JP4926007B2 - Excavation equipment for tunnel expansion - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル内で移動体を案内するレール部材を有するレール装置を具備し、移動体にトンネル内からトンネル外周側の地山を拡張掘削する掘削機を搭載したトンネル拡張用掘削設備に関するもので、特に大口径の道路分岐、合流部などのトンネル施工部を形成する際に、トンネル施工部の外周部に複数のルーフシールドトンネルを掘削し、隣接するルーフシールドトンネルを連結してトンネル施工部を切羽防護するトンネル工法が提案されているが、たとえばこのようなトンネル工法でルーフシールドトンネル内から拡張掘削するのに適したものである。   The present invention relates to a tunnel expansion excavation equipment equipped with a rail device having a rail member for guiding a mobile body in a tunnel, and equipped with an excavator for expanding and excavating a natural ground on the outer periphery side of the tunnel from the tunnel to the mobile body. In particular, when forming tunnel construction parts such as large-diameter road branches and junctions, several roof shield tunnels are excavated on the outer periphery of the tunnel construction part, and adjacent roof shield tunnels are connected to form a tunnel construction part. A tunnel construction method that protects the face is proposed. For example, this tunnel construction method is suitable for extended excavation from inside a roof shield tunnel.

トンネル内からトンネル前方の地山を拡張掘削する掘削装置として、たとえば特許文献1には、トンネル内面に90°ごとに突っ張り状態でリーミング装置を固定するグリッパ装置を設けたものが開示されている。
特開平8−114083(図3)
As an excavator for expanding and excavating a natural ground in front of the tunnel from inside the tunnel, for example, Patent Document 1 discloses an apparatus provided with a gripper device that fixes a reaming device in a state of being stretched every 90 ° on the inner surface of the tunnel.
JP-A-8-114083 (FIG. 3)

ところで、特開2006−70530において、道路分岐、合流部など大口径のトンネル施工部を掘削する場合、トンネル施工部の外周部に所定間隔ごとにルーフシールドトンネルを拡張掘削し、ルーフシールドトンネル内から隣接するルーフシールドトンネルの間の地山を掘削し、これら掘削部にルーフシールド先受工(連結構造物)を設置し、トンネル施工部を切羽防護するトンネル工法が提案されている。   By the way, in JP-A-2006-70530, when excavating a large-diameter tunnel construction part such as a road branch or a junction, a roof shield tunnel is expanded and excavated at a predetermined interval on the outer peripheral part of the tunnel construction part, and from inside the roof shield tunnel. A tunnel construction method has been proposed in which natural ground between adjacent roof shield tunnels is excavated, roof shield receiving works (connection structures) are installed in these excavated parts, and the tunnel construction part is face protected.

このトンネル工法を実施する場合、ルーフシールドトンネルに沿って掘削機をトンネル軸心方向に移動させつつ、隣接するルーフシールドトンネルに向かって拡張掘削を行う。このトンネル工法では、各掘削機は、各ルーフシールドトンネル毎に、それぞれ隣接するルーフシールドトンネルに対応してトンネル軸心周りに360度あらゆる方向を掘削することになることから、掘削機を掘削方向に対応する一定の姿勢に保持しつつ、トンネル軸心方向に安定して前進させる必要がある。   When carrying out this tunnel construction method, the excavator is moved along the roof shield tunnel in the axial direction of the tunnel, and extended excavation is performed toward the adjacent roof shield tunnel. In this tunnel construction method, each excavator will excavate every 360 degrees around the tunnel axis corresponding to the adjacent roof shield tunnel for each roof shield tunnel. It is necessary to move forward stably in the direction of the tunnel axis while maintaining a constant posture corresponding to the above.

この対策としてトンネル内にガイドレールを敷設することで上記課題を解決することができる。しかしながら、移動体は掘削機の掘削反力を受けることから、ガイドレールに大きい機械的強度と敷設強度とが要求され、ガイドレールや敷設部材が大型化して、敷設作業や撤去作業に時間やコストがかかるという問題があった。   As a countermeasure, the above problem can be solved by laying guide rails in the tunnel. However, since the moving body receives the excavation reaction force of the excavator, the guide rail is required to have high mechanical strength and laying strength, and the guide rail and the laying member are enlarged, so that time and cost for laying and removing work are increased. There was a problem that it took.

本発明は、上記問題点を解決して、移動体を案内するレール装置を小型化できて敷設および撤去を容易かつ短時間で行え、移動体を一定姿勢で安定して前後進させることができるトンネル拡張用掘削設備を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, makes it possible to reduce the size of the rail device for guiding the moving body, laying and removing it easily and in a short time, and moving the moving body back and forth stably in a fixed posture. It aims to provide excavation equipment for tunnel expansion.

請求項1記載のトンネル拡張用掘削設備は、トンネルの内壁に、移動体をトンネル軸心方向に案内するレール部材を有するレール装置を設け、移動体に、トンネル内からトンネル外周側の地山を拡張掘削可能な掘削機と、押圧部材をトンネルの内壁に押し付けて移動体を固定し掘削機の掘削反力を支持可能な複数のグリッパ装置と、前記レール装置のレール部材に案内されるガイド部を有するガイド装置と、移動体を前記レール部材に沿って前進させる推進装置とを設け、前記ガイド装置に、掘削時に前記ガイド部をレール部材から離間させて、掘削反力をグリッパ装置を介してトンネルの内壁に支持させるガイド部リリース機構を設けたものである。   The excavation facility for tunnel expansion according to claim 1 is provided with a rail device having a rail member that guides the moving body in the axial direction of the tunnel on the inner wall of the tunnel. Excavator capable of expanding excavation, a plurality of gripper devices capable of supporting the excavation reaction force of the excavator by fixing the moving body by pressing the pressing member against the inner wall of the tunnel, and a guide portion guided by the rail member of the rail device And a propulsion device that advances the moving body along the rail member. The guide device is separated from the rail member during excavation, and the excavation reaction force is passed through the gripper device. A guide release mechanism that is supported on the inner wall of the tunnel is provided.

