JP2836741B2

JP2836741B2 - トンネル掘削機

Info

Publication number: JP2836741B2
Application number: JP8264104A
Authority: JP
Inventors: 保徳近藤; 有孝福田; 暁高倉; 宜史府川; 幸芳井上; 泰之平川
Original assignee: OOBAYASHIGUMI KK; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: OOBAYASHIGUMI KK; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: JPH10110592A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル掘削機に関
する。さらに詳しくは、岩盤掘削用のトンネル掘削機で
あって、機体を延長することなく、また、土砂・泥水の
進入をも防止しつつ後方の仮組みされた支保部材を支持
しうるトンネル掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】硬質地山を掘削するトンネル掘削機（以
下、単に掘削機という）は、一般に入れ子式に連結され
た前胴と後胴から構成され、後胴には掘進時に後胴を掘
削坑内に保持するための一対のグリッパを備えている。
この一対のグリッパは掘削機の横方向（掘削機の軸方向
に垂直な方向）に対向して進出しうるように設けられ、
横方向両側の掘削坑壁に押圧されることにより後胴を保
持する。そして、前胴と前記グリッパとの間に連結され
たスラストジャッキを伸長してグリッパを押すときの反
力により前胴を押し進め、ついでスラストジャッキを収
縮することによって後胴を前方に引き寄せて掘削機全体
を前進させる。

【０００３】また、前記グリッパが有効に働かないよう
な軟弱地盤に備えて、後胴のグリッパ配設位置付近に補
助推進ジャッキも備えられている。この補助推進ジャッ
キは、その後方でトンネル外殻として組み立てられたセ
グメントの前端を後方に押すことにより、その反力で後
胴と前胴とを一体に前進させるものである。

【０００４】一方、前述のセグメントは、ボルト等によ
って連結されて円筒状に組み立てられるのであるが、連
結作業中は前記補助推進ジャッキによって後方に押す
（推進のための押圧ではない）ことによって仮組みされ
たセグメントの円筒状が維持される。したがって、補助
推進ジャッキは各セグメントを押圧しうるように掘進機
のスキンプレート（円筒状の外殻板）の内周に沿ってほ
ぼ同一円周上にほぼ等間隔に配置される必要がある。そ
のためには、後胴中の横方向に移動する前記グリッパを
避けてその後方に配設しなければならい。補助推進ジャ
ッキは少なくともセグメント長さのストロークを有する
必要があるため、全体に長いものであり、その結果、後
胴の長さも長いものとなる。そうなれば掘削機の湾曲掘
進対応能力が低下するとともに、機体重量の増加および
製造コストの上昇を招く。

【０００５】そこで、実開平７−３５５９３号公報では
かかる点を改良したトンネル掘削機が提案されている。
このトンネル掘削機５１は、図６および図７に示される
ように、グリッパ５２に補助推進ジャッキ５３を嵌挿配
設するための長孔状の貫通孔５４が形成されたものであ
る。長孔とすることにより、グリッパ５２が横方向に進
退しても補助推進ジャッキ５３と干渉することがないの
である。その結果、推進ジャッキ５３をグリッパ５２と
前後方向に合致する位置に配設することができ、前述の
ような後胴長の延長という問題が解消される。補助推進
ジャッキ５３は図６に示されるようにスキンプレート５
５の内周に沿って等間隔に配置されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、グリッパ５２に貫通孔５４が穿設されて
いるので、図７（ｂ）に示されるようにグリッパ５２が
外方へ進出したときに、土砂や泥水が外部から前記貫通
孔５４を通ってグリッパ５２内に進入し、これが継続す
ると土砂や泥水はグリッパ５２内に堆積し、さらには、
機内へ進入するおそれもある。

