JP2020070689A - Tunnel excavator and tunnel excavation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トンネル掘進機及びトンネル掘進方法に関する。 The present invention relates to a tunnel excavator and a tunnel excavation method.
地中に構築された既設管が老朽化した場合には、新たな管体を地中に構築する必要がある。既設管を残しつつ新たな管体を地中に構築する際には、地中に十分なスペースが必要であり、地下建造物が密集した都市部や市街地においては、十分なスペースの確保が困難な場合がある。このような理由から、既設管を解体し、新たな管体を既設管の解体によって形成されたスペースに構築することが提案されている。 If the existing pipe constructed in the ground is deteriorated, it is necessary to construct a new pipe body in the ground. When constructing a new pipe in the ground while leaving the existing pipe, it is necessary to have sufficient space in the ground, and it is difficult to secure sufficient space in urban areas and urban areas where underground structures are dense. There is a case. For this reason, it has been proposed to dismantle the existing pipe and construct a new pipe in the space formed by dismantling the existing pipe.
特許文献1には、既設管に沿ってトンネルを掘進するトンネル掘進機が開示されている。このトンネル掘進機は、筒状の胴体と、胴体の前端部に設けられるカッタービットと、カッタービットを回転させる駆動手段と、を備えている。カッタービットは、駆動手段により胴体に対して回転し、既設管の外側の地山を掘削する。トンネルの掘進に伴って、既設管は、胴体に内包される。既設管は胴体内で解体手段により解体され、新たな管体がトンネルの内壁面に構築される。 Patent Document 1 discloses a tunnel excavator that excavates a tunnel along an existing pipe. This tunnel excavator includes a tubular body, a cutter bit provided at the front end of the body, and a drive unit that rotates the cutter bit. The cutter bit is rotated with respect to the body by the driving means to excavate the ground outside the existing pipe. As the tunnel is dug, the existing pipe is enclosed in the body. The existing pipe is dismantled by the dismantling means in the body, and a new pipe is built on the inner wall surface of the tunnel.
特許文献1に開示されているトンネル掘進機では、カッタービットを回転させる駆動手段は、トンネルを掘進する際には、カッタービットにより掘削して形成される掘削空間の内壁面と既設管の外周面との間に配置される。そのため、駆動手段を通過させるための空間をカッタービットの掘削により形成する必要があり、カッタービットによる掘削量が増加する。 In the tunnel excavator disclosed in Patent Document 1, the driving means for rotating the cutter bit has an inner wall surface of an excavation space formed by excavating the cutter bit and an outer peripheral surface of an existing pipe when the tunnel bit is excavated. It is placed between and. Therefore, it is necessary to form a space for passing the drive means by excavating the cutter bit, which increases the amount of excavation by the cutter bit.
本発明は、掘削量を低減することを目的とする。 The present invention aims to reduce the amount of excavation.
本発明は、既設管に沿ってトンネルを掘進するトンネル掘進機であって、トンネルの内壁面を支持する胴体と、胴体に装着され、既設管の外側を掘削する掘削部を有し既設管を内包する筒状体と、筒状体を胴体に対して回転させる駆動部と、を備え、駆動部は、掘削部の内周面をトンネルの軸方向に沿って後方に延長した仮想延長内周面の内側に配置されている。 The present invention is a tunnel excavator for excavating a tunnel along an existing pipe, which has a body supporting an inner wall surface of the tunnel, and an existing pipe having an excavation unit attached to the body for excavating the outside of the existing pipe. The drive unit includes a tubular body to be enclosed and a drive unit that rotates the tubular body with respect to the body. The drive unit is a virtual extension inner circumference in which the inner circumferential surface of the excavation unit is extended backward along the axial direction of the tunnel. It is located inside the surface.
