JP3615965B2 - Electa device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤を掘削してトンネルを構築するトンネルボーリングマシンやシールド掘削機などのトンネル掘削機に搭載されて支保を組立てるエレクタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のトンネルボーリングマシンは、円筒形状をなす前胴と後胴とから胴体が構成されており、前胴の前部にローラカッタを有するカッタヘッドが回転自在に装着され、カッタ旋回モータによって駆動回転可能となっている。そして、前胴には掘削して発生したずりが内部に侵入しないようにバルクヘッドが形成されることで、チャンバが形成されており、このチャンバにはずりを外部に排出するベルトコンベヤの前端部が位置している。
【0003】
また、この前胴と後胴との間には複数のスラストジャッキが架設されており、このスラストジャッキへの油圧の給排により伸縮させることで、前胴と後胴との相対位置を変更することができる。また、前胴にはフロントグリッパが装着されており、油圧ジャッキによってグリッパシューを径方向に張り出すことで、前胴を位置保持することができる。一方、後胴にはリヤグリッパが装着されており、油圧ジャッキによってグリッパシューを径方向に張り出すことで、後胴を位置保持することができる。
【0004】
更に、後胴の後部にはトンネルの内壁面に支保を組付けるエレクタ装置が装着されている。
【0005】
従って、リヤグリッパによって後胴移動不能に保持した状態で、カッタ旋回モータを駆動してカッタヘッドを回転駆動させながら、各スラストジャッキを伸長して前胴と共にカッタヘッドを前方へ移動させると、旋回するカッタヘッドのローラカッタが前方の岩盤をせん断破壊し、この岩盤を掘削する。そして、各スラストジャッキを所定ストローク伸長すると、フロントグリッパによって前胴を位置保持する一方、リヤグリッパによる後胴の位置保持を解除した後、スラストジャッキを収縮して前胴に対して後胴を引き寄せる。そして、再び、リヤグリッパによって後胴を位置保持にする一方、フロントグリッパによる前胴の位置保持を解除した後、各スラストジャッキを伸長して前胴と共にカッタヘッドを前方へ移動させ、ローラカッタによって岩盤を掘削する。この作動の繰り返しによって連続してトンネルを掘削していく。
【0006】
そして、岩盤掘削によって生じたずりはチャンバ内に取り込まれ、ベルトコンベヤによって外部に排出される。また、岩盤を掘削してトンネルを掘削形成していく過程で、この掘削形成されたトンネルの壁面が安定している場合は支保は不要であるが、若干不安定である場合には、エレクタ装置によってリング状に形成したH形鋼や木製の板等を支保として用い、壁面から岩片が剥がれ落ちないようにトンネルを保護する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトンネルボーリングマシンでは、リヤグリッパによって後胴を位置保持した状態で、各スラストジャッキを伸長することで、この後胴に対して前胴とカッタヘッドを前進させ、この旋回するカッタヘッドによって前方の岩盤を掘削しながら、後胴の後方で、掘削形成したトンネルの壁面に応じて、エレクタ装置によってH形鋼などをリング状に形成して支保としてトンネル壁面に組付けてトンネルを保護している。
【0008】
このエレクタ装置は、一般的に、後胴の後部に旋回リングを旋回自在に支持し、この旋回リングにH形鋼を把持する複数のグリップを装着し、且つ、このグリップをトンネル内で径方向や周方向に移動自在としている。そして、トンネルの下部に搬入された複数のH形鋼を各グリップが順に把持し、移動しながらリング状に組み立て、支保としてトンネル壁面に組付けている。このようにエレクタ装置には、リング状に組み立てるH形鋼の数だけグリップが必要となり、大型化すると共に構造が複雑となってしまうという問題がある。
【0009】
また、このエレクタ装置は、グリップがトンネル内で径方向や周方向に移動する必要からモータやジャッキ等の駆動機器を搭載しており、トンネルボーリングマシン内に設置された電動機や油圧源からこのグリップに搭載した電動機器や油圧機器にケーブルや油圧ホースが配索されている。そのため、グリップが旋回するときに、このケーブルや油圧ホースがトンネル内を移動することから、他の作業の邪魔になってしまうと共に、ケーブルや油圧ホースが損傷してしまう虞がある。
【0010】
本発明はこのような問題を解決するものであって、支保の組み立て作業を簡素化することと共に装置の小型軽量化を図る一方で、駆動ケーブルの取り回しを容易としてトンネル構築作業の作業性の向上を図ったエレクタ装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項1の発明のエレクタ装置は、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、一端部が該ウインチによって巻き取られて他端部が支保に連結可能なワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、前記ウインチと前記各支保支持部材をトンネル掘削機の内壁面に沿って配設された支持プレートに装着する一方、該支持プレートに支持された複数の旋回ローラにより旋回自在に支持され、前記ワイヤロープの他端部を係止する係止部を有する旋回リングを更に具えたことを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項2の発明のエレクタ装置では、前記旋回リングに前記支保支持部材が支持した仮組み状態の支保を径方向に移動してトンネルの内壁面に密着させる支保拡張手段を設けたことを特徴としている。
【0013】
また、請求項3の発明のエレクタ装置では、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、端部が該ウインチによって巻き取られるワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、前記各支保支持部材をトンネル掘削機の内壁面に沿って配設された支持プレートに装着すると共に、該支持プレートに前記ウインチを隣接して2つ装着し、前記ワイヤロープの一端部を該第1のウインチによって巻き取り、他端部を前記各支保支持部材に掛け回してから第2のウインチによって巻き取り、該ワイヤロープの途中に支保を連結可能としたことを特徴としている。
【0014】
また、請求項4の発明のエレクタ装置では、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、一端部が該ウインチによって巻き取られて他端部が支保に連結可能なワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、トンネル掘削機の内壁面に直交して固定された支持プレートに前記支保支持部材が支持した仮組み状態の支保を径方向に移動してトンネルの内壁面に密着させる支保拡張手段を設け、該支保拡張手段を起倒式としたことを特徴としている。
【0015】
