JP3524779B2 - トンネル掘削機 - Google Patents
トンネル掘削機Info
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Description
地下鉄道などに使用するトンネルを掘削形成するトンネ
ル掘削機に関するものである。
機本体の前部にカッタヘッドが回転自在に装着されると
共に、この掘削機本体の後部にシールドジャッキ及びセ
グメントエレクタが装着されて構成されている。従っ
て、このカッタヘッドを駆動モータによって旋回させな
がら、シールドジャッキによって掘削機本体を前進させ
ることで、前方の地盤を掘削してトンネルを掘削形成
し、セグメントエレクタによってこの掘削形成されたト
ンネルの内壁面にセグメントを組付けてトンネルを構築
することができる。
例えば、地下を通る自動車用高速道路に利用されるもの
がある。この自動車用高速道路は分岐路や出口のために
途中で車線が増加したり、減少したりしている。そのた
め、このような自動車用高速道路に使用するトンネルを
掘削する場合、トンネル掘削断面形状を掘削途中で幅方
向に広くしたり、狭くしたりする必要がある。
中で幅方向に変更する、所謂、拡幅式のシールド掘削機
としては、従来から例えば、特開平7−279579号
公報に記載されたものがある。この公報に記載されたシ
ールド掘削機は、シールド本体を固定部と一対の移動部
によって構成すると共に、移動部を前胴部と後胴部によ
って構成し、固定部と前胴部及び後胴部との間に移動ジ
ャッキを架設し、また、固定部の前端部に余掘り用カッ
タを有するカッタヘッドが駆動回転可能に装着されてい
る。従って、固定部及び移動部の後胴部に装着されたシ
ールドジャッキを伸縮することでシールド本体を前進
し、このとき、駆動回転するカッタヘッドによって前方
の地盤を掘削してトンネルを形成する。この場合、移動
ジャッキの収縮状態では移動部が固定部側に位置してお
り、カッタヘッドによって通常断面のトンネルを掘削す
る一方、移動ジャッキの伸長状態では移動部が固定部か
ら離間しており、カッタヘッドによって拡幅断面のトン
ネルを掘削することができる。
機では、シールド本体の後端部に周方向に沿って無端の
テールシールが設けられており、このテールシールが既
設セグメントの外周面に圧接することで、シールド本体
内部への浸水を阻止している。しかし、上述した従来の
シールド掘削機にあっては、シールド本体が固定部と移
動部によって構成され、移動ジャッキを伸縮することで
固定部に対して移動部が移動して拡幅可能となっている
ため、シールド本体の後部に周方向に沿って無端のテー
ルシールを設けることはできない。そこで、固定側とな
る中央のフレームの後端と移動側となる両側方のフレー
ムの後端とにテールシールを前後にずらしてそれぞれ設
け、中央フレームのテールシールと側方フレームのテー
ルシールとを拡幅時に移動する範囲だけ重ね合わせてシ
ールすることで、シールドフレーム内部への浸水を阻止
するようにしたものが、例えば、特開平6−14677
7号公報に記載されている。
に、中央フレームと側方フレームの後端にそれぞれテー
ルシールを前後にずらして設け、所定の範囲だけ重ね合
わせてシールするようにすると、中央フレームと側方フ
レームとの全長が異なり、中央フレームの後端部よりも
側方フレームの後端部が後方に延出され、中央フレーム
の後方であって左右の側方フレームの後端部の間に空間
部が形成されてしまう。そのため、トンネル掘削作業中
に、上方からの地盤の崩落などによってこの空間部に土
砂が侵入すると、側方フレームが中央フレーム側に移動
するトンネル縮幅時に、空間部に入り込んだ土砂が邪魔
となって側方フレームが移動することができなくなって
しまう虞がある。
であって、掘削機本体の後方空間部への土砂などの侵入
を阻止することで主掘削機本体に対する副掘削機本体の
移動を適正に行い、拡幅及び縮幅トンネル掘削作業の作
業性の向上を図ったトンネル掘削機を提供することを目
的とする。
めの請求項1の発明のトンネル掘削機は、主掘削機本体
と、該主掘削機本体の前端部に装着されて前方の地盤を
掘削する主カッタ機構と、前記主掘削機本体の掘進方向
側方に配設されて該主掘削機本体と共に筒形状をなす副