また、本発明は、トンネル掘進機を用いて既設管に沿ってトンネルを掘進するトンネル掘進方法であって、トンネル掘進機は、トンネルの内壁面を支持する胴体と、胴体に装着され、既設管の外側を掘削する掘削部を有し既設管を内包する筒状体と、筒状体を胴体に対して回転させる駆動部と、を備え、トンネル掘進方法は、駆動部を用いて筒状体を回転させると共に筒状体を前進させることによって既設管の外側を掘削すると共に筒状体の内部に既設管を挿入する掘削工程と、筒状体の内部において既設管を解体する解体工程と、を備える。 Further, the present invention is a tunnel excavation method for excavating a tunnel along an existing pipe by using the tunnel excavator, wherein the tunnel excavator includes a body supporting an inner wall surface of the tunnel and an existing pipe installed on the body. A tubular body having an excavation portion for excavating the outside of the existing pipe and a drive portion for rotating the tubular body with respect to the body, and the tunnel excavation method is a tubular body using the drive portion. An excavating step of excavating the outside of the existing pipe by advancing the tubular body while rotating the tubular body and inserting the existing pipe inside the tubular body, and a disassembling step of disassembling the existing pipe inside the tubular body, Equipped with.
本発明によれば、掘削量を低減することができる。 According to the present invention, the amount of excavation can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
まず、図1から図3を参照して、本発明の第1実施形態に係るトンネル掘進機100及びトンネル掘進方法について説明する。トンネル掘進機100は、地中に構築された既設管OPに沿ってトンネルTを掘進する装置であり、既設管OPを解体し新たな管体NPを既設管OPの解体によって形成されたスペースに構築する際に用いられる。以下では、トンネル掘進機100を用いて形成され地山の壁面が露出する穴を「トンネルT」とする。
<First Embodiment>
First, with reference to FIG. 1 to FIG. 3, a
まず、トンネル掘進機100を用いたトンネルTの掘進方法について、図1を参照して簡単に説明する。ここでは、既設管OPが複数のセグメントリングSRから形成されており、セグメントリングSRの外周面と地山の内壁面との間に裏込材BMが充填されている場合について説明する。このような既設管OPでは、トンネルTの軸方向に隣り合うセグメントリングSRは互いに連結されている。
First, a method of excavating a tunnel T using the
図1に示すように、トンネル掘進機100は、トンネルTの内壁面を支持する胴体10と、胴体10に回転可能に装着された筒状体20と、筒状体20を胴体10に対して回転させる駆動部としてのモータ30と、を備えている。筒状体20の先端部には、地山を掘削する掘削部としてのカッタービット21が形成されている。カッタービット21の外径は、胴体10の外径と略等しく、カッタービット21を地山に押付けた状態でモータ30を用いて筒状体20を回転させることにより、地山が胴体10の外径と略等しい内径で掘削される。
As shown in FIG. 1, a
筒状体20のカッタービット21は、胴体10の内部に設けられる推進ジャッキ40を用いて地山に押付けられる。具体的には、推進ジャッキ40は、トンネルTの掘進に伴って胴体10の内部で新たにセグメントリングNSRを組立てることによって順次構築された新たな管体NPの端面から反力を得て胴体10及び筒状体20を掘進方向に押し、カッタービット21を地山に押付ける。
The
胴体10の後端側には胴体10の内周に沿ってテールシール15が設けられている。新たなセグメントリングNSRと胴体10との間隙をテールシール15により閉塞することで地山の土砂が胴体10の内部に流入することを防止する。第1実施形態では、新しいセグメントリングNSRは、胴体10の内部において、推進ジャッキ40とテールシールの間で組立てられる。
