JP2015145571A

JP2015145571A - tunnel construction equipment and construction method

Info

Publication number: JP2015145571A
Application number: JP2014018522A
Authority: JP
Inventors: 木村　浩之; Hiroyuki Kimura; 浩之木村
Original assignee: FTS Co Ltd
Current assignee: FTS Co Ltd
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2015-08-13

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively perform spray work of concrete even in a large cross section tunnel.SOLUTION: There is provided tunnel construction equipment in which build-up work of timbering and spray work of concrete are performed by carrying a plurality of tunnel construction devices into a tunnel. The construction devices include a first type construction device and a second type construction device. Each construction device includes an erector for performing build-up work of timbering and a spray arm for performing spray work of concrete which are mounted on one traveling vehicle. The first type construction device is positioned on the left side toward a tunnel working face and takes charge of build-up work of timbering and spray work of concrete mainly on a left half part. The second type construction device is positioned on the right side toward the tunnel working face, and takes charge of build-up work of timbering and spray work of concrete mainly on a right half part. The first type construction device has the erector on the left side and the spray arm on the right side. The second type construction device has the erector on the right side and the spray arm on the left side.

Description

本発明は、トンネル内壁面にコンクリートやモルタル等を吹付けるトンネル施工設備及び施工方法に関する。詳しくは、単位時間当たりのコンクリート吹付け量を向上させたコンクリート施工設備及び施工方法に関する。 The present invention relates to a tunnel construction facility and a construction method for spraying concrete, mortar or the like on a tunnel inner wall surface. Specifically, the present invention relates to a concrete construction facility and a construction method that improve the amount of sprayed concrete per unit time.

山岳地帯でのトンネル掘削では、主としてＮＡＴＭ工法（New Austrian Tunneling Method）が多用されている。このＮＡＴＭ工法は、掘削、ずり出し、一次コンクリート吹付け、支保工建込み、二次コンクリート吹付け、ロックボルト打設という手順で行われる。 In tunnel excavation in mountainous areas, the NATM method (New Austrian Tunneling Method) is mainly used. This NATM method is carried out in the order of excavation, sliding, primary concrete spraying, support construction, secondary concrete spraying, and rock bolting.

前記各作業を行う機械としては、トンネル掘進機、削岩機、支保工建込みエレクター、コンクリート吹付機等が存在するが、工期を短縮するために、前記各機能を一台の装置に組み込んだトンネル施工装置が開発されている（特許文献１）。 As the machines for performing each operation, there are a tunnel excavator, a rock drill, a support built-in erector, a concrete sprayer, etc., but in order to shorten the construction period, each function is incorporated in one device. Tunnel construction equipment has been developed (Patent Document 1).

特開平７−２１７３９２号公報JP 7-217392 A

しかし、従来のコンクリート吹付機やトンネル施工装置（以下、「コンクリート吹付機等」という。）は、吹付け用のブームを一本しか備えていないため、吹付け作業時間を短縮することが困難であった。特に、掘削断面が大きいトンネルの施工において、吹付け作業時間の短縮が望まれていた。 However, conventional concrete spraying machines and tunnel construction devices (hereinafter referred to as “concrete spraying machines”) have only one spraying boom, so it is difficult to shorten the spraying work time. there were. In particular, in the construction of a tunnel having a large excavation section, it has been desired to shorten the spraying work time.

さらに、コンクリート吹付機等とは別に、圧縮空気を吹付機へ送るためのコンプレッサーを設けていた。そのため、コンクリート吹付機等を切羽近傍へ移動させる際に、コンプレッサーも同時に移動させる必要があり、作業効率が悪かった。 In addition, a compressor for sending compressed air to the spraying machine was provided separately from the concrete spraying machine. Therefore, when moving a concrete sprayer etc. to the face vicinity, it was necessary to move a compressor simultaneously, and work efficiency was bad.

また、コンクリート吹付機等に不具合が生じた場合、コンクリートの吹付けを行うことができず、工事が止まる可能性があった。 In addition, if a problem occurs in the concrete sprayer or the like, the concrete cannot be sprayed and the construction may stop.

本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大断面トンネルであっても、コンクリートの吹付けを効果的に行うことができるトンネル施工設備及び施工方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said subject, Even if it is a large section tunnel, the objective is to provide the tunnel construction equipment and construction method which can perform concrete spraying effectively. is there.

本発明は、トンネル内に複数のトンネル施工装置を配置し、支保工の建込みとコンクリートの吹付けを行うトンネル施工設備である。詳しくは、前記施工装置は、支保工の建込みを行うエレクターと、コンクリートの吹付けを行う吹付けアームを有し、それらを一台の走行車両に搭載したものであり、トンネル切羽に向かって左側に位置し、主に左半部の支保工の建込み及びコンクリートの吹付けを担当する第１のタイプと、トンネル切羽に向かって右側に位置し、主に右半部の支保工の建込み及びコンクリートの吹付けを担当する第２のタイプからなり、前記第１のタイプの施工装置は、前記エレクターを左側に、前記吹付けアームを右側に備え、前記第２のタイプの施工装置は、前記エレクターを右側に、前記吹付けアームを左側に備えることを特徴とする。 The present invention is a tunnel construction facility in which a plurality of tunnel construction devices are arranged in a tunnel, and support construction and concrete spraying are performed. Specifically, the construction apparatus has an erector for erection of a support work and a blast arm for spraying concrete, which are mounted on a single traveling vehicle, toward the tunnel face. The first type, which is located on the left side, mainly responsible for the construction of the support and concrete spraying in the left half, and the right type toward the tunnel face, mainly the construction of the support in the right half The first type of construction device comprises the erector on the left side and the spray arm on the right side, and the second type of construction device comprises: The erector is provided on the right side and the blowing arm is provided on the left side.

前記のように複数のトンネル施工装置を用いることで、掘削した断面が広い場合でも、支保工の建込み及びコンクリートの吹付けが容易となる。また、単位時間当たりのコンクリート吹付け量を増やすことができ、工期を短縮することができる。さらに、１台がトラブルで使用できなくなった場合であっても、他のトンネル施工装置を用いて工事を続行することができる。 By using a plurality of tunnel construction apparatuses as described above, it is easy to build a support work and spray concrete even when the excavated cross section is wide. Moreover, the concrete spraying amount per unit time can be increased, and the construction period can be shortened. Furthermore, even if one unit cannot be used due to a trouble, the construction can be continued using another tunnel construction device.

前記トンネル施工装置には、コンクリートを吹付けるためのコンプレッサーを搭載することが好ましい。トンネル施工装置にコンプレッサーを搭載することで、トンネル施工装置と別にコンプレッサーを設ける必要がなくなる。その結果、コンプレッサーの移動が容易となり、作業効率を向上することができる。 It is preferable that a compressor for spraying concrete is mounted on the tunnel construction device. By installing the compressor in the tunnel construction device, it is not necessary to provide a compressor separately from the tunnel construction device. As a result, the compressor can be easily moved and the working efficiency can be improved.

前記第１のタイプの施工装置は、前記吹付けアームの右側に削岩機をさらに搭載し、前記第２のタイプの施工装置は、前記吹付けアームの左側に削岩機をさらに搭載することもできる。 The first type construction device further includes a rock drill on the right side of the spray arm, and the second type construction device further includes a rock drill on the left side of the spray arm. You can also.

また、本発明は、支保工の建込みを行うエレクターを左側に、コンクリートの吹付けを行う吹付けアームを右側に搭載した第１のタイプのトンネル施工装置と、前記エレクターを右側に、前記吹付けアームを左側に搭載した第２のタイプのトンネル施工装置を用いて、支保工の建込み及びコンクリートの吹付けを行うトンネル施工方法に関するものである。詳しくは、前記第１のタイプの施工装置を、切羽に向かって左側に配置し、前記第２のタイプのトンネル施工装置を、切羽に向かって右側に配置する第１工程と、前記第１のタイプの施工装置を用いて、主に左半部に一次コンクリートを吹付け、前記第２のタイプの施工装置を用いて、主に右半部に一次コンクリートを吹付ける第２工程と、前記第１のタイプのトンネル施工装置を用いて、主に左半部に支保工を建込み、前記第２のタイプの施工装置を用いて、主に右半部に支保工を建込む第３工程と、前記第１のタイプの施工装置を用いて、主に左半部に二次コンクリートを吹付け、前記第２のタイプのトンネル施工装置を用いて、主に右半部に二次コンクリートを吹付ける第４工程からなることを特徴とする。 In addition, the present invention provides a first type tunnel construction apparatus in which an erector for constructing a supporting work is mounted on the left side and a blast arm for spraying concrete on the right side, the erector on the right side, and the blowing unit on the right side. The present invention relates to a tunnel construction method that uses a second type of tunnel construction device with a mounting arm mounted on the left side to construct a support work and spray concrete. Specifically, the first type of construction device is arranged on the left side toward the face, and the second type of tunnel construction device is arranged on the right side of the face, and the first step A second step of spraying primary concrete mainly on the left half using a construction device of the type, and spraying primary concrete mainly on the right half using the second type of construction device; The third step of building a support work mainly in the left half using the type 1 tunnel construction device and building the support work mainly in the right half using the second type construction device; Using the first type of construction equipment, secondary concrete is sprayed mainly on the left half, and using the second type of tunnel construction equipment, secondary concrete is mainly blown on the right half. It consists of the 4th process to attach.

