JP2014005677A - Tunnel excavation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤にトンネルを掘削するためのトンネル掘削システムに関する。 The present invention relates to a tunnel excavation system for excavating a tunnel in the ground.
近年、大断面のシールドトンネルをより効率良く構築する方法として、リングシールド工法が知られている。リングシールド工法では、環状のカッタ部を備えた掘削装置により、トンネルの外郭部に当たる位置の地盤を先行して断面円環状に掘削する工程と、掘削した部分に円筒状に覆工体を構築する工程と、覆工体に反力をとって掘削装置を推進させる工程とを繰り返して先行して断面円環状に地盤を掘削し、さらに、これと並行して覆工体の内側に円柱状に残留した土砂を後方側から掘削することによりトンネルを構築する(特許文献1参照)。 In recent years, a ring shield method has been known as a method for efficiently constructing a shield tunnel having a large cross section. In the ring shield construction method, the excavation device having an annular cutter portion is used to first excavate the ground at a position corresponding to the outer portion of the tunnel into an annular cross section, and to construct a lining body in a cylindrical shape on the excavated portion. Repeat the process and the step of propelling the excavator by taking the reaction force on the lining body and excavating the ground in an annular cross section in advance, and in parallel with this, in the cylindrical shape inside the lining body A tunnel is constructed by excavating the remaining earth and sand from the rear side (see Patent Document 1).
ここで、特許文献1記載の装置では、カッタ部により掘削された掘削土は水と攪拌して液状とし、カッタ部前面に開口する送泥管を通じてトンネル外部へ搬出している。しかしながら、このように排出管を通して掘削土を排出する方法では、送泥管内に土砂がつまってしまう虞がある。このように、掘削土のつまりが生じてしまうと、点検補修に非常に手間がかかる。 Here, in the apparatus described in Patent Document 1, excavated soil excavated by the cutter unit is agitated with water to form a liquid, and is carried out of the tunnel through a mud pipe that opens at the front of the cutter unit. However, in the method of discharging excavated soil through the discharge pipe in this way, there is a possibility that soil and sand will be clogged in the mud pipe. Thus, if clogging of excavated soil occurs, it will take a lot of labor for inspection and repair.
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、地盤を掘削することにより発生した掘削土を後方に搬送する際に、掘削土の詰まりが発生しにくいトンネル掘削システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a tunnel excavation system in which clogging of excavated soil is less likely to occur when the excavated soil generated by excavating the ground is conveyed backward. It is to be.
上記の課題を解決するべく、本発明のトンネル掘削システムは、地盤にトンネルを掘削するためのトンネル掘削システムであって、地盤を円環断面状に掘削する円筒状の掘削装置と、円筒状の掘削装置の内部空間内に配置され、掘削装置により円環断面状に掘削された部分の内側部分の地盤を掘削する掘削用重機と、掘削装置の内部空間内から後方に向かって延び、掘削装置の掘削土を後方に向かって搬送する搬送手段と、を備え、掘削装置は、掘削進行方向の先端部に設けられた円筒状の回転部殻体、及び回転部殻体の後方に接続された円筒状の固定部殻体を含む円筒状の殻体と、回転部殻体の先端面に形成されたカッタ部、及び回転部殻体を固定部殻体に対して回転させる回転機構を含む掘削機構と、回転部殻体を掘削進行方向に推進させる推進機構と、を含み、回転部殻体の先端面には開口が形成され、回転部殻体内には収容空間が形成され、掘削機構により掘削された掘削土は開口を通じて収容空間内に収容され、掘削装置の内側面の回転部殻体と固定部殻体との間には隙間が形成され、収容空間と掘削装置の内部空間とは隙間を通じて連通しており、収容空間内に収容された掘削土は、隙間を通じて掘削装置の内部空間に排出され、搬送手段は、掘削用重機により地盤を掘削して発生した掘削土を、収容空間から隙間を通じて掘削装置の内部空間に排出された掘削土とともに後方に向かって搬送することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a tunnel excavation system according to the present invention is a tunnel excavation system for excavating a tunnel in the ground, and includes a cylindrical excavator for excavating the ground in an annular cross-section, and a cylindrical excavator. An excavator that is disposed in the inner space of the excavator and excavates the ground of the inner portion of the portion excavated in an annular cross section by the excavator, and extends rearward from the inner space of the excavator; The excavator is connected to a cylindrical rotating part shell provided at a tip part in the excavation traveling direction, and to the rear of the rotating part shell. Excavation including a cylindrical shell including a cylindrical fixed shell, a cutter formed on a tip surface of the rotating shell, and a rotating mechanism that rotates the rotating shell relative to the fixed shell. The mechanism and the rotating shell are pushed in the direction of excavation. A propulsion mechanism, and an opening is formed in the front end surface of the rotating part shell, and an accommodating space is formed in the rotating part shell, and the excavated soil excavated by the excavating mechanism is accommodated in the accommodating space through the opening. A gap is formed between the rotating shell and the fixed shell on the inner surface of the excavator, and the accommodating space and the inner space of the excavator communicate with each other through the gap and are accommodated in the accommodating space. The excavated soil is discharged into the inner space of the excavator through the gap, and the transport means excavates the excavated soil generated by excavating the ground with a heavy excavator from the accommodating space into the inner space of the excavator through the gap. It is transported toward the rear together with soil.