A
なお、胴体10の内部で管体NPを構築し管体NPから反力を得て胴体10及び筒状体20を押し進める方法は、シールド工法とも呼ばれる。胴体10及び筒状体20は、新たなセグメントリングNSRと共に推し進められてもよい。つまり、胴体10及び筒状体20は、第1実施形態であるシールド工法ではなく、いわゆる推進工法により押し進められてもよい。
The method of constructing the tubular body NP inside the
以下において、筒状体20及び胴体10が推し進められる方向を「前方」とし、前方の反対方向を「後方」とする。
In the following, the direction in which the
カッタービット21は、既設管OPの外径よりも大きい内径を有する環状に形成され、既設管OPの外側の地山及び裏込材BMを掘削する。既設管OPのセグメントリングSRは、地山の壁面を支持できるように例えばコンクリート材料や鋼材を用いて形成されており、その硬度は地山及び裏込材BMと比較して高い。そのため、セグメントリングSRを削ってトンネルTを掘削する場合と比較して、筒状体20のカッタービット21の摩耗及び欠損を軽減することができる。
The
カッタービット21を用いて地山及び裏込材BMを掘削しつつ筒状体20を掘進方向に押し進めると、既設管OPが筒状体20の内部に挿入される。既設管OPは、不図示の装置(例えばコンクリートカッターやウォータジェット等)を用いてセグメントリングSRごとに解体される。
When the
複数のセグメントリングSRからなる既設管OPでは、隣り合うセグメントリングSRを連結する連結部の切断は、セグメントリングSRの切断と比較して容易である。したがって、隣り合うセグメントリングSRの連結部を切断してセグメントリングSRごとに既設管OPを解体することにより、作業性を向上させることができる。 In the existing pipe OP including a plurality of segment rings SR, cutting of the connecting portion that connects adjacent segment rings SR is easier than cutting of the segment rings SR. Therefore, the workability can be improved by cutting the connecting portion of the adjacent segment rings SR and disassembling the existing pipe OP for each segment ring SR.
解体された既設管OPは、未解体の既設管OPの内部を通って搬出される。既設管OPの外側の地山及び裏込材BMを掘削すると共に既設管OPを解体することにより、トンネルTが既設管OPに沿って掘進される。 The dismantled existing pipe OP is carried out through the inside of the undisassembled existing pipe OP. The tunnel T is excavated along the existing pipe OP by excavating the rock mass on the outside of the existing pipe OP and the backfill material BM and disassembling the existing pipe OP.
新たな管体NPは、既設管OPの解体によって形成されたスペースに構築される。そのため、既設管OPを残しつつ新たな管体NPを地中に構築する場合と比較して、新たな管体NPを構築するためのスペースを容易に確保することができる。 The new pipe body NP is constructed in the space formed by disassembling the existing pipe OP. Therefore, it is possible to easily secure a space for constructing a new pipe body NP, as compared with a case where a new pipe body NP is constructed in the ground while leaving the existing pipe OP.
次に、トンネル掘進機100の構造について、詳細に説明する。
Next, the structure of the
図1に示すように、筒状体20は、先端部にカッタービット21が設けられトンネルTの軸方向に沿って延在するケーシング22と、胴体10の内部に配置される小径部23と、ケーシング22と小径部23とを連結する環状の連結部24と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
小径部23は、軸受11を介して胴体10に回転可能に支持されている。また、小径部23は、不図示の減速機を介してモータ30と連結されている。そのため、モータ30のトルクは、小径部23、連結部24及びケーシング22を通じてカッタービット21に伝達される。
