JP3529758B2 - トンネルボーリングマシンおよびトンネル工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルボーリン
グマシン（ＴＢＭ）とＴＢＭを使用してトンネルを掘削
するトンネル工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オープン型ＴＢＭ（トンネルボーリング
マシン；全断面トンネル掘進機）は、カッタヘッドを回
転させながら推進ジャッキによってカッタヘッドを岩盤
に押し込み岩盤を掘削する。このとき生じるずり（排出
土）は、特開平０８−１９９９８５号公報に示されるよ
うに、カッタヘッドに設けられたスクレーパによって掻
き取られ、チャンバー内に取り込められて、カッタヘッ
ド後方のベルトコンベヤに搬送され、後方設備により坑
外に搬送される。また、オープン型ＴＢＭにはカッタヘ
ッドの後方にルーフサポートやサイドサポートが設けら
れており、地山の崩落防止機構およびＴＢＭの振動抑制
を果たし、作業場所の安全性を確保している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、断層破砕帯
等では、マサ化が進行し地山強度が不十分である場合が
ある。マサ化した断層破砕帯では、風化した花崗岩類が
軽い打撃によって砂状に崩れたりすることから、ＴＢＭ
を掘削推進させるための十分な推進反力が取れないばか
りか、土砂が崩落してＴＢＭ外周と地山との間に空洞を
形成することになる。空洞が生じると工事を中断して空
洞を充填して地山を保持しなければならないが、大幅に
地山が崩落した後では、セメント系やウレタン系などの
固化材を注入しても効果は小さく掘削を再開できるよう
になるにはかなりの時間を要する。また、この場合に、
カッタを回転させると、いつまでもずりを取り込むた
め、空洞を大きくし、さらに地山の状態を悪化させるこ
とになる。また、通常、ＴＢＭ工法においては地山の支
保はＴＢＭのルーフサポートの後部が通過した時点にお
いて行う。掘削速度は、掘削断面の大きさや地盤等によ
って異なるが、ＴＢＭのルーフサポートの後部が通過す
るまでに時間が経過し、さらに地山の不良化を進めるこ
とになる。本発明の課題は、不安定な地山においてずり
の余分な取り込みを防ぐと同時に、速やかに地山を支保
することのできるトンネルボーリングマシンおよびトン
ネル工法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、例えば、図１および図２
に示すように、複数のカッタ（ディスクカッタ）２１
と、外周部のカッタ（ゲージカッタ）２２で掘削された
掘削土を掻き集めるスクレーパ２３とを備えたカッタヘ
ッド２の後方に、このカッタヘッド２と所定間隔を隔て
てルーフサポート３が設けられたトンネルボーリングマ
シン１であって、例えば、図２および図４に示すよう
に、前記ルーフサポート３には、このルーフサポート３
の背面側３３の地山に固化材を注入する第１注入孔６と
剥離材を注入する第２注入孔７とがそれぞれ形成されて
いることを特徴とする。

【０００５】ここで、少なくとも第１注入孔はルーフサ
ポートに対して傾斜した孔が設けられるものとするとよ
い。このように孔に傾斜を設けることで、地山とルーフ
サポートとの間に空洞が生じた場合には、前記第１注入
孔から吹き付け用の配管を挿入し、前記空洞に吹き付け
を行い、掘削直後の地山を速やかに一次支保を行うこと
ができる。また、少なくとも第１注入孔をルーフサポー
トにねじ込むことなどによって取り付けることができる
ようにしておくとよい。このようにすると、前記第１注
入孔から固化材を注入して、第１注入孔が閉塞したとし
ても容易に交換することができる。

【０００６】請求項１に記載の発明によれば、前記ルー
フサポートには第１注入孔と第２注入孔とがそれぞれ形
成されているので、前記ルーフサポートを型枠として利
用し、第１注入孔から固化材をルーフサポートの背面側
の地山に注入することで、掘削面の直後で地山の支保を
行うことができる。従来であれば、掘削後にルーフサポ
ートから地山が開放された時点ではじめて支保を行うこ
とができたが、本願の発明によれば不良地山であっても
掘削面の直後、即ち外周部に設けられたカッタの直後に
おいて、速やかに地山の支保を行うことができるので、
時間の経過によって地山がさらに不良化することを防ぐ
ことができる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、例えば、図１お
よび図２に示すように、請求項１に記載のトンネルボー
リングマシン１において、前記第２注入孔７はルーフサ
ポート３の先端部３２に配置されており、前記第１注入
孔６は第２注入孔７より後方に配置されていることを特
徴とする。請求項２に記載の発明によれば、前記第２注
入孔が前記ルーフサポートの先端部に配置されており、
第１注入孔は第２注入孔よりも後方に配置されているの
で、固化材によって固化された掘削土がルーフサポート
に付着してルーフサポートを損傷するのを防ぐことがで
きる。

