JP2016151170A - Tunnel excavator and tunnel construction method - Google Patents

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JP2016151170A JP2015031053A JP2015031053A JP2016151170A JP 2016151170 A JP2016151170 A JP 2016151170A JP 2015031053 A JP2015031053 A JP 2015031053A JP 2015031053 A JP2015031053 A JP 2015031053A JP 2016151170 A JP2016151170 A JP 2016151170A
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辰夫 後藤
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豐 加島
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実 保苅
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Masahiko Sugiyama
雅彦 杉山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tunnel excavator and a tunnel excavation method that facilitate excavation work when excavating a preceding tunnel in a defective ground, while suppressing increase in machine body length.SOLUTION: A tunnel excavator includes: a cutter head 12 supported rotatably on a front part of an excavator body 11, for excavating a pit face in a ground; a bulk head 20 having a chamber 27 for storing excavation sediment generated as the cutter head 12 excavates the ground, formed between the cutter head 12 and the bulk head; a cutter-side opening 34 formed on the cutter head 12; a cutter-side door 35 that opens/closes the cutter-side opening 34; a partition wall-side opening 21 formed in the bulk head 20; and a partition wall-side door 28 that opens/closes the partition wall-side opening 21. When excavating a preceding tunnel Ta from inside the excavator body 11 into a pit face that opens in front through the opened partition wall-side opening 28 and the cutter-side opening 35, the fully opened cutter-side door 35 is brought into contact with the fully opened partition wall-side door 28.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、掘削地盤が破砕帯等の不良地盤に変化しても、その不良地盤に掘削した先行トンネルに沿って、トンネルを継続して施工することができるトンネル掘削機及びトンネル施工方法に関する。   The present invention relates to a tunnel excavator and a tunnel construction method capable of continuously constructing a tunnel along a preceding tunnel excavated in the defective ground even when the excavated ground is changed to a defective ground such as a crushing zone.

従来から、掘削地盤を岩盤等の硬質地盤としたトンネル掘削機として、トンネルボーリングマシンが提供されている。しかしながら、掘削地盤の中には、土質が異なる複数種類の地盤が混在しているものもあり、トンネルボーリングマシンによってトンネルを掘削していると、破砕帯等の不良地盤に遭遇する場合がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, tunnel boring machines have been provided as tunnel excavating machines in which excavated ground is hard ground such as rock. However, some excavated grounds include a mixture of a plurality of types of soils having different soil properties, and when excavating a tunnel with a tunnel boring machine, a poor ground such as a crush zone may be encountered.

このように、トンネルボーリングマシンが不良地盤に遭遇すると、機体が切羽の崩落や周辺地盤の変位によって拘束され、その推進反力に抗する摩擦力が増大してしまう。この結果、トンネルボーリングマシンが掘進不能となるおそれがある。   Thus, when a tunnel boring machine encounters a bad ground, the airframe is restrained by the collapse of the face and the displacement of the surrounding ground, and the frictional force against the propulsion reaction force increases. As a result, the tunnel boring machine may not be able to dig.

そこで、トンネルボーリングマシンが不良地盤に遭遇した際には、掘進を一時停止させて、薬液を切羽前方に注入して、地盤改良を行った後、人や重機を利用して、トンネルボーリングマシンに先行する先行トンネルを、不良地盤が終わるまで掘削するようにしていた。   Therefore, when the tunnel boring machine encounters a bad ground, the excavation is temporarily stopped, the chemical solution is injected in front of the face, the ground is improved, and people and heavy equipment are used to make the tunnel boring machine. The preceding preceding tunnel was excavated until the bad ground was finished.

そして、このような、従来のトンネルボーリングマシンとしては、例えば、特許文献1に開示されている。   Such a conventional tunnel boring machine is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開2002−364284号公報JP 2002-364284 A

ここで、上記従来のトンネルボーリングマシンは、自立した地盤を掘削することによって発生した掘削土砂をチャンバ内に充填させることなく掘進する、所謂、開放型のトンネルボーリングマシンとなっており、カッタ側開口部を開閉するカッタ側開閉扉と、隔壁側開口部を開閉する隔壁側開閉扉とを備えている。そして、不良地盤に遭遇した場合には、カッタ側開閉扉及び隔壁側開閉扉をトンネル後方に向けて回動させて、カッタ側開口部及び隔壁側開口部を開放した後、それらのカッタ側開口部及び隔壁側開口部を通じて、地盤改良を行いながら、先行トンネルを掘削ようにしている。   Here, the conventional tunnel boring machine is a so-called open-type tunnel boring machine in which excavated earth and sand generated by excavating a self-supporting ground is dug without filling the chamber, and the opening on the cutter side A cutter side opening / closing door for opening and closing the part, and a partition side opening / closing door for opening and closing the partition side opening. And when a bad ground is encountered, the cutter side opening / closing door and the partition side opening / closing door are rotated toward the rear of the tunnel to open the cutter side opening and the partition side opening, and then the cutter side opening is opened. The leading tunnel is excavated while improving the ground through the part and the partition side opening.

しかしながら、カッタ側開閉扉及び隔壁側開閉扉を回動させると、その回動後のカッタ側開閉扉及び隔壁側開閉扉が機内空間を占有してしまう。これにより、それらの位置関係によっては、先行トンネルの掘削作業に悪影響を与えてしまう。   However, when the cutter side opening / closing door and the partition side opening / closing door are rotated, the cutter side opening / closing door and the partition side opening / closing door after the rotation occupy the interior space. Thereby, depending on those positional relationships, the excavation work of the preceding tunnel is adversely affected.

そこで、そのような問題を解決する手段として、カッタ側開閉扉及び隔壁側開閉扉の回動量を大きくすることも考えられるが、特に、カッタ側開閉扉の回動量を大きくすると、回動するカッタ側開閉扉と隔壁との接触を避けるため、当該隔壁の設置位置をトンネル後方に向けて大きく後退させる必要がある。つまり、隔壁の設置位置をトンネル後方にずらした分、掘削土砂を蓄えるためのチャンバの長さが長くなり、結果として、トンネルボーリングマシンの機体長さを長くしてしまう。   Therefore, as a means for solving such a problem, it is conceivable to increase the amount of rotation of the cutter side opening / closing door and the partition side opening / closing door. In order to avoid contact between the side opening / closing door and the partition wall, it is necessary to largely retreat the installation position of the partition wall toward the rear of the tunnel. That is, the length of the chamber for accumulating excavated earth and sand is increased by the amount of the installation position of the bulkhead to the rear of the tunnel, and as a result, the length of the tunnel boring machine is increased.

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、機体長さを抑えつつ、先行トンネルを不良地盤に掘削する際の掘削作業を容易に行うことができるトンネル掘削機及びトンネル施工方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention solves the above-described problem, and provides a tunnel excavator and a tunnel construction method capable of easily performing excavation work when excavating a preceding tunnel to a defective ground while suppressing the length of the aircraft. The purpose is to do.

