JP2940402B2 - Rock tunnel excavation method using arch machine - Google Patents

Rock tunnel excavation method using arch machine

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JP2940402B2 JP17822294A JP17822294A JP2940402B2 JP 2940402 B2 JP2940402 B2 JP 2940402B2 JP 17822294 A JP17822294 A JP 17822294A JP 17822294 A JP17822294 A JP 17822294A JP 2940402 B2 JP2940402 B2 JP 2940402B2
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、岩盤トンネルの掘削、
例えば直径20〜30mといった大断面の岩盤トンネル
を掘削するのに適した岩盤トンネル掘削工法に関するも
のである。
The present invention relates to the excavation of rock tunnels,
Such as those related to the rock tunnel excavation construction method suitable for drilling rock tunnel large section such diameter 20 to 30 m.

【0002】[0002]

【従来の技術】道路や鉄道等の構造物を地中に設けるべ
く地盤を掘削してトンネルを形成するためのトンネル工
法は、地盤の地質や地下水の状況、トンネル断面の形状
や延長、その他の施工条件等に鑑みて種々の施工方法が
選定される。そして、特に軟岩から硬岩に至る岩盤の掘
削工法として、従来より、例えば、爆破による発破工法
や、切羽面に削孔を多数形成し、これにクサビ状の割岩
機を挿入することにより割岩する工法や、トンネル掘進
機、ブレーカー等の各種の岩盤掘削機械を用いた機械掘
削工法が知られている。
2. Description of the Related Art A tunnel construction method for forming a tunnel by excavating the ground so that structures such as roads and railways are provided in the ground is based on ground geology and groundwater conditions, the shape and length of a tunnel cross section, and other factors. Various construction methods are selected in consideration of construction conditions and the like. Conventionally, as a method of excavating rock masses from soft rock to hard rock, for example, conventionally, for example, blasting by blasting, or forming a large number of drilling holes on the face face, and inserting a wedge-shaped rock drill into the rock to divide the rock. BACKGROUND ART A construction method and a mechanical excavation method using various rock excavation machines such as a tunnel excavator and a breaker are known.

【0003】また、かかる岩盤に対するトンネルの掘削
工事は、例えば、直径20〜30mのトンネルを掘削形
成する場合には、その掘削断面を一度に掘削することが
困難であるため、断面を所定の形状に分割するととも
に、かかる大断面の掘削作業を効率よく行うことができ
るように、上部半断面先進掘削工法、導坑先進掘削工法
等、決められた順序に従って各分割した断面を順次掘削
する。
In the excavation work of a tunnel for such a bedrock, for example, when a tunnel having a diameter of 20 to 30 m is excavated and formed, it is difficult to excavate the excavated cross section at a time. In addition, in order to efficiently perform the excavation work of such a large cross section, each divided cross section is sequentially excavated in accordance with a predetermined sequence such as an upper half cross section advanced excavation method, a pit advanced excavation method, or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、爆破による掘
削においては、掘削計画進行に遅延を出さないよう効率
よく、少ない薬量で経済的に掘削し、かつ余掘り、地山
の緩みを極力抑制することが重要である。従って、爆破
を効果的に行なうため、できるだけ自由面を多くし、同
一薬量で破砕量を上げる必要がある。
However, in excavation by blasting, excavation is efficiently and economically performed with a small amount of medicine so as not to delay the progress of the excavation plan, and excess excavation and the loosening of the ground are minimized. It is important to. Therefore, in order to perform blasting effectively, it is necessary to increase the free surface as much as possible and increase the amount of crushing with the same amount of medicine.

【0005】また、上記クサビ状の割岩機を用いる工法
においても、自由面を利用して割岩作業の効率を向上さ
せることができるため、かかる自由面をより多く且つ有
効に確保することが課題となっている。
[0005] In the above-mentioned construction method using a wedge-shaped rock-cutting machine, the efficiency of the rock-cutting work can be improved by using the free surface. Has become.

【0006】さらに、従来の岩盤掘削機械を用いた機械
掘削工法との組み合わせにおいても、大断面のトンネル
を効率よく掘削形成することが困難であり、大断面トン
ネルに係る新しい掘削技術の開発が望まれている。
Further, even in combination with a conventional mechanical excavation method using a rock excavation machine, it is difficult to efficiently excavate and form a large-section tunnel, and development of a new excavation technique for a large-section tunnel is desired. It is rare.