【０００８】請求項３に記載の発明は、例えば、図１お
よび図２に示すように、請求項１または２に記載のトン
ネルボーリングマシン１において、前記ルーフサポート
３は、カッタヘッド２の外周部２ａに設けられたゲージ
カッタ２２の直後まで移動可能に設けられていることを
特徴とする。前記スクレーパは、ゲージカッタの直後に
移動したルーフサポートに当たらないようにカッタヘッ
ドからの突出量の少ないスクレーパとすることが望まし
い。

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、前記カッ
タヘッドはスクレーパを備え、前記ルーフサポートは前
記カッタヘッドと所定間隔を隔てて設けられており、カ
ッタヘッドの外周部に設けられたゲージカッタの直後ま
で移動可能である。このため、良好な地盤を掘削中に
は、前記スクレーパによって掘削土を速やかに掻き集め
てチャンバー内に取り込み、カッタヘッドの後方に設け
られたベルトコンベヤに搬送されて、後方設備により坑
外に搬出することができ、断層破砕帯等で地山がマサ化
しているような不良地盤を掘削中には、前記ルーフサポ
ートを前記ゲージカッタ直後まで移動させて、カッタヘ
ッドとルーフサポートとの間に設けられた隙間を覆い、
余分なずりの取り込みを防いで、必要掘削径の掘削直後
のフレッシュな状態の地山をルーフサポートで押さえる
ことができ、よって、さらなる地山の不良化を防ぐこと
ができる。

【００１０】請求項４に記載の発明は、例えば、図４に
示すように、請求項３に記載のトンネルボーリングマシ
ン１において、前記ルーフサポート３の後端部３１に
は、該ルーフサポート３を後方に延長可能な延長ルーフ
サポート５が取り付けられていることを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の発明によれば、前記ルー
フサポートの後端部に前記延長ルーフサポートが取り付
けられているので、ルーフサポートをゲージカッタ直後
まで移動させても、延長ルーフサポートによって掘削面
後方で作業をしている作業員に崩落岩等が当たるのを防
ぎ、作業場所の安全性を確保することができる。また、
延長されたルーフサポートによって掘削後の地山を抑え
ることができ、地山の崩落防止機構を果たすので、不安
定な地盤であっても掘削後の断面を保つことができる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、例えば図４に示
すように、請求項１から４のいずれか一項に記載のトン
ネルボーリングマシン１によって地山を掘削するトンネ
ル工法であって、掘削中あるいは所定長掘削後に、前記
第１注入孔６からルーフサポート３の背面側３３の地山
に固化材を注入することを特徴とする。

【００１３】ここで、固化材としては、たとえば浸透性
の良い超微粒子セメントや、ウレタン系薬液であるシリ
カレジン等が考えられる。また、固化材を注入する際に
は、例えばシールド工法においてセグメントの裏込め注
入を行うときのように逆止弁を使用するとよい。

【００１４】請求項５に記載の発明によれば、前記トン
ネルボーリングマシンによって地山を掘削中に、あるい
は所定長掘削後に、不良地盤に遭遇し、地山の崩落が激
しい場合には、前記第１注入孔からルーフサポート背面
側の地山に固化材を注入することができる。したがっ
て、速やかに地山を支保することができ、地山のさらな
る不良化を防ぐことができるので、トンネル工事の進捗
に遅れを来すことがない。

【００１５】請求項６に記載の発明は、例えば図４に示
すように、請求項５に記載のトンネル工法において、地
山の掘削中に前記第２注入孔７から、剥離材を注入する
ことで、前記第１注入孔６から注入された固化材がルー
フサポート３に付着するのを防止することを特徴とす
る。

