JP3156195B2 - 親子トンネル掘削機及びその掘削工法 - Google Patents
親子トンネル掘削機及びその掘削工法Info
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/008—Driving transverse tunnels starting from existing tunnels
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/14—Layout of tunnels or galleries; Constructional features of tunnels or galleries, not otherwise provided for, e.g. portals, day-light attenuation at tunnel openings
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- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、親子トンネル掘削機及
びその掘削工法に関するものである。
びその掘削工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】廃棄物の処理施設、原石山などでは１本
のトンネルを中心としてその両側に複数の横坑を、ムカ
デ状に掘削する場合がある。その場合に従来は図９に示
すように主トンネルＡを掘削する大型トンネル掘削機
と、横坑Ｂを掘削する小型トンネル掘削機との２台を用
意する。そして、まず大型トンネル掘削機によって主ト
ンネルＡをすべて掘削して壁面へのコンクリートの吹き
付けを完了する。次に小型トンネル掘削機を搬入し、横
坑Ｂと反対側の壁面に反力を受ける設備Ｃを施し、この
反力設備Ｃに反力を取って横坑Ｂの掘削を行うものであ
った。
のトンネルを中心としてその両側に複数の横坑を、ムカ
デ状に掘削する場合がある。その場合に従来は図９に示
すように主トンネルＡを掘削する大型トンネル掘削機
と、横坑Ｂを掘削する小型トンネル掘削機との２台を用
意する。そして、まず大型トンネル掘削機によって主ト
ンネルＡをすべて掘削して壁面へのコンクリートの吹き
付けを完了する。次に小型トンネル掘削機を搬入し、横
坑Ｂと反対側の壁面に反力を受ける設備Ｃを施し、この
反力設備Ｃに反力を取って横坑Ｂの掘削を行うものであ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】前記したような従来
の掘削方法にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞大型と小型の２台のトンネル掘削機が必要であ
る。 ＜ロ＞横坑の掘削が１本終了するごとに反対側の壁面に
反力装置を設置しなければならず、手間と費用がかか
る。 ＜ハ＞横坑ごとに小型トンネル掘削機を移動しなければ
ならない。 ＜ニ＞横坑の発進のたびに小型トンネル掘削機を所定に
高さまで持ち上げなければならない。 ＜ホ＞主トンネルの施工に際していったん吹き付けたコ
ンクリートを破壊して横坑を発進しなければならない。
の掘削方法にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞大型と小型の２台のトンネル掘削機が必要であ
る。 ＜ロ＞横坑の掘削が１本終了するごとに反対側の壁面に
反力装置を設置しなければならず、手間と費用がかか
る。 ＜ハ＞横坑ごとに小型トンネル掘削機を移動しなければ
ならない。 ＜ニ＞横坑の発進のたびに小型トンネル掘削機を所定に
高さまで持ち上げなければならない。 ＜ホ＞主トンネルの施工に際していったん吹き付けたコ
ンクリートを破壊して横坑を発進しなければならない。
【０００４】
【本発明の目的】＜イ＞本発明は上記したような従来の
問題を解決するためになされたもので、主トンネルの施
工と横坑の施工とを交互に行うことのできる、親子トン
ネル掘削機又はその掘削工法を提供することを目的とす
る。 ＜ロ＞さらに本発明は、横坑掘削時に特別な反力装置を
使用せずに行うことができる、親子トンネル掘削機又は
その掘削工法を提供することを目的とする。 ＜ハ＞さらに本発明は、横坑に限らず、主トンネルの施
工の途中から、曲線を経ずに突然掘削方向を変更するこ
とができる、親子トンネル掘削機又はその掘削工法を提
供することを目的とする。 ＜ニ＞さらに本発明は、親トンネル掘削機と子トンネル
掘削機の切替え作業の段取りが迅速かつ安全に行える親
子トンネル掘削機又はその掘削工法を提供することを目
的とする。 ＜ホ＞さらに本発明は、主トンネルの施工と横坑の施工
とを交互に行うことができ、かつ親トンネル掘削機と子
トンネル掘削機の切替え作業の段取りが迅速かつ安全に
行える親子トンネル掘削機又はその掘削工法を提供する
ことを目的とする。 ＜ヘ＞さらに本発明は、外側掘削環と内側掘削盤に切欠
形状を持たせて、回転トルクの伝達と着脱作業の円滑化
が図れる親子トンネル掘削機を提供することを目的とす
る。 ＜ト＞さらに本発明は、カッタ全面にわたってローラカ
ッタ（ビット）を配置することを目的とする。
問題を解決するためになされたもので、主トンネルの施
工と横坑の施工とを交互に行うことのできる、親子トン
ネル掘削機又はその掘削工法を提供することを目的とす
る。 ＜ロ＞さらに本発明は、横坑掘削時に特別な反力装置を
使用せずに行うことができる、親子トンネル掘削機又は
その掘削工法を提供することを目的とする。 ＜ハ＞さらに本発明は、横坑に限らず、主トンネルの施
工の途中から、曲線を経ずに突然掘削方向を変更するこ
とができる、親子トンネル掘削機又はその掘削工法を提
供することを目的とする。 ＜ニ＞さらに本発明は、親トンネル掘削機と子トンネル
掘削機の切替え作業の段取りが迅速かつ安全に行える親
子トンネル掘削機又はその掘削工法を提供することを目
的とする。 ＜ホ＞さらに本発明は、主トンネルの施工と横坑の施工