上記の構成の本発明によれば、カッタ部で地盤を掘削することにより発生した掘削土を、回転部殻体の先端面に形成された開口を通じて収容空間内に収容し、収容空間の後方に形成された隙間から掘削装置の内部空間へ排出しており、従来のように送泥管等を用いていないため、掘削土の詰まりの発生を抑えることができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the excavated soil generated by excavating the ground with the cutter unit is accommodated in the accommodating space through the opening formed in the front end surface of the rotating portion shell, and is located behind the accommodating space. Since it is discharged from the formed gap into the internal space of the excavator and does not use a mud pipe or the like as in the prior art, occurrence of clogging of excavated soil can be suppressed.
また、本発明において、収容空間内は、複数の板材により周方向に複数の室に分割されていることが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable that the inside of the accommodation space is divided | segmented into the some chamber in the circumferential direction by the some board | plate material.
上記の構成の本発明によれば、回転部殻体の回転とともに、板材が回転することにより、収容空間内に収容された掘削土が隙間に向かって送られる。さらに、板材により回転部殻体の剛性を向上することができる。 According to the present invention having the above configuration, the excavated soil accommodated in the accommodating space is sent toward the gap by rotating the plate member as the rotating part shell rotates. Furthermore, the rigidity of the rotating part shell can be improved by the plate material.
また、本発明において、さらに、前記掘削装置の内側に設けられた破砕機を備え、前記掘削用重機により地盤を掘削して発生した掘削土、及び前記収容空間から隙間を通じて掘削装置の内部空間に排出された掘削土は、前記破砕機によりこれら掘削土に含まれる岩石を破砕した後、前記搬送手段により後方に向かって搬送されることが好ましい。 Further, in the present invention, further comprising a crusher provided inside the excavator, excavated soil generated by excavating the ground with the excavator heavy machine, and the internal space of the excavator through the gap from the accommodation space The discharged excavated soil is preferably transported rearward by the transporting means after the rock contained in the excavated soil is crushed by the crusher.
上記の構成の本発明によれば、搬送手段によるスムーズな搬送の障害となるような大きな岩石が掘削土に含まれていても、破砕機により細かく破砕することができるため、搬送手段により掘削土をスムーズに搬送することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, even if large excavated soil that may hinder smooth transport by the transporting means is included in the excavated soil, it can be finely crushed by the crusher. Can be transported smoothly.
また、本発明において、さらに、掘削装置の後方に接続された架台を備え、架台は掘削進行方向に移動可能であり、搬送手段は、架台に支持されていることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that a gantry connected to the rear of the excavator is further provided, the gantry is movable in the excavation traveling direction, and the conveying means is supported by the gantry.
上記の構成の本発明によれば、掘削装置の進行とともに、搬送手段及び架台が一体となって移動することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the conveying means and the gantry can move together as the excavation apparatus advances.
本発明によれば、掘削土の詰まりの発生を抑えることができる。 According to the present invention, occurrence of clogging of excavated soil can be suppressed.