The
モータ30は、図1及び図2に示すように、胴体10の内周面から径方向内側に突出する環状の突出部12を介して胴体10に固定されており、カッタービット21の内周面を後方に延長した仮想延長内周面よりも内側に配置されている。そのため、トンネルTの掘進時には、モータ30は、トンネルTの内部空間のうち、カッタービット21の仮想延長内周面の内側の空間を通過する。したがって、モータ30の通過する空間を、カッタービット21による掘削でなく、既設管OPの解体により形成することができる。これにより、トンネルTの径方向におけるカッタービット21の厚みを薄くすることができ、掘削量を低減することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、トンネル掘進機100では、胴体10の外径は、ケーシング22の外径と略等しく、胴体10の外周面がケーシング22の仮想延長外周面と略一致する。トンネルTの掘進時には、胴体10は、カッタービット21の掘削により形成された掘削坑となるトンネルTの内部空間を通過するので、胴体10は地山から大きな抵抗を受けることなく進行することができる。
In the
なお、図1に示すように、ケーシング22の外径は、カッタービット21の外径と略等しく、トンネルTの内壁面を支持する。ケーシング22の内径は、カッタービット21の内径よりも大きく、既設管OPを内包する。
In addition, as shown in FIG. 1, the outer diameter of the
軸方向におけるケーシング22の幅L1は、既設管OPのセグメントリングSRの幅L2よりも大きく、ケーシング22は、セグメントリングSRを少なくとも1つ内包可能である。そのため、既設管OPをケーシング22の内部でセグメントリングSRごとに解体することができる。つまり、トンネル掘進機100では、既設管OPを解体するためのスペース(以下、「解体スペース」と称する)はケーシング22によって形成される。なお、図1では、ケーシング22が既設管OPの2つのセグメントリングSRを内包した状態を示している。
The width L1 of the
モータ30は、ケーシング22の後方に配置されている。換言すれば、解体スペースは、モータ30の前方に配置されている。そのため、ケーシング22の内部で既設管OPを解体するための装置とモータ30とが干渉するのを防止することができる。したがって、解体の作業性をより向上させることができる。
The
図3に示すように、ケーシング22の内周面には、カッタービット21による掘削後に残存する裏込材BM又はセグメントリングSRに密着するシール50が設けられている。シール50によって、ケーシング22と残存する裏込材BM又はセグメントリングSRとの間を閉塞することができ、地山の泥水が筒状体20及び胴体10内に流入するのを防止することができる。
As shown in FIG. 3, the inner peripheral surface of the
シール50は、筒状体20の回転に伴って摩耗する。そのため、地山の泥水量が少なくケーシング22と裏込材BM又はセグメントリングSRとの間の閉塞が不要である場合には、裏込材BM又はセグメントリングSRに対するシール50の密着を解除し、筒状体20の回転に伴うシール50の摩耗を防止することが好ましい。
The
トンネル掘進機100では、シール50は、閉塞(シール)機能を有効な状態と閉塞(シール)機能を解除した状態とに切換え可能である。具体的には、シール50は、円環状の弾性チューブ部材からなり、ケーシング22の内周面に設けられる配管51を通じて、流体供給手段としての不図示のポンプに接続されている。シール50の内部に流体(例えば空気)が供給されたときには、シール50は膨張して裏込材BM又はセグメントリングSRに密着した状態となり、閉塞(シール)機能が有効になる。シール50内から流体が排出されたときには、シール50は収縮し、裏込材BM又はセグメントリングSRに対する密着が解除され、閉塞(シール)機能が解除される。
In the
シール50の閉塞(シール)機能を有効な状態と解除した状態とを泥水量に応じて切り換えることにより、筒状体20及び胴体10への泥水の流入を防止しつつ、筒状体20の回転に伴うシール50の摩耗を軽減することができる。泥水量に応じたシール50の状態の切換えは、作業者によって行われてもよいし、コントローラによって行われてもよい。
By rotating the closed state of the
なお、図示を省略するが、筒状体20の連結部24と胴体10との間にもシールが設けられており、筒状体20と胴体10との間を通じて地山の泥水が胴体10内に流入するのを防止している。
Although not shown, a seal is also provided between the connecting
次に、トンネル掘進機100を用いてトンネルTを掘進する方法について説明する。
Next, a method of excavating the tunnel T using the
