JP3987982B2 - Concrete spraying equipment for tunnel excavator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削直後のトンネル壁面上部にコンクリートを吹き付けて支保するためのコンクリート吹付け装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、地下道やトンネル等を形成するためのトンネル掘削機としては、掘削と同時にコンクリート製のセグメントを組み立ててトンネル壁を形成するいわゆるシールド式トンネル掘削機と称される掘削機の他に、岩盤等の比較的土質が安定している箇所を掘削するためのTBM(Tunnel-boring-Machine )と称されるトンネル掘削機(以下、TBMと称す)が知られている。
【0003】
このTBMは、例えば、図5〜図10に示すように、地中を掘削する円形のカッターヘッド1と、このカッターヘッド1を支持するフロントサポート2と、このフロントサポート2の後方からトンネルの軸方向に延びるメインビーム3と、このメインビーム3に沿ってスライドすると共にその両側からトンネル壁面側に出没するグリッパー4と、メインビーム3の後端をトンネル下部から支持するリアサポート5とから主に構成されている。
【0004】
従って、先ず図9に示すように、このグリッパー4を突出させてその両端のクリッパーシュー4a,4aをトンネル壁面に押し当ててメインビーム3をトンネルの略軸心部に支持固定した後、カッターヘッド1を駆動しながら図5に示すように、フロントサポート2とグリッパー4間を接続する推進ジャッキ6を延ばし、カッターヘッド1及びフロントサポート2をメインビーム3と共にグリッパー4を支持点として前方に押し出すことで地中を掘削するようになっている。
【0005】
そして、このようにして地中を一定距離、すなわち推進ジャッキ6のストローク量だけ掘進したならば、カッターヘッド1を停止し、図10に示すようにリアサポート5を延ばしてトンネル下部側からメインビーム3の後端を支持した後、グリッパー4を緩めると同時に伸び切った推進ジャッキ6を縮めることでグリッパー4をカッターヘッド1側にスライドさせ、その後、このグリッパー4を再び突出させてメインビーム3等をトンネル壁側から支持した後、リアサポート5を縮めて同様な掘削を再開することで順次、前方に移動しながら掘削距離を延ばすようになっている。
【0006】
また、このようにして掘削された土砂はメインビーム3内に設けられたベルトコンベア7によって後方に排土され、また、排土しきれなかった土砂はメインビーム3の下部に設けられたショベル8によって掬い上げられ、残土処理用ベルトコンベア9からカッターヘッド1側に戻されてベルトコンベア7から排土されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなTBMによって掘削されたトンネル壁面には、掘削直後のトンネルの崩落等を防止するための支保(壁面サポート)が直ちに施されるようになっている。
【0008】
そして、この支保方法としては、従来、図5及び図7に示すようにカッターヘッド1後方のフロントサポート2内に設けられた鋼アーチ支保組立用エレクタ10によって分割された鋼アーチ11を順次リング状に組み立てて行う方法や、図5及び図8に示すように、メインビーム3の両側に設けられたロックボルト打込装置12,12によってトンネル壁面の上面にロックボルトを等間隔に打ち込む方法の他に、切削直後のトンネル壁面に、瞬間接着剤を混ぜ合わせたコンクリートを直接吹き付けて固める方法が用いられている。
【0009】
このうち、コンクリートを直接吹き付けてトンネル壁面を固めて支保する方法としては、図示していないが▲1▼フロントサポート2の後方に旋回フレームを設け、この旋回フレームのエレクターにコンクリート吹付用ノズルを設置してこれを周方向に旋回させながら吹き付けを行う方法、▲2▼作業員がトンネル内に入り込み、直接吹付けホースを手にしてメインビーム3上から吹き付ける方法、▲3▼山岳(NATM)工法等で用いられているロボットアーム型の吹付車両を用いる方法等が考えられている。
【0010】
しかしながら、▲1▼の旋回フレームを設置して行う方法では、その設置スペース分、掘削機全体の機長が長くなってしまい、急カーブの掘削を行う掘削機には適せず、また、旋回フレームが一つとなるため、個別(左右)の吹き付け作業が困難である。しかも、所要の動作を満足するには掘削機自体に対して大規模な構造改良が必要となり、経済性が悪くなるといった問題がある。
【0011】
一方、▲2▼に示すような作業員による吹付ける方法では、危険が多い上に労働条件も劣悪で作業効率が悪く、実用的ではない。
【0012】
さらに、▲3▼に示す山岳(NATM)工法等で用いられているロボットアーム型の吹付車両を用いる方法では、TBMの狭いスペースに設置することが困難であり、且つ自由が利かないといった欠点がある。
