JP3106275B2 - 支保工組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトンネル掘削機の掘進に
従って、その後方の掘削壁面に一次覆工のための支保工
を組立てゝいく支保工組立装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】岩盤地盤を掘削するトンネル掘削機とし
ては、掘進時における反力を掘削機本体の胴体部に配設
したグリッパを介してトンネル掘削壁面に支持させなが
ら掘進する所謂、自走式トンネル掘削機が採用されてい
る。このようなトンネル掘削機によって掘削されたトン
ネル内壁面に一次覆工を施すには、セグメントに代えて
鋼製の支保工を一定長のトンネル掘削毎にトンネル内壁
面に組立て、既に組立てた支保工との間に金網を張設し
たのち、コンクリートを吹き付けるか、或いは型枠を介
してコンクリートを打設することにより形成している。

【０００３】このような一次覆工時における支保工組立
装置としては、従来から、トンネル掘削機の胴体後部内
の中央部に支持フレームを固定し、この支持フレーム上
に前後方向に移動自在な台車を設置すると共に該台車の
複数個所にジャッキによってトンネル内壁面に向かって
進退自在な支保工支持部材を配設してなる装置が使用さ
れている。そして、支保工支持部材により一定の円弧長
を有する円弧状支保工材を支持させたのち、この支保工
材の両端に同じく円弧状の支保工材をボルトにより連結
してリング状の支保工となし、この支保工をトンネル内
壁面の配設位置までジャッキの操作により移動させて一
次覆工を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような支保工組立装置によれば、トンネル掘削機の胴体
後部内の中央にトンネル後方に向かって突出した状態で
配設されているので、トンネル内壁面に支保工を設置し
たのちにおけるコンクリート吹付作業またはコンクリー
ト打設作業時の空間が該支保工組立装置によって制約を
受け、作業能率が著しく低下するという問題点があっ
た。また、型枠を設置する場合においても、その支保工
組立装置の存在によって作業が妨げられ、設置作業が困
難となることがあった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、支保工設置後におけるコンクリート吹付或い
はコンクリート打設時における作業空間を確保し、確実
且つ能率良く支保工の組立てが行えるようにした支保工
組立装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の支保工組立装置は、トンネル掘削機本体の
胴体後部の上周部内面に、ピストンロッドを後方側に向
けたジャッキを取付け、このジャッキのピストンロッド
先端にエレクターによって移送される支保工を着脱自在
に挟着する支保工保持機構を連結してなる支保工組立装
置であって、上記ジャッキのピストンロッドに連結部材
を介して後方に突設しているアーム部材と、このアーム
部材の前端部上に固着している支保工受止部材と、アー
ム部材の後端に上下方向に回動自在に枢支された回動部
材と、この回動部材の先端部に螺通してハンドル操作に
より上記支保工受止部材に対して進退する螺子棒と、ア
ーム部材の中間部に固着されて上記回動部材の基端部を
係脱自在に支持するストッパ部材とから構成している。

【０００７】また、請求項２に係る発明は、上記ジャッ
キとしてトンネル掘削機本体の胴体後部に周方向に一定
間隔毎に装着されている補助推進ジャッキを用い、これ
らのジャッキにおける所望のジャッキのピストンロッド
先端に上記支保工保持機構を連結部材を介して着脱自在
に装着している。

【０００８】

【作用】一定の円弧長を有する支保工材をエレクターに
よって掴持させたのち、支保工保持機構のアーム部材上
にまで上方に搬送する。しかるのち、この支保工保持機
構によって支保工材を吊支状態に挟着させる。一方、支
保工材を支保工保持機構上にまで搬送したエレクター
は、該支保工材に対する掴持を解いたのち、下方の元位
置まで復動し、次の円弧状支保工材を掴持して再び上方
に移動し、支保工保持機構に吊支状態で固定された上記
支保工材とこの支保工材との対向端面間をボルトによっ
て連結する。