まず、カッタービット21を既設管OPの外側の地山及び裏込材BMに押付け、カッタービット21を回転させると共に筒状体20を前進させることによって、地山及び裏込材BMを掘削すると共に既設管OPを筒状体20の内部に挿入する(掘削工程)。このとき、胴体10は、筒状体20と共に前進する。
First, the
筒状体20のケーシング22が少なくとも1つのセグメントリングSRを筒状体20のケーシング22に挿入され、ケーシング22の先端部が次のセグメントリングSRに一部挿入されたところで、カッタービット21による掘削を停止し、セグメントリングSRをケーシング22の内部で解体する(解体工程)。これにより、モータ30の通過する空間を形成することができる。なお、筒状体20のケーシング22は解体中のセグメントリングSRの次のセグメントリングSRに支持されて、セグメントリングSRを解体している内部空間に地山の土砂が流入することを防止する。
When the
次に、カッタービット21を再び回転させて地山及び裏込材BMの掘削を再開する。トンネル掘進機100が既設管OPの端部に到達するまで掘削工程と解体工程とを繰返し行うことにより、トンネルTの掘進が完了する。
Next, the
新たな管体NPは、トンネルTの掘進に伴って順次構築される。管体NPの外周面とトンネルTの内周面との間には、新たな裏込材NBMが充填される。 The new pipe body NP is successively constructed as the tunnel T is dug. A new backfill material NBM is filled between the outer peripheral surface of the tubular body NP and the inner peripheral surface of the tunnel T.
裏込材NBMの充填量は、トンネルTの内径が新たな管体NPの外径に対して大きいほど増加する。そのため、トンネルTの内径と新たな管体NPの外径との差は小さい方が好ましい。一方で、既設管OPの外側の地山及び裏込材BMを掘削してトンネルTを掘進する場合には、トンネルTの内径は、既設管OPの外径に対して、少なくともカッタービット21の厚み分、大きくなる。このような理由から、新たな管体NPを既設管OPの外径と略等しい外径で構築する場合には、カッタービット21の厚みを薄くすることが好ましい。
The filling amount of the backfill material NBM increases as the inner diameter of the tunnel T is larger than the outer diameter of the new tubular body NP. Therefore, it is preferable that the difference between the inner diameter of the tunnel T and the outer diameter of the new tubular body NP is small. On the other hand, when excavating the ground outside the existing pipe OP and the backfill material BM to advance the tunnel T, the inner diameter of the tunnel T is at least the
トンネル掘進機100では、前述のように、モータ30はカッタービット21の仮想延長内周面の内側の空間を通過するため、カッタービット21を必要最小限の厚みとすることができる。したがって、新たな管体NPを既設管OPの外径と略等しい外径で構築する場合に、トンネルTの内径と新たな管体NPの外径との差を小さくすることができ、裏込材NBMの充填量を減らすことができる。
In the
以上の本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。 According to this embodiment described above, the following operational effects are exhibited.
トンネル掘進機100では、モータ30は、カッタービット21の仮想延長内周面の内側に配置されている。そのため、トンネルTの掘進時には、モータ30は、カッタービット21の仮想延長内周面の内側の空間を通過する。したがって、モータ30の通過する空間を、既設管OPの解体により形成することができる。これにより、トンネルTの径方向におけるカッタービット21の厚みを薄くすることができ、掘削量を低減することができる。
In the
モータ30は、ケーシング22の後方に配置されている。そのため、ケーシング22の内部で既設管OPを解体するための装置とモータ30とが干渉するのを防止することができる。したがって、解体の作業性を向上させることができる。
The
モータ30は、胴体10の内周面から仮想延長内周面の内側に突出する突出部12に取り付けられている。そのため、モータ30を仮想延長内周面のより内側に配置することができる。したがって、カッタービット21の厚みをより薄くすることができ、掘削量をより低減することができる。