【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、大断面のトンネルを安全にかつ効率よく急速掘削形
成することができる岩盤トンネル掘削工法を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to solve the above problems, it is to provide a rock tunnel excavation construction method capable of safely and efficiently rapidly drilling forms a large cross-section tunnels.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アーチ状の自走架台と、その自走架台の
前面にアーチに沿って摺動自在に複数基配設した小型の
掘削機と、該掘削機の前面に前後進可能に設けられてヘ
ッド側部にもカッターを持つカッターヘッドと、反力を
地山側から得るため上記自走架台に設けたグリッパとを
具備するアーチ掘進機を用いて岩盤内にトンネルを形成
するための岩盤トンネルの掘削工法であって、アーチ状
トンネル断面下方の両サイドに先進導坑を掘削する工程
と、アーチ状架台にアーチに沿って摺動自在に掘削機を
装置したアーチ掘進機により、トンネル断面の外周部を
リングカット状にスライド掘削してアーチ外周空間部を
形成する工程と、上記アーチ外周空間部を自由面として
アーチ外周空間部で囲まれたトンネル内の地山を掘削す
る工程とを含むものである(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention provides an arch-shaped self-propelled gantry and a self-propelled gantry.
Small size with multiple units slidably arranged along the arch on the front
An excavator, and a front-rearly mounted excavator
With a cutter head that also has a cutter on the side of the
With the gripper provided on the self-propelled platform to obtain from the ground side
An excavation method of a rock tunnel for forming a tunnel in a rock using an arch machine provided with the step of excavating an advanced shaft on both sides below an arch-shaped tunnel section, A step of forming an arch outer peripheral space portion by slidingly excavating an outer peripheral portion of a tunnel cross section in a ring-cut shape by an arch excavator equipped with an excavator slidably along the arch; Excavating the ground in the tunnel surrounded by the outer peripheral space (claim 1).

【0009】また、他の発明の岩盤トンネルの掘削工法
は、アーチ状の自走架台と、その自走架台の前面にアー
チに沿って摺動自在に複数基配設した小型の掘削機と、
該掘削機の前面に前後進可能に設けられてヘッド側部に
もカッターを持つカッターヘッドと、反力を地山側から
得るため上記自走架台に設けたグリッパとを具備するア
ーチ掘進機を用いてアーチ状トンネル断面下方の両サイ
ドにトンネル掘進機により先進導坑を掘削する工程と、
アーチ状架台にアーチに沿って摺動自在に掘削機を装置
したアーチ掘進機により、トンネル断面の外周部をリン
グカット状にスライド掘削してアーチ外周空間部を形成
する工程と、そのアーチ外周空間部内を外側層と内側層
とに分け、外側層としてアーチコンクリートを打設して
外殻を形成し且つ内側層に残留アーチ外周空間部を残す
工程と、その後に上記残留アーチ外周空間部を自由面と
して残留アーチ外周空間部で囲まれたトンネル内の地山
を掘削する工程とを含むものである(請求項2)。
[0009] Further, in the rock tunnel excavation method of another invention, an arch-shaped self-propelled gantry and an arch on the front of the self-propelled gantry are provided.
A small excavator that is slidably arranged along the
It is provided on the front of the excavator so that it can move forward and backward, and
With a cutter head and a reaction force from the ground side
And a gripper provided on the self-propelled platform to obtain
Excavating an advanced shaft with tunnel excavators on both sides below the arched tunnel section using a drill excavator;
An arch excavator having an excavator slidably mounted along an arch on an arch-shaped base to slide and excavate an outer peripheral portion of a tunnel cross section in a ring-cut shape to form an arch outer peripheral space, and the arch outer peripheral space Dividing the inside into an outer layer and an inner layer, casting arch concrete as an outer layer to form an outer shell, and leaving a remaining arch outer peripheral space portion on the inner layer, and then freeing the remaining arch outer peripheral space portion Excavating the ground in the tunnel surrounded by the remaining arch outer peripheral space as a surface (claim 2).

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【作用】請求項1の掘削工法では、トンネル断面下方の
両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を先行掘削し
た後、トンネル断面の外周部をリングカット状に掘削機
を摺動させながら掘削する。従って、少ない基台数の掘
削機により、経済的に大断面トンネルのアーチに沿った
アーチ外周空間部を形成できる。
In the excavation method according to the first aspect of the present invention, after an advanced pit is preliminarily excavated on both sides below the tunnel section by a tunnel excavator, the excavator is excavated while sliding the outer peripheral portion of the tunnel section in a ring cut shape. . Therefore, the arch outer peripheral space along the arch of the large-section tunnel can be formed economically with a small number of excavators.