とを交互に行うことができ、かつ親トンネル掘削機と子
トンネル掘削機の切替え作業の段取りが迅速かつ安全に
行える親子トンネル掘削機又はその掘削工法を提供する
ことを目的とする。 ＜ヘ＞さらに本発明は、外側掘削環と内側掘削盤に切欠
形状を持たせて、回転トルクの伝達と着脱作業の円滑化
が図れる親子トンネル掘削機を提供することを目的とす
る。 ＜ト＞さらに本発明は、カッタ全面にわたってローラカ
ッタ（ビット）を配置することを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】上記のような目的を達
成するために、本発明の親子トンネル掘削機は、前後に
分かれた筒体と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘
削した壁面に反力を取るグリッパとより構成した親トン
ネル掘削機と、その内部に設けた、回転する回転収納体
と、この回転収納体内部に収納した、前後に分かれた筒
体と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘削した壁面
に反力を取るグリッパとより構成した子トンネル掘削機
とより構成した、親子トンネル掘削機、又は、内側掘削
盤とその周囲の外側掘削環とを設けた親トンネル掘削機
と、前記内側掘削盤を兼用する子トンネル掘削機とより
構成し、外側掘削環の内周面と内側掘削盤の外周面と
を、相互に回転不能でかつ着脱が可能に切欠形状で噛み
合わせたことを特徴とするもの、又は、 前後に分かれた
筒体と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘削した壁
面に反力を取るグリッパとより構成した親トンネル掘削
機と、その内部に設けた回転する回転収納体と、この回
転収納体内部に収納した前後に分かれた筒体と、筒体間
を連結する推進ジャッキと、掘削した壁面に反力を取る
グリッパとより構成した子トンネル掘削機からなる親子
トンネル掘削機による掘削工法において、親トンネル掘
削機で主トンネルを掘削し、回転収納体を回転して子ト
ンネル掘削機を横坑の掘削方向に向け、子トンネル掘進
機で主トンネルの側部から横坑を掘削する親子トンネル
掘削機による掘削工法にある。
成するために、本発明の親子トンネル掘削機は、前後に
分かれた筒体と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘
削した壁面に反力を取るグリッパとより構成した親トン
ネル掘削機と、その内部に設けた、回転する回転収納体
と、この回転収納体内部に収納した、前後に分かれた筒
体と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘削した壁面
に反力を取るグリッパとより構成した子トンネル掘削機
とより構成した、親子トンネル掘削機、又は、内側掘削
盤とその周囲の外側掘削環とを設けた親トンネル掘削機
と、前記内側掘削盤を兼用する子トンネル掘削機とより
構成し、外側掘削環の内周面と内側掘削盤の外周面と
を、相互に回転不能でかつ着脱が可能に切欠形状で噛み
合わせたことを特徴とするもの、又は、 前後に分かれた
筒体と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘削した壁
面に反力を取るグリッパとより構成した親トンネル掘削
機と、その内部に設けた回転する回転収納体と、この回
転収納体内部に収納した前後に分かれた筒体と、筒体間
を連結する推進ジャッキと、掘削した壁面に反力を取る
グリッパとより構成した子トンネル掘削機からなる親子
トンネル掘削機による掘削工法において、親トンネル掘
削機で主トンネルを掘削し、回転収納体を回転して子ト
ンネル掘削機を横坑の掘削方向に向け、子トンネル掘進
機で主トンネルの側部から横坑を掘削する親子トンネル
掘削機による掘削工法にある。
【０００６】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の親子トンネ
ル掘削機の実施例について説明する。
ル掘削機の実施例について説明する。
【０００７】＜イ＞トンネル掘削機 一般に『トンネル掘削機』とは、前後に分割した筒体か
ら構成し、掘削したトンネルの壁面に反力を取って尺取
り虫状に移動する装置である。トンネルの壁面に反力を
取って移動するから、後方のセグメントに反力を取るシ
ールド掘進機と相違して前進のみならず後退もできるこ
とが特徴である。親子トンネル掘削機は、親トンネル掘
削機と子トンネル掘削機を備えたトンネル掘削機であ
る。
ら構成し、掘削したトンネルの壁面に反力を取って尺取
り虫状に移動する装置である。トンネルの壁面に反力を
取って移動するから、後方のセグメントに反力を取るシ
ールド掘進機と相違して前進のみならず後退もできるこ
とが特徴である。親子トンネル掘削機は、親トンネル掘
削機と子トンネル掘削機を備えたトンネル掘削機であ
る。
【０００８】＜ロ＞親トンネル掘削機 本発明の装置を構成する親トンネル掘削機１（以下『親
機』という）も、前後に分かれた筒体、すなわち前筒１
１と後筒１２とからなる。この前筒１１、後筒１２の間
を推進ジャッキ１３によって連結する。前後の筒には掘
削した壁面に反力を取る各種グリッパ１４、１４´、１
４''を設ける。グリッパ１４、１４´、１４''は筒体の
外面に向けて突出自在の円弧板、あるいは短柱体であ
り、掘削機の内部に設けたジャッキによって放射方向に
向けて移動可能である。図１では前筒１１の前後にグリ
ッパ１４´、１４''を設けてある。
機』という）も、前後に分かれた筒体、すなわち前筒１
１と後筒１２とからなる。この前筒１１、後筒１２の間
を推進ジャッキ１３によって連結する。前後の筒には掘
削した壁面に反力を取る各種グリッパ１４、１４´、１
４''を設ける。グリッパ１４、１４´、１４''は筒体の
外面に向けて突出自在の円弧板、あるいは短柱体であ
り、掘削機の内部に設けたジャッキによって放射方向に
