extending the first jack and the second jack. . Thereby, the support member can prevent the vibration of the cutter and can press the segment with the second jack.
また、本発明に係るリーミングトンネル掘削機では、セグメント組立手段は、支持部材の移動と連動するエレクタ装置を備えていることが好ましい。
本発明では、セグメントの組立て作業位置が第二プロテクタの内空側となり、エレクタ装置でセグメントを位置決めすることで、安全にセグメントを組み立てることができる。
In the reaming tunnel excavator according to the present invention, it is preferable that the segment assembling means includes an erector device that is interlocked with the movement of the support member.
In the present invention, the segment assembly work position is the inner space side of the second protector, and the segment can be safely assembled by positioning the segment with the erector device.
また、本発明に係る掘削方法では、上述したトンネル掘削機を使用して掘削する掘削方法であって、トンネルを掘削するカッタと連動させて第一プロテクタを、第二プロテクタと重なる範囲内で進行方向の前方に移動させる第一工程と、第一プロテクタ及び既設セグメントと重なる範囲内で第二プロテクタを移動させる第二工程とを備え、第二プロテクタと既設セグメントとの重なり長さが小さくなったときに、セグメント組立手段によって既設セグメントに新たなセグメントを組み立てるようにしたことを特徴としている。
本発明では、例えば第一プロテクタと第二プロテクタとの重なり長さが小さく、第二プロテクタと既設セグメントとの重なり長さが大きい場合において、第一工程で、カッタと連動して第一プロテクタが前方に移動したときに、第一プロテクタと第二プロテクタとの重なり長さが小さくなる。そして、第二工程で、第二プロテクタを前方に移動して、第二プロテクタと既設セグメントとの重なり長さが小さくなったときに、既設セグメントに新たなセグメントの組み立て作業を行うことができる。このように、セグメント組立時に、カッタによる掘削を行うことができるため、トンネルの進行を高速化させることができる。
Further, the excavation method according to the present invention is an excavation method for excavating using the tunnel excavator described above, wherein the first protector is advanced in a range overlapping with the second protector in conjunction with the cutter for excavating the tunnel. The first step of moving in the forward direction and the second step of moving the second protector within a range overlapping the first protector and the existing segment, the overlap length of the second protector and the existing segment is reduced In some cases, a new segment is assembled to the existing segment by the segment assembling means.
In the present invention, for example, when the overlap length between the first protector and the second protector is small and the overlap length between the second protector and the existing segment is large, the first protector is interlocked with the cutter in the first step. When moving forward, the overlap length of the first protector and the second protector is reduced. Then, in the second step, when the second protector is moved forward and the overlap length between the second protector and the existing segment becomes small, a new segment assembly operation can be performed on the existing segment. Thus, since excavation with a cutter can be performed at the time of segment assembly, the progress of the tunnel can be increased.
本発明のトンネル掘削機、リーミングトンネル掘削機及び掘削方法によれば、第二プロテクタは、第一プロテクタ及び既設セグメントと重なる範囲内で移動することができる。このため、トンネル壁面の露出がなくなり、地山の崩落や肌落ちを防護して安全性を確保できることから、従来の一次支保や二次覆工の作業を省略することができる。そして、既設セグメントとの重なり長さが小さくなったときに、セグメント組立手段によってセグメントの組み立て作業を行うことができる。そのうえ、セグメントの組立中であっても、第一プロテクタと第二プロテクタとの重なりの範囲内でカッタを前進させながら掘進することができる。
このように、掘削とセグメント組立てとの同時施工を可能としたことにより、セグメント組立て作業を略連続的に行うことが可能となり、組立ての施工速度を従来の二次覆工の速度より速くすることができる。したがって、高速化したセグメント組立ての施工速度に合わせてトンネル進行速度を高速化させることができ、トンネル掘削機の高速掘進性能を十分に発揮させることができるため、工期の短縮が図れる。
According to the tunnel excavator, the reaming tunnel excavator and the excavation method of the present invention, the second protector can move within a range overlapping with the first protector and the existing segment. For this reason, since the tunnel wall surface is not exposed, and the fall of the natural ground and the skin fall can be protected to ensure the safety, the conventional primary support and secondary lining work can be omitted. When the overlapping length with the existing segment becomes small, the segment assembling work can be performed by the segment assembling means. Moreover, even during the assembly of the segment, it is possible to dig while advancing the cutter within the range of overlap between the first protector and the second protector.