また、請求項5の発明のエレクタ装置では、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、一端部が該ウインチによって巻き取られて他端部が支保に連結可能なワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設された支持プレートに支持された複数の旋回ローラにより旋回自在に支持された旋回リングを更に具え、該旋回リングに前記ウインチを装着したことを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0017】
図1に本発明の第1実施形態に係るエレクタ装置を搭載したトンネル掘削機としてのトンネルボーリングマシンの概略断面、図2にリヤグリッパを表す図1のII−II断面、図3にエレクタ装置を表す図1のIII−III断面、図4にグリップの平面視、図5にグリップの正面視、図6にエレクタ装置による支保の組立工程
を表す断面を示す。
【0018】
本実施形態のトンネルボーリングマシン(以下、TBMと称する。)10において、図1乃至図3に示すように、円筒形状をなす胴体11は前胴12と後胴13とが連結筒14によって連結されて構成されている。前胴12の前部には軸受15によってカッタヘッド16が回転自在に装着されており、このカッタヘッド16は前面部に岩盤をせん断破壊するローラカッタ17が多数枢着されると共に、破砕した岩片や土砂などのずりを取り込む開口18が形成されている。そして、カッタヘッド16の後部には内歯を有するリングギア19が一体に固定される一方、前胴12には電動式あるいは油圧式のカッタ旋回モータ20が固定されており、このカッタ旋回モータ20の駆動ギヤ21がリングギヤ19に噛み合っている。
【0019】
従って、カッタ旋回モータ20を駆動して駆動ギヤ21を回転駆動すると、この駆動ギヤ21が噛み合うリングギヤ19が回転し、リングギヤ19と一体のカッタヘッド16を旋回し、ローラカッタ17が岩盤をせん断破壊して掘削し、発生したずりを開口18から胴体11の内部に取り込むことができる。
【0020】
また、前胴12にはフロントグリッパ22が複数装着されており、掘削時には内部に収納することで前胴12を移動自在とし、盛り替え時には外方に張り出すことでトンネルの壁面に圧接し、前胴12を位置保持することができる。一方、後胴13にはリヤグリッパ23が設けられており、このリヤグリッパ23は、上下一対のグリッパジャッキ24の左右端部にグリッパシュー25が連結されて構成されている。そして、このグリッパジャッキ24を収縮し、グリッパシュー25を内部に収納することで後胴13を移動自在とし、グリッパジャッキ24を伸長し、グリッパシュー25を外方に張り出してトンネルの壁面に圧接することで、後胴13を位置保持することができる。
【0021】
そして、前胴12と後胴13との間には胴体推進ジャッキとしての複数本(ここでは12本)のスラストジャッキ26が架設されている。このスラストジャッキ26は油圧の給排によって伸縮作動するものであって、スラストジャッキ26の一端部は前胴12に固定された軸受27によって揺動自在に支持され、他端部は後胴13に固定された軸受28によって揺動自在に支持されている。そして、このスライドジャッキ26はそれぞれ隣り合って配設された関係が、例えば、互いに隣接する一方のスライドジャッキ26がカッタヘッド16の周方向一方に傾斜し、他方のスラストジャッキ26が周方向他方に傾斜して全体としてトラス状に配設されることでパラレルリンク機構29を構成している。
【0022】
従って、このパラレルリンク機構29において、各スラストジャッキ26の各駆動ロッドを伸縮することで、前胴12と後胴13との相対位置を変更することができる。また、このパラレルリンク機構29において、各スラストジャッキ26の各作動ストロークを変えることで、カッタヘッド16を有する前胴12が後胴13に対して屈曲し、その掘進方向を変更することができる。
【0023】
また、胴体11の中心部には支持フレーム30が貫通し、後胴13に支持されており、この支持フレーム30内には掘削したずりを搬出するベルトコンベヤ31が配設されている。そして、カッタヘッド16と前胴13で形成されるチャンバ32にはローラカッタ17が破砕したずりを集積するホッパ33が固定されており、ベルトコンベヤ31の前端部がこのホッパ33の下方まで延出され、後端部はトンネル後方に延設されている。
【0024】
なお、図1に示すように、連結筒14は前端部が前胴12に連結されると共に、後端部が後胴13に装着された移動ジャッキ37が連結されている。TBM10は、前述したように、パラレルリンク機構29の各スラストジャッキ26の作動ストロークを変えることで、前胴12を後胴13に対して屈曲することができるが、胴体11は連結筒14の後端部と後胴13との間で屈曲するため、掘削中に、この屈曲部に土砂などが付着してしまう。そこで、掘削中に胴体11の掘進を停止し、移動ジャッキ37を伸長して連結筒14と後胴13とを離間することで両者の間に隙間を設け、付着した土砂などを取り除くことができる。
【0025】
ところで、本実施形態のTBMは岩盤掘削用のトンネル掘削機であり、リヤグリッパ23による掘削反力を得て胴体11を推進させるものであるが、掘削中の地盤が岩盤層から一般土砂層に変化した場合には、掘削したトンネル壁面が軟弱であり、リヤグリッパ23によって掘削反力を得ることができないため、シールド掘削機のようにセグメントから掘削反力を得て胴体11を推進できるようになっている。即ち、後胴13の左右の内壁には弧状をなすプレスプレート34が固定されると共に、後胴13の上下の内壁には複数のシールドジャッキ35が周方向に沿って並設されている。このプレスプレート34はパラレルリンク機構29の各スラストジャッキ26の伸長時に、後端面を後方に位置する既設のセグメント(図示略)に押し付けることで掘削反力を得ることができる。なお、軟弱地盤で掘削反力を得る場合、パラレルリンク機構29を作動させずに、シールドジャッキ35のみをさせてスプレッダ36を後方に移動し、既設のセグメントに押し付けることで掘削反力を得ることもできる。この場合、プレスプレート34をなくして後胴13の内壁に全周にわたって複数のシールドジャッキ35を並設してもよく、後胴13の左右の内壁にシールドジャッキ35を配設する場合、リヤグリッパ23の作動方向に沿った長穴を設けてこれを貫通させればよい。
【0026】
また、後胴13の後部には支保Tや前述したセグメントをトンネルの内壁面に組み付けるエレクタ装置41が設けられている。即ち、このエレクタ装置41において、図1及び図3に示すように、後胴13の後端内壁面には支持プレートとしてのブラケット42によって複数の旋回ローラ43が装着されており、各旋回ローラ43によって旋回リング44が回転自在に支持されている。そして、この旋回リング44には内歯ギヤ45が形成される一方、後胴13にはブラケット46によって旋回手段としての油圧モータ47が取付けられ、油圧モータ47の駆動ギヤ48が内歯ギヤ45に噛み合っている。従って、油圧モータ47によって旋回リング44を旋回することができる。
【0027】
