JP4753272B2 - Tunnel construction machine - Google Patents

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JP4753272B2
JP4753272B2 JP2001279586A JP2001279586A JP4753272B2 JP 4753272 B2 JP4753272 B2 JP 4753272B2 JP 2001279586 A JP2001279586 A JP 2001279586A JP 2001279586 A JP2001279586 A JP 2001279586A JP 4753272 B2 JP4753272 B2 JP 4753272B2
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教夫 長沢
佳之 芳賀
憲 荒木田
利廣 吉田
孝行 杉野
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株式会社間組
株式会社三井三池製作所
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土被りの浅いトンネル掘進において、地表の沈下を防ぐために掘削予定断面の外側にプレライニングを施した比較的幅広な鉄道や地下鉄駅舎等のためのトンネルを掘進する際に用いられるトンネル施工機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、隣り合うアーチ形支保版を相互に近接あるいは接合させて施工するアーチ形トンネル掘進工法およびその装置が、特公平04−63198号公報に提示されている。
【0003】
前記アーチ形トンネル掘進工法では、図7、図8ならびに図9に示しているように、トンネル長手方向に延びるとともに、中間部がトンネル外側に窪むように湾曲している円弧状の透かし溝掘削用チェーンカッタ2を、トンネルの切羽の外周に沿って移動して、円弧状断面のアーチ形透かし溝19を掘削し、そのアーチ形透かし溝19内に硬化性材料を充填して硬化させて、円弧状断面のアーチ形支保版21を形成したのち、そのアーチ形支保版21により囲まれた部分を掘削して、以下同様の工程を繰返して、前記アーチ形支保版21の前端部内側にその後部が近接または連続するように前記アーチ形透かし溝19を形成していくものである。
【0004】
また、前記工法では、アーチ形トンネル掘進装置は、トンネル施工機設置面18上に設置されたレール22上を、走行用駆動装置23によって駆動する走行装置24に、トンネル断面と相似する径を有するアーチフレーム5が固定され、そのアーチフレーム5に沿って移動用駆動装置25により移動される可動フレーム26に、トンネルの後側から切羽に向かって斜め上向きに延びるとともに、その中間部がトンネルの外側に窪むように湾曲している円弧状ガイド部材3が固定されている。
【0005】
そして、前記円弧状ガイド部材3に沿ってカッタ進退用駆動装置8により移動される移動フレーム9に、トンネルの長手方向に延びるとともに前記円弧状ガイド部材3と同一曲率で中間部がトンネル外側に窪むように湾曲している円弧状透かし溝掘削用チェーンカッタ2により掘削されたアーチ形透かし溝19に硬化性材料を注入するための硬化性材料注入管27が前記移動フレーム9により支持されている。
【0006】
更に、前記硬化性材料注入管27には、コンクリートのバッチャープラントとを連結接続するためのホース28が接続されている。
【0007】
そして、前記公報に提示されている工法は、トンネル断面と相似する径を有するアーチフレームがトンネル断面の下部に位置するトンネル施工機設置面に固定され、そのアーチフレーム5に沿って透かし溝掘削用チェーンカッタ2を移動させ、トンネルの切羽の外周に沿って円弧状断面のアーチ形透かし溝19を掘削していくものであるが、従来のトンネル形状はアーチフレーム5の中心位置、つまり、装置の移動中心がトンネル施工機設置面18よりも上側に位置しており、透かし溝掘削用チェーンカッタ2による掘削時に円弧状ガイド部材3の後端が前記トンネル施工機設置面18、即ち、トンネルの地盤に当たる等の心配がなくアーチフレーム5の端から端まで円滑に移動し何等問題がなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図2に示したような最近の道路や鉄道用トンネルにおいて要求されるような高さに対して大きな半径を持つ扁平断面形状のトンネル、即ち