In this way, by enabling simultaneous construction of excavation and segment assembly, it becomes possible to perform segment assembly work substantially continuously, and to make the assembly construction speed faster than the speed of conventional secondary lining. Can do. Therefore, the tunnel advancing speed can be increased in accordance with the increased construction speed of the segment assembly, and the high-speed excavation performance of the tunnel excavator can be sufficiently exhibited, so that the construction period can be shortened.
以下、本発明に係るトンネル掘削機、リーミングトンネル掘削機及び掘削方法の実施の形態について、図1乃至4に基づいて説明する。
図1は実施の形態によるリーミング掘削機の全体を示す側面図、図2は図1に示すリーミング掘削機のA−A線断面図、図3(a)、(b)はプロテクタの稼動状態を示す拡大図、図4(a)〜(d)は実施の形態のリーミング掘削機による掘削方法を示す図である。
Hereinafter, embodiments of a tunnel excavator, a reaming tunnel excavator, and a excavation method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a side view showing the whole reaming excavator according to the embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of the reaming excavator shown in FIG. 1, taken along line AA, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the operating state of the protector. FIGS. 4A to 4D are diagrams illustrating a drilling method by the reaming excavator according to the embodiment.
先ず、以下の説明にあたり、トンネル進行方向で前進側の向きを「前方」又は「切羽側」とし、その反対の向きを「後方」とする。
図1に示すように、実施の形態におけるトンネル1は、TBM(トンネルボーリングマシン)工法によるものであり、予め円形の先進導坑11が先進導坑用の掘削機(図示省略)によって掘削されており、本実施の形態のリーミング掘削機2(トンネル掘削機)を使用して先進導坑11と同軸に拡径掘削して、拡幅坑12が形成される。また、リーミング掘削機2の後方では、掘削の進行と同時にセグメント3が構築されている。
なお、拡径掘削中の先進導坑11と拡幅坑12との境界に、拡幅切羽12aが形成されている。
First, in the following description, the forward direction in the tunnel traveling direction is “front” or “face side”, and the opposite direction is “rear”.
As shown in FIG. 1, the
In addition, the widening
図1に示すように、リーミング掘削機2には、長尺梁をなし、長手方向をトンネル進行方向に向けて、先進導坑11と拡幅坑12にわたって延設されたメインビーム4が設けられている。このメインビーム4は、リーミング掘削機2の主軸をなし、先進導坑11内に備えたフロントサポート6と、拡幅坑12に備えたリアサポート7とによってトンネル1の底盤に反力がとられ、下方より支持されている。
図1に示すように、リーミング掘削機2には、拡幅切羽12aの位置において、リーミング掘削機2の進行方向と直交する方向に回転面を有し円形の拡幅外径をなし、メインビーム4に回転可能に備えられたカッタ5が設けられている。カッタ5は、拡幅切羽12a側の面に例えば算盤玉形状をなす円形のローラーカッタ13を多数備え、カッタ駆動モータ(図示省略)によってトンネル軸を中心にトンネル周方向に回転掘削する。
As shown in FIG. 1, the reaming
As shown in FIG. 1, the reaming
さらに、図1に示すように、リーミング掘削機2には、メインビーム4の先端側に備えられてカッタ5の前方でトンネル進行方向に牽引する推進機構Sと、カッタ5とセグメント3との間で拡径掘削したトンネル壁面の露出を塞ぐように覆いを設けて地山の崩落に対して防護する防護機構Uと、防護機構Uの内空側でセグメント3を組み立てるためのセグメント組立手段Vとが設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the reaming
