JP2008050769A - ガントリー型トンネル掘削機 - Google Patents

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Mitsuo Masuda
光雄 益田
Toshibumi Hirose
俊文 広瀬
Kiyoaki Nishimura
清亮 西村
Takashi Okada
喬 岡田
Shinichiro Okazaki
慎一郎 岡崎
Tsutomu Kitagawa
勉 北川
Yukihisa Inagawa
雪久 稲川
Shinji Shoda
真司 正田
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Kumagai Gumi Co Ltd
Gifu Industry Co Ltd
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Abstract

【課題】ガントリー型トンネル掘削機によるトンネル掘削において、その走行用レールの移動に伴う該レールの摩滅を低減すること、及びレールの移動に要する動力を低減すること。
【解決手段】ガントリー型トンネル掘削機(10)は、一対のレール(14)上を走行可能であるガントリー(16)と、ガントリーに取り付けられた複数のアウトリガー(32)と、ガントリー(16)に設けられた、各レールをその長手方向へ移動可能に吊持するための少なくとも1つの吊持手段(34)とを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、山岳トンネルを形成するために用いられるガントリー型トンネル掘削機に関する。
ガントリー型トンネル掘削機は、一対のレール上を走行可能である門形のガントリーと、該ガントリー上に据えられたドリフターとを備える(後記特許文献1参照)。
このガントリー型トンネル掘削機によるトンネル掘削は、ガントリーを前進させまた後退させることを繰り返しながら行われる。ガントリーの前進及び後退のためにその走行用レールの移動が行われる。
両レールの移動のため、ガントリーに取り付けられた複数のアウトリガーが伸長動作され、これにより、ガントリーが両レールの上方に持ち上げられる。この間に、各レールが、ガントリーに取り付けられた動力装置により、岩ずり混じりの路盤上を引き摺られながらガントリーの前方又は後方に運ばれる。
ところで、ガントリーの前進及び後退は、通常、一日に4〜6回行われ、また、レールの一回当たりの移動距離は50〜60mに及ぶ。また、レールの長さは通常40mに及び大きい重量を有する。このため、レール(より詳細にはレールの底部に取り付けられる桁部材)の底面が摩滅し、その補修に多大の費用を要するという問題があった。さらに、レール移動の際に過大な負荷を受ける前記動力装置に故障や破損を生じるという問題があった。
特開平2−70889号公報
本発明の目的は、ガントリー型トンネル掘削機によるトンネル掘削において、その走行用レールの移動に伴う該レールの摩滅を低減することにある。また、本発明の他の目的は、レール移動に要する動力を低減することにある。
本発明は、ガントリー型トンネル掘削機に係り、一対のレール上を走行可能であるガントリーと、該ガントリーに取り付けられた複数のアウトリガーと、前記ガントリーに設けられた、各レールをその長手方向へ移動可能に吊持するための少なくとも1つの吊持手段とを含む。
本発明の実施の一例において、前記レールは、ウエブと該ウエブに直交するフランジとを有する桁部材に支持され、前記吊持手段は互いに枢着された一対の挟み部材であって前記桁部材のウエブをその両側から挟みかつそのフランジに係止可能である一対の挟み部材と、両挟み部材を枢動させるための駆動装置とからなる。
前記駆動装置はこれを液圧ジャッキとすることができる。あるいは、また、両挟み部材を枢動させるためのばね部材と、両挟み部材の一方と前記アウトリガーとに連結されたワイヤとからなり、前記アウトリガーが伸長動作するとき、前記ワイヤからの引張り力を受け、両挟み部材が前記ばね部材のばね力に抗して枢動するものとすることができる。
本発明によれば、ガントリー型トンネル掘削機は、そのガントリーに取り付けられた吊持手段を備え、該吊持手段はレールをその長手方向へ移動可能に吊持する機能を有する。前記吊持手段及びこれに吊持された前記レールは、アウトリガーを伸長動作により、前記ガントリーと共に上昇する。
