JP3080773B2 - トンネル掘削装置 - Google Patents
トンネル掘削装置Info
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- JP3080773B2 JP3080773B2 JP04127220A JP12722092A JP3080773B2 JP 3080773 B2 JP3080773 B2 JP 3080773B2 JP 04127220 A JP04127220 A JP 04127220A JP 12722092 A JP12722092 A JP 12722092A JP 3080773 B2 JP3080773 B2 JP 3080773B2
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネルの掘削が効率
良く行えるトンネル掘削装置に関する。
良く行えるトンネル掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】トンネル掘削工法のうち、効率のよい工
法として、全断面掘削工法が知られている。この工法
は、各サイクルごとにトンネルの全断面を一度に掘削す
る工法である。
法として、全断面掘削工法が知られている。この工法
は、各サイクルごとにトンネルの全断面を一度に掘削す
る工法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この工法で
は、掘削、排土後、支保工を完成するまで地山の安定が
保てることが必要である。つまり、全断面を一度に開放
するので、地山からの荷重が大きくそれに耐え得ること
が必要なのである。
は、掘削、排土後、支保工を完成するまで地山の安定が
保てることが必要である。つまり、全断面を一度に開放
するので、地山からの荷重が大きくそれに耐え得ること
が必要なのである。
【０００４】また、コンクリートでトンネル内壁面を覆
工する場合には、コンクリートの養生の間、掘削機を進
めることができない問題もあった。
工する場合には、コンクリートの養生の間、掘削機を進
めることができない問題もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、前部本体と後部本体とを伸縮駆動手段
で連結して相対的に接近離反可能とし、前記前部本体の
上部にトンネル天井面を支える複数のメッセルを進退移
動可能に設け、前記前部本体の側面にトンネル側面に山
留め部材を押し当てる山留装置を設けると共に、側面下
半部に、トンネル下半部側面を覆工する側面コンクリー
ト打設装置を設け、前記後部本体に、トンネル上半部を
覆工する上半部コンクリート打設装置を設けると共に、
トンネルに対し後部本体を固定する固定手段を設けてト
ンネル掘削装置を構成したのである。
め、本発明では、前部本体と後部本体とを伸縮駆動手段
で連結して相対的に接近離反可能とし、前記前部本体の
上部にトンネル天井面を支える複数のメッセルを進退移
動可能に設け、前記前部本体の側面にトンネル側面に山
留め部材を押し当てる山留装置を設けると共に、側面下
半部に、トンネル下半部側面を覆工する側面コンクリー
ト打設装置を設け、前記後部本体に、トンネル上半部を
覆工する上半部コンクリート打設装置を設けると共に、
トンネルに対し後部本体を固定する固定手段を設けてト
ンネル掘削装置を構成したのである。
【０００６】
【作用】上記掘削装置によるトンネルの掘削は、前方の
地山の上部にメッセルを挿入し、地山の安定化を図った
状態で全断面の掘削を行う。掘削は、後部本体に対し前
部本体を移動させることにより進行する。このとき、固
定手段により後部本体は固定され、前部本体推進のため
の反力が受けられる。後部本体では、上半部コンクリー
ト打設装置によりトンネル上半部の覆工を行い、またそ
の養生のために待機する。
地山の上部にメッセルを挿入し、地山の安定化を図った
状態で全断面の掘削を行う。掘削は、後部本体に対し前
部本体を移動させることにより進行する。このとき、固
定手段により後部本体は固定され、前部本体推進のため
の反力が受けられる。後部本体では、上半部コンクリー
ト打設装置によりトンネル上半部の覆工を行い、またそ
の養生のために待機する。
【０００７】
【実施例】次に、本発明に係るトンネル掘削装置の一実
施例を図面に基づき説明する。図１には、一実施例に係
る装置の一部破砕した斜視状態を示す。当該トンネル掘
削装置は、トンネルの掘削及び下半部側面の覆工等を行