請求項2記載のトンネル拡張用掘削設備は、請求項1記載の構成において、レール装置は、所定長さに形成されたレール部材と、トンネルの内壁に所定間隔ごとに着脱自在に配置される複数のレールブラケットとを具備し、前記レールブラケットは、レール部材が長さ方向に移動自在に配置される係合部と、レール部材を前記係合部に固定解放可能な着脱具とを有するものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a tunnel expansion excavation facility according to the first aspect, wherein the rail device includes a rail member formed in a predetermined length, and a plurality of rail members that are detachably disposed at predetermined intervals on the inner wall of the tunnel. The rail bracket includes an engaging portion in which the rail member is arranged to be movable in the length direction, and a detachable tool that can fix and release the rail member to and from the engaging portion. is there.

請求項3記載のトンネル拡張用掘削設備は、請求項1または2記載の構成において、レール装置は、トンネルの内壁でトンネル軸心の対称位置に少なくとも一対が配置されたものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a tunnel expansion excavation facility according to the first or second aspect in which at least a pair of rail devices are arranged at symmetrical positions of the tunnel axis on the inner wall of the tunnel.

請求項4記載のトンネル拡張用掘削設備は、請求項1乃至3のいずれかに記載の構成において、推進装置は、移動体からトンネル軸心方向に出退自在な可動フレームと、当該可動フレームに設けられてトンネルの内壁に係脱自在な係止装置とを有し、グリッパ装置による移動体の解放状態で、前記係止装置によりトンネルの内壁に係止された可動フレームに移動体を接近移動させ、グリッパ装置による移動体の固定状態で、前記係止装置がトンネルの内壁から離脱された可動フレームを移動体から離間移動させ、これを繰り返して移動体をレール部材に沿って推進させるように構成されたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the excavation facility for tunnel expansion according to any one of the first to third aspects, wherein the propulsion device includes a movable frame that is movable in and out of the movable body in the tunnel axis direction, and the movable frame. And a locking device that is detachably attached to the inner wall of the tunnel, and the movable body is moved closer to the movable frame that is locked to the inner wall of the tunnel by the locking device when the movable body is released by the gripper device. The movable body fixed by the gripper device moves the movable frame separated from the inner wall of the tunnel away from the movable body, and this is repeated to propel the movable body along the rail member. It is configured.

請求項1記載の発明によれば、掘削時に、ガイド装置のガイド部リリース機構により、ガイド部をレール部材から離間させて、掘削機による掘削反力をグリッパ装置を介してトンネル内壁に支持させることができるので、レール装置に掘削反力が伝達されることがない。したがって、レール部材は、前進時に移動体や掘削機などの自重を支持するだけでよく、レール部材や敷設部材を小型化、軽量化することができ、レール部材の敷設および撤去を容易かつ短時間で行うことができる。また推進装置により、移動体をレール部材に沿って一定姿勢で安定して前進させることができる。   According to the first aspect of the present invention, during excavation, the guide portion is released from the rail member by the guide portion release mechanism of the guide device, and the excavation reaction force by the excavator is supported on the inner wall of the tunnel via the gripper device. Therefore, the excavation reaction force is not transmitted to the rail device. Therefore, the rail member only needs to support its own weight such as a moving body or an excavator when moving forward, the rail member and the laying member can be reduced in size and weight, and the rail member can be laid and removed easily and quickly. Can be done. The propulsion device can stably move the moving body along the rail member in a constant posture.

請求項2記載の発明によれば、レール装置に、所定長さのレール部材と、トンネルの内壁に着脱自在でかつ着脱具によりレール部材を係合部に固定解放自在なレールブラケットを設けたので、1回または複数回の掘削作業ごとに、移動体を前進させ、レールブラケットとレール部材とを内壁から離脱させて、レール部材を長さ方向に送り、レールブラケットを移動してレール部材を内壁に固定することができるので、レール装置の小型化、軽量化を図ることができる。またレールブラケットに係合部を設けたので、レール部材を長さ方向に沿って容易に移動させることができる。   According to the second aspect of the present invention, the rail device is provided with the rail member having a predetermined length, and the rail bracket which is detachably attached to the inner wall of the tunnel and which can be fixed and released to the engaging portion by the attachment / detachment tool. Each time one or more excavations, the moving body is advanced, the rail bracket and the rail member are separated from the inner wall, the rail member is sent in the length direction, and the rail bracket is moved to move the rail member to the inner wall. The rail device can be reduced in size and weight. Since the rail bracket is provided with the engaging portion, the rail member can be easily moved along the length direction.

請求項3記載の発明によれば、レール部材をトンネル軸心の対称位置に配置することにより、移動体がトンネル軸心周りに任意な角度に向く姿勢であっても、移動体を安定して前後進させることができる。   According to the invention described in claim 3, by arranging the rail member at a symmetrical position of the tunnel axis, even if the movable body is oriented to an arbitrary angle around the tunnel axis, the movable body can be stabilized. It can be moved forward and backward.

請求項4記載の発明によれば、推進装置により、係止装置を有する可動フレームと移動体とを接近離間移動させて、移動体をレール部材に沿って推進させるように構成したので、移動体を安定して前後進させることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the movable body having the locking device and the moving body are moved closer to and away from each other by the propulsion device, the moving body is propelled along the rail member. Can be moved forward and backward stably.