掘削機本体と、該副掘削機本体の前端部に装着されて前
記主カッタ機構と共に前方の地盤を掘削する副カッタ機
構と、前記副掘削機本体を前記主掘削機本体に対して掘
進方向側方に移動可能に支持する副掘削機本体支持機構
と、前記主掘削機本体及び前記副掘削機本体を前進させ
る推進機構と、前記主掘削機本体の後端部に対して前記
副掘削機本体の後端部が掘進方向後方に延出されること
で形成された該主掘削機本体の後方空間部を被覆するよ
うに設けられたカバーとを具えたことを特徴とするもの
である。
は、前記主掘削機本体の側部と嵌合する前記副掘削機本
体の側部には前記主掘削機本体側への前記副掘削機本体
の側方移動時に該主掘削機本体の上方あるいは下方への
侵入物を除去するテーパ部が長手方向全域に亙って設け
られたことを特徴としている。
は、前記副掘削機本体は前記主掘削機本体の掘進方向両
側方に配設され、前記カバーが該各副掘削機本体の対向
する両側後端部にそれぞれ設けられ、重合していること
を特徴としている。
施の形態を詳細に説明する。
掘削機としてのシールド掘削機の一部切欠平面視、図2
に本実施形態のシールド掘削機の正面視、図3に図1の
III−III断面、図4に図1のIV−IV断面、図5に図1の
V−V断面、図6にテールシールを省略したシールド掘
削機の後面視、図7にカバーの取付状態を表す詳細、図
8に本実施形態のシールド掘削機の斜視、図9に本実施
形態のシールド掘削機による拡幅トンネル掘削時の作用
を表す概略、図10に本実施形態のシールド掘削機によ
る縮幅トンネル掘削時の作用を表す概略、図11に通常
トンネルの掘削断面、図12に拡幅トンネルの掘削断面
を示す。
に示すように、箱型をなす主掘削機本体11と、この主
掘削機本体11の前端部に装着されて前方の地盤を掘削
する主カッタ機構12と、主掘削機本体11の掘進方向
側方に配設されてコ字形状をなす副掘削機本体13,1
4と、この副掘削機本体13,14の前端部に装着され
て前方の地盤を掘削する副カッタ機構15,16と、主
掘削機本体11に対して左右の副掘削機本体13,14
をそれぞれ独立に側方移動可能で、且つ、側方旋回可能
とする副掘削機本体支持機構としての支持部17,18
及び拡幅ジャッキ19,20と、主掘削機本体11及び
副掘削機本体13,14を前進させる推進機構として各
掘削機本体11,12,13の後部に装着されたシール
ドジャッキ21,22,23とから構成されている。
おいて、図1乃至図6に示すように、主掘削機本体11
は上下が弧状をなす矩形筒形状部11aの両側に上下一
対の水平部11b,11cが一体に形成されてなり、こ
の主掘削機本体11の前部には掘削土砂や泥水等のずり
の内部浸入を防止するバルクヘッド31が形成されてい
る。この主掘削機本体11の前端部にはバルクヘッド3
1を貫通するように上下一対の回転軸32が配設され、
軸受33によって回転自在に支持されている。そして、
この各回転軸32の先端部に主カッタ機構12を構成す
る主カッタヘッド34がそれぞれ固定されている。この
主カッタヘッド34は2本のスポーク34aが交差して
端部が連結部34bによって連結されてなり、スポーク
34aの前面には多数のカッタビット35が取付けられ
ると共に、移動ジャッキ36によって伸縮可能なコピー
カッタ37が装着されている。また、各回転軸32の後
端部にはリングギヤ38がそれぞれ固定されており、主
掘削機本体11に設けられた複数の駆動モータ(油圧モ
ータまたは電気モータ)39の駆動ギヤ40がこのリン
グギヤ37に噛み合っている。従って、駆動モータ39
を駆動すると、駆動ギヤ40の駆動力がリングギヤ38
を介して回転軸32に伝達され、この回転軸32と一体
の主カッタヘッド34を回転駆動することができる。
れ一側部が主掘削機本体11の水平部11b,11cに
嵌合することで、この主掘削機本体11と共に筒形状を
なしており、この副掘削機本体13,14の前部には主
掘削機本体11のバルクヘッド31に係合するバルクヘ
ッド41,42が形成されている。この各副掘削機本体
13,14の前端部にはバルクヘッド41,42を貫通
するようにそれぞれ回転軸43,44が配設され、軸受
45,46によって回転自在に支持されている。そし
て、この回転軸43,44の先端部に副カッタ機構1
5,16を構成する副カッタヘッド47,48が固定さ