【0013】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、既存のTBMを殆ど改良することなく、かつ安全確実にトンネル壁面に対するコンクリート支保を行うことができる新規なTBM掘削機のコンクリート吹付け装置を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、トンネル掘削機のメインビームの両側部それぞれに設けられ、掘削直後のトンネル壁面上部にコンクリートを吹き付けて支保するためのコンクリート吹付け装置において、上記メインビームの長さ方向に沿って往復動するL字形フレームと、このL字形フレームの水平端に揺動自在に設けられた伸縮ジャッキと、この伸縮ジャッキの先端に吹出口が連結された吹付けホースと、この伸縮ジャッキを揺動すべく上記L字形フレームの上端に揺動自在に設けられた旋回ジャッキとからなるものである。
【0015】
すなわち、L字形フレームの上端に設けられた旋回ジャッキを伸縮させてL字形フレームの水平端に設けられた伸縮ジャッキを揺動させると、吹付けホースの吹出口がトンネル壁の周方向に旋回するため、このような旋回と同時にその吹出口からコンクリートを吹き出すことでトンネル壁面の周方向にコンクリートを吹き付けることができる。また、このように伸縮ジャッキを揺動させながらL字形フレームをメインビームの長さ方向に移動させることで周方向のコンクリート吹き付けと同時に軸方向の吹き付けも行うことができる。
【0016】
さらに、伸縮ジャッキの旋回角度によって吹出口とトンネル壁面との吹付け距離が異なる場合には、旋回角度に応じてこの伸縮ジャッキを適宜伸縮させることで、その吹き付け距離を常に一定に保つことが可能となり、均一なコンクリート吹き付けが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【0018】
図1は本発明に係るトンネル掘削機のコンクリート吹付け装置20の実施の一形態を示したものである。
【0019】
図示するように、このコンクリート吹付け装置20は、従来、上述したロックボルト装置12,12が取り付けられていた位置に設けられるようになっており、断面矩形状をしたメインビーム3の両側部にミラー状に対面した状態でそれぞれ独立して作動可能となっている。
【0020】
このコンクリート吹付け装置20は、図2及び図3に示すように、メインビーム1の長さ方向に沿って往復動するL字形フレーム21と、このL字形フレーム21の水平端に設けられたガイドロッド22と、このガイドロッド22側に付設された伸縮ジャッキ23と、このガイドロッド22の先端に連結プレート24を介して連結された吹付けホース25と、このガイドロッド22と上記L字形フレーム21の上端間に設けられた旋回ジャッキ26とから主に構成されている。
【0021】
先ず、このL字形フレーム21は、図2に示すように、その屈曲部外側に形成された係合部27がメインビーム3の側面にその長さ方向に設けられた凸状のガイドレール28に係合して設けられるようになっており、図3に示すように、グリッパー4側からメインビーム3と平行に延びるスライドジャッキ29によってガイドレール26に沿ってメインビーム3の前後方向に往復動されるようになっている。尚、このガイドレール28及びスライドジャッキ29は従来、上記ロックボルト装置12をスライド移動させるために予め設けられていたものがそのまま用いられる。
【0022】
次に、このL字形フレーム21の水平端に設けられたガイドロッド22は、外径の異なる2本又は3本の筒体を同軸上に重ね合わせたものであり、その最外筒体の下端部がL字形フレーム21の水平端にピン結合されてトンネルの周方向に旋回自在となっていると共に、その最内筒上端部が上記支持プレート24に連結されてその長さ方向にテレスコープ状に伸縮自在となっている。
【0023】
また、このガイドロッド22に付設された伸縮ジャッキ23は、図示しない油圧ケーブルから供給される油圧によって同じくテレスコープ状に伸縮する油圧ジャッキであり、その下端部がガイドロッド22の最外筒体側に連結固定されると共に、その伸縮上端部が上記支持プレート24側に連結されている。
【0024】
一方、旋回ジャッキ26は、図2に示すようにその一端部がL字形フレーム21の上端部に揺動自在にピン結合されると共に、他端部がガイドロッド22に設けられたブラケット30側にピン結合されており、L字形フレーム21の上端部とブラケット30間を連結するようになっている。そして、この旋回ジャッキ26は上記伸縮ジャッキ23と同様、図示しない油圧ケーブルから供給される油圧によってテレスコープ状に伸縮する油圧ジャッキであり、これがその長さ方向に伸縮することで図示するようにガイドロッド22を伸縮ジャッキ23及び吹付けホース25と共にL字形フレーム21の水平端を軸としてトンネル壁の周方向に沿って90°以上の範囲に亘って旋回させるようになっている。尚、このガイドロッド22,伸縮ジャッキ23,旋回ジャッキ26の伸縮部には、蛇腹状のカバー31が設けられており、スライド面に土砂やコンクリート液が付着しないように防護されている。