向けて移動可能である。図１では前筒１１の前後にグリ
ッパ１４´、１４''を設けてある。
【０００９】＜ハ＞掘削盤 親機１の前面には掘削用の円盤を設けるが、その円盤を
中央部と周縁部とに分割する。すなわち中央には内側掘
削盤２１を配置し、その周囲には円環状の外側掘削環１
５を配置する。この内側掘削盤２１は、後述するように
親機１よりも小径で短い寸法の子トンネル掘削機２（以
下『子機』という）の前面の掘削盤を兼ねたものとな
る。一方、周囲の外側掘削環１５は親機１に取り付けて
ある。内側掘削盤２１とその周囲の外側掘削環１５とは
分離可能である。したがって、掘削時にはキーを挿入す
ることによって両者を一体化し、モーターの回転力を伝
達し得るように構成してある。
中央部と周縁部とに分割する。すなわち中央には内側掘
削盤２１を配置し、その周囲には円環状の外側掘削環１
５を配置する。この内側掘削盤２１は、後述するように
親機１よりも小径で短い寸法の子トンネル掘削機２（以
下『子機』という）の前面の掘削盤を兼ねたものとな
る。一方、周囲の外側掘削環１５は親機１に取り付けて
ある。内側掘削盤２１とその周囲の外側掘削環１５とは
分離可能である。したがって、掘削時にはキーを挿入す
ることによって両者を一体化し、モーターの回転力を伝
達し得るように構成してある。
【００１０】＜ニ＞回転収納体 親機１の内部には、回転する回転収納体１６を設ける。
この回転収納体１６は上下に中心軸を有する筒体であ
り、その内径は後述する子機２の外径とほぼ等しく構成
する。したがって子機２の収納が可能である。この回転
収納体１６は、親機１の内部において、その進行方向に
対して、左右各々９０度に向けて回転可能に構成してあ
る。そのために親機１の側面には、回転収納体１６と同
一の直径の出入口１７を開設する。回転収納体１６の形
状は、球、筒、多面体など種々の形状が利用できる。
この回転収納体１６は上下に中心軸を有する筒体であ
り、その内径は後述する子機２の外径とほぼ等しく構成
する。したがって子機２の収納が可能である。この回転
収納体１６は、親機１の内部において、その進行方向に
対して、左右各々９０度に向けて回転可能に構成してあ
る。そのために親機１の側面には、回転収納体１６と同
一の直径の出入口１７を開設する。回転収納体１６の形
状は、球、筒、多面体など種々の形状が利用できる。
【００１１】＜ホ＞子機 子機２もまた、前後に分かれた筒体と、筒体間を連結す
る子機用推進ジャッキと、掘削した壁面に反力を取る子
機用グリッパ２２とより構成した掘削装置である。そし
て前記したように子機２の外径は親機１の回転収納体１
６の内径とほぼ等しいから、その内部に収納可能であ
る。親機１の回転収納体１６には子機用グリッパ２２を
嵌合する溝を開設する。そのために子機２を回転収納体
１６の内部に収納して子機用グリッパ２２を溝に嵌合す
れば、両者は強固に一体化する。したがって、子機２が
親機１から発進する時に、子機用グリッパ２２を介して
発進の反力を取ることができる。
る子機用推進ジャッキと、掘削した壁面に反力を取る子
機用グリッパ２２とより構成した掘削装置である。そし
て前記したように子機２の外径は親機１の回転収納体１
６の内径とほぼ等しいから、その内部に収納可能であ
る。親機１の回転収納体１６には子機用グリッパ２２を
嵌合する溝を開設する。そのために子機２を回転収納体
１６の内部に収納して子機用グリッパ２２を溝に嵌合す
れば、両者は強固に一体化する。したがって、子機２が
親機１から発進する時に、子機用グリッパ２２を介して
発進の反力を取ることができる。
【００１２】＜ヘ＞子機の掘削盤 子機２の前面にも掘削盤を設ける。この円盤は、親機１
の内側掘削盤２１と兼用に構成する。前記したように親
機１の前面はその周囲に円環状の外側掘削環１５を配置
してあり、中央部は開放状態である。そして親機１の掘
削時には、この開放部に子機２の内側掘削盤２１を嵌合
させて配置する。
の内側掘削盤２１と兼用に構成する。前記したように親
機１の前面はその周囲に円環状の外側掘削環１５を配置
してあり、中央部は開放状態である。そして親機１の掘
削時には、この開放部に子機２の内側掘削盤２１を嵌合
させて配置する。
【００１３】
【作動】次に本発明の装置の作動について説明する。
【００１４】＜イ＞親機による掘削 まず主トンネルＡを掘削する。そのために、回転収納体
１６の筒の軸を掘削方向に向けて設置し、内部に収納し
た子機２を前進させる。親機１の前面はその周囲に円環
状の外側掘削環１５を配置してあり、中央部は開放状態
であるから、子機２の内側掘削盤２１はその開放部に嵌
合して一体化する。その後にキーを介して両者を一体化
し、子機２内に設けた駆動源３２によって内側掘削盤２
１の回転を行う。内側掘削盤２１、外側掘削環１５の回
転によって掘削された岩石は親機１の後方に送られて排
除される。
１６の筒の軸を掘削方向に向けて設置し、内部に収納し
た子機２を前進させる。親機１の前面はその周囲に円環
状の外側掘削環１５を配置してあり、中央部は開放状態
であるから、子機２の内側掘削盤２１はその開放部に嵌
合して一体化する。その後にキーを介して両者を一体化
し、子機２内に設けた駆動源３２によって内側掘削盤２
１の回転を行う。内側掘削盤２１、外側掘削環１５の回
転によって掘削された岩石は親機１の後方に送られて排
除される。
【００１５】＜ロ＞子機の発進 横坑Ｂを掘削する位置に到達したら親機１の掘削を停止
する。そして子機２を後退させて回転収納体１６の内部
に収納する。次いで回転収納体１６を９０度回転させて
子機２の方向を直角に変更する。その状態で子機２の後
部の子機用グリッパ２２を回転収納体１６の溝に嵌合し
て、掘削盤を回転しながら前部を前方に移動する。その
結果、子機２の前部は、主トンネルＡの側壁を掘削しつ
つ親機１からその側面に露出する。（図３乃至図４）
する。そして子機２を後退させて回転収納体１６の内部
に収納する。次いで回転収納体１６を９０度回転させて
子機２の方向を直角に変更する。その状態で子機２の後