れている。この副カッタヘッド47,48は2本のスポ
ーク47a,48aが交差して端部が連結リング47
b,48bによって連結されてなり、スポーク47a,
48aの前面には多数のカッタビット49,50が取付
けられると共に、移動ジャッキ51,52によって伸縮
可能なコピーカッタ53,54が装着されている。ま
た、各回転軸43,44の後端部にはリングギヤ55,
56がそれぞれ固定されており、副掘削機本体13,1
4に設けられた複数の駆動モータ57,58の駆動ギヤ
59,60がこのリングギヤ55,56に噛み合ってい
る。
外側に位置して副カッタ機構15,16を構成する上下
一対のコーナーカッタ61,62がそれぞれ回転軸6
3,64によって回転自在に支持されており、各副掘削
機本体13,14に設けられた駆動モータ65,66に
よって回転駆動可能となっている。このコーナーカッタ
61,62はスポーク61a,62aを有しており、こ
のスポーク61a,62aの前面には多数のカッタビッ
ト67,68が取付けられると共に、移動ジャッキ6
9,70によって伸縮可能な余掘カッタ71,72が装
着されている。なお、左右の副掘削機本体13,14に
おける各コーナーカッタ61,62の装着位置が相違す
るが、これは後述する枠状トンネルTa ,Tb の隅部を
適正の掘削するためである。即ち、図3に示すように、
一方の副掘削機本体13の側部にスペーサ13aを介し
てコーナーカッタ59の支持部分13bを形成している
が、左右同様の構成にしてもよい。
と、駆動ギヤ59,60の駆動力がリングギヤ55,5
6を介して回転軸43,44に伝達され、この回転軸4
3,44と一体の副カッタヘッド47,48を回転駆動
することができる。また、各駆動モータ65,66を駆
動すると、回転軸63,64と共にコーナーカッタ6
1,62を回転駆動するすることができる。
削機本体13,14との間にはそれぞれ支持部17,1
8が介在し、主掘削機本体11に対してこの副掘削機本
体13,14が接近離間するように水平移動自在で、且
つ、垂直軸回りに水平旋回自在に支持されている。即
ち、主掘削機本体11の左右の水平部11bには支持軸
73a,73b,74a,74bがそれぞれ前後に固定
されている。一方、副掘削機本体13,14には幅方向
に沿って長孔75a,75b,76a,76bが形成さ
れ、各支持軸73a,73b,74a,74bが長孔7
5a,75b,76a,76bに移動自在に嵌合してい
る。この場合、前側に位置する各支持軸73a,74a
と長孔75a,76aとはほとんど隙間のない嵌合状態
であるが、後側に位置する各支持軸73b,74bと長
孔75b,76bとは隙間Sをもった遊嵌状態となって
いる。
13,14との間にはそれぞれ各5本の拡幅ジャッキ1
9,20が架設されており、この主掘削機本体11及び
各副掘削機本体13,14における拡幅ジャッキ19,
20の各端部は玉軸受により上下左右に揺動自在に連結
されている。
することで、主掘削機本体11に対して両側の各副掘削
機本体13,14を側方に移動させることができる。そ
して、このとき、各拡幅ジャッキ19,20の前後の伸
縮量を同じにすると、支持軸73a,73b,74a,
74bが長孔75a,75b,76a,76b内を移動
し、各副掘削機本体13,14は主掘削機本体11に対
してその角度姿勢を維持したままで側方に平行移動する
こととなる。また、拡幅ジャッキ19,20の前後の伸
縮量を変えると、支持軸73a,73b,74a,74
bが長孔75a,75b,76a,76b内を移動しな
がら隙間Sの範囲内で回動し、各副掘削機本体13,1
4は主掘削機本体11に対してその角度を変化させるよ
うに側方に旋回することとなる。
11に対して両側の副掘削機本体13,14を外方へ水
平旋回し、副カッタ機構15,16を外方に向けて前進
することで、トンネルの掘削幅を拡大させたり、図10
に示すように、両側の副掘削機本体13,14を内方へ
水平旋回し、副カッタ機構15,16を内方に向けて前
進することで、トンネルの掘削幅を縮小することができ
る。
バルクヘッド31,41,42との間にはチャンバ77
が形成され、各副掘削機本体13,14の前部にはスク
リューコンベヤ78,79が装着され、前端部がこのチ
ャンバ77に位置しており、後端部は配管80に連結さ