前記第１のタイプの施工装置が、前記吹付けアームの右側に削岩機をさらに搭載し、前記第２のタイプの施工装置が前記吹付けアームの左側に削岩機をさらに搭載することも可能であり、この場合における本発明の方法は、前記第４工程の後に、前記第１のタイプの施工装置の削岩機を用いて、主に左半部にロックボルト挿入孔を空け、第２のタイプの施工装置の削岩機を用いて、主に右半部にロックボルト挿入孔を空ける第５工程を加えることができる。 The first type construction device further includes a rock drill on the right side of the spray arm, and the second type construction device further includes a rock drill on the left side of the spray arm. In this case, the method according to the present invention is such that, after the fourth step, a rock bolt insertion hole is formed in the left half mainly using the rock drill of the construction device of the first type, Using the rock drilling machine of type 2 construction equipment, a fifth step of making a lock bolt insertion hole mainly in the right half can be added.

本発明のトンネル施工設備及び施工方法を用いることにより、大断面トンネルであっても、コンクリートの吹付けを効果的に行うことができる。 By using the tunnel construction facility and construction method of the present invention, it is possible to effectively spray concrete even in a large-section tunnel.

本発明に係るトンネル施工装置（第１のタイプ）の側面図である。It is a side view of the tunnel construction apparatus (1st type) concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置（第１のタイプ）の平面図である。It is a top view of the tunnel construction apparatus (1st type) concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工設備の正面図である。It is a front view of the tunnel construction equipment concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置（第１のタイプ）の正面図である。It is a front view of the tunnel construction apparatus (1st type) concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置（第２のタイプ）の側面図である。It is a side view of the tunnel construction apparatus (2nd type) which concerns on this invention. 本発明に係るトンネル施工装置（第２のタイプ）の平面図である。It is a top view of the tunnel construction apparatus (2nd type) concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工設備の平面図である。It is a top view of the tunnel construction equipment concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置の吹付けアームの側面図である。It is a side view of the spray arm of the tunnel construction apparatus concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置の吹付けアームの平面図であり、左右方向の動きを示したものである。It is a top view of the spray arm of the tunnel construction apparatus which concerns on this invention, and shows the motion of the left-right direction. 本発明に係るトンネル施工装置の吹付けアームの上下方向の動きを示したものであり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が正面図である。The movement of the blowing arm of the tunnel construction apparatus which concerns on this invention is shown, and (A) is a side view, (B) is a front view. 本発明に係るトンネル施工装置のエレクターの側面図である。It is a side view of the erector of the tunnel construction apparatus concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置のエレクターの平面図である。It is a top view of the erector of the tunnel construction apparatus concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置のキャッチャーの側面図である。It is a side view of the catcher of the tunnel construction apparatus concerning the present invention. 本発明に係るトンネル施工装置のキャッチャーの正面図である。It is a front view of the catcher of the tunnel construction apparatus concerning the present invention. 本発明の一実施の形態に適用される把持部を示す図であって、（Ａ）は高さが２５０ｍｍの支保工を把持する場合を表す図であり、（Ｂ）は高さが１２５ｍｍの支保工を把持する場合を表す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the holding part applied to one embodiment of this invention, Comprising: (A) is a figure showing the case where the supporting work whose height is 250 mm is shown, (B) is 125 mm in height. It is a figure showing the case where a support work is held. 削岩機を搭載した本発明に係るトンネル施工装置（第１のタイプ）の平面図である。It is a top view of the tunnel construction apparatus (1st type) concerning the present invention carrying a rock drill. 本発明に係るトンネル施工装置の削岩機の側面図である。It is a side view of the rock drill of the tunnel construction apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るトンネル施工装置の削岩機の平面図である。It is a top view of the rock drill of the tunnel construction apparatus which concerns on this invention.

本発明の実施形態を図１〜図１８に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

（トンネル施工装置）
図１に示すトンネル施工装置２は、走行車両３の前方にコンクリートを吹付ける吹付けアーム４と、支保工Ｗを建込むエレクター５が取り付けられている。 (Tunnel construction equipment)
A tunnel construction apparatus 2 shown in FIG. 1 is provided with a blowing arm 4 for blowing concrete in front of a traveling vehicle 3 and an erector 5 for building a support work W.

走行車両３の後方には吹付機６が搭載されている。この吹付機６にはコンクリートの供給口７が設けられ、この供給口７を通じてコンクリートが吹付機６内に供給される。また、吹付機６には圧送ポンプ８が備えられており、吹付機６内のコンクリートは、この圧送ポンプ８により、コンクリート配管９及びホース１２を介して吹付けノズル２１へ送られる。 A sprayer 6 is mounted behind the traveling vehicle 3. The sprayer 6 is provided with a concrete supply port 7, and the concrete is supplied into the sprayer 6 through the supply port 7. The sprayer 6 is provided with a pressure pump 8, and the concrete in the sprayer 6 is sent to the spray nozzle 21 through the concrete pipe 9 and the hose 12 by the pressure pump 8.

前記では、圧送ポンプ８によってコンクリートを搬送するポンプ式を説明したが、エアによってコンクリートを搬送するエア搬送式を用いても良い。 In the above description, the pump type that conveys concrete by the pressure pump 8 is described, but an air conveyance type that conveys concrete by air may be used.

走行車両３の後方には、コンクリート吹付け用のコンプレッサー１０Ａと、急結剤搬送用のコンプレッサー１０Ｂが搭載されている。このコンプレッサー１０Ａ、１０Ｂにより圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を用いて、吹付けアーム４の先端から切羽Ｐ面にコンクリートを吹付ける。 Behind the traveling vehicle 3, a concrete spraying compressor 10A and a rapid binder transporting compressor 10B are mounted. Compressed air is generated by the compressors 10 A and 10 B, and concrete is sprayed from the tip of the spray arm 4 to the face P using the generated compressed air.

そのほか、走行車両３に急結剤供給装置１１を設けて、コンクリートの凝結時間を著しく短くするために、コンクリートに急結剤を混ぜる。 In addition, the rapid setting agent supply device 11 is provided in the traveling vehicle 3, and the rapid setting agent is mixed with the concrete in order to remarkably shorten the setting time of the concrete.

前記吹付けアーム４は、図１、図２の例では、基端アーム２２から吹付けノズル２１までの部分をいい、走行車両３の前方に取り付けられたベース２０と連結され、上下方向及び左右方向に自在に移動可能となっている。そのため、アーム４の先端に設けた吹付けノズル２１を切羽Ｐの吹付対象箇所と対面させ、ピンポイントでコンクリートの吹付けを行うことができる。 In the example of FIGS. 1 and 2, the blowing arm 4 is a portion from the base end arm 22 to the blowing nozzle 21 and is connected to a base 20 attached in front of the traveling vehicle 3 so as to be vertically and horizontally It can move freely in any direction. Therefore, the spray nozzle 21 provided at the tip of the arm 4 can face the spray target portion of the face P, and concrete can be sprayed at a pinpoint.

（吹付けアーム）
以下に、吹付けアーム４の構成を詳述する。前記ベース２０には、基端アーム２２が取り付けられており、その下方には基端アーム上下シリンダ２２Ａが設けられている。この基端アーム上下シリンダ２２Ａが伸縮することにより、基端アーム２２が上下方向に揺動する。揺動可能範囲は、基端アーム２２が地面に水平な状態を基準として、下方向への角度（γ１）が約２４°、上方向への角度（γ２）が約４５°である。 (Blowing arm)
Below, the structure of the spray arm 4 is explained in full detail. A base end arm 22 is attached to the base 20, and a base end arm upper and lower cylinder 22A is provided below the base end arm 22. The base end arm 22 swings in the vertical direction by extending and contracting the base end arm vertical cylinder 22A. The swingable range is such that the downward angle (γ1) is about 24 ° and the upward angle (γ2) is about 45 °, with the base end arm 22 being horizontal to the ground.

この基端アーム上下シリンダ２２Ａの左右両側には、基端アーム旋回左右シリンダ２２Ｂが設けられている。この基端アーム旋回左右シリンダ２２Ｂが伸縮することにより、基端アーム２２が水平方向に揺動する。揺動可能範囲は、基端アーム２２がトンネルの側壁に平行な状態を基準として、右方向への角度（α１）が約４５°、左方向への角度（α２）が約４５°である。 On both the left and right sides of the base end arm vertical cylinder 22A, base end arm turning left and right cylinders 22B are provided. The proximal arm swinging left and right cylinder 22B expands and contracts to swing the proximal arm 22 in the horizontal direction. The swingable range is such that the angle (α1) in the right direction is about 45 ° and the angle (α2) in the left direction is about 45 °, with the base end arm 22 being parallel to the side wall of the tunnel.