The
トンネル掘進機100は、筒状体20に設けられカッタービット21による掘削後に残存する裏込材BM又はセグメントリングSRに密着するシール50を備えている。そのため、シール50によって、ケーシング22と残存する裏込材BM又はセグメントリングSRとの間を閉塞(シール)することができ、地山の泥水が筒状体20及び胴体10内に流入するのを防止することができる。
The
シール50は、カッタービット21による掘削後に残存する裏込材BM又はセグメントリングSRに密着して閉塞(シール)機能を有効な状態と閉塞(シール)機能を解除した状態とに切換え可能である。そのため、地山の泥水量に応じてシール50の密着度合いを変化させることができる。したがって、筒状体20及び胴体10への泥水の流入を防止しつつ、筒状体20の回転に伴うシール50の摩耗を軽減することができる。
The
<第2実施形態>
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態に係るトンネル掘進機200について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を主に説明し、第1実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, with reference to FIG. 4, a
トンネル掘進機200は、胴体10の内部に設けられる隔壁260を更に備えている。隔壁260は、突出部12に固定されており、既設管OPを受け入れるチャンバ261を筒状体20と共に形成している。既設管OPは、チャンバ261の内部で解体される。新たな管体NPを構築するためのスペース264は、隔壁260によってチャンバ261から隔てられる。
The
トンネル掘進機200を用いたトンネルTの掘進方法では、掘進方向における既設管OPの端部にも隔壁262が形成され、隔壁260,262と既設管OPと筒状体20とによってエア室263が形成される。不図示の送気手段を用いてエア室263にエアを供給することにより、エア室263内の圧力を高めることができる。これにより、地山の泥水が筒状体20内に流入するのを防止することができ、第1実施形態のシール50(図3参照)を省略することができる。
In the method for excavating the tunnel T using the
なお、第1実施形態のシール50(図3参照)をトンネル掘進機200に設けてもよく、この場合には、地山の泥水が筒状体20内に流入するのをより確実に防止することができる。
Note that the seal 50 (see FIG. 3) of the first embodiment may be provided in the
トンネル掘進機200を用いたトンネルTの掘進方法では、既設管OPの解体作業を遠隔操作で実施することが好ましい。この場合には、エア室263に作業員が出入する頻度を減少させることができ、エア室263内の圧力を高めた状態を継続することができる。
In the method of excavating the tunnel T using the
<第3実施形態>
次に、図5を参照して、本発明の第3実施形態に係るトンネル掘進機300について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を主に説明し、第1実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, with reference to FIG. 5, a
第1実施形態に係るトンネル掘進機100(図1参照)では、モータ30がカッタービット21の仮想延長内周面の内側に配置されているため、モータ30を既設管OPとトンネルTとの間に配置した場合と比較して、トンネル掘進機100の全長が長くなる。そのため、既設管OPが湾曲して構築されている場合に、カッタービット21が既設管OPに当たり、既設管OPの外側を掘削することができなくなるおそれがある。
In the tunnel machine 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment, the
本実施形態に係るトンネル掘進機300は、中折れ可能に構成されている。したがって、既設管OPの湾曲に応じてトンネル掘進機300を屈折させることができ、湾曲して構築された既設管OPに沿ってトンネルTを掘進することができる。以下、トンネル掘進機300の構造を具体的に説明する。
The
トンネル掘進機300では、胴体310は、筒状体20が装着される前胴部313と、前胴部313に連結される後胴部314と、を備えている。後胴部314の前端314aは、前胴部313の後端313aに挿入されている。
In the
後胴部314の前端314aの外周面は、トンネルTの径方向外側に凸となるように円弧状に形成されている。そのため、後胴部314が前胴部313に対して傾斜した場合においても、後胴部314の前端314aの外周面と、前胴部313の後端313aの内周面と、の接触が維持される。つまり、前胴部313と後胴部314とは、傾斜可能に連結されており、胴体310は中折れ可能である。