吊持手段による吊持下にあるレールは、これに押圧力又は引張り力を及ぼすことにより、前記吊持手段上を前記ガントリーの前方又は後方に向けて移動させることができる。前記レールに対する前記吊持手段の接触面の大きさ、材料等は任意に選択することができ、これにより、これらの間に生じる摩擦力を少なくし、前記レールの摩滅及びその移動に要する動力をより小さいものとすることができる。
前記レールは、通常、レール本体と、該レール本体の底部に固定されこれに沿って伸びる桁部材との組立体からなる。このようなレールのための吊持手段の一例は、互いに枢着された一対の挟み部材と、これを枢動させるための駆動装置とからなる。これによれば、前記駆動装置の作動の下、前記挟み部材が前記桁部材のウエブをその両側から挟みかつそのフランジに係止し、前記レールを吊持することができる。
前記駆動装置は、例えば伸長動作により両挟み部材を枢動させる液圧ジャッキからなる。あるいは、両挟み部材に枢動傾向を与えるばね部材と、一方の挟み部材と前記アウトリガーとに連結されたワイヤであって前記アウトリガーが伸長動作するときに前記ばね部材のばね力に抗して両挟み部材を枢動させるワイヤとからなる。
図1及び図2を参照すると、本発明に係るガントリー型トンネル掘削機(以下「トンネル掘削機」という。)が全体に符号10で示されている。
トンネル掘削機10は、これを用いて掘削されたトンネル内の路盤12上に敷かれた一対の平行なレール14上を走行可能であるガントリー16を含む。
図示のレール14は、図3及び図6に示すように、レール本体18と、該レール本体の底部に固定されレール本体18に沿ってその長手方向へ伸びる桁部材(箱桁)20との組立体からなる。桁部材20はウエブ22と、該ウエブに直交する一対のフランジ(上フランジ及び下フランジ)24,26を有する。レール14は、その下フランジ26が路盤12に接するように敷かれる。
図1に戻ると、ガントリー16は全体に門形を呈し、その頂部及びその各側部に多数の穿孔機28が搭載されている。ガントリー16の底部には、両レールのレール本体18上を転動可能である複数の車輪30が取り付けられてい。
ガントリー16には、また、その両側部にそれぞれ複数のアウトリガー32が取り付けられている。
アウトリガー32は、ガントリー16したがって掘削機10がレール14上を走行するときは路盤12に接しないように収縮状態におかれ、反対にトンネル掘削中の掘削機10の安定確保、後述する掘削機10のトンネル内移動のためのレール14の移動等のため、接地する伸長状態におかれる。
レール14の移動に際しては、収縮状態にあった各アウトリガー32(図3及び図6参照)が路盤12に向けて伸長動作される(図4及び図7)。アウトリガー32は、さらに伸長動作され、これによりガントリー16がレール14の上方位置へ持ち上げられる(図5及び図8)。
各レール14は、ガントリー16の持ち上げの間に、ガントリー16の前方又は後方へ移動される。
ガントリー16の各側部に、レール14の移動に供される設備である複数(図示の例では2つ)のレール吊持手段34が設けられている。ガントリー16の各側部に設置されるレール吊持手段34の数量は、図示の例に代えて、単一又は3以上とすることができる。
図3〜図5、及び図6〜図8に、それぞれ、吊持手段34の一の例及び他の例が示されている。
いずれの例においても、吊持手段34は、ガントリー16に取り付けられた一対の挟み部材36を備える。両挟み部材36は互いに枢着されており、それぞれ、これらの先端部に互いに他の一方に向けて伸びる一対の爪部40を有する。
両挟み部材36は駆動装置38により枢動される。図3を参照すると、駆動装置38は液圧ジャッキからなる。前記液圧ジャッキはその両端部において両挟み部材の先端部と反対側の両基端部にそれぞれ連結(枢着)されている。
両挟み部材36は前記液圧ジャッキの伸長動作及び収縮動作により枢動され、これにより両爪部40間の間隔が増大し及び減少する。
両挟み部材36は、両爪部40間の間隔を狭めるとき、これらの爪部40において、桁部材20のウエブ22をその両側から挟むことができる(図4)。アウトリガー32の伸長動作に伴ってガントリー16と共に吊持手段(より詳細には両挟み部材36)が上昇すると、これらの爪部40が上フランジ24に係止し、これによりレール14が持ち上げられ、吊持される(図5)。