基端アーム２２は、アウター基端アーム２２Ｘと、その内部に挿入されたインナー基端アーム２２Ｙからなる。この基端アーム２２には、基端アーム伸縮シリンダ２２Ｃが内蔵されており、このシリンダ２２Ｃによってインナー基端アーム２２Ｙがスライド移動する。移動総距離（２２Ｍ）は、最大約１．３ｍである。 The proximal arm 22 includes an outer proximal arm 22X and an inner proximal arm 22Y inserted therein. The base end arm 22 includes a base end arm telescopic cylinder 22C, and the inner base end arm 22Y is slid by the cylinder 22C. The total moving distance (22M) is a maximum of about 1.3 m.

また、基端アーム２２の下方であって、基端アーム上下シリンダ２２Ａの上方には、基端アーム同調シリンダ２２Ｄが設けられている。このシリンダ２２Ｄは、インナー基端アーム２２Ｙのスライド移動に同調して伸縮する。 Further, a base arm tuning cylinder 22D is provided below the base arm 22 and above the base arm upper and lower cylinders 22A. The cylinder 22D expands and contracts in synchronization with the sliding movement of the inner base end arm 22Y.

基端アーム２２の先端には、斜め上方に向かって先端アーム２３が取り付けられている。そして、先端アーム２３の先端には、ピン２４を介して第１接合部材２５が取り付けられている。この第１接合部材２５は、基端側から中央付近へ向かって水平方向に延在し、中央付近から上方へ向かって約９０°屈曲し、中央付近から先端側へ向かって上方に延在している。 A distal end arm 23 is attached to the distal end of the proximal end arm 22 obliquely upward. A first joining member 25 is attached to the distal end of the distal arm 23 via a pin 24. The first joining member 25 extends in the horizontal direction from the base end side to the vicinity of the center, bends approximately 90 ° upward from the vicinity of the center, and extends upward from the vicinity of the center toward the distal end side. ing.

第１接合部材２５の先端には、スライドアーム２６が取り付けられている。前記先端アーム２３の下方にはスライドアーム上下シリンダ２６Ａが設けられており、このシリンダ２６Ａが伸縮することにより、スライドアーム２６が上下方向に揺動する。揺動可能範囲は、スライドアーム２６が地面に水平な状態を基準として、下方向への角度（δ１）が約４５°、上方向への角度（δ２）が約２４°である。 A slide arm 26 is attached to the tip of the first joining member 25. A slide arm vertical cylinder 26A is provided below the tip arm 23, and the slide arm 26 swings in the vertical direction when the cylinder 26A expands and contracts. With respect to the swingable range, the downward angle (δ1) is about 45 ° and the upward angle (δ2) is about 24 ° with reference to the state in which the slide arm 26 is horizontal to the ground.

スライドアーム２６の側方には、スライドアーム旋回左右シリンダ２６Ｂが設けられている。このスライドアーム旋回左右シリンダ２６Ｂが伸縮することにより、スライドアーム２６が水平方向に揺動する。揺動可能範囲は、スライドアーム２６がトンネルの側壁に平行な状態を基準として、右方向への角度（β１）が約４５°、左方向への角度（β２）が約４５°である。 On the side of the slide arm 26, a slide arm turning left and right cylinder 26B is provided. As the slide arm turning left and right cylinder 26B expands and contracts, the slide arm 26 swings in the horizontal direction. The swingable range is such that the angle (β1) in the right direction is about 45 ° and the angle (β2) in the left direction is about 45 °, based on the state where the slide arm 26 is parallel to the side wall of the tunnel.

スライドアーム２６は、アウタースライドアーム２６Ｘと、そのアーム２６Ｘの内部に挿入された第１インナースライドアーム２６Ｙと、そのアーム２６Ｙの内部に挿入された第２インナースライドアーム２６Ｚからなる。このスライドアーム２６の下方には、第１スライドアーム伸縮シリンダ２６Ｄが設けられている。このシリンダ２６Ｄの伸縮により、第１インナースライドアーム２６Ｙに対してアウタースライドアーム２６Ｘがスライド移動する。 The slide arm 26 includes an outer slide arm 26X, a first inner slide arm 26Y inserted into the arm 26X, and a second inner slide arm 26Z inserted into the arm 26Y. A first slide arm telescopic cylinder 26 D is provided below the slide arm 26. As the cylinder 26D expands and contracts, the outer slide arm 26X slides relative to the first inner slide arm 26Y.

また、スライドアーム２６には、第２スライドアーム伸縮シリンダ２６Ｃが内蔵されており、このシリンダ２６Ｃの伸縮により、第２インナースライドアーム２６Ｚに対して第１インナースライドアーム２６Ｙがスライド移動する。前記シリンダ２６Ｄおよび２６Ｃによってスライドアーム２６がスライド移動する総距離（２６Ｍ）は、最大２．７ｍとなっている。 The slide arm 26 incorporates a second slide arm telescopic cylinder 26C, and the first inner slide arm 26Y slides relative to the second inner slide arm 26Z by expansion and contraction of the cylinder 26C. The total distance (26M) by which the slide arm 26 slides by the cylinders 26D and 26C is 2.7 m at maximum.

スライドアーム２６の先端には、ノズル左右モータ２７が取り付けられている。そして、モータ２７の先端には、第２接合部材２９が取り付けられている。この第２接合部材２９は、基端側から先端側へ向かって水平方向に延在する第１部材２９Ａと、第１部材２９Ａの先端部から上方へ向かって延在する第２部材２９Ｂからなり、第１部材２９Ａと第２部材２９Ｂがピンを介して一体となっている。さらに、第２部材２９Ｂの下方にはノズル前傾後傾シリンダ２８が設けられている。 A nozzle left / right motor 27 is attached to the tip of the slide arm 26. A second joining member 29 is attached to the tip of the motor 27. The second joining member 29 includes a first member 29A extending in the horizontal direction from the base end side to the tip end side, and a second member 29B extending upward from the tip end portion of the first member 29A. The first member 29A and the second member 29B are integrated via a pin. Furthermore, a nozzle forward tilt / reverse tilt cylinder 28 is provided below the second member 29B.

そして、第２接合部材２９の先端には吹付けノズル２１が取り付けられている。吹付けノズル２１は、前記ノズル回転モータ２７によって垂直方向に回転可能であり、その回転角度（θ）は３６０°である。 A spray nozzle 21 is attached to the tip of the second joining member 29. The spray nozzle 21 can be rotated in the vertical direction by the nozzle rotation motor 27, and its rotation angle (θ) is 360 °.

前記吹付けノズル２１は、通常図１のように路面に対して垂直になっている。この状態から、前記ノズル前傾後傾シリンダ２８を伸縮させることにより、吹付ノズル２１を前方又は後方に傾けることができる。傾けることができる範囲は、吹付ノズル２１が地面に垂直な状態を基準として、前方への角度（ε１）が約９０°、後方への角度（ε２）が約３０°である。 The spray nozzle 21 is normally perpendicular to the road surface as shown in FIG. From this state, the spray nozzle 21 can be tilted forward or rearward by extending and retracting the forward / backward tilt cylinder 28 of the nozzle. The range in which tilting is possible is that the forward angle (ε1) is approximately 90 ° and the backward angle (ε2) is approximately 30 °, based on the state where the spray nozzle 21 is perpendicular to the ground.

（吹付範囲）
図３に、第１のタイプのトンネル施工装置２Ｌのコンクリート吹付け範囲を示す。スライドアーム２６を切羽Ｐに対して垂直にし、その垂直状態を保ちながら吹付けアーム４を移動させた場合、図３の吹付け範囲Ｑにコンクリートを吹付けることができる。また、前記の制約を無くして、吹付けアーム４を自由に移動させた場合、図３の最大吹付け範囲Ｒにコンクリートを吹付けることができる。 (Spraying range)
FIG. 3 shows a concrete spraying range of the first type tunnel construction apparatus 2L. When the slide arm 26 is perpendicular to the face P and the spray arm 4 is moved while maintaining the vertical state, the concrete can be sprayed to the spray range Q of FIG. Moreover, when the above-mentioned restrictions are eliminated and the spray arm 4 is moved freely, concrete can be sprayed to the maximum spray range R in FIG.

より詳しくは、施工装置２Ｌの寸法が高さ４．００ｍ、幅３．１０ｍであり、吹付け範囲Ｑの最大吹付け高さが９．１２ｍ、最大吹付け幅が１２．６ｍである。また、前記の施工装置２Ｌを用いる場合、最大吹付範囲Ｒの最大吹付け高さが１２．４ｍであり、最大吹付け幅が２２．０４ｍである。 More specifically, the construction apparatus 2L has a height of 4.00 m and a width of 3.10 m, a maximum spraying height of the spraying range Q of 9.12 m, and a maximum spraying width of 12.6 m. Moreover, when using the said construction apparatus 2L, the maximum spraying height of the maximum spraying range R is 12.4m, and the maximum spraying width is 22.04m.

