JP2015155634A - Tunnel excavation system - Google Patents

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JP2015155634A
JP2015155634A JP2014109704A JP2014109704A JP2015155634A JP 2015155634 A JP2015155634 A JP 2015155634A JP 2014109704 A JP2014109704 A JP 2014109704A JP 2014109704 A JP2014109704 A JP 2014109704A JP 2015155634 A JP2015155634 A JP 2015155634A
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excavated soil
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JP2014109704A
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Inventor
武田 光雄
Mitsuo Takeda
光雄 武田
雅浩 株木
Masahiro Kabuki
雅浩 株木
Original Assignee
株木建設株式会社
Kabuki Construction Co Ltd
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Abstract

【課題】円筒状の掘削装置を用いた掘削システムにおいて、掘削土の搬出作業がスムーズに行うことができ、さらに、掘削装置内で十分な作業空間を確保する。 Disclosed is a drilling system using a cylindrical drilling apparatus, out excavation soil can be carried out smoothly, and further, to ensure a sufficient working space within the rig.
【解決手段】トンネル掘削システム1の掘削土搬出機構16は、掘削装置1の内側空間内に設けられ、後方に向かって延びる掘削土を後方へ搬送するコンベア82と、コンベア82の上方に設けられた破砕機106と、コンベア82の上方に設けられたふるい機構102と、を備え、掘削装置10により地盤を掘削することにより発生し、掘削装置10の内部空間に排出された掘削土110の少なくとも一部はふるい機構102を通過してコンベア82上に落下し、ブレーカ62により地盤を掘削することにより生じた掘削土の少なくとも一部は破砕機106に送られ、破砕機106により破砕されてコンベア82上に落下する【選択図】図9 A tunnel boring system 1 of Excavation unloading mechanism 16 is provided in the inner space of the drilling device 1, a conveyor 82 for conveying the excavated soil extending rearward to the rear, is provided above the conveyor 82 and a crusher 106, a sieve mechanism 102 provided above the conveyor 82, comprises a by excavating device 10 occurs by drilling a ground, at least the excavated soil 110 discharged into the inner space of the drilling device 10 some will fall onto conveyor 82 and passes through the sieve mechanism 102, at least a portion of the excavated soil caused by drilling a ground by circuit breaker 62 is sent to the crusher 106, it is disrupted by the crusher 106 conveyor BACKGROUND OF falls on 82 9

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 boring system for drilling a tunnel ground.

近年、地盤にトンネルを掘削する方法として、環状のカッタ部を備えた円筒状の掘削装置により、トンネルの外環部に当たる位置の地盤を先行して円環状に掘削する工程と、掘削装置の内側に円柱状に残留した地盤を掘削する工程とを行うことによりトンネルを構築する方法が提案されている。 Recently, as a method for drilling a tunnel ground, by a cylindrical drilling apparatus having a cutter portion of the annular, the step of drilling an annular prior to ground the position corresponding outer annular portion of the tunnel, the inside of the drilling device methods for constructing a tunnel by performing the step of excavating the ground remaining in cylindrical shape is proposed.
本件出願人らは、このような方法によりトンネルを掘削するためのシステムとして、地盤を円環断面状に掘削する掘削装置と、掘削装置により円環断面状に掘削された部分の内側の地盤を掘削する掘削用重機と、掘削装置及び掘削用重機により掘削された掘削土を後方へ搬出する搬送手段とを備えたシステムを提案している(特許文献1参照)。 Applicants have found that, as a system for drilling a tunnel by such a method, a drilling device for drilling ground in a circular ring cross-section shape, the inner ground drilling portion in a circular ring cross-section shape by drilling device and drilling heavy machinery to excavate proposes a system comprising a conveying means for carrying out the excavated soil excavated rearward by drilling apparatus and drilling heavy equipment (see Patent Document 1).
そして、このシステムでは、地盤を円環状に掘削することにより発生した掘削土は、掘削装置の先端に取り付けられた回転部殻体内に一端収容され、回転部殻体から掘削装置の内側空間に排出される。 And, in this system, excavated soil generated by drilling a ground annularly is one end housed in the rotating part shell body attached to the front end of the drilling device, discharged from the rotating portion shell the inner space of the drilling device It is. そして、回転部殻体から掘削装置の内側空間に排出された掘削土は、掘削用重機により掘削された掘削土とともに、コンベアにより後方へと搬出される。 The excavated soil discharged from the rotating portion shell the inner space of the drilling apparatus, the excavated soil which has been excavated by drilling heavy machinery, are transported rearwardly by the conveyor.

特開2014−5677号公報 JP 2014-5677 JP

ここで、掘削用重機により掘削された掘削土は、コンベアで搬送できる程度に十分に小径に破砕する必要がある。 Here, excavated soil which has been excavated by drilling heavy machinery is sufficiently enough to be transported by the conveyor has to be crushed into small diameter. このため、上記のシステムでは、掘削土をコンベアにより搬送する前に、掘削装置により掘削された掘削土と、掘削用重機により掘削された掘削土とが混ざった状態で、掘削土を破砕機により破砕している。 Therefore, in the above system, before transporting the excavated soil by the conveyor, the excavated soil which has been excavated by the excavating device, in the state where the excavated soil excavated are mixed by drilling heavy machinery, by the excavated soil crusher It has been crushed. しかしながら、地盤が固い岩盤であるなどの理由により、破砕機による掘削土の破砕作業が遅れると、この破砕機の破砕作業の遅れがトンネル掘削の進行の妨げとなるおそれがある。 However, for reasons such as ground is hard rock, the crushing work of excavated soil by crusher is delayed, there is a possibility that the delay in crushing operation of the crusher hinders the progress of the tunnel excavation.

さらに、上記のシステムでは、円柱状に残留した地盤を掘削するためのブレーカと、掘削土を破砕機へ送り込むためのバックホーを掘削装置内に配置しなければならず、これらブレーカ及びバックホーの作業空間が狭くなってしまう。 Furthermore, in the above system, a breaker for drilling a ground remaining in cylindrical, must backhoe for feeding excavated soil into the crusher disposed in the drilling apparatus, the working space of the breaker and backhoe It is narrowed.

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、円筒状の掘削装置を用いた掘削システムにおいて、掘削土の搬出作業がスムーズに行うことができ、さらに、掘削装置内で十分な作業空間を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, in a drilling system using a cylindrical drilling apparatus, out excavation soil can be carried out smoothly, and further, sufficient working space within the rig an object of the present invention is to ensure the.