【００１６】請求項６に記載の発明によれば、前記第１
注入孔は第２注入孔より後方に形成されているので、地
山の掘削中あるいは所定長掘削後に前記第２注入孔から
剥離材を注入すると、この剥離材によって、固化材で固
化した地山がルーフサポートに付着するのを防止するこ
とができる。したがって、固化した地山とルーフサポー
トとを引き剥がすために無理な力を与えることがないの
で、ルーフサポートの損傷を防ぐことができるととも
に、安定させた地山を再度荒らすことがない。また、ル
ーフサポートにこのように固化材が付着しないので、固
化された地山をルーフサポートから剥がすために時間が
費やされることがなく、トンネル工事の進捗に影響を与
えることがない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
トンネルボーリングマシン１（以下、ＴＢＭ１）および
ＴＢＭ１を用いたトンネル工法の実施の形態を詳細に説
明する。ＴＢＭ１は、地山等の岩盤を掘削してトンネル
等を構築するために使用する掘削機であり、地山の岩盤
を掘削するカッタヘッド２とカッタヘッド２を回転させ
るための駆動機構（図示略）と、カッタヘッド２から所
定間隔を隔てて設けられたルーフサポート３およびサイ
ドサポート４と、カッタヘッド２を岩盤に押圧する力を
与える推進ジャッキ（図示略）とから概略構成されてい
る。

【００１８】前記カッタヘッド２には、図１に示すよう
に複数のディスクカッタ（カッタ）２１が掘削前面に備
えられ、カッタヘッド２の外周部２ａにはゲージカッタ
２２が備えられている。さらに、前記カッタヘッド２の
外周部２ａには、前記ディスクカッタ２１およびゲージ
カッタ２２によって掘削されたずりを掻き集めて、チャ
ンバー（図示略）に取り込むスクレーパ２３が備えられ
ている。前記ディスクカッタ２１およびゲージカッタ２
２は、カッタヘッド２の回転に伴って、岩盤に押しつけ
られながら回転する構造となっており、地山の岩質にあ
わせてカッタヘッド２からの突出量を決めることができ
るようになっている。また、ゲージカッタ２２は、カッ
タヘッド２の外周部２ａに取り付けられて、トンネル径
を決定するものである。

【００１９】前記トンネルボーリングマシン１には、上
記したように、ルーフサポート３およびサイドサポート
４が前記カッタヘッド２と所定間隔を隔てて設けられて
いる（図１および図２参照）。ルーフサポート３および
サイドサポート４はそれぞれ図１および図３に示すよう
に、円弧状の鋼板からなり、前記カッタヘッド２の外周
が描く弧とほぼ等しく設けられている。

【００２０】そして、ルーフサポート３の裏面には、図
２〜図４に示すように、ルーフサポート３から垂下した
垂下片３ａにルーフサポート３の弧に直交するようにガ
イドレール３４ａが固定されている。このガイドレール
３４ａにはスライドボックス３４ｂが、ガイドレール３
４ａに対してスライドするように設けられている。この
スライドボックス３４ｂの下端部には、図３（ｂ）に示
すように昇降用のジャッキ３５ａ、３５ｂ、３５ｃがピ
ンで回動自在に連結されている。前記ジャッキ３５ａ、
３５ｂ、３５ｃのうち、ジャッキ３５ａ、３５ｂの他の
端部はＴＢＭの胴体部１０（図２参照）にピンで回動自
在に連結されている。そして、ジャッキ３５ｃは、前記
胴体部１０に連結されて、胴体部１０に設けられたガイ
ドレール上をローラ移動できるように設けられている。
また、前記スライドボックス３４ｂの内側には前後移動
用の油圧ジャッキ３６が設けられており、この油圧ジャ
ッキ３６のピストンの前端部３６ａは、前記ルーフサポ
ート３と連結されている。

【００２１】したがって、前記ジャッキ３５ａ、３５
ｂ、３５ｃを伸縮させると、それに伴いスライドボック
ス３４ｂが上下動する。そして、前記スライドボックス
３４ｂがジャッキ３５ａ、３５ｂの伸縮に伴ってガイド
レール３４ａを移動し、ジャッキ３５ｂの他の端部が前
記胴体部１０を移動して、前記ガイドレール３４ａに連
結されたルーフサポート３を上下動させる。

