JP3263753B2 - トンネルボーリングマシン - Google Patents
トンネルボーリングマシンInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グリッパで反力を
とりながら掘進する型のトンネルボーリングマシンに関
する。
とりながら掘進する型のトンネルボーリングマシンに関
する。
【０００２】
【従来の技術】この種のトンネルボーリングマシンとし
ては、カッターヘッドの後方に延長配置されたメインビ
ームに複数個のグリッパを所要の配置において露呈装置
したオープン型のものと、カッターヘッドの後方に土留
め用のシールド（外殻）を配置し、そのシールドに所要
の配置において開設した窓孔に、グリッパを出入自在に
装置したシールド型のものがある。
ては、カッターヘッドの後方に延長配置されたメインビ
ームに複数個のグリッパを所要の配置において露呈装置
したオープン型のものと、カッターヘッドの後方に土留
め用のシールド（外殻）を配置し、そのシールドに所要
の配置において開設した窓孔に、グリッパを出入自在に
装置したシールド型のものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】グリッパをトンネルの
坑壁面に当接して掘進反力をとり、掘進用のスラストジ
ャッキに所要の掘進力を発生させるには、その掘進力と
同じ掘進反力を必要とする。グリッパは、掘削を完了し
た坑壁面すなわち側壁地山に対し、油圧シリンダにより
押し付けられ、両者間に発生する摩擦力を上記掘進反力
としているものである。しかし、不良地山では、グリッ
パが地山に食い込み十分な掘進反力を確保できないため
に、カッターヘッドのカッター切込み深さを減少させ
る、掘進速度を低下させる、掘進不能になる等の問題が
ある。
坑壁面に当接して掘進反力をとり、掘進用のスラストジ
ャッキに所要の掘進力を発生させるには、その掘進力と
同じ掘進反力を必要とする。グリッパは、掘削を完了し
た坑壁面すなわち側壁地山に対し、油圧シリンダにより
押し付けられ、両者間に発生する摩擦力を上記掘進反力
としているものである。しかし、不良地山では、グリッ
パが地山に食い込み十分な掘進反力を確保できないため
に、カッターヘッドのカッター切込み深さを減少させ
る、掘進速度を低下させる、掘進不能になる等の問題が
ある。
【０００４】このような場合、シールド型のものは、後
方にセグメントを組み立てて反力をとり、オープン型の
ものでは、グリッパと地山間に木材，コンクリート等の
詰物をするとかの対策を講じている。しかし、セグメン
トは高価であるとともにあらかじめ準備を必要とし、ま
た、木材，コンクリート等の詰物は、作業効率が悪いう
えに、効果が少なく不安定であって掘進速度を極端に低
下させる。
方にセグメントを組み立てて反力をとり、オープン型の
ものでは、グリッパと地山間に木材，コンクリート等の
詰物をするとかの対策を講じている。しかし、セグメン
トは高価であるとともにあらかじめ準備を必要とし、ま
た、木材，コンクリート等の詰物は、作業効率が悪いう
えに、効果が少なく不安定であって掘進速度を極端に低
下させる。
【０００５】これをさらに具体的にみると次のとおりで
ある。通常摩擦力Ｆは、摩擦面に垂直な方向の押付け力
Ｎと、その摩擦するたがいの面の性質によって決定され
る摩擦係数μの積により求められる。 すなわち、Ｆ＝μ・Ｎである。 今、φ３．５ｍのトンネルボーリングマシン施工実績か
ら良好な地山での掘進力を約２１０ｔ、その摩擦係数を
０．３（金属（グリッパ）面と岩石の摩擦係数は約０．
３〜０．４である）として、グリッパの押付け力を算出
すると、 ２１０÷０．３＝７００ で、必要な押付け力は７００ｔとなる。
ある。通常摩擦力Ｆは、摩擦面に垂直な方向の押付け力
Ｎと、その摩擦するたがいの面の性質によって決定され
る摩擦係数μの積により求められる。 すなわち、Ｆ＝μ・Ｎである。 今、φ３．５ｍのトンネルボーリングマシン施工実績か
ら良好な地山での掘進力を約２１０ｔ、その摩擦係数を
０．３（金属（グリッパ）面と岩石の摩擦係数は約０．
３〜０．４である）として、グリッパの押付け力を算出
すると、 ２１０÷０．３＝７００ で、必要な押付け力は７００ｔとなる。
【０００６】これより、グリッパ単位面積当りの押付け
力を計算するに、面積１．３２ｍ２（幅１．２ｍ，長さ
１．１ｍ）のグリッパの単位面積当りの押付け力は、 ７００ｔ÷１．３ｍ２ ＝５３０．３ｔ／ｍ２ ＝５３．０７ｋｇｆ／ｃｍ２ すなわち、約５３ｋｇｆ／ｃｍ２ の荷重となる。良好
な地山（岩盤）の圧縮強度は７００ｋｇｆ／ｃｍ２ で
あるから、問題なく所望の反力を確保できる。
力を計算するに、面積１．３２ｍ２（幅１．２ｍ，長さ
１．１ｍ）のグリッパの単位面積当りの押付け力は、 ７００ｔ÷１．３ｍ２ ＝５３０．３ｔ／ｍ２ ＝５３．０７ｋｇｆ／ｃｍ２ すなわち、約５３ｋｇｆ／ｃｍ２ の荷重となる。良好
な地山（岩盤）の圧縮強度は７００ｋｇｆ／ｃｍ２ で
あるから、問題なく所望の反力を確保できる。
【０００７】これを、圧縮強度３０ｋｇｆ／ｃｍ２ 以
下の不良地山についてみると、次のようになる。上記の