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、掘削装置及び掘削用重機が地盤を掘削して発生した掘削土を後方に向かって搬出する掘削土搬出手段と、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 Tunnel drilling system of the present invention is a tunneling system for drilling a tunnel ground, a cylindrical drilling apparatus for drilling a ground in a circular ring cross-section shape, arranged in the internal space of the cylindrical drilling apparatus is a drilling heavy machinery to excavate the ground of the inner portion of the part which is drilled in an annular cross-sectional shape by drilling device, drilling equipment and drilling heavy equipment carries out the excavated soil generated by excavating the ground toward the rear comprising a excavated soil unloading means, the drilling apparatus includes a cylindrical rotating portion shell provided at the front end of the excavation advancing direction, and a connected cylindrical stationary portion shell behind the rotating part shell a cylindrical shell including, cutter portion formed in the end surface of the rotating part shell, and a drilling mechanism including a rotating mechanism for rotating the rotating part shell relative to the fixed part shell, the rotary portion shell It includes a propelling mechanism to propel the drilling direction of travel, the rotation 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、掘削装置の内側面には、収容空間と掘削装置の内部空間とを連通する隙間が形成され、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、掘削土搬出手段は、掘削装置の内側空間内に設けられ、後方に向かって延びる掘削土を後方へ搬送するコンベアと、コンベアの上方に設けられた破砕機と、コンベアの上方に設けられたふるい機構と、を備え、掘削装置により地盤を掘削することにより発生した掘削土の少なくとも一部はふるい機構を通過してコンベア上に落下し、掘削用重機により地盤を掘削することにより生じた掘削土の少なくとも一部は破砕機に送 The distal end surface of the shell opening is formed, the rotating portion shell body is formed accommodating space, excavated soil which has been excavated by the excavating mechanism is housed in the housing space through the opening, the inner surface of the drilling device, housing space and is clearance for communicating the inner space forming a drilling apparatus, the contained soil excavated in the accommodation space is discharged into the internal space of the drilling device through the gap, excavated soil discharge means, the inner space of the drilling device provided within the conveyor for conveying the excavated soil extending rearward to the rear, a crusher provided above the conveyor, the sieving mechanism provided above the conveyor, provided with the ground by excavating device At least a portion of the excavated soil generated by drilling falls on the conveyor through the sieve mechanism, at least a portion of the excavated soil caused by drilling a ground by excavating heavy equipment sent to crusher れ、破砕機により破砕されてコンベア上に落下することを特徴とする。 Is characterized in that falls onto been crushed conveyor by crusher.

本発明によれば、掘削装置により掘削された掘削土の一部を、破砕機を通すことなく、ふるい機構を通してコンベアに落下させている。 According to the present invention, and a portion of the excavated soil excavated without passing the crusher, it is dropped on a conveyor through a sieve mechanism by excavating equipment. このため、破砕機を通過させる掘削土の量が減り、トンネル掘削のスピードが低下することを防止できる。 Therefore, it reduces the amount of excavated soil to pass the crusher, it is possible to prevent the speed of the tunneling is reduced.
なお、ここでいう「上方」とは、高さ位置が高いことを意味し、水平方向に離間していてもかまわない。 Here, the "upper" means that the height is high, it may be spaced apart horizontally.

また、本発明において、ふるい機構は、破砕機の前方に設けられていることが好ましい。 Further, in the present invention, sieve mechanism is preferably provided in front of the crusher.
このような構成の本発明によれば、回転部殻体の隙間から排出された掘削土の大部分を確実にふるい機構に送りこむことができる。 According to the present invention having such a configuration, it is possible to feed the majority of the excavated soil discharged from the gap between the rotating part shell to ensure sieve mechanism.

また、本発明において、破砕機は、前方に比べて後方が高い位置に位置するように傾斜して設けられていることが好ましい。 Further, in the present invention, the crusher is preferably provided obliquely so as to be located behind a higher position than the front.
このような構成の本発明によれば、円柱状に残された地盤が破砕機まで到達すると、円柱状の地盤の下端部が破砕機により破砕される。 According to the present invention having such a configuration, when the soil left in the cylindrical reaches the crusher, the lower end of the cylindrical ground is crushed by the crusher. これにより、円柱状の地盤の掘削及び破砕時間を低減することができる。 Thus, it is possible to reduce the drilling and fracturing time of a cylindrical soil.

本発明によれば、掘削土の搬出作業がスムーズに行うことができ、さらに、掘削装置内で十分な作業空間を確保できる。 According to the present invention, out excavation soil it can be carried out smoothly, and further, it is possible to ensure a sufficient working space within the rig.

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。 It shows the construction of a tunnel boring system of the present embodiment, is a longitudinal sectional view of the tunnel. 本実施形態のトンネル掘削システムにおいて地盤の掘削に用いられる掘削装置を示す分解斜視図である。 It is an exploded perspective view of a drilling apparatus for use in drilling of the ground in the tunnel drilling system of the present embodiment. 本実施形態のトンネル掘削システムにおいて地盤の掘削に用いられる掘削装置を示す長手方向鉛直断面図である。 The drilling apparatus for use in drilling of the ground in the tunnel drilling system of the present embodiment is a longitudinal vertical sectional view showing. 図6におけるIV−IV断面図である。 It is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 本実施形態のトンネル掘削システムにおいて地盤の掘削に用いられる掘削装置を示す正面図である。 In tunneling system of the present embodiment is a front view showing a drilling apparatus for use in drilling of the ground. 図3におけるVI−VI断面図である。 It is a VI-VI sectional view in FIG. 図3におけるVII−VII断面図である。 It is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 図3におけるVIII−VIII断面図である。 It is a VIII-VIII cross-sectional view in FIG. 掘削土を搬送する方法を説明するための概略図である。 It is a schematic view for explaining a method of transporting the excavated soil.

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。 Hereinafter, an embodiment of a tunnel boring system and the tunnel excavation method of the present invention with reference to the drawings will be described in detail.
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。 Figure 1 shows the construction of a tunnel boring system of the present embodiment, it is a longitudinal sectional view of the tunnel. 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とに区画される。 As shown in the figure, the tunnel boring system 1 of the present embodiment includes a tunneling zone 4 for drilling ground using a drilling apparatus 10 provided in the tunnel excavation advancing direction forefront, behind the tunnel boring zones 4 divided into a primary lining zone 6 for primary lining, and invert Engineering area 8 to place the invert at the rear of the primary lining zone 6, and muck Engineering section 9 for muck at the rear of the inverter Engineering section 8 in It is. また、本発明のトンネル掘削システム1は、地盤を円環断面状に掘削する円筒状の掘削装置10と、掘削装置の内部空間内に配置された掘削用重機としてのブレーカ62と、掘削装置10の後方に接続され、後方に向かって延びる架台70と、架台70に沿って設けられた掘削土搬出機構16を構成する複数のベルトコンベア82からなるコンベア群80とを備える。 Further, the tunnel boring system 1 of the present invention includes a cylindrical drilling apparatus 10 to drill the ground in a circular ring cross-section shape, the breaker 62 as drilling heavy equipment disposed within the interior space of the drilling device, drilling device 10 comprising of being connected to the rear, a frame 70 extending rearward, and a conveyor group 80 comprising a plurality of belt conveyors 82 constituting the excavated soil and delivery mechanism 16 provided along the rack 70. 架台70は、車輪71を備え、先端が掘削装置10に連結されている。 Rack 70 is provided with wheels 71, the tip is connected to the drilling apparatus 10. また、コンベア群80は架台70に支持されている。 Further, the conveyor group 80 is supported by the frame 70. このため、掘削装置10が進行すると、架台70及びコンベア群80も掘削装置10とともに進行する。 Therefore, when the drilling device 10 is advanced, the gantry 70 and conveyor group 80 also proceeds with the drilling apparatus 10.