以下、本発明のトンネル掘削システム及びトンネル掘削方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態のトンネル掘削システムの構成を示す、トンネルの長手方向断面図である。同図に示すように、本実施形態のトンネル掘削システム1は、トンネル掘削進行方向最前部に設けられた掘削装置10を用いて地盤の掘削を行うトンネル掘削区域4と、トンネル掘削区域4の後方において一次覆工を行う一次覆工区域6と、一次覆工区域6の後方においてインバートを設置するインバート工区域8と、インバート工区域8の後方においてズリ出しを行うズリ出し工区域9とにより構成される。
Hereinafter, an embodiment of a tunnel excavation system and a tunnel excavation method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a tunnel showing the configuration of the tunnel excavation system of the present embodiment. As shown in the figure, the tunnel excavation system 1 of the present embodiment includes a tunnel excavation area 4 for excavating the ground using an
図2乃至図7は、トンネル掘削部において地盤の掘削に用いられる掘削装置10を示し、図2は斜視図、図3は長手方向鉛直断面図、図4は正面図、図5は図3におけるV−V断面図、図6は図3におけるVI−VI断面図、図7は図3におけるVII−VII断面図である。
2 to 7 show a
図2及び図3に示すように、掘削装置10は、円筒状の殻体12と、殻体12の掘削進行方向(以下、前方という)の先端に設けられた掘削機構14と、掘削土排出機構16と、掘削機構4を推進させるための推進機構18とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
殻体12は、前方から順次接続された回転部殻体20と、第1の固定部殻体22と、第2の固定部殻体24と、第3の固定部殻体26とにより構成される。
The
回転部殻体20は、先端面を形成する円環状の先端面部20Aと、先端面部20Aの外周縁から後方に延びる円筒状の外筒体20Bと、先端面部20Aの内周縁から後方に延びる円筒状の内筒体20Cと、を有する。
The rotating
また、第1の固定部殻体22と、第2の固定部殻体24と、第3の固定部殻体26とは、それぞれ、回転部殻体20の外筒体20Bと略同径に形成された円筒状の外筒体22B、24B、26Bと、外筒体22B、24B、26B内に配置され、第1の固定部殻体22の内筒体20Cと略同径に形成された円筒状の内筒体22C、24C、26Cと、内筒体22C、24C、26Cと外筒体22B、24B、26Bを結ぶように設けられた複数の支持部材(図示せず)とにより構成される。これら殻体20、22、24、26はそれぞれ鋼材からなる。なお、回転部殻体20の内筒体20Cの後端は、第1の固定部殻体22の内筒体22Cの前端との間に隙間20Dが形成されるように、第1の固定部殻体22の内筒体22Cの前端よりも前方において終端している。
Further, the first
回転部殻体20、第1の固定部殻体22、第2の固定部殻体24、及び第3の固定部殻体26を構成する内筒体20C、22C、24C、26C、及び外筒体20B、22B、24B、26Bは、後に詳述する掘削機構4の回転軸と同心同軸に配置されており、これにより、内筒体20C、22C、24C、26Cと外筒体20B、22B、24B、26Bとの間に環状空間が形成される。支持部材は、棒状又は板状の鋼材からなり、外筒体20B、22B、24B、26Bに作用する土圧を支持可能な本数、内筒体20C、22C、24C、26Cの中心軸を中心として放射状に、周方向及び軸方向に適宜な間隔をあけて、これら内筒体20C、22C、24C、26Cと外筒体20B、22B、24B、26Bを結ぶように設けられている。そして、内筒体20C、22C、24C、26Cと、外筒体20B、22B、24B、26Bとの間の環状空間内に推進機構18が収容されている。
回転部殻体20は第1の固定部殻体22に対して回転可能に接続されている。なお、回転部殻体20と第1の固定部殻体22との間に、ベアリング等を介在させることにより滑りを向上することができる。
The rotating
また、第2の固定部殻体24の内筒体24C及び外筒体24Bの前端部は、第1の固定部殻体22の内筒体22Cと外筒体22Bの後端部の間の空間内に収容されている。かかる構成により、第2の固定部殻体24は第1の固定部殻体22に対して軸方向に摺動可能に接続されている。
Further, the front end portions of the inner