カッタ横行装置4の旋回中心17がトンネル断面の下部に位置するトンネル施工機設置面18よりも下側に位置してしまうようなトンネルにおいて適度の深さを有するアーチ形透かし溝19を形成しようとすると、トンネル施工機設置面18との距離が空いているアーチフレーム5の頂上付近は問題ないが、トンネル施工機設置面18との距離が接近しているアーチフレーム5の両側を透かし溝掘削用チェーンカッタ2により掘削しようとすると、図2の実線で示したように円弧状ガイド部材3の後端3cがトンネル施工機設置面18に当たってしまうことから円弧状断面のアーチ形透かし溝19の両端部を掘削することができない、という問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであって、透かし溝掘削用チェーンカッタを前後方向に移動可能に備えるとともに中間部がトンネル外側に窪むように湾曲する円弧状ガイド部材を突設したカッタ横行装置が、切羽面に対峙して配置された単芯円形状のアーチフレームに沿って移動可能に備えられており、前記透かし溝掘削用チェーンカッタを循環移動させながら前記カッタ横行装置を介して前記アーチフレームに沿って移動させることにより切羽の外周にアーチ形透かし溝を掘削するトンネル施工機において、前記円弧状ガイド部材が前記カッタ横行装置に旋回可能に装着されていることを特徴とする。
【0010】
即ち、円弧状ガイド部材を前記カッタ横行装置に旋回可能に装着することにより、前記円弧状ガイド部材がトンネル断面に沿って旋回してトンネル施工機設置面に平行に位置するので(図2に示す矢印Bの位置)、高さに対して大きな半径を持つ扁平断面形状のトンネルにおいて、カッタ横行装置の旋回中心がトンネル断面の下部に位置する場合であって、透かし溝掘削用チェーンカッタがアーチフレームの両端に位置しているときに円弧状ガイド部材の後端がトンネル施工機設置面に当たってしまうことなしに円弧状断面のアーチ形透かし溝の両端部を含めて掘削することができる。
【0011】
また、本発明において、前記透かし溝掘削用チェーンカッタが、前記円弧状ガイド部材の湾曲方向に対して直角方向に旋回可能に前記円弧状ガイド部材に備えられていることにより、円弧状ガイド部材がアーチフレームの両端においてトンネル施工機設置面に平行に位置しているとき(図2に示す矢印Bの位置)に透かし溝掘削用チェーンカッタが、上下に旋回可能となり、前記円弧状ガイド部材の水平位置より下方部分への透かし溝の掘削が可能となる。
【0012】
更に、透かし溝掘削用チェーンカッタが、前記円弧状ガイド部材から突出したときに前記円弧状ガイド部材がトンネル断面の放射方向に沿って揺動可能に前記カッタ横行装置に備えられていることにより、前記透かし溝掘削用チェーンカッタがアーチフレームの両端に位置しているときに、円弧状ガイド部材を前記カッタ横行装置に対して旋回することにより、元のアーチフレームの半径軸線に合致させる(図2に示す矢印Aの位置)際に、円弧状ガイド部材の旋回中心と透かし溝掘削用チェーンカッタとの位置のズレにより半径により形成される透かし溝の半径とその後にアーチフレームに沿って横行する際に形成されるアーチ形透かし溝との半径のずれから生じる透かし溝掘削用チェーンカッタとの接触により旋回不能に陥る心配を解消することができる。
【0013】
更にまた、前記円弧状ガイド部材の後部を伸縮可能とすることにより、円弧状ガイド部材が、アーチフレームの両端部分において水平位置から旋回して元のアーチフレームの半径軸線Aと合致する位置に戻るまでの間において円弧状ガイド部材の後部のトンネル施工機設置面への当接状態を回避して円弧状断面のアーチ形透かし溝の両端部を含めて掘削することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0015】
図1乃至図6は、本発明の好ましい実施の形態の一例を示すものであり、トンネル施工機1の基本的な構成および施工方法などは従来のアーチ形トンネル掘進工法に用いられるものとほぼ同様であって、循環駆動する透かし溝掘削用チェーンカッタ2を前後方向に移動可能に備えるとともに中間部がトンネル外側に窪むように湾曲する円弧状ガイド部材3を突設したカッタ横行装置4が、切羽面に対峙して配置された旋回中心17がトンネル施工機設置面18よりも下方に位置する円弧状のアーチフレーム5に沿って移動可能に備えられており、前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2を循環移動させながら前記カッタ横行装置4を介して前記アーチフレーム5に沿って移動させることにより切羽の外周にアーチ形透かし溝19を掘削するものである。
【0016】
そして、カッタ横行装置4の前面に旋回軸受6が設けられており、その旋回軸受6に旋回フレーム7が介装されており、カッタ横行装置4と旋回フレーム7との間には、旋回油圧シリンダ32が2箇所に転動可能に固定されており、そのピストンを伸縮させることで旋回フレーム7を回転中心33を軸として横行装置4に対して旋回させることができる。そして、この旋回軸受6に旋回フレーム7を介して備えられた円弧状ガイド部材3がトンネル断面に沿って旋回する動作を、以下、旋回−1の動作と称する。
【0017】
また、旋回フレーム7と円弧状ガイド部材3との間には、筒部29aと筒部29a内をスライドしてが伸縮するピストン29bとからなる俯仰用油圧シリンダ29が回動可能に架設され、前記筒部29aの下端は旋回フレーム7の前面に回動可能に固着されているとともにピストン29bの先端は円弧状ガイド部材3の上部に回動可能に固着されており、ピストン29bの伸縮に伴って円弧状ガイド部材3が回転軸30を支点として揺動する。
【0018】
更に、前記円弧状ガイド部材3は、先部3aと後部3bとからなり、前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2が円弧状ガイド部材3に沿って移動し、透かし溝掘削用チェーンカッタ2が一旦先部3aの所定位置に固定された後は、後部3bが折り畳み用の油圧シリンダ31により先部3a側に折り畳まれる。
【0019】
前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2は、前記円弧状ガイド部材3と同一の曲率で中間部がトンネル外側に窪むように湾曲している。
【0020】
また、透かし溝掘削用チェーンカッタ2には、円弧状ガイド部材3上をカッタ進退用駆動装置8によりピニオン(図示省略)とラック(図示省略)が噛合して移動する移動フレーム9との間に、回動可能なように旋回油圧シリンダ10が介装されている。その旋回油圧シリンダ10により前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2は回転軸11を中心に上下に旋回動作を行う。以下、その上下旋回動作を旋回−2の動作と称する。
【0021】
そして、本実施の形態は、駆動装置32により循環駆動する透かし溝掘削用チェーンカッタ2を前後進可能に円弧状ガイド部材3を設けたカッタ横行装置4を、両下端部を走行装置12に固定され円弧状に構成されるアーチフレーム5の内側に沿って設けられたラック13と歯合するピニオン14が,油圧モータ15と減速機16とで構成される移動用駆動装置の出力軸に接続されて回転し、アーチフレーム5に沿って移動させて切羽の外周にアーチ形透かし溝19を掘削するのであるが、図2に示されているように、高さに対して大きな半径を持つ扁平断面形状のトンネルを掘るときにおいて、カッタ横行装置4の旋回中心17がトンネル施工機設置面18の下方に位置することから、殊に掘削開始や掘削終了時のトンネル施工機設置面18との距離が接近しているアーチフレーム5の両端側を透かし溝掘削用チェーンカッタ2により掘削しようとすると、円弧状ガイド部材3の後端3cがトンネル施工機設置面18に当たってしまい掘削作業を始めることができない。
【0022】
そこで、円弧状ガイド部材3をアーチフレーム5の最端に位置させた状態で前記旋回−1の動作により前記旋回フレーム7、円弧状ガイド部材3ならびに透かし溝掘削用チェーンカッタ2を水平の位置(図2の破線で示す状態)として、円弧状ガイド部材3の後端3cがトンネル施工機設置面18へ当接するのを回避する。
【0023】
次いで、前記旋回−1の動作により旋回フレーム7、円弧状ガイド部材3ならびに透かし溝掘削用チェーンカッタ2をトンネル施工機設置面18に対して水平の位置(図2の破線で示す状態)とした状態で、前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2を前記旋回−2の動作により旋回させて地盤に向かって下げ(図4に鎖線で示す状態)、その透かし溝掘削用チェーンカッタ2を円弧状ガイド部材3にガイドさせて地山へ押し込みながら掘削を行い円弧状ガイド部材3の水平位置より下の部分に透かし溝20を形成する。
【0024】
次に、前記円弧状ガイド部材3の後部3bを先部3a側へ折り畳んで収縮させて円弧状ガイド部材3の後端3cがトンネル施工機設置面18に当たるのを防止した状態で、前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2を前記旋回−2の動作により旋回させて地盤から上方へと向けて、透かし溝掘削用チェーンカッタ2を円弧状ガイド部3の水平位置に復帰させる(図4に実線で示す状態)。
【0025】
そして、次に、前記旋回−1の動作により前記旋回フレーム7を中心として、円弧状ガイド部材3を半径R1の軸線に合致させるまで図3に示すように透かし溝20aを形成しながら旋回させた後、前記カッタ横行装置4を動かしてアーチ形透かし溝19を切羽切り上げていく。
【0026】
ところが、図3に示すように、前記旋回−1の動作に伴って切羽に掘削・形成される透かし溝20aの旋回半径R2の曲率半径と前記カッタ横行装置4を介して前記アーチフレーム5に沿って移動させることにより切羽の外周に掘削・形成されるアーチ形透かし溝19の半径R1の曲率半径が異なること、更には元々から、透かし溝掘削用チェーンカッタ2は施工量の多いアーチ形透かし溝19に対して抵抗が少なくなるように形成されていることから、前記旋回−1の動作によって円弧状ガイド部材3をアーチフレーム5の半径R1の軸線に合致させアーチ形透かし溝19を切羽切り上げていく過程に移行させる際に、透かし溝掘削用チェーンカッタ2が透かし溝20aに接触して旋回−1の動作が困難になる心配がある。
【0027】
そこで、前記円弧状ガイド部材3がトンネル断面の放射方向に沿って揺動可能に前記旋回フレーム7に備えられており、前記旋回−1の動作と前記揺動による俯仰動作との連携操作で位置制御をしつつ上方に向かってきわめて円滑に前記アーチ形透かし溝19へと連続して掘削することができる。尚、前記旋回−1の動作と前記揺動による俯仰動作により透かし溝掘削用チェーンカッタ2を前記アーチ形透かし溝19に移行させる際に、前記旋回−1の動作と前記揺動による俯仰動作との操作量を、予め計算によりもとめて制御することにより、確実且つ円滑にアーチ形透かし溝19へと移行させることができる。
【0028】
尚、これまでは、掘削の開始時について詳細に説明したが、前記アーチ形透かし溝19の掘削が更に継続され、前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2が前記アーチフレーム5の頂点を過ぎ、前記左側での掘削終了時に至った場合にも全く逆の手順により同様にして掘削することができる。
【0029】
そして、前記アーチ形透かし溝19を掘削しながら前記透かし溝掘削用チェーンカッタ2のカッタ部に吐出口を設けたホース(図示省略)から前記アーチ形透かし溝19内に瞬間硬化性材料を挿入することによりアーチ形支保版21を形成して、そのアーチ形支保版21により囲まれた切羽部分を掘削して、掘削された土砂を切羽に向かって後方に排出し、それらの工程を繰り返して行いトンネルを掘進する。
【0030】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、トンネル高さに対して幅広な径を有するプレライニングを必要とする地下鉄駅舎等のトンネル掘削のように、トンネル施工機を設置する地盤面を深くとれず、アーチフレームの旋回中心がトンネル断面の下部に位置する場合であっても、これまでのように、不必要なトンネル施工機設置面の掘り下げをすることなしに円弧状断面のアーチ形透かし溝の両端部を含めて掘削することができ、掘削土量が減少し掘削コストを削減でき、且つ工事効率の大幅改善を可能とする優秀なトンネル施工機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態を示す側面図。
【図2】本発明の実施の形態におけるトンネルのアーチ形透かし溝、アーチ形支保版ならびにアーチフレームの断面を示した断面図。
【図3】図2の更に詳細な部分説明図。
【図4】本発明の実施の形態についての旋回−2の動作機構を示した断面図。
【図5】本発明の実施の形態についての旋回−1の動作機構を示した断面図。
【図6】本発明の実施の形態についての旋回−1の動作機構を示した正面図。
【図7】従来例における側面図。
【図8】従来例におけるトンネルのアーチ形透かし溝、アーチ形支保版ならびにアーチフレームの断面形状を表した断面図。
【図9】連続形成されたアーチ形支保版からなるトンネル支保の斜視図。
【符号の説明】
1 トンネル施工機
2 透かし溝掘削用チェーンカッタ
3 円弧状ガイド部材
3a 先部
3b 後部
3c 後端
4 カッタ横行装置
5 アーチフレーム
18 トンネル施工機設置面
19 アーチ形透かし溝
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel used for excavating a tunnel for a relatively wide railway or subway station building, etc., which has been pre-lined outside the planned excavation section in order to prevent surface subsidence in tunnel excavation with a shallow earth covering. Concerning construction machines.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, Japanese Patent Publication No. 04-63198 discloses an arch-shaped tunnel excavation method and an apparatus thereof in which adjacent arch-shaped support plates are constructed close to each other or joined together.
[0003]
In the arch-shaped tunnel excavation method, as shown in FIGS. 7, 8 and 9, an arc-shaped watermark groove excavation chain extending in the longitudinal direction of the tunnel and curved so that the intermediate portion is recessed outside the tunnel. The cutter 2 is moved along the outer periphery of the face of the tunnel to excavate an arch-shaped watermark groove 19 having an arc-shaped cross section, and the arch-shaped watermark groove 19 is filled with a curable material and cured to be arc-shaped. After forming the arch-shaped support plate 21 having a cross section, a portion surrounded by the arch-shaped support plate 21 is excavated, and thereafter the same process is repeated so that the rear portion is inside the front end portion of the arch-shaped support plate 21. The arch-shaped watermark groove 19 is formed so as to be close or continuous.
[0004]
In the construction method, the arch-shaped tunnel excavating device has a diameter similar to that of the tunnel cross section of the traveling device 24 driven by the traveling drive device 23 on the rail 22 installed on the tunnel construction machine installation surface 18. The arch frame 5 is fixed, and extends to the movable frame 26 that is moved along the arch frame 5 by the moving drive device 25 obliquely upward from the rear side of the tunnel toward the face. An arcuate guide member 3 that is curved so as to be recessed is fixed.
[0005]
Then, the moving frame 9 moved by the cutter advance / retreat drive device 8 along the arcuate guide member 3 extends in the longitudinal direction of the tunnel and has the same curvature as the arcuate guide member 3 and the intermediate portion is recessed outside the tunnel. A curable material injection pipe 27 for injecting a curable material into the arc-shaped watermark groove 19 excavated by the arc-shaped watermark groove excavating chain cutter 2 that is curved in a curved manner is supported by the moving frame 9.
[0006]
Further, a hose 28 for connecting and connecting with a concrete batcher plant is connected to the curable material injection pipe 27.
[0007]
In the construction method presented in the above publication, an arch frame having a diameter similar to that of a tunnel cross section is fixed to a tunnel construction machine installation surface located at the lower part of the tunnel cross section, and the arch frame 5 is used for excavation of an open groove. The chain cutter 2 is moved to excavate the arch-shaped watermark groove 19 having an arc-shaped cross section along the outer periphery of the face of the tunnel. The conventional tunnel shape is the center position of the arch frame 5, that is, the device The moving center is located above the tunnel construction machine installation surface 18, and the rear end of the arcuate guide member 3 is the tunnel construction machine installation surface 18, that is, the ground of the tunnel when excavated by the open chain groove excavation chain cutter 2. The arch frame 5 moved smoothly from end to end without any problem of hitting, and there was no problem.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, a tunnel having a flat cross-section having a large radius with respect to the height required in a recent road or railway tunnel as shown in FIG. 2, that is, the turning center 17 of the cutter traversing device 4 has a tunnel cross-section. If an arch-shaped watermark groove 19 having an appropriate depth is to be formed in a tunnel that is located below the tunnel construction machine installation surface 18 located at the lower part, the distance from the tunnel construction machine installation surface 18 is There is no problem in the vicinity of the top of the vacant arch frame 5, but when both sides of the arch frame 5 close to the tunnel construction machine installation surface 18 are to be excavated by the open channel digging chain cutter 2, FIG. Since the rear end 3c of the arcuate guide member 3 hits the tunnel construction machine installation surface 18 as shown by the solid line, the arcuate cross section of the arcuate cross section It is impossible to excavate the both end portions of the groove 19, there is a problem that.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and includes an arcuate guide member that is provided with a chain cutter for excavating an open groove so as to be movable in the front-rear direction and that is curved so that an intermediate portion is recessed outside the tunnel. A cutter traversing device is provided so as to be movable along a single-core circular arch frame arranged to face the face, and the cutter traversing device is circulated while circulating the watermark groove excavating chain cutter. In the tunnel construction machine for excavating the arch-shaped watermark groove on the outer periphery of the face by moving along the arch frame, the arcuate guide member is pivotally mounted on the cutter traversing device. .
[0010]
That is, by mounting the arcuate guide member on the cutter traversing device so as to be pivotable, the arcuate guide member is swung along the tunnel cross section and positioned parallel to the tunnel construction machine installation surface (shown in FIG. 2). In the case of a tunnel having a flat cross-sectional shape having a large radius with respect to the height, the center of rotation of the cutter traversing device is located at the lower part of the tunnel cross-section, and the chain cutter for watermark groove excavation is the arch frame It is possible to excavate including both ends of the arcuate watermark groove having an arcuate cross section without the rear end of the arcuate guide member hitting the tunnel construction machine installation surface when positioned at both ends of the arcuate.
[0011]
Further, in the present invention, the chain guide for excavating the open groove is provided in the arcuate guide member so as to be able to turn in a direction perpendicular to the bending direction of the arcuate guide member, whereby the arcuate guide member is When the both ends of the arch frame are positioned parallel to the tunnel construction machine installation surface (position of arrow B shown in FIG. 2), the open-bottom excavation chain cutter can turn up and down, and the arcuate guide member It is possible to excavate the watermark groove below the position.
[0012]
Further, when the open-cut groove excavation chain cutter protrudes from the arcuate guide member, the arcuate guide member is provided in the cutter traversing device so as to be swingable along the radial direction of the tunnel cross section. When the open chain excavation chain cutter is positioned at both ends of the arch frame, the arcuate guide member is swung with respect to the cutter traverse device so as to match the radial axis of the original arch frame (FIG. 2). The position of the arrow A shown in FIG. 3), when the traverse along the arch frame is followed by the radius of the watermark groove formed by the deviation of the position of the turning center of the arcuate guide member and the position of the chain cutter for excavating the groove Eliminates concerns about turning impossible due to contact with chain cutter for excavation of watermark groove resulting from deviation of radius from arch-shaped watermark groove formed on Rukoto can.
[0013]
Furthermore, by making the rear portion of the arcuate guide member extendable and retractable, the arcuate guide member turns from the horizontal position at both end portions of the arch frame and returns to a position that coincides with the radial axis A of the original arch frame. In the meantime, it is possible to excavate including both ends of the arc-shaped watermark groove having an arc-shaped cross section while avoiding the contact state of the rear portion of the arc-shaped guide member with the tunnel construction machine installation surface.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
1 to 6 show an example of a preferred embodiment of the present invention, and the basic configuration and construction method of the tunnel construction machine 1 are almost the same as those used in the conventional arched tunneling method. A cutter traversing device 4 provided with a circular groove excavating chain cutter 2 that is circulated and movably moved in the front-rear direction and having an arcuate guide member 3 that curves so that the intermediate portion is recessed outside the tunnel is provided. A turning center 17 disposed opposite to the tunnel construction machine is provided so as to be movable along an arcuate arch frame 5 located below the tunnel construction machine installation surface 18, and circulates through the open chain groove excavation chain cutter 2. Excavating an arch-shaped watermark groove 19 on the outer periphery of the face by moving along the arch frame 5 through the cutter traversing device 4 while moving A.
[0016]
A slewing bearing 6 is provided in front of the cutter traverse device 4, and a slewing frame 7 is interposed in the slewing bearing 6, and a slewing hydraulic cylinder is provided between the cutter traversing device 4 and the slewing frame 7. 32 is fixed in two places so as to be able to roll, and the revolving frame 7 can be swung with respect to the traversing device 4 about the rotation center 33 by extending and contracting the piston. The operation in which the arcuate guide member 3 provided to the slewing bearing 6 via the slewing frame 7 slews along the tunnel cross section is hereinafter referred to as slewing-1 operation.
[0017]
Further, between the revolving frame 7 and the arcuate guide member 3, a lifting hydraulic cylinder 29 including a cylindrical portion 29a and a piston 29b that slides and expands while sliding in the cylindrical portion 29a is rotatably mounted. The lower end of the cylindrical portion 29a is fixed to the front surface of the turning frame 7 so as to be rotatable, and the tip of the piston 29b is fixed to the upper portion of the arcuate guide member 3 so as to be rotatable. Thus, the arcuate guide member 3 swings about the rotation shaft 30 as a fulcrum.
[0018]
Further, the arcuate guide member 3 is composed of a front part 3a and a rear part 3b. The watermark groove excavation chain cutter 2 moves along the arcuate guide member 3, and the watermark groove excavation chain cutter 2 is temporarily moved forward. After being fixed at a predetermined position of the portion 3a, the rear portion 3b is folded to the front portion 3a side by the folding hydraulic cylinder 31.
[0019]
The watermark groove excavation chain cutter 2 is curved with the same curvature as that of the arcuate guide member 3 so that the intermediate portion is recessed outside the tunnel.
[0020]
Further, the watermark groove excavating chain cutter 2 is interposed between a moving frame 9 in which a pinion (not shown) and a rack (not shown) are engaged with each other by a cutter advancing / retreating drive device 8 on the arcuate guide member 3. A turning hydraulic cylinder 10 is interposed so as to be rotatable. The open hydraulic cylinder 10 causes the open groove excavation chain cutter 2 to swing up and down about the rotary shaft 11. Hereinafter, the up / down turning operation is referred to as the turning-2 operation.
[0021]
In the present embodiment, the cutter traversing device 4 provided with the arcuate guide member 3 so as to be able to advance and retreat the watermark groove excavating chain cutter 2 circulated by the drive device 32 is fixed to the traveling device 12 at both lower ends. A pinion 14 that meshes with a rack 13 provided along the inside of the arch frame 5 that is formed in an arc shape is connected to an output shaft of a moving drive device that includes a hydraulic motor 15 and a speed reducer 16. The arch-shaped openwork groove 19 is excavated on the outer periphery of the face by moving along the arch frame 5 and, as shown in FIG. 2, a flat cross section having a large radius with respect to the height. When digging a shaped tunnel, the turning center 17 of the cutter traversing device 4 is located below the tunnel construction machine installation surface 18, so that the tunnel construction machine installation surface 1 particularly at the start or end of excavation. When the both ends of the arch frame 5 that are close to each other are to be excavated by the open chain groove excavating chain cutter 2, the rear end 3c of the arcuate guide member 3 hits the tunnel construction machine installation surface 18 and starts excavation work. I can't.
[0022]
Accordingly, with the arcuate guide member 3 positioned at the extreme end of the arch frame 5, the swivel frame 7, the arcuate guide member 3 and the open-cut groove excavation chain cutter 2 are moved to a horizontal position (by the turn-1 operation). As shown by the broken line in FIG. 2, it is avoided that the rear end 3 c of the arcuate guide member 3 comes into contact with the tunnel construction machine installation surface 18.
[0023]
Next, the turning frame 7, the arcuate guide member 3, and the watermark groove excavation chain cutter 2 are set to a horizontal position (state shown by a broken line in FIG. 2) with respect to the tunnel construction machine installation surface 18 by the operation of the turning- 1. In this state, the watermark groove excavation chain cutter 2 is swung by the operation of the turn-2 and is lowered toward the ground (a state indicated by a chain line in FIG. 4). 3, excavation is performed while being pushed into the natural ground, and a watermark groove 20 is formed in a portion below the horizontal position of the arcuate guide member 3.
[0024]
Next, in the state where the rear part 3b of the arcuate guide member 3 is folded and contracted to the front part 3a side to prevent the rear end 3c of the arcuate guide member 3 from hitting the tunnel construction machine installation surface 18, the watermark groove The excavation chain cutter 2 is turned by the operation of the turn-2 and is directed upward from the ground, and the open-end groove cutting chain cutter 2 is returned to the horizontal position of the arcuate guide portion 3 (shown by a solid line in FIG. 4). Status).
[0025]
Then, by the operation of swirl-1, the arcuate guide member 3 is swung around the swivel frame 7 until the arcuate guide member 3 is aligned with the axis of the radius R1 while forming the watermark groove 20a as shown in FIG. Thereafter, the cutter traversing device 4 is moved to cut up the arch-shaped watermark groove 19.
[0026]
However, as shown in FIG. 3, along the arch frame 5 via the curvature radius of the turning radius R 2 of the watermark groove 20 a excavated and formed in the face by the operation of the turning- 1 and the cutter traversing device 4. The radius of curvature R1 of the arch-shaped watermark groove 19 excavated and formed on the outer periphery of the face is different by moving, and moreover, the watermark cutter digging chain cutter 2 is originally an arch-shaped watermark groove with a large construction amount. 19 is formed so that the resistance is reduced with respect to 19, so that the arc-shaped guide member 3 is made to coincide with the axis of the radius R1 of the arch frame 5 by the operation of the turning-1 and the arch-shaped watermark groove 19 is cut up. When shifting to the next process, there is a concern that the watermark groove excavation chain cutter 2 comes into contact with the watermark groove 20a and the operation of the turn-1 becomes difficult.
[0027]
Therefore, the arcuate guide member 3 is provided in the revolving frame 7 so as to be swingable along the radial direction of the tunnel cross section, and is positioned by a cooperative operation between the swing-1 operation and the swinging operation by the swing. It is possible to excavate continuously into the arch-shaped openwork groove 19 very smoothly upward while controlling. When the watermark groove excavating chain cutter 2 is transferred to the arch-shaped watermark groove 19 by the swing-1 operation and the swinging and lifting operation, the swing-1 operation and the swinging and lifting operation are performed. Thus, it is possible to shift to the arched watermark groove 19 surely and smoothly by obtaining and controlling the amount of operation in advance.
[0028]
Up to now, the start of excavation has been described in detail. However, the excavation of the arch-shaped watermark groove 19 is further continued, and the watermark groove excavation chain cutter 2 passes the apex of the arch frame 5 and the left-hand side. When the excavation at the end of the excavation is completed, the excavation can be performed in the same manner by the reverse procedure.
[0029]
Then, an instantaneously curable material is inserted into the arch-shaped watermark groove 19 from a hose (not shown) provided with a discharge port in the cutter portion of the watermark groove digging chain cutter 2 while digging the arch-shaped watermark groove 19. Thus, the arch-shaped support plate 21 is formed, the face portion surrounded by the arch-shaped support plate 21 is excavated, and the excavated earth and sand are discharged backward toward the face, and these steps are repeated. Excavate the tunnel.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the present invention does not provide a deep ground surface for installing a tunnel construction machine, such as tunnel excavation in a subway station building or the like that requires a pre-lining having a diameter that is wide with respect to the tunnel height. Even if the pivot center of the frame is located at the lower part of the tunnel cross section, both ends of the arc-shaped watermark groove with an arc-shaped cross section can be used without digging down the unnecessary installation surface of the tunnel construction machine as before. Can be excavated, the amount of excavated soil can be reduced, the excavation cost can be reduced, and an excellent tunnel construction machine that can greatly improve the construction efficiency can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of an arch-shaped watermark groove, an arch-shaped support plate, and an arch frame of a tunnel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a more detailed partial explanatory view of FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view showing an operation mechanism of swivel-2 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an operation mechanism of swirl-1 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a front view showing an operation mechanism of swirl-1 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view of a conventional example.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of a arch-shaped watermark groove, an arch-shaped support plate, and an arch frame of a tunnel in a conventional example.
FIG. 9 is a perspective view of a tunnel support composed of continuously formed arched support plates.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel construction machine 2 Open chain groove excavation chain cutter 3 Arc-shaped guide member 3a Front part 3b Rear part 3c Rear end 4 Cutter traversing device 5 Arch frame 18 Tunnel construction machine installation surface 19 Arch-shaped watermark groove

Claims (4)

透かし溝掘削用チェーンカッタを前後方向に移動可能に備えるとともに中間部がトンネル外側に窪むように湾曲する円弧状ガイド部材を突設したカッタ横行装置が、切羽面に対峙して配置された円弧状のアーチフレームに沿って移動可能に備えられ、前記透かし溝掘削用チェーンカッタを循環移動させながら前記カッタ横行装置を介して前記アーチフレームに沿って移動させることにより切羽の外周にアーチ形透かし溝を掘削するトンネル施工機において、前記円弧状ガイド部材が前記カッタ横行装置に旋回可能に装着されていることを特徴とするトンネル施工機。A cutter traversing device provided with a chain cutter for openwork excavation so as to be movable in the front-rear direction and having an arcuate guide member that is curved so that the intermediate portion is recessed outside the tunnel is an arc-shaped device arranged opposite to the face surface An arch-shaped watermark groove is excavated on the outer periphery of the face by being moved along the arch frame and moving along the arch frame via the cutter traversing device while circulating the chain cutter for excavating the watermark groove. In this tunnel construction machine, the arcuate guide member is turnably attached to the cutter traverse device. 前記透かし溝掘削用チェーンカッタが、前記円弧状ガイド部材の湾曲方向に対して直角方向に旋回可能に前記円弧状ガイド部材に備えられている請求項1に記載のトンネル施工機。2. The tunnel construction machine according to claim 1, wherein the chain cutter for excavating the open groove is provided on the arcuate guide member so as to be able to turn in a direction perpendicular to the bending direction of the arcuate guide member. 透かし溝掘削用チェーンカッタが、前記円弧状ガイド部材から突出したときに前記円弧状ガイド部材がトンネル断面の放射方向に沿って揺動可能に前記カッタ横行装置に備えられている請求項1または2に記載のトンネル施工機。3. The cutter traversing device is provided with the arcuate groove excavating chain cutter so that the arcuate guide member can swing along the radial direction of the tunnel cross section when the open chain groove excavating chain cutter protrudes from the arcuate guide member. Tunnel construction machine described in 1. 前記円弧状ガイド部材の少なくとも後部が伸縮可能である請求項1,2または3に記載のトンネル施工機。The tunnel construction machine according to claim 1, wherein at least a rear portion of the arcuate guide member is extendable.
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