【0012】また、請求項2の掘削工法では、このアー
チ外周空間部を外側層と内側層とに分け、外側層には、
例えば吹き付けにより又は反力受けを兼ねたスライドセ
ントルにより、アーチコンクリートを打設して外殻を形
成し、内側層に残留アーチ外周空間部を残している。従
って、この外殻内の地山を掘削する際には、残留アーチ
外周空間部が掘削を容易にする自由面として寄与する一
方、掘削の際に上記外側層が先受けアーチコンクリート
として存在することになるので、大断面トンネルを安全
且つ急速に掘削することができる。また、このアーチコ
ンクリートは覆工を兼ねることもできるため、内装を不
要とし全体工期を短縮することもできる。
In the excavation method according to the second aspect, the arch outer peripheral space is divided into an outer layer and an inner layer.
For example, arch concrete is cast by spraying or by a slide center which also serves as a reaction force receiving member to form an outer shell, and a remaining arch outer peripheral space is left in the inner layer. Therefore, when excavating the ground in the outer shell, the remaining arch outer peripheral space contributes as a free surface for facilitating excavation, while the outer layer exists as precedent arch concrete during excavation. Therefore, a large-section tunnel can be excavated safely and rapidly. Further, since this arch concrete can also serve as a lining, no interior is required and the entire construction period can be shortened.

【0013】請求項1,2のアーチ掘進機は、アーチ状
の自走架台の前面に1基又は必要に応じて複数基の小型
の掘削機を設け、アーチに沿って移動可能とすると共に
そのカッターヘッドを前後進可能とし、カッターヘッド
にはヘッド側部にもカッターを設けた構成としている。
従って、例えば、反力をグリッパーにより地山側から取
って、カッターヘッドを前進(図4の矢印A)させつ
つ、掘削機をアーチ方向にずらせて行く(図2の矢印
B)、といった使い方ができ、このアーチ1回分の掘削
を終えたならば1段階自走架台を前進させ、再び上記操
作を繰り返す、という操作で掘進して行くことができ
る。
In the arch excavator according to the first and second aspects, one or a plurality of small excavators are provided at the front of the arch-shaped self-propelled gantry so that the excavator can move along the arch. The cutter head is capable of moving forward and backward, and the cutter head is also provided with a cutter on the side of the head.
Therefore, for example, it is possible to use a method in which the reaction force is taken from the ground side by the gripper, and the excavator is shifted in the arch direction (arrow B in FIG. 2) while the cutter head is advanced (arrow A in FIG. 4). When the excavation for one arch has been completed, the self-propelled gantry can be advanced by one stage, and the above operation can be repeated again.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1および図2は、硬岩ないし中硬岩の岩盤に対
し、例えば直径20〜30m程度の略半円状の大断面ト
ンネル10を掘削形成する場合を例示したものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIGS. 1 and 2 illustrate a case where a substantially semicircular large-section tunnel 10 having a diameter of, for example, about 20 to 30 m is excavated in hard rock or medium hard rock.

【0015】このトンネル施工手順は、まず形成すべき
トンネル10の断面両側下端に、例えばトンネルボーリ
ングマシーン等のトンネル掘進機12によって、本実施
例では直径5.0m程度の先進導坑1,1を一対掘削す
る(施工手順)。先進導坑1は、本実施例では、次に
述べるアーチ掘進機20によるアーチ掘削に先行する先
行トンネルの形で掘削して行くが、発進側から到達側へ
抜ける導坑として予め形成してもよい。この先進導坑1
内には、ずり出しを行なうため、図1及び図2の如く、
先進導坑1の延長方向にベルトコンベヤー14を敷設す
る。
In this tunnel construction procedure, first, an advanced shaft 1,1 having a diameter of about 5.0 m in this embodiment is attached to a lower end on both sides of a tunnel 10 to be formed by a tunnel excavator 12 such as a tunnel boring machine. Excavate one pair (construction procedure). In the present embodiment, the advanced shaft 1 is excavated in the form of a preceding tunnel that precedes arch excavation by the arch excavator 20 described below, but may be formed in advance as a shaft that passes from the start side to the arrival side. Good. This advanced shaft 1
Inside, as shown in FIGS. 1 and 2,
A belt conveyor 14 is laid in the extension direction of the advanced shaft 1.

【0016】先進導坑1を形成したならば、次いで、図
3に示すように、先進導坑1内にH鋼18を置き、この
上にレール19を敷設し、このレール19上を自走可能
なアーチ掘進機20によって、トンネル10のアーチ外
周空間部2を掘削する(施工手順)。
After the advanced shaft 1 is formed, as shown in FIG. 3, an H steel 18 is placed in the advanced shaft 1 and a rail 19 is laid thereon. The possible arch excavator 20 excavates the arch outer space 2 of the tunnel 10 (construction procedure).