φ３．５ｍのトンネルボーリングマシン施工実績から、
不良地山での推進力は約１５０ｔとされているが、金属
（グリッパ）面と岩石の摩擦係数を０．３として、グリ
ッパの押付け力を算出すると、 １５０÷０．３＝５００ で、必要な押付け力は５００ｔとなる。
下の不良地山についてみると、次のようになる。上記の
φ３．５ｍのトンネルボーリングマシン施工実績から、
不良地山での推進力は約１５０ｔとされているが、金属
（グリッパ）面と岩石の摩擦係数を０．３として、グリ
ッパの押付け力を算出すると、 １５０÷０．３＝５００ で、必要な押付け力は５００ｔとなる。
【０００８】これより、上記と同じ面積１．３２ｍ２
のグリッパの単位面積当りの押付け力は ５００ｔ÷１．３ｍ２ ＝３７８．８ｔ／ｍ２ ＝３７．８８ｋｇｆ／ｃｍ２ すなわち、約３８ｋｇｆ／ｃｍ２ の荷重となる。この
押付け力（荷重）は、不良地山の圧縮強度３０ｋｇｆ／
ｃｍ２ を超えていて不良地山の破壊を招き、グリッパ
は食い込み、所望の反力の確保はできない。
のグリッパの単位面積当りの押付け力は ５００ｔ÷１．３ｍ２ ＝３７８．８ｔ／ｍ２ ＝３７．８８ｋｇｆ／ｃｍ２ すなわち、約３８ｋｇｆ／ｃｍ２ の荷重となる。この
押付け力（荷重）は、不良地山の圧縮強度３０ｋｇｆ／
ｃｍ２ を超えていて不良地山の破壊を招き、グリッパ
は食い込み、所望の反力の確保はできない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、反力杆
をトンネルの坑壁面から地山に打設し、該反力杆を掘進
方向と反対の方向に押すことにより、掘進力を地山に伝
えて反力とし、不良地山においても所望の掘進力を得ら
れるようにしようとするものである。
をトンネルの坑壁面から地山に打設し、該反力杆を掘進
方向と反対の方向に押すことにより、掘進力を地山に伝
えて反力とし、不良地山においても所望の掘進力を得ら
れるようにしようとするものである。
【００１０】この場合、地山に伝わる掘進力は、反力杆
の掘進方向投影面積に当たる断面積に作用することにな
り、その結果、この断面積に圧縮応力が発生し地山を圧
密する。したがって、地山のもっている許容圧縮応力
（圧縮強度）以内であれば反力に打ち勝って、当該トン
ネルボーリングマシンに所定の掘進を可能にする。
の掘進方向投影面積に当たる断面積に作用することにな
り、その結果、この断面積に圧縮応力が発生し地山を圧
密する。したがって、地山のもっている許容圧縮応力
（圧縮強度）以内であれば反力に打ち勝って、当該トン
ネルボーリングマシンに所定の掘進を可能にする。
【００１１】このことは、 掘進反力＜反力杆地山投影断面積×地山圧縮強度×反力杆数 の関係が成り立てばよいことを意味する。例として、φ
３．５ｍのトンネルボーリングマシンにおいて、前記の
ように、圧縮強度３０ｋｇｆ／ｃｍ２ の不良地山の掘
進力Ｐを１５０ｔ、反力杆仕様をφ０．４ｍ、打込みス
トロークを０．４ｍとすると、反力杆による掘進方向支
持力Ｐ′は Ｐ′＝反力杆地山許容剪断力×地山圧縮強度×反力杆数 ＝４０ｃｍ×４０ｃｍ×３０ｋｇｆ／ｃｍ２ ×４本 ＝１９２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ ＝１９２ｔ ∴ Ｐ＜Ｐ′ となり、掘進が可能となる。
３．５ｍのトンネルボーリングマシンにおいて、前記の
ように、圧縮強度３０ｋｇｆ／ｃｍ２ の不良地山の掘
進力Ｐを１５０ｔ、反力杆仕様をφ０．４ｍ、打込みス
トロークを０．４ｍとすると、反力杆による掘進方向支
持力Ｐ′は Ｐ′＝反力杆地山許容剪断力×地山圧縮強度×反力杆数 ＝４０ｃｍ×４０ｃｍ×３０ｋｇｆ／ｃｍ２ ×４本 ＝１９２０００ｋｇｆ／ｃｍ２ ＝１９２ｔ ∴ Ｐ＜Ｐ′ となり、掘進が可能となる。
【００１２】請求項１に記載の本発明トンネルボーリン
グマシンは、 （１）トンネルの坑壁面から地山に打設することによっ
て掘進反力を得られるようにした反力杆ｅ，ｅ′を、待
機位置と打設位置との間に摺動自在にして、グリッパ
ｄ，ｄ′の内側に取り付けた収納ガイド筒２，２′に内
装し、かつ、該収納ガイド筒２，２′には、反力杆ｅ，
ｅ′をその待機位置または打設位置に固定する固定ピン
４，４′等の固定手段を備え、かつ 、 （２）上記反力杆ｅ，ｅ′をトンネルの坑壁面から地山
に打設する反力杆打設装置ｆを、カッターヘッドを支承
するマウントの後方に延長されたメインビームａに跨架
したスライダーｂに設置した基台５に乗載設置したター
ンテーブル６に、フィード用油圧モーターまたはシリン
ダを内装したガイドシェル７を乗載するとともに、その
ガイドシェル７に上記フィード用油圧モーターまたはシ
リンダにより走行する走行体８を装架し、かつ、この走
行体８に回転用油圧モーター９を取り付けて構成したこ
とを特徴とする。
グマシンは、 （１）トンネルの坑壁面から地山に打設することによっ
て掘進反力を得られるようにした反力杆ｅ，ｅ′を、待
機位置と打設位置との間に摺動自在にして、グリッパ
ｄ，ｄ′の内側に取り付けた収納ガイド筒２，２′に内
装し、かつ、該収納ガイド筒２，２′には、反力杆ｅ，
ｅ′をその待機位置または打設位置に固定する固定ピン
４，４′等の固定手段を備え、かつ 、 （２）上記反力杆ｅ，ｅ′をトンネルの坑壁面から地山