部の子機用グリッパ２２を回転収納体１６の溝に嵌合し
て、掘削盤を回転しながら前部を前方に移動する。その
結果、子機２の前部は、主トンネルＡの側壁を掘削しつ
つ親機１からその側面に露出する。（図３乃至図４）
【００１６】子機２の前部が露出したら、前部の子機用
グリッパ２２を周囲に向けて露出し、後部の子機用グリ
ッパ２２を収納し、両者間のジャッキを短縮する。その
結果、子機２は親機１から引き出される。すなわち、子
機２の発進時には、その発進反力は、回転収納体１６、
その回転軸、親機１、に順に伝達されるために特別な反
力装置を設置する必要がない。
グリッパ２２を周囲に向けて露出し、後部の子機用グリ
ッパ２２を収納し、両者間のジャッキを短縮する。その
結果、子機２は親機１から引き出される。すなわち、子
機２の発進時には、その発進反力は、回転収納体１６、
その回転軸、親機１、に順に伝達されるために特別な反
力装置を設置する必要がない。
【００１７】＜ハ＞子機の後退 主トンネルＡを中心に、その両側に枝状に横坑Ｂを掘削
する場合には子機２を親機１内へ回収する必要がある。
その場合に子機２も親機１と同様に周囲に反力を取って
尺取り虫状に掘進する装置であるから、掘進の終了した
横坑Ｂを後退して再び親機１の回転収納体１６の内部に
戻ることができる。（図５）
する場合には子機２を親機１内へ回収する必要がある。
その場合に子機２も親機１と同様に周囲に反力を取って
尺取り虫状に掘進する装置であるから、掘進の終了した
横坑Ｂを後退して再び親機１の回転収納体１６の内部に
戻ることができる。（図５）
【００１８】＜ニ＞反対側の横坑Ｂの掘削 親機１内に収納したら、回転収納体１６を１８０度回転
する。（図６） そして同様にして筒体の内部から外側に向けて発進す
る。（図７） すると子機２は反対側の横坑Ｂを掘削することができ
る。そして横坑Ｂの掘削が完了したら再び親機１内に収
納し、９０度回転して親機１の方向に一致させ、親機１
の内で前進して内側掘削盤の位置にセットし、再び主ト
ンネルＡの掘削を再開する。（図８） なお主トンネルＡの両側に横坑Ｂを設ける『ムカデ型』
を採用する必要のない場合には、主トンネルＡの一方だ
けに横坑Ｂを掘削して『櫛型』のトンネルを構築するこ
とももちろん可能である。
する。（図６） そして同様にして筒体の内部から外側に向けて発進す
る。（図７） すると子機２は反対側の横坑Ｂを掘削することができ
る。そして横坑Ｂの掘削が完了したら再び親機１内に収
納し、９０度回転して親機１の方向に一致させ、親機１
の内で前進して内側掘削盤の位置にセットし、再び主ト
ンネルＡの掘削を再開する。（図８） なお主トンネルＡの両側に横坑Ｂを設ける『ムカデ型』
を採用する必要のない場合には、主トンネルＡの一方だ
けに横坑Ｂを掘削して『櫛型』のトンネルを構築するこ
とももちろん可能である。
【００１９】＜ホ＞子機を回収しない場合 以上の施工方法では掘削の終了した子機２を後退させ、
繰り返し親機１内に回収して施工する方法を説明した。
しかし回収することなく子機２をそのまま前進させて別
のトンネルの掘削に使用することももちろん可能であ
る。こうした施工を行えばＴ字状に枝分れしたトンネル
を掘削することができるが、その場合に主トンネルＡの
途中から、曲線を経ずに突然掘削方向を変更することが
できてきわめて経済的である。
繰り返し親機１内に回収して施工する方法を説明した。
しかし回収することなく子機２をそのまま前進させて別
のトンネルの掘削に使用することももちろん可能であ
る。こうした施工を行えばＴ字状に枝分れしたトンネル
を掘削することができるが、その場合に主トンネルＡの
途中から、曲線を経ずに突然掘削方向を変更することが
できてきわめて経済的である。
【００２０】以下、本発明の変形した親子トンネル掘削
機について説明する。
機について説明する。
【００２１】＜イ＞変形した親子トンネル掘削機 親機１にベアリング３３を介して取付けられた外側掘削
環１５の内周面に、子機２に回転自在に支持された内側
掘削盤２１の外周面が回転不能でかつ前後方向への着脱
が可能に噛み合わされ、この状態で子機２に装備した駆
動源３２により駆動された内側掘削盤２１の回転力が外
側掘削環１５に伝達されることで、ローラカッタ３１の
切削によりトンネルが構築される。（図１０乃至図１
２） この場合、親機１はリヤグリッパシュー１９、リヤグリ
ッパ１４やリヤグリッパジャッキ１８から構成された反
力受けを利用して、推進ジャッキ１３の伸長作動により
前進できる機構となっている。また、掘削された土砂は
ベルトコンベア３５により親機１の後方に排出される。
なお、図中１４´はセンターグリッパー、１４''はフロ
ントグリッパーである。
環１５の内周面に、子機２に回転自在に支持された内側
掘削盤２１の外周面が回転不能でかつ前後方向への着脱
が可能に噛み合わされ、この状態で子機２に装備した駆
動源３２により駆動された内側掘削盤２１の回転力が外
側掘削環１５に伝達されることで、ローラカッタ３１の
切削によりトンネルが構築される。（図１０乃至図１
２） この場合、親機１はリヤグリッパシュー１９、リヤグリ
ッパ１４やリヤグリッパジャッキ１８から構成された反
力受けを利用して、推進ジャッキ１３の伸長作動により
前進できる機構となっている。また、掘削された土砂は
ベルトコンベア３５により親機１の後方に排出される。
なお、図中１４´はセンターグリッパー、１４''はフロ
ントグリッパーである。
【００２２】＜ロ＞子機の動作 子機２を図示しないウインチ又はジャッキを用いて、親
機１に反力を支持することにより引き戻すことで、外側
掘削環１５から内側掘削盤２１が離脱される。その後、
親機１内に装備された回転収納体１６を図示しない仮設
の油圧ジャッキなどにより９０°方向転換させて内側掘
削盤２１を駆動源３２により回転させることで、子機２
は親機１から離れて行き、トンネルを構築することがで
きる。（図１３乃至図１５） この場合、子機２は子機用リヤグリッパシュー２４、子
機用リヤグリッパ（図示せず）、リヤグリッパジャッキ