また、この旋回ローラ43を支持するブラケット42の一部(本実施形態では5つ)にはトンネル掘削機の後方に延出する支保支持部材としてのストック台49が一体に形成され、この各ストック台49には支保Tを支持する複数の支持ローラ50が装着されている。そして、後胴13の後端部内周面には下部に位置してワイヤロープ51の一端が巻き取られるウインチ52がブラケット42を介して搭載されている。一方、旋回リング44には仮組み状態の複数の支保Tをトンネルの径方向に移動して内壁面に密着させる支保拡張手段としてのグリップ53が装着されると共に、ウインチ52から巻き出されたワイヤロープ51の他端のフック51aが係止可能な係止部54が設けられている。なお、複数の支持ローラ50は支保Tを支持可能であると共に、ワイヤロープ51を掛け回し可能となっている。そして、このエレクタ装置41では、ウインチ52から巻き出されたワイヤロープ51の他端に4つの支保Tの端部を連結可能であると共に、各支持ローラ50は4つの支保Tを支持可能であり、グリップ53は支持ローラ50に支持された仮組み状態の複数の支保Tから支保Tを一組把持してトンネルの内壁面に密着させることができる。また、このグリップ53は支保Tの代わりに搬入されたセグメントを把持してトンネルの内壁面に組み付けることもできる。
【0028】
このグリップ53において、図3乃至図5に示すように、旋回リング44には左右一対のブラケット59にそれぞれリンク機構60を介してグリップ本体61が水平状態で径方向に移動自在に支持されている。このリンク機構60は、ブラケット59とグリップ本体61とに架設された直線リンク62及び屈曲リンク63と、ブラケット59とこの屈曲リンク63に架設された昇降ジャッキ64とから構成されている。グリップ本体61にはガイドロッド65に沿って移動体66が水平移動自在に支持され、グリップ本体61と移動体66とに架設された水平ジャッキ67によって移動可能となっている。そして、移動体66には開閉ジャッキ68によって開閉することで支保Tを把持可能な一対の把持爪69が装着されている。従って、昇降ジャッキ64を伸縮することでリンク機構60によりグリップ本体61を径方向に移動することができ、水平ジャッキ67を伸縮することにより移動体66を水平移動することができ、開閉ジャッキ68の把持爪69が把持した支保Tをトンネルの内壁面に組み付けることができる。
【0029】
なお、図示しないが、エレクタ装置41に隣接して支保Tを仮置きする支保仮置き台が配設されており、支保Tが支保供給台車によってトンネル内に搬入されると、ホイストがこの支保供給台車上の支保Tを前方に移動し、支保仮置き台に載置するようになっている。
【0030】
ここで、上述した本実施形態のTBM10を用いたトンネル掘削作業及び支保組立作業について説明する。
【0031】
図1に示すように、リヤグリッパ23の各グリッパジャッキ24によってグリッパシュー25をトンネルの内壁面に圧接して位置保持する。この状態で、カッタ旋回モータ20によってカッタヘッド16を回転駆動しながら、パラレルリンク機構29の各スラストジャッキ26を伸長して後胴13から掘削反力を得て前胴12を前進させることで、カッタヘッド16の各ローラカッタ17が前方の地盤を破砕して前進する。
【0032】
このようにして各スラストジャッキ26が所定のストローク伸長してカッタヘッド16が所定長さのトンネルを掘削すると、リヤグリッパ23による位置保持を解除する一方、フロントグリッパ22によって前胴12を掘削地盤に位置保持する。そして、各スラストジャッキ26を収縮して前胴12に対して後胴13を前方に引き寄せる。そして、前述と同様に、フロントグリッパ22による位置保持を解除する一方、リヤグリッパ23をトンネルの内壁面に位置保持し、カッタヘッド16を回転駆動しながら、各スラストジャッキ26を伸長して前胴12を前進させることで、各ローラカッタ17が前方の地盤を掘削する。
【0033】
そして、カッタヘッド16によって掘削されたずりはチャンバ32内に取り込まれ、ホッパ33に集積され、ベルトコンベヤ31によって外部に排出される。この作業の繰り返しによってトンネル掘削作業を連続して行う。
【0034】
また、本実施形態では、掘進中、あるいは掘削作業の終了と同時に、エレクタ装置41が4組の支保Tをリング状に仮組みし、この仮組支保Tを拡張してトンネルの内壁面に密着して組立てる。以下、この支保Tの組立作業について説明する。
【0035】
複数の支保Tが支保供給台車によってトンネル内に搬入され、ホイストによって前方に移動され、4本の支保TA が支保仮置き台に載置される。そして、まず、図3に示すように、油圧モータ47によって旋回リング44を旋回して係止部54をウインチ52に接近し、ウインチ52から巻き出したワイヤロープ51の他端のフック51aを係止部54に係止する。そして、旋回リング44を図3には時計回り方向に旋回することで、ウインチ52からワイヤロープ51を巻き出しながら各支持ローラ50に掛け回していき、係止部54をトンネル内に搬入された支保TA の端部に接近させる。
【0036】
ここで、図6(a)に示すように、係止部54に係止したフック51aを支保TA の端部に係止してワイヤロープ51にこの支保TA を連結する。このとき、フック51aに対して4本の支保TA を連結する。次に、ウインチ52を作動してワイヤロープ51を巻きとることで連結した支保TA を、図6(a)にて反時計回り方向に牽引し、4本の支保TA を支持ローラ50で支持しながら持ち上げ、4本の支保TB が支保仮置き台に載置されると、支保TA と支保TB との連結の位置合わせ作業に自由度をもたせた状態で、両者の端部同志をボルトBによって連結する。そして、図6(b)に示すように、ウインチ52を再び作動してワイヤロープ51を巻きとることで連結した支保TA ,TB を、図6(a)にて反時計回り方向に牽引し、4本の支保TA ,TB を支持ローラ50で支持しながら持ち上げ、4本の支保TC が支保仮置き台に載置されると、支保TB と支保TC との連結の位置合わせ作業に自由度をもたせた状態で、両者の端部同志をボルトBによって連結する。
【0037】
このように端部をワイヤロープ51に連結すると共に互いにボルトBによって4組の支保TA ,TB ,TC を互いに仮連結すると、ウインチ52を再び作動してワイヤロープ51を巻きとることで連結した支保TA ,TB ,TC を移動し、間に連結された支保TB が上部に位置する状態とする。この状態で、グリップ53によって仮組みされた1組の支保TA ,TB ,TC ずつ保持してトンネルの壁面に組み付けていく。
【0038】
即ち、仮組みされた4組の支保T(TA ,TB ,TC )が支持ローラ50に支持された状態で、所定の支保組み付け位置にくると、図5に示すように、グリップ53を作動して支保TB を把持し、所定の位置に移動してトンネルの内壁面に圧接する。そして、図示しない支保拡張装置によって支保TA ,TC をトンネルの内壁面に圧接した後、支保TA ,TC の間に図示しない支保を組み付け、支保TA ,TC と連結することで円形状の支保を形成し、各ボルトBを締結して固定する。そして、所定長さ掘削が進行して支保組み付け位置にくると、同様な動作により、グリップ53が1組の支保T(TA ,TB ,TC )をストック台49から把持してトンネルの内壁面に組み付けていく。
【0039】