に打設する反力杆打設装置ｆを、カッターヘッドを支承
するマウントの後方に延長されたメインビームａに跨架
したスライダーｂに設置した基台５に乗載設置したター
ンテーブル６に、フィード用油圧モーターまたはシリン
ダを内装したガイドシェル７を乗載するとともに、その
ガイドシェル７に上記フィード用油圧モーターまたはシ
リンダにより走行する走行体８を装架し、かつ、この走
行体８に回転用油圧モーター９を取り付けて構成したこ
とを特徴とする。
【００１３】請求項４に記載の本発明トンネルボーリン
グマシンは、 （１）トンネルの坑壁面から地山に打設することによっ
て掘進反力を得られるようにした反力杆ｋ，ｋ′を、待
機位置と打設位置との間に摺動自在にして、シールドｉ
の窓孔１８，１８′にグリッパジャッキ１９，１９′に
より支持したグリッパｊ，ｊ′の内側に取り付けた収納
ガイド筒２０，２０′に内装し、かつ、該収納ガイド筒
２０，２０′には、反力杆ｋ，ｋ′をその待機位置また
は打設位置に固定する固定ピン２２，２２′等の固定手
段を備え、 （２）反力杆ｋ，ｋ′をトンネルの坑壁面から地山に打
設するようにしてなる反力杆打設装置ｍを、カッターヘ
ッドの後方に延長するシールドｉの底部に設置したター
ンテーブル２３上に設置したことを特徴とする。上記各
発明に、所要の反力杆引抜き装置ｈを備えると、上記反
力杆ｅ，ｅ′、ｋ，ｋ′の引抜きに便利であることは明
らかである 。
グマシンは、 （１）トンネルの坑壁面から地山に打設することによっ
て掘進反力を得られるようにした反力杆ｋ，ｋ′を、待
機位置と打設位置との間に摺動自在にして、シールドｉ
の窓孔１８，１８′にグリッパジャッキ１９，１９′に
より支持したグリッパｊ，ｊ′の内側に取り付けた収納
ガイド筒２０，２０′に内装し、かつ、該収納ガイド筒
２０，２０′には、反力杆ｋ，ｋ′をその待機位置また
は打設位置に固定する固定ピン２２，２２′等の固定手
段を備え、 （２）反力杆ｋ，ｋ′をトンネルの坑壁面から地山に打
設するようにしてなる反力杆打設装置ｍを、カッターヘ
ッドの後方に延長するシールドｉの底部に設置したター
ンテーブル２３上に設置したことを特徴とする。上記各
発明に、所要の反力杆引抜き装置ｈを備えると、上記反
力杆ｅ，ｅ′、ｋ，ｋ′の引抜きに便利であることは明
らかである 。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１〜３により、本発明の第１実
施例について説明する。この第１実施例は、オープン型
トンネルボーリングマシンに係り、ａは、カッターヘッ
ドを支承するマウント（図示していない）の後方に延長
されたメインビーム、ｂはそのメインビームａに前後動
自在に跨架したスライダー、ｃ，ｃ′はこのスライダー
ｂと上記マウントの間に架設した掘進用のスラストジャ
ッキ、ｄ，ｄ′は、スライダーｂの左右両側に複数本の
反力用のグリッパジャッキ１により支持したグリッパで
ある。
施例について説明する。この第１実施例は、オープン型
トンネルボーリングマシンに係り、ａは、カッターヘッ
ドを支承するマウント（図示していない）の後方に延長
されたメインビーム、ｂはそのメインビームａに前後動
自在に跨架したスライダー、ｃ，ｃ′はこのスライダー
ｂと上記マウントの間に架設した掘進用のスラストジャ
ッキ、ｄ，ｄ′は、スライダーｂの左右両側に複数本の
反力用のグリッパジャッキ１により支持したグリッパで
ある。
【００１５】ｅ，ｅ′は、グリッパｄ，ｄ′に装架した
反力杆で、その反力杆ｅ，ｅ′の各々は掘進方向に所要
の間隔をおいて、例えば２本、計４本装架される。ま
た、各反力杆ｅ，ｅ′は、グリッパｄ，ｄ′の内側に取
り付けた収納ガイド筒２，２′に摺動自在に内装され、
先端をグリッパｄ，ｄ′の窓孔３，３′の内側に位置さ
せるとともに基端を収納ガイド筒２，２′の内端から突
出させている待機位置（図１右の反力杆ｅ′）と、先端
をグリッパｄ，ｄ′の窓孔３，３′を通じて外方に突出
させるとともに基端を収納ガイド筒２，２′の内端の内
方に位置させている打設位置（図１左および図２左右の
反力杆ｅ，ｅ′）とをとることができるようにしてあ
る。
反力杆で、その反力杆ｅ，ｅ′の各々は掘進方向に所要
の間隔をおいて、例えば２本、計４本装架される。ま
た、各反力杆ｅ，ｅ′は、グリッパｄ，ｄ′の内側に取
り付けた収納ガイド筒２，２′に摺動自在に内装され、
先端をグリッパｄ，ｄ′の窓孔３，３′の内側に位置さ
せるとともに基端を収納ガイド筒２，２′の内端から突
出させている待機位置（図１右の反力杆ｅ′）と、先端
をグリッパｄ，ｄ′の窓孔３，３′を通じて外方に突出
させるとともに基端を収納ガイド筒２，２′の内端の内
方に位置させている打設位置（図１左および図２左右の
反力杆ｅ，ｅ′）とをとることができるようにしてあ
る。
【００１６】４，４′は、上記待機位置または打設位置
の反力杆ｅ，ｅ′をその位置に固定するための固定ピン
で、収納ガイド筒２，２′の外部から抜脱自在に反力杆
ｅ，ｅ′に係入させることができる。
の反力杆ｅ，ｅ′をその位置に固定するための固定ピン
で、収納ガイド筒２，２′の外部から抜脱自在に反力杆
ｅ，ｅ′に係入させることができる。