（図示せず）から構成された反力受けを使用して、子機
用推進ジャッキ２３の伸長作動により前進できる機構と
なっている。なお、図中２２´は子機用フロントグリッ
パである。
機１に反力を支持することにより引き戻すことで、外側
掘削環１５から内側掘削盤２１が離脱される。その後、
親機１内に装備された回転収納体１６を図示しない仮設
の油圧ジャッキなどにより９０°方向転換させて内側掘
削盤２１を駆動源３２により回転させることで、子機２
は親機１から離れて行き、トンネルを構築することがで
きる。（図１３乃至図１５） この場合、子機２は子機用リヤグリッパシュー２４、子
機用リヤグリッパ（図示せず）、リヤグリッパジャッキ
（図示せず）から構成された反力受けを使用して、子機
用推進ジャッキ２３の伸長作動により前進できる機構と
なっている。なお、図中２２´は子機用フロントグリッ
パである。
【００２３】＜ハ＞切欠形状 外側掘削環１５は、内周面に切欠形状を設け、親機１に
ベアリング３３を介して取付けられ、内側掘削盤２１の
外周面にも同様の切欠形状を設け、これらの切欠形状が
噛み合わされ、回転トルクが伝達される。また、この切
欠形状により内側掘削盤２１の外側掘削環１５に対する
挿入、引き戻しなどの着脱作業が円滑にかつ短時間で行
うことができる。切欠形状は図１７に示すように、矩形
や星形でもよい。
ベアリング３３を介して取付けられ、内側掘削盤２１の
外周面にも同様の切欠形状を設け、これらの切欠形状が
噛み合わされ、回転トルクが伝達される。また、この切
欠形状により内側掘削盤２１の外側掘削環１５に対する
挿入、引き戻しなどの着脱作業が円滑にかつ短時間で行
うことができる。切欠形状は図１７に示すように、矩形
や星形でもよい。
【００２４】＜ニ＞ベアリング等 外側掘削環１５の後面にベアリング３３及び土砂シール
３４を設け、外側掘削環１５の回転による振れ、偏心を
防止し、また外側掘削環１５の前面圧によるスラストを
受け止める機構も備えており、内側掘削盤２１の反力受
けと合わせて外側掘削環１５の全スラストを受ける機構
となっている。（図１６）
３４を設け、外側掘削環１５の回転による振れ、偏心を
防止し、また外側掘削環１５の前面圧によるスラストを
受け止める機構も備えており、内側掘削盤２１の反力受
けと合わせて外側掘削環１５の全スラストを受ける機構
となっている。（図１６）
【００２５】
【発明の効果】本発明の方向変更可能なトンネル掘削機
は以上説明したようになるから次のような効果を得るこ
とができる。 ＜イ＞親機１自体が横坑Ｂ掘削のための反力設備、およ
び発進架台を兼ねることができる。したがって従来のよ
うに横坑Ｂの掘削のたびにそのような設備の配置、撤去
を行う必要がなく、工事期間を短縮することができる。 ＜ロ＞親機１自体が反力設備、および発進架台を兼ねて
いるから、組み立て、解体の費用を必要とせずきわめて
経済的であると共に、危険な重量物の取扱い作業が省略
されるから安全である。 ＜ハ＞従来のようにいったん主トンネルＡの壁面にコン
クリートを吹き付けた後、横坑Ｂの掘削のためにコンク
リートを削り取って行うような作業が不要であり、その
点でも経済的である。 ＜ホ＞主トンネルＡの両側に横坑Ｂを配置する『ムカデ
型』のトンネルのみではなく、一方にのみ横坑Ｂを配置
する『櫛型』のトンネルも、あるいは子機２を回収しな
い『Ｔ字型』のトンネルの施工も可能である。その場合
に主トンネルＡの施工の途中から、曲線を経ずに突然掘
削方向を変更することのできるから経済的である。 ＜ヘ＞内側掘削盤の外周と外側掘削環の内周に切欠形状
を設け、噛み合わせるとともに、着脱自在にすることに
より、親トンネル掘削機と子トンネル掘削機の切替え作
業の段取りが迅速かつ安全に行える。そのため、内側掘
削盤と外側掘削環の固定用キーが不要となり、作業員が
内側掘削盤の後方のチャンバー内に入る必要がなくな
る。 ＜ト＞外側掘削環の後面にベアリングを設けることによ
り、掘削作業時の外側掘削環の振れ、偏心を防止でき
る。それと共に、内側掘削盤の挿入が容易になる。 ＜チ＞内側掘削盤の外周と外側掘削環の内周に切欠形状
を設け、切欠部の凸部の箇所にビットを配置すると、ド
ーナツ形状に比べてより全面にビットが配置できる。
は以上説明したようになるから次のような効果を得るこ
とができる。 ＜イ＞親機１自体が横坑Ｂ掘削のための反力設備、およ
び発進架台を兼ねることができる。したがって従来のよ
うに横坑Ｂの掘削のたびにそのような設備の配置、撤去
を行う必要がなく、工事期間を短縮することができる。 ＜ロ＞親機１自体が反力設備、および発進架台を兼ねて
いるから、組み立て、解体の費用を必要とせずきわめて
経済的であると共に、危険な重量物の取扱い作業が省略
されるから安全である。 ＜ハ＞従来のようにいったん主トンネルＡの壁面にコン
クリートを吹き付けた後、横坑Ｂの掘削のためにコンク
リートを削り取って行うような作業が不要であり、その
点でも経済的である。 ＜ホ＞主トンネルＡの両側に横坑Ｂを配置する『ムカデ
型』のトンネルのみではなく、一方にのみ横坑Ｂを配置
する『櫛型』のトンネルも、あるいは子機２を回収しな
い『Ｔ字型』のトンネルの施工も可能である。その場合
に主トンネルＡの施工の途中から、曲線を経ずに突然掘
削方向を変更することのできるから経済的である。 ＜ヘ＞内側掘削盤の外周と外側掘削環の内周に切欠形状
を設け、噛み合わせるとともに、着脱自在にすることに
より、親トンネル掘削機と子トンネル掘削機の切替え作
業の段取りが迅速かつ安全に行える。そのため、内側掘
削盤と外側掘削環の固定用キーが不要となり、作業員が
内側掘削盤の後方のチャンバー内に入る必要がなくな
る。 ＜ト＞外側掘削環の後面にベアリングを設けることによ
り、掘削作業時の外側掘削環の振れ、偏心を防止でき
る。それと共に、内側掘削盤の挿入が容易になる。 ＜チ＞内側掘削盤の外周と外側掘削環の内周に切欠形状
を設け、切欠部の凸部の箇所にビットを配置すると、ド
ーナツ形状に比べてより全面にビットが配置できる。
