JP4564895B2 - Tunnel widening method - Google Patents

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Description

本発明は、トンネルを拡幅するためのトンネル拡幅方法に関する。   The present invention relates to a tunnel widening method for widening a tunnel.

シールド工法によって同一断面に掘削されたトンネルに非常駐車帯を設けるために、トンネルの側部を部分的に拡幅する方法としては、円弧状の凍結管の先端部にカッタを取り付けて掘削手段を構成し、この掘削手段をトンネルの壁面から地盤内に掘進させて、トンネルの拡幅領域の周囲に凍結管を配置し、凍結管内に冷媒を供給して、凍結管周辺の地盤を凍結させた後に、トンネル内から拡幅領域の地盤を掘削して取り除くことにより、トンネルを部分的に拡幅するトンネル拡幅方法がある(例えば、特許文献1参照)。   In order to provide an emergency parking zone in a tunnel excavated in the same cross section by the shield method, as a method of partially widening the side of the tunnel, the excavation means is configured by attaching a cutter to the tip of an arc-shaped frozen pipe Then, after excavating this excavation means from the wall surface of the tunnel into the ground, placing a freezing pipe around the widened area of the tunnel, supplying a refrigerant into the freezing pipe, and freezing the ground around the freezing pipe, There is a tunnel widening method in which the tunnel is partially widened by excavating and removing the ground in the widened region from within the tunnel (see, for example, Patent Document 1).

このトンネル拡幅方法では、凍結管周辺の地盤を凍結させることにより、拡幅領域の周囲の地盤強度を高めることができるため、拡幅領域を掘削したときの地盤の崩落を防ぐことができる。
特開2005−030147号公報(段落0003、図8(b))
In this tunnel widening method, since the ground strength around the widened region can be increased by freezing the ground around the freezing pipe, it is possible to prevent the ground from collapsing when the widened region is excavated.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-030147 (paragraph 0003, FIG. 8 (b))

しかしながら、前記した従来のトンネル拡幅方法では、掘削手段を掘進させて拡幅領域の周囲に凍結管を配置した後に、凍結管内に冷媒を循環させて地盤を凍結させているため、施工期間が長くなってしまうという問題がある。
また、凍結管内に冷媒を循環させるための冷却装置が必要になるため、施工コストが高くなってしまうという問題がある。
さらに、凍結管内の冷媒を均一な温度に保つことが困難であるため、拡幅領域の周囲の地盤強度を均一に高めることができないという問題がある。
However, in the above-described conventional tunnel widening method, the excavating means is advanced and the freezing pipe is arranged around the widening area, and then the ground is frozen by circulating the refrigerant in the freezing pipe. There is a problem that it ends up.
Moreover, since the cooling device for circulating a refrigerant | coolant in a freezing pipe is needed, there exists a problem that construction cost will become high.
Furthermore, since it is difficult to keep the refrigerant in the freezing tube at a uniform temperature, there is a problem that the ground strength around the widened region cannot be increased uniformly.

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、拡幅領域の周囲の掘削と、拡幅領域の周囲の補強とを同時に行うことにより、施工効率を向上させることができ、さらに、施工コストを低減することができるとともに、地盤の崩落を確実に防ぐことができるトンネル拡幅方法を提供することを課題とする。   Therefore, in the present invention, the above-described problems are solved, and excavation around the widened region and reinforcement around the widened region are simultaneously performed, so that construction efficiency can be improved and construction cost is further reduced. It is an object of the present invention to provide a tunnel widening method that can reliably prevent the collapse of the ground.

前記課題を解決するため、本発明は、一定の曲率で湾曲している掘削軸と、掘削軸の先端部に取り付けられている駆動装置と、駆動装置によって回転し、拡径および縮径自在なカッタと、掘削土砂に固化材を注入する固化材注入手段とを備え、駆動装置の出力部が掘削軸に外嵌され、出力部が掘削軸周りに回転する掘削手段を用いてトンネルを拡幅するトンネル拡幅方法であって、カッタをトンネルの壁面から地盤内に挿入し、カッタを回転させて、掘削軸を地盤内に順次に挿入することにより、固化材注入手段によって注入された固化材と掘削土砂とをカッタによって撹拌しながら、掘削手段を地盤内に掘進させる段階と、地盤内に掘進させた掘削手段によって、トンネルの拡幅領域の周囲に曲線穴を掘削して、曲線穴内の掘削土砂を固化させた後に、トンネル内から拡幅領域の地盤を掘削して取り除く段階とから構成され、カッタは、2つの部材から構成され、部材同士が回動自在に連結されているカッタ本体と、掘削軸の先端部内に内挿され、出力部と同じ軸周りに回転自在なシリンダと、一端がシリンダの本体部の外周面に回動自在に取り付けられ、他端はカッタ本体の部材に回動自在に取り付けられた2本のリンク部材と、を備え、シリンダの伸縮ロッドの先端部がカッタ本体の各部材の連結部に接続され、伸縮ロッドを本体部に対して縮退させることで、カッタ本体の各部材が広がって、カッタ本体が拡径され、出力部の中央部に形成された貫通穴の端部には、カッタ本体の各部材を広げたときに、各リンク部材が入り込む切り欠き溝が形成され、切り欠き溝に各リンク部材が係止されることで、各リンク部材が出力部の回転に伴って回転し、カッタ本体が出力部と同じ軸周りに回転することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a drilling shaft that is curved with a constant curvature, a drive device that is attached to the tip of the drilling shaft, and a rotary device that is rotated by the drive device so that the diameter can be increased and decreased. A cutter and a solidifying material injecting means for injecting solidifying material into excavated earth and sand are provided. The output portion of the drive device is fitted around the excavating shaft, and the output portion is widened using the excavating means that rotates around the excavating shaft. A tunnel widening method, in which the cutter is inserted into the ground from the wall surface of the tunnel, the cutter is rotated, and the excavation shaft is sequentially inserted into the ground, thereby excavating the solidified material injected by the solidified material injection means. While excavating the earth and sand with a cutter, the excavation means is excavated into the ground, and the excavation means excavated into the ground is used to excavate a curved hole around the widened area of the tunnel, so that the excavated earth and sand in the curved hole is removed. Solidification After allowed, is composed of a step of removing by drilling the ground widening region from the tunnel, the cutter is composed of two members, and a cutter body member to each other are rotatably connected to, drilling shaft A cylinder that is inserted into the tip and rotatable about the same axis as the output unit, and one end is rotatably attached to the outer peripheral surface of the cylinder body, and the other end is rotatably attached to the cutter body member. Each of the members of the cutter main body by connecting the distal end portion of the telescopic rod of the cylinder to the connecting portion of each member of the cutter main body, and retracting the telescopic rod with respect to the main body portion. As the cutter body expands, the diameter of the cutter body expands, and at the end of the through hole formed in the center of the output portion, a notch groove into which each link member enters when each member of the cutter body is expanded is formed. , Each phosphorus in the notch By member is engaged, rotates the link member with the rotation of the output unit, is characterized in that the cutter body is rotated about the same axis as the output unit.

このように、掘削手段をトンネルの壁面から地盤内に掘進させ、掘削土砂と固化材とを撹拌しながら、トンネルの拡幅領域の周囲に曲線穴を掘削して、曲線穴内の掘削土砂を固化させることにより、拡幅領域の周囲に曲線穴を掘削しながら、拡幅領域の周囲の地盤強度を高めることができるため、施工効率を向上させることができる。   In this way, the excavation means is excavated from the wall surface of the tunnel into the ground, and the excavated sediment and solidified material are agitated, and the curved hole is excavated around the widened area of the tunnel to solidify the excavated sediment in the curved hole. Accordingly, the ground strength around the widened region can be increased while excavating the curved hole around the widened region, so that the construction efficiency can be improved.