【００１７】ｆはスライダーｂ上に設置した反力杆打設
装置である。この反力杆打設装置ｆは、スライダーｂに
設置した基台５上のターンテーブル６に、フィード用油
圧モーターまたはシリンダ（図示しいない）を内装した
ガイドシェル７を乗載するとともに、このガイドシェル
７に上記フィード用油圧モーターまたはシリンダにより
走行する走行体８を装架し、かつ、この走行体８に回転
用油圧モーター９を取り付けてなる。
装置である。この反力杆打設装置ｆは、スライダーｂに
設置した基台５上のターンテーブル６に、フィード用油
圧モーターまたはシリンダ（図示しいない）を内装した
ガイドシェル７を乗載するとともに、このガイドシェル
７に上記フィード用油圧モーターまたはシリンダにより
走行する走行体８を装架し、かつ、この走行体８に回転
用油圧モーター９を取り付けてなる。
【００１８】反力杆ｅ，ｅ′を地山ｇに打設するには、
グリッパｄ，ｄ′をトンネルの坑壁面に当接させた状態
において、ターンターブル６を回転して反力杆打設装置
ｆを、当該反力杆ｅまたはｅ′に対向位置させ、それら
の基端に突設してある接続ボルト１０または１０′と上
記回転用油圧モーター９の出力軸１１とをカプリング１
２で連結し、その後、上記フィード用油圧モーターまた
はシリンダ（図示しいない）と回転用油圧モーター９を
同時運転する。
グリッパｄ，ｄ′をトンネルの坑壁面に当接させた状態
において、ターンターブル６を回転して反力杆打設装置
ｆを、当該反力杆ｅまたはｅ′に対向位置させ、それら
の基端に突設してある接続ボルト１０または１０′と上
記回転用油圧モーター９の出力軸１１とをカプリング１
２で連結し、その後、上記フィード用油圧モーターまた
はシリンダ（図示しいない）と回転用油圧モーター９を
同時運転する。
【００１９】本オープン型トンネルボーリングマシンに
よる掘進は、上記のようにして、反力杆ｅ，ｅ′を地山
ｇに打設し、その打設位置を上記固定ピン４，４′によ
って固定した後、掘進用の前記スラストジャッキｃ，
ｃ′により行われるもので、地山ｇが不良でグリッパ
ｄ，ｄ′によっては所定の反力を得られない場合であっ
ても、上記反力杆ｅ，ｅ′により、所望の反力を得て掘
進できる。
よる掘進は、上記のようにして、反力杆ｅ，ｅ′を地山
ｇに打設し、その打設位置を上記固定ピン４，４′によ
って固定した後、掘進用の前記スラストジャッキｃ，
ｃ′により行われるもので、地山ｇが不良でグリッパ
ｄ，ｄ′によっては所定の反力を得られない場合であっ
ても、上記反力杆ｅ，ｅ′により、所望の反力を得て掘
進できる。
【００２０】図３のｈは反力杆引抜き装置を示し、それ
は、収納ガイド筒２，２′の各々の外側面に取り付けた
左右一対の引抜き用油圧シリンダ１３と、その左右一対
の引抜き用油圧シリンダ１３間に跨架する引抜き連繋板
１４とからなり、地山ｇに打設の反力杆ｅ，ｅ′を次の
ようにして引き抜くのに使用する。
は、収納ガイド筒２，２′の各々の外側面に取り付けた
左右一対の引抜き用油圧シリンダ１３と、その左右一対
の引抜き用油圧シリンダ１３間に跨架する引抜き連繋板
１４とからなり、地山ｇに打設の反力杆ｅ，ｅ′を次の
ようにして引き抜くのに使用する。
【００２１】引抜き連繋板１４の中央嵌合孔を、地山ｇ
に打設されたすなわち打設位置にある反力杆ｅ，ｅ′の
収納ガイド筒２，２′の内端から突出している接続ボル
ト１０または１０′に嵌合し、ねじ１５で固定する。ま
た、引抜き連繋板１４の両端部の嵌合孔を、上記左右一
対の引抜き用油圧シリンダ１３のピストンロッド１６に
嵌合し、ねじ１７で固定する。その後、両引抜き用シリ
ンダ１３を伸長動作させてすなわちピストンロッド１６
を伸長させる。これによって、反力杆ｅ，ｅ′を地山ｇ
から前記待機位置に引き抜くことができ（図３）、その
待機位置に前記固定ピン４または４′により固定する。
に打設されたすなわち打設位置にある反力杆ｅ，ｅ′の
収納ガイド筒２，２′の内端から突出している接続ボル
ト１０または１０′に嵌合し、ねじ１５で固定する。ま
た、引抜き連繋板１４の両端部の嵌合孔を、上記左右一
対の引抜き用油圧シリンダ１３のピストンロッド１６に
嵌合し、ねじ１７で固定する。その後、両引抜き用シリ
ンダ１３を伸長動作させてすなわちピストンロッド１６
を伸長させる。これによって、反力杆ｅ，ｅ′を地山ｇ
から前記待機位置に引き抜くことができ（図３）、その
待機位置に前記固定ピン４または４′により固定する。
【００２２】次に、図４〜６により、本発明の第２実施
例について説明する。この第２実施例は、シールド型ト
ンネルボーリングマシンに係り、ｉはそのシールド、
ｊ，ｊ′は、シールドｉの左右の窓孔１８，１８′に出
入自在に装架したグリッパで、これらグリッパｊ，ｊ′
は、グリッパジャッキ１９，１９′によって窓孔１８，
１８′を通じてトンネルの坑壁面に対し進出したり後退
したりする。
例について説明する。この第２実施例は、シールド型ト
ンネルボーリングマシンに係り、ｉはそのシールド、
ｊ，ｊ′は、シールドｉの左右の窓孔１８，１８′に出
入自在に装架したグリッパで、これらグリッパｊ，ｊ′
は、グリッパジャッキ１９，１９′によって窓孔１８，
１８′を通じてトンネルの坑壁面に対し進出したり後退