図2乃至図8は、本実施形態のトンネル掘削システム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は分解斜視図、図3は長手方向鉛直断面図、図4は図6におけるIV−IV断面図、図5は正面図、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、図8は図3におけるVIII−VIII断面図である。 2 to 8, in tunnel drilling system of the present embodiment shows a drilling apparatus 10 used in the drilling of the ground, Fig. 2 is an exploded perspective view, FIG. 3 is a longitudinal vertical sectional view, IV in FIG. 4 FIG. 6 -IV sectional view, FIG. 5 is a front view, FIG. 6 is section VI-VI view of FIG. 3, FIG. 7 is sectional view taken along line VII-VII in FIG. 3, FIG. 8 is a VIII-VIII cross-sectional view in FIG.

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、地盤を掘削して発生した掘削土を搬出するための掘削土搬出機構16と、掘削機構14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 drilling apparatus 10 includes a cylindrical shell 12, excavation advancing direction of the shell 12 (hereinafter, referred to as forward) and drilling mechanism 14 provided at the tip of drilling ground comprising the excavated soil and delivery mechanism 16 for unloading the excavated soil generated by the propulsion mechanism 18 for propelling the drill mechanism 14.

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。 Shell 12 includes a rotating portion shell 20 which are sequentially connected from the front, the first fixed portion shell 22, a second fixed portion shell 24, is constituted by a third fixing part shell 26 that.

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。 Rotating portion shell 20 includes an annular distal end surface portion 20A forming a front end surface, a cylindrical outer cylinder 20B extending rearward from the outer peripheral edge of the distal end surface portion 20A, a cylindrical extending from the inner periphery of the distal end surface portion 20A to the rear with Jo of the inner cylinder 20C, a.

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。 Further, the first fixed portion shell 22, a second fixed portion shell 24, and the third fixing portion shell 26, respectively, to substantially the same diameter as the outer cylinder 20B of the rotating portion shell 20 formed an outer cylinder body 22B, 24B, and 26B, the outer cylinder 22B, 24B, is disposed within 26B, formed in a substantially same diameter as the inner cylinder 20C of the first fixing portion shell 22 cylindrical inner cylindrical body 22C, 24C, is composed of a 26C, the inner cylinder 22C, 24C, 26C and the outer cylinder body 22B, 24B, a plurality of supporting members provided so as to connect 26B (not shown) that. これら殻体20、22、24、26はそれぞれ鋼材からなる。 These shells 20, 22 each made of steel. 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。 Incidentally, the rear end of the inner cylinder 20C of the rotating portion shell 20, so that a gap 20D is formed between the front end of the inner cylinder 22C of the first fixing portion shell 22, a first fixed part terminating in the front of a front end of the inner cylinder 22C of the shell 22.

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14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。 Rotating portion shell 20, a first fixing portion shell 22, the second fixed portion shell 24, and the third fixing part cylinder 20C among constituting the shell 26, 22C, 24C, 26C, and the outer cylinder body 20B, 22B, 24B, 26B after being placed on the rotating shaft concentric coaxial drill mechanism 14 which will be described in detail, thereby, the inner cylinder 20C, 22C, 24C, 26C and the outer cylinder body 20B, 22B, 24B, an annular space is formed between the 26B. 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。 The support member is made of rod-shaped or plate-shaped steel, the outer cylinder 20B, 22B, 24B, the number capable of supporting the earth pressure acting on the 26B, the inner cylinder 20C, 22C, 24C, around a central axis of 26C radially, at a suitable distance in the circumferential direction and the axial direction, these inner cylindrical body 20C, 22C, 24C, 26C and the outer cylinder body 20B, 22B, 24B, are provided so as to connect 26B. 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。 Then, the inner cylinder 20C, 22C, 24C, and 26C, the outer cylinder 20B, 22B, 24B, propulsion mechanism 18 into the annular space between the 26B is accommodated.

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。 Rotating portion shell 20 is rotatably connected to the first fixed portion shell 22. 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。 Between the rotating portion shell 20 and the first fixing portion shell 22, it is possible to improve the sliding by interposing a bearing or the like.

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。 Further, the front end portion of the second inner cylinder 24C and the outer cylinder 24B of the fixed portion shell 24, between the rear end portion of the first inner cylinder 22C and the outer cylinder 22B of the fixed portion shell 22 It is accommodated in the space. 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。 With this configuration, the second fixing portion shell 24 are slidably connected in the axial direction with respect to the first fixed portion shell 22.

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。 Similarly, the front end portion of the inner cylinder 26C and the outer cylinder 26B of the third fixing portion shell 26, the rear end portion of the second inner cylinder 26C and the outer cylinder 26B of the fixed portion shell 24 It is accommodated between the. 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。 With this configuration, the third fixing part shell 26 is connected slidably in the axial direction with respect to the second fixing portion shell 24. 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。 The connection portion between the first fixing portion shell 22 second fixing portion shell 24, and, in a second fixing portion shell 24 connected portion of the third fixing portion shell 26, the axial slide may be provided with a guide member for guiding the.

図2及び図3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 FIGS. 2 and 3, the drilling mechanism 14 includes a cutter unit 30 that includes a plurality of drilling bits formed on the distal end surface portion 20A of the rotary portion shell 20, the first fixed portion shell 22 provided disposed a reduction gear 32 and the motor 34 is, the.

図2及び図5に示すように、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。 As shown in FIGS. 2 and 5, the rotating part on the distal end surface portion 20A of the shell 20, in the circumferential direction at intervals and a plurality of openings 36 are formed, the space 20E of the externally rotating portion shell 20 bets are communicated through the opening 36.

図5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。 As shown in FIG. 5, the cutter unit 30, the edge of the rotating portion with a plurality of rollers bit 38 provided at intervals in the circumferential direction on the distal end surface portion 20A of the shell 20, openings 36 formed in the distal end surface portion 20A It comprises a drilling bit 40 provided.
また、図3に示すように、回転部殻体20の後端部には、リング33を介してピンラック35が取り付けられている。 Further, as shown in FIG. 3, the rear end portion of the rotating portion shell 20, pin rack 35 is attached via a ring 33.