このように本実施形態のTBM10にあっては、胴体11の後部に複数の支持ローラ50を装着すると共に下部にワイヤロープ51の一端が巻き取られたウインチ52を搭載する一方、旋回リング44にグリップ53を装着すると共にウインチ52から巻き出されたワイヤロープ51のフック51aが係止可能な係止部54を設けてエレクタ装置41を構成したことで、複数の支保TA ,TB ,TC を順次連結して短時間で容易に仮組みすることができ、作業性の向上を図ることでトンネルの掘削、支保の組立の作業時間を大幅に短縮することができると共に、エレクタ装置41を小型軽量化できる。また、複数組の支保Tを仮組みし、掘進進度に応じた所定の組み付け位置にて、1組ずつ支保Tをトンネルの内壁面に組み付けることができ、作業時間を短縮することができ、支保組み付け効率を向上できる。更に、複数の支保TA ,TB ,TC の仮組み作業時に旋回リング44を旋回する必要がないので、電気ケーブルや油圧ホースがトンネル内を移動することはなく、他の作業の邪魔にならず、この電気ケーブルや油圧ホースが損傷することもない。
【0040】
図7及び図8に本発明の第2、第3実施形態に係るエレクタ装置の概略を示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【0041】
第2実施形態のエレクタ装置71において、図7に示すように、後胴13の後端内壁面に沿って図示しない支持ブラケットによって支保Tを支持する複数の支持ローラ50が装着されると共に、下部に位置してワイヤロープ51の一端が巻き取られた第1のウインチ52aとワイヤロープ51の他端が巻き取られた第2のウインチ52bとが隣接して搭載されており、ワイヤロープ51の途中にはフック51aが取付けられている。一方、後胴13の後端内壁面には図示しない複数の旋回ローラによって旋回リング44が回転自在に支持されており、この旋回リング44には仮組み状態の複数の支保Tをトンネルの径方向に移動して内壁面に密着させるグリップ53が装着されている。
【0042】
従って、まず、ウインチ52a,52bを作動してワイヤロープ51を移動し、フック51aをトンネル内に搬入された支保TA の端部に接近させ、このフック51aを支保TA の端部に係止してワイヤロープ51にこの支保TA を連結する。次に、ウインチ52a,52bを作動してワイヤロープ51を巻きとることで連結した支保TA を牽引し、支保TA を支持ローラ50で支持しながら持ち上げる。そして、次に連結する支保が搬入されると支保TA の端部に連結し、以下前述と同様に3つの支保の端部同志をボルトで連結して仮組み状態とし、グリップ53によって仮組みされた支保Tを保持してトンネルの壁面に組み付けていく。
【0043】
このように本実施形態のエレクタ装置71にあっては、複数の支持ローラ50に掛け回したワイヤロープ51の各端部を第1のウインチ52aと第2のウインチ52bによってそれぞれ巻き取るようにしたことで、支保TA の端部に係止するフック51aの移動が容易となり、作業性の向上が図れる。
【0047】
第3実施形態のエレクタ装置91では、図8 ( a ) ,(b)に示すように、仮組み状態の複数の支保Tをトンネルの径方向に移動して内壁面に密着させるグリップ92を後胴13の後端内壁面に直交して固定された支持壁93に装着されており、その他の構成については、前述した第1実施形態のエレクタ装置41とほぼ同様の構成となっている。即ち、グリップ92において、支持プレートとしての支持壁93には傾斜板94が回動自在に取付けられており、傾斜ジャッキ95によって回動可能となっている。そして、この傾斜板94にはリンク機構60を介してグリップ本体61が水平状態で径方向に移動自在に支持されている。そして、グリップ本体61には移動体66が水平移動自在に支持され、水平ジャッキ67によって移動可能となっており、この移動体66には開閉ジャッキ68によって開閉することで支保Tを把持可能な一対の把持爪69が装着されている。
【0048】
従って、図示しないウインチ、ワイヤロープ、支持ローラ等を用いて3つの支保が仮組み状態に連結されると、グリップ92を用いてに仮組みされた支保を保持してトンネルの壁面に組み付けていく。即ち、昇降ジャッキ64を伸縮することでリンク機構60によりグリップ本体61を径方向に移動し、水平ジャッキ67を伸縮することにより移動体66を水平移動し、開閉ジャッキ68の把持爪69が把持した支保をトンネルの内壁面に組み付ける。そして、トンネルの内壁面に支保を組み付けた後に、コンクリートの吹付作業を行うときには、傾斜ジャッキ95によって傾斜板94と共にグリップ92を下方に回動することで、このグリップ92が作業の邪魔になることはない。
【0049】
このように本実施形態のエレクタ装置91にあっては、ウインチや支持ローラ等を胴体11の後端部に装着すると共に、グリップ92を起倒式としてこの胴体11の後端部に装着することで、旋回リングが不要となって構造が簡素化すると共に、電気ケーブルや油圧ホースがトンネル内を移動することはなく、作業性の向上が図れる。
【0050】
なお、上述した各実施形態では、ウインチ52,52a,52bを胴体11の後端部に装着したが、第4実施形態として、このウインチ52,52a,52bを旋回リング44に装着し、コンクリートの吹付作業時などに、旋回リングを旋回して適所に移動することで、このウインチ52,52a,52bが作業の邪魔にならないようにしてもよい。
【0051】
また、上述の各実施形態では、エレクタ装置41,71,81,91は1リングを4分割した支保Tを用いたが、その分割個数は4つに限定されず、3つでも5つでもよく、また、仮組み支保Tも4組に限らず、2組でも5組でもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上、実施形態によって説明したように請求項1の発明のエレクタ装置によれば、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、一端部が該ウインチによって巻き取られて他端部が支保に連結可能なワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、前記ウインチと前記各支保支持部材をトンネル掘削機の内壁面に沿って配設された支持プレートに装着する一方、該支持プレートに支持された複数の旋回ローラにより旋回自在に支持され、前記ワイヤロープの他端部を係止する係止部を有する旋回リングを更に具えたので、複数の支保を順次連結して短時間で容易に仮組みすることができ、作業性の向上を図ることができると共に、装置を小型軽量化することができる。また、ワイヤロープの他端部を容易に支保に連結することができ、作業性の向上をはかることができる。
【0053】
また、請求項2の発明のエレクタ装置によれば、前記旋回リングに前記支保支持部材が支持した仮組み状態の支保を径方向に移動してトンネルの内壁面に密着させる支保拡張手段を設けたので、支保を仮組みした後にこの支保を拡張して既設トンネルの内壁面に密着することができ、作業性の向上をはかることができる。
【0054】
また、請求項3の発明のエレクタ装置によれば、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、端部が該ウインチによって巻き取られるワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、前記各支保支持部材をトンネル掘削機の内壁面に沿って配設された支持プレートに装着すると共に、該支持プレートに前記ウインチを隣接して2つ装着し、前記ワイヤロープの一端部を該第1のウインチによって巻き取り、他端部を前記各支保支持部材に掛け回してから第2のウインチによって巻き取り、該ワイヤロープの途中に支保を連結可能としたので、複数の支保を順次連結して短時間で容易に仮組みすることができ、作業性の向上を図ることができると共に、装置を小型軽量化することができる。また、支保の端部に連結するワイヤロープの移動が容易となり、作業時間を短縮することで支保組み付け効率を向上することができる。