したりする。
【００２３】ｋ，ｋ′は、グリッパｊ，ｊ′に装架した
反力杆で、図示のように上下に２本ずつ計８本装架され
る。反力杆ｋ，ｋ′は、グリッパｊ，ｊ′の内側に取り
付けた収納ガイド筒２０，２０′に摺動自在に内装さ
れ、先端をグリッパｊ，ｊ′の窓孔２１，２１′の内側
に位置させ、かつ、基端を収納ガイド筒２０，２０′の
内端から突出させている待機位置（図４左上および右上
下の反力杆ｋ，ｋ′）と、先端をグリッパｊ，ｊ′の窓
孔２１，２１′を通じて外方に突出させ、かつ、基端を
収納ガイド筒２０，２０′の内端の内方に位置させてい
る打設位置（図４左下および図５左右上下の反力杆ｋ，
ｋ′）とを、とることができるようにしてある。
反力杆で、図示のように上下に２本ずつ計８本装架され
る。反力杆ｋ，ｋ′は、グリッパｊ，ｊ′の内側に取り
付けた収納ガイド筒２０，２０′に摺動自在に内装さ
れ、先端をグリッパｊ，ｊ′の窓孔２１，２１′の内側
に位置させ、かつ、基端を収納ガイド筒２０，２０′の
内端から突出させている待機位置（図４左上および右上
下の反力杆ｋ，ｋ′）と、先端をグリッパｊ，ｊ′の窓
孔２１，２１′を通じて外方に突出させ、かつ、基端を
収納ガイド筒２０，２０′の内端の内方に位置させてい
る打設位置（図４左下および図５左右上下の反力杆ｋ，
ｋ′）とを、とることができるようにしてある。
【００２４】２２，２２′は、上記待機位置または打設
位置の反力杆ｋ，ｋ′をその位置に固定するための固定
ピンで、収納ガイド筒２０，２０′の外部から抜脱自在
に反力杆ｋ，ｋ′に係入させることができる。
位置の反力杆ｋ，ｋ′をその位置に固定するための固定
ピンで、収納ガイド筒２０，２０′の外部から抜脱自在
に反力杆ｋ，ｋ′に係入させることができる。
【００２５】ｍは、シールドｉの底部に設置したターン
テーブル２３上に設置した反力杆打設装置である。この
反力杆打設装置ｍの構成は次のとおりである。上記ター
ンテーブル２３に基端を軸支した伸縮式支持ブーム２４
を、２本のブーム起伏シリンダ２５で起伏自在に支持
し、その伸縮式支持ブーム２４の伸縮ロッド２４′の先
端に回転機構２６を固着している。２７は回転機構２６
の中心回転軸に対し、それと一体に水平回動するように
して取り付けた回動枠、２８は回動枠２７上に起伏自在
に軸支乗載した基台、２９は回動枠２７と基台２８との
間に架設したガイドシェル起伏シリンダである。
テーブル２３上に設置した反力杆打設装置である。この
反力杆打設装置ｍの構成は次のとおりである。上記ター
ンテーブル２３に基端を軸支した伸縮式支持ブーム２４
を、２本のブーム起伏シリンダ２５で起伏自在に支持
し、その伸縮式支持ブーム２４の伸縮ロッド２４′の先
端に回転機構２６を固着している。２７は回転機構２６
の中心回転軸に対し、それと一体に水平回動するように
して取り付けた回動枠、２８は回動枠２７上に起伏自在
に軸支乗載した基台、２９は回動枠２７と基台２８との
間に架設したガイドシェル起伏シリンダである。
【００２６】３０は基台２８上に、フィード用油圧モー
ターまたはシリンダ（図示しいない）を内装して乗載設
置したガイドシェルで、このガイドシェル３０に上記フ
ィード用油圧モーターまたはシリンダにより走行する走
行体３１を装架し、かつ、この走行体３１に回転用油圧
モーター３２を取り付けてなる。
ターまたはシリンダ（図示しいない）を内装して乗載設
置したガイドシェルで、このガイドシェル３０に上記フ
ィード用油圧モーターまたはシリンダにより走行する走
行体３１を装架し、かつ、この走行体３１に回転用油圧
モーター３２を取り付けてなる。
【００２７】反力杆ｋ，ｋ′を地山ｇに打設するには、
グリッパｊ，ｊ′をトンネルの坑壁面に当接させた状態
において、ターンターブル２３および回転機構２６を回
転するとともにガイドシェル起伏シリンダ２９を適宜操
作し、反力杆打設装置ｍを、当該反力杆ｋまたはｋ′に
対向位置させ、それらの基端に突設してある接続ボルト
３３または３３′と上記回転用油圧モーター３２の出力
軸３４とをカプリング３５で連結し、その後、上記フィ
ード用油圧モーターまたはシリンダ（図示してない）と
回転用油圧モーター３２を同時運転する。
グリッパｊ，ｊ′をトンネルの坑壁面に当接させた状態
において、ターンターブル２３および回転機構２６を回
転するとともにガイドシェル起伏シリンダ２９を適宜操
作し、反力杆打設装置ｍを、当該反力杆ｋまたはｋ′に
対向位置させ、それらの基端に突設してある接続ボルト
３３または３３′と上記回転用油圧モーター３２の出力
軸３４とをカプリング３５で連結し、その後、上記フィ
ード用油圧モーターまたはシリンダ（図示してない）と
回転用油圧モーター３２を同時運転する。
【００２８】本シールド型トンネルボーリングマシンに
よる掘進は、上記のようにして、反力杆ｋ，ｋ′を地山
ｇに打設し、その打設位置を上記固定ピン２２，２２′
により固定した後、掘進用のスラストジャッキ（図示し
ていない）により行われるもので、地山ｇが不良でグリ
ッパｊ，ｊ′によっては所定の反力を得られない場合で
あっても、上記反力杆ｋ，ｋ′により、所望の反力を得
て掘進できる。
よる掘進は、上記のようにして、反力杆ｋ，ｋ′を地山