【０００７】そこで、グリッパ５２を避けた位置の補助
推進ジャッキ、つまり、図６に示す補助推進ジャッキ５
３ａのみ配設することが考えられる。しかしながら、そ
うするとセグメントの連結作業時にグリッパ５２後方の
セグメントのうちの一部しか押圧することができなくな
り、セグメントの連結作業が困難となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するためになされたものであって、後胴内におけるグ
リッパの後方に支保部材を押圧保持するための支保部材
支持ジャッキを配設することにより、土砂・泥水の進入
のおそれ無くスキンプレート内周に沿って均一に支保部
材を押圧保持することを可能とした。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のトンネル掘削機は、入れ
子式の前胴と後胴とからなり、推進方向にほぼ垂直に進
出して掘削坑の内壁を押圧するグリッパを前記後胴に備
えたトンネル掘削機であって、支保部材を押圧保持する
ための支保部材支持ジャッキがグリッパの後方に配設さ
れていることを特徴としている。

【００１０】したがって、補助推進ジャッキと併せれ
ば、円筒状に仮組された各支保部材をその連結作業中に
押圧・保持することができる。また、支保部材支持ジャ
ッキは支保部材を押圧・保持することが目的であるた
め、その伸縮ストロークの短いものでよく、したがって
ジャッキの全長も短いものとなる。その結果、グリッパ
の後方に配設しても後胴の全長を長くする必要がなく、
掘削機の湾曲掘進対応能力の低下を防止し、機体重量の
増加および製造コストの上昇をも防止することができ
る。さらに、上述のとおり支保部材支持ジャッキをグリ
ッパの後方に配設するため、グリッパに貫通孔を形成す
る必要がなく、土砂や泥水のグリッパ内への進入が起こ
り得ない。

【００１１】そして、本発明のトンネル掘削機であっ
て、後方の支保部材を押圧する反力によってトンネル掘
削機を前進せしめる補助推進ジャッキが、前記グリッパ
を避けた範囲の後胴スキンプレート内周面に沿って配設
された掘進機にあっては、前記支保部材支持ジャッキと
併せて円筒状に仮組された各支保部材を押圧・保持する
ことができるので好ましい。また、補助推進ジャッキが
グリッパを避けた範囲に配設されるため、グリッパに貫
通孔を形成する必要がない。

【００１２】さらに、前記支保部材支持ジャッキが、そ
のロッド収縮時のロッド先端位置と前記補助推進ジャッ
キのロッド収縮時のロッド先端位置とが、前後方向にほ
ぼ同一位置となるように配設された掘進機にあっては、
前述の円筒状に仮組された各支保部材を押圧・保持する
のが容易である点で好ましい。

【００１３】加えて、前記グリッパを摺動自在に収容す
るためのグリッパケーシングが配設されており、該グリ
ッパケーシングの後面に前記支保部材支持ジャッキが取
り付けられた掘進機にあっては、支保部材支持ジャッキ
を介して得た推進反力を後胴に確実に、且つ、簡単に伝
達できるので、トンネル掘削機の推進の一助となりうる
点で好ましい。

【００１４】なお、特許請求の範囲でいう「支保部材」
とは、前記セグメントをはじめ、ライナープレート、コ
ンクリートセグメントおよび鋼製リング支保工等を含む
ものである。また、特許請求の範囲でいう「後方」と
は、掘削機の進行方向を前方としたときの反対方向をい
う。

【００１５】

【実施例】つぎに、添付図面に示された実施例を参照し
つつ本発明の掘削機を説明する。

【００１６】図１は本発明の掘削機の一実施例を示す断
面図、図２は図１の掘削機の正面図、図３は図１におけ
るＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図１におけるＩＶ−
ＩＶ線断面図、図５は図１におけるＶ−Ｖ線断面図であ
る。

【００１７】図１に示す掘削機１において、２は前胴で
あり、３は後胴であり、前胴２と後胴３とは入れ子式に
連結されている。後胴３は中折れピン４によって相互に
屈曲しうる前部後胴３ａと後部後胴３ｂとからなる中折
れ式のものを例示している。また、５はカッターディス
クであり、岩盤掘削用のローラーカッター５ａを多数個
備えている。カッターディスク５の前方に二点鎖線で示
すのは地山の切羽面である。６は掘削ズリを後方へ搬出
するためのコンベヤであり、本実施例ではベルトコンベ
ヤが採用されている。７はバルクヘッドであり、カッタ
ーディスク６とのあいだに画されたカッターチャンバ８
を掘削機１の本体１ａ内部と隔離している。９は、本体
１ａ内に配設された回転駆動機１０（図３も参照）とカ
ッターディスク６とを接続して、回転力をカッターディ
スク６に伝達するための円環状の接続部材である。