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。 As shown in FIG. 3, the first fixing section motor 34 disposed shell 22 is connected reduction gear 32, the pinion 37 is attached to the reduction gear 32. 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。 Then, a pinion 37 attached to the speed reducer 32 is engaged with pin rack 35 mounted on the rotary portion shell 20. 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。 Accordingly, when the motor 34 rotates, the rotation force is transmitted to the rotating portion shell 20 the torque is amplified through the reduction gear 32, rotating section shell 20 first to third about the central axis rotating with respect to the fixed portion shell 22, 24 and 26.

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。 Each roller bits 38 are arranged at different positions in the radial direction. 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。 Thus, when the rotating portion shell 20 is rotated in the circumferential direction, the trajectory of each roller bit 38 to pass through, becomes substantially equally spaced concentric circles in the radial direction, it is possible to perform homogeneous excavation regardless of the diameter.

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。 Furthermore, drilling bits 40, the tip is made of sharp-bit, by the rotating portion shell 20 rotates, drilling to prepare the cutting surface which is cut by the roller bits 38 flat.

図8に示すように、掘削土搬出機構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. 8, the excavated soil unloading mechanism 16, provided inside the space 20E of the rotating portion shell 20 so as to divide into a plurality of chambers 20F space 20E in the rotary portion shell 20 in the circumferential direction a plurality of plate members 42 are fixed to the front end portion of the inner cylindrical body 22C of the first fixing portion shell 22, mounted so as to extend toward the rear end of the inner cylinder 20C of the rotating portion shell 20 a closing plate 44, toward the ground so as to inject water and includes the spout is a jet nozzle provided on a surface of the distal end surface portion 20A of the rotary portion shell 20 (not shown).

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。 Each plate member 42, the tip is respectively connected to the rear surface of a portion drilling bit 40 is attached to the distal end surface portion 20A of the rotary portion shell 20, inclined in the circumferential direction of the rotating portion shell 20 toward the rear It is provided so as to. 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。 In the present embodiment, the plate member 42 is provided so as to be inclined rearward in the circumferential direction of the rotating portion shell 20 is not limited thereto, be provided perpendicularly to the distal end surface portion 20A good. 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。 In this way, by providing the plate member 42 to the rotating portion shell 20, it is possible to improve the rigidity of the rotating portion shell 20.

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。 Predetermined closing plate 44, the rear end of the inner cylinder 20C of the rotating portion shell 20, a gap 20D between the front end of the inner cylinder 22C of the first fixing portion shell 22, in the circumferential direction from the bottom (in the present embodiment, each portion of approximately 120 ° in the circumferential direction on both sides from the bottom) until the height of the portion is provided so as to close the.

図2〜図4に示すように、推進機構18は、前方の軸方向ジャッキ52と、後方の軸方向ジャッキ50と、前方の径方向ジャッキ54と、後方の径方向ジャッキ56と、補助用の推進ジャッキ57とにより構成される。 2 to 4, propulsion mechanism 18 includes a front axial jack 52, the rear axial jack 50, the forward radial jack 54, a rear radial jack 56, the auxiliary constituted by the propulsion jack 57.

前方の軸方向ジャッキ52は、第1の固定部殻体22から第2の固定部殻体24にわたって、内筒体22C、24Cと外筒体22B、24Bとの間に収容されており、先端が第1の固定部殻体22の支持部材に固定され、後端が第2の固定部殻体24の支持部材に固定されている。 Axial jack 52 forward, over the second fixed portion shell 24 from the first fixing portion shell 22, which is accommodated between the inner cylinder 22C, 24C and the outer cylinder 22B, and 24B, the distal end There is fixed to the support member of the first fixing portion shell 22, the rear end is fixed to the supporting member of the second fixing portion shell 24.

後方の軸方向ジャッキ52は、第2の固定部殻体24から第3の固定部殻体26にわたって、内筒体24C、26Cと外筒体24B、26Bとの間に収容されており、先端が第2の固定部殻体24の支持部材に固定され、後端が第3の固定部殻体26の支持部材に固定されている。 Axial jack 52 of the rear, over the third fixed portion shell 26 from the second fixed portion shell 24, which is accommodated between the inner cylinder 24C, 26C and the outer cylinder 24B, and 26B, the distal end There is fixed to the support member of the second fixing portion shell 24, the rear end is fixed to the supporting member of the third fixing portion shell 26.

これら、前方の軸方向ジャッキ52、及び、後方の軸方向ジャッキ50は、他の部材と干渉しないように、周方向に適宜な間隔をあけて複数設置されている。 These forward axial jack 52 and, rearward axial jack 50 so as not to interfere with other members, a plurality placed at a suitable distance in the circumferential direction.

前方の径方向油圧ジャッキ54は、第1の固定部殻体22内に収容されている。 Front radial hydraulic jack 54 is housed in the first fixing portion shell 22. 第1の固定部殻体22の外筒体22Bは、前方の径方向油圧ジャッキ54に対応した位置に開口が形成されており、前方の径方向油圧ジャッキ54はこの開口から掘削装置10の径方向外方に向かって突出するように伸縮可能である。 The outer cylinder 22B of the first fixed portion shell 22 is opened is formed at a position corresponding to the front of the radial hydraulic jacks 54, in front of the radial hydraulic jacks 54 the diameter of the drilling apparatus 10 from the opening stretchable and is so as to protrude toward the outward.

後方の径方向ジャッキ56は、第3の固定部殻体26内に収容されている。 Radial jack 56 of the rear is accommodated in the third fixing portion shell 26. 第3の固定部殻体26の外筒体26Bは、後方の径方向ジャッキ56に対応した位置に開口が形成されており、後方の径方向ジャッキ56はこの開口から掘削装置10の径方向外方に向かって突出するように伸縮可能である。 The outer cylinder 26B of the third fixing part shell 26 is opened is formed at a position corresponding to the rear of the radially jack 56, behind the radial jack 56 is radially outside of the excavation device 10 from the opening stretchable and is so as to protrude towards.

推進ジャッキ57は、掘削装置10の後端部下方に配置されており、掘削装置10の後方に向かって伸縮可能である。 Propulsion jacks 57 are disposed in the rear portion below the drilling apparatus 10 is extendable toward the rear of the drilling apparatus 10.
なお、これら前方の軸方向ジャッキ52、後方の軸方向ジャッキ50、前方の径方向ジャッキ54、後方の径方向ジャッキ56、及び、推進ジャッキ57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。 Note that these forward axial jack 52, the rear of the axial jack 50, the forward radial jack 54, behind the radial jack 56 and, propulsion jacks 57 is connected to a control device (not shown) , hydraulic pressure is supplied by the control device.
掘削装置10の内側空間の後部には、架台70が水平に保持されている。 The rear part of the inner space of the drilling apparatus 10, the gantry 70 is horizontally held.