【0017】上記アーチ掘進機20は、詳しくは後述す
るが、レール19上を走行可能なアーチ状の反力フレー
ム21を持ち、その反力フレーム21の前面に、例えば
直径2m程度の小型の掘削機(小型TBM)24を、1
基又は必要に応じて複数基(この例では2基)、アーチ
に沿って移動可能に配設した構成を有し、アーチ外周空
間部2の外周面、内周面の地山から、グリッパ28、2
9を介して、反力を取って前進(図4の矢印A)させつ
つ、掘削機24をアーチ方向にずらせて行き(図2の矢
印B)、アーチ1回分の掘削を終えたならば1段階前進
させ、再びこれを繰り返して掘進する構成となってい
る。なお、掘削機24のカッターヘッド23は通常のも
のと異なり、ヘッド側部にもカッターを持つ構造であ
る。
As will be described in detail later, the arch machine 20 has an arch-shaped reaction force frame 21 that can run on the rail 19, and a small excavation having a diameter of, for example, about 2 m is provided on the front surface of the reaction force frame 21. Machine (small TBM) 24
There is a base or a plurality of bases (two in this example) as needed, which are arranged so as to be movable along the arch. , 2
9, the excavator 24 is shifted in the arch direction (arrow B in FIG. 2) while moving forward (arrow A in FIG. 4) while taking a reaction force, and if excavation for one arch is completed, 1 It is configured to advance forward in stages and repeat this again to excavate. The cutter head 23 of the excavator 24 is different from a normal cutter head, and has a structure in which a cutter is also provided on the side of the head.

【0018】上記アーチ掘進機20による掘削は、先行
トンネル掘進機12によって掘削形成された先進導坑1
の後方において行われるが、アーチ外周空間部2と先進
導坑1の掘削は並行して行なうこともできる。このアー
チ掘進機20による掘削の進行に伴ない、吹き付けによ
り又はスライドセントル42を利用した場所打ちによ
り、覆工コンクリート、すなわちアーチコンクリート3
を形成する(施工手順)。このアーチコンクリート3
の厚みは、アーチ外周空間部2の高さ以下であるから、
アーチ外周空間部2にはアーチコンクリート3の内側に
残留アーチ外周空間部2aが残ることになる。図1の実
施例では、掘削機24の後方に設けたスライドセントル
42を用いて覆工コンクリート3を打設すると共に、こ
のスライドセントル42及び反力受け13を介して、掘
削機24を前進させる際の反力を、アーチ外周空間部2
周辺の地山から得ている。
The excavation by the arch excavator 20 is performed by the advanced shaft 1 excavated by the preceding tunnel excavator 12.
The excavation of the arch outer space 2 and the advanced shaft 1 can be performed in parallel. As the excavation by the arch machine 20 progresses, the lining concrete, that is, the arch concrete 3 is sprayed or cast in place using the slide center 42.
(Construction procedure). This arch concrete 3
Is less than or equal to the height of the arch outer peripheral space 2,
In the arch outer peripheral space 2, the remaining arch outer peripheral space 2 a remains inside the arch concrete 3. In the embodiment shown in FIG. 1, the lining concrete 3 is cast using the slide center 42 provided behind the excavator 24, and the excavator 24 is advanced through the slide center 42 and the reaction force receiver 13. When the reaction force is applied, the arch outer space 2
Obtained from the surrounding ground.

【0019】上記アーチコンクリート3の完了後、その
内側の残りの地山を、全断面またはベンチカットにより
掘削する(施工手順)。ここで、かかる大断面の掘削
作業を行なうが、その断面外側に予め先に先進導坑1と
残留アーチ外周空間部2aが形成されているので、これ
らが自由面として寄与し、極めて容易かつ効率よく掘削
することができる。また、先受けアーチコンクリート3
は大断面トンネルを安全且つ急速に掘削することを可能
とし、全体工期を短縮できる。更に、先進導坑1は、地
山情報を得ると共に、不良地質に遭遇した場合に前もっ
て補助工法を行なう場所として活用できる。
After the completion of the arch concrete 3, the remaining ground inside the arch concrete 3 is excavated by a whole cross section or a bench cut (construction procedure). Here, the excavation work of such a large cross section is performed, but since the advanced shaft 1 and the remaining arch outer peripheral space 2a are previously formed outside the cross section, these contribute as free surfaces, and are extremely easy and efficient. Can be drilled well. In addition, arch concrete 3
Enables safe and rapid excavation of large section tunnels and shortens the overall construction period. Further, the advanced shaft 1 can obtain ground information and can be used as a place for performing an auxiliary construction method in advance when a bad geology is encountered.

【0020】次に、上記アーチ外周空間部2およびアー
チコンクリート3を形成する具体的施工方法について説
明する。
Next, a concrete construction method for forming the arch outer peripheral space 2 and the arch concrete 3 will be described.