【0025】
以上において、本発明装置の作用を説明する。
【0026】
図1及び図2に示すように、メインビーム3の両側に設けられた各コンクリート吹付け装置20,20の各旋回ジャッキ26,26を伸縮させると、これに伴って各ガイドロッド22,22の先端に設けられた各吹付けホース25,25の各吹出口25a,25aがそれぞれトンネル壁の一方の側面から上面に90°以上の範囲に亘って連続的に旋回する。
【0027】
従って、このような状態で各吹付けホース25,25にコンクリートを供給すると、それらの吹出口25a,25aから吹き出されたコンクリートがそれぞれトンネル壁面全体の約1/4以上の範囲に亘って吹き付けられることとなり、少なくともトンネル壁の上半分の範囲には確実なコンクリート吹付けが行われる。そして、一般的にこのようなコンクリート吹付けはトンネル壁の上面側のみに施され、下面側には施す必要がないことから、これら二つの吹き付け装置20,20で充分な範囲にコンクリートを吹き付けることができる。
【0028】
このとき、各吹出口25a,25aは、L字形フレーム21の水平端を軸として円弧状に旋回するが、一般にその旋回軸はトンネルの中心軸と一致していないため、その旋回角度によって吹出し距離が変化し、吹き付け範囲が均一に行われないといった問題が生じてくる。すなわち、吹出口25aから吹き出されるコンクリートは放射状に吹き出されることから、図1に示すような構成の場合では、ガイドロッド22を倒したときに吹出口25aとトンネル壁面との距離が最短になっているのに対し、起立させるに従って吹出口25aとトンネル壁面との距離が徐々に長くなるため、吹付け範囲に広狭の差が発生し、均一なコンクリート吹き付けが困難となる。
【0029】
しかしながら、本発明装置は上述したようにこの吹出口25aを旋回するためのガイドジャッキ22を伸縮ジャッキ23によって伸縮自在としたことから、図1に示すように、旋回角度にリンクさせてガイドロッド22を伸縮させれば、旋回角度に拘わらず、常に吹出口25aとトンネル壁との距離を一定に保つことが可能となり、均一なコンクリート吹き付けを行うことができる。
【0030】
さらに、このような周方向の吹き付けを行いながら、図3に示すように、スライドジャッキ29によってL字形フレーム21をメインビーム3のガイドレール28に沿って移動させることで、トンネルの長さ方向に亘って所定の範囲にコンクリートを均一にムラなく吹き付けることができる。
【0031】
また、本発明は従来のロックボルト装置12,12が設けられていたメインビーム3の先端に位置するようになっているため、掘削直後のトンネル壁に対して直ちにコンクリート吹き付けを行うことができることから、トンネル壁の崩落を確実に防止することが可能となり、良好且つ迅速なコンクリート吹き付けを行うことができる。しかも、本発明装置はコンパクトな大きさであるため、新たに専用の設置スペースを設ける必要がなく既存の掘削機にそのまま適用でき高い汎用性を発揮することができる。さらに、比較的簡単な構成であるため、信頼性も高くかつ製作コストも安価に抑えることも可能となる。
【0032】
尚、本発明装置を備えることにより、従来のロックボルト装置12,12はその必要性が少なくなるが、このコンクリート吹付け装置20と共に付設する場合には、そのメインビーム3の後端側に付設すれば、図8に示すような動きの規制がなくなって自由度が高まるため、その設置数も2つから1つに減らすことも期待できる。
【0033】
また、本実施の形態では、比較的荷重や吹出し反力の大きい吹付けホース25を確実に支持するためにガイドロッド22を備えた例で説明したが、伸縮ジャッキ23自体が充分な剛性、強度を有したものであれば、このガイドロッド22を省略した構成としても良い。
【0034】
次に、図4は本発明装置の他の実施の形態を示したものであり、上述したガイドロッド22の先端に上記各吹付けホース25の吹出口25aの方向を自在に変える首振り機構33を設けるようにしたものである。
【0035】
この首振り機構33は図示するようにガイドロッド22の先端の連結プレート24にピン結合されたガイドロッド34と、このガイドロッド34をガイドロッド22の旋回方向へ揺動する揺動ジャッキ35と、このガイドロッド34の先端に上述した吹付けホース25の吹出口25aを支持する支持プレート36とから構成されており、この揺動ジャッキ35を伸縮させることで図示するように、吹出口25aの向きをガイドロッド22の旋回方向に自在に変えることができるようになっている。
【0036】
すなわち、上記実施の形態に示した構成では、ガイドロッド22を伸縮させることにより、吹き付け距離を一定にすることができるが、この構成のみでは図1に示すようにガイドロッド22を倒したときにはコンクリートがトンネル壁面に直角に吹き付けられるのに対し、起立させるに従ってその吹き付け角度が斜めになってしまい、トンネル壁面に対するコンクリートの吹付け角度が異なって吹付け範囲が周方向に伸張してしまうことが考えられる。