また、図2及び図3に示すように、掘削システム1は、掘削土搬出機構16として、掘削土受板100と、ふるい機構102と、ホッパ104と、岩破砕機106と、コンベア群80と、を備える。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the drilling system 1, as excavated soil unloading mechanism 16, the excavated soil receiving plate 100, a sieve mechanism 102, a hopper 104, a rock crusher 106, a conveyor group 80 , comprising a.

掘削土受板100は、回転部殻体20の内側から後方に向かって水平に延びる板材である。 Excavated soil receiving plate 100 is a plate member extending horizontally from the inside of the rotating portion shell 20 toward the rear. 掘削土受板100は、回転部殻体20の内筒体20Cの内面の下端と等しい高さに設けられており、回転部殻体20及び第1の固定部殻体22の内筒体20C、22Cとの間に隙間が生じないような幅を有している。 Excavated soil receiving plate 100 is provided at the lower end equal height of the inner surface of the inner cylinder 20C of the rotating portion shell 20, the inner cylinder 20C of the rotating portion shell 20 and the first fixing portion shell 22 has a width such that no clearance between the 22C.

ふるい機構102は、掘削土受板100の後端から連続して後方に向かって水平に延びている。 Sieving mechanism 102 extends horizontally rearward continuously from the rear end of the excavated soil receiving plate 100. ふるい機構102は、所定の間隔で格子状あるいは平行に鋼板が配置されてなり、所定の大きさ(例えば、25cm程度以下)の岩石及び土砂は下方に落下し、それ以上の大きさの岩石は落下させないような部材である。 Sieving mechanism 102 is constituted by a lattice-like or parallel steel plates are arranged at a predetermined interval, a predetermined size (e.g., more than about 25 cm) rocks and sediments will fall down, more the size of the rocks it is a member such as not to drop. ふるい機構102の前端は掘削土受板100の後端に連続して水平方向に延びている。 The front end of the sieve mechanism 102 extends in the horizontal direction continuously to the rear end of the excavated soil receiving plate 100. なお、掘削土受板100及びふるい機構102は、架台70よりも低い高さ位置に設けられている。 Incidentally, it excavated soil receiving plate 100 and the old mechanism 102 is provided at a height position lower than the rack 70.

コンベア群80の先端のコンベア81は、その先端がふるい機構102の下方に位置し、後方に向かって延びている。 Tip of the conveyor 81 of the conveyor group 80 is positioned below the tip sieve mechanism 102, and extends rearward. なお、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の内筒体22C、24C、26Cの下方は所定の幅にわたって切りかかれており、この切りかかれた部分にコンベア81は配置されている。 The first fixing portion shell 22, the inner cylindrical body 22C of the second fixed portion shell 24, and the third fixing portion shell 26, 24C, 26C are the lower and Kakare cut over a predetermined width, conveyor 81 is disposed in the cut Kakare portion. コンベア81は後方に向かって延び、掘削装置10の後部では斜め上方に向かって傾斜しており、後端が後方のコンベア81の上方に位置している。 Conveyor 81 extends rearward, the rear part of the drilling apparatus 10 is inclined obliquely upward, the rear end is positioned above the rear of the conveyor 81. なお、本発明における掘削装置の内側空間とは、内筒体22C、24C、26Cの内側のみならず。 Note that the inner space of the drilling device in the present invention, not only the inner cylinder 22C, 24C, inner 26C only. このように、内筒体22C、24C、26Cが切りかかれて装置中心に向かって開口している空間も含む。 Thus, the inner cylinder 22C, 24C, also the space 26C is toward the device center Kakare cut are open, including.

ホッパ104は、ふるい機構102の直下、かつ、コンベア81の上方に位置しており、下方に向かって断面積が狭まるような形状を有する。 Hopper 104 is right under the sieve mechanism 102, and is located above the conveyor 81 has a shape such that the cross-sectional area narrows downward. ふるい機構102を通過して落下した掘削土は、ホッパ104によりコンベア81上に落下するように案内される。 Excavated soil which has fallen through the sieve mechanism 102 is guided to fall onto the conveyor 81 by the hopper 104.

破砕機106は、スクリュー形状の破砕ビットを有する2軸形式の破砕機である。 Crusher 106 is a crusher biaxial type having crushing bits screw shape. このような破砕機としては、例えば、MMD社製のサイザー等を用いることができる。 Such shredder, for example, can be used MMD Co. sizer or the like. 破砕機106は前部上端がふるい機構102の後端に接続され、後端が架台70の下方に位置するように、コンベア81の直上に配置されている。 Crusher 106 is connected to the rear end of the front upper sieve mechanism 102, as the rear end is positioned below the rack 70 is disposed directly above the conveyor 81. また、破砕機106は前方に比べて後方が高い位置に位置するように、例えば、10度程度、傾斜して設けられている。 Further, the crusher 106 to be positioned rearward position higher than the front, for example, about 10 degrees, are provided to be inclined.

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。 Hereinafter, a method for constructing a tunnel by the tunnel drilling system of the present embodiment.
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、後から、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。 In this embodiment, prior to the ground 72 drilled in circular cross-section shape by drilling device 10, later to build a tunnel with a circular cross section by drilling a ground 72 of the remaining central portion by the breaker 62 .

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 of drilling a ground 72 by drilling device 10 in an annular cross-section shape.

まず、推進機構18により、掘削装置10を推進させる方法について説明する。 First, the propulsion mechanism 18, describes a method for propelling drilling apparatus 10. なお、この推進作業は、回転部殻体20を固定部殻体22、24、26に対して回転させるとともに、掘削土搬出機構16により掘削土を排出させながら行う。 Note that this propulsion work, rotates the rotating portion shell 20 with respect to the fixed portion shell 22, 24, 26, carried out while discharging the excavated soil by excavated soil and delivery mechanism 16.

掘削装置10を推進させるためには、まず、後方の径方向ジャッキ56を径方向外方に向けて伸長させて周囲の地盤を押圧する。 To propel the drilling apparatus 10, first, it is extended toward the rear of the radial jack 56 radially outward to press the soil around it. そして、後方の径方向ジャッキ56により周囲の地盤に反力をとった状態で、後方の軸方向ジャッキ50を伸長させる。 By rear radial jack 56 in a state of taking the reaction force to the ground of the surroundings, extending the rear axial jack 50. これにより、第3の固定部殻体26に対して、回転部殻体20、第1の固定部殻体22、及び第2の固定部殻体24が前方に押し出される。 Thus, the third fixing portion shell 26, the rotary portion shell 20, a first fixing portion shell 22, and a second fixing part shell 24 is pushed forward. この際、回転部殻体20が回転することにより、ローラービット38及び削孔ビット40により地盤が円環状に掘削される。 At this time, by rotating portion shell 20 rotates, the ground is excavated in a circular ring shape by roller bits 38 and the drilling bit 40.