上記課題を解決する第1の発明に係るトンネル掘削機は、
掘削機本体の前部に回転可能に支持され、地盤に切羽を掘削するカッタヘッドと、
前記掘削機本体内に設けられ、前記カッタヘッドの掘削に伴って発生した掘削土砂を蓄えるチャンバを前記カッタヘッドとの間において形成する隔壁と、
前記カッタヘッドに形成され、切羽と前記チャンバ内とを連通させるカッタ側開口部と、
上端が下端を回転中心としてトンネル後方に向けて回転することにより、前記カッタ側開口部を開放するカッタ側開閉扉と、
前記隔壁に形成され、前記チャンバ内と連通する隔壁側開口部と、
上端が下端を回転中心としてトンネル後方に向けて回転することにより、前記隔壁側開口部を開放する隔壁側開閉扉とを備え、
開放された前記カッタ側開口部及び前記隔壁側開口部を通じて前方に開いた切羽に対して、先行トンネルを前記掘削機本体内から掘削可能とする際に、全開した前記カッタ側開閉扉は、全開した前記隔壁側開閉扉、及び、開放された前記隔壁側開口部のうち、少なくともいずれか一方に当接する
ことを特徴とする。
The tunnel excavator according to the first invention for solving the above-described problems is
A cutter head supported rotatably at the front of the excavator body, and excavating a face on the ground;
A partition wall provided in the excavator body, and forming a chamber between the cutter head and a chamber for storing excavated earth and sand generated by excavation of the cutter head;
A cutter-side opening that is formed in the cutter head and communicates between the face and the chamber;
A cutter-side opening / closing door that opens the cutter-side opening by rotating the upper end toward the rear of the tunnel with the lower end as a rotation center;
A partition-side opening formed in the partition and communicating with the inside of the chamber;
A partition side opening / closing door that opens the partition side opening by rotating the upper end toward the rear of the tunnel with the lower end as a rotation center,
When the leading tunnel can be excavated from the inside of the excavator body with respect to the cut face opened forward through the opened cutter side opening and the bulkhead side opening, the fully opened cutter side opening / closing door is fully opened. It is in contact with at least one of the partition-side opening / closing door and the opened partition-side opening.

上記課題を解決する第2の発明に係るトンネル掘削機は、
全開した前記隔壁側開閉扉に連結され、先行トンネルを掘削するための重機が走行可能となる走行用架台を備える
ことを特徴とする。
The tunnel excavator according to the second invention for solving the above-mentioned problems is
It is connected to the partition-side opening / closing door that is fully opened, and is provided with a traveling platform on which a heavy machine for excavating the preceding tunnel can travel.

上記課題を解決する第3の発明に係るトンネル掘削機は、
前記チャンバ内に蓄えられた掘削土砂を、前記掘削機本体のトンネル後方に向けて排出するスクリューコンベヤを備え、
前記スクリューコンベヤを、トンネル上下方向及び左右方向に折り曲げ可能とした
ことを特徴とする。
A tunnel excavator according to a third invention for solving the above-described problem is
A screw conveyor that discharges the excavated sediment stored in the chamber toward the rear of the tunnel of the excavator body;
The screw conveyor can be bent in the vertical direction and the horizontal direction of the tunnel.

上記課題を解決する第4の発明に係るトンネル掘削機は、
前記隔壁側開閉扉の後面に、
切羽前方にボーリング孔を削孔する削孔機と、
前記削孔機によって削孔されたボーリング孔に薬液を注入して、切羽前方の地盤を硬化させる薬液注入機とを、着脱可能に設ける
ことを特徴とする。
A tunnel excavator according to a fourth invention for solving the above-described problem is
On the rear surface of the partition side opening / closing door,
A drilling machine that drills a boring hole in front of the face,
A chemical solution injection machine for injecting a chemical solution into the boring hole drilled by the hole drilling machine and hardening the ground in front of the face is detachably provided.

上記課題を解決する第5の発明に係るトンネル施工方法は、
掘削機本体の前部に設けられたカッタヘッドの回転によって、地盤に切羽を掘削しながら、その掘削に伴って発生した掘削土砂を、前記カッタヘッドと前記掘削機本体内に設けられた隔壁との間に形成されるチャンバ内に取り込んで、前記掘削機本体の後方に排出することにより、トンネルを掘進するようにしたトンネル施工方法において、
トンネルを掘削する途中で、不良地盤に変化した際に、掘進を一時停止し、
掘削土砂を排出するスクリューコンベヤを折り曲げ、
カッタ側開閉扉をトンネル後方に向けて回動させて、前記カッタヘッドに形成されるカッタ側開口部を開放すると共に、隔壁側開閉扉をトンネル後方に向けて回動させて、前記隔壁に形成される隔壁側開口部を開放し、
全開した前記カッタ側開閉扉を、全開した前記隔壁側開閉扉、及び、開放された前記隔壁側開口部のうち、少なくともいずれか一方に当接させ、
開放された前記カッタ側開口部及び前記隔壁側開口部を通じて前方に開いた切羽に対して、先行トンネルを前記掘削機本体内から掘削する
ことを特徴とする。
The tunnel construction method according to the fifth invention for solving the above problem is as follows.
The cutter head and the partition wall provided in the excavator body are configured to remove excavated earth and sand generated by excavating the face while excavating the face on the ground by the rotation of the cutter head provided at the front of the excavator body In a tunnel construction method in which a tunnel is dug by taking it into a chamber formed between and discharging it to the rear of the excavator body,
During excavation of the tunnel, when it changes to bad ground, the excavation is paused,
Bending the screw conveyor that discharges the excavated soil
The cutter side opening / closing door is rotated toward the rear of the tunnel to open the cutter side opening formed in the cutter head, and the partition side opening / closing door is rotated toward the rear of the tunnel to form the partition. Open the partition wall side opening,
The fully opened cutter-side opening / closing door is brought into contact with at least one of the fully-opened partition-side opening / closing door and the opened partition-side opening,
A preceding tunnel is excavated from within the excavator body with respect to the face opened forward through the opened cutter side opening and the partition side opening.

従って、本発明に係るトンネル掘削機及びトンネル施工方法によれば、隔壁のトンネル前後方向設置位置や、チャンバのトンネル前後方向長さを変更することなく、重機を解体させずに使用することができる。よって、機体長さを抑えつつ、先行トンネルを不良地盤に掘削する際の掘削作業を容易に行うことができる。   Therefore, according to the tunnel excavator and the tunnel construction method according to the present invention, the heavy machinery can be used without disassembling without changing the position of the partition wall in the longitudinal direction of the tunnel and the length of the chamber in the longitudinal direction of the tunnel. . Therefore, it is possible to easily perform excavation work when excavating the preceding tunnel to the bad ground while suppressing the length of the aircraft.

本発明の第1実施例に係るトンネル掘削機の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a tunnel excavator according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例に係るトンネル掘削機の正面図である。1 is a front view of a tunnel excavator according to a first embodiment of the present invention. 先行トンネルを掘削するときの様子を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the mode when excavating a preceding tunnel. 図3の正面図である。FIG. 4 is a front view of FIG. 3. 本発明の第2実施例に係るトンネル掘削機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the tunnel excavator based on 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例に係るトンネル掘削機の正面図である。It is a front view of the tunnel excavator which concerns on 2nd Example of this invention. 図5のA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 図5のB矢視図である。FIG. 6 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 5.

以下、本発明に係るトンネル掘削機及びトンネル施工方法について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a tunnel excavator and a tunnel construction method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、トンネル掘削機1は、例えば、土砂地盤や硬質地盤GaにトンネルTを掘削するための密閉型トンネルボーリングマシンであって、円筒状をなす掘削機本体(スキンプレート)11と、円盤状をなすカッタヘッド12とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a tunnel excavator 1 is a sealed tunnel boring machine for excavating a tunnel T in earth and sand ground or hard ground Ga, for example, and has a cylindrical excavator body (skin Plate) 11 and a cutter head 12 having a disk shape.