【０００９】このエレクターによる円弧状支保工材の移
送と、支保工材同士の連結作業とを繰り返し行うことに
よってリング状の支保工を形成し、しかるのち、ジャッ
キのピストンロッドを伸長させることによって支保工保
持機構によって挟着されたリング状支保工をトンネル掘
削内壁面に送りだし、既に設置した支保工との間にコン
クリートの吹付け又は打設を行うことによって一次覆工
を施すものである。

【００１０】上記支保工組立装置において、エレクター
により支保工保持機構上に移送された支保工材をトンネ
ル内壁面に沿う方向に向けた状態で挟着するには、アー
ム部材の後端部に枢着した回動部材を起立させてその先
端に螺通している螺子棒をアーム部材の前端上に突設し
ている支保工受止部材に対向させ、回動部材をストッパ
ー部材により起立状態に支持させた状態でハンドル操作
により螺子棒を螺進させて受止部材と該螺子棒とで支保
工材を挟着するものである。

【００１１】また、請求項２に記載しているように、支
保工保持機構をトンネル掘削機の補助推進ジャッキに連
結部材を介して着脱自在に装着するように構成しておく
と、支保工組立装置の構造が簡素化するばかりでなく所
望数の補助推進ジャッキに取付けて支保工を架設状態に
正確且つ安定的に固定することができ、又、支保工保持
機構を取り外すことによって補助推進ジャッキによるト
ンネル掘削機の推進が可能となる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、１は自走式トンネル掘削機で、円筒形状の前胴11
と、該前胴11の後端部内周面にその前端部外周面を前後
摺動自在に嵌合させている円筒形状の後胴12とにより本
体を形成し、これらの前後胴11、12の嵌合長さを掘削ス
トロークよりも長くしていると共に前胴11の後部内周面
数個所に前後胴11、12間を連結した自走用ジャッキ13を
配設してあり、さらに、前胴11の内周面中間部に固着し
た前胴フレーム14に前胴11の前方地盤を掘削する回転式
掘削機15を装着してある。15a はこの回転式掘削機15の
後面側に配設した掘削機回転駆動用モータである。

【００１３】さらに、前後胴11、12の長さ方向の中間部
には周方向に適宜間隔毎に内外方向に進退するグリッパ
16、17を装着してあり、これらのグリッパ16、17を前後
胴11、12に設けた開口窓16a 、17a から突出させて掘削
トンネルの内壁面に圧着させるように構成している。18
は掘削土砂搬出用のベルトコンベアで、その前端を前胴
11の前端下部内に臨ませていると共に後端を後胴12の後
方排出端まで延設してある。19は後側グリッパ17の後方
近傍部における後胴12の内周面に固着した円環状の後胴
フレームである。

【００１４】２は上記のように構成した自走式トンネル
掘削機１の後胴12の内周面に周方向に所定間隔毎に取付
けられた油圧ジャッキで、その後端部を後胴フレーム19
に貫通、支持させていると共にピストンロッド2aを後胴
フレーム19から後方に向けた状態で固定されてある。こ
の油圧ジャッキ２は自走式トンネル掘削機１の補助推進
ジャッキを用いているが、補助推進ジャッキとは別に設
けておいてもよい。

【００１５】上記油圧ジャッキ２のピストンロッド2aの
先端（後端）には図２に示すようにスプレッダ３が装着
されてあり、このスプレッダ３に一定長さの連結部材４
を介して支保工保持機構５を連結してある。連結部材４
はその前端をスプレッダ３の後端面に図６に示すように
ボルト20によって着脱自在に固着されている一方、支保
工保持機構５はこの連結部材４に一体的に固着されてい
る。なお、スプレッダ３はジャッキ２のピストンロッド
2aの先端に球継手を介して屈折自在に連結しているが、
支保工保持機構５を連結部材４を介して該スプレッダ３
に取付ける時には、スプレッダ３と連結部材４との間に
適宜な介在物を介入させて屈曲不能とする。一方、補助
推進ジャッキとは別に油圧ジャッキを設けた場合には、
スプレッダを設けることなく該ジャッキのピストンロッ
ド先端に連結部材４を直接固定状態に連結すればよい。