また、トンネルの掘削時に拡幅領域も同時に掘削することができる特殊な構造のシールドマシンを用いることなく、一般的な地盤掘削装置に用いられているカッタ、駆動装置および固化材注入手段を利用してトンネルを拡幅することができ、さらに、地盤を凍結させる従来の方法のように、冷却装置を用いる必要もないため、施工コストを低減することができる。   Moreover, without using a shield machine with a special structure that can simultaneously excavate the widened area during tunnel excavation, it uses the cutter, drive device and solidifying material injection means used in general ground excavation equipment. The tunnel can be widened, and furthermore, unlike the conventional method of freezing the ground, it is not necessary to use a cooling device, so the construction cost can be reduced.

また、掘削手段は、曲線穴内の掘削土砂に固化材を注入しながら掘進しており、曲線穴内全域を均一に固化させて、拡幅領域の周囲の地盤強度を均一に高めることができるため、拡幅領域を掘削したときの地盤の崩落を確実に防ぐことができる。   In addition, the excavation means is excavating while injecting solidifying material into the excavated soil in the curved hole, and the entire area in the curved hole can be uniformly solidified, so that the ground strength around the widened area can be increased uniformly. The collapse of the ground when excavating the area can be reliably prevented.

また、カッタを回転させる駆動装置が掘削軸の先端部に取り付けられており、駆動装置の出力がカッタに対して効果的に伝達されるため、カッタの掘削効率を向上させることができる。   In addition, since the drive device for rotating the cutter is attached to the tip of the excavation shaft and the output of the drive device is effectively transmitted to the cutter, the excavation efficiency of the cutter can be improved.

また、駆動装置の出力部を掘削軸周りに回転させることにより、出力部が安定して回転することになるため、カッタの掘削効率を向上させることができる。
なお、出力部が掘削軸周りに回転する外周駆動型の駆動装置としては、例えば、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータ等の油圧モータを用いることができる。
Further, by rotating the output unit of the drive device around the excavation axis, the output unit rotates stably, so that the excavation efficiency of the cutter can be improved.
In addition, as an outer peripheral drive type drive device in which the output unit rotates around the excavation shaft, for example, a hydraulic motor such as a radial piston motor or an axial piston motor can be used.

前記したトンネル拡幅方法において、掘削軸は中空管であり、掘削軸内には、駆動装置を駆動させるための駆動ケーブルおよび固化材注入手段に固化材を供給するための固化材供給管が内挿されているように構成することができる。   In the tunnel widening method described above, the excavation shaft is a hollow tube, and the excavation shaft includes a drive cable for driving the driving device and a solidification material supply pipe for supplying the solidification material to the solidification material injection means. It can be configured to be inserted.

このように、掘削軸内に駆動ケーブルや固化材供給管を内挿することにより、駆動ケーブルや固化材供給管を容易に配管することができるとともに、掘削時に駆動ケーブルや固化材供給管の損傷を防ぐことができる。
また、駆動ケーブルや固化材供給管の他に、掘削土砂の一部を排土するための排土管を掘削軸内に内挿してもよい。
In this way, by inserting the drive cable and the solidified material supply pipe into the excavation shaft, the drive cable and the solidified material supply pipe can be easily laid, and the drive cable and the solidified material supply pipe are damaged during excavation. Can be prevented.
In addition to the drive cable and the solidifying material supply pipe, a soil discharge pipe for discharging a part of the excavated earth and sand may be inserted into the drill shaft.

ここで、掘削手段をトンネルの壁面から地盤内に挿入するときに、壁面にセグメントが取り付けられている場合には、セグメントに形成した貫通穴から掘削手段を地盤内に挿入することになる。このとき、トンネルの強度を考慮すると、貫通穴の開口面積を狭く形成することが望ましいが、貫通穴の開口面積に伴って掘削手段のカッタも小型化する必要があり、曲線穴の径が小さくなってしまうため、固化させる掘削土砂が少なくなり、掘削領域の周囲の地盤強度を十分に高めることができなくなってしまう。   Here, when the excavation means is inserted into the ground from the wall surface of the tunnel, if the segment is attached to the wall surface, the excavation means is inserted into the ground from a through hole formed in the segment. At this time, considering the strength of the tunnel, it is desirable to make the opening area of the through hole narrow, but the cutter of the excavation means needs to be downsized along with the opening area of the through hole, and the diameter of the curved hole is small. Therefore, the excavated soil to be solidified is reduced, and the ground strength around the excavation area cannot be sufficiently increased.

そこで、カッタを拡径および縮径自在に構成することにより、セグメントの貫通穴を通過するときにはカッタを縮径させ、貫通穴の通過後にカッタを拡径して曲線穴を掘削することができるため、貫通穴によるトンネルの強度低下を低減することができるとともに、大きな径の曲線穴を掘削して、その曲線穴内の掘削土砂を固化させることにより、掘削領域の周囲の地盤強度を十分に高めることができる。   Therefore, by configuring the cutter so that the diameter can be increased and reduced, the diameter of the cutter can be reduced when passing through the through hole of the segment, and the curved diameter can be increased by excavating the cutter after passing through the through hole. The strength of the ground around the excavation area can be sufficiently increased by excavating a large-diameter curved hole and solidifying the excavated sediment in the curved hole. Can do.

前記したトンネル拡幅方法において、地盤内に掘進させた掘削手段をトンネル内に貫入させ、トンネル内で掘削手段からカッタ、駆動装置および固化材注入手段を取り外し、曲線穴内に掘削軸を残置させるように構成することができる。   In the tunnel widening method described above, the excavation means excavated in the ground is penetrated into the tunnel, the cutter, the driving device and the solidifying material injection means are removed from the excavation means in the tunnel, and the excavation shaft is left in the curved hole. Can be configured.

このように、地盤内に掘進させた掘削手段をトンネル内に貫入させることにより、トンネル内でカッタ、駆動装置および固化注入手段を掘削軸から容易に取り外して回収することができる。
そして、カッタ、駆動装置および固化注入手段を取り外した掘削軸は、芯材として曲線穴内に残すことにより、拡幅領域の周囲を補強することができる。
In this way, by allowing the excavating means excavated in the ground to penetrate into the tunnel, the cutter, the drive device, and the solidification injection means can be easily removed from the excavation shaft and recovered in the tunnel.
The excavation shaft from which the cutter, the driving device, and the solidification injection means are removed can be reinforced around the widened region by leaving the excavation shaft as a core material in the curved hole.

前記したトンネル拡幅方法において、曲線穴を掘削した後に、掘削手段を曲線穴内からトンネル内に回収し、曲線穴内には芯材を挿入するように構成することができる。   In the tunnel widening method described above, after excavating the curved hole, the excavating means can be collected from the curved hole into the tunnel, and the core material can be inserted into the curved hole.

このように、曲線穴を掘削した後に、掘削手段を曲線穴内からトンネル内に回収し、曲線穴内には芯材を挿入することにより、掘削軸よりも太い芯材を曲線穴に挿入することができるため、拡幅領域の周囲を確実に補強することができる。   In this way, after excavating the curved hole, the excavating means can be collected from the curved hole into the tunnel, and the core material thicker than the excavating shaft can be inserted into the curved hole by inserting the core material into the curved hole. Therefore, the periphery of the widened region can be reliably reinforced.