The outer peripheral surface of the
胴体310の中折れは、胴体10の周方向に複数設けられる中折れジャッキ370によって行われる。各中折れジャッキ370は、前胴部313と後胴部314とに渡って設けられている。例えば、図5において、上方の中折れジャッキ370aが収縮し下方の中折れジャッキ370bが伸長することにより、前胴部313の前端313bを上方に向けることができる。
The middle folding of the
後胴部314の後端側には後胴部314である胴体の内周に沿ってテールシール315が設けられている。新たなセグメントリングNSRと後胴部314である胴体との間隙をテールシール315により閉塞することで地山の土砂が後胴部314である胴体10の内部に流入することを防止する。第3実施形態では、新しいセグメントリングNSRは、後胴部314の内部において、推進ジャッキ40とテールシール315の間で組立てられる。
A
このように、トンネル掘進機300では、前胴部313と後胴部314とが傾斜可能に連結されているため、既設管OPが湾曲して構築されている場合においても、既設管OPに沿ってトンネルTを掘進することができる。
As described above, in the
トンネル掘進機300においても、トンネル掘進機100と同様に、モータ30は、カッタービット21の仮想延長内周面の内側に配置されている。そのため、モータ30の通過する空間を、既設管OPの解体により形成することができる。したがって、トンネルTの径方向におけるカッタービット21の厚みを薄くすることができ、掘削量を低減することができる。
Also in the
<第4実施形態>
次に、図6を参照して、本発明の第4実施形態に係るトンネル掘進機400について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を主に説明し、第1実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
Next, with reference to FIG. 6, a
トンネル掘進機400では、筒状体420のケーシング422の外径は、カッタービット421の外径よりも小さく、胴体410にケーシング422が内包されている点において、トンネル掘進機100と相違する。つまり、胴体410は、トンネルTの変形に起因する地山の締付けからケーシング422を保護している。そのため、筒状体420を回転させるために必要なトルクを小さくすることができる。
The
トンネル掘進機400においても、トンネル掘進機100と同様に、モータ30は、カッタービット421の仮想延長内周面の内側に配置されている。そのため、モータ30の通過する空間を、既設管OPの解体により形成することができる。したがって、モータ30を既設管OPとトンネルTとの間に配置した場合と比較して、トンネルTの径方向におけるカッタービット421の厚みを薄くすることができ、掘削量を低減することができる。
Also in the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment merely shows a part of the application example of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
上記各実施形態では、カッタービット21,421は、既設管OPの外側の地山及び裏込材BMを掘削するが、地山のみを掘削してもよいし、裏込材BMのみを掘削してもよい。つまり、カッタービット21,421は、既設管OPの外側を掘削するように形成されていればよい。また、カッタービット21,421は、周方向における既設管OPの一部を掘削してもよい。
In each of the above-described embodiments, the
トンネル掘進機100では、シール50(図3参照)は、カッタービット21による掘削後に残存する裏込材BMに密着するが、本発明はこの形態に限られない。シール50は、カッタービット21による掘削後に残存する地山に密着してもよいし、既設管OPに密着してもよい。つまり、シール50は、既設管OPの外側に密着し、筒状体20と既設管OPの外側との間を閉塞するように形成されていればよい。
In the
トンネル掘進機100,200,300,400では、モータ30の全体がカッタービット21の仮想延長内周面の内側に配置されているが、本発明は、モータ30の一部がカッタービット21の仮想延長内周面の内側に配置されていればよい。
In the
100,200,300,400・・・トンネル掘進機
10・・・胴体
20・・・筒状体
21・・・カッタービット(掘削部)
22・・・ケーシング
30・・・モータ(駆動部)
50・・・シール
260・・・隔壁
261・・・チャンバ
310・・・胴体
313・・・前胴部
314・・・後胴部
410・・・胴体
420・・・筒状体
421・・・カッタービット(掘削部)
422・・・ケーシング
BM・・・裏込材
NBM・・・裏込材
NP・・・新たな管体
OP・・・既設管
T・・・トンネル
100, 200, 300, 400 ...
22 ...
50 ...