（エレクター）
エレクター５は、図１、図２の例では、第１ブーム３１からキャッチャー３７までの部分をいい、走行車両３の前方に取り付けられたブームベース３０と連結されている。以下に、エレクター５の構成を詳述する。 (Electa)
In the example of FIGS. 1 and 2, the erector 5 is a portion from the first boom 31 to the catcher 37, and is connected to a boom base 30 attached in front of the traveling vehicle 3. Below, the structure of the erector 5 is explained in full detail.

ブームベース３０に第１ブーム３１が取り付けられており、その下方にはブーム起伏シリンダ３１Ａが設けられている。このブーム起伏シリンダ３１Ａが伸縮することにより、エレクター５が上下方向に揺動する。揺動可能範囲は、上約４５°、下約２４°である。 A first boom 31 is attached to the boom base 30, and a boom hoisting cylinder 31 A is provided below the first boom 31. As the boom hoisting cylinder 31A expands and contracts, the erector 5 swings in the vertical direction. The swingable range is approximately 45 ° above and approximately 24 ° below.

また、この第１ブーム３１の基端側の側方には、ブーム旋回シリンダ３１Ｂが設けられている。このブーム旋回シリンダ３１Ｂが伸縮することにより、第１ブーム３１が水平方向に揺動する。揺動可能範囲は、左右それぞれ約４５°である。 A boom turning cylinder 31 B is provided on the side of the base end side of the first boom 31. As the boom turning cylinder 31B expands and contracts, the first boom 31 swings in the horizontal direction. The swingable range is about 45 ° on each of the left and right sides.

第１ブーム３１の内部には第２ブーム３２が挿入されており、第２ブーム３２の内部には第３ブーム３３が挿入されている。第１ブーム３１の下方には第１伸縮シリンダ３４が設けられ、第１ブーム３１の内部には第２伸縮シリンダ３５が内蔵されている。この第１伸縮シリンダ３４の伸縮により、第１ブーム３１に対して第２ブーム３２が最大約１．８ｍスライド移動する。また、第２伸縮シリンダ３５の伸縮により、第２ブーム３１に対して第３ブーム３２が最大約１．８ｍスライド移動する。 A second boom 32 is inserted into the first boom 31, and a third boom 33 is inserted into the second boom 32. A first telescopic cylinder 34 is provided below the first boom 31, and a second telescopic cylinder 35 is built in the first boom 31. By the expansion and contraction of the first telescopic cylinder 34, the second boom 32 slides relative to the first boom 31 up to about 1.8 m. Further, due to the expansion and contraction of the second telescopic cylinder 35, the third boom 32 slides relative to the second boom 31 up to about 1.8 m.

前記第３ブーム３３の先端には、支保工Ｗを把持するための支保工キャッチャー３７が装着されている。この支保工キャッチャー３７は、第３ブーム３３の先端部から伸びるＬ字形をしたＬ型アーム４０及びこのＬ型アーム４０の先端側に取り付けられた把持部４２を有している。そして、この第３ブーム３３とＬ型アーム４０との間やＬ型アーム４０自体には、３つの油圧シリンダ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃが設置されていて、このＬ型アーム４０自体の傾きやＬ型アーム４０を構成する各辺相互間の傾き等をこれら３つの油圧シリンダ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃにより変更可能としている。 A support catcher 37 for gripping the support work W is attached to the tip of the third boom 33. The support catcher 37 has an L-shaped arm 40 having an L shape extending from the distal end portion of the third boom 33 and a grip portion 42 attached to the distal end side of the L-shaped arm 40. Three hydraulic cylinders 44A, 44B, and 44C are installed between the third boom 33 and the L-shaped arm 40 or on the L-shaped arm 40 itself. The inclination between the sides constituting the arm 40 can be changed by these three hydraulic cylinders 44A, 44B, 44C.

さらに、この把持部４２の基端部分を、駆動源である油圧シリンダ４８を内蔵した駆動部４２Ａが構成しており、この駆動部４２Ａ内から伸縮可能に伸びる伸縮片４２Ｂをこの駆動部４２Ａが備えるのに伴い、この油圧シリンダ４８のピストン４８Ａの先端側が伸縮片４２Ｂに接続されている。そして、この駆動部４２Ａの先端側には、第１把持爪５１が設置されており、また、この第１把持爪５１と対向する伸縮片４２Ｂの先端側には第２把持爪５２が設置されており、これら第１把持爪５１と第２把持爪５２との間に支保工Ｗを挟み込むようになっている。 Furthermore, the base end portion of the gripping portion 42 is configured by a drive portion 42A having a built-in hydraulic cylinder 48 as a drive source, and the drive portion 42A extends an extendable piece 42B that extends and contracts from the drive portion 42A. As provided, the tip end side of the piston 48A of the hydraulic cylinder 48 is connected to the extendable piece 42B. A first gripping claw 51 is installed on the distal end side of the drive unit 42A, and a second gripping claw 52 is installed on the distal end side of the telescopic piece 42B facing the first gripping claw 51. The support work W is sandwiched between the first gripping claws 51 and the second gripping claws 52.

つまり、これら第１把持爪５１及び第２把持爪５２により一対の把持爪が構成されており、油圧シリンダ４８に外部から作動油が送り込まれる等によって、油圧シリンダ４８が駆動することで、これら第１把持爪５１と第２把持爪５２との間の間隔が変化されて、支保工Ｗを挟み込むようになる。 That is, a pair of gripping claws are configured by the first gripping claws 51 and the second gripping claws 52, and the hydraulic cylinder 48 is driven by, for example, hydraulic oil being sent from the outside to the hydraulic cylinder 48. The interval between the first gripping claw 51 and the second gripping claw 52 is changed, and the support work W is sandwiched.

さらに、第１把持爪５１の支保工Ｗと対向する部分とされる右側の端面５１Ａは、基端側から先端側に向かって支保工Ｗ側に傾く形に、傾き角度Ａ１が８０度で傾斜している。そして、この端面５１Ａの先端部には逃げ部とされる面取り部５１Ｂが形成されている。また、第２把持爪５２の支保工Ｗと対向する部分とされる左側の端面５２Ａは、基端側から先端側に向かって支保工Ｗ側に傾く形に、傾き角度Ｂ１が８０度で傾斜している。そして、この端面５２Ａの先端部には逃げ部とされる面取り部５２Ｂが同様に形成されている。 Further, the right end surface 51A, which is the portion of the first gripping claw 51 that faces the support work W, is inclined from the base end side toward the support work W side so that the inclination angle A1 is 80 degrees. doing. A chamfered portion 51B that serves as a relief portion is formed at the tip of the end surface 51A. In addition, the left end surface 52A, which is a portion facing the support W of the second gripping claw 52, is inclined at a tilt angle B1 of 80 degrees so as to incline from the base end toward the support W. doing. A chamfered portion 52B that is a relief portion is similarly formed at the tip of the end surface 52A.

つまり、一対の把持爪５１、５２の支保工Ｗと対向する部分とされる端面５１Ａ、５２Ａの傾き角度Ａ１、Ｂ１が、相互に同一とされ且つ、これら一対の把持爪５１、５２の基端側から先端側に向かって相互間の隙間が狭くなるように、形成されることになる。但し、これら一対の把持爪５１、５２の高さは、それぞれ１２０ｍｍ程度とされている。 That is, the inclination angles A1 and B1 of the end faces 51A and 52A that are the portions facing the support W of the pair of gripping claws 51 and 52 are the same, and the base ends of the pair of gripping claws 51 and 52 are the same. The gaps are formed so that the gap between them becomes narrower from the side toward the tip side. However, the height of the pair of gripping claws 51 and 52 is about 120 mm.

本実施形態のトンネル施工装置２によれば、第３ブーム３３の先端側に把持部４２が取り付けられ、この把持部４２の一対の把持爪５１、５２が、油圧シリンダ４８の動力により間隔を変化させて支保工Ｗを挟み込むことで、把持部４２が支保工Ｗを把持する。 According to the tunnel construction apparatus 2 of the present embodiment, the grip portion 42 is attached to the distal end side of the third boom 33, and the pair of grip claws 51, 52 of the grip portion 42 change the interval by the power of the hydraulic cylinder 48. The holding part 42 holds the supporting work W by sandwiching the supporting work W.

この際、把持爪５１、５２の支保工Ｗと対向する部分の傾き角度Ａ１、Ｂ１が、一対の把持爪５１、５２の相互間で同一とされるに伴い、これら一対の把持爪５１、５２の支保工Ｗと対向する部分における相互間の隙間が、一対の把持爪５１、５２の基端側から先端側に向かって狭くなるように、一対の把持爪５１、５２が形成されている。 At this time, as the inclination angles A1, B1 of the portions of the gripping claws 51, 52 facing the support work W are made the same between the pair of gripping claws 51, 52, the pair of gripping claws 51, 52 The pair of gripping claws 51 and 52 are formed so that the gap between the portions facing the support work W of the pair of gripping claws 51 and 52 becomes narrower from the proximal end side toward the distal end side.