ｇに打設し、その打設位置を上記固定ピン２２，２２′
により固定した後、掘進用のスラストジャッキ（図示し
ていない）により行われるもので、地山ｇが不良でグリ
ッパｊ，ｊ′によっては所定の反力を得られない場合で
あっても、上記反力杆ｋ，ｋ′により、所望の反力を得
て掘進できる。
【００２９】上記のようにして地山ｇに打設した反力杆
ｋ，ｋ′の引抜きは、前記した第１実施例の反力杆引抜
き装置ｈと同様の構成、すなわち収納ガイド筒２０，２
０′の各々の外側面に取り付けた左右一対の引抜き用油
圧シリンダ３６と、その左右一対の引抜き用油圧シリン
ダ３６間に跨架する引抜き連繋板３７とからなる装置に
より、次のようにして行う。
ｋ，ｋ′の引抜きは、前記した第１実施例の反力杆引抜
き装置ｈと同様の構成、すなわち収納ガイド筒２０，２
０′の各々の外側面に取り付けた左右一対の引抜き用油
圧シリンダ３６と、その左右一対の引抜き用油圧シリン
ダ３６間に跨架する引抜き連繋板３７とからなる装置に
より、次のようにして行う。
【００３０】引抜き連繋板３７の中央嵌合孔３７′を、
地山ｇに打設されたすなわち打設位置にある反力杆ｋ，
ｋ′の収納ガイド筒２０，２０′の内端から突出してい
る接続ボルト３３または３３′に嵌合し、ねじ３８で固
定する。また、引抜き連繋板３７の両端部の嵌合孔３
７″を、上記左右一対の引抜き用油圧シリンダ３６のピ
ストンロッド３６′に嵌合し、ねじ３９で固定する。そ
の後、両引抜き用シリンダ３６を伸長動作させてすなわ
ちピストンロッド３６′を伸長させる。これによって、
反力杆ｋ，ｋ′を地山ｇから前記待機位置に引き抜くこ
とができ（図４左上および右上下の反力杆ｋ，ｋ′）、
その待機位置に前記固定ピン２２または２２′により固
定する。
地山ｇに打設されたすなわち打設位置にある反力杆ｋ，
ｋ′の収納ガイド筒２０，２０′の内端から突出してい
る接続ボルト３３または３３′に嵌合し、ねじ３８で固
定する。また、引抜き連繋板３７の両端部の嵌合孔３
７″を、上記左右一対の引抜き用油圧シリンダ３６のピ
ストンロッド３６′に嵌合し、ねじ３９で固定する。そ
の後、両引抜き用シリンダ３６を伸長動作させてすなわ
ちピストンロッド３６′を伸長させる。これによって、
反力杆ｋ，ｋ′を地山ｇから前記待機位置に引き抜くこ
とができ（図４左上および右上下の反力杆ｋ，ｋ′）、
その待機位置に前記固定ピン２２または２２′により固
定する。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明トンネルボーリングマシンによれば、反力杆をト
ンネルの坑壁面から地山に打設し、該反力杆を掘進方向
と反対の方向に押すことにより、掘進力を地山に伝えて
反力とし、不良地山においても所望の掘進力を得られ、
換言すると、地山に伝わる掘進力は、反力杆の掘進方向
投影面積に当たる断面積に作用することになり、その結
果、この断面積に圧縮応力が発生し地山を圧密し、した
がって、地山のもっている許容圧縮応力（圧縮強度）以
内であれば反力に打ち勝って所定の掘進を可能にするも
ので、グリッパが地山に食い込んでしまい十分な掘進反
力を確保できないような不良地山であっても、掘進速度
を低下させることなく所期の掘進を可能にするものであ
り、かつ、次の効果を奏する。
本発明トンネルボーリングマシンによれば、反力杆をト
ンネルの坑壁面から地山に打設し、該反力杆を掘進方向
と反対の方向に押すことにより、掘進力を地山に伝えて
反力とし、不良地山においても所望の掘進力を得られ、
換言すると、地山に伝わる掘進力は、反力杆の掘進方向
投影面積に当たる断面積に作用することになり、その結
果、この断面積に圧縮応力が発生し地山を圧密し、した
がって、地山のもっている許容圧縮応力（圧縮強度）以
内であれば反力に打ち勝って所定の掘進を可能にするも
ので、グリッパが地山に食い込んでしまい十分な掘進反
力を確保できないような不良地山であっても、掘進速度
を低下させることなく所期の掘進を可能にするものであ
り、かつ、次の効果を奏する。
【００３２】反力杆を打設する反力杆打設装置が、カ
ッターヘッドを支承するマウントの後方に延長されたメ
インビームに跨架したスライダーに設置した基台に乗載
設置したターンテーブルに、フィード用油圧モーターま
たはシリンダを内装したガイドシェルを乗載するととも
に、そのガイドシェルに上記フィード用油圧モーターま
たはシリンダにより走行する走行体を装架し、かつ、こ
の走行体に回転用油圧モーターを取り付けて構成され、
あるいはまた、カッターヘッドの後方に延長するシー
ルドの底部に設置したターンテーブル上に、さらに具体
的には、伸縮式支持ブームを起伏自在に支持し、その伸
縮式支持ブームの伸縮ロッドの先端に回転機構を固着
し、その回転機構の中心回転軸に対し、それと一体に水
平回動する回動枠を取り付け、その回動枠上に、フィー
ド用油圧モーターまたはシリンダを 内装したガイドシェ
ルを起伏自在に支持し、このガイドシェルに上記フィー
ド用油圧モーターまたはシリンダにより走行する走行体
を装架し、かつ、この走行体に回転用油圧モーターを取
り付けることにより、比較的簡易に構成され、したがっ
て、トンネルの坑壁面から地山に対する反力杆の打設