う前部と上半部の覆工を行う後部とからなっている。１
が前部の基部をなす前部本体（枠体）で、２が後部の基
部をなす後部本体（枠体）で、両者は推進用の伸縮駆動
手段である推進ジャッキ３、４で連結されている。即
ち、前部本体１の床部（基台）５上の後部側に推進ジャ
ッキ３が設置され、その可動部６が後部本体２の前部に
連結されており、また、前部本体２の上下方向中程の支
持台７上の後部側に推進ジャッキ４が設置され、その可
動部８が、後部本体２の支持台９上に設けられた枠台１
０の前面に連結されているのである。なお、推進ジャッ
キ３、４は、図では表れていないが左右にそれぞれ設け
られている。
施例を図面に基づき説明する。図１には、一実施例に係
る装置の一部破砕した斜視状態を示す。当該トンネル掘
削装置は、トンネルの掘削及び下半部側面の覆工等を行
う前部と上半部の覆工を行う後部とからなっている。１
が前部の基部をなす前部本体（枠体）で、２が後部の基
部をなす後部本体（枠体）で、両者は推進用の伸縮駆動
手段である推進ジャッキ３、４で連結されている。即
ち、前部本体１の床部（基台）５上の後部側に推進ジャ
ッキ３が設置され、その可動部６が後部本体２の前部に
連結されており、また、前部本体２の上下方向中程の支
持台７上の後部側に推進ジャッキ４が設置され、その可
動部８が、後部本体２の支持台９上に設けられた枠台１
０の前面に連結されているのである。なお、推進ジャッ
キ３、４は、図では表れていないが左右にそれぞれ設け
られている。
【０００８】前部本体１の支持台７上には、上部がアー
チ状をなす枠体１１が構築されており、そのアーチ部１
１ａ上面には前後方向に平行に複数のメッセル１２が配
列されている。メッセル１２は、図２に示すように隣り
合うもの同士の縁部が重なり合うように組まれている。
アーチ部１１ａにはメッセル移動用のジャッキ１３がメ
ッセル１２と同数設けられており、その可動部１３ａは
それぞれメッセル１２の前部裏面に結合されている。し
たがって、メッセル移動用ジャッキ１３の作動により、
メッセル１２は隣り合うもの同士を互いにガイドとして
前進あるいは後退する。
チ状をなす枠体１１が構築されており、そのアーチ部１
１ａ上面には前後方向に平行に複数のメッセル１２が配
列されている。メッセル１２は、図２に示すように隣り
合うもの同士の縁部が重なり合うように組まれている。
アーチ部１１ａにはメッセル移動用のジャッキ１３がメ
ッセル１２と同数設けられており、その可動部１３ａは
それぞれメッセル１２の前部裏面に結合されている。し
たがって、メッセル移動用ジャッキ１３の作動により、
メッセル１２は隣り合うもの同士を互いにガイドとして
前進あるいは後退する。
【０００９】前部本体１の前部下部側面には、側面コン
クリート打設装置１４が装備されている。このコンクリ
ート打設装置１４は、油圧シリンダ１５により側方に出
し入れされる内型枠１６と、側方に突き出された内型枠
１６とトンネルの掘削側面との間にコンクリートを流し
込むコンクリート注入装置（図示省略）とからなってい
る。
クリート打設装置１４が装備されている。このコンクリ
ート打設装置１４は、油圧シリンダ１５により側方に出
し入れされる内型枠１６と、側方に突き出された内型枠
１６とトンネルの掘削側面との間にコンクリートを流し
込むコンクリート注入装置（図示省略）とからなってい
る。
【００１０】前部本体１の床部５上には、前方地山１９
の下半部分を掘削する掘削機１７が搬入される。ここで
採用している掘削機１７は、レール１８上に乗ってお
り、前方地山１９に対し進退できるようになっている。
また、床部５上には、掘削機１７により掘削された岩、
土を排出するためのコンベアが設置される。
の下半部分を掘削する掘削機１７が搬入される。ここで
採用している掘削機１７は、レール１８上に乗ってお
り、前方地山１９に対し進退できるようになっている。
また、床部５上には、掘削機１７により掘削された岩、
土を排出するためのコンベアが設置される。
【００１１】前部本体１の上部両側面には、山留め部材
２０が側方に出入する側面山留装置２１が設けられてい
る。山留め部材２０がトンネルの掘削された面を押える
ことで、地山の安定化が図られる。また、前部本体１の
支持台７上の前部には前方地山１９に対する山留装置２
２が設けられている。この山留装置２２は、支持台７上
に敷設されたレール２３上を移動し得る枠台２４に多数
のジャッキ駆動の山留め部材２５を設けてなる。勿論、