【００１６】この支保工保持機構５は図３、図４に示す
ように、連結部材４の後端面に矩形状の取付板21の下半
部前面を一体的に固着し、該取付板21の後面の下端部中
央にブラケット形状のアーム部材６を一体的に突設する
と共にこのアーム部材６の前端部上における取付板21の
後面に適宜厚みを有するゴム等の弾性部材よりなる支保
工受止部材７を接着等により固着し、さらに、アーム部
材６の後端部に該アーム部材６の両側面から突出した状
態でピン22を固着し、このピン22の両側突出部に回動部
材８の下部を上下方向に回動自在に枢着させていると共
に回動部材８の上端にハンドル23の回動操作によって上
記支保工受止部材７に対向して前後方向に進退する螺子
棒９を螺通させ、アーム部材６の両側面に回動部材８の
回動を規制して起立状態に保持するストッパ部材10を固
着してなるものである。

【００１７】上記回動部材８は、上記螺子棒９を螺通さ
せた螺子孔8bを前後方向に貫設しているブロック形状の
頭部8aと、この頭部8aの下面両側部に一体的に固着し
て、上記アーム部材６を挟むようにして垂設した一定長
さの脚片部8c、8cとからなり、この脚片部8c、8cに、上
記ピン22に遊嵌し且つ該ピン22に沿って長さ方向に移動
可能な縦長孔8dを設けてあり、さらに、ストッパ部材10
の後端下部と脚片部8c、8cの前端面下部とに互いに係脱
自在な段状の係合突部24、25を夫々設けている。

【００１８】30は上記後胴フレーム19の後面側近傍部の
後胴12内に配設されたエレクター機構で、後胴フレーム
19の後端面複数個所に配設された支持ローラ31によって
回転自在に支持されているエレクターリング32と、後胴
フレーム19の上周部に固着されてその回転軸に固着した
小歯車33をエレクターリング32の外周面に設けている歯
車34に噛合させているモータ35と、エレクターリング32
の後面適所にリンク機構よりなるエレクターアーム36を
介してトンネルの径方向に移動自在に取付けられている
支保工把持具37とから構成されている。

【００１９】このエレクター機構30と上記支保工保持機
構５とから構成された支保工組立装置の作用を説明する
前に、自走式トンネル掘削機１によるトンネル掘削方法
を簡単に述べる。まず、トンネル掘削機１の後胴グリッ
パ17を外径方向に作動させて掘削されたトンネル壁面38
に押し付けることにより後胴12を掘削地盤に固定、支持
させたのち、自走用ジャッキ13を伸長させて前胴11を前
進させると共に回転式掘削機15を回転させながら地山を
掘削する。

【００２０】所定長のトンネル掘削が終わると、前胴グ
リッパ16を掘削壁面38に押し付けて前胴11を地盤に固
定、支持させると共に後胴グリッパ17を後退させて壁面
38との圧着を解き、しかるのち、自走用ジャッキ13を収
縮させることによって後胴12を前方に移動させる。この
作業を繰り返し行うことによってトンネルを掘削してい
くものである。掘削された土砂はベルトコンベア18によ
って後方に排出される。

【００２１】こうして、自走式トンネル掘削機１によっ
てトンネルが掘進されると、後胴12の後方に掘削地盤が
露出するので、一定長のトンネルが掘削される毎にこの
掘削壁面38に一次覆工を施す。この一次覆工の施工は、
まず、一定の円弧長を有する弧状に湾曲した支保工材41
a の長さ方向の中央部をエレクター機構30の支保工把持
具37により把持させたのち、モータ35を回転させてエレ
クターリング32を旋回させることより、把持具37に把持
された支保工材41a を上方の組立位置まで搬送する。