つまり、一対の把持爪５１、５２の支保工Ｗと対向する部分における相互間の隙間が、一対の把持爪５１、５２の基端側から先端側に向かって狭くなっていることから、支保工Ｗを把持する際に、これら一対の把持爪５１、５２間に挟まれている支保工Ｗに、把持爪５１、５２の先端側から基端側に向かって働く力が常時加わるようになる。 That is, the gap between the portions of the pair of gripping claws 51 and 52 facing the support work W is narrowed from the proximal end side to the distal end side of the pair of gripping claws 51 and 52. When gripping W, a force acting from the distal end side to the proximal end side of the gripping claws 51, 52 is always applied to the support work W sandwiched between the pair of gripping claws 51, 52.

この結果として、支保工Ｗの大きさが変化した場合であっても、一対の把持爪５１、５２の基端側から先端側に向かって支保工Ｗがずれ出す虞がなくなることから、支保工Ｗの建込みの際に、支保工Ｗを確実に把持できるようになる。 As a result, even if the size of the support work W is changed, there is no possibility that the support work W shifts from the base end side to the front end side of the pair of gripping claws 51 and 52. When the W is installed, the support work W can be securely gripped.

この一方、本実施の形態によれば、一対の把持爪５１、５２の支保工Ｗと対向する部分が、一対の把持爪５１、５２の基端側から先端側に向かって相互間の隙間が単に狭くなるだけでなく、一対の把持爪５１、５２の支保工Ｗと対向する部分の傾き角度Ａ１、Ｂ１が、一対の把持爪５１、５２の相互間で同一とされていることで、支保工Ｗをより一層確実に把持できるようになる。 On the other hand, according to the present embodiment, the portion of the pair of gripping claws 51, 52 facing the support work W has a gap between the base end side of the pair of gripping claws 51, 52 toward the distal end side. In addition to simply narrowing, the inclination angles A1 and B1 of the portions of the pair of gripping claws 51 and 52 facing the support work W are the same between the pair of gripping claws 51 and 52, so The work W can be gripped more reliably.

また、本実施の形態によれば、駆動源が油圧シリンダ４８とされていることから、この油圧シリンダ４８により強い力が発揮されて、把持部４２で支保工Ｗをより一層確実に把持できるようにもなる。 Further, according to the present embodiment, since the drive source is the hydraulic cylinder 48, a strong force is exerted by the hydraulic cylinder 48 so that the support work W can be gripped more reliably by the grip portion 42. It also becomes.

次に、本実施の形態に係るトンネル施工装置２の把持部４２により２種類の大きさの支保工Ｗを把持する際の具体例を説明する。例えば高さ寸法Ｈが２５０ｍｍの支保工Ｗを把持する場合には、図１５（Ａ）に示すように把持し、また、高さ寸法Ｈが１２５ｍｍの支保工Ｗを把持する場合には、図１５（Ｂ）に示すように把持することになる。 Next, a specific example when gripping the two types of support works W by the grip portion 42 of the tunnel construction apparatus 2 according to the present embodiment will be described. For example, when holding a supporting work W having a height dimension H of 250 mm, it is held as shown in FIG. 15A, and when holding a supporting work W having a height dimension H of 125 mm, It will be held as shown in FIG.

つまり、一対の把持爪５１、５２の高さがそれぞれ１２０ｍｍ程度とされていることから、高さ寸法Ｈが２５０ｍｍのＨ型に形成された支保工Ｗを把持する場合には、図１５（Ａ）に示すように支保工Ｗの一端側である下端側のみを把持する形になる。また、高さ寸法Ｈが１２５ｍｍのＨ型に形成された支保工Ｗを把持する場合には、図１５（Ｂ）に示すように支保工Ｗの一端側を同様に把持している。但し、支保工Ｗの他端側と対向する把持爪５１、５２の部分には面取り部５１Ｂ、５２Ｂが形成されていることから、この場合には支保工Ｗの他端側に把持爪５１、５２が接触することがない。 That is, since the height of each of the pair of gripping claws 51 and 52 is about 120 mm, when gripping the support W formed in an H shape having a height dimension H of 250 mm, FIG. As shown in (), only the lower end side which is one end side of the support work W is gripped. Further, when holding the support W formed in an H shape having a height dimension H of 125 mm, one end of the support W is similarly held as shown in FIG. However, since chamfered portions 51B and 52B are formed in the portions of the gripping claws 51 and 52 facing the other end side of the support work W, in this case, the gripping claws 51 and 52 are provided on the other end side of the support work W. 52 does not touch.

以上の結果として、いずれの場合にも支保工Ｗの一端側である下端側のみを把持する形になるものの、一対の把持爪５１、５２の支保工Ｗと対向する部分における相互間の隙間が、一対の把持爪５１、５２の基端側から先端側に向かって狭くなっていることから、把持爪５１、５２の先端側から基端側に向かって働く力が常時加わって、支保工Ｗを確実に把持できるようになる。 As a result of the above, in any case, only the lower end side that is one end side of the support work W is gripped, but there is a gap between the pair of gripping claws 51 and 52 facing the support work W. Since the pair of gripping claws 51, 52 are narrowed from the proximal end side toward the distal end side, a force acting from the distal end side to the proximal end side of the gripping claws 51, 52 is always applied, and the support work W Can be securely gripped.

（作業範囲）
図３に、第１のタイプのトンネル施工装置２Ｌのエレクター作業範囲Ｏを示す。前記施工装置２Ｌのエレクター５によって、トンネル切羽Ｐの左側に支保工Ｗを建込むことができる。 (Working range)
FIG. 3 shows an erector working range O of the first type of tunnel construction apparatus 2L. The support work W can be built on the left side of the tunnel face P by the erector 5 of the construction apparatus 2L.

（削岩機）
そのほか、走行車両の３の前方に削岩機６０を設けても良い。この削岩機６０は、図１６の例では、ドリルブーム６２から削孔ビット６７までの部分をいい、走行車両３の前方に取り付けられたブームポスト６１と連結されている。この削岩機６０について下記に詳述する。 (Jam drill)
In addition, a rock drill 60 may be provided in front of the traveling vehicle 3. In the example of FIG. 16, the rock drill 60 refers to a portion from the drill boom 62 to the drill bit 67, and is connected to a boom post 61 attached to the front of the traveling vehicle 3. The rock drill 60 will be described in detail below.

前記ブームポスト６１には、ドリルブーム６２が取り付けられており、その下方には第１上下シリンダ６２Ａが設けられている。この第１上下シリンダ６２Ａが伸縮することにより、ドリルブーム６２が上下方向に揺動する。揺動可能範囲は、上約４５°、下約３０°である。 A drill boom 62 is attached to the boom post 61, and a first upper and lower cylinder 62A is provided below the drill boom 62. As the first vertical cylinder 62A expands and contracts, the drill boom 62 swings in the vertical direction. The swingable range is approximately 45 ° above and approximately 30 ° below.

このドリルブーム６２の側方には、左右旋回シリンダ６２Ｂが設けられている。この左右旋回シリンダ６２Ｂが伸縮することにより、ドリルブーム６２が水平方向に揺動する。揺動可能範囲は、左右それぞれ約４５°である。 On the side of the drill boom 62, a left / right turning cylinder 62B is provided. The left and right turning cylinder 62B expands and contracts to swing the drill boom 62 in the horizontal direction. The swingable range is about 45 ° on each of the left and right sides.

ドリルブーム６２は、アウタードリルブーム６２Ｘと、その内部に挿入されたインナードリルブーム６２Ｙからなる。このドリルブーム６２には、図示しない伸縮シリンダが内蔵されており、このシリンダの伸縮により、アウタードリルブーム６２Ｘに対してインナードリルブーム６２Ｙが最大約１．６ｍスライド移動する。 The drill boom 62 includes an outer drill boom 62X and an inner drill boom 62Y inserted therein. The drill boom 62 incorporates a telescopic cylinder (not shown), and the inner drill boom 62Y slides up to about 1.6 m with respect to the outer drill boom 62X by the expansion and contraction of the cylinder.

ドリルブーム６２の先端にはロータリアクチュエータ７０が取り付けられ、このロータリアクチュエータ７０の側方には、前後方向に延在するガイドセル６３が取り付けられている。このガイドセル６３の上方には、ガイドセル６３と同一方向に延在するロッド６４が、ロッド固定部６６を介して取り付けられている。また、このロッド６４の先端には削孔ビット６７が取り付けられ、後端にはドリフター６５が設けられている。 A rotary actuator 70 is attached to the tip of the drill boom 62, and a guide cell 63 extending in the front-rear direction is attached to the side of the rotary actuator 70. Above this guide cell 63, a rod 64 extending in the same direction as the guide cell 63 is attached via a rod fixing portion 66. A drill bit 67 is attached to the tip of the rod 64, and a drifter 65 is provided at the rear end.