山留め時には枠台２４はレール２３に対し固定されるよ
うになっている。
２０が側方に出入する側面山留装置２１が設けられてい
る。山留め部材２０がトンネルの掘削された面を押える
ことで、地山の安定化が図られる。また、前部本体１の
支持台７上の前部には前方地山１９に対する山留装置２
２が設けられている。この山留装置２２は、支持台７上
に敷設されたレール２３上を移動し得る枠台２４に多数
のジャッキ駆動の山留め部材２５を設けてなる。勿論、
山留め時には枠台２４はレール２３に対し固定されるよ
うになっている。
【００１２】支持台５上の前記山留装置２２の枠台２４
の内側には、おもに前方地山１９の上半部の掘削に寄与
される掘削機２６が搬入される。この掘削機２６は、前
記レール２３の内側に敷設されたレール２７上に乗って
おり、地山１９に対し進退できるようになっている。掘
削機２６の後方には、排土のためのコンベアが設置され
る。なお、支持台５の後部寄りに推進ジャッキ４が設置
されるのは前述の通りである。
の内側には、おもに前方地山１９の上半部の掘削に寄与
される掘削機２６が搬入される。この掘削機２６は、前
記レール２３の内側に敷設されたレール２７上に乗って
おり、地山１９に対し進退できるようになっている。掘
削機２６の後方には、排土のためのコンベアが設置され
る。なお、支持台５の後部寄りに推進ジャッキ４が設置
されるのは前述の通りである。
【００１３】後部本体２には上半部コンクリート打設装
置３０が装備されている。この上半部コンクリート打設
装置３０は、トンネル天井部に沿う円弧面を形成する内
型枠３１と、内型枠３１とトンネル壁面との間にコンク
リートを注入するコンクリート注入装置（図示省略）と
からなっている。内型枠３１は、図３に示すように、支
持台９上に固定された略台形をなす枠台１０に、ジャッ
キ３２により放射方向に出入可能に取付けられている。
すべての内型枠３１が所定量突き出されると、隣り同士
が密着して外周面が円弧面を形成する。なお、前述のよ
うに、枠台１０の前面には推進ジャッキ４の可動部が連
結される。
置３０が装備されている。この上半部コンクリート打設
装置３０は、トンネル天井部に沿う円弧面を形成する内
型枠３１と、内型枠３１とトンネル壁面との間にコンク
リートを注入するコンクリート注入装置（図示省略）と
からなっている。内型枠３１は、図３に示すように、支
持台９上に固定された略台形をなす枠台１０に、ジャッ
キ３２により放射方向に出入可能に取付けられている。
すべての内型枠３１が所定量突き出されると、隣り同士
が密着して外周面が円弧面を形成する。なお、前述のよ
うに、枠台１０の前面には推進ジャッキ４の可動部が連
結される。
【００１４】後部本体２の後部下半部には、側方に突出
してトンネル壁面を押し付ける後部本体固定手段として
のグリッパ３３が設けられている。グリッパ３３の押し
付け力は、ジャッキ３４などにより得られる。なお、後
部本体２内には、前部本体１内に設けられたコンベアが
貫通する。
してトンネル壁面を押し付ける後部本体固定手段として
のグリッパ３３が設けられている。グリッパ３３の押し
付け力は、ジャッキ３４などにより得られる。なお、後
部本体２内には、前部本体１内に設けられたコンベアが
貫通する。
【００１５】次に、上記構成のトンネル掘削装置による
トンネル掘削作業について説明する。先ず、前方地山１
９の上半周辺部を円弧状に掘削する。次に、図４（Ａ）
に示すように、メッセル移動用ジャッキ１３を作動させ
て、掘削された円弧状空間にメッセル１２を貫入させ
る。メッセル１２の貫入によりトンネル天井部の土圧は
支持される。
トンネル掘削作業について説明する。先ず、前方地山１
９の上半周辺部を円弧状に掘削する。次に、図４（Ａ）
に示すように、メッセル移動用ジャッキ１３を作動させ
て、掘削された円弧状空間にメッセル１２を貫入させ
る。メッセル１２の貫入によりトンネル天井部の土圧は
支持される。
【００１６】次に、上下の掘削機１７、２６により、図
４（Ｂ）に示すようにトンネル全断面の掘削、排土を行
う。所定長のトンネル全断面の掘削が終了したら、トン
ネル底部（インバート）にコンクリートを打設する。ま
た、掘削時には、側面コンクリート打設装置１４によ
り、すでにコンクリートの打設が終了している底部打設
コンクリート５１の両端部につなげて側面下半部のコン
クリート打設を行う。一方、後部本体２においては、上
半部コンクリート打設装置３０により、すでに打設され
ている側面下半打設コンクリート５２の上端につなげて