また、曲線穴の掘削後に、掘削軸からカッタや駆動装置を取り外して、掘削軸を曲線穴内に残す必要がなくなるため、地盤内に掘進させた掘削手段をトンネル内に貫入させる必要がなくなる。これにより、掘削手段をトンネル内に貫入させるための貫通穴をトンネルのセグメントに形成する必要がなくなるため、トンネルの強度低下を低減することができる。また、掘削手段をセグメントの貫通穴に向かって精度良く掘進させる必要がなくなるため、施工管理を容易に行うことができる。   In addition, it is not necessary to remove the cutter or drive device from the excavation shaft and leave the excavation shaft in the curved hole after excavation of the curved hole, so that it is not necessary to penetrate the excavation means that have been excavated into the ground. As a result, it is not necessary to form a through hole in the tunnel segment for allowing the excavating means to penetrate into the tunnel, so that a decrease in the strength of the tunnel can be reduced. Moreover, since it is not necessary to excavate the excavating means toward the through hole of the segment with high accuracy, construction management can be easily performed.

本発明のトンネル拡幅方法によれば、掘削土砂に固化材を注入しながら、トンネルの拡幅領域の周囲に曲線穴を掘削して、曲線穴内の掘削土砂を固化させることにより、拡幅領域の周囲に曲線穴を掘削しながら、拡幅領域の周囲の地盤強度を高めることができるため、施工効率を向上させることができる。
また、一般的な地盤掘削装置に用いられている各種装置を利用することができるため、施工コストを低減することができる。
さらに、掘削土砂に固化材を注入しながら掘進しており、曲線穴内全域を均一に固化させて、拡幅領域の周囲の地盤強度を高めることができるため、拡幅領域を掘削したときの地盤の崩落を確実に防ぐことができる。
また、駆動装置の出力がカッタに対して効果的に伝達されるため、カッタの掘削効率を向上させることができる。
According to the tunnel widening method of the present invention, while injecting a solidifying material into excavated soil, a curved hole is excavated around the widened region of the tunnel, and the excavated soil in the curved hole is solidified, thereby surrounding the widened region. Since the ground strength around the widened area can be increased while excavating the curved hole, the construction efficiency can be improved.
Moreover, since various apparatuses used for a general ground excavation apparatus can be used, the construction cost can be reduced.
In addition, it is excavated while injecting solidification material into the excavated soil, and the entire area inside the curved hole can be solidified uniformly to increase the strength of the ground around the widened area, so the collapse of the ground when excavating the widened area Can be surely prevented.
Moreover, since the output of the drive device is effectively transmitted to the cutter, the excavation efficiency of the cutter can be improved.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本実施形態のトンネル拡幅方法に用いられる掘削手段について説明した後に、その掘削手段を用いたトンネル拡幅方法について説明する。
なお、以下の説明において、「前後方向」とは掘削手段の掘進方向に対応している。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
First, after describing the excavation means used in the tunnel widening method of the present embodiment, a tunnel widening method using the excavation means will be described.
In the following description, the “front-rear direction” corresponds to the digging direction of the digging means.

[掘削手段の構成]
図1は、本実施形態のトンネル拡幅方法に用いられる掘削手段を示した図で、(a)は側面図、(b)はカッタを拡径した状態の側断面図、(c)はカッタを縮径した状態の側断面図である。
掘削手段1は、図1(a)に示すように、一定の曲率で湾曲しているケーシング10(特許請求の範囲における「掘削軸」)と、ケーシング10の先端部11に取り付けられている駆動装置20と、駆動装置20によって回転するカッタ30と、掘削土砂に固化材を注入する固化材注入手段(図示せず)と、掘削土砂の一部を排土する排土手段(図示せず)とを備えている。
[Configuration of excavation means]
1A and 1B are diagrams showing excavation means used in the tunnel widening method of the present embodiment, in which FIG. 1A is a side view, FIG. 1B is a side cross-sectional view of a state in which the cutter has been expanded, and FIG. It is a sectional side view of the state reduced in diameter.
As shown in FIG. 1 (a), the excavation means 1 includes a casing 10 (“excavation shaft” in the claims) that is curved with a constant curvature, and a drive that is attached to the tip portion 11 of the casing 10. Device 20, cutter 30 rotated by driving device 20, solidification material injection means (not shown) for injecting solidification material into excavated earth, and earth discharging means (not shown) for excavating a part of excavated earth And.

ケーシング10は、一定の曲率で補強対象のトンネルの軸線と平行な水平軸周りに湾曲している中空管であり、その基端部を継ぎ足すことにより、順次に延長することができるように構成されている。なお、ケーシング10の先端部11には、駆動装置20の取付部が直線状に形成されている。   The casing 10 is a hollow tube that is curved around a horizontal axis parallel to the axis of the tunnel to be reinforced with a certain curvature, and can be extended sequentially by adding its base end. It is configured. In addition, the attachment part of the drive device 20 is formed in the front-end | tip part 11 of the casing 10 at linear form.

駆動装置20は、図1(b)に示すように、出力部21の中央部に形成された貫通穴22内にケーシング10の先端部11が内挿されることにより、出力部21がケーシング10に外嵌されており、出力部21がケーシング10の先端部11の軸周りに回転するように構成された外周駆動型のモータである。この駆動装置20としては、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータ等の油圧モータを用いることができる。   As shown in FIG. 1B, the drive device 20 is configured such that the output portion 21 is inserted into the casing 10 by inserting the tip portion 11 of the casing 10 into a through hole 22 formed in the center portion of the output portion 21. It is an outer periphery drive type motor that is fitted on the outside and is configured such that the output portion 21 rotates around the axis of the tip end portion 11 of the casing 10. As the drive device 20, a hydraulic motor such as a radial piston motor or an axial piston motor can be used.

また、駆動装置20を駆動させるための駆動油を供給および排出する駆動ケーブル(図示せず)は、ケーシング10内に内挿されており、駆動装置20に接続された駆動ケーブルはケーシング10内を通過して、外部の油圧ポンプ(図示せず)に接続されている。   A drive cable (not shown) for supplying and discharging drive oil for driving the drive device 20 is inserted in the casing 10, and the drive cable connected to the drive device 20 passes through the casing 10. It passes through and is connected to an external hydraulic pump (not shown).

カッタ30は、図1(b)に示すように、駆動装置20の前方に配置されたカッタ本体31が、駆動装置20の出力部21の回転に伴って、出力部21と同じ軸周りに回転することにより、カッタ本体31の前面に設けられた掘削面の各ビット32・・・によって、地盤を掘削するように構成されている。   As shown in FIG. 1B, the cutter body 30 is rotated about the same axis as the output unit 21 by the rotation of the output unit 21 of the drive unit 20 by the cutter main body 31 disposed in front of the drive unit 20. Thus, the ground is excavated by the respective bits 32... Of the excavation surface provided on the front surface of the cutter body 31.