【図１】親子トンネル掘削機の主トンネル掘削状態の概
略図
略図
【図２】親子トンネル掘削機の側断面図
【図３】子トンネル掘削機の方向を変更した状態の断面
図
図
【図４】子トンネル掘削機が発進した状態の説明図
【図５】子トンネル掘削機が横坑から戻る状態の説明図
【図６】子トンネル掘削機が回転中の状態の説明図
【図７】新たな横坑を掘削している状態の説明図
【図８】主トンネルの掘削状態の説明図
【図９】従来の横坑掘削の状態の説明図
【図１０】変形した親子トンネル掘削機の主トンネル掘
削状態の概略図
削状態の概略図
【図１１】親子トンネル掘削機の側断面図
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩの矢視図
【図１３】子機を９０°回転させた側断面図
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶの矢視図
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶの矢視図
【図１６】外側掘削環のベアリング部の拡大図
【図１７】切欠形状の変形例を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 吉宏 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 井上 年史 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 杉山 雅彦 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３−191196（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−189286（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−26880（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−44389（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 9/06 301
Claims (13)
- 【請求項１】親子トンネル掘削機において、 前後に分かれた筒体と、筒体間を連結する推進ジャッキ
と、掘削した壁面に反力を取るグリッパとより構成した
親トンネル掘削機と、 その内部に設けた、回転する回転収納体と、 この回転収納体内部に収納した、前後に分かれた筒体
と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘削した壁面に
反力を取るグリッパとより構成し、前進及び後退可能な
子トンネル掘削機と、より構成したことを特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項２】親子トンネル掘削機において、 前後に分かれた筒体と、筒体間を連結する推進ジャッキ
と、掘削した壁面に反力を取るグリッパとより構成し、
前面には内側掘削盤とその周囲の外側掘削環とを設けた
親トンネル掘削機と、 その内部に設けた、回転する回転収納体と、 その回転収納体内部に収納した、前後に分かれた筒体
と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘削した壁面に
反力を取るグリッパとより構成し、前進及び後退可能な
子トンネル掘削機とより構成し、 親トンネル掘削機の内側掘削盤を、子トンネル掘削機の
掘削盤と兼用して構成したことを特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項３】請求項１乃至２のいずれかに記載の親子ト
ンネル掘削機において、 子トンネル掘削機のグリッパを、親トンネル掘削機の筒
体に嵌合しうるように構成したことを特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項４】請求項２に記載の親子トンネル掘削機にお
いて、 親トンネル掘削機前面の内側掘削盤とその周囲の外側掘
削環とは、 キーを挿入することによって回転力を伝達し得るように
構成したことを特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の親子ト
ンネル掘削機において、 子トンネル掘削機の発進時には、 その発進反力を、回転収納体、その回転軸、親トンネル
掘削機、に順に伝達して行うことを特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の親子ト
ンネル掘削機において、 親トンネル掘削機の回転収納体は、その進行方向に対し
て、左右各々９０度に向けて回転可能に構成したことを
特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項７】親子トンネル掘削機において、 内側掘削盤とその周囲の外側掘削環とを設けた親トンネ
ル掘削機と、 前記内側掘削盤を兼用する子トンネル掘削機とより構成
し、 外側掘削環の内周面と内側掘削盤の外周面とを、相互に
回転不能でかつ着脱が可能に切欠形状で噛み合わせ、 外側掘削環の切欠形状部の凸部と、内側掘削盤の切欠形
状部の凸部にローラカッタまたはビットを配置し たこと
を特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項８】請求項７に記載の親子トンネル掘削機にお
いて、 前記外側掘削環の後面にベアリングを配置することを特
徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項９】親子トンネル掘削機において、 前後に分かれた筒体と、筒体間を連結する推進ジャッキ
と、掘削した壁面に反力を取るグリッパとより構成し、
前面には内側掘削盤とその周囲の外側掘削環とを設けた
親トンネル掘削機と、 その内部に設けた、回転する回転収納体と、 その回転収納体内部に収納した、前後に分かれた筒体
と、筒体間を連結する推進ジャッキと、掘削した壁面に
反力を取るグリッパとより構成し、前進及び後退可能な
子トンネル掘削機とより構成し、 親トンネル掘削機の内側掘削盤を、子トンネル掘削機の
掘削盤と兼用し、外側掘削環の内周面と内側掘削盤の外
周面とを、相互に回転不能でかつ着脱が可能に切欠形状
で噛み合わせ、 外側掘削環の切欠形状部の凸部と、内側掘削盤の切欠形
状部の凸部にローラカッタまたはビットを配置し たこと
を特徴とする、 親子トンネル掘削機。 - 【請求項１０】前後に分かれた筒体と、筒体間を連結す
る推進ジャッキと、掘削した壁面に反力を取るグリッパ
とより構成した親トンネル掘削機と、その内部に設け
た、回転する回転収納体と、この回転収納体内部に収納
した、前後に分かれた筒体と、筒体間を連結する推進ジ
ャッキと、掘削した壁面に反力を取るグリッパとより構
成し、前進及び後退可能な子トンネル掘削機からなる親
子トンネル掘削機による掘削工法において、 親トンネル掘削機で主トンネルを掘削し、 回転収納体を回転して子トンネル掘削機を横坑の掘削方
向に向け、 子トンネル掘削機で主トンネルの側部から横坑を掘削す
ることを特徴とする、 親子トンネル掘削機による掘削工法。 - 【請求項１１】前後に分かれた筒体と、筒体間を連結す
る推進ジャッキと、掘削した壁面に反力を取るグリッパ
とより構成し、前面には内側掘削盤とその周囲の外側掘
削環とを設けた親トンネル掘削機と、その内部に設け
た、回転する回転収納体と、その回転収納体内部に収納
した、前後に分かれた筒体と、筒体間を連結する推進ジ
ャッキと、掘削した壁面に反力を取るグリッパとより構
成し、前進及び後退可能な子トンネル掘削機と、親トン
ネル掘削機の内側掘削盤を、子トンネル掘削機の掘削盤
と兼用してなる親子トンネル掘削機による掘削工法にお
いて、 親トンネル掘削機の外側掘削環と子トンネル掘削機の掘
削盤で主トンネルを掘削し、 回転収納体を回転して子トンネル掘削機を横坑の掘削方
向に向け、 子トンネル掘削機の掘削盤で主トンネルの側部から横坑
を掘削することを特徴とする、 親子トンネル掘削機による掘削工法。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の親子トンネル掘削機
による掘削工法において、 子トンネル掘削機は、横坑を掘削後、親トンネル掘削機
の内部に設けられた回転収納体に戻り、 回転収納体を回転して、別の横坑を掘削することを特徴
とする、 親子トンネル掘削機による掘削工法。 - 【請求項１３】請求項１１に記載の親子トンネル掘削機
による掘削工法において、 子トンネル掘削機は、横坑を掘削後、親トンネル掘削機
の内部に設けられた回転収納体に戻り、 回転収納体を回転し、 親トンネルの外側掘削環と子トンネル掘削機の掘削盤と
により、再び、主トンネルを掘削することを特徴とす
る、 親子トンネル掘削機による掘削工法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15980195A JP3156195B2 (ja) | 1994-09-09 | 1995-06-02 | 親子トンネル掘削機及びその掘削工法 |
| US08/525,458 US5634692A (en) | 1994-09-09 | 1995-09-06 | Main-ancillary tunnel excavator |
| FR9510557A FR2724411B1 (fr) | 1994-09-09 | 1995-09-08 | Excavateur de tunnel principal-ancillaire et son procede de percage de tunnel |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24211594 | 1994-09-09 | ||
| JP31619694 | 1994-12-20 | ||
| JP6-316196 | 1994-12-20 | ||
| JP6-242115 | 1994-12-20 | ||
| JP15980195A JP3156195B2 (ja) | 1994-09-09 | 1995-06-02 | 親子トンネル掘削機及びその掘削工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08226294A JPH08226294A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3156195B2 true JP3156195B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=27321586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15980195A Expired - Fee Related JP3156195B2 (ja) | 1994-09-09 | 1995-06-02 | 親子トンネル掘削機及びその掘削工法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5634692A (ja) |
| JP (1) | JP3156195B2 (ja) |
| FR (1) | FR2724411B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101074201B1 (ko) * | 2004-02-16 | 2011-10-14 | 주식회사 케이티 | 방향전환이 용이하게 롤러커터가 설치된 터널 굴진기 |
| WO2006089349A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | An apparatus for driving a shaft in an excavating device |
| JP5513559B2 (ja) | 2012-07-09 | 2014-06-04 | 株式会社小松製作所 | トンネル掘削方法 |
| CN104395555B (zh) * | 2012-07-09 | 2016-03-16 | 株式会社小松制作所 | 隧道挖掘辅助装置 |
| ITMO20130343A1 (it) * | 2013-12-13 | 2015-06-14 | Sws Engineering S P A | Procedimento per la costruzione di infrastrutture di trasporto sotterranee |
| WO2016177387A1 (de) * | 2015-05-04 | 2016-11-10 | Hazemag & Epr Gmbh | Verfahren zum abbau von gesteinsmaterial unter tage sowie vollschnittmaschine |
| CN112944035B (zh) * | 2021-01-28 | 2022-09-20 | 安徽唐兴装备科技股份有限公司 | 一种可动式旋转推进中继间 |
| CN113027479B (zh) * | 2021-04-16 | 2023-05-16 | 上海隧道工程有限公司 | 用于顶管法叠交隧道的始发钢平台及其施工方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2758825A (en) * | 1951-03-29 | 1956-08-14 | Wohlmeyer Josef | Machine for boring galleries, tunnels, channels and the like by cutting action |
| DE1534648C3 (de) * | 1966-03-19 | 1975-08-21 | Atlas Copco Mct Ab, Nacka (Schweden) | Vortriebsmaschine für Tunnels, Stollen, Kanäle od.dgl |
| DE1945400A1 (de) * | 1969-09-08 | 1971-04-15 | Richard Schulz Tiefbau | Arbeitsgeraet fuer das Abteufen von Brunnen beim Vortrieb von Tunnels,Stollen oder aehnlichen Bauwerken |
| US3647263A (en) * | 1970-03-19 | 1972-03-07 | Atlas Copco Ab | Tunnelling machines and the like |
| DE3626543C1 (en) * | 1986-08-06 | 1988-02-11 | Paurat F | Selective-cut heading machine for roadways and tunnels |
| DE3810398A1 (de) * | 1988-03-26 | 1989-10-05 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Einrichtung zum vortrieb von quer zu einem tunnel verlaufenden querstollen od. dgl., insbesondere von verbindungsstollen zwischen zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden tunnelroehren |
| DE3907678A1 (de) * | 1989-03-09 | 1990-09-13 | Voest Alpine Maschinenbau | Einrichtung zum auffahren von querschlaegen im tunnel- oder streckenvortrieb |
| JPH0765457B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1995-07-19 | 大成建設株式会社 | 立坑と横坑の連続掘進機 |
| US5051032A (en) * | 1989-12-13 | 1991-09-24 | Taisei Corporation | Method and apparatus for continuously excavating shaft and tunnel |
| JPH06100065B2 (ja) * | 1990-05-21 | 1994-12-12 | 大成建設株式会社 | カッタービットの交換が容易なシールド掘進機 |
-
1995
- 1995-06-02 JP JP15980195A patent/JP3156195B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-06 US US08/525,458 patent/US5634692A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-08 FR FR9510557A patent/FR2724411B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5634692A (en) | 1997-06-03 |
| FR2724411B1 (fr) | 2000-08-25 |
| JPH08226294A (ja) | 1996-09-03 |
| FR2724411A1 (fr) | 1996-03-15 |
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