を、簡単な操作で容易に、しかも、確実に行うことがで
き、該反力杆を掘進方向と反対の方向に押すことによ
り、その掘進力を地山に伝えて反力とし、不良地山であ
っても所期の掘進力を得ることができる。
ッターヘッドを支承するマウントの後方に延長されたメ
インビームに跨架したスライダーに設置した基台に乗載
設置したターンテーブルに、フィード用油圧モーターま
たはシリンダを内装したガイドシェルを乗載するととも
に、そのガイドシェルに上記フィード用油圧モーターま
たはシリンダにより走行する走行体を装架し、かつ、こ
の走行体に回転用油圧モーターを取り付けて構成され、
あるいはまた、カッターヘッドの後方に延長するシー
ルドの底部に設置したターンテーブル上に、さらに具体
的には、伸縮式支持ブームを起伏自在に支持し、その伸
縮式支持ブームの伸縮ロッドの先端に回転機構を固着
し、その回転機構の中心回転軸に対し、それと一体に水
平回動する回動枠を取り付け、その回動枠上に、フィー
ド用油圧モーターまたはシリンダを 内装したガイドシェ
ルを起伏自在に支持し、このガイドシェルに上記フィー
ド用油圧モーターまたはシリンダにより走行する走行体
を装架し、かつ、この走行体に回転用油圧モーターを取
り付けることにより、比較的簡易に構成され、したがっ
て、トンネルの坑壁面から地山に対する反力杆の打設
を、簡単な操作で容易に、しかも、確実に行うことがで
き、該反力杆を掘進方向と反対の方向に押すことによ
り、その掘進力を地山に伝えて反力とし、不良地山であ
っても所期の掘進力を得ることができる。
【００３３】反力杆引抜き装置を備えると、打設反力杆
の引き抜き作業を容易にするとともに、その作業効率を
向上すること明白である。
の引き抜き作業を容易にするとともに、その作業効率を
向上すること明白である。
【図１】本発明をオープン型トンネルボーリングマシン
に適用した第１実施例の概略正面図で、一方の反力杆を
打設しつつあり、他方の反力杆を待機位置にしている状
態を示す。
に適用した第１実施例の概略正面図で、一方の反力杆を
打設しつつあり、他方の反力杆を待機位置にしている状
態を示す。
【図２】同上の概略正面図で、一方の反力杆の打設を終
え、他方の反力杆を打設している状態を示す。
え、他方の反力杆を打設している状態を示す。
【図３】反力杆引抜き装置の斜視図である。
【図４】本発明をシールド型トンネルボーリングマシン
に適用した第２実施例の概略正面図で、１本の反力杆を
打設しつつあり、他の３本の反力杆を待機位置にしてい
る状態を示す。
に適用した第２実施例の概略正面図で、１本の反力杆を
打設しつつあり、他の３本の反力杆を待機位置にしてい
る状態を示す。
【図５】同上の概略正面図で、３本の反力杆の打設を終
え、残り１本の反力杆の打設をしている状態を示す。
え、残り１本の反力杆の打設をしている状態を示す。
【図６】同上の反力杆打設装置と同引抜き装置の斜視図
である。
である。
ｅ，ｅ′，ｋ，ｋ′ 反力杆 ｄ，ｄ′，ｊ，ｊ′ グリッパ ２，２′，２０，２０′ 収納ガイド筒 ４，４′，２２，２２′ 固定ピン ｆ，ｍ 反力杆打設装置 ｈ 反力杆引抜き装置 ５ 基台 ６，２３ ターンテーブル ７，３０ ガイドシェル ８，３１ 走行体 ９，３２ 回転用油圧モーター ２４ 伸縮式支持ブーム ２４′ 伸縮ロッド ２６ 回転機構 ２７ 回動枠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼口 栄助 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−83796（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−135378（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−293194（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−61193（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 9/10 E21D 9/06 302
Claims (7)
- 【請求項１】トンネルの坑壁面から地山に打設すること
によって掘進反力を得られるようにした反力杆を、待機
位置と打設位置との間に摺動自在にして、グリッパの内
側に取り付けた収納ガイド筒に内装し、かつ、該収納ガ
イド筒には、反力杆をその待機位置または打設位置に固
定する固定ピン等の固定手段を備え、 上記反力杆をトンネルの坑壁面から地山に打設する反力
杆打設装置を、カッターヘッドを支承するマウントの後
方に延長されたメインビームに跨架したスライダーに設
置した基台に乗載設置したターンテーブルに、フィード
用油圧モーターまたはシリンダを内装したガイドシェル
を乗載するとともに、そのガイドシェルに上記フィード
用油圧モーターまたはシリンダにより走行する走行体を
装架し、かつ、この走行体に回転用油圧モーターを取り
付けて構成したことを特徴とするトンネルボーリングマ
シン 。 - 【請求項２】反力杆引抜き装置を備えてなることを特徴