これと同様に、第3の固定部殻体26の内筒体26C及び外筒体26Bの前端部は、第2の固定部殻体24の内筒体26Cと外筒体26Bの後端部の間に収容されている。かかる構成により、第3の固定部殻体26は第2の固定部殻体24に対して軸方向に摺動可能に接続されている。なお、第1の固定部殻体22と第2の固定部殻体24の接続部、及び、第2の固定部殻体24と第3の固定部殻体26の接続部に、軸方向の摺動を案内するガイド部材を設けてもよい。
Similarly, the front end portions of the inner cylinder body 26C and the
図2乃至図4に示すように、掘削機構14は、回転部殻体20の先端面部20Aに形成された複数の削孔ビットを含むカッタ部30と、第1の固定部殻体22内に配置された減速機32及びモータ34と、を備える。
As shown in FIG. 2 to FIG. 4, the
回転部殻体20の先端面部20Aには、周方向に間隔をあけて複数の開口36が形成されており、外部と回転部殻体20内の空間20Eとがこの開口36を通して連通している。
A plurality of
図4に示すように、カッタ部30は、回転部殻体20の先端面部20Aに周方向に間隔をあけて設けられた複数のローラービット38と、先端面部20Aに形成された開口36の縁に設けられた削孔ビット40と、を備える。
また、図3に示すように、回転部殻体20の後端部には、ピンラック35が取り付けられている。
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 3, a
図3に示すように、第1の固定部殻体22内に配置されたモータ34には減速機32が接続されており、この減速機32にはピニオン37が取り付けられている。そして、減速機32に取り付けられたピニオン37が、回転部殻体20に取り付けられたピンラック35と噛み合っている。これにより、モータ34が回転すると、この回転力が減速機32を介してトルクが増幅されて回転部殻体20に伝達され、回転部殻体20が中心軸を中心として第1〜第3の固定部殻体22、24、26に対して回転する。
As shown in FIG. 3, a
各ローラービット38は、半径方向に異なる位置に配置されている。これにより、回転部殻体20が周方向に回転した際に、各ローラービット38が通過する軌跡が、半径方向に略等間隔な同心円となり、径によらず均質な掘削を行うことができる。
Each
また、削孔ビット40は、先端が鋭利なビットからなり、回転部殻体20が回転することにより、ローラービット38により切削された切削面を平坦に整えるように掘削する。
Further, the
図3及び図7に示すように、掘削土排出機構16は、回転部殻体20内の空間20Eを周方向に複数の室20Fに分割するように回転部殻体20の内部の空間20Eに設けられた複数の板材42と、第1の固定部殻体22の内筒体22Cの前端部に固定され、回転部殻体20の内筒体20Cの後端に向かって延出するように取り付けられた閉鎖プレート44と、地盤に向かって水を噴射するように、その噴出口が回転部殻体20の先端面部20Aの表面に設けられたジェットノズル(図示せず)と、を備えている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 7, the excavated
各板材42は、先端がそれぞれ、回転部殻体20の先端面部20Aの削孔ビット40が取り付けられた箇所の裏面に接続されており、後方に向かって回転部殻体20の周方向に傾斜するように設けられている。なお、本実施形態では、板材42は、後方に向かって回転部殻体20の周方向に傾斜するように設けられているが、これに限らず、先端面部20Aに対して垂直に設けてもよい。このように、回転部殻体20内に板材42を設けることにより、回転部殻体20の剛性を向上することができる。
Each
閉鎖プレート44は、回転部殻体20の内筒体20Cの後端と、第1の固定部殻体22の内筒体22Cの前端との間の隙間20Dを、周方向に最下部から所定の高さまでの部分(本実施形態では、最下部から周方向両側にそれぞれ約120°の部分)を閉鎖するように設けられている。
The closing
図3、図5、及び図6に示すように、推進機構18は、掘削進行方向に延びるように設けられた複数対の軸方向油圧ジャッキ50と、第1の固定部殻体22に取り付けられた複数の径方向油圧ジャッキ52と、第3の固定部殻体26の後方に取り付けられた推進ジャッキ56と、により構成される。
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, the
各軸方向油圧ジャッキ50は掘削進行方向に延びるように配置されており、一端が第1の固定部殻体22に固定され、他端が第2の固定部殻体24に固定されている。また、推進ジャッキ56は、第3の固定部殻体26の外筒体26Bの内面に沿って水平に設けられており、装置後方に向かって伸張可能である。
Each axial
図6に示すように、径方向油圧ジャッキ52は、矩形状の周方向に並ぶ2台の油圧ジャッキが一組として設けられている。本実施形態では6対の径方向油圧ジャッキ52が周方向に間隔をあけて第1の固定部殻体22内に収容されている。
As shown in FIG. 6, the radial