【0055】
また、請求項4の発明のエレクタ装置によれば、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、一端部が該ウインチによって巻き取られて他端部が支保に連結可能なワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、トンネル掘削機の内壁面に直交して固定された支持プレートに前記支保支持部材が支持した仮組み状態の支保を径方向に移動してトンネルの内壁面に密着させる支保拡張手段を設け、該支保拡張手段を起倒式としたので、複数の支保を順次連結して短時間で容易に仮組みすることができ、作業性の向上を図ることができると共に、装置を小型軽量化することができる。また、旋回リングが不要となって構造が簡素化すると共に、電気ケーブルや油圧ホースが既設トンネル内を移動することはなく、作業性の向上を図ることができる。
【0056】
また、請求項5の発明のエレクタ装置によれば、トンネル内に搬入された支保を組立てるエレクタ装置において、ウインチと、一端部が該ウインチによって巻き取られて他端部が支保に連結可能なワイヤロープと、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設されて支保を支持すると共に前記ワイヤロープが掛け回される複数の支保支持部材とを具え、トンネル掘削機の内壁面に沿って配設された支持プレートに支持された複数の旋回ローラにより旋回自在に支持された旋回リングを更に具え、該旋回リングに前記ウインチを装着したので、複数の支保を順次連結して短時間で容易に仮組みすることができ、作業性の向上を図ることができると共に、装置を小型軽量化することができる。また、所望時に、旋回リングを旋回してウインチを適所に移動することで、コンクリートの吹付作業時などの邪魔になることはなく、作業性の向上を図ることができる。
【0057】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るエレクタ装置を搭載したトンネル掘削機としてのトンネル
ボーリングマシンの概略断面図である。
【図2】リヤグリッパを表す図1のII−II断面図である。
【図3】エレクタ装置を表す図1のIII−III断面図である。
【図4】グリッパの平面図である。
【図5】グリッパの正面図である。
【図6】エレクタ装置による支保の組立工程を表す断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態に係るエレクタ装置の概略図である。
【図8】本発明の第3実施形態に係るエレクタ装置の概略図である。
【符号の説明】
10 トンネルボーリングマシン(TBM)
11 胴体
12 前胴
13 後胴
14 連結筒
16 カッタヘッド
20 カッタ旋回モータ(カッタヘッド駆動手段)
22 フロントグリッパ
23 リヤグリッパ
26 スラストジャッキ
29 パラレルリンク機構(胴体推進ジャッキ)
30 支持フレーム
31 ベルトコンベヤ
41 エレクタ装置
42 ブラケット(支持プレート)
43 旋回ローラ
44 旋回リング
47 油圧モータ(旋回手段)
49 ストック台(支保支持部材)
50 支持ローラ
51 ワイヤロープ
51a フック
52 ウインチ
53 グリップ(支保拡張手段)
54 係止部
92 グリップ(支保拡張手段)
93 支持壁(支持プレート)
T,TA ,TB ,TC 支保[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to tunnel excavation such as tunnel boring machines and shield excavators that excavate the ground and construct tunnels.In machineThe present invention relates to an erector apparatus that is mounted to assemble a support.
[0002]
[Prior art]
A conventional tunnel boring machine is composed of a cylindrical front and rear cylinders, and a cutter head having a roller cutter is rotatably mounted on the front of the front cylinder, and is driven and rotated by a cutter turning motor. It is possible. A bulkhead is formed in the front barrel so that the shear generated by excavation does not enter the interior, and a chamber is formed, and the front end portion of the belt conveyor that discharges the shear to the outside in this chamber Is located.
[0003]
In addition, a plurality of thrust jacks are installed between the front and rear cylinders, and the relative positions of the front and rear cylinders are changed by expanding and contracting by supplying and discharging hydraulic pressure to and from the thrust jacks. be able to. A front gripper is attached to the front cylinder, and the front cylinder can be held in position by projecting the gripper shoe in the radial direction by a hydraulic jack. On the other hand, a rear gripper is attached to the rear cylinder, and the rear cylinder can be held in position by projecting the gripper shoe in the radial direction by a hydraulic jack.
[0004]
Furthermore, in the rear part of the back trunkHAn erector device is attached to the inner wall surface of the tunnel.
[0005]
Therefore, when the cutter gripping motor is driven to rotate the cutter head while the rear gripper is held unmovable by the rear gripper, each thrust jack is extended and the cutter head is moved forward together with the front drum to turn. The roller cutter of the cutter head shears and breaks the rock in front and excavates this rock. When each thrust jack is extended by a predetermined stroke, the front cylinder is held in position by the front gripper, and after the rear cylinder is held off by the rear gripper, the thrust jack is contracted to draw the rear cylinder to the front cylinder. Then, while the rear cylinder is held in position again by the rear gripper, the position holding of the front cylinder by the front gripper is released, and then each thrust jack is extended to move the cutter head forward together with the front cylinder. Drilling. The tunnel is continuously excavated by repeating this operation.
[0006]
The shear generated by the rock excavation is taken into the chamber and discharged to the outside by the belt conveyor. In the process of excavating and forming a tunnel by excavating the rock mass, if the wall surface of this excavated tunnel is stable, no support is required, but if it is slightly unstable, The tunnel is protected so that rock pieces do not peel off from the wall surface using a ring-shaped H-shaped steel or wooden plate as a support.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional tunnel boring machine described above, each thrust jack is extended with the rear cylinder held in position by the rear gripper, so that the front cylinder and the cutter head are advanced with respect to the rear cylinder, and the rotating cutter head is used. While excavating the front rock, behind the rear trunk, according to the wall surface of the tunnel that has been excavated, an H-shaped steel or the like is formed into a ring shape by an erector device and attached to the tunnel wall surface as a support to protect the tunnel ing.
[0008]
This erector apparatus generally supports a swivel ring at the rear part of a rear trunk so as to be able to swivel, and a plurality of grips for gripping H-shaped steel are attached to the swivel ring, and the gripToIt is movable in the radial and circumferential directions within the tunnel. AndTheA plurality of H-shaped steels carried into the lower part of the tunnel are gripped by each grip in order, assembled in a ring shape while moving, and assembled to the tunnel wall surface as a support. As described above, the erector apparatus has a problem that grips are required as many as the number of H-shaped steels to be assembled in a ring shape, which increases the size and makes the structure complicated.
[0009]
In addition, this erector device has a gripIsDrive devices such as motors and jacks are installed because it is necessary to move in the radial direction and circumferential direction in the tunnel, and the electric and hydraulic devices installed in this grip from the electric motor and hydraulic source installed in the tunnel boring machine. Cables and hydraulic hoses are routed. Therefore, when the grip turns, this cable or hydraulic hoseIsSince it moves in the tunnel, it interferes with other operations and may damage the cable and the hydraulic hose.