【００２２】そして、前記前後移動用の油圧ジャッキ３
６を伸縮させると、この油圧ジャッキ３６は前記スライ
ドボックス３４ｂとルーフサポート３の垂下片３ａとに
連結されているので、両者を互いに離間するように、ま
たは、近接するように移動させる。前記スライドボック
ス３４ｂはＴＢＭの胴体部１０に固定されているので、
ガイドレール３４ａがスライドボックス３４ｂに対して
滑るように移動し、その結果、ルーフサポート３を前後
方向に移動させる。このように、油圧ジャッキ３６を操
作することによって、ルーフサポート３を前記ゲージカ
ッタ２２の直後まで移動させたり、元の位置に戻したり
することができるようになっている。なお、前記ルーフ
サポート３をゲージカッタ２２の直後に配置（図１参
照）させた時には、前記スクレーパ２３を前記カッタヘ
ッド２から突出しないように、スクレーパ２３のカッタ
ヘッド２の外周部２ａからの突出量を調節しておく。

【００２３】図１および図４に示すように、ルーフサポ
ート３の後端部３１には複数のスリット３７が設けられ
ており、前記トンネルボーリングマシン１が掘削面の方
向を修正する時に、この後端部３１に設けられたスリッ
ト３７によってルーフサポート３が弾性変形することが
でき、方向の修正が行いやすくなっている。このスリッ
ト３７が設けられたルーフサポート３の後端部３１に
は、ルーフサポート３を後方に延長することが可能な延
長ルーフサポート５を取り付けることができるようにな
っている（図４参照）。

【００２４】図４に示すように、前記延長ルーフサポー
ト５は、互いに隣接する前記スリット３７によって形成
される幅と同幅を有する長尺な鋼板からなり、ルーフサ
ポート３の後端部３１の裏側からボルト５１によって連
結することができるようになっているものである。ボル
ト５１によって連結された延長ルーフサイドサポート４
とルーフサポート３は、ルーフサポート３の背面側３３
において面一になるように取り付けられている（図５参
照）。また、ルーフサポート３の後端部３１には上述し
たようにスリット３７が設けられているので、前記延長
ルーフサポート５を取り付けた場合には、円弧状に形成
された鋼材５２を前記スリット３７の長手方向に対して
直交するように取り付けることで、前記ルーフサポート
３の後端部３１を補強することができるようになってい
る。

【００２５】また、図２及び図４に示すように、前記ル
ーフサポート３およびサイドサポート４には、このルー
フサポート３の背面側３３の地山に固化材を注入する複
数の第１注入孔６と剥離材を注入する複数の第２注入孔
７とがそれぞれ形成されている。前記第２注入孔７は、
前記ルーフサポート３およびサイドサポート４の先端部
４１に弧に沿って１列に配置されている。前記第１注入
孔６は、この第２注入孔７の後方に弧に沿って２列に配
置されている。また、これらの第１注入孔６および第２
注入孔７は、図２に示すように、前記ルーフサポート３
およびサイドサポート４に対して傾斜しており、ねじ込
むことによって取り付けられている。トンネル掘削中に
前記第１注入孔６や第２注入孔７が閉塞した場合には、
坑内で容易に取り外して新規の第１注入孔６および第２
注入孔７に交換することができるようになっている。

【００２６】上記の構成を持つトンネルボーリングマシ
ン１によって地山を掘削するには、以下の手順に従う。
まず、駆動機構（図示略）によってカッタヘッド２を回
転させながら推進ジャッキ（図示略）によってカッタヘ
ッド２を岩盤に押し込み岩盤を掘削する。このとき、前
記カッタヘッド２の外周部２ａに設けられたゲージカッ
タ２２によって掘削されるトンネル径が決まる。

【００２７】そして、掘削されたずり（掘削土）は、カ
ッタヘッド２の外周部２ａに取り付けられたスクレーパ
２３によって掻き集められてチャンバー（図示略）内に
取り込まれ、カッタヘッド２後方に設けられたベルトコ
ンベヤ（図示略）に搬送され、ずり運搬用トロッコなど
の後方設備（図示略）によりトンネル坑外に搬送され
る。このとき、前記ルーフサポート３およびサイドサポ
ート４は、ずりを効率よくチャンバー内に取り込むため
に、図１および図２に示すように、カッタヘッド２から
所定間隔を隔てた位置に配置されている。そして、推進
ジャッキの最大押出量（１．５ｍ強程度）に近づくと、
カッタヘッド２の回転を停止して、後続部を前進させ
て、新たに推進ジャッキによってカッタヘッド２を岩盤
に押し込み岩盤を掘削していく。

【００２８】ここで、カッタヘッド２の掘削面が断層破
砕帯で地盤がマサ化しているような地盤の不良な箇所に
突入した際には、まず、前記カッタヘッド２の外周部２
ａに取り付けられたスクレーパ２３のカッタヘッド２か
らの突出量を減少させる。そして、前記ルーフサポート
３およびサイドサポート４をカッタヘッド２の外周部２
ａに設けられたゲージカッタ２２の直後まで前方に移動
させる（図２参照）。次に、図４に示すように、ルーフ
サポート３の後端部３１の裏面に補強用のアーチリブを
取り付けて、延長ルーフサポート５を前記ルーフサポー
ト３の後端部３１に裏面からボルト５１によって連結
し、前記ルーフサポート３を後方に延長する。

【００２９】そして、前記第２注入孔７から剥離材を注
入し、前記第１注入孔６から固化材を注入する。このと
き、固化材は例えば超微粒子セメントやシリカレジンな
ど、地山に適合するものを注入する。また、地山の崩落
が激しくルーフサポート３の背面側３３と地山との間に
空洞が生じている場合には、前記第１注入孔６から吹き
付け配管を挿入して空洞に吹き付けを行い、前記空洞を
充填し、地山の支保を行う。また、前記固化材を注入す
ることによって、前記第１注入孔６の孔が閉塞した場合
には、第１注入孔６を取り外し、新しい第１注入孔６を
ルーフサポート３およびサイドサポート４にねじ込んで
取り付ける。

【００３０】不良地盤を上記のように支保しながら地盤
を改良して掘進し、地山が良好になった場合には、前記
ルーフサポート３およびサイドサポート４を前記油圧ジ
ャッキ３６によって、ゲージカッタ２２の直後の位置か
ら後方に移動させて、カッタヘッド２と所定間隔を隔て
た位置に配置し、延長ルーフサポート５を取り外し、上
述した手順に従って地山の掘削を続ける。このようにし
て、前記トンネルボーリングマシン１によって地山を掘
削してトンネルを形成していく。

【００３１】本実施の形態によれば、ルーフサポート３
およびサイドサポート４が前後に移動可能に設けられて
いるので、良好な地盤を掘削中には、ルーフサポート３
およびサイドサポート４をカッタヘッド２と所定間隔を
隔てた位置に配置しておき、前記スクレーパ２３によっ
て掘削土を速やかに掻き集めて、チャンバー内に取り込
むことができる。

【００３２】そして、断層破砕帯等でマサ化が進行して
いるような不良地盤を掘削する際には、前記ルーフサポ
ート３およびサイドサポート４を前記ゲージカッタ２２
直後まで移動させて、カッタヘッド２とルーフサポート
３との間に設けられた隙間を覆うことで、余分なずりの
取り込みを防ぐことができる。前記スクレーパ２３を前
記ルーフサポート３およびサイドサポート４によってカ
バーすることができるので、前記スクレーパ２３に崩落
岩が噛み込んでカッタヘッド２が回転不能となったり、
カッタヘッド２を回転させることによってずりをいつま
でも取り込んで、地山とＴＢＭ１との間の空洞をさらに
大きくしたりすることを防ぐことができる。

【００３３】また、本実施の形態によれば、ルーフサポ
ート３を前方向に移動させて前記ゲージカッタ２２の直
後に配置させても、前記延長ルーフサポート５によって
ルーフサポート３を後方に延長することができるので、
掘削面の後方で作業している作業員に崩落岩等が当たる
のを防ぐことができ、作業場所の安全性を確保すること
ができる。また、延長されたルーフサポート３によっ
て、掘削後の地山を押さえることができるので、地山の
崩落防止機構およびＴＢＭの振動抑制を果たすことがで
きる。