【００２２】支保工材41a が支保工保持機構５に達する
と、エレクター機構30のアーム36を作動させて把持具37
により把持された支保工材41a を支保工保持機構５のア
ーム部材６上に移載させる。この際、回動部材８はピン
22を支点として下方に回動、垂下した状態にしてあり、
支保工材41a を把持具37から上載吊支部材６上に容易に
受け渡すことができる。なお、支保工保持機構５は図６
に示すように、トンネル掘削機１の後胴12の上周部内面
両側部における左右の油圧ジャッキ２、２のスプレッダ
３に取付けられていて、これらの支保工保持機構５、５
間に上記エレクター機構30の把持具37を移動させなが
ら、支保工保持機構５、５により支保工材41a の両側部
を挟持させるようにしているが、最上部に配設された１
本の油圧ジャッキにのみ支保工保持機構５を装着してお
き、該支保工保持機構５のみで支保工材41a を挟持させ
るようにしてもよい。

【００２３】この状態で作業員が後胴フレーム19に支持
された作業台26上で支保工保持機構５の回動部材８を上
方に起立させ、該回動部材８の脚片部8cに設けている係
合突部25をストッパ部材10の係合突部24に係止させるこ
とによって回動部材８を起立状態に保持し、ハンドル23
を回動することによって螺子棒９を螺進させ、該螺子棒
９の先端と支保工受止部材７とで支保工材41a を挟着し
て支保工41a を支保工保持機構５、５に強固に保持させ
る。

【００２４】この支保工材41a の挟持後、エレクター機
構30の支保工把持具37による支保工材41a の把持を解
き、該把持具37を後退させたのち、エレクターリング32
を旋回させて把持具37を元位置まで復帰させ、次の支保
工材41b を把持させる。この支保工材41b を上記同様に
してエレクターニング32の旋回動により上方に搬送し、
該支保工材41b の上向き端面を支保工保持機構５に挟着
された支保工材41a の一方の下向き端面に接合させ、そ
の接合部をボルトにより連結する。

【００２５】同様にして次の支保工材41c 、41d を順
次、上記支保工材41a に対して円弧長の延長方向に一体
に接続し、リング状の支保工41を組立てるものである。
こうしてリング状支保工41の組立てが完了すると、油圧
ジャッキ２のピストンロッド2aを伸長させ、トンネル掘
削機１の後胴12から後方のトンネル掘削壁面38側に既に
設置されている支保工41から前方に一定間隔を存した位
置まで該支保工41を送り出し、キャンバー42によって該
支保工41を真円に調整したのち、その位置に設置する。

【００２６】しかるのち、支保工保持機構５の螺子棒９
をハンドル操作によって螺退させると共に回動部材８を
ストッパー部材10からの係合を解いて下方に回動してピ
ン22から垂下状態にすることにより支保工保持機構５に
よる支保工41の挟持を解き、油圧ジャッキ２のピストン
ロッド2aを収縮させて支保工保持機構５を元位置まで復
帰させ、次の支保工の組立てに備える。

【００２７】こうして、トンネル掘削壁面38に沿ってリ
ング状支保工41を設置したのち、該支保工41と既設の支
保工41との複数個所をタイロッド（図示せず）により連
結すると共にトンネル天端および側壁部に金網（図示せ
ず）を張設し、しかるのち、両支保工41、41間に亘って
コンクリートを吹き付けるか、或いは鋼製の円形型枠を
組立ててコンクリートを打設することにより一次覆工を
行うものである。

【００２８】なお、油圧ジャッキ２のピストンロッド2a
の先端スプレッダー３に支保工保持機構５の連結部材４
をボルトによって着脱自在に取付けているので、トンネ
ル掘削機１による掘削地盤とグリッパ16、17との摩擦力
が充分にとれない場合には、連結部材４を取り外したの
ち、油圧ジャッキ２のピストンロッド2aを伸長させるこ
とにより、スプレッダー３を支保工41に押しつけて、こ
れを反力としてトンネル掘削機１の掘進が可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明の支保工組立装置に
よれば、トンネル掘削機本体の胴体後部の上周部内面
に、ピストンロッドを後方側に向けたジャッキを取付
け、このジャッキのピストンロッド先端にエレクターに
よって移送される支保工を着脱自在に挟着する支保工保
持機構を連結した構造としているので、エレクターによ
る円弧状支保工材の移送はトンネル掘削機の胴体内周面
に沿って行われると共に、支保工保持機構も胴体の上周
部内面に配設されているから、支保工設置後のコンクリ
ート吹付またはコンクリート打設のための作業空間を広
く確保することができ、一次覆工作業が能率よく行える
ものである。