第1の固定部殻体22の外筒体22Bには、径方向油圧ジャッキ52に対応した位置に開口22Dが形成されている。径方向油圧ジャッキ52は、第1の固定部殻体22内の支持部材に固定されており、他端が外筒体22Bに形成された開口22Dと略同一形状の支持板54に接続されている。かかる構成により、径方向油圧ジャッキ52が伸長することにより、支持板54が外周に向かって突出することとなる。
なお、これら軸方向油圧ジャッキ50、径方向油圧ジャッキ52、及び推進ジャッキ56は、制御装置(図示せず)に接続されており、制御装置により油圧が供給される。
An
The axial
また、第1〜第3の固定部殻体22、24、26の内筒体22C、24C、26Cの内側には、回転部殻体20の内筒体20Cの下部の高さに合わせて、床台58が取り付けられている。床台58には、開口が形成されており、この開口の下方には後に詳述する岩破砕機64が設けられている。また、掘削装置10の後方には、前後の空間を仕切る防音壁59が設けられている。さらに、掘削装置10の後方には、妻型枠(図8に示す)が接続されている。
Further, inside the
次に、本実施形態のトンネル掘削システムについて説明する。
図1及び図3に示すように、トンネル掘削システム1は、上述した掘削装置10と、掘削装置10の内側に配置されたバックホウ60と、地盤を掘削するためのブレーカ62と、岩破砕機64と、第1及び第2のベルトコンベア66A、66Bと、作業用の架台68と、を備える。
Next, the tunnel excavation system of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 3, the tunnel excavation system 1 includes the
バックホウ60及びブレーカ62は、架台68の先端部上に配置されている。ブレーカ62は、操作員の制御に応じて、回転部殻体20の内筒体20Cの内側を通じて、地盤のカッタ部30の内側部分を掘削する。バックホウ60は、掘削土排出機構16により装置内側に排出された掘削土、及びブレーカ62により掘削された掘削土を岩破砕機64へ投入する。
The
岩破砕機64は、例えば、2軸ローラ式岩破砕機であり、第1のベルトコンベア66Aの上方に設けられている。岩破砕機64は、投入された岩石を細かく破砕し、破砕して細かくなった岩石や土砂を下方に落下させる。
The
第1のベルトコンベア66Aは、前端部が岩破砕機64の下方に位置し、後端部が一次覆工区域6まで延びている。第1のベルトコンベア66Aは、架台68により支持された状態で、架台68の下方に沿って延びている。第2のベルトコンベア66Bは先端部が第1のベルトコンベア66Bの下方に位置しており、架台68上に沿ってズリ出し工区域9まで延びている。
The
架台68は、掘削装置10の後方に接続されるとともに、車輪68Bを備えており、掘削装置10の進行にともないトンネル掘削進行方向に移動可能である。また、架台68は、例えば、トンネル内壁や、トンネル内壁に沿って設けられた内型枠から垂下する支持部材(不図示)により支持されている。
The
以下、本実施形態のトンネル掘削システムによりトンネルを構築する方法を説明する。
本実施形態では、先行して、掘削装置10により円環断面状に地盤72を掘削し、後行して、残された中心部の地盤72をブレーカ62によって掘削することにより円形断面のトンネルを構築する。
Hereinafter, a method for constructing a tunnel by the tunnel excavation system of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the
以下、掘削装置10により円環断面状に地盤72を掘削する方法を説明する。
Hereinafter, a method for excavating the ground 72 in an annular cross section by the
まず、推進機構18により、掘削機構14を推進させる方法について説明する。なお、この推進作業は、掘削機構14のカッタ部30を掘削装置10の軸を中心として回転させるとともに、掘削土排出機構16により掘削土を排出させながら行う。
First, a method for propelling the
以下の説明では、図8(a)に示すように、推進ジャッキ56が収縮した状態で、すでに取り付けられている内型枠70に反力をとった状態から説明を開始する。まず、かかる状態において、径方向油圧ジャッキ52を収縮させ、支持板54を周囲の地盤から退行させる。
In the following description, as shown in FIG. 8A, the description starts from a state in which the reaction force is applied to the already-attached
次に、図8(b)に示すように、内型枠に反力を取った状態で推進ジャッキ56を伸張させる。これにより、掘削装置10を推進させることができる。なお、本実施形態では、推進ジャッキ56のみを伸張させているが、同時に軸方向油圧ジャッキ50を伸張させてもよい。
