JP4925948B2 - Tunnel expansion excavator and tunnel construction method - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル内からトンネル外側の地山を拡張掘削するトンネル拡張用掘削装置、およびこのトンネル拡張用掘削装置を使用して、大口径の道路分岐部などのトンネル施工部を囲むように並設掘削されたルーフシールドトンネルからルーフシールドトンネル間の地山を掘削し、掘削部に鉄筋コンクリートなどの連結構造物を設置してトンネル施工部を切羽防護するトンネル工法に関する。 The present invention relates to a tunnel expansion excavator for expanding excavation of a natural ground outside the tunnel from the inside of the tunnel, and the tunnel expansion excavator using the tunnel expansion excavator so as to surround a tunnel construction section such as a large-diameter road branch. The present invention relates to a tunnel construction method for excavating natural ground between roof shield tunnels that have been excavated and connecting shield structures such as reinforced concrete in the excavation part to protect the face of the tunnel construction part.
掘削して覆工されたトンネル内から内壁を掘削破砕する掘削装置が特許文献1に開示され、またトンネルを拡張掘削可能なブームカッタ掘削機が特許文献2に提案されている。
特許文献1には、トンネル内に敷設されたレールに沿って移動自在に移動台車上に旋回台を配置し、この旋回台上に起伏自在なブームを介して上下揺動自在なアームを配置し、アームの先端部に回転式のカッタを設けたものである。
A drilling device that excavates and crushes the inner wall from the tunnel that has been excavated and lined is disclosed in
In
また特許文献2は、クローラ式走行装置を有する台車本体に、前後方向にスライド自在なスライド台を介してターレット架台を上下方向に傾動自在に配置し、ターレット架台上の旋回台にブームを上下揺動自在に配置し、前記ブームに出退自在に設けられた出退部に回転式のカッタを設けたものである。
しかしながら、特許文献1では、移動台車により、トンネル軸心方向の移動が容易に行えるものの、カッタをトンネル横断方向に出退させる出退ストロークが十分に確保できず、外部地山の掘削には不向きである。
However, in
また特許文献2では、カッタの掘削方向の出退を、出退ビームによる出退とクローラ式走行装置による移動で行っている。このため、限られたトンネル内空間では、クローラ式走行装置によりトンネル横断方向に移動できる範囲が少なく、カッタの出退ストロークを十分に確保することができないという問題があった。
Further, in
本発明は上記問題点を解決して、掘削ヘッドをトンネル横断方向に出退させる掘削ストロークを十分に確保できるとともに、全体をシンプルに構成でき、限られたトンネル空間に移動可能に収容できるトンネル拡張用掘削装置およびこのトンネル拡張用掘削装置を使用したトンネル工法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and can sufficiently secure a drilling stroke for moving the drilling head in and out of the tunnel, and can be configured simply, and can be accommodated movably in a limited tunnel space. An object of the present invention is to provide a tunnel excavator and a tunnel method using the tunnel extension excavator.
請求項1記載のトンネル拡張用掘削装置は、トンネル内から外部の地山を掘削するトンネル拡張用掘削装置であって、トンネル内壁にトンネル軸心方向に沿って設置された移動ガイド部材と、前記移動ガイド部材に案内されて移動自在なベースフレームと、地山を掘削する回転式の掘削ヘッドと、ベースフレームと掘削ヘッドとの間に介在されて掘削ヘッドをトンネル横断方向に出退させる複数の出退機構とを具備し、前記出退機構のうちの1つに、掘削ヘッドをトンネル周方向に揺動する揺動機能を設けたものである。
The tunnel expansion excavator according to
請求項2記載のトンネル拡張用掘削装置は、請求項1記載の構成において、掘削ヘッドの基端部に、掘削ヘッドをトンネル軸心方向に揺動させるヘッド揺動機構を設けたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a tunnel expansion excavating apparatus in which the head rocking mechanism for rocking the excavation head in the axial direction of the tunnel is provided at the base end of the excavation head.