【0021】まず、トンネルのアーチ外周空間部2を掘
削するアーチ掘進機20の構成について説明するに、こ
のアーチ掘進機20は、図3,図4から判るように、外
側鋼殻22a及び内側鋼殻22b(図1、図2)から成
るアーチ状の反力フレーム21を有し、先進導坑1内に
敷設されたレール19上を移動できる。このアーチ掘進
機20の二重鋼殻22a,22bで囲まれた空間の前面
には、直径2m程度のカッターヘッド23を有する2基
の小型の掘削機24が配置され、両掘削機24は周方向
移動機構としての掘削機用ガイド25(図3)によりア
ーチに沿って移動できる構成となっている。各掘削機2
4は、図5に拡大して示すように、上記カッターヘッド
23を備えた前胴24aと、これに一体に続く芯部たる
中胴24bと、そして中胴24bを出入り可能に収納す
る後胴24cとの3部分に分れており、油圧ジャッキ2
7により、前胴たるカッターヘッド23を、後胴24c
から伸縮動作させ、進退させる構成となっている。
First, the construction of the arch machine 20 for excavating the arch outer peripheral space 2 of the tunnel will be described. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the arch machine 20 includes an outer steel shell 22a and an inner steel 22a. It has an arch-shaped reaction force frame 21 composed of a shell 22b (FIGS. 1 and 2), and can move on a rail 19 laid in the advanced shaft 1. In front of the space surrounded by the double steel shells 22a and 22b of the arch machine 20, two small excavators 24 each having a cutter head 23 having a diameter of about 2 m are arranged. The excavator guide 25 (FIG. 3) as a direction moving mechanism is configured to be able to move along the arch. Excavator 2
As shown in an enlarged manner in FIG. 5, a front body 24a having the cutter head 23, a middle body 24b which is a core part integrally formed with the front body 24a, and a rear body which accommodates the middle body 24b so as to be able to enter and exit. 24c and a hydraulic jack 2
7, the cutter head 23 serving as the front body is moved to the rear body 24c.
It is configured to extend and retract to move forward and backward.

【0022】このカッターヘッド23を伸長させる際の
反力を地山側から得るため、反力フレーム21には、そ
の外側鋼殻22a及び内側鋼殻22bの周面より半径方
向外側及び内側へ突出して反力を地山から得るグリッパ
28,29(図3参照)とその駆動のための油圧ジャッ
キ(図示せず)が装置されており、グリッパ28,29
を突出作用させて反力を半径方向内外の地山から取りつ
つ、カッターヘッド23を前進させて掘進する構成とな
っている。なお、カッターヘッド23にはその側部にも
刃が付いており、アーチ方向への移動による掘削も可能
となっている。
In order to obtain a reaction force when the cutter head 23 is extended from the ground side, the reaction force frame 21 projects radially outward and inward from the peripheral surfaces of the outer steel shell 22a and the inner steel shell 22b. Grippers 28 and 29 (see FIG. 3) for obtaining a reaction force from the ground and a hydraulic jack (not shown) for driving the grippers 28 and 29 are provided.
, And the cutter head 23 is advanced to excavate while taking the reaction force from the ground in and out of the radial direction. The cutter head 23 is also provided with a blade on its side, so that excavation by moving in the direction of the arch is possible.

【0023】アーチ掘進機20の反力フレーム21に
は、上記掘削機24の他に、複数個のロックボルト用ド
リフター30と、複数個の吹付け機40とが装備されて
いる。即ち、反力フレーム21には、その外周と連続す
るように、アーチ周方向に走る2帯のガイドセル、即ち
図4に示すドリフター用ガイドセル31と吹付け機用ガ
イドセル41とが相前後して設けられ、ドリフター用ガ
イドセル31にはロックボルト用ドリフター30のドリ
フターブーム台32(図3)がアーチ周方向に沿って移
動可能に装置され、また吹付け機用ガイドセル41には
吹付け機40がアーチ周方向に沿って移動可能に装置さ
れている。図3には、移動中のロックボルト用ドリフタ
ーを32aとして、削孔中のロックボルト用ドリフター
を32bで示す。
The reaction force frame 21 of the arch machine 20 is provided with a plurality of rock bolt drifters 30 and a plurality of sprayers 40, in addition to the excavator 24. That is, the reaction frame 21 has two zones of guide cells running in the arch circumferential direction so as to be continuous with the outer periphery thereof, that is, the guide cell 31 for the drifter and the guide cell 41 for the spraying machine shown in FIG. A drifter boom base 32 (FIG. 3) of the lock bolt drifter 30 is provided in the drifter guide cell 31 so as to be movable in the circumferential direction of the arch, and the blower guide cell 41 is blown. The attaching machine 40 is provided so as to be movable along the arch circumferential direction. FIG. 3 shows the lock bolt drifter 32a while the hole is being drilled and the lock bolt drifter 32a while the hole is being drilled.