れ、この配管80は主掘削機本体11内を通って後方に
延設されている。なお、拡幅ジャッキ19,20を伸縮
して主掘削機本体11に対して各副掘削機本体13,1
4が水平旋回すると、バルクヘッド31と41,42の
係合関係がずれる虞があるが、この場合、例えば、バル
クヘッド31と41,42とが常時密着するように拡幅
ジャッキ19,20の伸縮量を制御したり、バルクヘッ
ド31,41,42を弾性体としたり、両者の間に別の
シール部材を設けることで、各掘削機本体11,13,
14内への掘削土砂の浸入を防止できる。
体13,14の後部には周方向に沿ってそれぞれ複数の
シールドジャッキ21,22,23が並設されており、
その後方に伸びる駆動ロッドの先端部にはそれぞれスプ
レッダ21a,22a,23aが取付けられている。従
って、このシールドジャッキ21,22,23を作動し
て掘進方向後方に駆動ロッドを伸長させると、掘削した
トンネル内周面に組み立てられた鋼殻Sにスプレッダ2
1a,22a,23aが押しつけられ、その反力により
主掘削機本体11及び副掘削機本体13,14を前進さ
せることができる。
体13,14の後部には既設トンネルの内壁面に鋼殻S
を組付けるエレクタ装置81,82,83が装備されて
いる。この各エレクタ装置81,82,83はほぼ同様
の構造となっているが、主掘削機本体11に装着された
エレクタ装置81は矩形断面トンネルの中央部の上下壁
面に鋼殻Sを組付けるものであり、各副掘削機本体1
3,14に装着されたエレクタ装置82,83は矩形断
面トンネルの両側部の上下壁面及び側壁面に鋼殻Sを組
付けるものである。
いて、各掘削機本体11,13,14には幅方向に沿っ
て水平レール84が固定され、水平移動体85が移動自
在となっており、この水平移動体85には垂直方向に沿
って垂直レール86が固定され、垂直移動体87が移動
自在となっている。そして、この垂直移動体87には旋
回体88が旋回自在に支持されており、この旋回体88
に鋼殻把持部材89が装着されている。従って、既設ト
ンネル内に搬入された鋼殻Sを鋼殻把持部材89が把持
した状態で、水平移動、垂直移動、旋回することで、把
持した鋼殻Sを所定の組付位置に移動することができ
る。
体13,14の後部内周面には既設の鋼殻Sの外周面に
密着して内部への掘削土砂等の浸入を防止するテールシ
ール91,92,93が装着されている。主掘削機本体
11のテールシール91は各副掘削機本体13,14の
テールシール92,93よりも前側に位置し、テールシ
ール91に対してテールシール92,93の端部が重な
り合うことで、各掘削機本体11,13,14と鋼殻S
との間を隙間なくシールしている。
掘削機本体13,14は、主掘削機本体11の側部と嵌
合する側の側部にテーパ部101,102が形成されて
いる。この副掘削機本体13,14の各テーパ部10
1,102は、副掘削機本体13,14が主掘削機本体
11側へ側方移動するときに、主掘削機本体11の上方
あるいは下方へ侵入した侵入物としての土砂やコンクリ
ートなどを除去するためのものであり、主掘削機本体1
1と嵌合する副掘削機本体13,14の嵌合部分全域に
わたって形成されている。また、図1及び図6に示すよ
うに、副掘削機本体13,14の後端部は主掘削機本体
11の後端部よりも掘進方向後方に延出され、各後端延
出部の対向するテーパ部101,102にカバー10
3,104が固定されている。このカバー103,10
4は、図7に詳細に示すように、板材によって形成され
て互いに密着して重合しており、主掘削機本体11に対
して各副掘削機本体13,14が側方移動するとき、こ
の重合状態を維持したまま互いに摺動可能となってい
る。
して主掘削機本体11に対して両側の各副掘削機本体1
3,14を外方へ移動させるとき、各カバー103,1
04は重合状態を維持したまま摺動するため、周辺地盤
の崩落によって主掘削機本体11の後方空間部に土砂が
侵入することはない。一方、各拡幅ジャッキ19,20
を収縮して主掘削機本体11に対して両側の各副掘削機
本体13,14を内方へ移動させるとき、同様に、各カ
バー103,104は重合状態を維持しており、主掘削
機本体11の後方空間部に土砂が侵入することはない。
また、このとき、各副掘削機本体13,14の各テーパ