推進機構Sには、図1に示すように、メインビーム4の周部に沿ってメインビーム4の軸方向に摺動可能に設けられ、先進導坑11内に位置するフロントグリッパ8と、拡幅坑12内に位置するリアグリッパ10とが備えられている。フロントグリッパ8及びリアグリッパ10は、トンネル径方向に伸縮する複数のジャッキ8a、10aと、各ジャッキ8a、10aの先端に固定され円弧形状をなす面板8b、10bとを備え、各ジャッキ8a、10aを張り出すことで夫々のトンネル壁面に当接する面板8b、10bで反力をとる。なお、フロントグリッパ8及びリアグリッパ10は、本発明の「グリッパ」に相当する。
また、推進機構Sには、一端9aをフロントグリッパ8に固定し、他端9bをメインビーム4に固定してトンネル前後方向に伸縮する複数の推進ジャッキ9が設けられている。
As shown in FIG. 1, the propulsion mechanism S is provided so as to be slidable in the axial direction of the main beam 4 along the peripheral portion of the main beam 4. A
Further, the propulsion mechanism S is provided with a plurality of propulsion jacks 9 that have one
防護機構Uは、図1乃至図3に示すように、カッタ5の後端5aから後方に、拡幅坑12の内径より少し小さな径の円筒形状をなす第一プロテクタ14と、外周15aが第一プロテクタ14の内周面14aに固定され環状に形成された第一リングビーム15とを備えている。この第一リングビーム15は、内周15bで連結部材(図示省略)を介してメインビーム4に固定されている。
そして、図1に示すように、第一プロテクタ14の前端14bとカッタ5の後端5aとは、若干の隙間を有している。なお、第一プロテクタ14に対して、カッタ5は回転可能に設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the protective mechanism U includes a
As shown in FIG. 1, the
また、防護機構Uには、図1乃至図3に示すように、第一プロテクタ14より少し小さい径の円筒形状をなす第二プロテクタ16と、第二プロテクタ16の内周面16aに固定されトンネル周方向に環状に形成された第二リングビーム17(支持部材)とが備えられている。この第二リングビーム17は、第二プロテクタ16と共に、メインビーム4に対してトンネル進行方向に摺動可能に取り付けられている
図3に示すように、第二プロテクタ16は、第一プロテクタ14とセグメント3との間で、外周面16bが第一プロテクタ14の後部内周面14cと、及び内周面16aが既設セグメント3aの外周と、トンネル前後方向に重なりを有する範囲内で第一プロテクタ14に沿って移動する。このように、第二プロテクタは、トンネル壁面を露出させることなく塞ぐものである。そして、第二プロテクタ16の内周面16a側でセグメント3が順次組立てられる。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the protection mechanism U is fixed to a
図3(a)、(b)に示すように、第一リングビーム15と第二リングビーム17との間には、トンネル前後方向に伸縮するスライドジャッキ18(第一ジャッキ)の周方向に所定間隔をもって複数個連結されている(図2参照)。なお、このスライドジャッキ18の長さは、伸長時に第一プロテクタ14及び第二プロテクタ16との重なりが外れない程度の長さに設定されている。
これらのスライドジャッキ18は、カッタ5による掘進と連動しないで単独で伸縮させることができ、掘進やセグメント組立てなどの作業状態に応じて、第一リングビーム15と第二リングビーム17との位置関係を制御させることができる。例えばセグメント組立中に掘進するときには、第一リングビーム15がカッタ5による掘進と連動して前進するため、第一リングビーム15と固定位置にある第二リングビーム17との距離が開くことになる。このため、スライドジャッキ18は、掘進と連動して伸長できるようにフリーな状態にしておく(図4(b)参照)。
また、図1及び図2に示すように、第二リングビーム17の後方側端面17cとセグメント3との間で周方向に所定間隔をもってトンネル前後方向に伸縮するシールドジャッキ19(第二ジャッキ)が複数設けられている。このシールドジャッキ19が伸長すると、この先端部19aがセグメント3に当接して押し付けることになる。第二プロテクタ16及び第二リングビーム17が前進した状態のセグメント組立時には、セグメント3を組み立てる位置にあるシールドジャッキ19を縮めて組立領域Rを形成する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a predetermined distance is provided between the
These slide jacks 18 can be expanded and contracted independently without being interlocked with the excavation by the