【0037】
そのため、上記構成に加え、本実施の形態に示すような首振り機構33をガイドロッド34の先端に設け、この首振り機構33によってさらに吹出口25aの向きを調整するようにすれば、ガイドロッド22に旋回角度に拘わらず、常にトンネル壁面に対してコンクリートを直角に吹き付けることができ、さらに良好な吹き付け作業を行うことができる。
【0038】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すような優れた効果を発揮することができる。
【0039】
▲1▼トンネル壁面に対するコンクリート支保を機械化によって確実に行うことができる。
【0040】
▲2▼コンパクトで簡易な構造であるため、狭いスペースへも容易に設置することができる。
【0041】
▲3▼既存のトンネル掘削機を殆ど改良することなく付設することができるため、新たに旋回リングやエレクタ等を設置するような構造に比べて製作コストを大幅に削減することができる。
【0042】
▲4▼また、構造が簡単なことにより装置の信頼性も高くなって故障頻度の可能性も低く、仮に故障してもその修復も容易に行うことができる。
【0043】
▲5▼狭い作業空間でのコンクリート吹付けの機械化が可能となり、作業効率及び安全性を大幅に向上することができる。
【0044】
▲6▼左右単独操作が可能となるため、均一で確実なコンクリート吹付け作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置を備えたトンネル掘削機の実施の一形態を示す正面図である。
【図2】本発明装置の構成及び作用を示す正面図である。
【図3】本発明装置の構成及び作用を示す側面図である。
【図4】本発明装置の他の実施の形態を示す部分拡大図である。
【図5】従来のトンネル掘削機(TBM)の実施の一形態を示す側面図である。
【図6】図5中A−A矢視図である。
【図7】図5中B−B断面図である。
【図8】図5中C−C断面図である。
【図9】図5中D−D断面図である。
【図10】図5中F−F断面図である。
【符号の説明】
3 メインビーム
20 コンクリート吹付け装置
21 L字形フレーム
22 ガイドロッド
23 伸縮ジャッキ
25 吹付けホース
26 旋回ジャッキ
25a 吹出口
29 スライドジャッキ
33 首振り機構
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a concrete spraying device for spraying and supporting concrete on an upper part of a tunnel wall surface immediately after excavation.
[0002]
[Prior art]
In general, as tunnel excavators for forming underground passages and tunnels, in addition to so-called shielded tunnel excavators that assemble concrete segments at the same time as excavation to form tunnel walls, There is known a tunnel excavator (hereinafter referred to as TBM) called TBM (Tunnel-boring-Machine) for excavating a relatively stable soil quality.
[0003]
As shown in FIGS. 5 to 10, for example, the TBM includes a circular cutter head 1 for excavating the ground, a front support 2 for supporting the cutter head 1, and a tunnel axis from the rear of the front support 2. A main beam 3 extending in the direction, a gripper 4 that slides along the main beam 3 and protrudes from both sides to the tunnel wall surface side, and a rear support 5 that supports the rear end of the main beam 3 from the lower part of the tunnel. It is configured.
[0004]
Accordingly, as shown in FIG. 9, first, the gripper 4 is protruded and the clipper shoes 4a, 4a at both ends thereof are pressed against the tunnel wall surface to support and fix the main beam 3 to the substantially axial center portion of the tunnel. 5, the propulsion jack 6 connecting the front support 2 and the gripper 4 is extended as shown in FIG. 5, and the cutter head 1 and the front support 2 are pushed forward together with the main beam 3 with the gripper 4 as a support point. It is designed to excavate underground.
[0005]
Then, after excavating a certain distance in the ground, that is, by the stroke amount of the propulsion jack 6, the cutter head 1 is stopped, and the rear support 5 is extended as shown in FIG. 3, after the gripper 4 is loosened and the propulsion jack 6 that has been extended is contracted, the gripper 4 is slid toward the cutter head 1, and then the gripper 4 is protruded again so that the main beam 3, etc. Is supported from the tunnel wall side, and the rear support 5 is contracted to resume similar excavation, so that the excavation distance is extended while moving forward.
[0006]
Moreover, the earth and sand excavated in this way are discharged to the rear by a belt conveyor 7 provided in the main beam 3, and the earth and sand that cannot be completely discharged are excavators 8 provided below the main beam 3. And is returned to the cutter head 1 side from the residual soil processing belt conveyor 9 and discharged from the belt conveyor 7.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the tunnel wall surface excavated by such TBM is immediately provided with support (wall surface support) for preventing the collapse of the tunnel immediately after excavation.
[0008]
And as this support method, as shown in FIG. 5 and FIG. 7, conventionally, the steel arch 11 divided | segmented by the steel arch support assembly erector 10 provided in the front support 2 behind cutter head 1 is sequentially ring-shaped. 5 and FIG. 8, and a method of driving lock bolts onto the upper surface of the tunnel wall at equal intervals by the lock bolt driving devices 12 and 12 provided on both sides of the main beam 3 as shown in FIGS. In addition, a method is used in which concrete mixed with an instantaneous adhesive is directly sprayed and hardened on the tunnel wall immediately after cutting.
[0009]
Of these, as a method of directly blowing concrete to solidify and support the tunnel wall surface, although not shown, (1) a swivel frame is provided behind the front support 2 and a concrete spray nozzle is installed in the erector of the swivel frame. The method of spraying while turning this in the circumferential direction, (2) The method that the worker enters the tunnel and sprays directly from the main beam 3 with the spray hose in hand, (3) Mountain (NATM) construction method For example, a method using a robot arm type spray vehicle used in the above is considered.
[0010]
However, in the method of installing the swivel frame of (1), the length of the entire excavator becomes longer by the installation space, which is not suitable for excavators that excavate sharp curves, and the swivel frame Therefore, individual (left and right) spraying operations are difficult. Moreover, in order to satisfy the required operation, there is a problem that the excavator itself needs a large-scale structural improvement, resulting in poor economic efficiency.
[0011]
On the other hand, the method of spraying by the worker as shown in (2) is not practical because there are many dangers and the working conditions are poor and the working efficiency is poor.
[0012]
Further, the method using the robot arm type spray vehicle used in the mountain (NATM) method shown in (3) has a drawback that it is difficult to install in a narrow space of the TBM and the freedom is not good. is there.
[0013]
Therefore, the present invention has been devised to effectively solve such problems, and its purpose is to provide concrete support for the tunnel wall surface safely and securely without almost improving the existing TBM. The present invention provides a concrete spraying device for a new TBM excavator.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a concrete spraying device provided on each side of a main beam of a tunnel excavator for spraying and supporting concrete on the upper part of a tunnel wall immediately after excavation. An L-shaped frame that reciprocates along the length direction, a telescopic jack swingably provided at the horizontal end of the L-shaped frame, and a blowing hose with a blow-out port connected to the tip of the telescopic jack; In order to swing this telescopic jack, it comprises a swinging jack that is swingably provided at the upper end of the L-shaped frame.
[0015]
That is, when the swivel jack provided at the upper end of the L-shaped frame is expanded and contracted to swing the telescopic jack provided at the horizontal end of the L-shaped frame, the outlet of the blowing hose turns in the circumferential direction of the tunnel wall. Therefore, the concrete can be sprayed in the circumferential direction of the tunnel wall surface by blowing the concrete from the outlet at the same time as the turning. In addition, by moving the L-shaped frame in the length direction of the main beam while swinging the telescopic jack in this way, it is possible to perform axial spraying simultaneously with circumferential concrete spraying.
[0016]
Furthermore, when the spraying distance between the outlet and the tunnel wall differs depending on the swivel angle of the telescopic jack, it is possible to keep the spraying distance constant by expanding and contracting the telescopic jack appropriately according to the swivel angle. Thus, uniform spraying of concrete becomes possible.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 shows an embodiment of a concrete spraying device 20 for a tunnel excavator according to the present invention.
[0019]
As shown in the drawing, the concrete spraying device 20 is conventionally provided at a position where the above-described lock bolt devices 12 and 12 are attached, and is provided on both sides of the main beam 3 having a rectangular cross section. Each can operate independently in the state of facing the mirror.
[0020]
As shown in FIGS. 2 and 3, the concrete spraying device 20 includes an L-shaped frame 21 that reciprocates along the length direction of the main beam 1, and a guide provided at the horizontal end of the L-shaped frame 21. Rod 22, telescopic jack 23 attached to the guide rod 22 side, blowing hose 25 connected to the tip of the guide rod 22 via a connecting plate 24, the guide rod 22 and the L-shaped frame 21 And a swivel jack 26 provided between the upper ends of the two.
[0021]
First, as shown in FIG. 2, the L-shaped frame 21 has an engaging portion 27 formed outside the bent portion on a convex guide rail 28 provided on the side surface of the main beam 3 in the length direction. As shown in FIG. 3, it is reciprocated in the longitudinal direction of the main beam 3 along the guide rail 26 by a slide jack 29 extending parallel to the main beam 3 from the gripper 4 side. It has become so. Conventionally, the guide rail 28 and the slide jack 29 that have been provided in advance for sliding the lock bolt device 12 are used as they are.
[0022]
Next, the guide rod 22 provided at the horizontal end of the L-shaped frame 21 is obtained by superimposing two or three cylinders having different outer diameters on the same axis, and the lower end of the outermost cylinder. The portion is pin-coupled to the horizontal end of the L-shaped frame 21 so as to be rotatable in the circumferential direction of the tunnel, and the upper end of the innermost cylinder is connected to the support plate 24 so as to be telescopic in the length direction. It is stretchable.
[0023]
The telescopic jack 23 attached to the guide rod 22 is a hydraulic jack that is telescopically expanded and contracted by hydraulic pressure supplied from a hydraulic cable (not shown), and its lower end is on the outermost cylinder side of the guide rod 22. While being connected and fixed, the extensible upper end portion is connected to the support plate 24 side.
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 2, one end of the swivel jack 26 is pivotally coupled to the upper end of the L-shaped frame 21 and the other end is connected to the bracket 30 provided on the guide rod 22. It is pin-coupled so as to connect the upper end of the L-shaped frame 21 and the bracket 30. The swivel jack 26 is a hydraulic jack that telescopically expands and contracts by the hydraulic pressure supplied from a hydraulic cable (not shown), like the telescopic jack 23, and extends and contracts in the length direction to guide as shown in the figure. The rod 22 is swung over a range of 90 ° or more along the circumferential direction of the tunnel wall around the horizontal end of the L-shaped frame 21 together with the telescopic jack 23 and the blowing hose 25. In addition, a bellows-like cover 31 is provided at the expansion / contraction portions of the guide rod 22, the expansion jack 23, and the swivel jack 26, and is protected so that earth and sand and concrete liquid do not adhere to the slide surface.
[0025]
The operation of the device of the present invention will be described above.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, when the revolving jacks 26, 26 of the concrete spraying devices 20, 20 provided on both sides of the main beam 3 are expanded and contracted, the guide rods 22, 22 are moved accordingly. The air outlets 25a, 25a of the air blowing hoses 25, 25 provided at the distal end continuously swirl over a range of 90 ° or more from one side surface of the tunnel wall to the upper surface.
[0027]
Accordingly, when concrete is supplied to each of the blowing hoses 25 and 25 in such a state, the concrete blown from the outlets 25a and 25a is sprayed over a range of about 1/4 or more of the entire tunnel wall surface. In other words, at least the upper half of the tunnel wall is reliably sprayed with concrete. And since such concrete spraying is generally performed only on the upper surface side of the tunnel wall and does not need to be performed on the lower surface side, the concrete is sprayed to a sufficient range with these two spraying devices 20 and 20. Can do.
[0028]
At this time, each of the outlets 25a and 25a revolves in an arc shape with the horizontal end of the L-shaped frame 21 as an axis, but generally the revolving axis does not coincide with the center axis of the tunnel, so that the blowing distance depends on the revolving angle. Changes, and there arises a problem that the spraying range is not uniformly formed. That is, since the concrete blown out from the blowout port 25a is blown out radially, in the case of the configuration shown in FIG. 1, the distance between the blowout port 25a and the tunnel wall surface is minimized when the guide rod 22 is tilted. On the other hand, since the distance between the air outlet 25a and the tunnel wall surface is gradually increased as it is erected, there is a difference between wide and narrow in the spraying range, making uniform concrete spraying difficult.
[0029]
However, as described above, the device according to the present invention allows the guide jack 22 for turning the air outlet 25a to be extended and retracted by the extension jack 23, so that the guide rod 22 is linked to the turning angle as shown in FIG. By extending and contracting, the distance between the air outlet 25a and the tunnel wall can always be kept constant regardless of the turning angle, and uniform concrete spraying can be performed.
[0030]
Further, while performing such circumferential spraying, the L-shaped frame 21 is moved along the guide rail 28 of the main beam 3 by the slide jack 29 as shown in FIG. The concrete can be sprayed uniformly and uniformly over a predetermined range.
[0031]
Moreover, since the present invention is located at the front end of the main beam 3 provided with the conventional lock bolt devices 12, 12, it is possible to immediately spray concrete onto the tunnel wall immediately after excavation. The collapse of the tunnel wall can be reliably prevented, and good and quick concrete spraying can be performed. In addition, since the device of the present invention is compact, it is not necessary to newly provide a dedicated installation space, and can be directly applied to an existing excavator and can exhibit high versatility. Furthermore, since it has a relatively simple configuration, it is possible to achieve high reliability and low manufacturing costs.
[0032]
Although the necessity of the conventional lock bolt devices 12 and 12 is reduced by providing the device of the present invention, it is attached to the rear end side of the main beam 3 when it is attached together with the concrete spraying device 20. If this is done, the restriction of movement as shown in FIG. 8 is eliminated and the degree of freedom increases, so that the number of installations can be expected to be reduced from two to one.
[0033]
In the present embodiment, an example in which the guide rod 22 is provided in order to reliably support the blowing hose 25 having a relatively large load and blowing reaction force has been described. However, the expansion jack 23 itself has sufficient rigidity and strength. If the guide rod 22 is provided, the guide rod 22 may be omitted.
[0034]
Next, FIG. 4 shows another embodiment of the apparatus of the present invention. A swing mechanism 33 that freely changes the direction of the outlet 25a of each blowing hose 25 to the tip of the guide rod 22 described above. Is provided.
[0035]
As shown in the figure, the swing mechanism 33 includes a guide rod 34 that is pin-coupled to the connecting plate 24 at the tip of the guide rod 22, a swing jack 35 that swings the guide rod 34 in the turning direction of the guide rod 22, The guide rod 34 is composed of a support plate 36 that supports the air outlet 25a of the blowing hose 25 described above at the tip of the guide rod 34, and the direction of the air outlet 25a is extended as shown in FIG. Can be freely changed in the turning direction of the guide rod 22.
[0036]
That is, in the configuration shown in the above embodiment, the spraying distance can be made constant by expanding and contracting the guide rod 22, but with this configuration only, when the guide rod 22 is tilted as shown in FIG. Is sprayed at right angles to the tunnel wall, the angle of spraying becomes oblique as it stands up, and the spraying range of the concrete is different from the tunnel wall and the spraying range extends in the circumferential direction. It is done.
[0037]
Therefore, in addition to the above configuration, if a swing mechanism 33 as shown in the present embodiment is provided at the tip of the guide rod 34, and the direction of the outlet 25a is further adjusted by the swing mechanism 33, the guide rod Regardless of the turning angle, the concrete can always be sprayed at right angles to the tunnel wall surface, and a better spraying operation can be performed.
[0038]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the following excellent effects can be exhibited.
[0039]
(1) Concrete support for the tunnel wall surface can be reliably performed by mechanization.
[0040]
(2) Since it has a compact and simple structure, it can be easily installed in a narrow space.
[0041]
{Circle around (3)} Since existing tunnel excavators can be installed with almost no improvement, the manufacturing cost can be greatly reduced compared to a structure in which a revolving ring or an erector is newly installed.
[0042]
{Circle around (4)} Since the structure is simple, the reliability of the apparatus is high and the possibility of failure frequency is low. Even if a failure occurs, the repair can be easily performed.
[0043]
(5) It becomes possible to mechanize concrete spraying in a narrow work space, and work efficiency and safety can be greatly improved.
[0044]
(6) Since the left and right single operations are possible, uniform and reliable concrete spraying work can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a tunnel excavator provided with the apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the configuration and operation of the device of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing the configuration and operation of the device of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged view showing another embodiment of the device of the present invention.
FIG. 5 is a side view showing an embodiment of a conventional tunnel excavator (TBM).
6 is an AA arrow view in FIG. 5. FIG.
7 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
10 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
[Explanation of symbols]
3 Main beam
20 Concrete spraying equipment
21 L-shaped frame
22 Guide rod
23 Telescopic jack
25 Spray hose
26 Swivel jack
25a outlet
29 Slide jack
33 Swing mechanism

Claims (3)

トンネル掘削機のメインビームの両側部にそれぞれ設けられ、掘削直後のトンネル壁面上部にコンクリートを吹き付けて支保するためのコンクリート吹付け装置において、上記メインビームの長さ方向に沿って往復動するL字形フレームと、このL字形フレームの水平端に設けられた伸縮ジャッキと、この伸縮ジャッキの先端に吹出口が連結された吹付けホースと、この伸縮ジャッキを上記L字形フレームの水平端を支点としてトンネルの周方向に旋回すべく旋回ジャッキとからなることを特徴とするトンネル掘削機のコンクリート吹付け装置。In a concrete spraying device that is provided on both sides of a main beam of a tunnel excavator and sprays and supports concrete on the upper wall surface of the tunnel immediately after excavation, and reciprocates along the length of the main beam. A frame, a telescopic jack provided at the horizontal end of the L-shaped frame, a blowing hose with a blower outlet connected to the tip of the telescopic jack, and the telescopic jack as a fulcrum at the horizontal end of the L-shaped frame A concrete spraying device for a tunnel excavator characterized by comprising a swivel jack to swivel in the circumferential direction. トンネル掘削機のメインビームの両側部にそれぞれ設けられ、掘削直後のトンネル壁面上部にコンクリートを吹き付けて支保するためのコンクリート吹付け装置において、上記メインビームの長さ方向に沿って往復動するL字形フレームと、このL字形フレームの水平端に設けられた伸縮自在なガイドロッドと、このガイドロッドを伸縮する伸縮ジャッキと、このガイドロッドの先端に吹出口が連結された吹付けホースと、このガイドロッドを上記L字形フレームの水平端を支点としてトンネルの周方向に旋回すべく旋回ジャッキとからなることを特徴とするトンネル掘削機のコンクリート吹付け装置。In a concrete spraying device that is provided on both sides of a main beam of a tunnel excavator and sprays and supports concrete on the upper wall surface of the tunnel immediately after excavation, and reciprocates along the length of the main beam. A frame, a telescopic guide rod provided at the horizontal end of the L-shaped frame, a telescopic jack for extending and contracting the guide rod, a blowing hose having a blower outlet connected to the tip of the guide rod, and the guide A concrete spraying device for a tunnel excavator, characterized by comprising a turning jack for turning the rod in the circumferential direction of the tunnel with the horizontal end of the L-shaped frame as a fulcrum. 上記伸縮ジャッキ又はガイドロッドの先端に、上記各吹付けホースの吹出口の向きを変える首振り機構を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載のトンネル掘削機のコンクリート吹付け装置。The concrete spraying device for a tunnel excavator according to claim 1 or 2, wherein a swing mechanism for changing the direction of the outlet of each spray hose is provided at the tip of the telescopic jack or guide rod.
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