請求項3記載のトンネル拡張用掘削装置は、請求項1または2記載の構成において、出退機構は、ベースフレームにトンネル横断方向に敷設された出退案内具に案内されて可動ベース部材を出退させる第1出退機構と、前記可動ベース部材にトンネル軸心に平行な軸心周りに揺動自在に支持されて掘削ヘッドを出退させる出退揺動フレーム、および当該出退揺動フレームの遊端部にトンネル軸心に平行な軸心周りに揺動自在に支持されて掘削ヘッドを周方向に揺動させる周方向揺動フレームを具備した第2出退機構と、前記周方向揺動フレームと掘削ヘッドとの間に介在されて掘削ヘッドを出退させる第3出退機構からなるものである。
The excavating apparatus for tunnel expansion according to
請求項4記載のトンネル拡張用掘削装置は、請求項3に記載の構成において、第2出退機構は、可動ベース部材と周方向揺動フレームとの間に連結された周方向揺動駆動装置と、可動ベース部材と出退揺動フレームとの間に連結された出退揺動駆動装置とを具備し、出退揺動フレームの揺動中心から、周方向揺動駆動装置と可動ベース部材との連結部に至る距離と、周方向揺動フレームの揺動中心から、周方向揺動駆動装置と周方向揺動フレームとの連結部に至る距離が等しく設定されるとともに、周方向揺動駆動装置の伸縮長を、出退揺動フレームの揺動中心と周方向揺動フレームの揺動中心との距離に等しくすることにより、出退揺動フレームの揺動中心と周方向揺動フレームの揺動中心と周方向揺動駆動装置の2つの連結部を連結点とする平行リンクを形成し、出退揺動駆動装置を伸縮することにより、掘削ヘッドおよび第3出退機構を平行姿勢で出退させるように構成されたものである。
The excavating apparatus for tunnel expansion according to
請求項5記載のトンネル拡張用掘削装置は、請求項1乃至4のいずれかに記載の構成において、移動ガイド部材は、トンネルの内壁に設置された補強部材にそれぞれ支持され、前記ベースフレームのトンネル横断面における配置角度を任意に選択可能としたものである。
The tunnel expansion excavator according to claim 5 is the configuration according to any one of
請求項6記載のトンネル工法は、トンネル施工部の外周部で周方向所定間隔ごとに掘削された複数のトンネル内に、請求項1乃至5のいずれかに記載のトンネル拡張用掘削装置を配置し、トンネル拡張用掘削装置により掘削されたトンネル間の地山の掘削部に、連結構造体を設置してトンネルを互いに連結し、トンネル施工部を囲むルーフシールド先受工を構築するものである。
The tunnel construction method according to claim 6 is configured such that the tunnel expansion excavation device according to any one of
請求項1記載の発明によれば、複数の出退機構により、十分な掘削ストロークを確保することができるとともに、出退機構の1つに揺動機能を設けることで、掘削ヘッドをトンネル横断方向の出退させると同時にトンネル周方向に揺動させて、広範囲な地山の掘削が可能となり、さらにシンプルに構成できてトンネル空間内に収容することができる。 According to the first aspect of the present invention, a sufficient excavation stroke can be ensured by the plurality of exit / retreat mechanisms, and the excavation head can be moved in the tunnel transverse direction by providing a swing function in one of the exit / retreat mechanisms. At the same time, the rocks are swung in the circumferential direction of the tunnel to enable excavation of a wide range of ground, and can be configured more simply and accommodated in the tunnel space.
請求項2記載の発明によれば、ヘッド揺動機構により、トンネル内壁の裏側などの掘削が可能となり、掘削部を拡張することができる。
請求項3記載の発明によれば、掘削ヘッドをトンネル横断方向に出退させる第1〜第3出退機構を設けるとともに、第2出退機構に掘削ヘッドをトンネル周方向に揺動させる揺動機能を設けたので、限られたトンネル空間から掘削ヘッドをトンネル横断方向に大きいストロークで出退して掘削でき、かつトンネル周方向に拡張掘削することができる。
According to the second aspect of the present invention, the head rocking mechanism enables excavation of the back side of the tunnel inner wall and the like, and the excavation part can be expanded.