円弧状上半部のコンクリートの打設を行う。つまり、コ
ンクリートの覆工が段階ごとに並行してなされ、後部本
体２においては、コンクリートによるトンネルの閉合が
完了するのである。なお、地山１９の自立性が乏しい場
合には、コンクリート覆工前の側面は、側面山留装置２
１で押えておく。
４（Ｂ）に示すようにトンネル全断面の掘削、排土を行
う。所定長のトンネル全断面の掘削が終了したら、トン
ネル底部（インバート）にコンクリートを打設する。ま
た、掘削時には、側面コンクリート打設装置１４によ
り、すでにコンクリートの打設が終了している底部打設
コンクリート５１の両端部につなげて側面下半部のコン
クリート打設を行う。一方、後部本体２においては、上
半部コンクリート打設装置３０により、すでに打設され
ている側面下半打設コンクリート５２の上端につなげて
円弧状上半部のコンクリートの打設を行う。つまり、コ
ンクリートの覆工が段階ごとに並行してなされ、後部本
体２においては、コンクリートによるトンネルの閉合が
完了するのである。なお、地山１９の自立性が乏しい場
合には、コンクリート覆工前の側面は、側面山留装置２
１で押えておく。
【００１７】上半部に打設されたコンクリート５３の養
生の間も掘削は進行できる。つまり、後部本体２におけ
るグリッパ３３を側方に張り出させ、側面下半部打設コ
ンクリート５２を押圧して後部本体２を固定し、この状
態で推進ジャッキ３、４を伸長作動させるのである。前
部本体１は後部本体２に対し離反移動し、前方の地山１
９の掘削を進めることができるのである。前方の地山１
９の掘削は前述と同様の手順で行う。掘進方向の変更
は、左側のジャッキ３、４の作動量を変えることによっ
て対処できる。
生の間も掘削は進行できる。つまり、後部本体２におけ
るグリッパ３３を側方に張り出させ、側面下半部打設コ
ンクリート５２を押圧して後部本体２を固定し、この状
態で推進ジャッキ３、４を伸長作動させるのである。前
部本体１は後部本体２に対し離反移動し、前方の地山１
９の掘削を進めることができるのである。前方の地山１
９の掘削は前述と同様の手順で行う。掘進方向の変更
は、左側のジャッキ３、４の作動量を変えることによっ
て対処できる。
【００１８】前部本体１が所定量移動し、上半部打設コ
ンクリート５３の養生も終了したら、後部本体２におけ
るグリッパ３３を側壁から解放し、推進ジャッキ３、４
を短縮作動させて、図４（Ｃ）に示すように前部本体１
に対し後部本体２を引き寄せる。このとき、前部本体１
における側面山留装置２１の山留め部材２０をトンネル
壁面に押し当て、反力を受けるようにする。
ンクリート５３の養生も終了したら、後部本体２におけ
るグリッパ３３を側壁から解放し、推進ジャッキ３、４
を短縮作動させて、図４（Ｃ）に示すように前部本体１
に対し後部本体２を引き寄せる。このとき、前部本体１
における側面山留装置２１の山留め部材２０をトンネル
壁面に押し当て、反力を受けるようにする。
【００１９】なお、上記実施例は一例であり、各構成部
材はその機能を損わない範囲で種々変更できる。ジャッ
キや油圧シリンダの組付け態様なども上記のものに限ら
れない。例えば、推進ジャッキ３、４は後部本体２側に
設置してもよい。掘削機も実施例で示す型式のものに限
られず、自由断面掘削機なども使用できる。
材はその機能を損わない範囲で種々変更できる。ジャッ
キや油圧シリンダの組付け態様なども上記のものに限ら
れない。例えば、推進ジャッキ３、４は後部本体２側に
設置してもよい。掘削機も実施例で示す型式のものに限
られず、自由断面掘削機なども使用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によるトンネル掘削装置によれ
ば、異なる作業を行う装置前部と装置後部とを分割し、
かつ互いに接近離反可能としたので、推進と覆工とを同
時に行うことができ、トンネル掘削効率の向上、工期の
短縮が図れる。また、掘削に先立ち、天井部にメッセル
を貫入させるので、地山の安定を保った状態での掘削が
行える。さらに、コンクリートの覆工は、コンクリート
打設装置によりほとんど閉じられた空間で行われるの
で、作業環境を汚ごすこともない。
ば、異なる作業を行う装置前部と装置後部とを分割し、
かつ互いに接近離反可能としたので、推進と覆工とを同
時に行うことができ、トンネル掘削効率の向上、工期の
短縮が図れる。また、掘削に先立ち、天井部にメッセル
を貫入させるので、地山の安定を保った状態での掘削が