ガイドセル６３の下方には、第３上下シリンダ６９が取り付けられている。この第３上下シリンダ６９が伸縮することにより、ガイドセル６３が上下方向に揺動する。揺動可能範囲は、上約９０°、下約０°である。 A third upper and lower cylinder 69 is attached below the guide cell 63. As the third vertical cylinder 69 expands and contracts, the guide cell 63 swings in the vertical direction. The swingable range is approximately 90 ° above and approximately 0 ° below.

インナードリルブーム６２Ｙの下方には、第２上下シリンダ６８が設けられている。この第２上下シリンダ６８により、ガイドセル６３が上下方向に揺動する。また、ドリルブーム６２と第１上下シリンダ６２Ａの間には同調用シリンダ７１が取り付けられている。この同調用シリンダ７１は、第２上下シリンダ６８と同調して、ガイドセル６３を平行移動させる。 A second upper and lower cylinder 68 is provided below the inner drill boom 62Y. The second up / down cylinder 68 causes the guide cell 63 to swing in the up / down direction. A tuning cylinder 71 is attached between the drill boom 62 and the first upper and lower cylinders 62A. The tuning cylinder 71 moves the guide cell 63 in parallel with the second upper and lower cylinders 68.

なお、前記ロッド６４はガイドセル６３に沿って前後方向に最大約４ｍの距離をスライド移動できる。また、ドリフター６５の動力はロッド６４を介して、先端にある削孔ビット６７に伝達されるようになっている。 The rod 64 can slide along the guide cell 63 for a distance of up to about 4 m in the front-rear direction. The power of the drifter 65 is transmitted to the drill bit 67 at the tip via the rod 64.

このような構成の削岩機６０は、高圧水を削孔ビット６７の吹出口から吹出しながら、ドリフター６５の回転力と打撃力により、削孔ビット６７で削孔する。そして、より深く削孔する場合は、前記ロッド６４を継ぎ足しながら削孔を続ける。削孔終了後は、ロッド６４を地山より引き抜き、削孔した孔にモルタルを注入しロックボルトを挿入する。 The rock drill 60 having such a configuration drills the hole with the drill bit 67 by the rotational force and the striking force of the drifter 65 while blowing high-pressure water from the outlet of the drill bit 67. And when drilling deeper, drilling is continued while adding the rod 64. After the drilling is completed, the rod 64 is pulled out from the ground, mortar is injected into the drilled hole, and a lock bolt is inserted.

（トンネル施工設備及び施工方法）
図３は、本発明に係るトンネル施工設備１の正面図である。図面手前がトンネル切羽Ｐ側であり、図面奥が坑口側である。すなわち、図面左側が切羽Ｐに向かって右側となり、図面右側が切羽Ｐに向かって左側となる。 (Tunnel construction equipment and construction method)
FIG. 3 is a front view of the tunnel construction facility 1 according to the present invention. The front side of the drawing is the tunnel face P side, and the back of the drawing is the wellhead side. That is, the left side of the drawing is the right side toward the face P, and the right side of the drawing is the left side toward the face P.

このトンネル施工設備１は、異なるタイプの複数の施工装置２から構成され、図３の例では、第１のタイプと第２のタイプの施工装置２Ｌ、２Ｒを有する。第１のタイプの施工装置２Ｌは、エレクター５を左側に備え、吹付けアーム４を右側に備えている。また、第２のタイプの施工装置２Ｒは、エレクター５を右側に備え、吹付けアーム４を左側に備えている。即ち、図３の例においては、トンネル切羽の幅方向中央の仮想線Ｓを軸として、施工装置２Ｌと施工装置２Ｒの吹付けアーム４とエレクター５の位置が線対称になっている。 The tunnel construction facility 1 is composed of a plurality of construction devices 2 of different types, and in the example of FIG. 3, has a first type and a second type of construction devices 2L and 2R. The first type of construction apparatus 2L includes an erector 5 on the left side and a blowing arm 4 on the right side. Moreover, the 2nd type construction apparatus 2R is equipped with the erector 5 on the right side and the blowing arm 4 on the left side. That is, in the example of FIG. 3, the positions of the blowing arm 4 and the erector 5 of the construction device 2L and the construction device 2R are axisymmetric with respect to the virtual line S at the center in the width direction of the tunnel face.

さらに削岩機６０も装備する場合、第１のタイプの施工装置２Ｌは、吹付けアーム４の右側に削岩機６０を設ける。第２のタイプの施工装置２Ｒは、吹付けアーム４の左側に削岩機６０を設ける。 Further, when the rock drill 60 is also provided, the first type construction device 2 L is provided with the rock drill 60 on the right side of the spray arm 4. The second type construction device 2 R is provided with a rock drill 60 on the left side of the spray arm 4.

前記のように、エレクター５を搭載する位置は、施工装置２Ｌ、２Ｒをトンネル内に配置したときに、トンネル幅方向外側にすることが好ましい。トンネル内への支保工Ｗの搬入は、支保工Ｗをエレクター５によって把持し、施工装置２が支保工Ｗを抱えた状態でトンネル切羽近傍まで運搬する。そのため、エレクター５を幅方向外側に設けないと、支保工Ｗを運搬することができないからである。また、トンネル幅方向外側から搬入すると、左半部及び右半部に建込む支保工Ｗが互いに干渉せず、作業効率が高くなるという利点もある。 As described above, it is preferable that the position where the erector 5 is mounted is located outside the tunnel width direction when the construction apparatuses 2L and 2R are arranged in the tunnel. In carrying the support work W into the tunnel, the support work W is gripped by the erector 5 and transported to the vicinity of the tunnel face while the construction device 2 holds the support work W. Therefore, unless the erector 5 is provided on the outer side in the width direction, the support work W cannot be transported. Moreover, when it carries in from the tunnel width direction outer side, the support work W built in the left half part and the right half part does not interfere mutually, and there also exists an advantage that work efficiency becomes high.

また、吹付けアーム４を搭載する位置は、施工装置２Ｌ、２Ｒをトンネル内に配置したときに、トンネル幅方向中央側にすることが好ましい。幅方向外側よりも幅方向中央側のほうが、コンクリートの吹き付け面積が大きいからである。また、施工装置２Ｌ、２Ｒの一方が故障して動かなくなった際に、他方の施工装置２Ｌ、２Ｒを用いて、左半部及び右半部の両方にコンクリートを吹き付けるため、幅方向中央寄りに配置して吹付範囲を広くする必要があるからである。 Moreover, it is preferable that the position where the blowing arm 4 is mounted is on the center side in the tunnel width direction when the construction apparatuses 2L and 2R are arranged in the tunnel. This is because the concrete spray area is larger on the center side in the width direction than on the outside in the width direction. Also, when one of the construction devices 2L, 2R breaks down and stops moving, the other construction devices 2L, 2R are used to spray concrete on both the left half and the right half. This is because it is necessary to arrange and widen the spraying range.

本発明に係るトンネル施工方法について説明する。この施工方法の第１工程は、施工装置２をトンネル内に配置する配置工程である。具体的には、第１のタイプの施工装置２Ｌを切羽Ｐに向かって左側に配置し、第２のタイプの施工装置２Ｒを切羽Ｐに向かって右側に配置する。 The tunnel construction method according to the present invention will be described. The first step of this construction method is an arrangement step of arranging the construction device 2 in the tunnel. Specifically, the first type construction device 2L is disposed on the left side toward the face P, and the second type construction device 2R is disposed on the right side toward the face P.

第２工程は、トンネル切羽Ｒに一次コンクリートを吹付ける一次コンクリート吹付け工程である。具体的には、第１のタイプの施工装置２Ｌの吹付けノズル２１から、主に左半部に一次コンクリートを吹付け、第２のタイプの施工装置２Ｒの吹付けノズル２１から、主に右半部に一次コンクリートを吹付ける。 The second process is a primary concrete spraying process in which primary concrete is sprayed onto the tunnel face R. Specifically, primary concrete is sprayed mainly on the left half portion from the spray nozzle 21 of the first type construction apparatus 2L, and mainly from the spray nozzle 21 of the second type construction apparatus 2R. Spray primary concrete on half.

なお、左半部とは、坑口側から切羽Ｐを視た際の左側部分（図３では右側部分）をいい、右半部とは坑口側から切羽Ｐを視た際の右側部分（図３では左側部分）をいう。 The left half refers to the left part when viewing the face P from the wellhead side (the right part in FIG. 3), and the right half refers to the right part when viewing the face P from the wellhead side (FIG. 3). Let's say the left part).