掘削機本体11の前端部内には、隔壁となるバルクヘッド20が設けられており、このバルクヘッド20には、リング状をなす回転体22が回転可能に支持されている。そして、回転体22の前部には、複数の連結アーム23が、当該回転体22の周方向に沿って支持されており、これらの連結アーム23の前端には、カッタヘッド12が連結されている。一方、回転体22の後部には、リング状をなすリングギヤ24が、当該回転体22と同軸状に設けられている。   A bulkhead 20 serving as a partition wall is provided in the front end portion of the excavator body 11, and a ring-shaped rotating body 22 is rotatably supported on the bulkhead 20. A plurality of connecting arms 23 are supported on the front portion of the rotating body 22 along the circumferential direction of the rotating body 22, and the cutter head 12 is connected to the front ends of these connecting arms 23. Yes. On the other hand, a ring gear 24 having a ring shape is provided at the rear portion of the rotating body 22 coaxially with the rotating body 22.

また、バルクヘッド20には、複数のカッタ旋回用モータ25が、掘削機本体11の周方向に沿って設けられている。そして、各カッタ旋回用モータ25の出力軸には、駆動ギヤ26がそれぞれ装着されており、これらの駆動ギヤ26は、リングギヤ24と噛み合っている。   The bulk head 20 is provided with a plurality of cutter turning motors 25 along the circumferential direction of the excavator body 11. A drive gear 26 is mounted on the output shaft of each cutter turning motor 25, and these drive gears 26 mesh with the ring gear 24.

これに対して、掘削機本体11の前部には、カッタヘッド12が設けられており、このカッタヘッド12の前面部には、多数のディスクカッタ31及びカッタビット32が着脱可能に装着されている。そして、カッタヘッド12におけるディスクカッタ31及びカッタビット32の周囲には、複数の掘削土砂取込口33が、カッタヘッド12の径方向に沿って形成されている。   On the other hand, a cutter head 12 is provided at the front portion of the excavator body 11, and a large number of disc cutters 31 and cutter bits 32 are detachably attached to the front surface portion of the cutter head 12. Yes. A plurality of excavated earth and sand intakes 33 are formed around the disc cutter 31 and the cutter bit 32 in the cutter head 12 along the radial direction of the cutter head 12.

従って、カッタ旋回用モータ25を駆動させることにより、駆動ギヤ26の回転を、リングギヤ24から回転体22に伝達させることができるので、カッタヘッド12を回転させることができる。これにより、カッタヘッド12の回転軸周りに旋回したディスクカッタ31及びカッタビット32によって、地盤に切羽を掘削することができる。   Accordingly, by driving the cutter turning motor 25, the rotation of the drive gear 26 can be transmitted from the ring gear 24 to the rotating body 22, and therefore the cutter head 12 can be rotated. As a result, the face can be excavated on the ground by the disc cutter 31 and the cutter bit 32 swiveled around the rotation axis of the cutter head 12.

更に、カッタヘッド12とバルクヘッド20との間には、チャンバ27が区画形成されている。このチャンバ27は、掘削土砂を一時的に蓄えるための空間(室)となっており、当該チャンバ27内には、ディスクカッタ31及びカッタビット32の地盤掘削に伴って発生した掘削土砂が、カッタヘッド12の掘削土砂取込口33を介して、取り込まれるようになっている。なお、バルクヘッド20の後面には、土圧計55が設けられている。この土圧計55は、チャンバ27内における掘削土砂の圧力(土水圧)を計測可能となっている。   Further, a chamber 27 is defined between the cutter head 12 and the bulk head 20. The chamber 27 is a space (chamber) for temporarily storing excavated earth and sand. In the chamber 27, excavated earth and sand generated by ground excavation of the disc cutter 31 and the cutter bit 32 are removed. It is adapted to be taken in via the excavated earth and sand intake 33 of the head 12. A soil pressure gauge 55 is provided on the rear surface of the bulkhead 20. The earth pressure gauge 55 can measure the pressure (earth pressure) of the excavated earth and sand in the chamber 27.

そして、掘削機本体11内には、スクリューコンベヤ41が、前端から後端に向かうに従って上方に向けて傾斜するように設けられている。このとき、スクリューコンベヤ41の前端開口部は、バルクヘッド20の下部を貫通して、チャンバ27内に挿入されている。ここで、スクリューコンベヤ41は、折り曲げ式のスクリューコンベヤであって、前端側の折曲機構41a,41bを基点として、その後端側をトンネル上下方向及びトンネル左右方向(トンネル幅方向)に折り曲げ可能(揺動可能)となっている。従って、スクリューコンベヤ41を回転駆動させることにより、チャンバ27内に蓄えられた掘削土砂を、掘削機本体11の後方に向けて排出することができる。   And in the excavator main body 11, the screw conveyor 41 is provided so that it may incline upwards as it goes to a rear end from a front end. At this time, the front end opening of the screw conveyor 41 passes through the lower part of the bulkhead 20 and is inserted into the chamber 27. Here, the screw conveyor 41 is a folding type screw conveyor, and can be bent in the tunnel vertical direction and the tunnel horizontal direction (tunnel width direction) with the folding mechanisms 41a and 41b on the front end side as a base point ( Swingable). Therefore, by rotating the screw conveyor 41, the excavated earth and sand accumulated in the chamber 27 can be discharged toward the rear of the excavator body 11.

また、掘削機本体11の後端部内には、エレクタ装置42が、トンネル前後方向、トンネル径方向、及び、トンネル周方向に移動可能に支持されている。このエレクタ装置42は、覆工部材としてのセグメントSを、トンネルTの内壁面(坑壁)に沿って組み立てるものであって、そのセグメントSは、掘削されたトンネルTの内壁面形状に沿うような環片となっている。従って、エレクタ装置42を駆動させることにより、複数のセグメントSをトンネル周方向に沿ってリング状に組み立てることができる。   Further, in the rear end portion of the excavator body 11, an erector device 42 is supported so as to be movable in the tunnel front-rear direction, the tunnel radial direction, and the tunnel circumferential direction. This erector device 42 assembles the segment S as a lining member along the inner wall surface (tunnel wall) of the tunnel T, and the segment S follows the inner wall surface shape of the excavated tunnel T. It has become a ring piece. Therefore, the plurality of segments S can be assembled in a ring shape along the circumferential direction of the tunnel by driving the erector device 42.

更に、掘削機本体11の内周面には、複数のシールドジャッキ(推進ジャッキ)43が、その内周面の周方向に沿って支持されている。各シールドジャッキ43のロッド先端には、スプレッダ43aが装着されており、このスプレッダ43aは、トンネル前後方向において、既設のセグメントSの前端面と対向している。   Further, a plurality of shield jacks (propulsion jacks) 43 are supported on the inner peripheral surface of the excavator body 11 along the circumferential direction of the inner peripheral surface. A spreader 43a is attached to the rod tip of each shield jack 43, and this spreader 43a faces the front end surface of the existing segment S in the tunnel longitudinal direction.

従って、シールドジャッキ43をトンネル後方に向けて伸長して、スプレッダ43aを既設のセグメントSの前端面に押圧させることにより、掘削機本体11に掘削反力(推進反力)を与えることができる。これにより、掘削機本体11を、シールドジャッキ43がセグメントSを押圧したときに発生する掘削反力によって、前進させることができる。   Accordingly, the excavating reaction force (propulsion reaction force) can be applied to the excavator body 11 by extending the shield jack 43 toward the rear of the tunnel and pressing the spreader 43a against the front end surface of the existing segment S. Thereby, the excavator body 11 can be advanced by the excavation reaction force generated when the shield jack 43 presses the segment S.