カッタ本体31は、2枚の板状部材33,33から構成されており、各板状部材33,33は長手方向がカッタ30の幅方向に配置されている。また、各板状部材33,33の内端部が出力部21の中心軸線上で連結されており、各板状部材33,33は外端部が内端部よりも後方に配置されるように傾斜している。   The cutter body 31 is composed of two plate-like members 33, 33, and the plate-like members 33, 33 are arranged in the longitudinal direction of the cutter 30. Further, the inner end portions of the plate-like members 33 and 33 are connected on the central axis of the output unit 21, and the outer end portions of the plate-like members 33 and 33 are arranged behind the inner end portion. It is inclined to.

さらに、各板状部材33,33は、連結部34において回動自在に連結されており、図1(b)の状態から連結部34を中心として折り畳むことにより、カッタ本体31を図1(c)の状態に縮径することができる。当然に、図1(c)の状態から連結部34を中心として各板状部材33,33を広げることにより、カッタ本体31を図1(b)の状態に拡径することもできる。
そして、カッタ本体31を拡径した場合には、駆動装置20の外径よりも大きくなり、カッタ本体31を縮径した場合には、駆動装置20の外径と略同じ大きさとなる。
Further, each plate-like member 33, 33 is rotatably connected at the connecting portion 34, and the cutter body 31 is folded in the center of the connecting portion 34 from the state of FIG. ). Naturally, the cutter main body 31 can be expanded in the state of FIG. 1B by expanding the plate-like members 33, 33 around the connecting portion 34 from the state of FIG. 1C.
When the diameter of the cutter main body 31 is increased, the outer diameter of the drive device 20 is larger. When the diameter of the cutter main body 31 is reduced, the outer diameter of the drive device 20 is substantially the same.

ここで、カッタ本体31を拡径および縮径させる構成について説明する。
カッタ30は、図1(b)に示すように、カッタ本体31の後方でケーシング10の先端部11内に内挿されているシリンダ35を備えている。
このシリンダ35は、伸縮ロッド35aが出力部21の中心軸線上で、本体部35bに対して前後方向に移動するように構成されており、シリンダ35の伸縮ロッド35aの先端部は、各板状部材33,33の連結部34に接続されている。
また、シリンダ35は、本体部35bの外周面と、ケーシング10の先端部11の内周面との間に介設されたベアリング36によって、出力部21と同じ軸周りに回転するように構成されている。
さらに、シリンダ35の本体部35bの外周面には、棒状部材である2本のリンク部材37,37の一端が回動自在に取り付けられており、各リンク部材37,37の他端は、各板状部材33,33の後面において長手方向の略中央部に回動自在に取り付けられている。
Here, a configuration for expanding and reducing the diameter of the cutter body 31 will be described.
As shown in FIG. 1B, the cutter 30 includes a cylinder 35 that is inserted into the front end portion 11 of the casing 10 behind the cutter body 31.
The cylinder 35 is configured such that the telescopic rod 35a moves in the front-rear direction with respect to the main body 35b on the central axis of the output unit 21, and the distal end of the telescopic rod 35a of the cylinder 35 has a plate shape. It is connected to the connecting portion 34 of the members 33, 33.
The cylinder 35 is configured to rotate around the same axis as the output portion 21 by a bearing 36 interposed between the outer peripheral surface of the main body portion 35 b and the inner peripheral surface of the tip end portion 11 of the casing 10. ing.
Further, one end of two link members 37, 37 that are rod-like members are rotatably attached to the outer peripheral surface of the main body portion 35b of the cylinder 35. The other end of each link member 37, 37 is On the rear surfaces of the plate-like members 33, 33, the plate-like members 33 are rotatably attached to a substantially central portion in the longitudinal direction.

図1(b)に示すように、カッタ本体31を拡径させた状態で、シリンダ35の伸縮ロッド35aを伸長させた場合には、連結部34は前方に押し出されることになるが、各板状部材33,33の長手方向の略中央部は、各リンク部材37,37によって前後方向の移動が規制されており、中心軸線に向かって引き込まれるため、図1(c)に示すように、各板状部材33,33が折り畳まれた状態となり、カッタ本体31が縮径することになる。
また、縮径させたカッタ本体31を拡径させる場合には、前記した縮径させる場合とは逆に、シリンダ35の伸縮ロッド35aを縮退させることにより、連結部34が後方に引き込まれるとともに、各リンク部材37,37によって前後方向の移動が規制された各板状部材33,33が外側に押し出されるため、図1(b)に示すように、各板状部材33,33が広がった状態となり、カッタ本体31が拡径することになる。
As shown in FIG. 1B, when the telescopic rod 35a of the cylinder 35 is extended with the cutter body 31 expanded in diameter, the connecting portion 34 is pushed forward. Since the movement in the front-rear direction is restricted by the link members 37, 37 in the substantially central portion in the longitudinal direction of the shaped members 33, 33, and is drawn toward the central axis, as shown in FIG. Each plate-like member 33 and 33 will be in the state folded, and the cutter main body 31 will be diameter-reduced.
When the diameter of the cutter body 31 that has been reduced in diameter is increased, the connecting portion 34 is retracted backward by retracting the expansion / contraction rod 35a of the cylinder 35, contrary to the case of reducing the diameter described above. Since each plate-like member 33, 33 whose movement in the front-rear direction is restricted by each link member 37, 37 is pushed outward, as shown in FIG. 1B, each plate-like member 33, 33 is expanded. Thus, the cutter body 31 is expanded in diameter.

また、図1(b)に示すように、駆動装置20の出力部21の中央部に形成された貫通穴22の前端部には、カッタ本体31を拡径させたときに、各リンク部材37,37が入り込む位置に切り欠き溝23,23が形成されており、この切り欠き溝23,23によって各リンク部材37,37が出力部21に係止された状態になる。
そして、各リンク部材37,37を出力部21に係止させた状態で出力部21を回転させると、各リンク部材37,37が出力部21の回転に伴って回転することになり、カッタ本体31が出力部21と同じ軸周りに回転することになる。
Further, as shown in FIG. 1B, each link member 37 is formed at the front end portion of the through hole 22 formed in the central portion of the output portion 21 of the driving device 20 when the cutter body 31 is expanded in diameter. , 37 are formed at the positions where they enter, and the link members 37, 37 are locked to the output portion 21 by the notches 23, 23.
When the output unit 21 is rotated in a state where the link members 37 and 37 are locked to the output unit 21, the link members 37 and 37 are rotated along with the rotation of the output unit 21. 31 rotates around the same axis as the output unit 21.

固化材注入手段(図示せず)は、カッタ30によって掘削され、ケーシング10の周囲に残置される掘削土砂に固化材を注入する装置であり、外部に設置された固化材の貯留タンク(図示せず)から供給された固化材を、ケーシング10内に内挿された固化材供給管(図示せず)を通じて、駆動装置20の出力部21に形成された貫通穴22の前端開口部から排出するように構成されている。
なお、本実施形態では、掘削土砂を固化させるための固化材としてセメントミルクを用いている。
また、固化材を排出する位置は限定されるものではなく、例えば、カッタ本体31の掘削面から排出したり、駆動装置20の後方でケーシング10から排出したりしてもよい。
The solidifying material injecting means (not shown) is a device for injecting the solidifying material into excavated earth and sand excavated by the cutter 30 and left around the casing 10. A solidifying material storage tank (not shown) installed outside. From the front end opening of the through hole 22 formed in the output portion 21 of the drive device 20 through the solidification material supply pipe (not shown) inserted in the casing 10. It is configured as follows.
In the present embodiment, cement milk is used as a solidifying material for solidifying the excavated earth and sand.
Further, the position at which the solidified material is discharged is not limited. For example, the solidified material may be discharged from the excavation surface of the cutter body 31 or may be discharged from the casing 10 behind the driving device 20.

排土手段(図示せず)は、カッタ30によって掘削された掘削土砂の一部を掘削穴から外部に排土するための装置であり、駆動装置20の出力部21に形成された貫通穴22の前端開口部から取り込まれた掘削土砂を、ケーシング10内に内挿された排土管(図示せず)を通じて、掘削穴から外部に排土するように構成されている。   The soil discharging means (not shown) is a device for discharging a part of the excavated earth and sand excavated by the cutter 30 to the outside from the excavated hole, and the through hole 22 formed in the output portion 21 of the driving device 20. The excavated earth and sand taken in from the front end opening is discharged through the excavated hole through an earth pipe (not shown) inserted in the casing 10.

前記した構成の掘削手段1では、カッタ30のカッタ本体31を地盤内に挿入し、駆動装置20によってカッタ30を回転させて、ケーシング10を地盤内に順次に挿入することにより、地盤内を掘進させて曲線穴を掘削することができる。また、地盤内を掘進しながら、固化材注入手段によって掘削土砂に固化材を注入し、掘削土砂と固化材とをカッタ30によって撹拌するとともに、排土手段によって掘削土砂の一部を排土することができる。   In the excavation means 1 having the above-described configuration, the cutter body 31 of the cutter 30 is inserted into the ground, the cutter 30 is rotated by the driving device 20, and the casing 10 is sequentially inserted into the ground, thereby excavating the ground. Can be used to drill a curved hole. Further, while excavating the ground, the solidifying material is injected into the excavated sediment by the solidifying material injection means, the excavated sediment and the solidified material are agitated by the cutter 30, and part of the excavated soil is discharged by the soil discharging means. be able to.

[トンネル拡幅方法]
次に、前記した掘削手段1を用いてトンネルを拡幅するトンネル拡幅方法について説明する。
図2は、本実施形態のトンネル拡幅方法において、セグメントに入口穴および出口穴を形成した状態を示した図で、(a)は正面断面図、(b)はセグメントの内壁面を示した図である。図3は、本実施形態のトンネル拡幅方法を示した図で、(a)は掘削手段を地盤内で掘進させている態様の正面断面図、(b)は地盤内に曲線穴を掘削した後の正面断面図である。図4は、本実施形態のトンネル拡幅方法を示した図で、(a)は曲線穴を掘削した後のセグメントの内壁面を示した図、(b)は拡幅領域を掘削して取り除いた後の正面断面図である。
[Tunnel widening method]
Next, a tunnel widening method for widening a tunnel using the excavating means 1 will be described.
2A and 2B are diagrams showing a state in which an entrance hole and an exit hole are formed in the segment in the tunnel widening method of the present embodiment, where FIG. 2A is a front sectional view and FIG. 2B is a diagram showing an inner wall surface of the segment. It is. 3A and 3B are diagrams showing the tunnel widening method of the present embodiment, in which FIG. 3A is a front sectional view of a mode in which the excavating means is excavated in the ground, and FIG. 3B is a diagram after excavating a curved hole in the ground. FIG. 4A and 4B are diagrams showing the tunnel widening method of the present embodiment, in which FIG. 4A is a diagram showing the inner wall surface of a segment after excavating a curved hole, and FIG. FIG.

本実施形態では、図2(a)に示すように、シールド工法によって同一断面に掘削されたトンネルTに非常駐車帯を設けるために、トンネルTの側部を部分的に拡幅する場合について説明する。
以下の説明において、トンネルTが拡幅される空間を拡幅領域Kとして示す。なお、トンネルTの壁面には、あらかじめ一次覆工としてセグメントSが取り付けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, a case will be described in which the side portion of the tunnel T is partially widened in order to provide an emergency parking zone in the tunnel T excavated in the same cross section by the shield method. .
In the following description, a space in which the tunnel T is widened is indicated as a widened region K. A segment S is attached to the wall surface of the tunnel T as a primary lining beforehand.

まず、図2(a)および(b)に示すように、セグメントSにおいて拡幅領域K側の側部に、上下に所定間隔を離して入口穴S1および出口穴S2を貫通させる。
上側の入口穴S1は、掘削手段1を挿入するための貫通穴であり、下側の出口穴S2は、地盤内に掘進させた掘削手段1をトンネルT内に貫入させるための貫通穴であるため、入口穴S1と出口穴S2との上下方向の間隔は、ケーシング10を地盤内に配置したときの両端部の間隔に対応させて設定する(図3(b)参照)。
また、入口穴S1および出口穴S2は、トンネルTの延長方向における拡幅領域Kの幅に対応させて、トンネルTの延長方向に所定間隔で並設する。
なお、入口穴S1および出口穴S2からの土砂や地下水の流入を防ぐため、各入口穴S1・・・および各出口穴S2・・・に蓋体Fを嵌め込んで塞いでいる。
First, as shown in FIGS. 2A and 2B, the entrance hole S <b> 1 and the exit hole S <b> 2 are made to penetrate the side portion on the widened region K side in the segment S at a predetermined interval in the vertical direction.
The upper inlet hole S1 is a through hole for inserting the excavating means 1, and the lower outlet hole S2 is a through hole for allowing the excavating means 1 advanced into the ground to enter the tunnel T. Therefore, the vertical interval between the inlet hole S1 and the outlet hole S2 is set in accordance with the interval between both ends when the casing 10 is disposed in the ground (see FIG. 3B).
Further, the inlet hole S1 and the outlet hole S2 are arranged in parallel at a predetermined interval in the extending direction of the tunnel T so as to correspond to the width of the widened region K in the extending direction of the tunnel T.
In addition, in order to prevent inflow of earth and sand and groundwater from the entrance hole S1 and the exit hole S2, a lid F is fitted and closed in each of the entrance holes S1,.

続いて、図3(a)に示すように、掘削手段1をトンネルT内に設置し、蓋体Fを取り外した入口穴S1にカッタ30を通過させて、カッタ30を地盤内に挿入する。
このとき、トンネルT内には、掘削手段1を支持するための支持架台2が設置されており、ケーシング10は、支持架台2に取り付けられたガイド部材3に案内されて、軸方向に移動可能となっている。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, the excavating means 1 is installed in the tunnel T, the cutter 30 is passed through the entrance hole S1 from which the lid F is removed, and the cutter 30 is inserted into the ground.
At this time, the support frame 2 for supporting the excavation means 1 is installed in the tunnel T, and the casing 10 is guided by the guide member 3 attached to the support frame 2 and can move in the axial direction. It has become.

また、カッタ30を入口穴S1に通過させるときには、図1(c)に示すように、カッタ本体31を縮径させた状態で通過させる。
このように、入口穴S1は、縮径させたカッタ本体31が通過可能な大きさに形成されていればよく、入口穴S1の開口面積を狭くすることができるため、トンネルTの強度低下を低減することができる。
Further, when the cutter 30 is allowed to pass through the inlet hole S1, as shown in FIG. 1 (c), the cutter body 31 is allowed to pass while being reduced in diameter.
In this way, the entrance hole S1 only needs to be formed in a size that allows the cutter body 31 having a reduced diameter to pass therethrough, and the opening area of the entrance hole S1 can be reduced. Can be reduced.

カッタ30を入口穴S1に通過させ、図3(a)に示すように、カッタ本体31を拡径させた後に、駆動装置20を起動させてカッタ30を回転させて、ケーシング10を地盤内に順次に挿入することにより、掘削手段1を地盤内に掘進させる。
また、掘削手段1を掘進させながら、固化材注入手段(図示せず)から掘削土砂に固化材を注入し、掘削土砂と固化材とをカッタ30によって撹拌するとともに、排土手段(図示せず)によって掘削土砂の一部を排土する。
As shown in FIG. 3A, the cutter 30 is passed through the inlet hole S1, and after the cutter body 31 is expanded in diameter, the driving device 20 is started and the cutter 30 is rotated to bring the casing 10 into the ground. By sequentially inserting, the excavating means 1 is excavated in the ground.
Further, while excavating the excavating means 1, the solidifying material is injected into the excavated soil from the solidifying material injecting means (not shown), and the excavated earth and solidified material are agitated by the cutter 30, and the earth discharging means (not shown). ) To remove part of the excavated soil.

なお、ケーシング10は、支持架台2に設けられた油圧ジャッキ4によって押し出されることにより、地盤内に挿入されることになる。
また、入口穴S1には、パッカーPを嵌め込むことにより、入口穴S1とケーシング10との隙間からの土砂や地下水の流入を防ぐことができる。
The casing 10 is inserted into the ground by being pushed out by the hydraulic jack 4 provided on the support frame 2.
In addition, by inserting the packer P into the inlet hole S1, inflow of earth and sand or groundwater from the gap between the inlet hole S1 and the casing 10 can be prevented.

本実施形態の掘削手段1では、図1(a)に示すように、カッタ30を回転させる駆動装置20がケーシング10の先端部11に取り付けられており、駆動装置20の出力がカッタ30に対して効果的に伝達される。さらに、駆動装置20の出力部21は、ケーシング10の先端部11に外嵌されており、出力部21がケーシング10の軸周りに安定して回転することになる。このように、本実施形態の掘削手段1では、カッタ30の掘削効率を向上させることができる。
また、駆動ケーブル、固化材供給管および排土管の配管類(図示せず)は、ケーシング10内に内挿されているため、掘削時に配管類の損傷を防ぐことができる。
さらに、カッタ本体31の外径よりもケーシング10の外径が小さくなっており、掘削土砂の大部分はケーシング10の周囲に残置させることができるため、排土手段による排土量が非常に少なくなっている。
In the excavating means 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the driving device 20 that rotates the cutter 30 is attached to the tip portion 11 of the casing 10, and the output of the driving device 20 is relative to the cutter 30. Communicated effectively. Furthermore, the output part 21 of the drive device 20 is fitted on the tip part 11 of the casing 10, and the output part 21 rotates stably around the axis of the casing 10. Thus, in the excavation means 1 of this embodiment, the excavation efficiency of the cutter 30 can be improved.
In addition, since the drive cables, the solidification material supply pipe, and the discharge pipe (not shown) are inserted into the casing 10, the pipes can be prevented from being damaged during excavation.
Furthermore, since the outer diameter of the casing 10 is smaller than the outer diameter of the cutter body 31 and most of the excavated soil can be left around the casing 10, the amount of soil discharged by the soil discharging means is very small. It has become.

そして、図3(a)に示すように、地盤内に掘進させた掘削手段1によって、トンネルTの拡幅領域Kの周囲に、ケーシング10の外径よりも大きい内径の曲線穴Aを掘削する。この曲線穴A内の掘削土砂には固化材が注入されており、カッタ30によって撹拌されているため、所定時間が経過した後に、曲線穴A内の掘削土砂が固化し、ケーシング10の周囲が地盤改良されることにより、地盤強度が高まることになる。   Then, as shown in FIG. 3A, a curved hole A having an inner diameter larger than the outer diameter of the casing 10 is excavated around the widened region K of the tunnel T by the excavating means 1 that has been excavated in the ground. Since the solidified material is injected into the excavated sediment in the curved hole A and stirred by the cutter 30, the excavated sediment in the curved hole A is solidified after a predetermined time has passed, and the periphery of the casing 10 is By improving the ground, the ground strength will increase.

このように、拡幅領域Kの周囲に曲線穴Aを掘削しながら、拡幅領域Kの周囲の地盤強度を高めることができるため、施工効率が向上している。
また、掘削手段1は、掘削土砂に固化材を注入し、掘削土砂と固化材とを撹拌しながら掘進しているため、曲線穴A内全域の掘削土砂を均一に固化させることができる。
さらに、カッタ30は、入口穴S1を通過後にカッタ本体31を拡径させることにより、大きな径の曲線穴Aを掘削することができ、固化させる掘削土砂の量も増えるため、拡幅領域Kの周囲の地盤強度を十分に高めることができる。
Thus, since the ground strength around the widened region K can be increased while the curved hole A is excavated around the widened region K, the construction efficiency is improved.
Moreover, since the excavating means 1 injects the solidification material into the excavated sediment and proceeds while stirring the excavated sediment and the solidified material, the excavated sediment in the entire curved hole A can be uniformly solidified.
Furthermore, the cutter 30 can excavate a large-diameter curved hole A by increasing the diameter of the cutter main body 31 after passing through the inlet hole S1, and the amount of excavated soil to be solidified increases. The ground strength of can be sufficiently increased.

続いて、図3(b)に示すように、地盤内に掘進させた掘削手段1をセグメントSに形成した出口穴S2からトンネルT内に貫入させる。そして、トンネルT内でカッタ30および駆動装置20をケーシング10から取り外して回収するとともに、駆動ケーブル、固化材供給管および排土管の配管類(図示せず)をケーシング10の基端部側から引き抜いて回収する。このとき、カッタ30および駆動装置20をトンネルT内で取り外すことができるため、取り外し作業を容易に行うことができる。   Subsequently, as shown in FIG. 3 (b), the excavating means 1 excavated in the ground is penetrated into the tunnel T from the outlet hole S 2 formed in the segment S. Then, the cutter 30 and the driving device 20 are removed from the casing 10 and collected in the tunnel T, and piping (not shown) of the driving cable, the solidification material supply pipe and the earthing pipe is pulled out from the base end side of the casing 10. And collect. At this time, since the cutter 30 and the driving device 20 can be removed in the tunnel T, the removal work can be easily performed.

このように、ケーシング10からカッタ30、駆動装置20および配管類を回収し、地盤内にケーシング10を残すことにより、ケーシング10を曲線穴Aの芯材として利用することができ、拡幅領域Kの周囲を補強することができる。   Thus, by recovering the cutter 30, the driving device 20, and the piping from the casing 10 and leaving the casing 10 in the ground, the casing 10 can be used as a core material of the curved hole A, and The surroundings can be reinforced.

なお、カッタ30を出口穴S2に通過させるときには、カッタ本体31を縮径させた状態で通過させる(図1(b)参照)。すなわち、入口穴S1と同様に、出口穴S2もカッタ本体31を縮径させた状態のカッタ30が通過可能な大きさに形成されていればよく、出口穴S2の開口面積を狭くすることができるため、トンネルTの強度低下を低減することができる。
また、出口穴S2には、入口穴S1と同様に、パッカーPを嵌め込むことにより、出口穴S2とケーシング10との隙間からの土砂や地下水の流入を防ぐことができる。
When the cutter 30 is passed through the outlet hole S2, the cutter body 31 is passed in a reduced diameter (see FIG. 1B). That is, similarly to the entrance hole S1, the exit hole S2 may be formed to have a size that allows the cutter 30 with the diameter of the cutter body 31 to pass through, and the opening area of the exit hole S2 can be reduced. Therefore, a decrease in the strength of the tunnel T can be reduced.
Further, similarly to the entrance hole S1, the packer P is fitted into the exit hole S2, thereby preventing inflow of earth and sand or groundwater from the gap between the exit hole S2 and the casing 10.