なお、この際、前方の軸方向ジャッキ52のそれぞれを異なる長さ伸長させることにより、掘削装置10の掘削進行方向を調整することができる。 At this time, by extending the respective different lengths of the front axial jack 52, it is possible to adjust the drilling direction of travel of the drilling apparatus 10. すなわち、例えば、装置上方に位置する前方の軸方向ジャッキ52の伸長長さに比べて、装置下方に位置する前方の軸方向ジャッキ52の伸長長さを長くすることにより、回転部殻体20及び第1の固定部殻体22を、第2の固定部殻体24に対して斜め上方に向けることができる。 That is, for example, as compared to the extension length of the front of the axial jack 52 located above the apparatus, by increasing the extension length of the front of the axial jack 52 located device downwardly, rotating unit shell 20 and a first fixed portion shell 22, it can be directed obliquely upward with respect to the second fixing portion shell 24.

次に、前方の径方向ジャッキ54を径方向外方に向けて伸長させて周囲の地盤を押圧する。 Then, pressing the ground around it is extended toward the front of the radial jack 54 radially outward. そして、前方の径方向ジャッキ54により周囲の地盤に反力をとった状態で、後方の軸方向ジャッキ50を収縮させる。 Then, in a state of taking the reaction force to the ground around the front of the radial jack 54, to contract the rear axial jack 50. これにより、第1の固定部殻体22に対して、第3の固定部殻体26が引き寄せられる。 Thus, with respect to the first fixed portion shell 22, the third fixing part shell 26 is attracted. 上記の工程を繰り返すことにより、掘削装置10を前進させることができる。 By repeating the above steps, it is possible to advance the excavating device 10.

なお、上記の方法に限らず、推進ジャッキ57を用いて掘削装置10を前進させることも可能である。 The present invention is not limited to the above method, it is possible to advance the excavating device 10 using propulsion jacks 57. すなわち、まず、前方及び後方の径方向ジャッキ54、56を退行させる。 That is, first, causing regression of front and rear radial jack 54, 56. この状態で、推進ジャッキ57をすでに掘削が完了したトンネル内に取り付けられている内型枠等に反力を取って、伸長させる。 In this state, taking the reaction force to the inner mold or the like drilling propulsion jacks 57 already mounted in the complete tunnel, is extended. これにより、掘削装置10が前進する。 As a result, the drilling apparatus 10 is advanced. そして、前方及び後方の径方向ジャッキ54、56の少なくとも一方を径方向外方に向けて伸長させて周囲の地盤を押圧する。 Then, pressing the ground around it is extended outwardly in the radial direction at least one of the front and rear radial jack 54, 56. そして、推進ジャッキ57を退行させ、推進ジャッキ57の後方位置において新たな内型枠の取付を行う。 Then, the regression of propulsion jacks 57, performs the mounting of a new inner mold in the rear position of the propulsion jacks 57.
上記の工程を繰り返すことによっても、掘削装置10を推進させることができる。 By repeating the above steps, it is possible to promote drilling apparatus 10.

上記の推進作業とともに、回転部殻体20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。 Together with the propulsion work, to rotate the rotating portion shell 20 by drilling the ground, and sends to the excavated soil the apparatus rear caused by drilling.

すなわち、推進機構18により回転部殻体20のカッタ部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。 That is, in a state in which the cutter portion 30 of the rotary portion shell 20 pressed against the ground by propulsion mechanism 18 to rotate the motor 34 of the excavation mechanism 14. 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。 The rotational force of the motor 34 is transmitted to the reduction gear 32 torque is amplified to rotate the rotating portion shell 20 via the pinion 37 and pin rack 35. 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。 When the rotating portion shell 20 rotates, first, the ground is excavated in cross saw shape by a roller bit 38 of the cutter portion 30, further, the unevenness of the surface is scraped by the drilling bit 40. これにより円環状に地盤を掘削することができる。 This makes it possible to excavate the ground in a circular ring shape.

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。 Excavated soil produced by drilling a ground by the cutter unit 30 is stirred with water ejected from the jet nozzle, the fluidity is improved. 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。 The excavated soil is housed in a chamber 20F in the rotary portion shell 20 from the rotating portion shell 20 of the distal end surface portion 20A which is formed in the opening 36. そして、室20F内に収容された掘削土は、隙間20Dから掘削装置10の内側空間(すなわち、内筒体22Cの内側)へ排出される。 Then, the contained excavated soil within the chamber 20F is discharged from the gap 20D to the interior space of the drilling device 10 (i.e., inside of the inner cylinder 22C).

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内の掘削土が内筒体の内側空間へ排出される。 In this case, the closing plate 44, and the rear end of the inner cylinder 20C of the rotating portion shell 20, a gap 20D between the front end of the inner cylinder 22C of the first fixing portion shell 22, in the circumferential direction outermost since the portion from the lower portion to a predetermined height is closed, excavated soil in the chamber 20F rotated to a predetermined height is discharged into the inside space of the inner cylinder. 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。 Thus, excavated soil carried on the apparatus inside, will accumulate downward, and the rear end of the inner cylinder 20C of the rotating portion shell 20, the front end of the inner cylinder 22C of the first fixing portion shell 22 It can be prevented from clogging the gap 20D between.

また、上記の掘削装置10により地盤を円環状に掘削する作業と並行して、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。 In parallel with the drilling apparatus 10 of the above and the work of excavating the ground in a circular ring shape, the inner ground 72 drilling portion by the drilling device 10 in an annular be drilled by the breaker 62.

次に、このように地盤を掘削することにより生じた掘削土をズリ出し区域まで搬送する方法を説明する。 Next, a method for conveying the excavated soil caused by drilling a ground in this manner until the muck area. 図9は、掘削土を搬送する方法を説明するための概略図である。 Figure 9 is a schematic view for explaining a method of transporting the excavated soil.

上述の通り、カッタ部30により円環状に地盤が掘削されると、掘削により生じた岩石等を含む掘削土110は、回転部殻体20内に収容され、隙間20Dの閉鎖プレートにより閉鎖されていない部分から落下して、掘削装置10の内側空間へ排出される。 As described above, when the soil as a ring by the cutter unit 30 is excavated, excavated soil 110 containing rocks or the like caused by drilling, is housed in the rotating part shell 20, are closed by the closing plate of the gap 20D to fall from no part is discharged to the inside space of the drilling device 10.

上述の通り、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(例えば、8cm程度)な同心円であるため、このように回転部殻体20から排出された掘削土110の大きさは8cm程度である。 As described above, the trajectory the roller bit 38 passes, substantially equal intervals in the radial direction (e.g., 8 cm approximately) because it is concentric, the magnitude of has been excavated soil 110 discharged from the rotating portion shell 20 in this way it is about 8cm. そして、回転部殻体20から排出された掘削土110は掘削土受板100上に堆積し、掘削が進行するとふるい機構102へと送られる。 The rotating portion shell 20 has been excavated soil 110 discharged from depositing on soil excavated receiving plate 100, is sent when the drilling progresses to sieve mechanism 102.