【０００３４】また、前記ルーフサポート３の後端部３
１にはスリット３７が設けられているので、前記ルーフ
サポート３は弾力変形することができ、掘削面の方向を
容易に修正することができる。そして、延長ルーフサポ
ート５は、前記スリット３７とスリット３７とによって
形成される鋼板の幅と同一の幅であるので、延長された
ルーフサポート３は、スリットを有していると同様の形
状となる。したがって、ルーフサポート３を延長して
も、トンネルボーリングマシン１の方向を修正するのが
容易である。

【００３５】また、前記ルーフサポート３およびサイド
サポート４には、ルーフサポート３およびサイドサポー
ト４に対して傾斜した第１注入孔６が設けられているの
で、ここから固化材を注入して地山を固化することがで
き、前記ルーフサポート３およびサイドサポート４を型
枠として利用することができる。そして、このように掘
削面の直後で地山の支保を速やかに行うことができるの
で、従来のように、トンネルボーリングマシン１のルー
フサポート３の後部が通過した時点でなければ地山の支
保を行うことができずに、地山をさらに不良化するとい
ったことがない。

【００３６】また、前記第２注入孔７が前記ルーフサポ
ート３の先端部３２で、かつ、前記第１注入孔６よりも
前方に配置されているので、固化材によって固化された
掘削土がルーフサポート３に付着することがない。した
がって、この固化した掘削土とルーフサポート３とを引
き離すために無理な力を与えることがないので、ルーフ
サポート３が損傷するのを防ぐことができるとともに、
安定させた地山を再度荒らすことがない。そして、この
ように前記第２注入孔７から剥離材を注入しながら、前
記第１注入孔６から充填材を注入して、マサ化した地盤
を改良しながら掘削していくことができるので、断層破
砕帯などにおいても地山を改良するまで工事を中断しな
ければならず、工事の進行が遅れるといった事態には至
らない。

【００３７】また、ＴＢＭ１と地山との間の空洞が大き
い場合には、前記第１注入孔６から吹き付け用の配管を
挿入して、空洞に吹き付けを行うことができる。また、
前記注入孔６、７は取り替え可能に設けられているの
で、固化材を前記第１注入孔６から注入して、第１注入
孔６が前記固化材によって閉塞したとしても取り外しが
容易にできるので工事の進捗に影響を与えない。

【００３８】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜
変更可能であることは勿論である。本実施の形態では、
前記ルーフサポート３およびサイドサポート４が前記ゲ
ージカッタ２２の直後まで移動可能に設けられているも
のとしたが、ルーフサポート３のみがそのように移動可
能であるものとしてもよい。また、ルーフサポート３お
よびサイドサポート４を前後移動させるのにガイドレー
ル３４ａとスライドボックス３４ｂと油圧ジャッキ３６
とを用いるものとしたがこれに限定されるものではな
い。移動させる機構は、例えば、ローラを用いて移動さ
せるものとしてもよいし、ガイドレール３４ａにグリス
を充填し、スライドボックス３４ｂを相対的にスライド
させるものとしてもよい。

【００３９】また、少なくとも第１注入孔６をルーフサ
ポート３およびサイドサポート４に対して傾斜して設け
るものとしたが、これに限定されるものではない。ま
た、第１注入孔６および第２注入孔７をルーフサポート
３やサイドサポート４にねじ込むことによって取り付け
ることができるものとしたがこれに限定されるものでは
なく、嵌合爪とその受けを双方に設けて、はめ込むこと
によって交換可能としてもよいし、適宜変更可能なのは
勿論である。また、固化材は地山と崩落の状況に合わせ
て適切なものが用いられればよく、剥離材は用いる固化
材と地山の岩質に合わせて適切なものが用いられればよ
い。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、前記ル
ーフサポートを型枠として利用し、第１注入孔から固化
材を注入することで、掘削面の直後で地山の支保を速や
かに行うことができ、地山のさらなる不良化を防ぐこと
ができる。請求項２に記載の発明によれば、請求項１に
記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、前
記第２注入孔が前記ルーフサポートの先端部に配置され
ているので、固化材によって固化された掘削土とルーフ
サポートとが互いに付着して、これを引き剥がすために
ルーフサポートを損傷させるのを防ぐことができる。