とする請求項１記載のトンネルボーリングマシン。 - 【請求項３】反力杆引抜き装置が、収納ガイド筒の各々
の外側面に取り付けた左右一対の引抜き用油圧シリンダ
と、その左右一対の引抜き用油圧シリンダ間に跨架する
引抜き連繋板とからなり、その引抜き連繋板の中央嵌合
孔を、地山に打設されたすなわち打設位置にある反力杆
の内端の接続ボルトに嵌合するとともに、該引抜き連繋
板の両端部の嵌合孔を、上記左右一対の引抜き用油圧シ
リンダのピストンロッドに嵌合固定し、両引抜き用シリ
ンダを伸長動作伸長させることによって、反力杆を地山
から待機位置に引き抜くことができるようにしてなるこ
とを特徴とする請求項２記載のトンネルボーリングマシ
ン。 - 【請求項４】トンネルの坑壁面から地山に打設すること
によって掘進反力を得られるように した反力杆を、待機
位置と打設位置との間に摺動自在にして、シールドの窓
孔にグリッパジャッキにより支持したグリッパの内側に
取り付けた収納ガイド筒に内装し、かつ、該収納ガイド
筒には、反力杆をその待機位置または打設位置に固定す
る固定ピン等の固定手段を備え、 反力杆をトンネルの坑壁面から地山に打設するようにし
てなる反力杆打設装置を、カッターヘッドの後方に延長
するシールドの底部に設置したターンテーブル上に設置
してなることを特徴とするトンネルボーリングマシン。 - 【請求項５】反力杆打設装置が、カッターヘッドの後方
に延長するシールドの底部に設置したターンテーブルに
伸縮式支持ブームを起伏自在に支持し、その伸縮式支持
ブームの伸縮ロッドの先端に回転機構を固着し、その回
転機構の中心回転軸に対し、それと一体に水平回動する
回動枠を取り付け、その回動枠上に、フィード用油圧モ
ーターまたはシリンダを内装したガイドシェルを起伏自
在に支持し、このガイドシェルに上記フィード用油圧モ
ーターまたはシリンダにより走行する走行体を装架し、
かつ、この走行体に回転用油圧モーターを取り付けてな
ることを特徴とする請求項４記載のトンネルボーリング
マシン。 - 【請求項６】反力杆引抜き装置を備えてなることを特徴
とする請求項４または５記載のトンネルボーリングマシ
ン。 - 【請求項７】反力杆引抜き装置が、収納ガイド筒の各々
の外側面に取り付けた左右一対の引抜き用油圧シリンダ
と、その左右一対の引抜き用油圧シリンダ間に跨架する
引抜き連繋板とからなり、その引抜き連繋板の中央嵌合
孔を、地山に打設されたすなわち打設位置にある反力杆
の内端の接続ボルトに嵌合するとともに、該引抜き連繋
板の両端部の嵌合孔を、上記左右一対の引抜き用油圧シ
リンダのピストンロッドに嵌合固定し、両引抜き用シリ
ンダを伸長動作伸長させることによって、反力杆を地山
から待機位置に引き抜くことができるようにしてなるこ
とを特徴とする請求項６記載のトンネルボーリングマシ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24737896A JP3263753B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | トンネルボーリングマシン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24737896A JP3263753B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | トンネルボーリングマシン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1088975A JPH1088975A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3263753B2 true JP3263753B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=17162543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24737896A Expired - Fee Related JP3263753B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | トンネルボーリングマシン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3263753B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105545882B (zh) * | 2016-01-15 | 2017-11-24 | 浙江大学 | 一种掘进机刀盘电液混合同步均载驱动系统 |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP24737896A patent/JP3263753B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1088975A (ja) | 1998-04-07 |
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