【0024】さて、かかる構成のアーチ掘進機20を用
いた具体的施工方法を図4を参照しながら説明する。な
お、この図4の実施例では、先進導坑1は発進側から到
達側へ抜ける形態となっている。
Now, a concrete construction method using the arch machine 20 having such a configuration will be described with reference to FIG. In the embodiment of FIG. 4, the advanced shaft 1 is configured to pass from the start side to the arrival side.

【0025】(1) まず、反力フレーム21を切羽側へ移
動し、掘削機24を切羽面4に押し付ける。
(1) First, the reaction force frame 21 is moved toward the face, and the excavator 24 is pressed against the face 4.

【0026】(2) グリッパ28,29によって反力フレ
ーム21を地山に固定する。つまり、掘削機24のグリ
ッパ28,29をアーチ半径方向外側,内側に押し出
し、次の工程の掘進に際し地山側より反力を得るように
する。
(2) The reaction force frame 21 is fixed to the ground by the grippers 28 and 29. That is, the grippers 28 and 29 of the excavator 24 are pushed outward and inward in the radial direction of the arch, and a reaction force is obtained from the ground side when excavating in the next step.

【0027】(3) 掘削機24に装備されている油圧ジャ
ッキ27を伸ばしながら、掘削機24を反力フレーム2
1の掘削機用ガイド25に沿ってトンネル外周部をスラ
イドさせる、これにより掘削を行なう。このときの反力
は、上記アーチ半径方向外側,内側に押し出したグリッ
パ28,29により地山側から得る。なお、ずりは、先
進導坑1内に敷設したベルトコンベヤー14により、先
進導坑1の到達側へ搬出する。
(3) While the hydraulic jack 27 mounted on the excavator 24 is extended, the excavator 24 is
The outer peripheral portion of the tunnel is slid along the excavator guide 25, thereby performing excavation. The reaction force at this time is obtained from the ground side by the grippers 28 and 29 pushed outward and inward in the arch radial direction. In addition, the shear is carried out to the arrival side of the advanced shaft 1 by the belt conveyor 14 laid in the advanced shaft 1.

【0028】(4) 油圧ジャッキ27が伸びきったなら
ば、掘削を停止し、ジャッキ27を縮め、グリッパ2
8,29を引いた後、上記(1) の作業を行なう。即ち、
掘削機24における上記の(1) 〜(3) の操作を繰り返し
て掘進して行く (5) 掘削中に、反力フレーム21に装備されたロックボ
ルト用ドリフター30によって図3の30bの如く削孔
してロックボルトを打ち、そして吹き付け機40によっ
てコンクリートを吹き付けアーチコンクリート3を得
る。
(4) When the hydraulic jack 27 is fully extended, excavation is stopped, the jack 27 is contracted, and the gripper 2
After subtracting 8, 29, the operation (1) is performed. That is,
The excavator 24 excavates by repeating the above operations (1) to (3). (5) During excavation, the rock bolt drifter 30 mounted on the reaction force frame 21 cuts as shown in FIG. The arch concrete 3 is obtained by piercing and rock bolting and spraying concrete by a spraying machine 40.

【0029】なお、コンクリート覆工部については、図
1の如く、覆工型枠と後部スライドセントル42のつま
型枠とで、所要のコンクリート打設空間を形成し、コン
クリート3を打設することで形成してもよい。
In the concrete lining portion, as shown in FIG. 1, a required concrete casting space is formed by the lining form and the toe form of the rear slide center 42, and the concrete 3 is cast. May be formed.

【0030】かくして、アーチ外周空間部2が掘進さ
れ、そのアーチ外周空間部2内の外側層にはアーチコン
クリート3が形成され、また内側層には空間部2aが残
される。これは、トンネル10内の地山7を掘削する前
に、地山側に先受けアーチコンクリート3を設けて、安
全性を確保する一方、アーチコンクリート3の内側に自
由面を確保しておくものであり、その先受けアーチコン
クリート3の存在は大断面トンネルを安全且つ急速に掘
削することを可能とし、また自由面の増大は掘削の効率
を高める。
Thus, the arch outer peripheral space 2 is dug, the arch concrete 3 is formed on the outer layer in the arch outer peripheral space 2, and the space 2a is left on the inner layer. This is to provide a receiving arch concrete 3 on the ground side before excavating the ground 7 in the tunnel 10 to secure safety and to secure a free surface inside the arch concrete 3. Yes, its presence in the arch concrete 3 allows for safe and rapid excavation of large section tunnels, and the increase in free surface increases the efficiency of excavation.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果が得られる。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.