また、施工装置２Ｌ、２Ｒの前記コンクリート吹付け範囲は、原則的なものである。施工装置２Ｒや２Ｌが故障して動かなくなった場合や、左半部または右半部の吹付けが遅れている場合などには、施工装置２Ｌが右半部にコンクリートを吹付けたり、施工装置２Ｒが左半部にコンクリートを吹き付けたりすることもできる。このことは、後述する二次コンクリート吹付けや、ロックボルト打設においても同様である。 Moreover, the said concrete spraying range of the construction apparatuses 2L and 2R is fundamental. When the construction equipment 2R or 2L fails and does not move, or when the left half or right half spray is delayed, the construction equipment 2L sprays concrete on the right half, or the construction equipment 2R can spray concrete on the left half. The same applies to secondary concrete spraying and rock bolt driving described later.

第３工程は、トンネル内に支保工Ｗを建込む建込み工程である。具体的には、第１のタイプの施工装置２Ｌのエレクター５を用いて、主に左半部に支保工Ｗを建込み、前記第２のタイプの施工装置２Ｒのエレクター５を用いて、主に右半部に支保工Ｗを建込む。支保工Ｗを建込んだ後は、鋼製支保工背面に金網を設置することが好ましい。 The third process is an erection process for constructing the support work W in the tunnel. Specifically, using the erector 5 of the first type construction apparatus 2L, the support work W is mainly built in the left half, and using the erector 5 of the second type construction apparatus 2R, A support work W is built in the right half. After the support work W is built, it is preferable to install a wire mesh on the steel support work back.

第４工程は、トンネル切羽Ｒにさらにコンクリートを吹付ける二次コンクリート吹付け工程である。具体的には、第１のタイプの施工装置２Ｌの吹付けノズル２１から、主に左半部に二次コンクリートを吹付け、第２のタイプの施工装置２Ｒの吹付けノズル２１から、主に右半部に二次コンクリートを吹付ける。 The fourth process is a secondary concrete spraying process in which concrete is further sprayed onto the tunnel face R. Specifically, secondary concrete is sprayed mainly on the left half from the spray nozzle 21 of the first type construction apparatus 2L, and mainly from the spray nozzle 21 of the second type construction apparatus 2R. Spray secondary concrete on the right half.

そのほか、第５工程として、ロックボルトを設けるロックボルト打設工程を加えても良い。具体的には、第１のタイプの施工装置２Ｌの削岩機を用いて、主に左半部にロックボルト挿入孔を空け、第２のタイプの施工装置２Ｒの削岩機を用いて、主に右半部にロックボルト挿入孔を空ける。 In addition, as a fifth step, a lock bolt placing step for providing a lock bolt may be added. Specifically, using the rock drill of the first type of construction apparatus 2L, using the rock drill of the second type of construction apparatus 2R, mainly drilling a lock bolt insertion hole in the left half, Make a lock bolt insertion hole mainly in the right half.

前記一次コンクリート吹付け工程及び二次コンクリート吹付け工程において、第１のタイプと第２のタイプの各施工装置２Ｌ、２Ｒによる吹付けは、原則として同時に行う。同時に行うことで、一次コンクリート吹付け及び二次コンクリート吹付けに要する時間を短縮することができる。また、２台の施工装置を用いることにより、大断面のトンネルであっても、効率的にコンクリートを吹付けることができる。 In the primary concrete spraying process and the secondary concrete spraying process, in principle, the spraying by the construction devices 2L and 2R of the first type and the second type is performed simultaneously. By carrying out simultaneously, the time required for primary concrete spraying and secondary concrete spraying can be shortened. Moreover, even if it is a tunnel of a large cross section, concrete can be sprayed efficiently by using two construction apparatuses.

より詳しくは、施工装置２を１台用いた場合の吹付量が例えば２５〜３０ｍ³／ｈである場合、施工装置２を２台並べて同時に吹き付けることにより、吹付量を倍（５０〜６０ｍ³／ｈ）にすることができる。このことは、施工装置２を３台、４台・・・と増やし、同時に吹き付けることにより、吹付量を３倍、４倍・・・と増やすことができる。 More specifically, when the spraying amount when one construction device 2 is used is, for example, 25 to ³⁰ m ³ / h, the spraying amount is doubled by arranging two construction devices 2 side by side and spraying simultaneously (50 to 60 m ³ / h). This can increase the amount of spraying by 3 times, 4 times, and so on by increasing the number of construction devices 2 to 3, 4, and so on.

また、第１のタイプの施工装置２Ｌが故障等で動かなくなった場合でも、第２のタイプの施工装置２Ｒを用いて左半部へコンクリートの吹付け等をすることにより、工事を止めることなく、安定した急速施工に寄与することができる。このことは、第２のタイプの施工装置２Ｒが動かなくなった場合でも同様である。 Even if the first type construction device 2L stops working due to a failure or the like, the second type construction device 2R is used to spray the concrete to the left half without stopping the construction. , Can contribute to stable rapid construction. This is the same even when the second type construction apparatus 2R stops moving.

また、各施工装置２にコンプレッサー１０Ａ、１０Ｂを搭載することにより、従来のようにコンプレッサーを別置きする必要がなくなり、切羽近傍の機械の台数を最小限に抑えることができる。 Further, by installing the compressors 10A and 10B in each construction device 2, it becomes unnecessary to separately place a compressor as in the prior art, and the number of machines near the face can be minimized.

トンネル内という限られた空間で用いる機械の台数が減るとともに、吹付けアームを搭載した走行台車とコンプレッサーを搭載した台車の間を接続する配管の段取り、取り付け、取り外し、片付けという手間が無くなるため、機動性を飛躍的に向上させることができる。 As the number of machines used in the limited space in the tunnel is reduced, there is no need to set up, install, remove, and clean up the piping that connects the traveling carriage equipped with the blowing arm and the carriage equipped with the compressor. Mobility can be dramatically improved.

また、コンクリート配管９の長さが短くなるため、コンクリートが配管９内を通る際に受ける抵抗が減り、コンクリートの吐出量（吹付け量）を増加させることができる。 Moreover, since the length of the concrete piping 9 becomes short, the resistance which concrete receives when passing through the inside of the piping 9 decreases, and the discharge amount (spraying amount) of concrete can be increased.

以上のように、コンプレッサーを別置きしないことにより、機動性が向上し、吹付け量が増加するため、吹付け作業時間が大幅に短縮し、急速施工に寄与することができる。具体的には、別置きした場合と比べて、吹付作業時間を約半分にすることができる。 As described above, by not placing the compressor separately, the mobility is improved and the amount of spraying is increased, so that the spraying operation time is greatly shortened and it is possible to contribute to rapid construction. Specifically, the spraying work time can be halved as compared with the case where it is placed separately.

さらに、コンクリート配管９の長さが短くなるため、短くなった分だけ、消耗品（配管９）を減らすことができる。 Furthermore, since the length of the concrete pipe 9 is shortened, the consumables (pipe 9) can be reduced by the shortened length.

従来のコンクリート吹付機と支保工建込みエレクターを用いる場合、まず、コンクリート吹付機を用いて一次コンクリートを吹付ける。そして、吹付け終了後に、吹付機をトンネル切羽近傍から後退させる。次に、支保工建込みエレクターを前進させてトンネル切羽近傍に配置し、この支保工建込みエレクターを用いて、支保工を組み立てる。そして、組立て終了後に、支保工建込みエレクターを切羽近傍から後退させる。次に、再びコンクリート吹付機を前進させてトンネル切羽近傍に配置し、この吹付機を用いて二次コンクリート吹付けを行う。このように、従来はコンクリート吹付機と支保工建込みエレクターをトンネル内で前方及び後方へ移動しなければならず、施工時間が長くなるとともに、手間がかかっている。 When using a conventional concrete spraying machine and a support built-in erector, first, primary concrete is sprayed using a concrete spraying machine. Then, after the spraying is completed, the sprayer is moved backward from the vicinity of the tunnel face. Next, the support construction built-in erector is moved forward and arranged near the tunnel face, and the support work is assembled using the support construction built-in erector. And after completion | finish of an assembly, a support construction built-in erector is retreated from the face vicinity. Next, the concrete sprayer is moved forward again and placed near the tunnel face, and secondary concrete spraying is performed using this sprayer. Thus, conventionally, the concrete sprayer and the support built-in erector have to be moved forward and backward in the tunnel, which increases the construction time and labor.

しかし、本発明のように、トンネル施工装置２に吹付けアーム４及びエレクター５を搭載することにより、トンネル内に出し入れする時間や手間を省略することができる。 However, by mounting the blowing arm 4 and the erector 5 on the tunnel construction device 2 as in the present invention, time and labor for taking in and out the tunnel can be omitted.