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a shield jack 19 (second jack) that extends and contracts in the longitudinal direction of the tunnel at a predetermined interval in the circumferential direction between the rear end surface 17c of the
セグメント組立手段Vは、図1に示すように、セグメント組立て時の把持及び位置決め機能を有し、第二リングビーム17の内周面17aに案内されて回転するエレクタ装置20を装備したものである。このエレクタ装置20は、旋回のほか、例えば上下左右に微調整可能に稼動させることで、セグメントの位置決め操作を行うことができる。
そして、図3に示すように、シールドジャッキ19は、エレクタ装置20によって所定位置に配設された新たなセグメント3bを、既設セグメント3aに順次押し付けることができる。
図3に示すように、第二リングビーム17の外周面17bには、その径方向で外側に張り出す補助グリッパ21が複数箇所(例えば6〜8箇所)に設けられている。
As shown in FIG. 1, the segment assembling means V has a gripping and positioning function during segment assembling, and is equipped with an
And as shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 3,
図1に示すように、リーミング掘削機2の付帯設備として、メインビーム4の後方に連結されて掘進と同時に前進する作業架台22が設けられている。この作業架台22は、セグメント3の組み立て時の作業足場をなし、資機材などの置き場としても使用される。この作業架台22には、セグメント3を内空側から支持して、リング状をなすセグメント3のつぶれを防止する形状保持装置23が設けられている。形状保持装置23は外周がセグメント内周径と同径の円弧形状をなし、例えば内装したジャッキ(図示省略)をリング状に組み立てられたセグメント3の内側に押し当てる。
また、掘削した土砂は、カッタ5に内装された掻き上げ板(図示省略)によって上方に掻き上げられて、バケット(図示省略)に取り込まれて、ベルトコンベアなどを介して、後方の例えば連続ベルトコンベアや鋼車などの土砂搬出設備に送られる。
As shown in FIG. 1, as an incidental facility for the
Further, the excavated earth and sand are scraped upward by a scraping plate (not shown) provided in the
次に、このような構成によるリーミング掘削機2の作用および掘削方法について説明する。
先ず、トンネル掘進は、図4(a)に示すように、先進導坑11内のフロントグリッパ8及び拡幅坑12内のリアグリッパ10を夫々壁面に張り出して反力をとった後、カッタ5を回転させながら推進ジャッキ9を伸長させる。そうすると、メインビーム4を介してカッタ5は切羽側への推進力を得て拡幅切羽12aの掘削が開始される。
Next, the operation of the
First, as shown in FIG. 4 (a), the tunnel excavation rotates the
続いて、図4(b)に示すように、第一プロテクタ14は、第一リングビーム15を介してメインビーム4に固定されているため、常にカッタ5による掘進と連動して前方に移動する。このとき、第一プロテクタ14は、第二プロテクタ16と重なる範囲内で移動する。つまり、第一プロテクタ14と第二プロテクタ16との重なり長さが小さくなる。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, the
図4(c)に示すように、1掘進長の掘削が終了したら、フロントサポート6及びリアサポート7をトンネル1のトンネル壁面に当接するまで張り出してメインビーム4を支持し、その後トンネル壁面に反力をとっていたフロントグリッパ8及びリアグリッパ10を縮める。
図4(c)に示すように、第二プロテクタ16は、メインビーム4に摺動可能に備えられているため、カッタ5による掘進と連動することはない。
1掘進長の掘削が終了したとき、補助グリッパ21を縮めてからスライドジャッキ18を縮めると、第一リングビーム15が固定されているため、第二リングビーム17及び第二プロテクタ16が前方に移動する。すなわち、第一プロテクタ14と第二プロテクタ16との重なり長さが大きくなり、第二プロテクタ16と既設セグメント3aとの重なり長さが小さくなる。そして、セグメント3の組立て位置にあるシールドジャッキ19を縮めると、第二リングビーム17と既設セグメント3aとの間に組立領域Rが形成され、この組立領域Rに新たなセグメント3bを組み立てることができる。
なお、第一プロテクタ14と第二プロテクタ16、及び第二プロテクタ16とセグメント3は、スライドジャッキ18の伸長距離が制限されて常に重なっているため、トンネル壁面が露出することがなく、地山の崩落や肌落ちなどの危険がなく、安全な作業を行うことができる。
そして、1掘進長分が伸長している推進ジャッキ9を縮めてフロントグリッパ8を前方に盛り替えて、次の掘進の準備が完了する。
As shown in FIG. 4 (c), when the excavation for one digging length is completed, the front support 6 and the
As shown in FIG. 4C, the