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]
(全体構造)
図1〜図3に示すように、本発明に係るトンネル拡張用掘削設備は、トンネルTの外周側の地山を掘削する拡張用掘削装置10と、トンネルTの内壁TSでトンネル軸心Oの対称位置(図は上下位置)にレール部材51が敷設されたレール装置5とからなり、拡張用掘削装置10は、掘削機1を搭載した移動体である移動架台2と、移動架台2をトンネルTの内壁TSに固定、解放可能な複数のグリッパ装置3と、移動架台2の前部(または後部でもよい)に配置された可動フレーム15を移動架台2に接近離間させて移動架台2をトンネル軸心O方向に沿って前後進させる自走式の推進装置4と、レール部材51を介して移動架台2をトンネル軸心O方向に案内するガイド装置6M,6F,6Rとを具備している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
(Overall structure)
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, a tunnel expansion excavation facility according to the present invention includes an expansion excavator 10 that excavates a natural ground on the outer peripheral side of a tunnel T, and an inner wall TS of the tunnel T. It comprises a rail device 5 in which rail members 51 are laid at symmetrical positions (the vertical position in the figure), and the expansion excavator 10 tunnels the mobile platform 2 that is a moving body on which the excavator 1 is mounted, and the mobile platform 2 A plurality of gripper devices 3 that can be fixed and released on the inner wall TS of T, and a movable frame 15 arranged at the front part (or the rear part) of the movable frame 2 are moved closer to and away from the movable frame 2 to tunnel the movable frame 2 A self-propelled propulsion device 4 that moves back and forth along the direction of the axis O, and guide devices 6M, 6F, and 6R that guide the movable frame 2 in the direction of the tunnel axis O via a rail member 51 are provided. .

トンネルTの内壁TSは、複数のセグメントSが周方向およびトンネル軸心O方向に組み立てられて覆工されている。セグメントSは、円弧状の外周プレートSaと、外周プレートSaの周方向に沿う2辺の内面にそれぞれ取り付けられた一対のフランジプレートSdと、外周プレートSaのトンネル軸心O方向に沿う2辺の内面にそれぞれ取り付けられた一対の連結プレートScと、外周プレートSaの内面でフランジプレートSd間にトンネル軸心O方向に沿って取り付けられた複数のリブプレートSbとで構成されている。   The inner wall TS of the tunnel T is covered with a plurality of segments S assembled in the circumferential direction and the tunnel axis O direction. The segment S includes an arc-shaped outer peripheral plate Sa, a pair of flange plates Sd attached to inner surfaces of two sides along the circumferential direction of the outer peripheral plate Sa, and two sides along the tunnel axis O direction of the outer peripheral plate Sa. A pair of connecting plates Sc each attached to the inner surface, and a plurality of rib plates Sb attached along the tunnel axis O direction between the flange plates Sd on the inner surface of the outer peripheral plate Sa.

(移動架台)
移動架台2は、左右方向および上下方向にそれぞれ所定間隔をあけて前後方向に配置された左右一対で上下二組の前後ビーム11と、これら上下の前後ビーム11の両端部を互いに連結する左右一対で前後二組の縦連結ビーム12と、左右の前後ビーム11の両端部を互いに連結する上下一対で前後二組の横連結ビーム13とで直方体の枠形構造体に形成され、下部の前後ビーム11および横連結ビーム13間の底部に掘削機1が搭載されている。
(Moving platform)
The movable gantry 2 includes a pair of left and right front / rear beams 11 arranged in the front / rear direction at predetermined intervals in the left / right direction and the up / down direction, and a pair of left / right pairs that connect both ends of the upper and lower front / rear beams 11 to each other. Are formed in a rectangular parallelepiped frame structure with two pairs of longitudinally connected beams 12 in the front and rear and two pairs of horizontally connected beams 13 in the upper and lower pairs that connect both ends of the left and right front and rear beams 11 to each other. Excavator 1 is mounted on the bottom between 11 and laterally connected beam 13.

(掘削機)
掘削機1は、たとえばトンネルTの前方に向かって左方向の地山を掘削するように設置されている。この掘削機1は、図4,図5に示すように、移動架台2の底部に前後ビーム11に沿って敷設された一対の縦行レール21に、縦行ローラ23aを介して縦行ベースフレーム23が移動自在に支持されており、複数の縦行ジャッキ22により縦行ベースフレーム23がトンネル軸心O方向に所定範囲で往復移動される。この縦行ベースフレーム23上に、左側上位から右側下位に傾斜する前後一対の傾斜スライドレール24が敷設され、この傾斜スライドレール24にスライドローラ26aを介してスライドベース26が移動自在に支持されており、スライドベース26はスライドジャッキ25により左右方向に所定範囲で出退移動される。
(Excavator)
The excavator 1 is installed so as to excavate a natural ground in the left direction toward the front of the tunnel T, for example. As shown in FIGS. 4 and 5, the excavator 1 is provided with a longitudinal base frame via a longitudinal roller 23 a on a pair of longitudinal rails 21 laid along the front and rear beams 11 on the bottom of the movable frame 2. 23 is movably supported, and the longitudinal base frame 23 is reciprocated within a predetermined range in the direction of the tunnel axis O by a plurality of longitudinal jacks 22. On this longitudinal base frame 23, a pair of front and rear inclined slide rails 24 inclined from the upper left side to the lower right side are laid, and the slide base 26 is movably supported by the inclined slide rail 24 via a slide roller 26a. The slide base 26 is moved in and out by a slide jack 25 within a predetermined range in the left-right direction.