また、二次コンクリート吹付けの後には、ロックボルト打設が行われる。従来は、二次コンクリート吹付け後に、コンクリート吹付機をトンネル切羽近傍から後退させ、その後に、ドリルジャンボを前進させてトンネル切羽近傍に配置し、このドリルジャンボによってロックボルト打設を行っていた。しかし、本発明のようにトンネル施工装置２に削岩機６０を搭載することにより、トンネル内でコンクリート吹付機とドリルジャンボを前方及び後方へ移動させる時間や手間を省略することができる。 Moreover, after secondary concrete spraying, rock bolt driving | running is performed. Conventionally, after the secondary concrete is sprayed, the concrete sprayer is moved backward from the vicinity of the tunnel face, and then the drill jumbo is moved forward and placed near the tunnel face, and the lock jumbo is driven by the drill jumbo. However, by mounting the rock drill 60 on the tunnel construction apparatus 2 as in the present invention, the time and labor for moving the concrete sprayer and the drill jumbo forward and backward in the tunnel can be omitted.

本発明は、上記の実施例の形態に限られるものではなく、吹付けアーム４、エレクター５、削岩機６０の構造等は適宜変更することができる。また、前記では、トンネル施工装置２を２台用いる場合を例に説明したが、施工装置２を３台以上用いても良い。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and the structure and the like of the blowing arm 4, the erector 5, and the rock drill 60 can be appropriately changed. In the above description, the case where two tunnel construction apparatuses 2 are used has been described as an example. However, three or more construction apparatuses 2 may be used.

なお、以上の説明において、特に限定がない場合は、「コンクリート」の文言に「一次コンクリート」と「二次コンクリート」の両方の意味を含ませることができる。 In the above description, if there is no particular limitation, the meaning of “primary concrete” and “secondary concrete” can be included in the word “concrete”.

１トンネル施工設備
２トンネル施工装置
２Ｌ第１のタイプのトンネル施工装置
２Ｒ第２のタイプのトンネル施工装置
３走行車両
４吹付けアーム
５エレクター
６吹付機
７供給口
８圧送ポンプ
９コンクリート配管
１０Ａ（コンクリート吹付用）コンプレッサー
１０Ｂ（急結剤搬送用）コンプレッサー
１１急結剤供給装置
１２ホース
２０ベース
２１吹付けノズル
２２基端アーム
２２Ａ基端アーム上下シリンダ
２２Ｂ基端アーム旋回左右シリンダ
２２Ｃ基端アーム伸縮シリンダ
２２Ｄ基端アーム同調シリンダ
２２Ｘアウター基端アーム
２２Ｙインナー基端アーム
２３先端アーム
２４ピン
２５第１接合部材
２６スライドアーム
２６Ａスライドアーム上下シリンダ
２６Ｂスライドアーム旋回左右シリンダ
２６Ｃ第２スライドアーム伸縮シリンダ
２６Ｄ第１スライドアーム伸縮シリンダ
２６Ｘアウタースライドアーム
２６Ｙ第１インナースライドアーム
２６Ｚ第２インナースライドアーム
２７ノズル回転モータ
２８ノズル前傾後傾シリンダ
２９第２接合部材
２９Ａ第１部材
２９Ｂ第２部材
３０ブームベース
３１第１ブーム
３１Ａブーム起伏シリンダ
３２第２ブーム
３３第３ブーム
３４第１伸縮シリンダ
３５第２伸縮シリンダ
３７キャッチャー
４０Ｌ型アーム
４２把持部
４２Ａ駆動部
４２Ｂ伸縮片
４８油圧シリンダ
４８Ａピストン
５１把持爪
５１Ａ端面
５１Ｂ面取り部
５２把持爪
５２Ａ端面
５２Ｂ面取り部
６０削岩機
６１ブームポスト
６２ドリルブーム
６２Ａ第１上下シリンダ
６２Ｂ左右旋回シリンダ
６２Ｘアウタードリルブーム
６２Ｙインナードリルブーム
６３ガイドセル
６４ロッド
６５ドリフター
６６ロッド固定部
６７削孔ビット
６８第２上下シリンダ
６９第３上下シリンダ
７０ロータリアクチュエータ
７１同調用シリンダ
Ａ１端面５１Ａの傾き角度
Ｂ１端面５２Ｂの傾き角度
Ｏ（第１のタイプのトンネル施工装置の）エレクターの作業範囲
Ｐ切羽
Ｑ（第１のタイプのトンネル施工装置の）スライドアームが切羽に対して垂直の時の吹付範囲
Ｒ（第１のタイプのトンネル施工装置の）最大吹付範囲
Ｓトンネル切羽の幅方向中央の仮想線
Ｗ支保工 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel construction equipment 2 Tunnel construction equipment 2L 1st type tunnel construction equipment 2R 2nd type tunnel construction equipment 3 Traveling vehicle 4 Spraying arm 5 Elector 6 Spraying machine 7 Supply port 8 Pumping pump 9 Concrete piping 10A (Concrete Blowing) Compressor 10B (For quick setting agent transport) Compressor 11 Quick setting agent supply device 12 Hose 20 Base 21 Blowing nozzle 22 Base end arm 22A Base end arm vertical cylinder 22B Base end arm turning left and right cylinder 22C Base end arm telescopic cylinder 22D Base end arm tuning cylinder 22X Outer base end arm 22Y Inner base end arm 23 Front end arm 24 Pin 25 First joint member 26 Slide arm 26A Slide arm up / down cylinder 26B Slide arm swing left / right cylinder 26C Second slide arm extension Reduction cylinder 26D First slide arm telescopic cylinder 26X Outer slide arm 26Y First inner slide arm 26Z Second inner slide arm 27 Nozzle rotation motor 28 Nozzle forward tilting backward cylinder 29 Second joining member 29A First member 29B Second member 30 Boom base 31 1st boom 31A Boom hoisting cylinder 32 2nd boom 33 3rd boom 34 1st telescopic cylinder 35 2nd telescopic cylinder 37 Catcher 40 L-shaped arm 42 Grasping part 42A Drive part 42B Telescopic piece 48 Hydraulic cylinder 48A Piston 51 Grasping Claw 51A End surface 51B Chamfered portion 52 Grip claw 52A End surface 52B Chamfered portion 60 Rock drill 61 Boom post 62 Drill boom 62A First vertical cylinder 62B Left and right turning cylinder 62X Outer drill boom 62Y Inner drill Boom 63 Guide cell 64 Rod 65 Drifter 66 Rod fixing portion 67 Drilling bit 68 Second upper / lower cylinder 69 Third upper / lower cylinder 70 Rotary actuator 71 Tuning cylinder A1 Inclination angle B1 of end surface 51A Inclination angle O of first end surface 52B (first Elector's working range P of the tunnel construction device (type 1) Tunnel face Q (of the first type tunnel construction device) Spraying range R when the slide arm is perpendicular to the face (of the first type tunnel construction device) Maximum spraying range S Virtual line W in the center of the tunnel face in the width direction

Claims

A tunnel construction facility that carries multiple tunnel construction equipment into the tunnel and builds support works and sprays concrete.
The construction apparatus has a first type construction apparatus and a second type construction apparatus,
Each construction device has an erector that builds a support and a blowing arm that blows concrete, and they are mounted on a single traveling vehicle.
The construction device of the first type is located on the left side toward the tunnel face, and is mainly responsible for the construction of the left half support construction and the spraying of concrete,
The construction device of the second type is located on the right side toward the tunnel face, and is mainly responsible for the construction of the right half support construction and the spraying of concrete,
The construction apparatus of the first type includes the erector on the left side and the blowing arm on the right side,
The construction apparatus of the second type includes the erector on the right side and the blowing arm on the left side.

The tunnel construction facility according to claim 1, wherein the construction device is equipped with a compressor for spraying concrete.

The construction apparatus of the first type further includes a rock drill on the right side of the spray arm,
The tunnel construction facility according to claim 1 or 2, wherein the second type of construction device further includes a rock drill on the left side of the spray arm.

A first type of tunnel construction device with an erector for erection on the left side and a blast arm for spraying concrete on the right side;
Using a tunnel construction device of the second type equipped with the erector on the right side and the blowing arm on the left side,
A tunnel construction method for erection of support works and concrete spraying,
A first step of placing the first type of construction device on the left side toward the face, and placing the second type of construction device on the right side of the face;
Second step of spraying primary concrete mainly on the left half using the first type construction device and spraying primary concrete mainly on the right half using the second type construction device. When,
Using the first type of construction equipment, a third step is mainly to build a support work in the left half, and to use the second type of construction equipment to build a support work mainly in the right half. When,
Using the first type of construction apparatus, the secondary concrete is sprayed mainly on the left half, and using the second type of construction apparatus, the secondary concrete is mainly sprayed on the right half. A tunnel construction method characterized by comprising four steps.

The construction apparatus of the first type further includes a rock drill on the right side of the spray arm,
The construction apparatus of the second type further includes a rock drill on the left side of the spray arm,
After the fourth step,
Using the rock drill of the first type of construction equipment, drilling a rock bolt insertion hole mainly in the left half, and mainly using the rock drill of the second type of construction equipment, mainly in the right half The tunnel construction method according to claim 4, further comprising a fifth step of making a lock bolt insertion hole.