Next, as shown in FIG. 8B, the
次に、径方向油圧ジャッキ52を伸張させて、支持板54により周囲の地盤を押圧する。この状態を保持したまま、推進ジャッキ56を収縮させる。そして、図8(c)に示すように、推進ジャッキ56の後端とすでに取り付けられた内型枠70の間に空間に、新たな内型枠70を設置する。
以上の工程を繰り返すことで、掘削機構14を前方へ進出させるとともに掘削装置1を推進させることができる。
Next, the radial
By repeating the above steps, the
上記の推進作業とともに、カッタ部30を回転させて地盤を掘削し、掘削することで生じた掘削土を装置後方へと送る。
すなわち、推進機構18によりカッタ部30を地盤に押し付けた状態で、掘削機構14のモータ34を回転させる。モータ34の回転力は減速機32に伝達されてトルクが増幅され、ピニオン37及びピンラック35を介して回転部殻体20を回転させる。回転部殻体20が回転すると、まず、地盤がカッタ部30のローラービット38により断面鋸形状に掘削され、さらに、削孔ビット40により表面の凹凸が削りとられる。これにより円環状に地盤を掘削することができる。
Along with the above propulsion work, the
That is, the
カッタ部30により地盤を掘削することで生じた掘削土は、ジェットノズルから噴射される水と攪拌されて、流動性が向上される。そして、掘削土は、回転部殻体20の先端面部20Aに形成された開口36から回転部殻体20内の室20Fに収容される。室20F内に収容された掘削土は、回転部殻体20が回転することにより、回転部殻体20内に取り付けられた板材42により後方に送られ、隙間20Dから掘削装置10の内側空間(すなわち、内筒22Cの内側)へ排出される。
The excavated soil produced by excavating the ground with the
この際、閉鎖プレート44により、回転部殻体20の内筒体20Cの後端と、第1の固定部殻体22の内筒体22Cの前端との間の隙間20Dを、周方向に最下部から所定の高さまでの部分が閉鎖されているため、所定の高さまで回転した室20F内の掘削土が閉鎖プレート44上に落下することとなる。これにより、装置内側に運ばれた掘削土が、下方にたまってしまい、回転部殻体20の内筒体20Cの後端と、第1の固定部殻体22の内筒体22Cの前端との間の隙間20Dを閉塞することを防止できる。
At this time, the closing
上記の先行掘削作業と並行して、掘削装置10により円環状に掘削された部分の内側の地盤72をブレーカ62により掘削する。そして、掘削土排出機構16により装置内側へ排出された掘削土、及びブレーカ62により掘削された掘削土を、バックホウ60により岩破砕機64へ投入する。
In parallel to the preceding excavation work, the ground 72 inside the portion excavated in an annular shape by the
掘削土を岩破砕機64に投入することにより、掘削土に含まれる岩石が細かく破砕されて第1のコンベア66A上に落下する。第1のコンベア66A上に落下した掘削土及び岩石は、第1のコンベア66Aの後端部から、第2のコンベア66B上に落下し、第2のコンベア66Bによりズリだし区域9まで運ばれる。そして、ズリだし区域9まで運ばれた掘削土や岩石はダンプカー等によりトンネル外へ排出される。
By putting the excavated soil into the
また、上記の工程と並行して、一次覆工区域6において、内型枠70と、掘削装置10により形成されたトンネル表面との間の空間にコンクリートを打設する。
上記のように、掘削装置10は、後部に接続された円環状の妻型枠80を備えており、また、内型枠70は、妻型枠80の内側面に当接するように配置されている。なお、内型枠70としてはテレスコピット型のものを用いるとよい。
In parallel with the above process, concrete is placed in the space between the
As described above, the
掘削装置10が進行すると、妻型枠80が掘削装置10とともに進行するため、すでに打設されたコンクリートとの間に隙間が生じる。この空間内に妻型枠80に形成されたコンクリート注入孔(不図示)を通して、コンクリートを打設する。
When the
そして、一次覆工区域6の後方において、打設されたコンクリートが硬化した位置の内型枠70を取り外し、この取り外した内型枠70を、上記のように、掘削装置10が進行した際に、推進ジャッキ56と最先端の内型枠70との間に取り付ける。
以上の工程を繰り返すことにより、トンネル表面にコンクリートを打設する。
Then, after the primary lining area 6, the
By repeating the above steps, concrete is placed on the tunnel surface.