行える。さらに、コンクリートの覆工は、コンクリート
打設装置によりほとんど閉じられた空間で行われるの
で、作業環境を汚ごすこともない。
【図１】一実施例に係るトンネル掘削装置の一部を破砕
した斜視図である。
した斜視図である。
【図２】メッセルの配列を示す概略正面図である。
【図３】後部本体の正面図である。
【図４】掘削工程の概略説明図である。
１ 前部本体 ２ 後部本体 ３、４ 推進ジャッキ １２ メッセル １３ メッセル移動用のジャッキ １４ 側面コンクリート打設装置 １６ 内型枠 １７ 掘削機 １９ 地山 ２１ 側面山留装置 ２２ 山留装置 ２６ 掘削機 ３０ 上半部コンクリート打設装置 ３１ 内型枠 ３３ グリッパ ５１、５２、５３ 打設されたコンクリート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高崎 敏雄 大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号 鹿島建設株式会社 大阪支店内 (72)発明者 塚本 浩一 京都府京都市北区紫竹上長目町21−４ (72)発明者 西岳 茂 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 橘 嘉保 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (56)参考文献 特開 平３−187493（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 9/06 321 E21D 11/10 E21D 9/06 301 E21D 9/10
Claims (1)
- 【請求項１】 前部本体と後部本体とを伸縮駆動手段で
連結して相対的に接近離反可能とし、 前記前部本体の上部にトンネル天井面を支える複数のメ
ッセルを進退移動可能に設け、前記前部本体の側面にト
ンネル側面に山留め部材を押し当てる山留装置を設ける
と共に、側面下半部に、トンネル下半部側面を覆工する
側面コンクリート打設装置を設け、 前記後部本体に、トンネル上半部を覆工する上半部コン
クリート打設装置を設けると共に、トンネルに対し後部
本体を固定する固定手段を設けたことを特徴とするトン
ネル掘削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04127220A JP3080773B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | トンネル掘削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04127220A JP3080773B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | トンネル掘削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05321586A JPH05321586A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3080773B2 true JP3080773B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=14954700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04127220A Expired - Fee Related JP3080773B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | トンネル掘削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080773B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP04127220A patent/JP3080773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05321586A (ja) | 1993-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000516 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |