JP3195552B2 - Tunnel construction method and tunnel excavator - Google Patents

Tunnel construction method and tunnel excavator

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JP3195552B2
JP3195552B2 JP35406196A JP35406196A JP3195552B2 JP 3195552 B2 JP3195552 B2 JP 3195552B2 JP 35406196 A JP35406196 A JP 35406196A JP 35406196 A JP35406196 A JP 35406196A JP 3195552 B2 JP3195552 B2 JP 3195552B2
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excavation
cutter plate
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concrete
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亨介 三島
早利 藤田
雅彦 田中
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Okumura Corp
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は掘削した周壁面に吹
付けコンクリートによる覆工を施しながらトンネルを築
造する方法とそのトンネル掘削機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for constructing a tunnel while covering the excavated peripheral wall with shotcrete and a tunnel excavator.

【0002】[0002]

【従来の技術】岩盤を全断面で掘削するTBM(トンネ
ルボーリングマシン)は、シールド掘削機のようにスキ
ンプレートを有しない場合でも推進用のスラストジャッ
キや掘削壁面に反力をとるグリッパジャッキなどのジャ
ッキ装置、さらにはチャンバーから機内後方に掘削ずり
を排出するベルトコンベア等を装備している関係上、機
内が狭くなっているために、吹付けコンクリートによる
掘削壁面を支保するための覆工作業は、一般に作業空間
の広いTBM後方空間部において行っている。
2. Description of the Related Art TBM (tunnel boring machine), which excavates a bedrock in its entire cross section, includes a thrust jack for propulsion and a gripper jack for taking a reaction force on an excavated wall surface even when a skin excavator does not have a skin plate. Due to the jack device and the belt conveyor etc. that discharges excavated waste from the chamber to the rear inside the machine, the lining work to support the excavated wall with shotcrete is not possible because the inside of the machine is narrow. This is generally performed in a space behind the TBM having a large work space.

【0003】一方、薄い粘土層や破砕帯が存在したり亀
裂が発達した地山は外圧に対して脆く、このような地山
をTBMで掘削すると、TBMの後方での支保作業時に
おいて掘削壁面の緩みによる肌落ち(崩落)が発生し、
その肌落ちした土砂の撤去作業や壁面の修復作業を必要
とするばかりでなく、修復するための材料のロスが生じ
て不経済であり、その上、リバンウドする吹付けコンク
リートによる作業環境の悪化やそのリバウンド材の撤去
作業を必要とする等の問題点がある。
[0003] On the other hand, a ground having a thin clay layer or a crush zone or a crack developed therein is brittle against external pressure. When such a ground is excavated by a TBM, the excavated wall surface is required during a support operation behind the TBM. Skin fall (collapse) due to loosening of
Not only is it necessary to remove the fallen earth and sand and to repair the walls, but it is also uneconomical due to the loss of materials for restoration, and furthermore, the work environment deteriorated due to the revolved shotcrete. There are problems such as the necessity of removing the rebound material.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような肌落ちの
原因としては、カッター板により掘削された周壁面がT
BMの後方に露出するまでに弛緩することや、TBMの
フロントグリッパーおよびメイングリッパーによる押圧
力、さらには、急激な方向制御によるTBMの胴部と掘
削壁面との摺接や、剥離状態の岩塊がカッター板に設け
ているスクレーパに取り込まれなく掘削壁面に残存する
ことなどがあげられる。大規模な肌落ちが予想される地
山を掘削するには、カッター板の前方地盤を事前に改良
することが行われているが、上記のような比較的小規模
な肌落ちが発生し易い地山にこのような前方地盤の改良
を施すことは不経済であるばかりでなく、作業能率が著
しく低下するという問題点がある。
As a cause of the above-mentioned skin drop, the peripheral wall surface excavated by the cutter plate is T-shaped.
Relaxation until it is exposed to the rear of the BM, pressing force by the front and main grippers of the TBM, and sliding contact between the body of the TBM and the excavation wall due to rapid direction control, Is not captured by the scraper provided on the cutter plate and remains on the excavated wall surface. To excavate the ground where large-scale skinning is expected, the ground in front of the cutter plate is improved in advance, but relatively small-scale skinning as described above tends to occur. It is not only uneconomical to perform such improvement of the ground on the ground, but also there is a problem that the working efficiency is significantly reduced.

【0005】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところはカッター板により掘
削された直後の周壁面に該周壁面を支保するためのコン
クリート吹付けによる覆工を施して掘削壁面の緩みによ
る肌落ちを生じさせることなく円滑且つ精度よく施工し
得るトンネル築造方法とこの方法に使用するトンネル掘
削機を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to lay concrete on a peripheral wall immediately after being excavated by a cutter plate so as to support the peripheral wall. The present invention provides a tunnel construction method capable of performing construction smoothly and accurately without causing skin fall due to loosening of an excavation wall surface, and a tunnel excavator used in this method.

【0006】[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、本発明の請求項1に係るトンネル築造方法は、前端
に回転カッター板を配設してなる掘削部に対してトンネ
ル長さ方向に伸縮自在に連結している推進部をトンネル
周壁面に支持させた状態で掘削部を前進させながら上記
回転カッター板により掘削部よりも大径のトンネルを掘
削する工程と、この回転カッター板による掘進工程時に
上記カッター板の背面側から該カッター板の背面外周壁
部に設けている径方向の開口部を通じて掘削壁面にコン
クリートを吹付けてコンクリート覆工層を形成すると共
に上記開口部の後端側に突設している整形カッターによ
って該コンクリート覆工層の肉厚部を切削して上記掘削
部が通過可能な内径のコンクリート覆工層に整形する工
程と、この工程後に掘削部を既に硬化したコンクリート
覆工層に支持させる一方、トンネル周壁面からの推進部
の支持を解いて該推進部を掘削部側に引き寄せる工程と
を繰り返し行うことを特徴とする特徴とするものであ
る。
In order to achieve the above object, a tunnel construction method according to a first aspect of the present invention is directed to a tunnel excavating part having a rotary cutter plate disposed at a front end thereof in a tunnel length direction. A step of excavating a tunnel having a larger diameter than the excavated portion by the rotary cutter plate while advancing the excavated portion with the propulsion portion elastically connected to the tunnel supported on the peripheral wall surface of the tunnel; co If by blowing a concrete drilling wall from the rear side of the cutter plate during excavation step through an opening in the radial direction are provided on the back outer peripheral wall of the cutter plate forming the concrete lining layer
At the rear end of the opening.
And cutting the thick portion of the concrete lining layer
To form a concrete lining layer with an inside diameter that can pass through
And while the excavated portion is supported by the already hardened concrete lining layer after this process , the process of releasing the support of the propelled portion from the tunnel peripheral wall surface and drawing the propelled portion toward the excavated portion is repeatedly performed. It is characterized by the following.

【0007】請求項は本発明の別なトンネル築造方法
に係るものであって、前端に回転カッター板を配設して
なる掘削部に対してトンネル長さ方向に伸縮自在に連結
している推進部をトンネル周壁面に支持させた状態で掘
削部を前進させながら上記回転カッター板により掘削部
よりも大径のトンネルを掘削する工程と、所定長さのト
ンネル掘削後、掘削部を上記推進部側に後退させる工程
と、掘削部の後退後に上記カッター板の背面側から該カ
ッター板の背面外周壁部に設けている径方向の開口部を
通じて掘削壁面にコンクリートを吹付けてコンクリート
覆工層を形成すると共に掘削部を前進させる工程と、こ
の工程後に掘削部を既に硬化したコンクリート覆工層に
支持させる一方、トンネル周壁面からの推進部の支持を
解いて該推進部を掘削部側に引き寄せる工程とを繰り返
し行うことを特徴とするものである。
A second aspect of the present invention relates to another tunnel construction method according to the present invention, which is connected to an excavated portion having a rotary cutter plate disposed at a front end so as to be able to expand and contract in the tunnel length direction. A step of excavating a tunnel having a larger diameter than the excavated portion by the rotary cutter plate while advancing the excavated portion while supporting the propelled portion on the tunnel peripheral wall surface; Retracting the excavation section, and spraying concrete from the back side of the cutter plate to the excavation wall surface through a radial opening provided in the outer peripheral wall portion of the back surface of the cutter plate after the retreat of the excavation section. Forming the excavation part and moving the excavation part forward.After this step, the excavation part is supported by the already hardened concrete lining layer, and while the support of the propulsion part from the tunnel peripheral wall surface is released, the propulsion part is removed. It is characterized in repeatedly performing steps to draw the cut portion.

【0008】この請求項に係る発明において、請求項
に係る発明は、上記カッター板の背面側から該カッタ
ー板の背面外周壁部に設けている径方向の開口部を通じ
て掘削壁面にコンクリートを吹付けてコンクリート覆工
層を形成すると共に上記開口部の後端側に突設している
整形カッターによって該コンクリート覆工層の肉厚部を
切削して上記掘削部が通過可能な内径のコンクリート覆
工層に整形する工程を備えているものである。なお、上
記いずれの方法においても、請求項に記載したよう
に、コンクリートの吹付けは、岩質に応じて掘削壁面の
必要個所のみ行ってもよい。
In the invention according to claim 2 ,
The invention according to Claim 3 is characterized in that concrete is sprayed onto the excavated wall surface from the back side of the cutter plate through a radial opening provided in the rear peripheral wall portion of the cutter plate to form a concrete lining layer, and the opening portion is formed. A step of cutting a thick portion of the concrete lining layer with a shaping cutter protruding from the rear end side to shape the concrete lining layer into an inner diameter through which the excavated portion can pass. . In any of the above methods, as described in claim 4 , the concrete may be sprayed only at necessary places on the excavated wall according to the rock quality.

【0009】請求項に係る発明は、上記トンネル築造
方法を実施するためのトンネル掘削機であって、掘削す
べきトンネルの径方向に伸縮自在なフロントグリッパを
備えた掘削部と、該掘削部の後方にスラストジャッキを
介してトンネル長さ方向に伸縮自在に連結され且つトン
ネル径方向に伸縮自在なリアグリッパを備えた推進部
と、上記掘削部の開口前方に、開口部を介して掘削部に
回転自在に支持され且つトンネル進行方向の掘削刃とト
ンネル径方向の掘削刃とを備えたカッター板と、上記掘
削部内に配設された上記カッター板の回転駆動手段と掘
削ずりの搬出手段とを備えてなるトンネル掘削機であっ
て、上記開口部内にその先端をトンネル周壁面に臨ませ
たコンクリート吹付けノズルを周方向に旋回動自在に配
設していると共に上記開口部の後方側に、カッター板と
一体に回動して上記吹付けノズルにより掘削壁面に吹付
けられたコンクリート覆工層を切削する整形カッターを
取付けている構造を有している。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a tunnel excavator for performing the above-described tunnel construction method, wherein the excavation unit includes a front gripper which can be extended and contracted in a radial direction of a tunnel to be excavated, and the excavation unit. A thrust jack is provided at the rear of the propulsion unit via a thrust jack so as to be extendable and contractible in the tunnel length direction and has a rear gripper which is extendable and contractible in the tunnel radial direction. A cutter plate rotatably supported and provided with a digging blade in a tunnel traveling direction and a digging blade in a tunnel radial direction, and a rotation driving unit for the cutter plate and an unloading unit for excavating shears provided in the digging portion. a tunneling machine comprising comprising, on its front end with are arranged pivotally moving the concrete spray nozzle to face the tunnel peripheral wall surface in the circumferential direction within the opening The rear side of the opening, and the cutter plate
Swivels together and sprays on the excavation wall by the spray nozzle
Shaping cutter to cut the laid concrete lining
It has a mounting structure.

【0010】上記トンネル掘削機において、請求項
係る発明は、上記整形カッターをカッター板の外周壁部
から掘削壁面に向かう突出長を調整可能に構成している
ことを特徴とするものである。
[0010] In the above-mentioned tunnel excavator, the invention according to claim 6 is characterized in that the shaping cutter is configured so that the protruding length from the outer peripheral wall portion of the cutter plate toward the excavation wall surface can be adjusted. .

【0011】[0011]

【作用】リアグリッパを伸長させて掘削壁面側に圧着さ
せることにより推進部を該掘削壁面に支持させたのち、
その支持部に反力をとってスラストジャッキを伸長させ
ることにより掘削部を前進させ、該掘削部の前端に装着
した回転カッター板に突設しているトンネル長さ方向の
掘削刃により前方地盤を掘削すると共にカッター板の外
周縁部に突設しているトンネル径方向の掘削刃によりカ
ッター板の外周方の地盤を掘削してトンネル全周または
少なくともトンネル上半部を予定径よりも大径に掘削す
る。
[Action] After the rear gripper is extended and pressed against the digging wall side to support the propulsion unit on the digging wall surface,
The excavation section is advanced by extending the thrust jack by taking a reaction force on the support section, and the front ground is excavated by a tunnel lengthwise excavation blade protruding from a rotary cutter plate attached to the front end of the excavation section. Excavation and excavation of the ground on the outer periphery of the cutter plate by a tunnel radial cutting edge protruding from the outer peripheral edge of the cutter plate to make the entire circumference of the tunnel or at least the upper half of the tunnel larger in diameter than the planned diameter. Excavate.

【0012】さらに、トンネルの掘進中にカッター板の
背面側空間部に配設しているコンクリート吹付けノズル
からカッター板の外周壁部に設けている径方向の開口部
を通じてカッター板により掘削された直後の掘削壁面に
コンクリートを吹付けて所定厚みよりも肉厚のコンクリ
ート覆工層を形成する。このコンクリートの吹付け施工
は、カッター板の外周壁部に上記開口部を周方向に小間
隔毎に設けておく一方、該開口部に臨ませたノズルのコ
ンクリート吹出し口を周方向に往復回動させながら行う
ものであり、従って、掘削壁面の少なくとも上周部に上
記コンクリート覆工層を施工することができる。さら
に、このコンクリート覆工層は、回転しながら掘進する
上記カッター板の開口部の後端側に突設している整形カ
ッターにより所定厚みの表面が滑らかなコンクリート覆
工層に切削、整形し、このコンクリート覆工層の内周面
と掘削部間に該掘削部と推進部が通過可能な隙間を確保
するものである。
Further, during the excavation of the tunnel, the concrete plate is excavated from the concrete spray nozzle provided in the space on the back side of the cutter plate through the radial opening provided in the outer peripheral wall of the cutter plate. Concrete is sprayed on the immediately following excavation wall to form a concrete lining layer thicker than a predetermined thickness. In this concrete spraying operation, the openings are provided at small intervals in the circumferential direction on the outer peripheral wall of the cutter plate, while the concrete outlet of the nozzle facing the opening is reciprocated in the circumferential direction. Therefore, the concrete lining layer can be applied to at least the upper peripheral portion of the excavation wall surface. Further, the concrete lining layer is cut and shaped into a concrete lining layer having a predetermined thickness with a smooth surface by a shaping cutter protruding from a rear end side of the opening of the cutter plate that excavates while rotating. A gap is provided between the inner peripheral surface of the concrete lining layer and the excavated portion, through which the excavated portion and the propulsion portion can pass.

【0013】なお、カッター板の外周壁部に設けている
開口部を、外周壁部の全周に亘って周方向に一定間隔毎
に放射状に設けたリブフレート間により形成しておけ
ば、上周部側の隣接するリブプレート間の開口部を通じ
てカッター板の背面空間部に落ち込む吹付けコンクリー
トのリバウンド材や整形カッターによって切削された切
削片、或いは肌落ちした岩塊片は、空間部内に配設して
いるベルトコンベアよりなる搬出手段の搬出始端部上に
受け入れられると共に受け入れられないリバウンド材や
肌落ちした岩塊片などは下周部側の隣接するリブプレー
ト間に収納され、掘削されたずりと共にカッター板の回
転に従ってリブプレートに掻き上げられたのち、下方に
落下して上記搬出手段の搬出始端部上に受け入れられ
る。
If the opening provided in the outer peripheral wall of the cutter plate is formed between rib flats provided radially at regular intervals in the circumferential direction over the entire periphery of the outer peripheral wall, the upper peripheral portion is formed. The rebound material of shotcrete falling into the back space of the cutter plate through the opening between the adjacent rib plates on the side of the part, the cut pieces cut by the shaping cutter, or the rock pieces that have fallen down are disposed in the space. Rebound material and rock mass pieces that have been received and unacceptable on the unloading start end of the unloading means consisting of a belt conveyer are stored between adjacent rib plates on the lower peripheral side and excavated. At the same time, after being lifted up by the rib plate according to the rotation of the cutter plate, it is dropped downward and received on the unloading start end of the unloading means.

【0014】こうして一定長のトンネルの掘削後、掘削
部のフロントグリッパを径方向に伸長させて掘削壁面の
既に硬化しているコンクリート覆工層に圧着させること
により、該掘削部を支持させる一方、推進部のリアグリ
ッパを収縮させて掘削壁面に既に施工しているコンクリ
ート覆工層に対する該推進部の支持を解き、次いで、ス
ラストジャッキを収縮させることにより推進部を掘削部
側に一定長、引き寄せる。しかるのち、再び、推進部を
掘削壁面側に支持させる一方、掘削部側の支持を解いた
のち、スラストジャッキを徐々に伸長させながら上記回
転カッター板による地盤の掘進と掘削された直後の周壁
面に対する吹付けコンクリート覆工層の形成、整形カッ
ターにより該コンクリート覆工層の整形を行うものであ
る。
After excavating a tunnel of a certain length in this way, the front gripper of the excavated portion is extended in the radial direction and pressed against the already hardened concrete lining layer of the excavated wall to support the excavated portion, The rear gripper of the propulsion unit is contracted to release the support of the propulsion unit against the concrete lining layer already constructed on the excavation wall surface, and then the thrust jack is contracted to draw the propulsion unit toward the excavation unit by a certain length. Thereafter, while the propulsion unit is again supported on the excavation wall side, the support on the excavation unit side is released, and then the thrust jack is gradually extended while excavating the ground by the rotary cutter plate and the peripheral wall surface immediately after excavation. Of the sprayed concrete lining layer, and shaping the concrete lining layer by a shaping cutter.

【0015】このようなトンネル築造方法において、カ
ッター板によるトンネル掘進時にコンクリートの吹付け
ることなく、請求項及び請求項に係る発明のよう
に、まず、掘削部を前進させたカッター板により一定長
のトンネルを掘削したのち、一旦、掘削部を元の掘削位
置まで後退させ、しかるのち、カッター板の背面外周壁
部に設けている開口部を通じて吹付けノズルから掘削壁
面にコンクリートを吹付けて肉厚のコンクリート覆工層
を形成し、次いで、カッター板を回転させながら掘削部
を前進させて上記開口部の後端側に突設している整形カ
ッターにより該コンクリート覆工層を掘削部と推進とが
通過可能な内径となるように整形してもよい。
[0015] constant in such a tunnel construction method without spraying of the concrete during tunnel boring by the cutter plate, in the invention according to the claims 2 and 3, first, the cutter plate is advanced drilling unit After excavating the long tunnel, the excavated part was once retracted to the original excavation position, and then concrete was sprayed on the excavated wall from the spray nozzle through the opening provided in the outer peripheral wall on the back side of the cutter plate. A thick concrete lining layer is formed, and then the excavating part is advanced while rotating the cutter plate, and the concrete lining layer is formed into a digging part by a shaping cutter projecting from the rear end side of the opening. It may be shaped so as to have an inside diameter that allows the propulsion to pass.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態を図
面について説明すると、図1はトンネル掘削機(TB
M)の縦断側面図であって、このトンネル掘削機は、前
端開口部にカッター板3を回転自在に装着した掘削部で
ある断面円形状の前胴部1と、該前胴部1の後端部にト
ンネル長さ方向に伸縮自在に連結している推進部である
断面円形状の後胴部2と、前後胴部1、2間を連結した
スラストジャッキ4と、前後胴部1、2に夫々設けたフ
ロントグリッパ5及びリアグリッパ6と、上記カッター
板3の背面外周壁部3aに径方向に貫通している開口部10
に背面外周壁部3aの内周面から臨ませてトンネル掘削壁
面Tにコンクリートを吹付けるコンクリート吹付けノズ
ル7を有するコンクリート供給管8と、上記開口部10の
後端部側に突設している整形カッター11と、カッター板
3の回転駆動手段9と、掘削ずり排出手段であるベルト
コンベア12とから構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, a specific embodiment of the present invention will be described.
M) is a longitudinal sectional side view of the tunnel excavator. The tunnel excavator has a front body 1 having a circular cross section as an excavation part in which a cutter plate 3 is rotatably mounted on a front end opening, and a rear part of the front body 1. A rear body 2 having a circular cross section, which is a propulsion section connected to an end portion so as to be extendable and contractible in the length direction of the tunnel, a thrust jack 4 connecting the front and rear body sections 1 and 2, and a front and rear body section 1 and 2 , A front gripper 5 and a rear gripper 6 respectively provided on the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3 and an opening 10 radially penetrating therethrough.
A concrete supply pipe 8 having a concrete spray nozzle 7 for spraying concrete on the tunnel excavation wall surface T facing the inner peripheral surface of the rear outer peripheral wall portion 3a at the rear side, and protrudingly provided on the rear end side of the opening 10. It comprises a shaping cutter 11, a rotation driving means 9 for the cutter plate 3, and a belt conveyor 12 which is an excavating chip discharging means.

【0017】上記前胴部1にはその前部内に前後隔壁板
13、14を張設してあり、この前後隔壁板13、14間の前胴
部1の周壁部数個所にジャッキ15によりトンネル径方向
に伸縮する上記フロントグリッパ5を前胴部1から掘削
壁面Tに向かって出没自在に装着している。この前胴部
1の前端開口部に配設した上記カッター板3の前面に
は、中央部と該中央部から外周方向に所定間隔毎に前方
地盤を掘削する複数個のローラカッタからなる掘削刃16
を突設していると共に該カッター板3の外周縁部に周方
向に一定間隔毎にトンネル径方向に向かって斜め前方に
突出したトンネル径方向の掘削刃17を突設している。な
お、このトンネル径方向の掘削刃17はジャッキ(図示せ
ず)によってトンネル径方向に伸縮自在にしてその突出
長を調整できるようにしている。また、上記カッター板
3には、図2に示すように径方向に装着した掘削刃16
沿って該カッター板3の前後面間に貫通した掘削ずり取
込口18を設けている。
The front body 1 has a front and rear partition plate in its front part.
The front gripper 5, which extends and contracts in the radial direction of the tunnel by means of a jack 15 at several places on the peripheral wall of the front body 1 between the front and rear bulkheads 13 and 14, is cut from the front body 1 by excavation wall T. It is attached so that it can appear and disappear toward. On the front surface of the cutter plate 3 disposed at the front end opening of the front body 1, an excavating blade comprising a central portion and a plurality of roller cutters for excavating the front ground at predetermined intervals in an outer circumferential direction from the central portion. 16
The cutter plate 3 is provided with a tunnel radially excavating blade 17 projecting obliquely forward toward the tunnel radial direction at regular intervals in the circumferential direction at the outer peripheral edge of the cutter plate 3. The excavating blade 17 in the tunnel radial direction is made expandable and contractable in the tunnel radial direction by a jack (not shown) so that the protruding length thereof can be adjusted. As shown in FIG. 2, the cutter plate 3 is provided with an excavation shear inlet 18 penetrating between the front and rear surfaces of the cutter plate 3 along a cutting blade 16 mounted in a radial direction.

【0018】さらに、カッター板3の外周部には後方に
向かって突出した一定長さの断面リング状の上記外周壁
部3aを一体に設けてあり、このカッター板3の背面と外
周壁部3aの内周面で囲まれた空間部を掘削ずり取込室19
に形成していると共に外周壁部3aの長さ方向の中央部に
は図3に示すように、周方向に一定間隔毎にリブプレー
ト20、20・・・20を放射状に配設して隣接するリブプレ
ート20、20間に外周壁部3aの内周面から外周面に貫通し
た上記開口部10をリブプレート20の厚み間隔毎に設けて
いる。
Further, the outer peripheral portion of the cutter plate 3 is provided integrally with the outer peripheral wall portion 3a having a ring-shaped cross section and projecting rearward. Excavation chamber 19 for excavating the space surrounded by the inner peripheral surface of
The rib plates 20, 20,... 20 are arranged radially at regular intervals in the circumferential direction and are adjacent to the central portion in the longitudinal direction of the outer peripheral wall 3a, as shown in FIG. The openings 10 penetrating from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 3a are provided between the rib plates 20 at intervals of the thickness of the rib plate 20.

【0019】即ち、カッター板3の外周壁部3aの前端部
と後端部とを前後方向に間隔を存して分離させ、この分
離部分に上下長さが外周壁部3aの内外周面間の厚さに略
等しい複数枚のリブプレート20を放射状に配設して該リ
ブプレート20の前後端面を外周部3aの上記前後端部の対
向面に一体に固着して隣接するリブプレート20、20間に
上記開口部10を設けた構造としているものである。さら
に、開口部10の後端側における外周壁部3aの後端部外周
面に、周方向に一定間隔毎に複数個の上記整形カッター
11を外周壁部3aの外周面から突設している。この整形カ
ッター11は上記カッター板3に装着しているトンネル径
方向の掘削刃17と同様に、ジャッキ(図示せず)によっ
て外周壁部3aから掘削壁面Tに向かう突出長を調整可能
に構成されている。なお、リブプレート20の外端面はカ
ッター板3の外周壁部3aの外周面に略面一となるように
設けられている。また、カッター板3の外周壁部3aの後
端面内周部にリング部材21を介して内歯車22を固着して
あり、カッター板3はそのリング部材21を前胴部1の前
側隔壁板13に突設した内外円環部材23、24間に回転自在
に支持させている。
That is, the front end and the rear end of the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3 are separated at an interval in the front-rear direction, and the vertical length of the separated portion is between the inner and outer peripheral surfaces of the outer peripheral wall 3a. A plurality of rib plates 20 having a thickness substantially equal to the thickness of the rib plate 20 are radially arranged, and the front and rear end surfaces of the rib plate 20 are integrally fixed to the opposing surfaces of the front and rear ends of the outer peripheral portion 3a, and the adjacent rib plates 20 This has a structure in which the opening 10 is provided between 20. Further, a plurality of the above-mentioned shaping cutters are provided at regular intervals in the circumferential direction on the rear end outer peripheral surface of the outer peripheral wall 3a on the rear end side of the opening 10.
11 protrudes from the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 3a. The shaping cutter 11 is configured such that a protruding length from the outer peripheral wall portion 3a toward the excavation wall surface T can be adjusted by a jack (not shown), similarly to the tunnel radial direction excavation blade 17 mounted on the cutter plate 3. ing. The outer end surface of the rib plate 20 is provided so as to be substantially flush with the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3. An internal gear 22 is fixed to the inner peripheral portion of the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3 via a ring member 21 via a ring member 21. Are rotatably supported between the inner and outer annular members 23 and 24 projecting therefrom.

【0020】上記コンクリート吹付けノズル7は、カッ
ター板3の回転中心線上に管軸を一致させて上記前側隔
壁板13の中心部に回転自在に挿通支持されたコンクリー
ト供給管8の先端に一体に設けられてあり、該コンクリ
ート供給管8の先端からカッター板3の外周壁部3aに設
けている上記開口部10に向かって直角に屈曲してそのノ
ズル先端を開口部10の内側開口端の中央部に臨ませてあ
る。このコンクリート吹付けノズル7を設けた上記コン
クリート供給管8の先端部は上記前側隔壁13の中心部背
面に装着した減速機付モータ25によって左右方向に回転
させられ、従って、吹付けノズル7はそのノズル先端を
カッター板3の外周壁部3aの内周面に沿って周方向に往
復旋回動するように構成されている。また、減速機付モ
ータ25の背面側に自在継手26を配設してこの自在継手26
によりコンクタート供給管8の先端部を後方側に対して
回転可能に構成している。
The concrete spray nozzle 7 is integrated with the tip of a concrete supply pipe 8 rotatably inserted and supported in the center of the front partition plate 13 so that the pipe axis is aligned with the rotation center line of the cutter plate 3. The concrete supply pipe 8 is bent at a right angle from the tip of the concrete supply pipe 8 toward the opening 10 provided on the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3 so that the tip of the nozzle is positioned at the center of the inner opening end of the opening 10. Department. The tip of the concrete supply pipe 8 provided with the concrete spray nozzle 7 is rotated in the left-right direction by a motor 25 with a speed reducer mounted on the back of the central part of the front partition wall 13. The nozzle tip is configured to reciprocate in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3. A universal joint 26 is provided on the back side of the motor 25 with a speed reducer.
Thus, the distal end of the contact supply pipe 8 is configured to be rotatable with respect to the rear side.

【0021】一方、上記後胴部2はその前部外周面を前
胴部1の後端部内周面に前後摺動自在に挿嵌していると
共に内部に円環状の前後隔壁板27、28を張設してあり、
この前側隔壁板27と上記前胴部1の後側隔壁板14との対
向面間に周方向に一定間隔毎に上記スラストジャッキ4
を配設し、これらのスラストジャッキ4の両端を上記隔
壁板14、27の対向面に連結している。さらに、後胴部2
の前後隔壁板27、28間にはジャッキ(図示せず)により
トンネル径方向に伸縮する上記リアグリッパ6を後胴部
2から掘削壁面Tに向かって出没自在に装着している。
なお、このリアグリッパ6は後胴部2の両側部又は上下
部に設けられている。
On the other hand, the rear trunk portion 2 has its front outer peripheral surface fitted to the rear peripheral inner peripheral surface of the front trunk portion 1 so as to be slidable back and forth, and has annular front and rear partition plates 27 and 28 therein. Is stretched,
The thrust jack 4 is provided at regular intervals in the circumferential direction between opposing surfaces of the front partition plate 27 and the rear partition plate 14 of the front body portion 1.
, And both ends of the thrust jack 4 are connected to opposing surfaces of the partition plates 14 and 27. In addition, rear trunk 2
The rear gripper 6, which expands and contracts in the tunnel radial direction by a jack (not shown), is mounted between the front and rear partition plates 27 and 28 so as to be able to protrude and retract from the rear trunk portion 2 toward the excavation wall surface T.
The rear grippers 6 are provided on both sides or the upper and lower portions of the rear body 2.

【0022】カッター板3の回転駆動手段9は、前胴部
1の前後隔壁板13、14間に固着したカッター板回転駆動
用モータ9aと、このモータ9aの回転軸に固着した小歯車
9bとからなり、該小歯車9bを上記カッター板3の背面に
固着している内歯車22に噛合させているもので、モータ
9aの駆動により小歯車9bと内歯車22を介してカッター板
3を回転させるように構成している。また、掘削ずり排
出手段であるベルトコンベア10は、その前端部を上記カ
ッター板3の上記掘削ずり取込室19の後方部に配設し、
該前端部から前胴部1の前後隔壁板13、14を貫通して後
胴部2に向かって斜め上方に傾斜させた状態で配設して
いると共に、このベルトコンベア10の前端部上に上向き
に開口したホッパー29を配設している。
The rotation driving means 9 of the cutter plate 3 includes a cutter plate rotation driving motor 9a fixed between the front and rear partition plates 13 and 14 of the front body portion 1, and a small gear fixed to the rotation shaft of the motor 9a.
9b, wherein the small gear 9b is meshed with an internal gear 22 fixed to the back surface of the cutter plate 3;
The cutter plate 3 is rotated via the small gear 9b and the internal gear 22 by driving the 9a. Further, the belt conveyor 10 serving as the excavated waste discharging means has its front end disposed at the rear of the excavated waste intake chamber 19 of the cutter plate 3,
From the front end, the front and rear partition plates 13 and 14 of the front body 1 are pierced to the rear body 2 in a state of being inclined obliquely upward and toward the rear body 2, and on the front end of the belt conveyor 10. A hopper 29 that opens upward is provided.

【0023】以上のように構成したトンネル掘削機によ
ってトンネルを築造する方法を説明すると、前胴部1の
フロントグリッパ5を後述する掘削壁面Tに既に施工し
ているコンクリート覆工層C'に圧着させた状態でスラス
トジャッキ4を収縮させて後胴部2を前胴部1側に引き
寄せたのち、該後胴部2のリアグリッパ6をジャッキの
伸長によってトンネル径方向に押し出すことにより図4
に示すように掘削壁面Tに既に施工しているコンクリー
ト覆工層C'に圧着させる。このように、リアグリッパ6
を介して後胴部2をコンクタート覆工層C'の内周面に支
持させたのち、フロントグリッパ5を収縮させてコンク
リート覆工層C'に対する圧着を解き、カッター板回転駆
動用モータ9aを駆動してカッター板3を回転させると共
にスラストジャッキ4を伸長させることによりコンクリ
ート覆工層C'側に前胴部1の推進反力を支持させて該前
胴部1を前進させながらカッター板3にトンネル長さ方
向に突設している掘削刃16とトンネル径方向に突設して
いる掘削刃17とによって、図4に示すように一定長のト
ンネルを掘削する。この際、トンネル径方向の掘削刃17
の突出長をジャッキによって調整し、該掘削刃17によっ
て掘削されるトンネル掘削壁面Tの外径を予定径よりも
大径となる所望径に設定しておく。
A method of constructing a tunnel by the tunnel excavator constructed as described above will be described. The front gripper 5 of the front body 1 is press-bonded to a concrete lining layer C 'already formed on an excavation wall T described later. In this state, the thrust jack 4 is contracted to pull the rear trunk 2 toward the front trunk 1, and then the rear gripper 6 of the rear trunk 2 is pushed out in the tunnel radial direction by the extension of the jack, as shown in FIG.
As shown in (1), pressure is applied to the concrete lining layer C 'already constructed on the excavation wall T. Thus, the rear gripper 6
After the rear body 2 is supported on the inner peripheral surface of the contact lining layer C ′ through the, the front gripper 5 is contracted to release the pressure bonding to the concrete lining layer C ′, and the cutter plate rotation drive motor 9a is driven. When the cutter plate 3 is driven to rotate and the thrust jack 4 is extended, the propulsion reaction force of the front body 1 is supported on the concrete lining layer C 'side, and the cutter plate 3 is advanced while the front body 1 is advanced. As shown in FIG. 4, a constant length tunnel is excavated by a cutting blade 16 projecting in the tunnel length direction and a cutting blade 17 projecting in the tunnel radial direction. At this time, the excavation blade 17
Is adjusted by a jack, and the outer diameter of the tunnel excavation wall T excavated by the excavation blade 17 is set to a desired diameter that is larger than a predetermined diameter.

【0024】さらに、この一定長のトンネル掘削中にお
いて、コンクリート供給管8にコンクリートを送給する
ことにより、吹付けノズル7からカッター板3の外周壁
部3aに設けている径方向の開口部10を通じてカッター板
3により掘削された直後の掘削壁面Tにコンクリートを
吹付け、所定厚みよりも肉厚のコンクリート覆工層Cを
形成する。開口部10を通じての吹付けノズル7によるコ
ンクリート吹付けは、上記開口部10はカッター板3の外
周壁部3aの全周に亘ってリブプレート20の厚みを介して
連続的に設けられているので、カッター板3の回転にも
かかわらず、常に該吹付けノズル7をいずれかの開口部
10を通じて掘削壁面T側に臨ませた状態で行うことがで
き、また、この吹付けノズル7を左右に往復回動させて
岩質に応じて支保が必要な個所のみを行ったり、或い
は、少なくとも掘削壁面Tの上半部に上記コンクリート
覆工層Cを施工するものである。
Further, during the excavation of the tunnel of a certain length, the concrete is supplied to the concrete supply pipe 8 so that the spray nozzle 7 allows the radial opening 10 formed in the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3 to be formed. Concrete is sprayed on the excavated wall surface T immediately after being excavated by the cutter plate 3 to form a concrete lining layer C having a thickness greater than a predetermined thickness. Concrete spraying by the spray nozzle 7 through the opening 10 is performed because the opening 10 is provided continuously over the entire circumference of the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3 via the thickness of the rib plate 20. In spite of the rotation of the cutter plate 3, always keep the spray nozzle 7 in one of the openings.
It can be carried out in a state of facing the excavation wall T side through 10, and the spray nozzle 7 is reciprocated to the left and right to perform only the places that require support according to the rock quality, or at least The concrete lining layer C is constructed on the upper half of the excavation wall T.

【0025】こうして、前胴部1の前進によってカッタ
ー板3によりトンネルを掘削しながらその掘削直後の掘
削壁面Tに施工されたコンクリート覆工層Cは、続い
て、カッター板3の開口部10の後方部に突設している整
形カッター11により所定厚みのコンクリート覆工層C'に
切削、整形される。即ち、カッター板3は回転しながら
掘進しているので、整形カッター11も一体的に掘削壁面
Tの周方向に回転しながら前進し、コンクリート覆工層
Cをトンネルの周方向及び長さ方向に切削して表面が滑
らかな一定厚みのコンクリート覆工層C'に整形し、さら
に、このコンクリート覆工層C'の内周面と前胴部1の外
周面間に前後胴部1、2が通過可能て隙間を確保するも
のである。
As described above, while the tunnel is excavated by the cutter plate 3 by the advancement of the front body portion 1, the concrete lining layer C constructed on the excavated wall surface T immediately after the excavation continues to the opening 10 of the cutter plate 3 It is cut and shaped into a concrete lining layer C ′ having a predetermined thickness by a shaping cutter 11 protruding from a rear portion. That is, since the cutter plate 3 excavates while rotating, the shaping cutter 11 also advances while integrally rotating in the circumferential direction of the excavation wall surface T, and moves the concrete lining layer C in the circumferential direction and the length direction of the tunnel. It is shaped into a concrete lining layer C 'having a smooth surface and a constant thickness, and the front and rear body parts 1 and 2 are formed between the inner peripheral surface of the concrete lining layer C' and the outer peripheral surface of the front body part 1. It is possible to pass through and secure a gap.

【0026】カッター板3によって掘削されたずりは、
土砂取込口18から取込室19内に取込まれてカッター板3
の下周部側の隣接するリブプレート20、20間の開口部10
に収容される一方、吹付けノズル7からのコンクリート
吹付けによるリバウンド材や肌落ちする岩塊片、さらに
は整形カッター11による切削屑は、カッター板3の外周
壁部3aに設けている開口部10を通じて落下し、一部はホ
ッパー29内に受け入れられる一方、受け入れられないリ
バウンド材や肌落ちした岩塊片などは上記掘削ずりと共
にカッター板3の下周部側の開口部10内に収容され、カ
ッター板3の回転に従って、リブプレート20の板面によ
り上方に掻き上げられたのち、該リブプレート20の板面
が下向き傾斜となった時にこのリブプレート20から下方
に落下して上記ホッパー20内に受け入れられ、その開口
下端からベルトコンベア12の搬送始端上に載置されて該
ベルトコンベア10によって後方に搬出される。
The shear excavated by the cutter plate 3 is:
The cutter plate 3 is taken from the sediment inlet 18 into the
Opening 10 between adjacent rib plates 20, 20 on the lower peripheral side
On the other hand, the rebound material and the rock pieces falling off the skin due to the spraying of the concrete from the spray nozzle 7 and the shavings by the shaping cutter 11 are formed in the opening provided in the outer peripheral wall 3a of the cutter plate 3. While falling through 10 and partly being received in the hopper 29, unacceptable rebound material and rock pieces that have fallen off are accommodated in the lower peripheral side opening 10 of the cutter plate 3 together with the above-mentioned excavation shears. After being lifted up by the plate surface of the rib plate 20 in accordance with the rotation of the cutter plate 3, when the plate surface of the rib plate 20 is inclined downward, it falls down from the rib plate 20 and falls down to And is placed on the conveyance start end of the belt conveyor 12 from the lower end of the opening, and is conveyed backward by the belt conveyor 10.

【0027】こうして一定長のトンネルの掘削と共に該
掘削壁面Tに対する一定厚みのコンクリート覆工層C'の
施工後、カッター板3の回転を停止させると共に前胴部
1のフロントグリッパ5を伸長させて掘削壁面T又は該
掘削壁面Tに施工した上記コンクリート覆工層C'に圧着
させ、しかるのち、後胴部2のリアグリッパ6を収縮さ
せたのち、スラストジャッキ4を収縮させることにより
後胴部2を前胴部側に一定長、引き寄せる(図6参
照)。しかるのち、再び、後胴部2を掘削壁面側に支持
させる一方、前胴部側の支持を解いたのち、スラストジ
ャッキ4を徐々に伸長させながら上記回転カッター板3
による地盤の掘進と掘削された直後の周壁面に対する吹
付けコンクリート覆工層Cの形成、整形カッター11によ
り該コンクリート覆工層の整形を行い、この工程を繰り
返すことによってトンネルを築造するものである。
After the excavation of the tunnel of a certain length and the construction of the concrete lining layer C 'of a certain thickness on the excavation wall surface T, the rotation of the cutter plate 3 is stopped and the front gripper 5 of the front body 1 is extended. The rear body 2 is pressed against the excavated wall surface T or the concrete lining layer C ′ constructed on the excavated wall surface T, and then the rear gripper 6 of the rear body 2 is contracted, and then the thrust jack 4 is contracted. Is pulled toward the front body side by a certain length (see FIG. 6). Thereafter, while the rear body 2 is again supported on the excavation wall surface side, the support on the front body side is released, and then the rotary cutter plate 3 is gradually extended while the thrust jack 4 is gradually extended.
Excavation of the ground and formation of the sprayed concrete lining layer C on the peripheral wall surface immediately after the excavation, shaping of the concrete lining layer by the shaping cutter 11, and repeating this process to build a tunnel. .

【0028】上記トンネルの築造方法においては、トン
ネルの掘削と共に該掘削壁面Tに一定厚みの吹付けコン
クリート覆工層C'を形成したが、一定長のトンネルの掘
削工程と吹付けコンクリート覆工層C'の施工工程とを別
々に行ってトンネルを築造することもできる。このトン
ネルの築造方法を述べると、スラストジャッキ4を収縮
させて後胴部2を前胴部1側に引き寄せ、該後胴部2の
リアグリッパ6を伸長させて掘削壁面T側に支持させた
状態にしてカッター板3を回転させると共にスラストジ
ャッキ4を伸長させることにより、該前胴部1を前進さ
せながらカッター板3にトンネル長さ方向に突設してい
る掘削刃16とトンネル径方向に突設している掘削刃17と
によって、図7に示すように予定径よりも大径の一定長
のトンネルを掘削する。
In the above tunnel construction method, a sprayed concrete lining layer C 'having a constant thickness is formed on the excavated wall surface T together with the excavation of the tunnel. The tunnel can also be built by separately performing the construction process of C '. The method of constructing this tunnel will be described. The thrust jack 4 is contracted to pull the rear trunk 2 toward the front trunk 1, and the rear gripper 6 of the rear trunk 2 is extended to be supported on the excavation wall T side. By rotating the cutter plate 3 and extending the thrust jack 4, the excavating blade 16 protruding from the cutter plate 3 in the tunnel length direction and projecting in the tunnel radial direction on the cutter plate 3 while moving the front body 1. With the drilling blade 17 installed, a tunnel having a constant length larger than the planned diameter is drilled as shown in FIG.

【0029】しかるのち、スラストジャッキ4を収縮さ
せることにより、図8に示すように前胴部1を一旦掘削
開始位置まで後退させる。この状態にして吹付けノズル
7からカッター板3の外周壁部3aに設けている径方向の
開口部10を通じてカッター板3により掘削された直後の
掘削壁面Tにコンクリートを吹付け、所定厚みよりも肉
厚のコンクリート覆工層Cを形成する。この際、吹付け
ノズル7を左右に往復回動させて岩質に応じて支保が必
要な個所のみを行ったり、或いは、少なくとも掘削壁面
Tの上半部に上記コンクリート覆工層Cを施工する。
Thereafter, by contracting the thrust jack 4, the front body 1 is temporarily retracted to the excavation start position as shown in FIG. In this state, concrete is sprayed from the spray nozzle 7 to the excavated wall surface T immediately after being excavated by the cutter plate 3 through a radial opening 10 provided in the outer peripheral wall portion 3a of the cutter plate 3, and a thickness greater than a predetermined thickness. The thick concrete lining layer C is formed. At this time, the spraying nozzle 7 is reciprocated to the left and right to perform only the portion that requires support according to the rock quality, or the concrete lining layer C is constructed at least in the upper half of the excavation wall T. .

【0030】開口部10から吹付けが行える掘削壁面Tへ
のコンクリート覆工層Cの施工後、スラストジャッキ4
を徐々に伸長させて前胴部1を前進させ、カッター板3
を回転させながら吹付けノズル7から開口部10を通じて
前方側の掘削壁面Tにコンクリートを吹付けることによ
り上記コンクリート覆工層Cに連続するコンクリート覆
工層Cを施工していく一方、コンクリート覆工層Cをカ
ッター板3の開口部10の後方部に突設している整形カッ
ター11により所定厚みのコンクリート覆工層C'に切削、
整形していく(図9参照)。
After the concrete lining layer C is applied to the excavated wall surface T where spraying can be performed from the opening 10, the thrust jack 4
, The front body 1 is advanced, and the cutter plate 3
The concrete lining layer C continuous to the concrete lining layer C is constructed by spraying the concrete from the spray nozzle 7 to the excavation wall T on the front side through the opening 10 while rotating the concrete lining. The layer C is cut into a concrete lining layer C ′ having a predetermined thickness by a shaping cutter 11 protruding from a rear portion of the opening 10 of the cutter plate 3.
It is shaped (see FIG. 9).

【0031】こうして、カッター板3が切羽面に達する
と、前胴部1の前進を停止させ、前胴部1のフロントグ
リッパ5を伸長させて掘削壁面T又は該掘削壁面Tに施
工した上記コンクリート覆工層C'に圧着させ、次いで、
後胴部2のリアグリッパ6を収縮させたのち、スラスト
ジャッキ4を収縮させることにより後胴部2を前胴部側
に一定長、引き寄せる。しかるのち、再び、後胴部2を
掘削壁面側に支持させる一方、前胴部側の支持を解いた
のち、スラストジャッキ4を徐々に伸長させながら上記
回転カッター板3により一定長のトンネルを掘削し、次
いで、前胴部1を元の掘削位置まで後退させたのち、吹
付けコンクリート覆工層Cの形成と、カッター板3を前
進させながら整形カッター11により該コンクリート覆工
層の整形を行い、この工程を繰り返すことによってトン
ネルを築造するものである。
When the cutter plate 3 reaches the face face, the forward movement of the front body 1 is stopped, and the front gripper 5 of the front body 1 is extended to extend the excavated wall surface T or the concrete formed on the excavated wall surface T. Crimping to the lining layer C ', then
After the rear gripper 6 of the rear trunk 2 is contracted, the thrust jack 4 is contracted to pull the rear trunk 2 toward the front trunk by a certain length. Thereafter, the rear trunk portion 2 is again supported on the excavation wall surface side, while the support of the front trunk portion side is released, and then, while the thrust jack 4 is gradually extended, a tunnel of a fixed length is excavated by the rotary cutter plate 3. Then, after retracting the front body 1 to the original excavation position, formation of the sprayed concrete lining layer C and shaping of the concrete lining layer by the shaping cutter 11 while moving the cutter plate 3 are performed. By repeating this process, a tunnel is constructed.

【0032】なお、このトンネル築造方法においては、
カッター板3によって一定長のトンネルを掘削したの
ち、一旦、該カッター板3を後退させるので、その後退
途中において吹付けノズル7から掘削壁面Tにコンクリ
ートの吹付けを行うことができる。カッター板3によっ
て掘削されたずりは、土砂取込口18から取込室19内に取
込まれてカッター板3の下周部側の隣接するリブプレー
ト20、20間の開口部10に収容され、上述したようにリブ
プレート20に掻き上げられたのち、ホッパー29内に投入
され、同様に、吹付けノズル7からのコンクリート吹付
けによるリバウンド材や肌落ちする岩塊片、さらには整
形カッター11による切削屑は、カッター板3の外周壁部
3aに設けている開口部10を通じて落下して下周部側の開
口部10内に収容され、カッター板3の回転に従ってリブ
プレート20により上方に掻き上げられたのち、下方に落
下して上記ホッパー20内に受け入れられ、その開口下端
からベルトコンベア12の搬送始端上に載置されて該ベル
トコンベア12によって後方に搬出されるものである。
In this tunnel construction method,
After excavating a tunnel of a certain length by the cutter plate 3, the cutter plate 3 is once retracted, so that the concrete can be sprayed on the excavation wall T from the spray nozzle 7 during the retreat. The shears excavated by the cutter plate 3 are taken into the intake chamber 19 from the earth and sand intake port 18 and stored in the opening 10 between the adjacent rib plates 20 on the lower peripheral side of the cutter plate 3. After being scraped up by the rib plate 20 as described above, it is thrown into the hopper 29, and similarly, the rebound material and the rock mass pieces that fall off the skin by the spraying of the concrete from the spraying nozzle 7, and the shaping cutter 11 Of the cutter plate 3
3a, is dropped through the opening 10 provided in the lower hopper, is taken up by the rib plate 20 in accordance with the rotation of the cutter plate 3, and then falls downward to drop the hopper. It is received in the inside 20, is placed on the transport start end of the belt conveyor 12 from the lower end of the opening, and is conveyed backward by the belt conveyor 12 .

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トンネル
掘削機によって大径のトンネルを掘削すると共にその掘
削中、或いは、掘削後に一旦トンネル掘削機の掘削部を
後退させたのち前進させながら回転カッター板の背面外
周壁部に設けている開口部を通じて掘削壁面にコンクリ
ートを吹付けるので、トンネル掘削機の掘削部側におい
け掘削直後の掘削壁面にコンクリートの吹付けを行うも
のであるから、掘削壁面が緩む前に吹付け支保を施すこ
とができ、肌落ちの生じない品質の良好な所望厚みのコ
ンクリート覆工が可能となると共にそのコンクリート吹
付け時に発生する粉塵が機内に拡散することもなく作業
環境が良好となるものである。
As described above, according to the present invention, a large-diameter tunnel is excavated by a tunnel excavator and the excavated portion of the tunnel excavator is once retracted and then moved forward during or after excavation. Because concrete is sprayed on the excavation wall through the opening provided in the outer peripheral wall of the back face of the rotating cutter plate, concrete is sprayed on the excavation wall immediately after excavation on the excavation part side of the tunnel excavator. The spray support can be applied before the excavation wall is loosened, so that the concrete lining with a desired thickness and good quality can be prevented from falling off, and the dust generated when the concrete is sprayed can be diffused into the machine. There is no work environment.

【0034】さらに、掘削壁面にコンクリート吹付けに
よる肉厚の覆工層を形成すると共にこの覆工層を上記開
口部の後端側に突設している整形カッターによって一定
厚みのコンクリート覆工層に整形するものであるから、
内面が平坦で且つ一定厚みの均質なコンクリート覆工層
に能率よく整形することができ、この一定厚みに硬化し
たコンクリート覆工層がトンネル掘削機の推進部側に存
在することになって該推進部側での作業が安全に且つ能
率よく行えると共に該コンクリート覆工層の平坦な内周
面に推進部のリアグリッパを確実に圧着、支持させるこ
とができてトンネルの掘進作業も円滑に行えるものであ
る。
Further, a thick lining layer is formed on the excavated wall by spraying concrete, and the lining layer is formed into a concrete lining layer having a constant thickness by a shaping cutter projecting from the rear end side of the opening. Because it is shaped into
The inner surface can be efficiently formed into a uniform concrete lining layer having a constant thickness and a uniform thickness. The concrete lining layer hardened to a certain thickness is present on the propulsion portion side of the tunnel excavator, and the propulsion is performed. The work on the part side can be performed safely and efficiently, and the rear gripper of the propulsion part can be securely pressed and supported on the flat inner peripheral surface of the concrete lining layer, so that the tunnel excavation work can be performed smoothly. is there.

【0035】また、上記カッター板の背面側に一体的に
設けている外周壁部には、径方向に貫通した開口部を周
方向に一定間隔毎に設けていると共にこの外周壁部で囲
まれた空間部に先端を上記開口部に臨ませたコンクリー
ト吹付けノズルを周方向に旋回動自在に配設しているの
で、このコンクリート吹付けノズルを外周壁部の内周面
に沿って周方向に往復回動させながら開口部を通じて掘
削壁面に円滑にコンクリートの吹付けが可能となり、該
吹付けコンクリートによる覆工層を能率良く施工できる
ものである。
In the outer peripheral wall portion integrally provided on the back side of the cutter plate, openings penetrating in the radial direction are provided at regular intervals in the circumferential direction and are surrounded by the outer peripheral wall portion. Since the concrete spray nozzle whose tip faces the above-mentioned opening is disposed so as to be pivotable in the circumferential direction in the space, the concrete spray nozzle is circumferentially moved along the inner peripheral surface of the outer peripheral wall. The concrete can be sprayed smoothly on the excavated wall surface through the opening while reciprocatingly rotating, and the lining layer of the sprayed concrete can be efficiently constructed.

【0036】その上、上記開口部は、外周壁部に周方向
に一定間隔毎に放射状に設けたられたリブプレート間で
形成されているので、吹付けコンクリートのリバウンド
材や整形カッターによって切削された切削片、或いは肌
落ちした岩塊片を、上周部側の隣接するリブプレート間
の開口部を通じてカッター板の背面空間部に落とし込ん
で下周部側の隣接するリブプレート間に収納することが
でき、これらの切削片や肌落ちした岩塊片等を掘削した
ずりと共にカッター板の回転に従ってリブプレートに掻
き上げながら搬出手段の搬出始端部上に円滑に投入して
後方に搬出することができる。
In addition, since the opening is formed between the rib plates provided radially at regular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral wall, the opening is cut by a rebound material of shotcrete or a shaping cutter. Cut pieces or rock pieces that have fallen down are dropped into the back space of the cutter plate through the opening between the adjacent rib plates on the upper peripheral side and stored between the adjacent rib plates on the lower peripheral side. It is possible to smoothly insert the cut pieces and the rock pieces that have fallen into the ribs plate along with the rotation of the cutter plate along with the excavated shears, throw them into the unloading start end of the unloading means, and unload them backward. it can.

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

【図1】トンネル掘削機の縦断側面図、FIG. 1 is a longitudinal side view of a tunnel excavator,

【図2】そのカッター板の正面図、FIG. 2 is a front view of the cutter plate,

【図3】カッター板の外周壁部部分の縦断正面図、FIG. 3 is a longitudinal sectional front view of an outer peripheral wall portion of a cutter plate,

【図4】トンネル築造方法を説明するための簡略縦断側
面図、
FIG. 4 is a simplified longitudinal side view for explaining a tunnel construction method,

【図5】コンクリートを吹付けながら整形していく状態
を示す簡略縦断側面図、
FIG. 5 is a simplified longitudinal side view showing a state of shaping while spraying concrete,

【図6】吹付け完了後、後胴部を引き寄せた状態を示す
簡略縦断側面図、
FIG. 6 is a simplified vertical sectional side view showing a state in which the rear trunk portion has been drawn after spraying is completed;

【図7】トンネル築造方法の別な実施例を示す簡略縦断
側面図、
FIG. 7 is a simplified longitudinal side view showing another embodiment of the tunnel construction method,

【図8】カッター板を後退させた状態の簡略縦断側面
図、
FIG. 8 is a simplified vertical sectional side view of a state in which a cutter plate is retracted.

【図9】掘削壁面にコンクリート覆工層を施工しながら
一定厚みのコンクリート覆工層に整形している状態の簡
略縦断側面図。
FIG. 9 is a simplified vertical sectional side view showing a state in which a concrete lining layer is formed on a digging wall surface and is formed into a concrete lining layer having a constant thickness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 前胴部 2 後胴部 3 カッター板 3a 外周壁部 4 スラストジャッキ 5 フロントグリッパ 6 リアグリッパ 7 吹付けノズル 9 回転駆動手段 10 開口部 11 整形カッター 12 ベルトコンベア 17 トンネル径方向掘削刃 20 リブプレート C、C' コンクリート覆工層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front trunk part 2 Rear trunk part 3 Cutter plate 3a Outer peripheral wall part 4 Thrust jack 5 Front gripper 6 Rear gripper 7 Spray nozzle 9 Rotation driving means 10 Opening 11 Shaping cutter 12 Belt conveyor 17 Tunneling digging blade 20 Rib plate C , C 'concrete lining

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−239000(JP,A) 特開 昭57−123397(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/10 E21D 11/10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-239000 (JP, A) JP-A-57-123397 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 9/10 E21D 11/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 前端に回転カッター板を配設してなる掘
削部に対してトンネル長さ方向に伸縮自在に連結してい
る推進部をトンネル周壁面に支持させた状態で掘削部を
前進させながら上記回転カッター板により掘削部よりも
大径のトンネルを掘削する工程と、この回転カッター板
による掘進工程時に上記カッター板の背面側から該カッ
ター板の背面外周壁部に設けている径方向の開口部を通
じて掘削壁面にコンクリートを吹付けてコンクリート覆
工層を形成すると共に上記開口部の後端側に突設してい
る整形カッターによって該コンクリート覆工層の肉厚部
を切削して上記掘削部が通過可能な内径のコンクリート
覆工層に整形する工程と、この工程後に掘削部を既に硬
化したコンクリート覆工層に支持させる一方、トンネル
周壁面からの推進部の支持を解いて該推進部を掘削部側
に引き寄せる工程とを繰り返し行うことを特徴とするト
ンネル築造方法。
An excavating section is moved forward with a propulsion section, which is connected to an excavating section having a rotary cutter plate provided at a front end thereof so as to extend and contract in a tunnel length direction, supported on a peripheral wall surface of the tunnel. A step of excavating a tunnel having a diameter larger than that of the excavation portion by the rotary cutter plate, and a radial direction provided on a rear outer peripheral wall portion of the cutter plate from the rear side of the cutter plate during the excavation step by the rotary cutter plate. Concrete is sprayed on the excavation wall surface through the opening to form a concrete lining layer, and the thick portion of the concrete lining layer is cut by a shaping cutter protruding from the rear end side of the opening. Shaping into a concrete lining layer with an inside diameter that allows the part to pass through, and after this step the excavated part is supported by the already hardened concrete lining layer, while the propulsion part from the tunnel peripheral wall surface And releasing the support to pull the propulsion section toward the excavation section.
【請求項2】 前端に回転カッター板を配設してなる掘
削部に対してトンネル長さ方向に伸縮自在に連結してい
る推進部をトンネル周壁面に支持させた状態で掘削部を
前進させながら上記回転カッター板により掘削部よりも
大径のトンネルを掘削する工程と、所定長さのトンネル
掘削後、掘削部を上記推進部側に後退させる工程と、掘
削部の後退後に上記カッター板の背面側から該カッター
板の背面外周壁部に設けている径方向の開口部を通じて
掘削壁面にコンクリートを吹付けてコンクリート覆工層
を形成すると共に掘削部を前進させる工程と、この工程
後に掘削部を既に硬化したコンクリート覆工層に支持さ
せる一方、トンネル周壁面からの推進部の支持を解いて
該推進部を掘削部側に引き寄せる工程とを繰り返し行う
ことを特徴とするトンネル築造方法。
2. The excavating section is moved forward with a propulsion section, which is connected to the excavating section having a rotary cutter plate provided at a front end thereof so as to be extendable and contractible in the tunnel length direction, supported on the peripheral wall surface of the tunnel. A step of excavating a tunnel having a larger diameter than the excavated portion by the rotary cutter plate, a step of retreating the excavated portion to the propulsion portion side after excavating a tunnel of a predetermined length, and A step of spraying concrete on the excavation wall surface from the rear side through a radial opening provided on the rear outer peripheral wall of the cutter plate to form a concrete lining layer and advance the excavation section; The step of unsupporting the propulsion section from the peripheral wall surface of the tunnel and pulling the propulsion section toward the excavation section while repeating the step of supporting the How to build a tunnel.
【請求項3】 前端に回転カッター板を配設してなる掘
削部に対してトンネル長さ方向に伸縮自在に連結してい
る推進部をトンネル周壁面に支持させた状態で掘削部を
前進させながら上記回転カッター板により掘削部よりも
大径のトンネルを掘削する工程と、所定長さのトンネル
掘削後、掘削部を上記推進部側に後退させる工程と、掘
削部の後退後に上記カッター板の背面側から該カッター
板の背面外周壁部に設けている径方向の開口部を通じて
掘削壁面にコンクリートを吹付けてコンクリート覆工層
を形成する工程と、上記カッター板を回転させながら掘
削部を前進させて上記開口部の後端側に突設している整
形カッターにより該コンクリト覆工層の肉厚部を切削し
て上記掘削部が通過可能な内径のコンクリート覆工層に
整形する工程と、この工程後に掘削部を既に硬化したコ
ンクリート覆工層に支持させる一方、トンネル周壁面か
らの推進部の支持を解いて該推進部を掘削部側に引き寄
せる工程とを繰り返し行うことを特徴とするトンネル築
造方法。
3. The excavating section is moved forward with a propulsion section, which is connected to the excavating section having a rotary cutter plate provided at the front end so as to be extendable and contractible in the tunnel length direction, supported on the peripheral wall surface of the tunnel. A step of excavating a tunnel having a larger diameter than the excavated portion by the rotary cutter plate, a step of retreating the excavated portion to the propulsion portion side after excavating a tunnel of a predetermined length, and A step of spraying concrete on the excavation wall surface from the back side through a radial opening provided in a rear outer peripheral wall portion of the cutter plate to form a concrete lining layer, and advancing the excavation portion while rotating the cutter plate Cutting the thick portion of the concrete lining layer with a shaping cutter protruding from the rear end side of the opening to shape the concrete lining layer having an inside diameter through which the excavated portion can pass, This A step of releasing the support of the propulsion section from the peripheral wall surface of the tunnel and pulling the propulsion section toward the excavation section while repeating the step of supporting the excavation section on the already hardened concrete lining layer after the step. Construction method.
【請求項4】 コンクリートの吹付けは、岩質に応じて
掘削壁面の必要個所のみ行うことを特徴とする請求項
1、請求項2、又は請求項3に記載のトンネル築造方
法。
Blowing wherein concrete tunnel construction method according to claim 1, claim 2, or claim 3, characterized in that only the necessary places of the excavation walls in response to lithology.
【請求項5】 掘削すべきトンネルの径方向に伸縮自在
なフロントグリッパを備えた掘削部と、該掘削部の後方
にスラストジャッキを介してトンネル長さ方向に伸縮自
在に連結され且つトンネル径方向に伸縮自在なリアグリ
ッパを備えた推進部と、上記掘削部の開口前方に、開口
部を介して掘削部に回転自在に支持され且つトンネル進
行方向の掘削刃とトンネル径方向の掘削刃とを備えたカ
ッター板と、上記掘削部内に配設された上記カッター板
の回転駆動手段と掘削ずりの搬出手段とを備えてなるト
ンネル掘削機であって、上記開口部内にその先端をトン
ネル周壁面に臨ませたコンクリート吹付けノズルを周方
向に旋回動自在に配設していると共に上記開口部の後方
側に、カッター板と一体に回動して上記吹付けノズルに
より掘削壁面に吹付けられたコンクリート覆工層を切削
する整形カッターを取付けていることを特徴とするトン
ネル掘削機。
5. A digging section having a front gripper radially extendable and retractable in a tunnel to be digged, and a tunnel radially connected to the rear of the digging section via a thrust jack so as to be extendable and contractible in a tunnel length direction. A propulsion unit having a rear gripper which is extendable and retractable in front of the excavation unit, and an excavation blade rotatably supported by the excavation unit via the opening and extending in a tunnel traveling direction and a tunnel radial direction excavation blade. A cutter plate, and a cutter plate rotating drive means and a cutting waste carry-out means provided in the excavation part, the tip of which faces the tunnel peripheral wall surface in the opening. The concrete spray nozzle is arranged so as to be pivotable in the circumferential direction and the rear of the above opening
To the spray nozzle
Cutting concrete lining layer sprayed on excavation wall
A tunnel excavator characterized by mounting a shaping cutter .
【請求項6】 上記整形カッターはカッター板の外周壁
部から掘削壁面に向かう突出長を調整可能に構成してい
ることを特徴とする請求項記載のトンネル掘削機。
6. The tunnel excavator according to claim 5, wherein the shaping cutter is configured such that a protruding length from an outer peripheral wall portion of the cutter plate toward the excavation wall surface can be adjusted.
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