【００１８】１１はメイングリッパであり、図４も併せ
て参照すれば明らかなように、グリッパジャッキ１２に
よって横方向に掘削機外方へ進出して（図４中に二点鎖
線で進出状態を示す）掘削坑内壁を押圧して後胴３を掘
削坑内に保持するためのものである。特許請求の範囲で
いうグリッパはこのメイングリッパに該当する。このメ
イングリッパ１１は、その上下および掘削機軸方向の前
後を覆うためのグリッパケーシング１３内に摺動自在に
収容されている。

【００１９】１４はスラストジャッキであり、その基端
部１４ａが前胴２に枢支され、ロッドの先端１４ｂが後
胴３に枢支されている。スラストジャッキ１４の配列の
一例が図３に示されている。そして、メイングリッパ１
１を側方に突き出して後胴３を掘削坑内に保持した状態
でスラストジャッキ１４を伸長しつつカッターディスク
５によって切羽を掘削して前胴２を前進させる。つい
で、前胴２に配設された前胴グリッパ１５を側方に突き
出して（図中、二点鎖線で示す）前胴３を掘削坑内に保
持した状態でスラストジャッキ１４を収縮させて後胴３
を前方に引き寄せて前進する。

【００２０】なお、１６はローリングジャッキであり、
カッターディスク５の回転に伴う掘削反力によって自軸
回りに前胴２または後胴３が回転した場合、その回転を
元に修正するためのものである。

【００２１】１７は補助推進ジャッキであり、図４も併
せて参照すれば明らかなように、掘進機の前後方向に見
てグリッパケーシング１３を避けた範囲で後胴３のスキ
ンプレート１８内周面に沿ってほぼ同一円周上に配設さ
れている。このようにグリッパケーシング１３を避けた
範囲に配設されているため、グリッパケーシング１３お
よびメイングリッパ１１に貫通孔を穿設する必要はな
い。補助推進ジャッキ１７は、たとえば軟質地盤におい
てメイングリッパ１１を側方に突き出してもめり込むだ
けで掘削坑内壁を押圧しえない場合等、メイングリッパ
１１では後胴３を保持しえない場合に、後方の組み立て
済の支保部材の先端を押してその反力によって前胴２お
よび後胴３を一体に前進させるものである。

【００２２】また、補助推進ジャッキ１７は当然のこと
ながら、相互連結前の仮組み状態のセグメントＳを後方
に押圧することによって当接しあう該セグメントＳを保
持するためにも用いることができる。

【００２３】図１および図５において、２１は支保部材
支持ジャッキであり、グリッパケーシング１３の後方に
配設されている。支保部材支持ジャッキ２１はスキンプ
レート１８の内周面またはグリッパケーシング１３の後
面に取り付けられる。また、支保部材支持ジャッキ２１
の配置を掘進機の前後方向に見れば、スキンプレート１
８内周面に沿って前記補助推進ジャッキ１７とほぼ同一
円周上にされ、できるかぎり等間隔となるようにされ、
且つ各セグメントＳに対応するように配列されている。
そうすることによって、円筒状に仮組みされたセグメン
トＳをボルト等によって相互に連結するときに各セグメ
ントＳを押圧・保持することができる。支保部材支持ジ
ャッキ２１は上述のとおり各セグメントＳを押圧・保持
するものであり、とくに掘削機１を推進させるものでは
ないため、そのロッドの伸縮ストロークは小さくてもよ
いのでジャッキ全長を短いものにすることができる。し
たがって、図１に示すごとく支保部材支持ジャッキ２１
をグリッパケーシング１３の後方に配設しても、補助推
進ジャッキ１７とそのロッドの先端位置が一致しうるよ
うに配設することが可能であり、後胴３の全長を長くす
る必要がない。