他方、図6〜図8に示す他の例に係る吊持手段38は、両挟み部材36を枢動させるためのばね部材(図示の例では、両爪部40に対してこれらの相互間隔が増大するようなばね力を与える。)42と、両挟み部材の一方36とアウトリガー(図示の例ではその下端部)32とに連結されたワイヤ44とからなる。ワイヤ44は、アウトリガー32の下端部に対して上下に相対移動をするその上部に取り付けられた滑車46を巡り、一方の挟み部材36からアウトリガー32の前記下端部に伸びている。
この例によれば、アウトリガー32が伸長動作をしてその下端部が下降すると、ワイヤ44が緊張し、これに伴って両挟み部材36の一方が他の一方に向けて引張られる。これにより、両挟み部材36が、ばね部材42のばね力に抗して、枢動する。その結果、図4に示す例と同様、両挟み部材36の爪部40において、桁部材20のウエブ22をその両側から挟むことができる(図7)。さらに、アウトリガー32の伸長動作に伴ってガントリー16と共に両挟み部材36が上昇すると、これらの爪部40がフランジ24に係止し、レール14を持ち上げ、吊持する(図8)。
吊持手段34に吊持されたレール14は、例えば、ガントリー16に設けられた動力装置46を作動させることにより、前方又は後方へ移動させることができる。図示の動力装置46は、モータのような回転駆動装置(図示せず)に接続されたスプロケット48と、該スプロケットに掛けられたチェーン50であってレール14の両端に連結された両端部を有するチェーン50とを備える。これによれば、スプロケット48を回転駆動することにより、チェーン50の引張り力をレール14の両端の一方に及ぼし、吊持手段34上でレール14をスライドさせてこれを前方又は後方へ移動させることができる。
このような動力装置を利用することに代えて、例えばバックホウのような工事車両を用いて、レール14の一端に押圧力を及ぼすことによりレール14をその軸線方向へ容易に移動させることができる。
レール14とこれを支え持つ両爪部40との間に生じる摩擦力を低減し、これにより前記押圧力をより低減するため、両爪部40上にグリースのような摩擦低減材を塗布し、あるいはローラ(図示せず)を配置する等の措置をとることができる。
なお、吊持手段の両挟み部材36の厚さ寸法(レール14の軸線方向長さ)は任意に定めることができる。
また、ガントリー16の各側部に単一の吊持手段34を設けるときは、これに吊持されたレール14の接地する一端を持ち上げて該レールを前方又は後方に進めることができる。
ガントリー型トンネル掘削機の概略的な正面図である。 ガントリー型トンネル掘削機の概略的な側面図である。 両挟み部材を開いた状態にある吊持部材の正面図である。 両挟み部材を閉じ、レールを挟持した状態にある吊持部材の正面図である。 両挟み部材を閉じ、レールを吊持した状態にある吊持部材の正面図である。 両挟み部材を開いた状態にある他の吊持部材の正面図である。 両挟み部材を閉じ、レールを挟持した状態にある他の吊持部材の正面図である。 両挟み部材を閉じ、レールを吊持した状態にある他の吊持部材の正面図である。
符号の説明
10 ガントリー型トンネル掘削機
14 レール
16 ガントリー
20 桁部材
32 アウトリガー
34 吊持手段
36 挟み部材
38 駆動装置

Claims (4)

  1. 一対のレール上を走行可能であるガントリーと、
    該ガントリーに取り付けられた複数のアウトリガーと、
    前記ガントリーに設けられた、各レールをその長手方向へ移動可能に吊持するための少なくとも1つの吊持手段とを含む、ガントリー型トンネル掘削機。
  2. 前記レールは、ウエブと該ウエブに直交するフランジとを有する桁部材に支持され、
    前記吊持手段は互いに枢着された一対の挟み部材であって前記桁部材のウエブをその両側から挟みかつそのフランジに係止可能である一対の挟み部材と、両挟み部材を枢動させるための駆動装置とからなる、請求項1に記載のトンネル掘削機。
  3. 前記駆動装置は液圧ジャッキからなる、請求項2に記載のトンネル掘削機。
  4. 前記駆動装置は、両挟み部材を枢動させるためのばね部材と、両挟み部材の一方と前記アウトリガーとに連結されたワイヤとからなり、前記アウトリガーが伸長動作するとき、前記ワイヤからの引張り力を受け、両挟み部材が前記ばね部材のばね力に抗して枢動する、請求項2に記載のトンネル掘削機。
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