このスライドベース26上には、出退揺動フレーム27の固定端部が、スライドベース26にトンネル軸心Oに平行な軸心周りに揺動自在に支持され、この出退揺動フレーム27の遊端部に、周方向揺動フレーム28がトンネル軸心Oに平行な軸心周りに揺動自在に支持されている。そして、スライドベース26の右側部と出退揺動フレーム27の中間部の間に、出退揺動フレーム27を固定端部を中心に左右方向に揺動して周方向揺動フレーム28を出退させる出退揺動ジャッキ29が連結されている。またスライドベース26の左側部と周方向揺動フレーム28との間に、周方向揺動フレーム28を上下方向に揺動させる周方向揺動ジャッキ30が連結されている。   On the slide base 26, a fixed end portion of the swing frame 27 is supported by the slide base 26 so as to be swingable around an axis parallel to the tunnel axis O. A circumferential swing frame 28 is supported at the free end so as to be swingable about an axis parallel to the tunnel axis O. Then, between the right side portion of the slide base 26 and the intermediate portion of the retracting and swinging frame 27, the retracting and swinging frame 27 is swung in the left and right directions around the fixed end portion so that the circumferential swing frame 28 is projected. An exit / retreat swing jack 29 to be retracted is connected. Further, between the left side portion of the slide base 26 and the circumferential swing frame 28, a circumferential swing jack 30 for swinging the circumferential swing frame 28 in the vertical direction is connected.

ここで、スライドベース26における出退揺動フレーム27と周方向揺動ジャッキ30との連結部間の距離と、周方向揺動フレーム28における出退揺動フレーム27と周方向揺動ジャッキ30との連結部間の距離とが等しく設定されており、周方向揺動ジャッキ30の長さを出退揺動フレーム27に等しくすることにより、平行リンクを形成することができる。したがって、平行リンクを形成した状態で、出退揺動ジャッキ29を伸縮駆動することにより、周方向揺動フレーム28を一定姿勢で左右方向に平行移動(出退)させることができる。   Here, the distance between the connecting portions of the slide-out swing frame 27 and the circumferential swing jack 30 in the slide base 26, and the slide-out swing frame 27 and the circumferential swing jack 30 in the circumferential swing frame 28 are By setting the length of the circumferential swing jack 30 equal to the retracting swing frame 27, a parallel link can be formed. Therefore, the circumferential swing frame 28 can be translated (retracted) in the left-right direction in a constant posture by driving the retractable swing jack 29 to extend and contract in a state where the parallel link is formed.

そして周方向揺動フレーム28上に設置された出退ガイド筒31に、ヘッド出退ジャッキ32により出退される出退ビーム33がスライド自在に嵌合されている。さらに出退ビーム33の先端部に、カッタ回転駆動装置36により出退方向の軸心周りに回転駆動される掘削ヘッド35が設けられ、また掘削ヘッド35を出退方向およびトンネル軸心Oに直交する軸心周りに所定範囲で揺動させるヘッド揺動ジャッキ34が設けられている。   A retractable beam 33 that is retracted by a head retracting jack 32 is slidably fitted to a retractable guide cylinder 31 installed on the circumferential swing frame 28. Further, an excavation head 35 is provided at the tip of the exit / retreat beam 33 so as to be rotationally driven around an axis in the exit / retreat direction by the cutter rotation driving device 36. The excavation head 35 is orthogonal to the exit / retreat direction and the tunnel axis O. A head swing jack 34 that swings within a predetermined range around an axis center is provided.

したがって、スライドジャッキ25や出退揺動ジャッキ29、ヘッド出退ジャッキ32により、掘削ヘッド35を出退するとともに、縦行ジャッキ22や周方向揺動ジャッキ30、ヘッド揺動ジャッキ34により、掘削ヘッド35を移動および揺動して、隣接するトンネルTに接近する図13に示す掘削部を掘削することができる。   Accordingly, the excavating head 35 is moved out and out by the slide jack 25, the swinging jack 29, and the head retracting jack 32, and the drilling head is driven by the longitudinal jack 22, the circumferential swing jack 30, and the head swinging jack 34. It is possible to excavate the excavation part shown in FIG.

(グリッパ装置)
移動架台2で4本の横連結ビーム13の左右両側には、それぞれ移動架台2をトンネルTの内壁TSに固定、解放自在なグリッパ装置3が設けられている。これらグリッパ装置3は、図6に示すように、横連結ビーム13にトンネル軸心Oを中心とする半径方向に取り付けられた外筒部3aと、この外筒部3a内に出退自在に嵌合された内筒部3cと、外筒部3a内に設けられて内筒部3cを出退駆動するグリッパ用ジャッキ3bと、内筒部3cの先端部にトンネル軸心Oに平行なピン3dを介して所定範囲で揺動を許容するように支持された加圧フレーム3eと、加圧フレーム3eに設けられて内壁TSに(リブプレートSbの内端部に)圧接されるウレタンゴム付きの複数の押圧ブロック(押圧部材)3fとで構成されている。
(Gripper device)
On the left and right sides of the four laterally connected beams 13 in the movable frame 2, gripper devices 3 are provided that can freely fix and release the movable frame 2 to the inner wall TS of the tunnel T. As shown in FIG. 6, the gripper device 3 includes an outer cylindrical portion 3a attached to the laterally connected beam 13 in the radial direction centered on the tunnel axis O, and is fitted in the outer cylindrical portion 3a so as to be freely retractable. The joined inner cylinder part 3c, the gripper jack 3b provided in the outer cylinder part 3a to drive the inner cylinder part 3c, and the pin 3d parallel to the tunnel axis O at the tip of the inner cylinder part 3c Via a pressure frame 3e supported so as to allow swinging within a predetermined range, and with a urethane rubber provided on the pressure frame 3e and pressed against the inner wall TS (to the inner end of the rib plate Sb) It comprises a plurality of pressing blocks (pressing members) 3f.