[0010]
The present invention solves such problems, and simplifies the assembly work of the support and reduces the size and weight of the apparatus, while facilitating the handling of the drive cable and improving the workability of the tunnel construction work. Erecta equipmentPlaceThe purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an erector apparatus according to claim 1 is an erector apparatus for assembling a support carried into a tunnel, wherein the winch and one end are wound by the winch and the other end is supported. A wire rope that can be connected; and a plurality of support support members that are arranged along an inner wall surface of the tunnel excavator to support the support and to which the wire rope is wound, and the winch and each of the support support members Is mounted on a support plate disposed along the inner wall surface of the tunnel excavator.SupportedA locking portion that is supported by a plurality of swiveling rollers so as to be rotatable, and that locks the other end of the wire ropeHaveA swivel ring is further provided.
[0012]
In the erector apparatus of the invention of claim 2,Support expansion means for moving the support in a temporarily assembled state supported by the support support member on the swivel ring in the radial direction and closely contacting the inner wall surface of the tunnel is provided.It is characterized by that.
[0013]
In the erector apparatus according to the third aspect of the present invention, in the erector apparatus for assembling the support carried into the tunnel, the winch and the end are wound by the winch.RuA wire rope, and a plurality of support members arranged around the inner wall surface of the tunnel excavator to support the support and around which the wire rope is wound. Attaching to the support plate disposed along the wall surface, attaching the two winches adjacent to the support plate, winding one end of the wire rope with the first winch, and the other end The wire rope is wound around each supporting support member and wound by a second winch.On the wayIt is characterized in that the support can be connected to.
[0014]
In the erector apparatus according to the fourth aspect of the present invention, in the erector apparatus for assembling the support carried into the tunnel, a winch and a wire rope having one end wound up by the winch and the other end connected to the support. A plurality of support members disposed along the inner wall surface of the tunnel excavator to support the support and to which the wire rope is wound, and are provided on the inner wall surface of the tunnel excavator.OrthogonallyA support expansion means for moving the support in a temporarily assembled state supported by the support support member to a fixed support plate in a radial direction so as to be in close contact with the inner wall surface of the tunnel is provided, and the support expansion means is tiltable. It is a feature.
[0015]
Further, in the erector apparatus according to the invention of claim 5, in the erector apparatus for assembling the support carried into the tunnel, a winch and a wire rope having one end wound up by the winch and the other end connected to the support. A support provided along the inner wall surface of the tunnel excavator, and provided with a plurality of support members that support the support and are arranged around the inner wall surface of the tunnel excavator. On the plateSupportedA swivel ring supported by a plurality of swivel rollers is further provided, and the winch is attached to the swivel ring.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows a schematic cross section of a tunnel boring machine as a tunnel excavator equipped with an erector apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a rear gripper II-II cross section, and FIG. 3 shows an erector apparatus. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, FIG. 4 is a plan view of the grip, FIG. 5 is a front view of the grip, and FIG.
The cross section showing is shown.
[0018]
In a tunnel boring machine (hereinafter referred to as TBM) 10 of this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, a cylindrical body 11 has a
[0019]
Accordingly, when the cutter turning motor 20 is driven and the
[0020]
A plurality of
[0021]
Between the
[0022]
Therefore, in this
[0023]
A
[0024]
As shown in FIG. 1, the connecting
[0025]
By the way, the TBM of this embodiment is a tunnel excavator for rock excavation, which obtains the excavation reaction force by the rear gripper 23 and propels the trunk 11, but the ground under excavation changes from the rock layer to the general soil layer. In this case, the excavated tunnel wall surface is soft and the rear gripper 23 cannot obtain the excavation reaction force, so that the body 11 can be propelled by obtaining the excavation reaction force from the segment like a shield excavator. Yes. That is, an arc-shaped
[0026]
Further, at the rear part of the
[0027]
In addition, a part of the brackets 42 (five in this embodiment) for supporting the
[0028]
In this
[0029]
Although not shown, a temporary support stand for temporarily placing the support T is provided adjacent to the erector device 41, and the support T is supported by the support supply cart.TWhen it is carried into the tunnel, the hoist moves the support T on the support supply carriage forward and places it on the support temporary storage base.
[0030]
Here, tunnel excavation work and support assembly work using the
[0031]
As shown in FIG. 1, gripper shoes 25 are provided by
[0032]
Thus, when each thrust
[0033]
The shear excavated by the
[0034]
In the present embodiment, during excavation or at the end of excavation work, the erector device 41 temporarily assembles four sets of supports T into a ring shape, and expands this temporary set support T.TAssemble closely to the inner wall of the tunnel. Hereinafter, the assembling work of the support T will be described.