部101,102が互いに接近することで、周辺地盤の
崩落によって主掘削機本体11の上方あるいは下方に侵
入した土砂を各テーパ部101,102によって排除す
ることができる。
13,14の後端部には、図示しないが、既設トンネル
の内壁面とリング状に組付けられた鋼殻Sとの間にコン
クリートを打設する打設ノズルが設けられており、トン
ネル掘削機10の掘進による鋼殻Sの組み立てに伴って
この打設ノズルからコンクリートを吐出している。そし
て、既設トンネルの内壁面と既設の鋼殻Sとの間の隙間
にコンクリートを充填固化することで、このコンクリー
トによりリング状の鋼殻Sを固定する。
削機による矩形断面トンネルの掘削作業について説明す
る。
10を用いて、図11及び図12に示すように、正方形
に近い枠状のトンネルTを掘削形成し、その後、内部の
土砂を排出することで、この内部を自動車用高速道路の
ためのトンネルとして使用する。このトンネルTは所定
距離をもった2つの立坑を連通するように掘削するもの
であり、ここでは、横長トンネル用のシールド掘削機1
0と縦長トンネル用のシールド掘削機10aの2種類の
シールド掘削機を図示しない2つの立坑間で往復移動し
て枠状のトンネルTを掘削する。この場合、掘削当初は
図11に示す正方形に近い枠状のトンネルTa を掘削す
るが、分岐路や出口路を同一工程にて掘削するために、
掘削途中でシールド掘削機を拡幅し、図12に示すよう
に、トンネル幅が拡大した矩形の枠状のトンネルTb を
連続して掘削する。
い枠状のトンネルTa を掘削する必要があることから、
前後の拡幅ジャッキ19,20を収縮して副掘削機本体
13,14を主掘削機本体11側に移動して平行状態と
し、主掘削機本体11と2つの副掘削機本体13,14
で構成する掘削機本体の幅を狭くする。
主掘削機本体11側に移動した縮幅状態で、図1に示す
ように、複数の駆動モータ39を駆動して主カッタヘッ
ド34を回転駆動し、また、複数の駆動モータ57,5
8を駆動して各副カッタヘッド47,48を回転駆動す
ると共に、駆動モータ65,66を駆動してコーナーカ
ッタ61,62を回転駆動する。そして、各カッタヘッ
ド34,47,48及びコーナーカッタ61,62を回
転しながら、複数のシールドジャッキ21,22,23
を伸長させると、主掘削機本体11及び副掘削機本体1
3,14は既設の鋼殻Sからの反力により一体となって
前進し、多数のカッタビット35,49,50,67,
68が前方の地盤を掘削することでトンネルを掘削す
る。このとき、主カッタヘッド34と副カッタヘッド4
7,48との回転角度に応じて、移動ジャッキ36,5
1,52によってコピーカッタ37,53,54を伸縮
することで、主カッタヘッド34と副カッタヘッド4
7,48との間の上下領域を掘削して矩形のトンネルと
することができる。
3が所定ストローク伸長して主掘削機本体11及び副掘
削機本体13,14が所定距離掘進して矩形トンネルを
掘削すると、シールドジャッキ21,22,23の何れ
か一つを縮み方向に作動し、スプレッダ21a,22
a,23aと既設の鋼殻Sとの間に空所を形成し、この
空所にエレクタ装置81,82,83によって新しい鋼
殻Sを装着し、隣接する既設の鋼殻Sと連結固定する。
この作動の繰り返しによって縮幅WS の矩形トンネルT
1 を掘削形成する。
距離掘削し、分岐路や出口路のためにトンネル幅を拡大
した拡幅の矩形トンネルを掘削する位置までくると、図
9に示すように、前側の拡幅ジャッキ19,20を伸長
することで、主掘削機本体11に対する各副掘削機本体
13,14の外方旋回を開始する。この場合、拡幅トン
ネルの掘削開始位置の手前から、コーナーカッタ61,
62の回転角度に応じて移動ジャッキ69,70によっ
て余掘カッタ71,72を伸縮し、各カッタヘッド3
4,47,48、コーナーカッタ61,62、コピーカ
ッタ37,53,54による主掘削機本体11及び副掘
削機本体13,14の前方地盤掘削と共に、余掘カッタ
71,72によって副掘削機本体13,14の外側方の
地盤の掘削を行う。そして、余掘カッタ71,72によ
って形成された余掘空間部を利用し、主掘削機本体11
に対して副掘削機本体13,14を外方旋回させる。
は、当初、小さい旋回角度で行い、前側の拡幅ジャッキ