【0032】(1)請求項1の発明によれば、トンネル
断面下方の両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を
先行掘削した後、トンネル断面の外周部をリングカット
状に掘削機を摺動させながら掘削しているので、少ない
基台数の掘削機により、経済的に大断面トンネルのアー
チ外周空間部を形成できる。
(1) According to the first aspect of the present invention, after an advanced pit is preliminarily excavated on both sides below the tunnel cross section by a tunnel excavator, the excavator is slid in a ring-cut outer peripheral portion of the tunnel cross section. Since the excavation is performed while the excavation is being performed, the arch outer peripheral space of the large-section tunnel can be formed economically with a small number of excavators.

【0033】また、上記先進導坑は、地山情報を得ると
共に、不良地質に遭遇した場合に前もって補助工法を行
なう場所として活用できる。ずり出しもこの先進導坑を
利用して行なうことができる。
In addition, the advanced shaft can obtain ground information and can be used as a place for performing an auxiliary construction method in advance when a bad geology is encountered. Sliding can also be performed using this advanced shaft.

【0034】(2)請求項2の発明によれば、前記アー
チ外周空間部を外側層と内側層とに分け、外側層にアー
チコンクリートを打設して外殻を形成し、内側層に残留
アーチ外周空間部を残している。従って、この外殻内の
地山を掘削する際には、残留アーチ外周空間部が掘削を
容易にする自由面として寄与する一方、掘削の際に上記
外側層が先受けアーチコンクリートとして存在すること
になるので、大断面トンネルを安全且つ急速に掘削する
ことができる。従って、大断面の岩盤トンネルの掘削に
適する。
(2) According to the second aspect of the invention, the arch outer peripheral space is divided into an outer layer and an inner layer, and arch concrete is cast on the outer layer to form an outer shell, and the inner shell remains. The space around the arch remains. Therefore, when excavating the ground in the outer shell, the remaining arch outer peripheral space contributes as a free surface for facilitating excavation, while the outer layer exists as precedent arch concrete during excavation. Therefore, a large-section tunnel can be excavated safely and rapidly. Therefore, it is suitable for excavating rock tunnels with large cross sections.

【0035】(3)請求項1,2の発明で用いられる
ーチ掘進機によれば、アーチ状の自走架台の前面に設け
た小型の掘削機がアーチに沿って移動でき且つそのカッ
ターヘッドが前後進できる構成となっており、しかもカ
ッターヘッドはヘッド側部にもカッターを有している。
従って、反力をグリッパにより地山側から取って、カッ
ターヘッドを前進させつつ、掘削機をアーチ方向にずら
せて行くという使い方ができ、これにより大断面トンネ
ルのアーチ外周空間部を形成できる。
(3) According to the arch excavator used in the first and second aspects of the present invention , the small excavator provided on the front of the arch-shaped self-propelled gantry moves along the arch. And the cutter head is capable of moving forward and backward, and the cutter head also has a cutter on the side of the head.
Therefore, it is possible to use such a method that the excavator is shifted in the arch direction while moving the cutter head forward by taking the reaction force from the ground side by the gripper, thereby forming the arch outer peripheral space portion of the large-section tunnel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の岩盤トンネル掘削工法によるトンネル
断面を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a cross section of a tunnel by a rock tunnel excavation method according to the present invention.

【図2】図1のトンネルの断面を示す概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross section of the tunnel of FIG.

【図3】本発明で用いるアーチ掘進機を示す正面略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic front view showing an arch machine used in the present invention.

【図4】本発明の岩盤トンネル掘削工法でアーチ外周空
間部及びアーチコンクリートを形成する一形態を示す図
である。
FIG. 4 is a view showing an embodiment in which an arch outer peripheral space and an arch concrete are formed by the rock tunnel excavation method of the present invention.