【００２４】なお、補助推進ジャッキ１７および支保部
材支持ジャッキ２１の配設数量は、掘削機のサイズおよ
びメイングリッパのサイズに応じて変更すればよい。た
とえば、同一サイズの掘削機であってもメイングリッパ
のサイズが大きいものは、メイングリッパのサイズが小
さいものに比べて補助推進ジャッキ１７の数量が少な
く、支保部材支持ジャッキ２１の数量が多くなろう。

【００２５】図１および図５において、２２はセグメン
トＳを組み付けるためのエレクタであり、２３はエレク
タ２を機内で回転可能に支持するためのレールである。

【００２６】叙上の補助推進ジャッキ１７および支保部
材支持ジャッキ２１は、とくにローラーカッターを有す
る岩盤掘削用のトンネル掘削機への適用に限定されるこ
とはなく、たとえば、カッタービットを備えた通常地盤
掘削用のシールド掘削機であってもメイングリッパを有
するものであれば適用しうることは明らかである。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、全長が短くてもよい支
保部材支持ジャッキにより、円筒状に仮組みされた各支
保部材をその連結作業中に押圧・保持することができ
る。その結果、グリッパの後方に配設しても後胴の全長
を長くする必要がなく、掘削機の湾曲掘進対応能力の低
下を防止し、機体重量の増加および製造コストの上昇を
も防止することができる。さらに、支保部材支持ジャッ
キをグリッパの後方に配設するため、グリッパに貫通孔
を形成する必要がなく、土砂や泥水のグリッパ内への進
入が起こり得ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削機の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の掘削機の正面図である。

【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】図１におけるＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】従来の掘削機の一例を示す、軸方向に垂直な面
による断面図である。

【図７】図７（ａ）は図６の掘削機のＶＩＩ部を示す拡
大断面図であり、図７（ｂ）は図６の掘削機のＶＩＩ部
の異なる状態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１・・・掘削機２・・・前胴３・・・後胴５・・・カッターディスク７・・・バルクヘッド１０・・・回転駆動機１１・・・メイングリッパ１２・・・グリッパジャッキ１３・・・グリッパケーシング１４・・・スラストジャッキ１５・・・前胴グリッパ１７・・・補助推進ジャッキ１８・・・スキンプレート２１・・・支保部材支持ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高倉暁兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号川崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者府川宜史東京都千代田区神田司町２丁目３番地株式会社大林組東京本社内 (72)発明者井上幸芳東京都千代田区神田司町２丁目３番地株式会社大林組東京本社内 (72)発明者平川泰之東京都千代田区神田司町２丁目３番地株式会社大林組東京本社内 (56)参考文献特開平６−66082（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−125799（ＪＰ，Ａ) 実開平４−61193（ＪＰ，Ｕ) 実開平７−35593（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/10 E21D 11/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入れ子式の前胴と後胴とからなり、推進
方向にほぼ垂直に進出して掘削坑の内壁を押圧するグリ
ッパを前記後胴に備えたトンネル掘削機であって、支保
部材を押圧保持するための支保部材支持ジャッキがグリ
ッパの後方に配設されていることを特徴とするトンネル
掘削機。
【請求項２】後方の支保部材を押圧する反力によって
トンネル掘削機を前進せしめる補助推進ジャッキが、前
記グリッパを避けた範囲の後胴スキンプレート内周面に
沿って配設されてなる請求項１記載のトンネル掘削機。
【請求項３】前記支保部材支持ジャッキが、そのロッ
ド収縮時のロッド先端位置と前記補助推進ジャッキのロ
ッド収縮時のロッド先端位置とが、前後方向にほぼ同一
位置となるように配設されてなる請求項２記載のトンネ
ル掘削機。
【請求項４】前記グリッパを摺動自在に収容するため
のグリッパケーシングが配設されており、該グリッパケ
ーシングの後面に前記支保部材支持ジャッキが取り付け
られてなる請求項１〜３のうちのいずれか一の項に記載
のトンネル掘削機。