そして、掘削機本体11の後端部における内周面には、テールパッキン(止水用シール)44が、トンネル前後方向において、複数段設けられている。このテールパッキン44は、掘削機本体11の内周面における周方向全域に亘って設けられており、既設のセグメントSの外周面に密着している。従って、掘削機本体11の内周面と既設のセグメントSの外周面との間の隙間を、テールパッキン44によって密閉することができるため、その隙間から掘削機本体11内への土や水等の浸入を防止することができる。   A plurality of tail packings (sealing seals) 44 are provided on the inner peripheral surface of the rear end portion of the excavator main body 11 in the longitudinal direction of the tunnel. The tail packing 44 is provided over the entire circumferential direction on the inner peripheral surface of the excavator body 11 and is in close contact with the outer peripheral surface of the existing segment S. Therefore, since the gap between the inner peripheral surface of the excavator body 11 and the outer peripheral surface of the existing segment S can be sealed by the tail packing 44, soil, water, etc. from the gap into the excavator body 11 Can be prevented.

ここで、図1乃至図4に示すように、バルクヘッド20の中央部には、隔壁側開口部21が形成されており、この隔壁側開口部21は、隔壁側開閉扉28によって開閉可能となっている。そして、隔壁側開閉扉28の下端は、ヒンジ29を介して、バルクヘッド20の後面における隔壁側開口部21の下部に回転可能に支持されている。   Here, as shown in FIGS. 1 to 4, a partition-side opening 21 is formed at the center of the bulkhead 20, and the partition-side opening 21 can be opened and closed by a partition-side opening / closing door 28. It has become. The lower end of the partition side opening / closing door 28 is rotatably supported by a lower portion of the partition side opening 21 on the rear surface of the bulkhead 20 via a hinge 29.

即ち、隔壁側開閉扉28は、上端が下端を回転中心としてトンネル前後方向に回転可能となっており、トンネル後方に向けて回動することにより、隔壁側開口部21を開放する一方、トンネル前方に向けて回動することにより、隔壁側開口部21を閉鎖する。このとき、隔壁側開閉扉28は、全開状態になると、略水平に配置される。   That is, the partition side opening / closing door 28 is rotatable in the front-rear direction of the tunnel with the upper end at the lower end as a center of rotation, and opens toward the rear of the tunnel to open the partition side opening 21, while at the front of the tunnel The partition wall-side opening 21 is closed by rotating toward. At this time, when the partition side opening / closing door 28 is fully opened, it is disposed substantially horizontally.

更に、隔壁側開口部21の開口縁全周、または、隔壁側開閉扉28の外縁全周には、シール部材が装着されている。これにより、隔壁側開閉扉28が全閉して隔壁側開口部が閉鎖された際に、チャンバ27内からそれらの間を通して流れる掘削土砂の漏洩防止を図ることができる。なお、隔壁側開閉扉28に、チャンバ27からの土水圧に耐えられる構造を採用しても良く、例えば、前記土水圧に抗する油圧ジャッキの押圧力を利用して、隔壁側開閉扉28を全閉させるようにしても構わない。   Further, a seal member is attached to the entire periphery of the opening edge of the partition wall side opening 21 or the entire periphery of the outer edge of the partition wall side opening / closing door 28. Thereby, when the partition-side opening / closing door 28 is fully closed and the partition-side opening is closed, it is possible to prevent leakage of excavated earth and sand flowing from the chamber 27 through them. In addition, the partition side opening / closing door 28 may adopt a structure that can withstand the soil water pressure from the chamber 27. For example, the partition side opening / closing door 28 may be configured by using a pressing force of a hydraulic jack that resists the soil water pressure. You may make it fully close.

これに対して、カッタヘッド12の中央部には、カッタ側開口部34が形成されており、このカッタ側開口部34は、カッタ側開閉扉35によって開閉可能となっている。そして、カッタ側開閉扉35の下端は、ヒンジ36を介して、カッタヘッド12の後面におけるカッタ側開口部34の下部に回転可能に支持されている。   On the other hand, a cutter-side opening 34 is formed at the center of the cutter head 12, and the cutter-side opening 34 can be opened and closed by a cutter-side opening / closing door 35. The lower end of the cutter side opening / closing door 35 is rotatably supported by a lower part of the cutter side opening 34 on the rear surface of the cutter head 12 via a hinge 36.

即ち、カッタ側開閉扉35は、上端が下端を回転中心としてトンネル前後方向に回転可能となっており、トンネル後方に向けて回動することにより、カッタ側開口部34を開放する一方、トンネル前方に向けて回動することにより、カッタ側開口部34を閉鎖する。   In other words, the cutter-side opening / closing door 35 is rotatable in the front-rear direction of the tunnel with the upper end at the lower end as the center of rotation, and by rotating toward the rear of the tunnel, the cutter-side opening 34 is opened. The cutter side opening 34 is closed by rotating toward the center.

このとき、カッタ側開閉扉35は、当該カッタ側開閉扉35がトンネル後方に向けて回動した際に、隔壁側開口部21を通過可能となる、大きさ及び形状をなしている。これにより、カッタ側開閉扉35は、トンネル後方に向けて回動すると、全開で、且つ、略水平となる隔壁側開閉扉28上、及び、開放された隔壁側開口部21の下縁21a上に載置されることになり、このように載置されると、略水平に配置され、全開状態となる。つまり、ヒンジ29の高さ位置は、隔壁側開閉扉28の厚さ、カッタ側開閉扉35の厚さ、及び、ヒンジ36の高さ位置に応じて、トンネル後方に向けて回動したカッタ側開閉扉35が略水平に配置されるように調整されている。   At this time, the cutter side opening / closing door 35 has a size and a shape that can pass through the partition wall side opening 21 when the cutter side opening / closing door 35 rotates toward the rear of the tunnel. As a result, when the cutter side opening / closing door 35 rotates toward the rear of the tunnel, the cutter side opening / closing door 35 is fully opened and substantially horizontal on the partition side opening / closing door 28 and on the lower edge 21 a of the opened partition side opening 21. When placed in this manner, it is placed substantially horizontally and is fully open. That is, the height position of the hinge 29 is the cutter side rotated toward the rear of the tunnel according to the thickness of the partition side opening / closing door 28, the thickness of the cutter side opening / closing door 35, and the height position of the hinge 36. The opening / closing door 35 is adjusted so as to be arranged substantially horizontally.

また、図1及び図2に示すように、隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35が全閉状態となった掘削機本体11内には、削孔機51及び複数の薬液注入機52が、設置可能となっている。隔壁側開閉扉28には、トンネル前後方向に貫通する貫通孔が複数形成されており、これらの貫通孔には、削孔用バルブ51bまたは注入用バルブ52bが装着されている。そして、削孔機51及び薬液注入機52は、各貫通孔及びバルブ51b,52bと面するように、隔壁側開閉扉28の後面に着脱可能に取り付けられる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a drilling machine 51 and a plurality of chemical injectors 52 are provided in the excavator body 11 in which the partition side door 28 and the cutter side door 35 are fully closed. Can be installed. A plurality of through holes penetrating in the longitudinal direction of the tunnel are formed in the partition side opening / closing door 28, and a drilling valve 51b or an injection valve 52b is mounted in these through holes. The hole drilling machine 51 and the chemical liquid injector 52 are detachably attached to the rear surface of the partition side opening / closing door 28 so as to face the through holes and the valves 51b and 52b.