According to the third aspect of the present invention, the first to third withdrawal / retreat mechanisms for moving the excavation head in and out of the tunnel are provided, and the second withdrawal / retreat mechanism swings the excavation head in the tunnel circumferential direction. Since the function is provided, the excavation head can be excavated with a large stroke in the tunnel crossing direction from the limited tunnel space, and the excavation can be expanded in the tunnel circumferential direction.
請求項4記載の発明によれば、周方向揺動フレームと周方向揺動駆動装置を利用して平行リンク機構を形成可能とし、出退揺動駆動装置によりこの平行リンク機構を介して掘削ヘッドと第3出退機構とを平行状態で出退することができる。したがって、2つの揺動フレームとそれぞれの出退駆動装置とにより、平行リンク機構による出退機能と揺動機能とを持つことがてき、簡単な構造で多様な動作が可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the parallel link mechanism can be formed by using the circumferential swing frame and the circumferential swing drive device, and the excavation head is connected to the excavation head through the parallel link mechanism by the retracting and swinging drive device. And the third exit / exit mechanism can be withdrawn and exited in a parallel state. Therefore, the two swinging frames and the respective retracting / retracting drive devices can have a retracting function and a swinging function by the parallel link mechanism, and various operations are possible with a simple structure.
請求項5記載の発明によれば、ベースフレームを任意角度で設置可能としたので、掘削ヘッドをトンネルからトンネル横断方向に出退させる角度を任意で選択することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the base frame can be installed at an arbitrary angle, it is possible to arbitrarily select an angle at which the excavation head moves in and out of the tunnel in the tunnel crossing direction.
請求項6記載の発明によれば、上記構成のトンネル拡張用掘削装置を使用して、トンネルから隣接するトンネルへの掘削部を容易に形成でき、ルーフシールド先受工を効率よく形成することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to easily form the excavation part from the tunnel to the adjacent tunnel by using the tunnel expansion excavation device having the above configuration, and to efficiently form the roof shield tip receiving work. it can.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[実施の形態1]
このトンネル拡張用掘削装置は、たとえば特開2006−70530に開示されるトンネル工法などに使用されるものである。このトンネル工法は、図4に示すように、道路用の主トンネルa1と分岐トンネルa2の分岐部などのトンネル施工部Aを囲むように、複数のルーフシールドトンネル(以下、トンネルという)Tを並列に掘削し、これらトンネルTから隣接するトンネルT間の地山を凍結などの処理をした土質改良部Mを形成した後、トンネルTから地山の土質改良部Mを拡張掘削し、この掘削部に補剛フレームBを組み立てたり、鉄筋コンクリートCを打設して連結構造体を構築し、トンネル施工部Aを囲むルーフシールド先受工Rを形成してトンネル施工部Aにおける切羽防護を行うものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
This tunnel expansion excavator is used, for example, in the tunnel method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-70530. In this tunnel construction method, as shown in FIG. 4, a plurality of roof shield tunnels (hereinafter referred to as tunnels) T are arranged in parallel so as to surround a tunnel construction part A such as a branch part of a main tunnel a1 and a branch tunnel a2. After excavating the tunnel T and forming a soil improvement part M in which the ground between the adjacent tunnels T is frozen, the soil improvement part M of the natural ground is expanded from the tunnel T, and this excavation part Assembling a stiffening frame B or placing reinforced concrete C to construct a connecting structure, forming a roof shield tip R surrounding the tunnel construction part A to protect the face in the tunnel construction part A is there.
トンネルT内には、地山に沿ってセグメントなどからなる内壁1が形成され、内壁1内で隣接するトンネルTに対向する左右側面にそれぞれ補強梁(補強部材)2が設置される。そして、補強梁2の外側の内壁1に掘削開口部1aが形成され、これら掘削開口部1aは、通常時は分離壁が離脱可能に設けられ、拡張掘削時に分離壁が取り外される。さらにこれら補強梁2間に本発明に係るトンネル拡張用掘削装置が移動自在に配置される。前記補強梁2は、左右側面にそれぞれ設置したが、一体のものでもよいし、また3個以上からなるものでもよい。
Inside the tunnel T, an
すなわち、図1〜図3に示すように、左右の補強梁2の下部に、移動レール(移動ガイド部材)3がそれぞれトンネル軸心O方向に沿って設置されている。トンネル拡張用掘削装置は、移動レール3に案内されて移動自在なベースフレーム10と、このベースフレーム10上に配置されたスライド式の第1出退機構11と、2つの揺動フレーム32,35を有してトンネル横断方向の出退とトンネル周方向の揺動とを兼用する揺動式の第2出退機構12と、スライド式の第3出退機構13と、地山を掘削する回転式の掘削ヘッド15と、この掘削ヘッド15をトンネル軸心O方向に揺動可能なヘッド揺動機構14とが具備されている。
That is, as shown in FIGS. 1 to 3, moving rails (moving guide members) 3 are respectively installed along the tunnel axis O direction below the left and right reinforcing
ベースフレーム10は、移動レール3にスラストベヤリング等のスライド部材4を介してトンネル軸心Oに沿って移動自在に支持されている。このベースフレーム10を移動させる移動装置は、図示しないが、たとえばウインチなどによる牽引機構や、油圧ジャッキによる押し引き機構などが採用される。
The
なお、図は、ベースフレーム10を水平方向に図示しているが、隣接するトンネルTに向かう掘削方向が上下方向や斜め方向である場合には、ベースフレーム10は垂直姿勢や傾斜姿勢となる。
Although the figure shows the
第1出退機構11は、ベースフレーム10上に、トンネル横断方向に沿う掘削ヘッド15の出退方向(以下、「トンネル横断方向に沿う掘削ヘッド15の出退方向」を単に「出退方向」という)に配設された3本のスライドレール(出退案内具)21に、スライド部材22aを介してスライドベース部材(可動ベース部材)22がスライド自在に配置され、スライドベース部材22に内挿された2本のスライドジャッキ23により、スライドベース部材22(掘削ヘッド15)が第1出退ストロークS1(図9)の範囲で出退駆動される。前記スライドジャッキ23のジャッキ本体23aがピン23cを介してスライドベース部材22に連結され、出力ロッドがベースフレーム10の出退方向後部に設けられた反力支持部材24にピン23dを介して連結されている。
The first withdrawing /
前記スライドベース部材22は、出退方向前部に基部ブラケット31を具備し、これら基部ブラケット31は、3基がトンネル軸心O方向に所定間隔をあけて配置されている。
第2出退機構12は、前記スライドベース部材22の基部ブラケット31に、出退揺動フレーム32がトンネル軸心Oと平行な第1支持ピン33を介して揺動自在に支持され、この出退揺動フレーム32を揺動させる2本の出退揺動ジャッキ(出退揺動駆動装置)34のジャッキ本体34aが、スライドベース部材22にピン34cを介して回動自在に支持され、出力ロッドが第1揺動フレーム32の後部中間位置にピン34dを介して連結されている。また出退揺動フレーム32の遊端部に、周方向揺動フレーム35がトンネル軸心Oと平行な第2支持ピン36を介して揺動自在に支持されている。そして、周方向揺動フレーム35の遊端部をトンネル周方向に揺動させる周方向揺動ジャッキ(周方向揺動駆動装置)37が、中央の基部ブラケット31の反力受け部31aと周方向揺動フレーム35との間に設けられている。前記周方向揺動ジャッキ37のジャッキ本体37aがピン(連結部)37cを介して反力受け部31aに支持され、出力ロッド37bがアーム揺動フレーム35の遊端側にピン(連結部)37dを介して連結されている。
The
The second advancing /
また第2出退機構12では、平行リンク16を形成して出退ガイド筒41および掘削ヘッド15を水平姿勢に保持しつつ前後方向に出退させることができる。すなわち、図1(b)に示す側面視において、第2支持ピン36と周方向ジャッキ37のピン37dの距離Luと、第1支持ピン33と周方向ジャッキ37のピン37cとの距離Ldとが等しく設定されており、周方向ジャッキ37の伸縮長さ、すなわち、周方向ジャッキ37のピン37dとピン37cの距離Lfを、第2支持ピン36と第1支持ピン33の距離Lrと等しくすることで、第1,第2支持ピン33,36および周方向ジャッキ37のピン37d,ピン37cの間で平行リンク16を形成することができる。
Moreover, in the 2nd withdrawal /
したがって、この平行リンク16を形成した状態で出退揺動ジャッキ34を伸縮することにより、第1支持ピン33および周方向ジャッキ37のピン37cを中心に、出退ガイド筒41を水平姿勢に保持しつつ掘削ヘッド15を前後方向に第2出退ストロークS2(図6)の範囲で出退させることができる。また周方向揺動ジャッキ37により周方向揺動フレーム35を揺動して、出退ガイド筒41(掘削ヘッド15)を第2支持ピン36を中心にトンネル周方向に揺動角θ(図7)の範囲で揺動させることができる。
Therefore, by extending and retracting the retractable swinging
第3出退機構13は、周方向揺動フレーム35の遊端部に出退方向に取り付けられた出退ガイド筒41と、この出退ガイド筒41にスライド自在に嵌合された出退ビーム42と、出退ガイド筒41と出退ビーム42との間に連結されて出退ビーム42を出退させるヘッド出退ジャッキ43とを具備し、このヘッド出退ジャッキ43により、掘削ヘッド15を第3出退ストロークS3(図7)の範囲で出退させることができる。前記ヘッド出退ジャッキ43は出退ガイド筒41内の出退方向後部に配置され、ジャッキ本体43aがピン43cを介して出退ガイド筒41の後端部に連結されるとともに、出力ロッドがピン43dを介して出退ビーム42の後端部に連結されている。
The third advancing /
ヘッド揺動機構14は、図3に示すように、出退ビーム42の前部に、トンネル軸心Oおよび出退方向に直交する揺動軸44を介して掘削ヘッド15が揺動自在に支持され、掘削ヘッド15を揺動軸44を中心にトンネル軸心O方向に揺動角γの範囲で揺動させる一対のヘッド揺動ジャッキ45が設けられている。前記ヘッド揺動ジャッキ45は揺動軸44の両側に配置され、ジャッキ本体45aが出退筒42にピン45cを介して支持されるとともに、出力ロッド45bが掘削ヘッド15の基端部にそれぞれピン45dを介して連結されている。
As shown in FIG. 3, the
また掘削ヘッド15は、出退ビーム42に揺動軸44を介して揺動自在に支持されたヘッドフレーム51と、このヘッドフレーム51に設けられた油圧式または電動式のカッタ回転駆動装置52と、ヘッドフレーム51に軸受を介して回転自在に支持されるとともにカッタ回転駆動装置52の出力軸にカッタ軸53を介して連結された回転カッタ54とで構成されている。
The
回転カッタ54は、カッタ軸53と同一軸心上の円柱形に形成され、前面に放射方向に設けられた複数の半径フレーム61に複数の正面ビット62がそれぞれ取り付けられ、また半径フレーム61の端部から外周面に沿って螺旋方向に伸びる螺旋フレーム63に、複数の周面ビット64がそれぞれ取り付けられている。これら正面ビット62と周面ビット64とにより、突出方向と揺動方向にそれぞれ地山を掘削することができる。
The
上記構成のトンネル拡張用掘削装置を使用したトンネル工法を説明する。
トンネル施工部Aで、主トンネルa1と分岐トンネルa2の一方から小口径のシールド掘進機を発進させて、複数のトンネルTを施工部Aを囲むように並列掘削し、トンネルT内に内壁1を形成する。さらに内壁1内に隣接するトンネルTと対向する位置に補強梁2を設置するとともに、補強梁2にトンネル軸心O方向に沿って移動レール3を敷設する。
A tunnel construction method using the tunnel expansion excavator having the above-described configuration will be described.
In tunnel construction section A, a small-diameter shield machine is started from one of main tunnel a1 and branch tunnel a2, and a plurality of tunnels T are dug in parallel so as to surround construction section A, and
図5に示すように、移動レール3にトンネル拡張用掘削装置を配置して掘削位置まで移動させる。掘削位置まで移動されると、ベースフレーム10を固定し、図6に示すように、平行リンク16を形成した状態で、掘削ヘッド15を回転駆動し、第2出退機構12の出退揺動ジャッキ34を伸展させて出退ガイド筒41を水平姿勢に保持しつつ掘削ヘッド15を掘削方向前方に第2掘削ストロークS2分突出させ、内壁1の掘削開口部1aから地山を拡張掘削する。
As shown in FIG. 5, a tunnel expansion excavator is arranged on the moving
そして図7に示すように、周方向揺動ジャッキ37を伸縮して掘削ヘッド15を揺動角θの範囲で揺動させ、掘削部をトンネル周方向に拡張する。さらにヘッド出退ジャッキ43を伸展して掘削ヘッド15を第3掘削ストロークS3分前方に突出させ掘削部を拡張する。ここで、内壁1や補強梁2の裏側などは、ヘッド揺動機構14のヘッド揺動ジャッキ45を伸縮し掘削ヘッド15を揺動させて掘削する。
Then, as shown in FIG. 7, the
次いで、図8に示すように、掘削ヘッド15をトンネル周方向に揺動させつつ、スライドジャッキ23をさらに伸展させて掘削ヘッド15を第1掘削ストロークS1の所定分S1’前方に掘削限まで移動させて拡張掘削する。
Next, as shown in FIG. 8, while the
次いで、掘削ヘッド15を図5に示す初期位置まで後退させ、図示しない移動装置によりベースフレーム10を次の掘削位置まで移動させて、同様の手順で掘削部を順次トンネル軸心O方向に拡張する。
Next, the
さらに掘削部を拡張した後、掘削部に補剛フレームBを組み立て、さらに鉄筋コンクリートCを打設して連結構造体を形成し、ルーフシールド先受工Rを構築する。
上記実施の形態によれば、上下3段に設置された第1〜第3出退機構11〜13により、トンネル横断方向に掘削ヘッド15の第1〜第3出退ストローク(S1+S2+S3)を十分に確保することができ、さらに第2出退機構12の揺動機能により、掘削ヘッド15を揺動角θの範囲でトンネル周方向を揺動させて広範囲な掘削が可能となる。このように移動レール3を介してトンネル軸心O方向に移動するように構成したことで、旋回機構を不要として、全体をシンプル化して小型化することができ、トンネル横断面内の限られた空間に収容することができる。
Further, after the excavation part is expanded, the stiffening frame B is assembled to the excavation part, and further a reinforced concrete C is cast to form a connection structure, thereby constructing the roof shield receiving work R.
According to the above-described embodiment, the first to third withdrawal / retraction strokes (S1 + S2 + S3) of the
またヘッド揺動機構14により、トンネルTの内壁1や補強梁2の裏側などの掘削が可能となり、掘削部を効果的に拡張することができる。
さらに周方向揺動フレーム35と周方向揺動駆動ジャッキ37とを利用して平行リンク機構16を形成可能とし、出退揺動駆動ジャッキ34によりこの平行リンク機構16を介して掘削ヘッド15と第3出退機構13を内挿した出退ガイド筒41とを平行状態で出退させることができる。したがって、2つの揺動フレーム33,35とそれぞれの出退駆動ジャッキ34,37とにより、平行リンク機構16による出退機能と揺動機能とをあわせて持つことがてき、簡単な構造で多様な動作が可能となる。
Further, the
Further, the
さらにまた隣接するトンネルTに対向して配置される補強梁2に移動レール3を設けて、掘削ヘッド15を隣接するトンネルTに向かってトンネル横断方向に出退するように、ベースフレーム10を任意の角度で設置できるので、作業の自由度が高く、掘削方向を自由に選択することができる。
Furthermore, the
さらにまた、このトンネル工法にトンネル拡張用掘削装置を使用することで、トンネルTから隣接するトンネルTへの掘削部を容易に形成することができ、ルーフシールド先受工を効率よく形成することができる。 Furthermore, by using a tunnel expansion excavator for this tunnel construction method, an excavation part from the tunnel T to the adjacent tunnel T can be easily formed, and a roof shield tip construction can be efficiently formed. it can.
なお、本実施の形態では、ルーフシールド先受工の掘削部を形成するように説明したが、単線のトンネルから待機路線などの拡張部を形成することに使用することもできる。 In the present embodiment, the excavation part of the roof shield receiving construction has been described. However, it can also be used to form an extension part such as a standby route from a single-line tunnel.
T トンネル(ルーフシールドトンネル)
A トンネル施工部
R ルーフシールド先受工
B 補剛フレーム
C 鉄筋コンクリート
O トンネル軸心
1 内壁
1a 拡張開口部
2 補強梁(補強材)
3 移動レール(移動ガイド部材)
10 ベースフレーム
11 第1出退機構
12 第2出退機構
13 第3出退機構
14 ヘッド揺動機構
15 掘削ヘッド
16 平行リンク
21 スライドレール(出退案内具)
22 スライドベース部材(可動ベース部材)
23 スライドジャッキ
31 基部ブラケット
32 出退揺動フレーム
33 第1支持ピン
34 出退揺動ジャッキ
35 周方向揺動フレーム
36 第2支持ピン
37 周方向揺動ジャッキ
41 出退ガイド筒
42 出退ビーム
43 ヘッド出退ジャッキ
44 揺動軸
45 ヘッド揺動ジャッキ
51 ヘッドフレーム
52 カッタ回転駆動装置
54 回転カッタ
T tunnel (roof shield tunnel)
A Tunnel construction part R Roof shield receiving work B Stiffening frame C Reinforced concrete
3 Moving rail (moving guide member)
DESCRIPTION OF
22 Slide base member (movable base member)
23
Claims (6)
トンネル内壁にトンネル軸心方向に沿って設置された移動ガイド部材と、
前記移動ガイド部材に案内されて移動自在なベースフレームと、
地山を掘削する回転式の掘削ヘッドと、
ベースフレームと掘削ヘッドとの間に介在されて掘削ヘッドをトンネル横断方向に出退させる複数の出退機構とを具備し、
前記出退機構のうちの1つに、掘削ヘッドをトンネル周方向に揺動する揺動機能を設けた
ことを特徴とするトンネル拡張用掘削装置。 A tunnel expansion excavator for excavating an external ground from inside a tunnel,
A movement guide member installed along the tunnel axial direction on the tunnel inner wall;
A base frame that is guided and movable by the movement guide member;
A rotary drilling head for drilling natural ground,
A plurality of exit / exit mechanisms interposed between the base frame and the excavation head and moving the excavation head in and out of the tunnel;
One of the exit / retreat mechanisms is provided with a rocking function for rocking the excavation head in the tunnel circumferential direction.
ことを特徴とする請求項1記載のトンネル拡張用掘削装置。 The excavation apparatus for tunnel expansion according to claim 1, wherein a head rocking mechanism for rocking the excavation head in the axial direction of the tunnel is provided at a base end portion of the excavation head.
ベースフレームにトンネル横断方向に敷設された出退案内具に案内されて可動ベース部材を出退させる第1出退機構と、
前記可動ベース部材にトンネル軸心に平行な軸心周りに揺動自在に支持されて掘削ヘッドを出退させる出退揺動フレーム、および当該出退揺動フレームの遊端部にトンネル軸心に平行な軸心周りに揺動自在に支持されて掘削ヘッドを周方向に揺動させる周方向揺動フレームを具備した第2出退機構と、
前記周方向揺動フレームと掘削ヘッドとの間に介在されて掘削ヘッドを出退させる第3出退機構からなる
ことを特徴とする請求項1または2記載のトンネル拡張用掘削装置。 The withdrawal mechanism is
A first exit / exit mechanism that is guided by an exit / exit guide laid on the base frame in the direction crossing the tunnel and retracts the movable base member;
The movable base member is swingably supported around an axis parallel to the tunnel axis, and moves out and withdraws the excavation head. A second retracting mechanism comprising a circumferential swing frame supported swingably around a parallel axis and swinging the excavation head in the circumferential direction;
The tunnel extending excavation device according to claim 1 or 2, comprising a third retracting mechanism that is interposed between the circumferential swing frame and the excavation head and retracts the excavation head.
出退揺動フレームの揺動中心から、周方向揺動駆動装置と可動ベース部材との連結部に至る距離と、周方向揺動フレームの揺動中心から、周方向揺動駆動装置と周方向揺動フレームとの連結部に至る距離が等しく設定されるとともに、周方向揺動駆動装置の伸縮長を、出退揺動フレームの揺動中心と周方向揺動フレームの揺動中心との距離に等しくすることにより、出退揺動フレームの揺動中心と周方向揺動フレームの揺動中心と周方向揺動駆動装置の2つの連結部を連結点とする平行リンクを形成し、出退揺動駆動装置を伸縮することにより、掘削ヘッドおよび第3出退機構を平行姿勢で出退させるように構成された
ことを特徴とする請求項3記載のトンネル拡張用掘削装置。 The second retracting mechanism includes a circumferential swing drive device connected between the movable base member and the circumferential swing frame, and a swing swing connected between the movable base member and the retractable swing frame. A dynamic drive device,
The distance from the swing center of the retractable swing frame to the connecting portion between the circumferential swing drive device and the movable base member, and from the swing center of the circumferential swing frame to the circumferential swing drive device and the circumferential direction The distance to the connecting portion with the swing frame is set to be equal, and the expansion / contraction length of the circumferential swing drive device is set to the distance between the swing center of the retracting swing frame and the swing center of the circumferential swing frame. To form a parallel link having two connecting portions of the swing center of the swing frame, the swing center of the circumferential swing frame, and the circumferential swing drive device as a connection point. The excavator for tunnel expansion according to claim 3, wherein the excavating head and the third retracting mechanism are retracted and retracted in a parallel posture by extending and contracting the swing drive device.
前記ベースフレームのトンネル横断面における配置角度を任意に選択可能とした
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトンネル拡張用掘削装置。 The movement guide members are respectively supported by reinforcing members installed on the inner wall of the tunnel,
The excavator for tunnel expansion according to any one of claims 1 to 3, wherein an arrangement angle of the base frame in a tunnel cross section can be arbitrarily selected.
トンネル拡張用掘削装置により掘削されたトンネル間の地山の掘削部に、連結構造体を設置してトンネルを互いに連結し、トンネル施工部を囲むルーフシールド先受工を構築する
ことを特徴とするトンネル工法。 In the plurality of tunnels excavated at predetermined intervals in the circumferential direction at the outer peripheral portion of the tunnel construction portion, the tunnel expansion excavation device according to any one of claims 1 to 5 is disposed,
It is characterized in that a connecting structure is installed in the excavation part of the natural ground between tunnels excavated by the excavator for tunnel expansion, and the tunnels are connected to each other to construct a roof shield receiving work surrounding the tunnel construction part. Tunnel construction method.
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