そして、前記した曲線穴Aの掘削と同様にして、図4(a)に示すように、各入口穴S1および各出口穴S2を利用して、曲線穴Aを順次に掘削し、拡幅領域K(図3(b)参照)の周囲の地盤強度を高める。
なお、順次に掘削する曲線穴Aは、隣り合う曲線穴Aが重複するように掘削することにより、拡幅領域Kを囲む壁状の地盤改良体が形成されることになる。
Then, similarly to the above-described excavation of the curved hole A, as shown in FIG. 4A, the curved holes A are sequentially excavated using the respective inlet holes S1 and the respective outlet holes S2, and the widened region K is obtained. The ground strength around (see FIG. 3B) is increased.
The curved holes A that are sequentially excavated are excavated so that the adjacent curved holes A overlap, so that a wall-like ground improvement body surrounding the widened region K is formed.

その後、図4(b)に示すように、拡幅領域Kに対応する部位のセグメントSを取り外し、トンネルT内から拡幅領域Kの地盤を掘削して取り除く。
このとき、曲線穴A内全域の掘削土砂を均一に固化させて、拡幅領域Kの周囲の地盤強度を高めているため、地盤の崩落を確実に防ぐことができる。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the segment S corresponding to the widened region K is removed, and the ground of the widened region K is excavated from the tunnel T and removed.
At this time, since the excavated earth and sand in the entire area of the curved hole A is uniformly solidified and the ground strength around the widened region K is increased, the collapse of the ground can be reliably prevented.

最後に、セグメントSの内壁面および拡幅領域Kの内壁面に二次覆工としてコンクリートCを打設して、トンネルTの拡幅を完了する。   Finally, concrete C is placed as a secondary lining on the inner wall surface of the segment S and the inner wall surface of the widened region K to complete the widening of the tunnel T.

前記した構成のトンネル拡幅方法では、トンネルTの掘削時に拡幅領域Kも同時に掘削することができる特殊な構造のシールドマシンを用いることなく、一般的な地盤掘削装置に用いられているカッタ30、駆動装置20、固化材注入手段および排土手段を利用してトンネルTを拡幅することができ、さらに、地盤を凍結させる従来の方法のように冷却装置を用いる必要もないため、施工コストを低減することができる。   In the tunnel widening method having the above-described configuration, the cutter 30 used in a general ground excavation apparatus is driven without using a shield machine having a special structure capable of simultaneously excavating the widened region K when the tunnel T is excavated. The tunnel T can be widened by using the device 20, the solidifying material injection means and the earth discharging means, and further, it is not necessary to use a cooling device as in the conventional method of freezing the ground, so that the construction cost is reduced. be able to.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。図5は、他の実施形態におけるトンネル拡幅方法を示した図で、(a)はH形鋼の芯材を曲線穴に挿入した状態の正面断面図、(b)はH形鋼の芯材を曲線穴に挿入した状態のセグメントの内壁面を示した図である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. 5A and 5B are diagrams showing a tunnel widening method according to another embodiment, in which FIG. 5A is a front cross-sectional view of a state where an H-shaped steel core is inserted into a curved hole, and FIG. 5B is an H-shaped steel core. It is the figure which showed the inner wall face of the segment of the state which inserted in the curve hole.

例えば、本実施形態では、図3(b)に示すように、掘削手段1(図3(a)参照)のケーシング10を曲線穴Aの芯材として利用しているが、図5に示すように、地盤内に掘進させた掘削手段1をトンネルT内に貫入させることなく、曲線穴Aを地盤内に掘削した後に、掘削手段1全体を入口穴S1から引き抜いて回収し、曲線穴A内にはH形鋼の芯材Hを挿入するように構成してもよい。   For example, in this embodiment, as shown in FIG. 3B, the casing 10 of the excavating means 1 (see FIG. 3A) is used as the core material of the curved hole A, but as shown in FIG. In addition, the excavation means 1 excavated in the ground is not penetrated into the tunnel T, and after the curved hole A is excavated in the ground, the entire excavation means 1 is pulled out from the entrance hole S1 and recovered. May be configured to insert a core H of H-shaped steel.

この構成では、ケーシング10(図3(b)参照)よりも太い芯材を曲線穴Aに挿入することができるため、拡幅領域Kの周囲を確実に補強することができる。
また、セグメントSに出口穴を形成する必要がなくなるため、トンネルTの強度低下を低減することができるとともに、掘削手段1(図1(a)参照)を出口穴に向けて精度良く掘進させる必要がなくなるため、施工管理を容易に行うことができる。
In this configuration, since a core material thicker than the casing 10 (see FIG. 3B) can be inserted into the curved hole A, the periphery of the widened region K can be reliably reinforced.
Moreover, since it is not necessary to form an exit hole in the segment S, it is possible to reduce the strength reduction of the tunnel T and to dig the excavating means 1 (see FIG. 1A) toward the exit hole with high accuracy. Therefore, construction management can be easily performed.

また、本実施形態では、図4(a)に示すように、並設された入口穴S1および出口穴S2を利用して、順次に曲線穴Aを掘削しているが、複数の掘削手段1(図1(a)参照)をトンネルTの延長方向に並設し、同時に複数の曲線穴Aを掘削するように構成してもよい。この構成では、掘削手段1をトンネルT内で移設する必要がなくなるため、施工効率を向上させることができる。   Moreover, in this embodiment, as shown to Fig.4 (a), although the curved hole A is excavated sequentially using the inlet hole S1 and outlet hole S2 which were arranged in parallel, the some excavation means 1 is carried out. (See FIG. 1A) may be arranged in parallel in the extending direction of the tunnel T, and a plurality of curved holes A may be excavated simultaneously. In this configuration, it is not necessary to move the excavating means 1 in the tunnel T, so that the construction efficiency can be improved.

また、本実施形態では、図2(b)に示すように、セグメントSに入口穴S1および出口穴S2を貫通させているが、セグメントSにおいて入口穴S1および出口穴S2に対応する部位を、掘削手段1のカッタ30(図3(a)参照)によって掘削可能な材質や厚みで形成し、掘削手段1によって入口穴S1および出口穴S2に対応する部位を削孔するように構成してもよい。この構成では、あらかじめセグメントSに貫通穴を形成する必要がなくなるため、トンネルTの強度低下を防ぐことができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the segment S is made to penetrate the inlet hole S1 and the outlet hole S2. However, in the segment S, the portions corresponding to the inlet hole S1 and the outlet hole S2 are The excavator 1 may be formed of a material and thickness that can be excavated by the cutter 30 (see FIG. 3A), and the excavator 1 may be configured to drill portions corresponding to the inlet hole S1 and the outlet hole S2. Good. In this configuration, since it is not necessary to form a through hole in the segment S in advance, a decrease in the strength of the tunnel T can be prevented.

本実施形態のトンネル拡幅方法に用いられる掘削手段を示した図で、(a)は側面図、(b)はカッタを拡径した状態の側断面図、(c)はカッタを縮径した状態の側断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the figure which showed the excavation means used for the tunnel widening method of this embodiment, (a) is a side view, (b) is a sectional side view of the state which expanded the cutter, (c) is the state which reduced the diameter of the cutter FIG. 本実施形態のトンネル拡幅方法において、セグメントに入口穴および出口穴を形成した状態を示した図で、(a)は正面断面図、(b)はセグメントの内壁面を示した図である。In the tunnel widening method of this embodiment, it is the figure which showed the state which formed the entrance hole and the exit hole in the segment, (a) is front sectional drawing, (b) is the figure which showed the inner wall surface of the segment. 本実施形態のトンネル拡幅方法を示した図で、(a)は掘削手段を地盤内で掘進させている態様の正面断面図、(b)は地盤内に曲線穴を掘削した後の正面断面図である。It is the figure which showed the tunnel widening method of this embodiment, (a) is front sectional drawing of the aspect which excavates the excavation means in the ground, (b) is front sectional drawing after excavating a curved hole in the ground It is. 本実施形態のトンネル拡幅方法を示した図で、(a)は曲線穴を掘削した後のセグメントの内壁面を示した図、(b)は拡幅領域を掘削して取り除いた後の正面断面図である。It is the figure which showed the tunnel widening method of this embodiment, (a) is the figure which showed the inner wall surface of the segment after excavating a curved hole, (b) is front sectional drawing after excavating and removing the widening area | region It is. 他の実施形態におけるトンネル拡幅方法を示した図で、(a)はH形鋼の芯材を曲線穴に挿入した状態の正面断面図、(b)はH形鋼の芯材を曲線穴に挿入した状態のセグメントの内壁面を示した図である。It is the figure which showed the tunnel widening method in other embodiment, (a) is front sectional drawing of the state which inserted the core material of H-section steel in the curved hole, (b) is the core material of H-section steel in the curved hole. It is the figure which showed the inner wall surface of the segment of the inserted state.

符号の説明Explanation of symbols

1 掘削手段
10 ケーシング
20 駆動装置
21 出力部
30 カッタ
31 カッタ本体
A 曲線穴
K 拡幅領域
T トンネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavation means 10 Casing 20 Drive apparatus 21 Output part 30 Cutter 31 Cutter body A Curved hole K Widening area T Tunnel

Claims (4)

一定の曲率で湾曲している掘削軸と、
前記掘削軸の先端部に取り付けられている駆動装置と、
前記駆動装置によって回転し、拡径および縮径自在なカッタと、
掘削土砂に固化材を注入する固化材注入手段と、を備え、
前記駆動装置の出力部が前記掘削軸に外嵌され、前記出力部が前記掘削軸周りに回転する掘削手段を用いてトンネルを拡幅するトンネル拡幅方法であって、
前記カッタを前記トンネルの壁面から地盤内に挿入し、前記カッタを回転させて、前記掘削軸を地盤内に順次に挿入することにより、前記固化材注入手段によって注入された前記固化材と掘削土砂とを前記カッタによって撹拌しながら、前記掘削手段を地盤内に掘進させる段階と、
地盤内に掘進させた前記掘削手段によって、前記トンネルの拡幅領域の周囲に曲線穴を掘削して、前記曲線穴内の掘削土砂を固化させた後に、前記トンネル内から前記拡幅領域の地盤を掘削して取り除く段階と、から構成され、
前記カッタは、
2つの部材から構成され、前記部材同士が回動自在に連結されているカッタ本体と、
前記掘削軸の先端部内に内挿され、前記出力部と同じ軸周りに回転自在なシリンダと、
一端が前記シリンダの本体部の外周面に回動自在に取り付けられ、他端は前記カッタ本体の部材に回動自在に取り付けられた2本のリンク部材と、を備え、
前記シリンダの伸縮ロッドの先端部が前記カッタ本体の各部材の連結部に接続され、前記伸縮ロッドを前記本体部に対して縮退させることで、前記カッタ本体の各部材が広がって、前記カッタ本体が拡径され、
前記出力部の中央部に形成された貫通穴の端部には、前記カッタ本体の各部材を広げたときに、前記各リンク部材が入り込む切り欠き溝が形成され、前記切り欠き溝に前記各リンク部材が係止されることで、前記各リンク部材が出力部の回転に伴って回転し、前記カッタ本体が前記出力部と同じ軸周りに回転することを特徴とするトンネル拡幅方法。
A drilling shaft that is curved with a constant curvature;
A drive unit attached to the tip of the excavation shaft;
A cutter that is rotated by the drive device and can be expanded and contracted;
Solidifying material injection means for injecting the solidifying material into the excavated earth and sand,
A tunnel widening method in which an output portion of the drive device is fitted on the excavation shaft, and the output portion widens the tunnel using excavation means that rotates around the excavation shaft,
By inserting the cutter into the ground from the wall surface of the tunnel, rotating the cutter, and sequentially inserting the excavation shaft into the ground, the solidified material and excavated earth and sand injected by the solidified material injection means Advancing the excavation means into the ground while stirring with the cutter,
The excavation means excavated in the ground excavates a curved hole around the widened area of the tunnel, solidifies the excavated soil in the curved hole, and then excavates the ground in the widened area from the tunnel. And removing the stage,
The cutter is
A cutter body composed of two members, the members being rotatably connected to each other ;
A cylinder that is inserted into the tip of the excavation shaft and is rotatable about the same axis as the output portion;
One end is rotatably attached to the outer peripheral surface of the cylinder body, and the other end is provided with two link members rotatably attached to the cutter body member,
The distal end portion of the expansion rod of the cylinder is connected to the connecting portion of each member of the cutter body, and by retracting the expansion rod with respect to the body portion, each member of the cutter body expands, and the cutter body Is expanded,
A notch groove into which each link member enters when each member of the cutter body is widened is formed at an end portion of the through hole formed in the center portion of the output portion, and the respective notches are formed in the notch grooves. A tunnel widening method characterized in that the link members are locked so that each link member rotates as the output portion rotates, and the cutter body rotates about the same axis as the output portion.
前記掘削軸は中空管であり、
前記掘削軸内には、前記駆動装置を駆動させるための駆動ケーブルおよび前記固化材注入手段に固化材を供給するための固化材供給管が内挿されていることを特徴とする請求項1に記載のトンネル拡幅方法。
The drilling shaft is a hollow tube;
Wherein the excavating the shaft, to claim 1, characterized in that the solidifying material supply pipe for supplying the solidifying material to the drive cable and the solidifying material injection means for driving the drive device is inserted into The tunnel widening method described.
地盤内に掘進させた前記掘削手段を前記トンネル内に貫入させ、前記トンネル内で前記掘削手段から前記カッタ、前記駆動装置および前記固化材注入手段を取り外し、前記曲線穴内に前記掘削軸を残置させることを特徴とする請求項1または請求項に記載のトンネル拡幅方法。 The excavation means excavated in the ground is penetrated into the tunnel, the cutter, the drive device and the solidifying material injection means are removed from the excavation means in the tunnel, and the excavation shaft is left in the curved hole. tunnel widening method according to claim 1 or claim 2, characterized in that. 前記曲線穴を掘削した後に、前記掘削手段を前記曲線穴内から前記トンネル内に回収し、前記曲線穴内には芯材を挿入することを特徴とする請求項1または請求項に記載のトンネル拡幅方法。 After drilling the curved hole, the drilling unit is recovered in said tunnel from the curve hole, tunnel widening of claim 1 or claim 2, characterized in that inserting the core material into the curved bore Method.
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