When the excavation for one digging length is completed, when the
The
Then, the propulsion jack 9 extending for one digging length is shrunk and the
次に、セグメント組立ての作業手順について説明する。図4(d)に示すように、補助グリッパ21を拡幅坑12の壁面12bに押し当てて反力をとり、第二リングビーム17を所定位置に固定する。これにより、シールドジャッキ19をセグメント3に押し付けるときの反力を第二リングビーム17にとることができる。そのうえ、エレクタ装置20がカッタ5の振動を受けることなくなる。
新たに組み立てるセグメント3bは、第二プロテクタ16の内空側で、エレクタ装置20を使用して既設セグメント3aに隣接して組立て位置に位置決めされ、シールドジャッキ19で既設セグメント3a側に押し付けられる。そして、例えばボルトなどを使用して隣り合うセグメント3同士を固定させて、1リング分のセグメント3の組立てを行う。
以降の工程は、上述した作業手順の繰り返しとなるが、セグメント3の組み立て作業と同時に、次の掘進を行うことも可能である。
Next, the procedure for assembling the segments will be described. As shown in FIG. 4D, the
The
The subsequent steps are a repetition of the above-described work procedure, but the next excavation can be performed simultaneously with the assembly work of the
本実施の形態によるトンネル掘削機、リーミングトンネル掘削機及び掘削方法では、従来一次支保を必要としていたトンネル壁面を塞ぐように、第一プロテクタ14及び第二プロテクタ16を設けたことで、トンネル壁面の露出がなくなり、トンネル壁面の崩落や肌落ちを防護して安全性を確保できることから、従来の一次支保や二次覆工の作業を省略することができる。
そして、第二プロテクタ16の内空側では、セグメント3の組み立て作業を行うことができる。そのうえ、例えば、セグメント組立時において第二プロテクタ16が固定位置にあるときには、第一プロテクタ14が第二プロテクタ16と重なる範囲内で、カッタ5を前進させて掘進することができる。
このように、掘削とセグメント組立てとの同時施工を可能としたことにより、セグメント組立て作業を略連続的に行うことが可能となる。本実施の形態では、セグメント3の組立て時間は、例えば1リング当り40〜100分程度が可能であり、月当りの進行で500m以上を期待できる。これは従来の二次覆工における100m程度の進行と比較して約5倍の進行となる。このように、セグメント組立ての施工速度は、従来の二次覆工の施工速度より速くなる。したがって、高速化したセグメント組立ての施工速度に合わせてトンネル進行速度を高速化させることができ、トンネル掘削機の高速掘進性能を十分に発揮させることができるため、工期の短縮が図れる。
In the tunnel excavator, the reaming tunnel excavator, and the excavation method according to the present embodiment, the
And the assembly work of the
As described above, since the excavation and the segment assembly can be performed simultaneously, the segment assembly operation can be performed substantially continuously. In the present embodiment, the assembly time of the
以上、本発明の実施の形態によるトンネル掘削機、リーミングトンネル掘削機及び掘削方法について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では第一及び第二プロテクタ14、16を略円筒形状としているが、必ずしも円筒形状のように全周に設けられていることに限定されることはなく、少なくともトンネル天端部の地山を防護できるような略円弧形状のプロテクタであればよい。例えば、実施の形態にある第二プロテクタ16に代えて、半円筒形状をなすプロテクタをトンネル天端部を覆うように設けて、拡幅坑12の断面上方にのみ配設してもかまわない。この場合、下方部はトンネル壁面が露出することになるため、トンネル全周にわたってトンネル壁面が崩れるような軟弱地盤の少ないトンネル1に適用することが好ましく、実施の形態の第二プロテクタ16と同様に内空側でセグメント3を組み立てることができる。
また、本実施の形態では、先進導坑を利用して拡幅坑を掘削するリーミング掘削機2としたが、メインビームがカッタより前方に延伸された構造であることに限定されない。その場合、先進導坑のないトンネルを掘削するトンネル掘削機となる。
The tunnel excavator, the reaming tunnel excavator, and the excavation method according to the embodiment of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Is possible.