(推進装置)
推進装置4は、図1,図3に示すように、移動架台2からトンネル軸心Oに沿ってたとえば前方に出退自在な可動フレーム15と、当該可動フレーム15の先端部に設けられてトンネルTの内壁TSに係脱自在な係止装置16とを有し、係止装置16がトンネルTの内壁TSに係止された状態で、グリッパ装置3を解放し、可動フレーム15に対して移動架台2を接近駆動して移動架台2をトンネル軸心O方向に前進させることができる。
(Propulsion device)
As shown in FIGS. 1 and 3, the propulsion device 4 is provided with a movable frame 15 that can be moved forward and backward from the movable frame 2 along the tunnel axis O, and a tunnel provided at the tip of the movable frame 15. And a locking device 16 that can be freely engaged with and disengaged from the inner wall TS of T. In a state where the locking device 16 is locked to the inner wall TS of the tunnel T, the gripper device 3 is released and moved relative to the movable frame 15. The gantry 2 can be driven closer to move the moving gantry 2 forward in the tunnel axis O direction.

すなわち、可動フレーム15は、移動架台2の4本の前後ビーム11内からそれぞれ前方に出退自在に嵌合された内筒ビーム15aと、左右の内筒ビーム15aの先端部間に井桁状に連結された上下一対の横架ビーム15bおよび左右一対の縦架ビーム15cとを具備し、各前後ビーム11内に、内筒ビーム15aを介して可動フレーム15を出退駆動する推進ジャッキ17が配置されている。また係止装置16は、各縦架ビーム15cの上端部および下端部にそれぞれ設けられており、図7に示すように、縦架ビーム15c内に出退自在に嵌合された出退筒16aと、これら出退筒16aをそれぞれ出退駆動する係止用ジャッキ16bと、出退筒16aの先端部に設けられて内壁TSのフランジプレートSdの前後に係合可能な前後一対の係止爪16cとで構成されている。したがって、係止用ジャッキ16bにより出退筒16aを突出して係止爪16cをフランジプレートSdの前後に係合させることにより、可動フレーム15を内壁TSに係止することができる。   In other words, the movable frame 15 is formed in a cross-beam shape between the inner cylindrical beam 15a that is fitted to the front and rear beams 11 of the movable gantry 2 so as to be able to move forward and backward, and the left and right inner cylindrical beams 15a. A pair of upper and lower horizontal beams 15b and a pair of left and right vertical beams 15c connected to each other, and a propulsion jack 17 that drives the movable frame 15 through the inner cylindrical beam 15a is disposed in each of the front and rear beams 11. Has been. The locking device 16 is provided at each of the upper end and the lower end of each vertical beam 15c, and as shown in FIG. 7, a retractable cylinder 16a fitted in the vertical beam 15c so as to be freely retractable. And a locking jack 16b for driving the extending and retracting cylinders 16a respectively, and a pair of front and rear locking claws that are provided at the front end of the extending and retracting cylinder 16a and can be engaged with the front and rear of the flange plate Sd of the inner wall TS. 16c. Therefore, the movable frame 15 can be locked to the inner wall TS by projecting the retractable cylinder 16a by the locking jack 16b and engaging the locking claws 16c in front of and behind the flange plate Sd.

また可動フレーム15の縦架ビーム15cの上部にカッタ駆動用ポンプユニット41が設けられ、下部にジャッキ駆動用油圧ユニット42が設けられている。さらに縦架ビーム15cの中間部に、トンネル軸心Oに平行な軸心周りに正立姿勢に変更可能なフランジリングを有する姿勢調整装置43を介して、制御盤44およびオイルタンク45が設けられている。   Further, a cutter driving pump unit 41 is provided above the vertical beam 15c of the movable frame 15, and a jack driving hydraulic unit 42 is provided below. Further, a control panel 44 and an oil tank 45 are provided at an intermediate portion of the vertical beam 15c via a posture adjusting device 43 having a flange ring that can be changed to an upright posture around an axis parallel to the tunnel axis O. ing.

(レール装置)
レール装置5は、図8,図10に示すように、所定長さに形成されたレール部材51と、トンネルTの内壁TSの所定のフランジプレートSdに着脱自在に取り付けられる複数のレールブラケット52A〜52Dとを具備している。そして、レールブラケット52A〜52Dには、レール部材51を長さ方向に移動自在に案内するガイド凹部(係合部)53が形成されている。さらにレール部材51は、たとえばトンネル軸心Oの対称位置である上下位置に一対が配置されている。もちろん、トンネル軸心Oの対称位置に複数対を配置することもできる。
(Rail device)
As shown in FIGS. 8 and 10, the rail device 5 includes a plurality of rail brackets 52 </ b> A to 52 </ b> A that are detachably attached to a rail member 51 having a predetermined length and a predetermined flange plate Sd of the inner wall TS of the tunnel T. 52D. The rail brackets 52 </ b> A to 52 </ b> D are formed with guide recesses (engaging portions) 53 that guide the rail member 51 to be movable in the length direction. Further, a pair of rail members 51 are arranged at the upper and lower positions that are symmetrical positions of the tunnel axis O, for example. Of course, a plurality of pairs can be arranged at symmetrical positions of the tunnel axis O.