具体的に、削孔機51は、伸縮可能となる削孔ロッド51aを有している。これにより、削孔機51においては、削孔ロッド51aを伸長させて、削孔用バルブ51b及び貫通孔を介して、切羽前方に打ち込むことによって、当該切羽にボーリング孔を削孔可能となっている。   Specifically, the drilling machine 51 has a drilling rod 51a that can be expanded and contracted. As a result, in the hole drilling machine 51, the drilling rod 51a is extended and driven in front of the face via the hole drilling valve 51b and the through hole, so that a boring hole can be drilled in the face. Yes.

一方、前方注入機52は、伸縮可能となる注入ロッド52aを有している。これにより、前方注入機52においては、注入ロッド52aを伸長させて、注入用バルブ52b及び貫通孔を介して、ボーリング孔内に挿入することによって、切羽前方の地盤に薬液(硬化剤)を注入可能となっている。このように、薬液を切羽前方の地盤に注入することにより、地盤の改良を行うことができる。つまり、地盤を硬化させることにより、地下水を止めることができる。   On the other hand, the front injector 52 has an injection rod 52a that can be expanded and contracted. Thereby, in the front injection machine 52, the injection rod 52a is extended and inserted into the boring hole through the injection valve 52b and the through hole to inject the chemical (hardening agent) into the ground in front of the face. It is possible. In this way, the ground can be improved by injecting the chemical into the ground in front of the face. In other words, the groundwater can be stopped by hardening the ground.

更に、チャンバ27の内壁面を構成する、バルクヘッド20及び隔壁側開閉扉28の前面や、カッタヘッド12及びカッタ側開閉扉35の後面には、撹拌翼56が着脱可能に設けられている。この撹拌翼56は、チャンバ27内に充填された掘削土砂を撹拌するものであって、このように、掘削土砂を撹拌することにより、チャンバ27内における土水圧の均一化や、スクリューコンベヤ41による土砂排出性の向上を図ることができる。   Further, stirring blades 56 are detachably provided on the front surfaces of the bulkhead 20 and the partition-side opening / closing door 28 and the rear surfaces of the cutter head 12 and the cutter-side opening / closing door 35 constituting the inner wall surface of the chamber 27. The agitating blade 56 agitates the excavated earth and sand filled in the chamber 27. Thus, by agitating the excavated earth and sand, the soil water pressure in the chamber 27 is made uniform and the screw conveyor 41 is used. It is possible to improve sediment discharge.

これに対して、図3及び図4に示すように、隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35が全開状態となった掘削機本体11内には、走行用架台53が設置可能となっている。この走行用架台53は、全開状態の隔壁側開口扉28及びカッタ側開閉扉35の設置高さまで延びおり、前端が、全開状態の隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35に連結される一方、後端が、既設のセグメントS上に固定されている。   On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, a traveling platform 53 can be installed in the excavator body 11 in which the partition side door 28 and the cutter side door 35 are fully opened. Yes. The traveling platform 53 extends to the installation height of the partition-side opening door 28 and the cutter-side opening / closing door 35 in the fully opened state, and the front end is connected to the partition-side opening / closing door 28 and the cutter-side opening / closing door 35 in the fully-opened state. The rear end is fixed on the existing segment S.

そして、走行用架台53上には、重機となるバックホー54が、走行可能となっており、このバックホー54は、重なり合った隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35上を走行することにより、開放された隔壁側開口部21及びカッタ側開口部34を通過することができる。つまり、トンネル掘削機1においては、掘削機本体11内と切羽との間において、バックホー54を解体することなく、掘削機本体11内に搬入することができると共に、切羽側に搬出することができる。なお、重なり合った隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35と、これらに架け渡された走行用架台53の前端との間に、段差が生じる場合には、それらの間に足場板53を水平に配置させても構わない。   A backhoe 54, which is a heavy machine, can travel on the traveling platform 53, and the backhoe 54 is opened by traveling on the overlapping partition side door 28 and cutter side door 35. The partition wall side opening 21 and the cutter side opening 34 can be passed through. That is, in the tunnel excavator 1, the backhoe 54 can be carried into the excavator body 11 between the excavator body 11 and the face without being disassembled, and can be carried out to the face side. . In addition, when a level | step difference arises between the overlapping partition side opening / closing door 28 and the cutter side opening / closing door 35 and the front end of the traveling platform 53 spanned between them, the scaffold plate 53 is horizontally placed between them. You may arrange in.

従って、トンネル掘削機1によってトンネルTを硬質地盤Gaに施工する場合には、図1及び図2に示すように、カッタヘッド12を回転させながら、複数のシールドジャッキ43を伸長して、スプレッダ43aを既設のセグメントSに押し付けることにより、その既設のセグメントSから掘削反力を得て、掘削機本体11を前進させる。これにより、回転するカッタヘッド12に装着された多数のディスクカッタ31及びカッタビット32によって、硬質地盤Gaに切羽が掘削される。   Therefore, when the tunnel T is constructed on the hard ground Ga by the tunnel excavator 1, the plurality of shield jacks 43 are extended while the cutter head 12 is rotated as shown in FIGS. 1 and 2, and the spreader 43a. Is pushed against the existing segment S, the excavation reaction force is obtained from the existing segment S, and the excavator body 11 is advanced. Thus, the face is excavated in the hard ground Ga by the large number of disk cutters 31 and cutter bits 32 mounted on the rotating cutter head 12.

このとき、地盤掘削によって発生した掘削土砂は、カッタヘッド12の掘削土砂取込口33を介して、チャンバ27内に充填されることになるが、必要に応じて、チャンバ27内に注入された添加材と共に撹拌翼56によって撹拌される。また、土圧計55は、チャンバ27内の内圧(土水圧)を常時計測しており、そのチャンバ27は、充填された掘削土砂によって、所定の内圧に維持される。そして、チャンバ27内に充填された掘削土砂は、スクリューコンベヤ41の回転駆動によって、トンネル後方に向けて排出される。   At this time, the excavated soil generated by the ground excavation is filled into the chamber 27 through the excavated soil intake port 33 of the cutter head 12, but is injected into the chamber 27 as necessary. Stirring is performed by the stirring blade 56 together with the additive. The earth pressure gauge 55 constantly measures the internal pressure (earth water pressure) in the chamber 27, and the chamber 27 is maintained at a predetermined internal pressure by the filled excavated earth and sand. Then, the excavated earth and sand filled in the chamber 27 is discharged toward the rear of the tunnel by the rotational drive of the screw conveyor 41.

これと同時に、短縮したシールドジャッキ43のトンネル後方においては、エレクタ装置42の駆動によって、複数のセグメントSが、トンネルTの内壁面に沿って、リング状に順次組み立てられる。   At the same time, behind the shortened shield jack 43, the plurality of segments S are sequentially assembled in a ring shape along the inner wall surface of the tunnel T by driving the erector device 42.

つまり、掘削土砂をチャンバ27内に充填させて、そのチャンバ27の内圧を切羽からの土圧に対抗させながら排土することにより、切羽の安定化を図りながら、トンネルTを掘削可能となっている。これと同時に、シールドジャッキ43の伸長によって、既設のセグメントSから掘削反力を取って掘進しながら、短縮したシールドジャッキ43のトンネル後方において、新設のセグメントSを組立可能となっている。   That is, the tunnel T can be excavated while stabilizing the face by filling the chamber 27 with the excavated earth and discharging the soil while the internal pressure of the chamber 27 is opposed to the earth pressure from the face. Yes. At the same time, the extension of the shield jack 43 allows the new segment S to be assembled behind the tunnel of the shortened shield jack 43 while excavating the excavation reaction force from the existing segment S.