422 ... Casing BM ... Backing material NBM ... Backing material NP ... New pipe OP ... Existing pipe T ... Tunnel
Claims (9)
前記トンネルの内壁面を支持する胴体と、
前記胴体に装着され、前記既設管の外側を掘削する掘削部を有し前記既設管を内包する筒状体と、
前記筒状体を前記胴体に対して回転させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記掘削部の内周面を前記トンネルの軸方向に沿って後方に延長した仮想延長内周面の内側に配置されている
トンネル掘進機。 A tunnel machine that excavates a tunnel along an existing pipe,
A body supporting the inner wall surface of the tunnel,
A tubular body mounted on the body, having a digging portion for digging the outside of the existing pipe, and including the existing pipe.
A drive unit that rotates the tubular body with respect to the body,
The tunnel excavator, wherein the drive unit is arranged inside a virtual extension inner peripheral surface obtained by extending the inner peripheral surface of the excavating unit rearward along the axial direction of the tunnel.
前記駆動部は、前記ケーシングの後方に配置されている
請求項1に記載のトンネル掘進機。 The tubular body further has a casing in which the excavation portion is provided at a tip end portion and extends along an axial direction of the tunnel,
The tunnel excavator according to claim 1, wherein the drive unit is disposed behind the casing.
請求項2に記載のトンネル掘進機。 The casing is contained in the body,
The tunnel excavator according to claim 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載のトンネル掘進機。 The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 3, wherein the drive unit is attached to a protrusion that protrudes from the inner peripheral surface of the body to the inside of the virtual extension inner peripheral surface.
請求項1から4のいずれか1項に記載のトンネル掘進機。 The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 4, further comprising a seal that is provided on the tubular body and closes a gap between the tubular body and an outer side of the existing pipe.
請求項5に記載のトンネル掘進機。 The tunnel machine according to claim 5, wherein the seal is switchable between a state in which the seal is in close contact with the outside of the existing pipe and a state in which the seal is in close contact with the outside of the existing pipe.
請求項1から6のいずれか1項に記載のトンネル掘進機。 The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 6, further comprising a partition wall provided inside the body to form a chamber that receives the existing pipe together with the tubular body.
前記後胴部は、前記前胴部に対して傾斜可能である
請求項1から7のいずれか1項に記載のトンネル掘進機。 The body includes a front body portion to which the tubular body is attached, and a rear body portion connected to the front body portion,
The tunnel machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the rear trunk is tiltable with respect to the front trunk.
前記トンネル掘進機は、前記トンネルの内壁面を支持する胴体と、前記胴体に装着され、前記既設管の外側を掘削する掘削部を有し前記既設管を内包する筒状体と、前記筒状体を前記胴体に対して回転させる駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記掘削部の内周面を前記トンネルの軸方向に沿って後方に延長した仮想延長内周面の内側に配置されており、
前記トンネル掘進方法は、
前記駆動部を用いて前記筒状体を回転させると共に前記筒状体を前進させることによって、前記既設管の外側を掘削すると共に前記筒状体の内部に前記既設管を挿入する掘削工程と、
前記筒状体の内部において前記既設管を解体する解体工程と、を備える
トンネル掘進方法。 A tunnel excavation method for excavating a tunnel along an existing pipe using a tunnel excavator,
The tunnel machine includes a body supporting an inner wall surface of the tunnel, a tubular body mounted on the body and having an excavation portion for excavating the outside of the existing pipe, and the tubular body including the existing pipe. A drive unit for rotating a body with respect to the body, the drive unit being disposed inside a virtual extension inner peripheral surface that extends the inner peripheral surface of the excavating section rearward along the axial direction of the tunnel. Has been done,
The tunnel excavation method is
By excavating the outside of the existing pipe and inserting the existing pipe into the inside of the tubular body by rotating the tubular body using the drive unit and advancing the tubular body, and a digging step,
A tunnel excavation method, comprising: a disassembling step of disassembling the existing pipe inside the tubular body.
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