レール部材51は、図10に示すように、角筒状で前端部および後端部に牽引用ブラケット51aが取り付けられ、図1に示すように可動フレーム15の係止装置16の出退ストロークLBと移動架台2のグリッパ装置3の前後の設置ストロークLAとの合計長より、少なくとも所定距離長く形成されている。またレールブラケット52A〜52Dは、凹部を有する正面視門形状に形成されたブラケットプレート52aと、このブラケットプレート52aの両端側にそれぞれボルト穴を介して装着された取付具である取付ボルト55とを有し、取付ボルト55によりレールブラケット52A〜52Dが内壁TSのフランジプレートSdに着脱自在に取り付けられる。またブラケットプレート52aの凹部に対応して、ガイド凹部53を形成するコの字形のガイドブラケット56が取り付けられている。このガイドブラケット56は、レール部材51の左右側面と内側面とに対面して摺接自在なガイド面を有し、ガイド凹部53ではこれらガイド面に沿ってレール部材51を長さ方向に案内することができる。またガイドブラケット56の内側面に、レール部材51を固定可能な着脱具である着脱ボルト54がボルト穴を介して装着されている。   As shown in FIG. 10, the rail member 51 has a rectangular tube shape and is attached with a pulling bracket 51a at the front end portion and the rear end portion, and as shown in FIG. 1, the retracting stroke LB of the locking device 16 of the movable frame 15 is provided. And the total length of the movable gantry 2 and the installation stroke LA before and after the gripper device 3 are at least a predetermined distance longer. Each of the rail brackets 52A to 52D includes a bracket plate 52a formed in a frontal portal shape having a recess, and mounting bolts 55 which are mounting tools mounted on both ends of the bracket plate 52a through bolt holes, respectively. The rail brackets 52 </ b> A to 52 </ b> D are detachably attached to the flange plate Sd of the inner wall TS by mounting bolts 55. A U-shaped guide bracket 56 that forms a guide recess 53 is attached to the recess of the bracket plate 52a. The guide bracket 56 has a guide surface that can be slidably contacted with the left and right side surfaces and the inner side surface of the rail member 51, and the guide recess 53 guides the rail member 51 in the length direction along these guide surfaces. be able to. In addition, a detachable bolt 54 that is a detachable tool capable of fixing the rail member 51 is mounted on the inner surface of the guide bracket 56 through a bolt hole.

(ガイド装置)
ガイド装置6M,6F,6Rは、図9,図10に示すように、移動架台2における前部および後部で上下の横連結ビーム13の中央部に配置された前後ガイド装置6F,6Rと、可動フレーム15の上下の横架ビーム15bの中央部に配置された可動ガイド装置6Mからなり、前後ガイド装置6F,6Rおよび可動ガイド装置6Mにはそれぞれ可動レール部材51の3面に対応して接するか、または所定間隙をあけて対面配置されるガイド部62A,62B,62Cを有している。また、2つのガイド部62A,62Bを、レール部材51に対面する案内位置と、レール部材51から離間させるリリース位置との間で移動自在なガイド部リリース機構61が設けられている。
(Guide device)
9 and 10, the guide devices 6M, 6F, 6R are movable with the front and rear guide devices 6F, 6R arranged at the center of the upper and lower laterally connected beams 13 at the front and rear of the movable mount 2, respectively. The movable guide device 6M is disposed at the center of the upper and lower horizontal beams 15b of the frame 15. The front and rear guide devices 6F and 6R and the movable guide device 6M are in contact with the three surfaces of the movable rail member 51, respectively. Alternatively, the guide portions 62A, 62B, and 62C are arranged to face each other with a predetermined gap. In addition, a guide part release mechanism 61 is provided that is movable between a guide position where the two guide parts 62A and 62B face the rail member 51 and a release position where the two guide parts 62A and 62B are separated from the rail member 51.

すなわち、ガイド部リリース機構61は、横連結ビーム13および横架ビーム15bに立設されレール部材51の右側面(掘削方向と反対側)に対面する摺動板付きガイド部62Cを有する固定アーム65と、この固定アーム65の中間部にトンネル軸心Oと平行な支持ピン63aを介して揺動自在に支持され、レール部材51の左側面と内側面にそれぞれ摺接および対面する摺動板付きガイド部62A,62Bを有するL字形の開閉アーム63と、開閉アーム63の突出部63bに連結されて開閉アーム63を案内位置とリリース位置との間で開閉駆動するガイド部リリースジャッキ64とで構成されている。このガイド部リリースジャッキ64は、横連結ビーム13または横架ビーム15bに支持ピンを介して揺動自在に支持されており、このガイド部リリースジャッキ64により、図9に実線で示す案内位置と、仮想線で示すリリース位置の間でガイド部62A,62Bを揺動させることができる。   That is, the guide part release mechanism 61 is a fixed arm 65 having a guide part 62C with a sliding plate that stands on the lateral connection beam 13 and the horizontal beam 15b and faces the right side surface (opposite to the excavation direction) of the rail member 51. And a sliding plate that is slidably supported by a middle portion of the fixed arm 65 via a support pin 63a parallel to the tunnel axis O, and that slides and faces the left side surface and the inner side surface of the rail member 51, respectively. An L-shaped opening / closing arm 63 having guide portions 62A and 62B, and a guide portion release jack 64 connected to the protruding portion 63b of the opening / closing arm 63 to drive the opening / closing arm 63 between a guide position and a release position. Has been. The guide portion release jack 64 is supported by the laterally connected beam 13 or the horizontal beam 15b through a support pin so as to be swingable. The guide portion release jack 64 has a guide position indicated by a solid line in FIG. The guide portions 62A and 62B can be swung between release positions indicated by virtual lines.

なお、図9(b)で、案内位置でガイド部62Aがレール部材51に当接し、ガイド部62B,62Cがレール部材51から所定の隙間をあけて対面するように図示しているが、これはセグメントSの組立誤差によるレール部材51の変位誤差を吸収するためである。   In FIG. 9B, the guide portion 62A abuts on the rail member 51 at the guide position, and the guide portions 62B and 62C face each other with a predetermined gap from the rail member 51. This is to absorb the displacement error of the rail member 51 due to the assembly error of the segment S.