ここで、トンネル掘削機1による掘削地盤が、岩盤等の硬質地盤Gaから、破砕帯等の不良地盤Gb(図3参照)に変化した場合には、トンネル掘削機1が切羽の崩落や周辺地盤の変位によって拘束され、その掘削反力に抗する摩擦力が増大することになり、当該トンネル掘削機1が掘進不能となるおそれがある。   Here, when the excavation ground by the tunnel excavator 1 changes from the hard ground Ga such as the rock to the defective ground Gb such as the crushing zone (see FIG. 3), the tunnel excavator 1 causes the collapse of the face or the surrounding ground. As a result, the frictional force against the excavation reaction force increases and the tunnel excavator 1 may not be able to dig.

そこで、本発明に係るトンネル掘削機1においては、不良地盤Gbの掘削に対応するため、当該不良地盤Gbに遭遇すると、掘進を一時停止する。そして、薬液を切羽前方に注入して、地盤改良を行いながら、重機を利用して、トンネル掘削機1に先行する先行トンネルTa(図3参照)を、不良地盤Gbを通り過ぎるまで掘削する。   Therefore, in the tunnel excavator 1 according to the present invention, in order to cope with the excavation of the defective ground Gb, when the defective ground Gb is encountered, the excavation is temporarily stopped. Then, the chemical solution is injected in front of the face and while improving the ground, the preceding tunnel Ta (see FIG. 3) preceding the tunnel excavator 1 is excavated using the heavy machinery until it passes the defective ground Gb.

具体的に、先ず、トンネル掘削機1が硬質地盤Ga中を掘削しており、例えば、そのカッタヘッド12が不良地盤Gbに到達すると、トンネル掘削機1の掘進を停止させる。即ち、カッタ旋回用モータ25、スクリューコンベヤ41、エレクタ装置42、及び、シールドジャッキ43等の駆動を停止させる。   Specifically, first, the tunnel excavator 1 excavates the hard ground Ga. For example, when the cutter head 12 reaches the defective ground Gb, the excavation of the tunnel excavator 1 is stopped. That is, the drive of the cutter turning motor 25, the screw conveyor 41, the erector device 42, the shield jack 43, and the like is stopped.

次いで、図1に示すように、削孔機51及び薬液注入機52を、バルクヘッド20における隔壁側開閉扉28の後面に装着して、ボーリング孔の削孔と薬液の注入とを順次行う。これにより、切羽前方の不良地盤Gbが改良され硬化する。その後、削孔機51及び薬液注入機52を取り外す。   Next, as shown in FIG. 1, the hole drilling machine 51 and the chemical liquid injector 52 are mounted on the rear surface of the partition side door 28 in the bulkhead 20 to sequentially drill the boring holes and inject the chemical liquid. Thereby, the bad ground Gb ahead of the face is improved and hardened. Thereafter, the hole drilling machine 51 and the chemical liquid injector 52 are removed.

そして、図3に示すように、スクリューコンベヤ41を下方や左右方向に向けて折り曲げる。このとき、エレクタ装置42は、予め、スクリューコンベヤ41の折り曲げ動作に干渉しない位置に退避させている。なお、スクリューコンベヤ41の折り曲げ動作については、地盤改良前に行うようにしても構わない。   And as shown in FIG. 3, the screw conveyor 41 is bent toward the downward direction or the left-right direction. At this time, the erector device 42 is retracted in advance to a position that does not interfere with the bending operation of the screw conveyor 41. Note that the bending operation of the screw conveyor 41 may be performed before the ground improvement.

次いで、バルクヘッド20の隔壁側開閉扉28を全開にして略水平に配置させた後、カッタヘッド12のカッタ側開閉扉35を全開にして略水平に配置させる。即ち、全開で、且つ、略水平となった隔壁側開閉扉28の上に、カッタ側開閉扉35を載置することにより、当該カッタ側開閉扉35は、全開で、且つ、略水平となる。   Next, the partition side opening / closing door 28 of the bulkhead 20 is fully opened and disposed substantially horizontally, and then the cutter side opening / closing door 35 of the cutter head 12 is fully opened and disposed substantially horizontally. That is, by placing the cutter-side opening / closing door 35 on the partition-side opening / closing door 28 that is fully open and substantially horizontal, the cutter-side opening / closing door 35 is fully open and substantially horizontal. .

このとき、隔壁側開閉扉28を全開にして略水平に配置させても、スクリューコンベヤ41を予め下方や左右方向に向けて折り曲げているので、回動する隔壁側開閉扉28とスクリューコンベヤ41との接触を防止することができる。   At this time, even if the partition-side opening / closing door 28 is fully opened and disposed substantially horizontally, the screw conveyor 41 is bent in the downward or left-right direction in advance, so the rotating partition-side opening / closing door 28 and the screw conveyor 41 Can be prevented.

このように、隔壁側開閉扉28とカッタ側開閉扉35とが上下方向に重なり合って全開状態になると、隔壁側開口部21とカッタ側開口部34とは、トンネル前後方向において対向しているため、掘削機本体11内と切羽側とが直線的に連通する。   As described above, when the partition side opening / closing door 28 and the cutter side opening / closing door 35 are overlapped in the vertical direction and are fully opened, the partition side opening 21 and the cutter side opening 34 face each other in the longitudinal direction of the tunnel. The inside of the excavator body 11 and the face side communicate linearly.

そして、図3及び図4に示すように、走行用架台53を設置した後、トンネル後方から搬入したバックホー54を、その走行用架台53を利用して、重なり合った隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35上まで走行させる。このとき、足場板53aを設置しても構わない。   As shown in FIGS. 3 and 4, after installing the traveling pedestal 53, the backhoe 54 carried from the rear of the tunnel is overlapped by using the traveling pedestal 53 to overlap the partition wall side opening / closing door 28 and the cutter side. The vehicle travels up to the opening / closing door 35. At this time, the scaffold plate 53a may be installed.

次いで、バックホー54によって、カッタ側開口部35を介して、先行トンネルTaの掘削を開始する。その後、バックホー54を先行トンネルTa内へと走行させて、先行トンネルTaの掘削を更に続ける。このとき、必要に応じて、先行トンネルTaの切羽前方に対して、ボーリング孔の削孔と薬液の注入とを順次行い、地盤を改良する。   Next, excavation of the preceding tunnel Ta is started by the backhoe 54 through the cutter side opening 35. Thereafter, the backhoe 54 is caused to travel into the preceding tunnel Ta, and the excavation of the preceding tunnel Ta is further continued. At this time, if necessary, the ground is improved by sequentially drilling the boring hole and injecting the chemical liquid in front of the face of the preceding tunnel Ta.

そして、バックホー54によって掘削する先行トンネルTaが、硬質地盤Gaに到達すると、バックボー54を、重なり合った隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35上を走行させながら、カッタ側開口部35及び隔壁側開口部28を通過させて、掘削機本体11内に搬入する。その後、バックホー54を、走行用架台53を利用して、トンネル後方へ退避させる。   When the preceding tunnel Ta excavated by the backhoe 54 reaches the hard ground Ga, the cutter side opening 35 and the partition wall side are moved while the backboard 54 runs on the partition wall side door 28 and the cutter side door 35 that overlap each other. It passes through the opening 28 and is carried into the excavator body 11. Thereafter, the backhoe 54 is retracted to the rear of the tunnel using the traveling platform 53.

次いで、掘削済みの先行トンネルTaに沿って、トンネル掘削機1を掘進させることにより、トンネルTを不良地盤Gbに継続して掘削する。   Next, the tunnel T is continuously excavated on the defective ground Gb by excavating the tunnel excavator 1 along the excavated preceding tunnel Ta.