【００３０】さらに、エレクターによって支保工材を掴
持させた状態で支保工保持機構側に搬送して該支保工保
持機構に円滑に受け渡すことができると共に支保工保持
機構によって支保工材が完全に挟着された後にエレクタ
ーによる掴持を解くことができるので、作業が安全に行
えるものであり、その上、支保工材は支保工保持機構に
挟着、固定されるので、この支保工材に対する次の支保
工材の連結作業が容易に行えるものである。こうして、
リング状に組立られた支保工は油圧ジャッキのピストン
ロッドを伸長させることにより、トンネル掘削機本体後
方の所定の設置位置まで正確且つ迅速に送り出すことが
できるものである。

【００３１】また、アーム部材の後端部に枢着した回動
部材を起立させてその先端に螺通している螺子棒をハン
ドル操作により螺進させることにより、該螺子棒と支保
工受止部材とでエレクターにより支保工保持機構上に移
送された支保工材をトンネル掘削壁面に沿う正確な姿勢
にした状態で強固に挟着、固定することができ、精度の
よい支保工の組立てが可能となるものである。

【００３２】また、請求項２に記載しているように、支
保工保持機構をトンネル掘削機の補助推進ジャッキに連
結部材を介して着脱自在に装着するように構成しておく
と、支保工組立装置の構造が簡素化するばかりでなく所
望数の補助推進ジャッキに取付けて支保工を架設状態に
正確且つ安定的に固定することができ、又、支保工保持
機構を取り外すことによって補助推進ジャッキによるト
ンネル掘削機の推進が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】支保工組立装置を備えたトンネル掘削機の簡略
縦断側面図、

【図２】支保工保持機構の側面図、

【図３】その拡大側面図、

【図４】その一部切欠背面図、

【図５】トンネル掘削機の簡略背面図、

【図６】その上周部の拡大背面図。

【符号の説明】

１ トンネル掘削機 ２ 油圧ジャッキ 2a ピストンロッド ４ 連結部材 ５ 支保工保持機構 ６ アーム部材 ７ 支保工受止部材 ８ 回動部材 ９ 螺子棒 10 ストッパ部材 30 エレクター機構 41 支保工

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘削機本体の胴体後部の上周部
   内面に、ピストンロッドを後方側に向けたジャッキを取
   付け、このジャッキのピストンロッド先端にエレクター
   によって移送される支保工を着脱自在に挟着する支保工
   保持機構を連結してなる支保工組立装置であって、上記
   支保工保持機構は、上記ジャッキのピストンロッドに連
   結部材を介して後方に突設しているアーム部材と、この
   アーム部材の前端部上に固着している支保工受止部材
   と、アーム部材の後端に上下方向に回動自在に枢支され
   た回動部材と、この回動部材の先端部に螺通してハンド
   ル操作により上記支保工受止部材に対して進退する螺子
   棒と、アーム部材の中間部に固着されて上記回動部材の
   基端部を係脱自在に支持するストッパ部材とから構成し
   ていることを特徴とする支保工組立装置。
2. 【請求項２】 トンネル掘削機本体の胴体後部の上周部
   内面に、ピストンロッドを後方側に向けたジャッキを取
   付け、このジャッキのピストンロッド先端にエレクター
   によって移送される支保工を着脱自在に挟着する支保工
   保持機構を連結してなる支保工組立装置であって、上記
   ジャッキはトンネル掘削機本体の胴体後部に周方向に一
   定間隔毎に装着されている補助推進ジャッキであり、こ
   れらの所望のジャッキのピストンロッド先端に上記支保
   工保持機構を連結部材を介して着脱自在に装着している
   ことを特徴とする支保工組立装置。