【図5】図4のアーチ掘進機における掘削機の部分を示
す図である。
FIG. 5 is a view showing a portion of an excavator in the arch machine shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 先進導坑 2 アーチ外周空間部 2a アーチ外周空間部 3 アーチコンクリート 4 切羽面 10 トンネル 12 トンネル掘進機 14 ベルトコンベヤー 18 H鋼 19 レール 20 アーチ掘進機 21 反力フレーム 22a 外側鋼殻 22b 内側鋼殻 23 カッターヘッド 24 掘削機 24a 前胴 24b 中胴(芯部) 24c 後胴 25 掘削機用ガイド 27 油圧ジャッキ 28,29 グリッパー 30 ロックボルト用ドリフター 31 ドリフター用ガイドセル 32 ドリフターブーム台 40 吹付け機 41 吹付け機用ガイドセル 42 スライドセントル REFERENCE SIGNS LIST 1 advanced shaft 2 arch outer space 2a arch outer space 3 arch concrete 4 face 10 tunnel 12 tunnel excavator 14 belt conveyor 18 H steel 19 rail 20 arch excavator 21 reaction frame 22a outer steel shell 22b inner steel shell Reference Signs List 23 Cutter head 24 Excavator 24a Front trunk 24b Middle trunk (core) 24c Rear trunk 25 Excavator guide 27 Hydraulic jack 28, 29 Gripper 30 Lock bolt drifter 31 Drifter guide cell 32 Drifter boom table 40 Sprayer 41 Guide cell for spraying machine 42 Slide center

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) E21D 9/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アーチ状の自走架台と、その自走架台の
前面にアーチに沿って摺動自在に複数基配設した小型の
掘削機と、該掘削機の前面に前後進可能に設けられてヘ
ッド側部にもカッターを持つカッターヘッドと、反力を
地山側から得るため上記自走架台に設けたグリッパとを
具備するアーチ掘進機を用いて岩盤内にトンネルを形成
するための岩盤トンネルの掘削工法であって、 アーチ状トンネル断面下方の両サイドに先進導坑を掘削
する工程と、アーチ状架台にアーチに沿って摺動自在に
掘削機を装置したアーチ掘進機により、トンネル断面の
外周部をリングカット状にスライド掘削してアーチ外周
空間部を形成する工程と、その後に上記アーチ外周空間
部を自由面としてアーチ外周空間部で囲まれたトンネル
内の地山を掘削する工程とを含むことを特徴とする岩盤
トンネル掘削工法。
An arc-shaped self-propelled gantry and a self-propelled gantry
Small size with multiple units slidably arranged along the arch on the front
An excavator, and a front-rearly mounted excavator
With a cutter head that also has a cutter on the side of the
With the gripper provided on the self-propelled platform to obtain from the ground side
A rock tunnel excavation method for forming a tunnel in the rock using an arch machine provided with the step of excavating an advanced shaft on both sides below the cross section of the arched tunnel, and forming an arch on the arched base. A step of forming an arch outer peripheral space by slidingly excavating an outer peripheral portion of a tunnel cross section in a ring cut shape by an arch excavator equipped with an excavator slidably along the arch excavator; Excavating the ground in the tunnel surrounded by the arch outer peripheral space as a rock tunnel excavation method.
【請求項2】 アーチ状の自走架台と、その自走架台の
前面にアーチに沿って摺動自在に複数基配設した小型の
掘削機と、該掘削機の前面に前後進可能に設けられてヘ
ッド側部にもカッターを持つカッターヘッドと、反力を
地山側から得るため上記自走架台に設けたグリッパとを
具備するアーチ掘進機を用いて岩盤内にトンネルを形成
するための岩盤トンネルの掘削工法であって、 アーチ状トンネル断面下方の両サイドにトンネル掘進機
により先進導坑を掘削する工程と、アーチ状架台にアー
チに沿って摺動自在に掘削機を装置したアーチ掘進機に
より、トンネル断面の外周部をリングカット状にスライ
ド掘削してアーチ外周空間部を形成する工程と、そのア
ーチ外周空間部内を外側層と内側層とに分け、外側層と
してアーチコンクリートを打設して外殻を形成し且つ内
側層に残留アーチ外周空間部を残す工程と、その後に上
記残留アーチ外周空間部を自由面として残留アーチ外周
空間部で囲まれたトンネル内の地山を掘削する工程とを
含むことを特徴とする岩盤トンネル掘削工法。
2. An arch-shaped self-propelled gantry and a self-propelled gantry.
Small size with multiple units slidably arranged along the arch on the front
An excavator, and a front-rearly mounted excavator
With a cutter head that also has a cutter on the side of the
With the gripper provided on the self-propelled platform to obtain from the ground side
An excavation method of a rock tunnel for forming a tunnel in a rock using an arch excavator provided, the excavation of an advanced shaft by a tunnel excavator on both sides below an arched tunnel section, A step of forming an arch outer peripheral space by slidingly excavating an outer peripheral portion of a tunnel cross section in a ring-cut shape by an arch excavator equipped with an excavator slidably along an arch on a gantry. A step of forming an outer shell by casting arch concrete as an outer layer and leaving a remaining arch outer peripheral space in the inner layer, and thereafter leaving the remaining arch outer peripheral space as a free surface; Excavating the ground in the tunnel surrounded by the remaining arch outer peripheral space.
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