なお、上述した第1実施例に係るトンネル掘削機1においては、カッタ側開閉扉35を全開にして略水平に配置させる際に、当該カッタ側開閉扉35を、隔壁側開口部21の下縁21a及び隔壁側開閉扉28上に載置するようにしているが、全開した隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35が、重機の走行用通路として、使用できれば良く、カッタ側開閉扉35を、隔壁側開口部21の下縁21a及び隔壁側開閉扉28のうち、少なくともいずれか一方に載置すれば良い。   In the tunnel excavator 1 according to the first embodiment described above, when the cutter-side opening / closing door 35 is fully opened and disposed substantially horizontally, the cutter-side opening / closing door 35 is placed at the lower edge of the partition wall-side opening 21. 21a and the partition-side opening / closing door 28, but the partition-side opening / closing door 28 and the cutter-side opening / closing door 35 that are fully opened may be used as a travel path for heavy machinery. It is only necessary to place it on at least one of the lower edge 21a of the partition-side opening 21 and the partition-side opening / closing door 28.

例えば、図5乃至図8は、第2実施例に係るトンネル掘削機を示しており、このトンネル掘削機においては、カッタ側開閉扉35を、隔壁側開口部21の下縁21aのみに載置することにより、全開で、且つ、略水平としている。このとき、カッタ側開閉扉35における下縁21a上に重なる部分となる上端の幅は、隔壁側開口部21の開口幅(下縁21aの長さ)よりも小さくなるように形成されている。但し、図5乃至図8においては、図1乃至図4で示した第1実施例に係るトンネル掘削機1と比較して、同じ部材、同じ構成、及び、同じ機能を有する部材については、同一の符号を付しており、その説明を省略している。   For example, FIGS. 5 to 8 show a tunnel excavator according to the second embodiment. In this tunnel excavator, the cutter side opening / closing door 35 is placed only on the lower edge 21 a of the partition wall side opening 21. By doing so, it is fully open and substantially horizontal. At this time, the width of the upper end of the cutter side opening / closing door 35 that overlaps the lower edge 21a is formed to be smaller than the opening width of the partition side opening 21 (the length of the lower edge 21a). However, in FIGS. 5 to 8, the same members, the same configurations, and the members having the same functions are the same as in the tunnel excavator 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4. The description is abbreviate | omitted and the description is abbreviate | omitted.

更に、上述した実施形態1,2に係るトンネル掘削機においては、隔壁側開口部21及び隔壁側開閉扉28を、先行トンネルTaを掘削する際の重機の走行用通路として使用しているが、他の目的で使用することも可能である。   Furthermore, in the tunnel excavator according to the first and second embodiments described above, the partition wall side opening 21 and the partition wall side opening / closing door 28 are used as a travel path for heavy machinery when excavating the preceding tunnel Ta. It can also be used for other purposes.

例えば、隔壁側開閉扉28を全開にして、隔壁側開口部21を開放させることにより、ホッパー付きベルトコンベヤを、その開放された隔壁側開口部21を介して、チャンバ27内に挿入する。これにより、トンネル掘削機を、地盤が自立した岩盤等の硬質地盤にトンネルを掘削するための開放型トンネルボーリングマシンに変更することができる。このとき、ホッパー付きベルトコンベヤを、全開で、且つ、略平行となる隔壁側開閉扉28上に設置することにより、当該ホッパー付きベルトコンベヤを、容易に、且つ、高精度に取り付けることができる。   For example, the partition-side opening / closing door 28 is fully opened and the partition-side opening 21 is opened, whereby the belt conveyor with a hopper is inserted into the chamber 27 through the opened partition-side opening 21. As a result, the tunnel excavator can be changed to an open tunnel boring machine for excavating a tunnel in hard ground such as a rock that is self-supporting. At this time, by installing the belt conveyor with hopper on the partition-side opening / closing door 28 that is fully open and substantially parallel, the belt conveyor with hopper can be easily and accurately attached.

また、カッタヘッド12に装着されたディスクカッタ31及びカッタビット32の交換を行う際には、隔壁側開閉扉28を全開にして、隔壁側開口部21を開放させることにより、その交換作業をチャンバ27内において行うことができる。これにより、作業者が切羽側に出る必要がなくなるため、カッタ交換作業を安全に行うことができる。   When exchanging the disk cutter 31 and the cutter bit 32 mounted on the cutter head 12, the partition side opening / closing door 28 is fully opened and the partition side opening 21 is opened, so that the replacement operation is performed in the chamber. 27 can be performed. This eliminates the need for the operator to go to the face side, so that the cutter replacement operation can be performed safely.

従って、開放された隔壁側開口部21及びカッタ側開口部34を通じて前方に開いた切羽に対して、先行トンネルTaを掘削機本体11内から掘削可能とする際に、カッタ側開閉扉35を、全開した隔壁側開閉扉28、及び、開放された隔壁側開口部21の下縁21aのうち、少なくともいずれか一方に当接させて、全開とすることにより、バルクヘッド20のトンネル前後方向設置位置や、チャンバ27のトンネル前後方向長さを変更することなく、バックホー54等の重機を解体させずに使用することができる。よって、掘削本体11の長さを抑えつつ、先行トンネルTaを不良地盤Gbに掘削する際の掘削作業を容易に行うことができる。   Therefore, when the leading tunnel Ta can be excavated from the excavator body 11 with respect to the face opened forward through the opened partition wall side opening 21 and the cutter side opening 34, the cutter side opening / closing door 35 is A position in which the bulkhead 20 is installed in the tunnel front-rear direction is brought into contact with at least one of the fully opened partition side opening / closing door 28 and the lower edge 21a of the opened partition side opening 21 to be fully opened. Or, without changing the length of the chamber 27 in the longitudinal direction of the tunnel, the heavy equipment such as the backhoe 54 can be used without being disassembled. Therefore, excavation work when excavating the preceding tunnel Ta to the defective ground Gb can be easily performed while suppressing the length of the excavation main body 11.

また、先行トンネルTaの掘削時において、走行用架台53を設置可能としたことにより、バックホー54を、全開した隔壁側開閉扉28及びカッタ側開閉扉35を介して、切羽まで容易に走行させることができる。更に、スクリューコンベヤ41を上下方向及び左右方向に折り曲げ可能としたことにより、回動する隔壁側開閉扉28とスクリューコンベヤ41との接触を防止することができる。また更に、隔壁側開閉扉28の後面に、削孔機51及び薬液注入機52を着脱可能とすることにより、当該削孔機51及び薬液注入機52を切羽前方の地盤改良を行うときにのみ設置することができるので、それらの破損や故障を最小限に抑えることができる。   In addition, since the traveling platform 53 can be installed when excavating the preceding tunnel Ta, the backhoe 54 can easily travel to the face through the fully opened partition side door 28 and the cutter side door 35. Can do. Further, since the screw conveyor 41 can be bent in the vertical direction and the horizontal direction, the rotating partition side door 28 and the screw conveyor 41 can be prevented from contacting each other. Furthermore, by making the hole drilling machine 51 and the chemical liquid injector 52 detachable on the rear surface of the partition side opening / closing door 28, only when the ground drilling machine 51 and the chemical liquid injector 52 are improved in front of the face. Since it can be installed, the damage and failure of them can be minimized.

なお、隔壁側開閉扉28については、掘削機本体11における隔壁側開閉扉28の占有状態に応じて、複数の開閉扉片からなる分割構造としても良く、例えば、上下方向で2分割した分割構造や、左右方向で2分割した分割構造としても構わない。   In addition, about the partition side opening / closing door 28, according to the occupation state of the partition side opening / closing door 28 in the excavator main body 11, it is good also as a division | segmentation structure which consists of a some opening / closing door piece, for example, the division structure divided | segmented into 2 in the up-down direction. Alternatively, it may be divided into two parts in the left-right direction.