ふるい機構102へと送られた掘削土110の大部分は小径であるため、掘削土110の大部分はふるい機構102を通って落下し、さらにホッパ104により案内されてコンベア81上に落下する。 Since most of the excavated soil 110 sent to the old mechanism 102 is small, most of the excavated soil 110 fall through the sieve mechanism 102, further guided by the hopper 104 fall onto the conveyor 81.

このように、回転部殻体20から排出された掘削土110の大部分はふるい機構102を通り、コンベア81上に落下し、コンベア群80によりズリ出し工区域まで送られる。 Thus, most of have been excavated soil 110 discharged from the rotating portion shell 20 passes through the sieve mechanism 102, and fall onto the conveyor 81, fed by the conveyor unit 80 to muck Engineering area.

また、カッタ部30により円環状に地盤が掘削されて残った円柱状の地盤120は、ブレーカ62により破砕される。 Further, cylindrical ground 120 ground remained been drilled in an annular shape by the cutter unit 30 is crushed by the breaker 62. なお、このようにブレーカ62により地盤120を破砕することにより生じた掘削土は1m程度の径の岩石等を含む。 Incidentally, it excavated soil caused by disrupting the soil 120 Thus the circuit breaker 62 includes a rock or the like having a diameter of about 1 m. そして、ブレーカ62により地盤120を破砕することにより生じた掘削土は、破砕機106へと送られ、25cm以下の径まで細かく破砕される。 The excavated soil caused by disrupting the ground 120 by the breaker 62 is sent to crusher 106, it is finely crushed to below the size of 25 cm. このようにして破砕機106により破砕された掘削土は、コンベア81上に落下し、ふるい機構102を通りコンベア81に落下した掘削土とともに後方へと送られる。 Such excavated soil which has been crushed by the crusher 106 in the can fall onto the conveyor 81 and sent to the rear along with the excavated soil dropped sieve mechanism 102 as the conveyor 81. なお、この際、ブレーカ62により地盤120を破砕することにより生じた掘削土がふるい機構102を通してコンベア81上に落下してもよい。 At this time, the ground 120 may be dropped onto the conveyor 81 excavated soil through a sieve mechanism 102 caused by disrupting the breaker 62.

さらに、掘削が進行して掘削装置10が前進すると、円柱状に残った地盤120の端部(後端)が破砕機106まで到達する。 Furthermore, the drilling drilling apparatus 10 proceeds forward, the end of the remaining ground 120 in a cylindrical shape (the rear end) reaches the crusher 106. 上述の通り、破砕機164は前端が回転部殻体20の内筒体20Cと同程度の高さであり、前方に比べて後方が高い位置に位置するように傾斜して設けられているため、円柱状の地盤120の端部(後端)が破砕機106まで到達すると、破砕機106により円柱状の地盤120の下端部が破砕され、破砕された掘削土はコンベア81に落下する。 As described above, the crusher 164 is the height of the same extent as the inner cylindrical body 20C of the front rotating unit shell 20, because it is provided to be inclined and located behind a higher position than the front , the end portion of the cylindrical ground 120 (the rear end) reaches the crusher 106, the lower end of the cylindrical ground 120 is crushed by the crusher 106, crushed excavated soil falls into the conveyor 81.

なお、回転部殻体20から排出された掘削土110に大きな岩石等が含まれていた場合には、円柱状の地盤120を破砕して生じた掘削土とともに破砕機164へと送り込めばよい。 Incidentally, if a large rock or the like has been excavated soil 110 discharged from the rotating portion shell 20 is included, together with the excavated soil caused by crushing a cylindrical ground 120 may be Okurikome into crusher 164 .
このようにしてコンベア81上に落下した掘削土は、コンベア群80によりズリだし区域9まで運ばれ、ダンプカー等によりトンネル外へ排出される。 Thus excavated soil which has fallen onto the conveyor 81 is's a shear by the conveyor group 80 is transported to zone 9 is discharged to outside the tunnel by the dump truck or the like.

また、上記の掘削装置10による掘削工程と並行して、一次覆工区域6において、内型枠74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。 In parallel with the drilling process by drilling device 10 described above, the primary lining zone 6, the inner mold 74, to concrete is in the space between the forming tunnel surface by drilling device 10. なお、内型枠74としてはテレスコピット型のものを用いるとよい。 As the inner mold 74 may be used those telescopic pit type.

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74を取り外し、この取り外した内型枠74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57と最先端の内型枠74との間に取り付ける。 Then, in the rear of the primary lining zone 6, remove the inner mold 74 at a position concrete is pouring is cured, the inner mold 74 the removal, as described above, when the drilling device 10 has progressed , attached between the propulsion jacks 57 and cutting edge of the inner mold 74.
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ことができる。 By repeating the above steps, it is possible to pouring the concrete 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。 In parallel with the above steps, the inverted Engineering section 8, installing the invert 90 in the tunnel.
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。 By performing the steps described above, it is possible to build a tunnel.

本掘削システム1によりトンネルを掘削する場合には、ブレーカ62により岩石を破砕し、後方へと搬送する工程の進行速度が、トンネル掘削の進行速度を決定することとなる。 When drilling a tunnel through the drilling system 1, crushed rock by the breaker 62, the rate of progression of steps of conveying to the rear, and to determine the rate of progression of the tunnel excavation. 従来技術に記載した方法では、掘削装置により掘削された掘削土と、掘削用重機により掘削された掘削土とが混ざった状態で、掘削土を破砕機により破砕していたため、硬い地盤の場合に特に掘削スピードが低下していた。 In the method described in the prior art, the excavated soil which has been excavated by the excavating device, in the state where the excavated soil excavated are mixed by drilling heavy, the excavated soil because they were disrupted by a crusher, in the case of hard soil in particular, the drilling speed was reduced. これに対して、本実施形態では、カッタ部30により掘削された掘削土は、破砕機106を通すことなく、ふるい機構102を通してコンベア81に落下させている。 In contrast, in this embodiment, excavated soil which has been excavated by the cutter unit 30, without going through a crusher 106, which is dropped through a sieve mechanism 102 to the conveyor 81. このため、破砕機106を通過させる掘削土の量が減り、トンネル掘削のスピードが低下することを防止できる。 Therefore, it reduces the amount of excavated soil passing the crusher 106, it is possible to prevent the speed of the tunneling is reduced.

さらに、従来技術に記載した方法では、カッタ部30により掘削された掘削土を破砕機まで送り込む必要があるため、円柱状に残った地盤を破砕するためのブレーカに加えて、掘削土を破砕機に送り込むためのバックホーを設けていたが、本実施形態では、カッタ部30により掘削された掘削土を破砕機まで送り込む必要がないため、バックホーを設ける必要がない。 Further, in the method described in the prior art, it is necessary to feed the excavated soil which has been excavated by the cutter unit 30 to the crusher, in addition to the circuit breaker for breaking the remaining ground into a cylindrical shape, crusher excavated soil had a backhoe provided for feeding, in the present embodiment, since there is no need to feed the excavated soil which has been excavated by the cutter unit 30 to the crusher, there is no need to provide a backhoe. このため、広い作業空間を確保することができ、また、コストを低減することができる。 Therefore, it is possible to secure a large working space, also it is possible to reduce the cost.