For example, in the present embodiment, the first and
Moreover, in this Embodiment, although it was set as the
1 トンネル
2 リーミング掘削機(トンネル掘削機)
3 セグメント
3a 既設セグメント
4 メインビーム
5 カッタ
8 フロントグリッパ(グリッパ)
10 リアグリッパ(グリッパ)
11 先進導坑
12 拡幅坑
12a 拡幅切羽
14 第一プロテクタ
15 第一リングビーム
16 第二プロテクタ
17 第二リングビーム(支持部材)
18 スライドジャッキ(第一ジャッキ)
19 シールドジャッキ(第二ジャッキ)
20 エレクタ装置
21 補助グリッパ
R 組立領域
S 推進機構
U 防護機構
V セグメント組立手段
1
3
10 Rear gripper (gripper)
DESCRIPTION OF
18 Slide jack (first jack)
19 Shield jack (second jack)
20
Claims (6)
該メインビームに備えられたカッタと、
該カッタの後方で前記メインビームに固定された第一プロテクタと、
該第一プロテクタの後方で前記メインビームに摺動可能に取り付けられて第一プロテクタと重なり合う第二プロテクタと、
前記メインビームに摺動回転可能に取り付けられて前記第二プロテクタ内で新たなセグメントを組み立てるセグメント組立手段と、
前記メインビームに摺動可能に取り付けられてトンネル壁面に当接するグリッパと、
からなることを特徴とするトンネル掘削機。 The main beam,
A cutter provided on the main beam;
A first protector fixed to the main beam behind the cutter;
A second protector slidably attached to the main beam behind the first protector and overlapping the first protector;
Segment assembling means that is slidably attached to the main beam and assembles a new segment in the second protector;
A gripper that is slidably attached to the main beam and abuts against a tunnel wall;
A tunnel excavator characterized by comprising:
前記メインビームが前記カッタよりも前方に延ばされ、その前記メインビーム先端側には、該メインビームに摺動可能に取り付けられたフロントグリッパを有する構成とし、前記フロントグリッパをトンネルの先進導坑に位置させることが可能なことを特徴とするリーミングトンネル掘削機。 The tunnel excavator of claim 1,
The main beam extends forward from the cutter, and has a front gripper slidably attached to the main beam at a front end side of the main beam. Reaming tunnel excavator characterized in that it can be located in
The reaming tunnel excavator according to any one of claims 2 to 4, wherein the segment assembling means includes an erector device that interlocks with the movement of the support member.
トンネルを掘削する前記カッタと連動させて前記第一プロテクタを、前記第二プロテクタと重なる範囲内で前記進行方向の前方に移動させる第一工程と、
前記第一プロテクタ及び前記既設セグメントと重なる範囲内で前記第二プロテクタを移動させる第二工程と、
を備え、
前記第二プロテクタと前記既設セグメントとの重なり長さが小さくなったときに、セグメント組立手段によって前記既設セグメントに前記新たなセグメントを組み立てるようにしたことを特徴とする掘削方法。 A drilling method for excavating using the tunnel excavator according to any one of claims 1 to 5,
A first step of moving the first protector in front of the traveling direction within a range overlapping the second protector in conjunction with the cutter excavating a tunnel;
A second step of moving the second protector within a range overlapping the first protector and the existing segment;
With
The excavation method characterized in that when the overlap length between the second protector and the existing segment becomes small, the new segment is assembled to the existing segment by segment assembling means.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
CN104265315A (en) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 中铁工程装备集团有限公司 | Novel hard rock tunnel tunneling machine capable of expanding excavation |
CN109458183A (en) * | 2018-12-28 | 2019-03-12 | 中铁工程装备集团有限公司 | Expand former tunnel diameter and completes the development machine and its construction method of tunnel-liner |
CN109630123A (en) * | 2018-07-23 | 2019-04-16 | 中国铁建重工集团有限公司 | Deep shaft rock ripper |
CN110454191A (en) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | The construction method of the length adjustment ring of negative endless tube piece and negative endless tube piece |
-
2006
- 2006-06-20 JP JP2006169897A patent/JP2008002070A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104265315A (en) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 中铁工程装备集团有限公司 | Novel hard rock tunnel tunneling machine capable of expanding excavation |
CN109630123A (en) * | 2018-07-23 | 2019-04-16 | 中国铁建重工集团有限公司 | Deep shaft rock ripper |
CN109630123B (en) * | 2018-07-23 | 2024-02-02 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | Rock tunneller for deep shaft |
CN109458183A (en) * | 2018-12-28 | 2019-03-12 | 中铁工程装备集团有限公司 | Expand former tunnel diameter and completes the development machine and its construction method of tunnel-liner |
CN109458183B (en) * | 2018-12-28 | 2024-07-12 | 中铁工程装备集团有限公司 | Development machine for enlarging diameter of original tunnel and completing tunnel lining and construction method thereof |
CN110454191A (en) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | The construction method of the length adjustment ring of negative endless tube piece and negative endless tube piece |
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