[0035]
Multiple support T is supported by support supply cartTIt is carried into the tunnel, moved forward by a hoist, and four supporting TAIs placed on the temporary support table. First, as shown in FIG. 3, the turning
[0036]
Here, as shown in FIG. 6 (a), the hook 51a locked to the locking portion 54 is supported.AThe wire rope 51 is locked to the end of the wire TAAre connected. At this time, four supporting Ts for the hook 51aAAre connected. Next, the support T connected by operating the
[0037]
In this way, the ends are connected to the wire rope 51 and four sets of supporting T are secured by the bolts B to each other.A, TB, TCAre temporarily connected to each other, the
[0038]
In other words, four sets of support T (TA, TB, TC) Is supported by the
[0039]
As described above, in the
[0040]
FIG.as well asFIG. 8 shows the second of the present invention.Third embodimentThe outline of the erector apparatus which concerns on is shown. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0041]
In the erector apparatus 71 of the second embodiment, as shown in FIG. 7, a plurality of
[0042]
Accordingly, first, the
[0043]
As described above, in the erector apparatus 71 of the present embodiment, each end portion of the wire rope 51 wound around the plurality of
[0047]
First3In the erector apparatus 91 of the embodiment,FIG. ( a ) , (B)As shown in FIG. 2, a
[0048]
Therefore, when the three supports are connected in a temporarily assembled state using a winch, a wire rope, a support roller, etc. (not shown), the support temporarily assembled using the
[0049]
As described above, in the erector apparatus 91 of the present embodiment, a winch, a support roller, and the like are mounted on the rear end portion of the body 11, and the
[0050]
In each of the above-described embodiments, the
[0051]
Further, in each of the above-described embodiments, the erector devices 41, 71, 81, 91 use the support T obtained by dividing one ring into four parts, but the number of divisions is not limited to four, and may be three or five. Further, the temporary assembly support T is not limited to 4 sets, and may be 2 sets or 5 sets.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the erector apparatus of the invention of claim 1 as described in the embodiment, in the erector apparatus for assembling the support carried into the tunnel, the winch and one end portion are wound by the winch and the other end portion is wound. A wire rope that can be connected to the support, and a plurality of support support members that are arranged along the inner wall surface of the tunnel excavator to support the support and to which the wire rope is wound, The supporting support member is attached to a support plate disposed along the inner wall surface of the tunnel excavator, while the support plateSupportedA locking portion that is supported by a plurality of swiveling rollers so as to be rotatable, and that locks the other end of the wire ropeHaveSince the swivel ring is further provided, a plurality of supports can be sequentially connected and easily assembled temporarily in a short time, workability can be improved, and the apparatus can be reduced in size and weight. Moreover, the other end part of a wire rope can be easily connected to a support, and workability | operativity can be improved.
[0053]
According to the erector apparatus of the invention of claim 2,Since the support in the temporarily assembled state supported by the support support member on the swiveling ring is provided in the radial direction so as to closely contact the inner wall surface of the tunnel, the support is expanded after the support is temporarily assembled. It can be in close contact with the inner wall surface of the existing tunnel, and workability can be improved.
[0054]
According to the erector apparatus of the invention of claim 3, in the erector apparatus for assembling the support carried into the tunnel, the winch and the end are wound up by the winch.RuA wire rope, and a plurality of support members arranged around the inner wall surface of the tunnel excavator to support the support and around which the wire rope is wound. Attaching to the support plate disposed along the wall surface, attaching the two winches adjacent to the support plate, winding one end of the wire rope with the first winch, and the other end The wire rope is wound around each supporting support member and wound by a second winch.On the waySince the supports can be connected to each other, a plurality of supports can be sequentially connected and easily assembled temporarily in a short time, workability can be improved, and the apparatus can be reduced in size and weight. Moreover, the movement of the wire rope connected to the end portion of the support becomes easy, and the support assembly efficiency can be improved by shortening the working time.
[0055]
According to the erector apparatus of the invention of claim 4, in the erector apparatus for assembling the support carried in the tunnel, the winch and the wire whose one end is wound by the winch and the other end can be connected to the support. A rope and a plurality of support members arranged around the inner wall surface of the tunnel excavator to support the support and around which the wire rope is hung, are provided on the inner wall surface of the tunnel excavator.OrthogonallySince a support expansion means for moving the support in a temporarily assembled state supported by the support support member to the fixed support plate in the radial direction and closely contacting the inner wall surface of the tunnel is provided, and the support expansion means is a tiltable type. A plurality of supports can be sequentially connected and easily assembled temporarily in a short time, so that workability can be improved and the apparatus can be reduced in size and weight. In addition, the structure is simplified because the swiveling ring is not required, and the workability can be improved without the electric cable or the hydraulic hose moving in the existing tunnel.
[0056]
According to the erector apparatus of the invention of claim 5, in the erector apparatus for assembling the support carried into the tunnel, the winch and the wire whose one end is wound up by the winch and the other end can be connected to the support. A rope, and a plurality of support members arranged around the inner wall surface of the tunnel excavator to support the support and around which the wire rope is wound, and are arranged along the inner wall surface of the tunnel excavator On the support plateSupportedFurther equipped with a swivel ring that is pivotably supported by a plurality of swivel rollers, and the winch is mounted on the swivel ring, so that a plurality of supports can be sequentially connected and easily assembled temporarily in a short time. In addition, the apparatus can be reduced in size and weight. Further, when desired, by turning the swivel ring and moving the winch to an appropriate position, it is possible to improve workability without interfering with concrete spraying work.
[0057]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a tunnel as a tunnel excavator equipped with an erector apparatus according to a first embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of a boring machine.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 showing a rear gripper.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 showing the erector apparatus.
FIG. 4 is a plan view of the gripper.
FIG. 5 is a front view of the gripper.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an assembling process of a support by an erector device.
FIG. 7 is a schematic view of an erector apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view of an erector apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Tunnel boring machine (TBM)
11 Torso
12 Front torso
13 Rear trunk
14 Connecting cylinder
16 Cutter head
20 Cutter turning motor (Cutter head drive means)
22 Front gripper
23 Rear gripper
26 Thrust jack
29 Parallel link mechanism (fuselage propulsion jack)
30 Support frame
31 Belt conveyor
41 Electa device
42 Bracket (support plate)
43 Rotating roller
44 Swivel ring
47 Hydraulic motor (turning means)
49 Stock stand (support support member)
50 Support roller
51 wire rope
51a hook
52 winches
53 Grip (support extension means)
54 Locking part
92 grip (support expansion means)
93 Support wall (support plate)
T, TA , TB , TC Support
Claims (5)
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