また、本実施形態では、破砕機106の前方にふるい機構102が設けられているため、回転部殻体20の隙間20Dから排出された掘削土は、まずふるい機構102に到達する。 Further, in the present embodiment, since the old mechanism 102 is provided in front of the crusher 106, excavated soil discharged from the gap 20D of the rotary portion shell 20, and reaches the first sieve mechanism 102. このため、回転部殻体20の隙間20Dから排出された掘削土の大部分を確実にふるい機構102に送りこむことができる。 Therefore, it is possible to feed the majority of the excavated soil discharged from the gap 20D of the rotary portion shell 20 to ensure that the sieve mechanism 102.

また、本実施形態では、破砕機106は前方に比べて後方が高い位置に位置するように傾斜して設けられているため、円柱状の地盤120が破砕機106まで到達すると、円柱状の地盤120の下端部が破砕機106により破砕される。 Further, in the present embodiment, since the crusher 106 is provided obliquely so as to be located behind a higher position than the front, the cylindrical ground 120 reaches the crusher 106, a cylindrical ground the lower end 120 is disrupted by the crusher 106. これにより、円柱状の地盤120の掘削及び破砕時間を低減することができる。 Thus, it is possible to reduce the drilling and fracturing time of a cylindrical ground 120.

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, as drilling device be placed inside of the drilling device, although using a breaker, if the excavation of heavy equipment to ground, not limited to this.

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9 ズリ出し工区域10 掘削装置12 殻体14 掘削機構16 掘削土搬出機構18 推進機構20 回転部殻体20A 先端面部20B、22B、24B、26B 外筒体20C、22C、24C、26C 内筒体20D 隙間20E 空間20F 室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30 カッタ部32 減速機33 リング34 モータ35 ピンラック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 後方の軸方向ジャッキ52 前方の軸方向ジャッキ54 前方の径方向ジャッキ56 後方の径方向ジャッキ57 推進ジャッキ62 ブレーカ70 架台80 コンベア群82 コンベア90 インバート100 掘 1 tunneling system 4 tunneling area 6 primary lining zone 8 invert Engineering section 9 muck Engineering zone 10 drilling device 12 the shell 14 drilling mechanism 16 excavated soil and delivery mechanism 18 propulsion mechanism 20 rotating unit shell 20A distal end surface portion 20B, 22B , 24B, 26B outer cylindrical body 20C, 22C, 24C, 26C in the tubular body 20D gap 20E space 20F chamber 22 first fixing portion shell 24 second fixing part shell 26 third fixed portion shell 30 cutter unit 32 reduction gear 33 ring 34 motor 35 pin rack 36 opening 38 roller bits 40 drilling bit 42 plate 44 closing plate 50 behind the axial jack 52 forward of the axial jack 54 forward of the radial jack 56 behind the radial jack 57 propulsion jacks 62 breaker 70 frame 80 a conveyor unit 82 the conveyor 90 inverted 100 drilling 土受板102 ふるい機構104 ホッパ106 破砕機110 掘削土120 地盤 Sat receiving plate 102 sieve mechanism 104 hopper 106 crusher 110 excavated soil 120 Soil

Claims (3)

  1. 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、 A tunnel boring system for drilling a tunnel ground,
    地盤を円環断面状に掘削する円筒状の掘削装置と、 A cylindrical drilling apparatus for drilling a ground in a circular ring cross-section shape,
    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、 Disposed within the interior space of the cylindrical drilling apparatus, the drilling heavy machinery to excavate the ground of the inner part of the excavated portion to the circular cross-section shape by the excavating device,
    前記掘削装置及び前記掘削用重機が地盤を掘削して発生した掘削土を後方に向かって搬出する掘削土搬出手段と、を備え、 And a soil excavated out means for carrying out the excavated soil in which the excavating device and heavy for the drilling occurs by drilling a ground rearward,
    前記掘削装置は、 The rig,
    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、 Cylindrical rotating portion shell provided at the front end of the excavation advancing direction, and a cylindrical shell containing the connected behind the rotary portion shell the cylindrical stationary part shell,
    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、 A drilling mechanism including a rotating mechanism for rotating the cutter portion formed in the end surface of the rotating part shell, and the rotating part shell relative to the fixed part shell,
    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、 Anda propulsion mechanism for propelling the rotating part shell excavation advancing direction,
    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、 Wherein the distal end surface of the rotary portion shell opening is formed, said rotating part shell body accommodating space is formed, excavated soil which has been excavated by the excavating mechanism is accommodated in the accommodation space through said opening,
    前記掘削装置の内側面には、前記収容空間と前記掘削装置の内部空間とを連通する隙間が形成され、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、 Wherein the inner surface of the excavating equipment, the accommodation space and the rig clearance for communicating the internal space is formed of, the contained excavated soil into said receiving space is the inner space of the drilling device through the gap is discharged,
    前記掘削土搬出手段は、前記掘削装置の内側空間内に設けられ、後方に向かって延びる掘削土を後方へ搬送するコンベアと、前記コンベアの上方に設けられた破砕機と、前記コンベアの上方に設けられたふるい機構と、を備え、 The excavated soil discharge means is provided inside the space of the drilling device, a conveyor for conveying the excavated soil extending rearward to the rear, a crusher provided above the conveyor, above the conveyor comprising a sieve mechanism provided, and
    前記掘削装置により地盤を掘削することにより発生した掘削土の少なくとも一部は前記ふるい機構を通過して前記コンベア上に落下し、前記掘削用重機により地盤を掘削することにより生じた掘削土の少なくとも一部は前記破砕機に送られ、前記破砕機により破砕されて前記コンベア上に落下することを特徴とするトンネル掘削システム。 Wherein at least a portion of the excavated soil generated by drilling a ground by digging device through the sieve mechanism falls onto the conveyor, at least the excavated soil caused by drilling a ground with heavy for the excavation some are sent to the crusher, the tunnel drilling system, characterized in that falls onto said fractured conveyor by the crusher.
  2. 前記ふるい機構は、前記破砕機の前方に設けられていることを特徴とする請求項1記載のトンネル掘削システム。 The sieving mechanism tunneling system according to claim 1, characterized in that provided in front of the crusher.
  3. 前記破砕機は、前方に比べて後方が高い位置に位置するように傾斜して設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のトンネル掘削システム。 The crusher according to claim 1 or 2 tunneling system wherein it is provided obliquely so as to be located behind a higher position than the front.
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