また、上記の工程と並行して、インバート工区域8において、トンネル内にインバート90を設置する。
上記説明した工程を行うことにより、トンネルを構築することができる。
In parallel with the above process, the
A tunnel can be constructed by performing the above-described steps.
以上説明したように、本実施形態によれば、カッタ部30により地盤を掘削することにより発生した掘削土を、回転部殻体20の先端面に形成された開口36を通じて、回転部殻体20内の空間20E内に収容し、この空間20Eの後方に形成された隙間20Dから掘削装置10の内部空間へ排出しており、従来のように送泥管等を用いていないため、掘削土の詰まりの発生を抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the excavated soil generated by excavating the ground with the
また、回転部殻体20内の空間20E内に、後方に向かって回転部殻体20の周方向に傾斜する複数の板材42により周方向に複数の室20Fに分割されているため、回転部殻体20の回転とともに、板材42が回転することにより、空間20E内に収容された掘削土が隙間20Dに向かって送られる。
Further, since the
また、掘削装置10の内側に設けられた岩破砕機64を備え、ブレーカ62により地盤を掘削して発生した掘削土、及び回転部殻体20内の空間20Eから隙間20Dを通じて掘削装置10の内側へ排出された掘削土に含まれる岩石を、岩破砕機64により細かく破砕することができる。これにより、ベルトコンベア66A、66Bによるスムーズな搬送の障害となるような大きな岩石が掘削土に含まれていても、岩破砕機64により細かく破砕することができるため、ベルトコンベア66A、66Bにより掘削土をスムーズに搬送することができる。
Moreover, the
また、掘削装置10の後方に接続された架台68を備え、架台68は掘削進行方向に移動可能であり、ベルトコンベア66A、66Bは、架台68に支持されているため、掘削装置10の進行とともに、ベルトコンベア66A、66B及び架台68が一体となって移動することができる。
Further, a
なお、本実施形態では、掘削装置の内側に配置する掘削装置として、ブレーカを用いているが、地盤を掘削可能な重機であれば、これに限られない。 In the present embodiment, the breaker is used as the excavator disposed inside the excavator, but the present invention is not limited to this as long as it is a heavy machine capable of excavating the ground.