19,20を徐々に伸長することで副掘削機本体13,
14の旋回角度を徐々に大きくしていく。そして、この
主掘削機本体11及び副掘削機本体13,14の掘進動
作に伴い、各エレクタ装置81,82,83は既設トン
ネルの内壁面に鋼殻Sを組み付けていき、既設トンネル
の内壁面と組み付けた鋼殻Sとの間の隙間にコンクリー
トを充填して固化することで、このコンクリートにより
リング状の鋼殻Sを固定する。
機本体13,14が外方移動しながら掘進することで、
一定角度で幅の拡大したトンネルを掘削していき、この
副掘削機本体13,14が所定の拡幅位置まで地盤を掘
削すると、前側の拡幅ジャッキ19,20を収縮し、主
掘削機本体11に対して副掘削機本体13,14を内方
旋回し、主掘削機本体11と副掘削機本体13,14と
を平行な状態とする。そして、この状態で、移動ジャッ
キ69,70による余掘カッタ71,72の伸縮動作を
停止し、各カッタヘッド34,47,48、コーナーカ
ッタ61,62、コピーカッタ37,53,54によ
り、主掘削機本体11及び副掘削機本体13,14の前
方の地盤を掘削し、幅WL に拡幅した矩形トンネルを連
続して掘削することができる。
離掘削すると、図10に示すように、前側の拡幅ジャッ
キ19,20を収縮して副掘削機本体13,14を主掘
削機本体11に対して内方に旋回させ、各カッタヘッド
34,47,48、コーナーカッタ61,62、コピー
カッタ37,53,54により、主掘削機本体11及び
副掘削機本体13,14の前方の地盤を掘削していく。
そして、主掘削機本体11及び副掘削機本体13,14
が所定距離掘進すると、拡幅ジャッキ19,20を伸縮
して副掘削機本体13,14を主掘削機本体11と平行
とした後、幅W S に縮幅した矩形トンネルを掘削する。
らの地盤の崩落などにより主掘削機本体11の上方に土
砂が堆積したり、主掘削機本体11の後方における副掘
削機本体13,14の間の空間部に土砂が侵入して鋼殻
S上に堆積することがある。ところが、本実施形態のシ
ールド掘削機10では、図6に示すように、主掘削機本
体11に対する副掘削機本体13,14の縮幅時に、各
テーパ部101,102が互いに接近するため、このテ
ーパ部101,102が主掘削機本体11の上部に堆積
した土砂を排除する。また、副掘削機本体13,14の
後端部には各カバー103,104が重合状態を維持し
たまま摺動可能となっており、周辺地盤の崩落によって
主掘削機本体11の後方空間部に土砂が侵入することは
ない。このように主掘削機本体11に対する副掘削機本
体13,14の側方移動時には、カバー103,104
により主掘削機本体11の後方空間部への土砂の侵入が
阻止され、縮幅移動時には、テーパ部101,102が
邪魔な土砂を排除することとなり、土砂が主掘削機本体
11に対する副掘削機本体13,14の内方移動を邪魔
することはなく、副掘削機本体13,14は適正に移動
して計画どおりに縮幅した矩形トンネルを掘削すること
ができる。
体13,14の後方空間部にはコンクリートが打設さ
れ、既設トンネルの内壁面に対して鋼殻Sが固定され
る。
機10を2つの立坑間で往復移動することで、図11に
示すように、まず、幅WS を有する矩形トンネルT1 を
水平に隣接して3本形成し、続いて、同様にして別のシ
ールド掘削機10aにより、この隣接する矩形トンネル
T1 の両側に矩形トンネルT2 を垂直に隣接してそれぞ
れ3本形成する。そして、再び、シールド掘削機10に
より、左右の矩形トンネルT2 の上部に水平に隣接する
矩形トンネルT1 を水平に隣接して3本形成する。この
場合、前述したように、シールド掘削機10によって掘
削する矩形トンネルT1 は、図12に示すように、途中
で幅WL に拡幅した矩形トンネルT3 となっている。そ
して、図11及び図12に示すように、多数の矩形トン
ネルT1,T2 ,T3 を枠状に掘削形成し、互いに隣接
する各トンネルT1 ,T2 ,T3同志をコンクリート等
によって連結して枠状のトンネルTa ,Tb とを形成
し、内部の土砂を排出することでここを自動車用高速道
路のためのトンネルとして使用することができる。な
お、各トンネルT1 ,T2 ,T3 の内部は電気ケーブル
や通信ケーブルなどを配設する共同溝として使用した