このガイド装置6M,6F,6Rでは、グリッパ装置3が後退される移動架台2の前進時に、案内位置とすることで、移動架台2などの自重をガイド装置6M,6F,6Rからレール装置5を介して内壁TSに保持させ、移動架台2がガイド部62A,62B,62Cによりレール部材51に案内されて前進される。また掘削機1による掘削時に、ガイド部リリースジャッキ64によりガイド部62A,62Bをリリース位置としてレール部材51から離間させることにより、掘削反力のすべてが移動架台2からグリッパ装置3を介してトンネルTの内壁TSに伝達され支持される。これにより、掘削反力がレール部材51に伝達されるのを防止して、レール部材51やレールブラケット52A〜52Dの小型化、軽量化を図ることができる。   In the guide devices 6M, 6F, and 6R, the rail device 5 is moved from the guide devices 6M, 6F, and 6R to the guide device 6M, 6F, and 6R by setting the guide device 6M, 6F, and 6R to the guide position when the movable frame 2 is moved backward. The movable frame 2 is guided to the rail member 51 by the guide portions 62A, 62B, and 62C and is moved forward. Further, during excavation by the excavator 1, the guide portions 62 </ b> A and 62 </ b> B are moved away from the rail member 51 by the guide portion release jack 64, so that all of the excavation reaction force is tunneled from the movable gantry 2 through the gripper device 3. It is transmitted to and supported by the inner wall TS. Thereby, the excavation reaction force is prevented from being transmitted to the rail member 51, and the rail member 51 and the rail brackets 52A to 52D can be reduced in size and weight.

(掘削動作)
上記拡張用掘削設備によるトンネル工法を説明する。
まず、図12に示すように、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をトンネル施工部Aを囲むように並列掘削し、トンネルT内に内壁TSを形成する。さらに内壁TS内に、隣接するトンネルTと対向する位置に補強梁Bを設置し、補強梁B間の内壁TSでトンネル軸心Oの対称位置に、レールブラケット52を介してレール部材51を設置する。
(Drilling operation)
The tunnel construction method using the above-mentioned expansion excavation equipment will be described.
First, as shown in FIG. 12, in the tunnel construction part A, a small-diameter shield machine is started from one of the main tunnel a1 and the branch tunnel a2, and a plurality of tunnels T are arranged in parallel so as to surround the tunnel construction part A. The inner wall TS is formed in the tunnel T by excavating. Further, a reinforcing beam B is installed in the inner wall TS at a position facing the adjacent tunnel T, and a rail member 51 is installed via a rail bracket 52 at a symmetrical position of the tunnel axis O at the inner wall TS between the reinforcing beams B. To do.

レール部材51に拡張用掘削装置10を装着し、掘削位置に配置すると、グリッパ装置3のグリッパ用ジャッキ3bをそれぞれ進展して押圧ブロック3fを内壁TSに押し付け、移動架台2を内壁TSに固定する。さらにガイド部リリース機構61のガイド部リリースジャッキ64を収縮して開閉アーム63を開放し、ガイド部62A,62Bをリリース位置とする。そして掘削するトンネルT側の地山を薬剤処理するとともに、内壁TSの一部を取り外して掘削開口部を開放する。   When the expansion excavator 10 is mounted on the rail member 51 and disposed at the excavation position, the gripper jack 3b of the gripper device 3 is advanced to press the pressing block 3f against the inner wall TS, and the movable platform 2 is fixed to the inner wall TS. . Furthermore, the guide part release jack 64 of the guide part release mechanism 61 is contracted to open the open / close arm 63, and the guide parts 62A and 62B are set to the release positions. Then, the ground on the tunnel T side to be excavated is treated with chemicals, and a part of the inner wall TS is removed to open the excavation opening.

このトンネル工法では、内壁TSに形成する掘削開口部を略対称位置にも、(反対側を掘削するための)掘削開口部を形成するため、掘削方向に相対する内壁TSで掘削反力を支持することができない。このため、本発明では、掘削方向と略90°異なる方向の内壁TSで掘削反力を支持させて、グリッパ装置3による支持力を十分に大きなものとしている。   In this tunnel construction method, the excavation reaction force is supported by the inner wall TS facing the excavation direction in order to form the excavation opening (for excavation on the opposite side) in the substantially symmetrical position of the excavation opening formed in the inner wall TS. Can not do it. For this reason, in the present invention, the excavation reaction force is supported by the inner wall TS in a direction different from the excavation direction by approximately 90 °, and the support force by the gripper device 3 is made sufficiently large.

掘削機1では、周方向揺動ジャッキ30の長さを出退揺動フレーム27と同一として平行リンクを形成し、掘削ヘッド35を回転駆動して出退揺動ジャッキ29を伸展させ、掘削ヘッド35を内壁TSの掘削開口部から突出させて地山を拡張掘削する。   In the excavator 1, the length of the circumferential rocking jack 30 is the same as that of the rocking frame 27, and a parallel link is formed. The excavating head 35 is rotationally driven to extend the rocking jack 29. 35 is projected from the excavation opening of the inner wall TS, and the natural ground is expanded and excavated.

そして周方向揺動ジャッキ30を伸縮して掘削ヘッド35を揺動させ、掘削部を周方向に拡張し、さらに縦行ジャッキ22、スライドジャッキ25、ヘッド出退ジャッキ32およびヘッド揺動ジャッキ34を伸縮して掘削ヘッド35を移動させて掘削部を拡張する。   The excavation head 35 is oscillated by expanding and contracting the circumferential swing jack 30 to expand the excavation part in the circumferential direction. Further, the longitudinal jack 22, the slide jack 25, the head retracting jack 32 and the head swing jack 34 are provided. The excavation part is expanded by moving the excavation head 35 by expanding and contracting.