【００４１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論
のこと、良好な地盤を掘削中には、前記スクレーパによ
って掘削土を速やかに掻き集めて、後方設備により坑外
に搬出することができ、不良地盤を掘削中には、前記ル
ーフサポートを前記ゲージカッタ直後まで移動させて、
カッタヘッドとルーフサポートとの間に設けられた隙間
を覆うことで、余分な掘削土の取り込みを防ぐことがで
きる。このため余分なずりをとりこんで空洞化を推進す
ることがなく、また、必要掘削径の掘削直後のフレッシ
ュな状態の地山をルーフサポートで押さえることがで
き、よって、地山のさらなる不良化を防ぐことができ
る。

【００４２】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、
ルーフサポートをゲージカッタ直後まで移動させても、
延長ルーフサポートによってルーフサポートを後方に延
長し、掘削面後方の作業場所の安全性を確保することが
できる。また、不安定な地山であっても延長されたルー
フサポートによって掘削後の断面を保つことができる。

【００４３】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得ら
れるのは勿論のこと、地山を掘削中に、あるいは所定長
掘削後に、不良地盤に遭遇し、地山の崩落が激しい場合
には、前記第１注入孔からルーフサポート背面側の地山
に固化材を注入することができるので、地山の支保を掘
削直後に速やかに行えるため、トンネル工事の進捗を遅
らせることがない。

【００４４】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、
第２注入孔から剥離材を注入するので、ルーフサポート
に固化された地山が付着することがなく、それを剥がす
ために無理に掘進したり、ルーフサポートが損傷するこ
とを防ぐことができるとともに、安定した地山を再度荒
らすことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネルボーリングマシンの一例を示
す斜視図である。

【図２】本発明の一例のトンネルボーリングマシンのカ
ッタヘッドおよびルーフサポートを示す拡大側面図であ
る。

【図３】本発明の一例のルーフサポートの移動機構を示
す略図である。

【図４】本発明の一例のルーフサポートの後端部に延長
ルーフサポートが取り付けられた際の裏面図である。

【図５】図４におけるＡ−Ａ線における矢視図である。

【符号の説明】

１ トンネルボーリングマシン（ＴＢＭ） ２ カッタヘッド ２１ カッタ（ディスクカッタ） ２２ ゲージカッタ ２３ スクレーパ ３ ルーフサポート ３１ （ルーフサポートの）後端部 ３２ （ルーフサポートの）先端部 ３３ （ルーフサポートの）背面側 ３４ａ ガイドレール ３５ （上下動用の）ジャッキ ３６ （前後移動用の）油圧ジャッキ ４ サイドサポート ５ 延長ルーフサポート ６ 第１注入孔 ７ 第２注入孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 操可 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松 建設株式会社内 (56)参考文献 特開2001−40995（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−199985（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 302 E21D 9/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のカッタと、外周部のカッタで掘削さ
   れた掘削土を掻き集めるスクレーパとを備えたカッタヘ
   ッドの後方に、このカッタヘッドと所定間隔を隔ててル
   ーフサポートが設けられたトンネルボーリングマシンで
   あって、 前記ルーフサポートには、このルーフサポートの背面側
   の地山に固化材を注入する第１注入孔と剥離材を注入す
   る第２注入孔とがそれぞれ形成されていることを特徴と
   するトンネルボーリングマシン。
2. 【請求項２】前記第２注入孔はルーフサポートの先端部
   に配置されており、 前記第１注入孔は第２注入孔より後方に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のトンネルボーリング
   マシン。
3. 【請求項３】前記ルーフサポートは、カッタヘッドの外
   周部に設けられたゲージカッタの直後まで移動可能に設
   けられていることを特徴とする請求項１または２に記載
   のトンネルボーリングマシン。
4. 【請求項４】前記ルーフサポートの後端部には、該ルー
   フサポートを後方に延長可能な延長ルーフサポートが取
   り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のト
   ンネルボーリングマシン。
5. 【請求項５】請求項１から４のいずれか一項に記載のト
   ンネルボーリングマシンによって地山を掘削するトンネ
   ル工法であって、 掘削中あるいは所定長掘削後に、前記第１注入孔からル
   ーフサポートの背面側の地山に固化材を注入することを
   特徴とするトンネル工法。
6. 【請求項６】地山の掘削中に前記第２注入孔から、剥離
   材を注入することで、前記第１注入孔から注入された固
   化材がルーフサポートに付着するのを防止することを特
   徴とする請求項５に記載のトンネル工法。