り、コンクリートを充填して強度部材として使用するこ
ともできる。
13,14の後端部の各側面にカバー103,104を
固定したが、副掘削機本体13,14に移動に追従する
ように主掘削機本体11に設けてもよい。
支持機構として、支持部18,19及び拡幅ジャッキ1
9,20としたが、その代わりに、主掘削機本体11と
副掘削機本体13,14との間に架設された複数の拡幅
ジャッキからなるパラレルリンク機構を用いてもよい。
このパラレルリンク機構は、例えば、2本の拡幅ジャッ
キをトラス状に複数組配設してなるものであり、具体的
には主掘削機本体11と各副掘削機本体13,14との
間にそれぞれ複数組のパラレルリンク機構を配設する必
要がある。
形トンネルを掘削するときに、副掘削機本体13,14
を主掘削機本体11に対して旋回すると共に、移動ジャ
ッキ69,70によって余掘カッタ71,72を伸縮
し、この余掘カッタ71,72により副掘削機本体1
3,14の外側方の地盤を掘削したが、副掘削機本体1
3,14が外方に旋回すると副カッタヘッド47,48
及びコーナーカッタ61,62が外方を向くため、余掘
カッタ71,72を用いなくともトンネルの側方を掘削
できる。
ルTa ,Tb を2つのシールド掘削機10,10aによ
って掘削したが、これはトンネルT1 ,T3 の内部を共
同溝として使用するために掘削断面の大きなシールド掘
削機を使用したからであり、1つのシールド掘削機10
によって掘削することもできる。また、本実施形態で
は、鋼殻Sによって矩形トンネルT1 ,T2 ,T3 を形
成したが、セグメントを用いて矩形トンネルT1 ,
T2 ,T3 を形成してもよい。そして、本発明のトンネ
ル掘削機をシールド掘削機以外に、岩盤を掘削してトン
ネルを形成するトンネルボーリングマシンとして用いる
こともできる。
の左右両側に副掘削機本体13,14を配設して横方向
に拡幅可能としたが、主掘削機本体11の上下両側に副
掘削機本体13,14を配設して縦方向に拡幅可能とし
てもよく、あるいは、主掘削機本体12に対して左側だ
け、あるいは、上側だけに副掘削機本体13,14を配
設して片方だけ拡幅可能としてもよい。更に、主掘削機
本体11の外側に副掘削機本体13,14を嵌合した
が、主掘削機本体11の内側に副掘削機本体13,14
を嵌合してもよい。
ように請求項1の発明のトンネル掘削機によれば、主掘
削機本体の前端部に主カッタ機構を装着し、この主掘削
機本体の側方に副掘削機本体を配設してその前端部に副
カッタ機構を装着し、副掘削機本体支持機構により主掘
削機本体に対して副掘削機本体をそれぞれ独立して側方
移動可能で且つ側方旋回可能とすると共に、推進機構に
より主掘削機本体及び副掘削機本体を前進可能とし、主
掘削機本体の後端部に対して副掘削機本体の後端部が掘
進方向後方に延出されることで形成された主掘削機本体
の後方空間部を被覆するカバーを設けたので、このカバ
ーにより主掘削機本体の後方空間部への地盤の崩落など
による土砂の侵入が阻止され、この土砂が主掘削機本体
側への副掘削機本体の移動を阻害することはなく、副掘
削機本体を適正に移動して計画どおりに幅を変更したト
ンネルを掘削することができ、その結果、トンネル掘削
作業の作業性の向上を図ることができる。
よれば、主掘削機本体の側部と嵌合する副掘削機本体の
側部に主掘削機本体側への前記副掘削機本体の側方移動
時にこの主掘削機本体の上方あるいは下方への侵入物を
除去するテーパ部を設けたので、テーパ部によって主掘
削機本体の上方あるいは下方への侵入物を長手方向全域
にわたって除去することができ、副掘削機本体を適正に
移動して計画どおりに幅を変更したトンネルを掘削する
ことができる。
よれば、副掘削機本体を主掘削機本体の掘進方向両側方
に配設し、カバーを各副掘削機本体の対向する両側後端
部に重合して設けたので、主掘削機本体の後方であって
各副掘削機本体の後端延出部の間の空間部への土砂の侵
入を確実に阻止することができ、副掘削機本体を適正に
移動して計画どおりに幅を変更したトンネルを掘削する
ことができる。
てのシールド掘削機の一部切欠平面図である。
図である。
ル掘削時の作用を表す概略図である。
ネル掘削時の作用を表す概略図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 主掘削機本体と、該主掘削機本体の前端