本発明に係るトンネル掘削機は、硬質地盤に対応したトンネル施工仕様と不良地盤に対応したトンネル施工仕様との間における仕様切り替え作業を、短時間で行うことができるため、トンネル施工費用の削減対策に、極めて有益に利用することができる。   The tunnel excavator according to the present invention can perform the switching operation between the tunnel construction specification corresponding to the hard ground and the tunnel construction specification corresponding to the bad ground in a short time. In addition, it can be used extremely beneficially.

1 トンネル掘削機
11 掘削機本体
12 カッタヘッド
20 バルクヘッド
21 隔壁側開口部
21a 下縁
27 チャンバ
28 隔壁側開閉扉
34 カッタ側開口部
35 カッタ側開閉扉
41 スクリューコンベヤ
43 シールドジャッキ
51 削孔機
52 薬液注入機
53 走行用架台
54 バックホー
Ga 硬質地盤
Gb 不良地盤
S セグメント
T トンネル
Ta 先行トンネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel excavator 11 Excavator main body 12 Cutter head 20 Bulkhead 21 Bulkhead side opening 21a Lower edge 27 Chamber 28 Bulkhead opening / closing door 34 Cutter side opening 35 Cutter side opening / closing door 41 Screw conveyor 43 Shield jack 51 Drilling machine 52 Chemical injector 53 Traveling platform 54 Backhoe Ga Hard ground Gb Bad ground S Segment T Tunnel Ta Preceding tunnel

Claims (5)

掘削機本体の前部に回転可能に支持され、地盤に切羽を掘削するカッタヘッドと、
前記掘削機本体内に設けられ、前記カッタヘッドの掘削に伴って発生した掘削土砂を蓄えるチャンバを前記カッタヘッドとの間において形成する隔壁と、
前記カッタヘッドに形成され、切羽と前記チャンバ内とを連通させるカッタ側開口部と、
上端が下端を回転中心としてトンネル後方に向けて回転することにより、前記カッタ側開口部を開放するカッタ側開閉扉と、
前記隔壁に形成され、前記チャンバ内と連通する隔壁側開口部と、
上端が下端を回転中心としてトンネル後方に向けて回転することにより、前記隔壁側開口部を開放する隔壁側開閉扉とを備え、
開放された前記カッタ側開口部及び前記隔壁側開口部を通じて前方に開いた切羽に対して、先行トンネルを前記掘削機本体内から掘削可能とする際に、全開した前記カッタ側開閉扉は、全開した前記隔壁側開閉扉、及び、開放された前記隔壁側開口部のうち、少なくともいずれか一方に当接する
ことを特徴とするトンネル掘削機。
A cutter head supported rotatably at the front of the excavator body, and excavating a face on the ground;
A partition wall provided in the excavator body, and forming a chamber between the cutter head and a chamber for storing excavated earth and sand generated by excavation of the cutter head;
A cutter-side opening that is formed in the cutter head and communicates between the face and the chamber;
A cutter-side opening / closing door that opens the cutter-side opening by rotating the upper end toward the rear of the tunnel with the lower end as a rotation center;
A partition-side opening formed in the partition and communicating with the inside of the chamber;
A partition side opening / closing door that opens the partition side opening by rotating the upper end toward the rear of the tunnel with the lower end as a rotation center,
When the leading tunnel can be excavated from the inside of the excavator body with respect to the cut face opened forward through the opened cutter side opening and the bulkhead side opening, the fully opened cutter side opening / closing door is fully opened. A tunnel excavator, wherein the tunnel excavator is in contact with at least one of the partition-side opening / closing door and the opened partition-side opening.
請求項1に記載のトンネル掘削機において、
全開した前記隔壁側開閉扉に連結され、先行トンネルを掘削するための重機が走行可能となる走行用架台を備える
ことを特徴とするトンネル掘削機。
The tunnel excavator according to claim 1,
A tunnel excavator characterized in that it is connected to the fully opened bulkhead opening / closing door and is equipped with a traveling platform that allows a heavy machine for excavating the preceding tunnel to travel.
請求項1または2に記載のトンネル掘削機において、
前記チャンバ内に蓄えられた掘削土砂を、前記掘削機本体のトンネル後方に向けて排出するスクリューコンベヤを備え、
前記スクリューコンベヤを、トンネル上下方向及び左右方向に折り曲げ可能とした
ことを特徴とするトンネル掘削機。
The tunnel excavator according to claim 1 or 2,
A screw conveyor that discharges the excavated sediment stored in the chamber toward the rear of the tunnel of the excavator body;
A tunnel excavator characterized in that the screw conveyor can be bent in the vertical and horizontal directions of the tunnel.
請求項1乃至3のいずれかに記載のトンネル掘削機において、
前記隔壁側開閉扉の後面に、
切羽前方にボーリング孔を削孔する削孔機と、
前記削孔機によって削孔されたボーリング孔に薬液を注入して、切羽前方の地盤を硬化させる薬液注入機とを、着脱可能に設ける
ことを特徴とするトンネル掘削機。
The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 3,
On the rear surface of the partition side opening / closing door,
A drilling machine that drills a boring hole in front of the face,
A tunnel excavator characterized by detachably providing a chemical injection unit that injects a chemical into a boring hole drilled by the drilling machine and hardens the ground in front of the face.
掘削機本体の前部に設けられたカッタヘッドの回転によって、地盤に切羽を掘削しながら、その掘削に伴って発生した掘削土砂を、前記カッタヘッドと前記掘削機本体内に設けられた隔壁との間に形成されるチャンバ内に取り込んで、前記掘削機本体の後方に排出することにより、トンネルを掘進するようにしたトンネル施工方法において、
トンネルを掘削する途中で、不良地盤に変化した際に、掘進を一時停止し、
掘削土砂を排出するスクリューコンベヤを折り曲げ、
カッタ側開閉扉をトンネル後方に向けて回動させて、前記カッタヘッドに形成されるカッタ側開口部を開放すると共に、隔壁側開閉扉をトンネル後方に向けて回動させて、前記隔壁に形成される隔壁側開口部を開放し、
全開した前記カッタ側開閉扉を、全開した前記隔壁側開閉扉、及び、開放された前記隔壁側開口部のうち、少なくともいずれか一方に当接させ、
開放された前記カッタ側開口部及び前記隔壁側開口部を通じて前方に開いた切羽に対して、先行トンネルを前記掘削機本体内から掘削する
ことを特徴とするトンネル施工方法。
The cutter head and the partition wall provided in the excavator body are configured to remove excavated earth and sand generated by excavating the face while excavating the face on the ground by the rotation of the cutter head provided at the front of the excavator body In a tunnel construction method in which a tunnel is dug by taking it into a chamber formed between and discharging it to the rear of the excavator body,
During excavation of the tunnel, when it changes to bad ground, the excavation is paused,
Bending the screw conveyor that discharges the excavated soil
The cutter side opening / closing door is rotated toward the rear of the tunnel to open the cutter side opening formed in the cutter head, and the partition side opening / closing door is rotated toward the rear of the tunnel to form the partition. Open the partition wall side opening,
The fully opened cutter-side opening / closing door is brought into contact with at least one of the fully-opened partition-side opening / closing door and the opened partition-side opening,
A tunnel construction method, wherein a preceding tunnel is excavated from the excavator body with respect to the face opened forward through the opened cutter side opening and the partition side opening.
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