1 トンネル掘削システム
4 トンネル掘削区域
6 一次覆工区域
8 インバート工区域
10 ズリ出し工区域
12 殻体
14 掘削機構
16 掘削土排出機構
18 推進機構
20 回転部殻体
22 第1の固定部殻体
24 第2の固定部殻体
26 第3の固定部殻体
20B、22B、24B、26B 外筒体
20C、22C、24C、26C 内筒体
30 カッタ部
36 開口
38 ローラービット
40 削孔ビット
42 板材
44 閉鎖プレート
50 軸方向油圧ジャッキ
52 径方向油圧ジャッキ
56 推進ジャッキ
60 バックホウ
62 ブレーカ
64 岩破砕機
66A、66B ベルトコンベア
68 架台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel excavation system 4 Tunnel excavation area 6 Primary lining area 8
Claims (4)
地盤を円環断面状に掘削する円筒状の掘削装置と、
前記円筒状の掘削装置の内部空間内に配置され、前記掘削装置により円環断面状に掘削された部分の内側部分の地盤を掘削する掘削用重機と、
前記掘削装置の内部空間内から後方に向かって延び、前記掘削装置の掘削土を後方に向かって搬送する搬送手段と、を備え、
前記掘削装置は、
掘削進行方向の先端部に設けられた円筒状の回転部殻体、及び前記回転部殻体の後方に接続された円筒状の固定部殻体を含む円筒状の殻体と、
前記回転部殻体の先端面に形成されたカッタ部、及び前記回転部殻体を前記固定部殻体に対して回転させる回転機構を含む掘削機構と、
前記回転部殻体を掘削進行方向に推進させる推進機構と、を含み、
前記回転部殻体の先端面には開口が形成され、前記回転部殻体内には収容空間が形成され、前記掘削機構により掘削された掘削土は前記開口を通じて前記収容空間内に収容され、
前記掘削装置の内側面の前記回転部殻体と前記固定部殻体との間には隙間が形成され、前記収容空間と前記掘削装置の内部空間とは前記隙間を通じて連通しており、前記収容空間内に収容された掘削土は、前記隙間を通じて前記掘削装置の内部空間に排出され、
前記搬送手段は、前記掘削用重機により地盤を掘削して発生した掘削土を、前記収容空間から隙間を通じて掘削装置の内部空間に排出された掘削土とともに後方に向かって搬送することを特徴とするトンネル掘削システム。 A tunnel excavation system for excavating a tunnel in the ground,
A cylindrical excavator for excavating the ground in an annular cross section;
A heavy excavator for excavating the ground of an inner portion of a portion that is disposed in an inner space of the cylindrical excavator and is excavated in an annular cross section by the excavator;
A conveying means that extends rearward from within the interior space of the excavator and conveys excavated soil of the excavator backward,
The drilling rig is
A cylindrical shell including a cylindrical rotating shell provided at the tip of the excavation direction, and a cylindrical fixed shell connected to the rear of the rotating shell;
A digging mechanism including a cutter part formed on a tip surface of the rotating part shell, and a rotating mechanism for rotating the rotating part shell relative to the fixed part shell;
A propulsion mechanism for propelling the rotating part shell in the direction of excavation,
An opening is formed in the front end surface of the rotating part shell, an accommodation space is formed in the rotating part shell, and excavated soil excavated by the excavating mechanism is accommodated in the accommodation space through the opening.
A gap is formed between the rotating part shell and the fixed part shell on the inner surface of the excavator, and the accommodation space and the internal space of the excavator are communicated through the gap, and the accommodation The excavated soil accommodated in the space is discharged into the internal space of the excavator through the gap,
The conveying means conveys excavated soil generated by excavating the ground by the excavating heavy machine toward the rear together with excavated soil discharged from the housing space through the gap into the internal space of the excavator. Tunnel drilling system.
請求項1に記載されたトンネル掘削システム。 The inside of the housing space is divided into a plurality of chambers in the circumferential direction by a plurality of plate members.
The tunnel excavation system according to claim 1.
前記掘削用重機により地盤を掘削して発生した掘削土、及び前記収容空間から隙間を通じて掘削装置の内部空間に排出された掘削土は、前記破砕機によりこれら掘削土に含まれる岩石を破砕した後、前記搬送手段により後方に向かって搬送される、
請求項1又は2に記載されたトンネル掘削システム。 Furthermore, a crusher provided inside the excavator is provided,
The excavated soil generated by excavating the ground with the excavator heavy machine and the excavated soil discharged into the internal space of the excavator from the accommodation space through the gap are crushed by the crusher the rocks contained in the excavated soil. , Transported backward by the transport means,
The tunnel excavation system according to claim 1 or 2.
前記架台は掘削進行方向に移動可能であり、
前記搬送手段は、前記架台に支持されている、
請求項1から3の何れか1項に記載されたトンネル掘削システム。 Furthermore, a pedestal connected to the rear of the excavator is provided,
The mount is movable in the direction of excavation;
The transport means is supported by the gantry.
The tunnel excavation system according to any one of claims 1 to 3.
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