部に装着されて前方の地盤を掘削する主カッタ機構と、
前記主掘削機本体の掘進方向側方に配設されて該主掘削
機本体と共に筒形状をなす副掘削機本体と、該副掘削機
本体の前端部に装着されて前記主カッタ機構と共に前方
の地盤を掘削する副カッタ機構と、前記副掘削機本体を
前記主掘削機本体に対して掘進方向側方に移動可能に支
持する副掘削機本体支持機構と、前記主掘削機本体及び
前記副掘削機本体を前進させる推進機構と、前記主掘削
機本体の後端部に対して前記副掘削機本体の後端部が掘
進方向後方に延出されることで形成された該主掘削機本
体の後方空間部を被覆するように設けられたカバーとを
具えたことを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項2】 請求項1記載のトンネル掘削機におい
て、前記主掘削機本体の側部と嵌合する前記副掘削機本
体の側部には前記主掘削機本体側への前記副掘削機本体
の側方移動時に該主掘削機本体の上方あるいは下方への
侵入物を除去するテーパ部が長手方向全域に亙って設け
られたことを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項3】 請求項1記載のトンネル掘削機におい
て、前記副掘削機本体は前記主掘削機本体の掘進方向両
側方に配設され、前記カバーが該各副掘削機本体の対向
する両側後端部にそれぞれ設けられ、重合していること
を特徴とするトンネル掘削機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29040298A JP3524779B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | トンネル掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29040298A JP3524779B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | トンネル掘削機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000120382A JP2000120382A (ja) | 2000-04-25 |
JP3524779B2 true JP3524779B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=17755555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29040298A Expired - Fee Related JP3524779B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | トンネル掘削機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3524779B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110068453A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-30 | 马鞍山灵山机械设备科技有限公司 | 一种盾构机刀具批量实验机构 |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP29040298A patent/JP3524779B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN110068453A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-30 | 马鞍山灵山机械设备科技有限公司 | 一种盾构机刀具批量实验机构 |
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JP2000120382A (ja) | 2000-04-25 |
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