さらに掘削部が図13に示すように拡張されると、隣接するトンネルTから同様に掘削し、隣接するトンネルT間を連通する掘削部を形成し、この掘削部に補剛フレームM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。   Further, when the excavation part is expanded as shown in FIG. 13, excavation is similarly performed from the adjacent tunnel T, an excavation part communicating between the adjacent tunnels T is formed, and a stiffening frame M is assembled to the excavation part, Further, a reinforced concrete C is cast to form a connection structure, and a roof shield tip R is constructed.

(前進動作)
推進装置4により拡張用掘削装置10を次の掘削位置に前進させる前進動作を説明する。
(Forward movement)
A forward operation in which the propulsion device 4 advances the expansion excavator 10 to the next excavation position will be described.

ここで、レール装置5は、図1,図10に示すように、セグメントSのトンネル軸心O方向の長さ、すなわちフランジプレートSdの間隔を1Pとすると、移動架台2における前後のグリッパ装置3間の設置ストロークLAがたとえば3P以内に形成され、さらに可動フレーム15による係止装置17の出退ストロークLBが、停止位置から移動架台2の前方で少なくとも2つ目のセグメントSのフランジプレートSdに達する1P以上に設定されている。   Here, as shown in FIGS. 1 and 10, the rail device 5 is configured such that the length of the segment S in the direction of the tunnel axis O, that is, the interval between the flange plates Sd is 1 P, and the front and rear gripper devices 3 on the movable frame 2. The installation stroke LA is formed within 3 P, for example, and the retracting stroke LB of the locking device 17 by the movable frame 15 is applied to the flange plate Sd of the at least second segment S from the stop position in front of the movable frame 2. It is set to 1P or more to reach.

また上下のレール部材51は、たとえば図10に示すように、4個の第1〜第4レールブラケット52A〜52Dにより内壁TSにそれぞれ取り付けられている。内壁TSは、複数のセグメントSを周方向に連結して形成したリングSRを、トンネル軸心O方向に連結して形成されており、前後に隣接するリングSRは、前部と後部のセグメントSのフランジプレートSdを重ねて結合したリング接続部RCにより連結されている。ここで、動作説明のために、図11に示すように、レール部材51を設置する内壁TSを形成する複数のリングSRを、後方から前方に第1〜第8リングSR1〜SR8とし、これら第1〜第8リングSR1〜SR8は、第1〜第7リング接続部RC1〜RC7で接続されているものとした。   The upper and lower rail members 51 are attached to the inner wall TS by four first to fourth rail brackets 52A to 52D, for example, as shown in FIG. The inner wall TS is formed by connecting a ring SR formed by connecting a plurality of segments S in the circumferential direction in the direction of the tunnel axis O, and the ring SR adjacent to the front and the rear is composed of the front and rear segments S. Are connected by a ring connecting portion RC in which the flange plates Sd are joined together. Here, in order to explain the operation, as shown in FIG. 11, the plurality of rings SR forming the inner wall TS on which the rail member 51 is installed are defined as first to eighth rings SR1 to SR8 from the rear to the front. 1st-8th ring SR1-SR8 shall be connected by the 1st-7th ring connection part RC1-RC7.

1.初期位置では、第1、第3、第4、第6リング接続部RC1,RC3,RC4,RC6にそれぞれ第1〜第4レールブラケット52A〜52Dが取り付けられ、これら第1〜第4レールブラケット52A〜52Dにレール部材51が支持されている。そして、後ガイド装置6Rは第2リングSR2の対応位置でレール部材51に係合され、前ガイド装置6Fは第4リングSR4の対応位置でレール部材51に係合され、可動ガイド装置6Mは第5リングSR5の対応位置でレール部材51に係合されている。[図11(a)]
この初期位置において、移動架台2がグリッパ装置3により内壁TSに固定されるとともに、各ガイド装置6R,6F,6Mをガイド部リリース機構61によりリリース位置とした状態で掘削が行われる。掘削が終了すると、各ガイド装置6R,6F,6Mでは、ガイド部リリース機構61によりガイド部62A,62Bをレール部材51に対面または接する案内位置とする。そしてグリッパ装置3を解放して、移動架台2や掘削機1などの自重をガイド装置6M,6F,6Rおよびレール装置5を介してトンネルTの内壁TSに支持させ、さらに各推進ジャッキ17をそれぞれ収縮して移動架台2を1P分前進させる。
1. In the initial position, first to fourth rail brackets 52A to 52D are attached to the first, third, fourth, and sixth ring connecting portions RC1, RC3, RC4, and RC6, respectively, and these first to fourth rail brackets 52A are attached. The rail member 51 is supported by ˜52D. The rear guide device 6R is engaged with the rail member 51 at a position corresponding to the second ring SR2, the front guide device 6F is engaged with the rail member 51 at a position corresponding to the fourth ring SR4, and the movable guide device 6M is The 5-ring SR5 is engaged with the rail member 51 at a corresponding position. [FIG. 11 (a)]
In this initial position, excavation is performed in a state where the movable frame 2 is fixed to the inner wall TS by the gripper device 3 and each guide device 6R, 6F, 6M is set to the release position by the guide portion release mechanism 61. When excavation is completed, in each of the guide devices 6R, 6F, and 6M, the guide portions 62A and 62B are set to the guide positions that face or contact the rail member 51 by the guide portion release mechanism 61. Then, the gripper device 3 is released, and the own weights of the movable platform 2 and the excavator 1 are supported on the inner wall TS of the tunnel T via the guide devices 6M, 6F, 6R and the rail device 5, and each propulsion jack 17 is further supported. Shrink and advance the movable mount 2 by 1P.

2.係止装置16の係止用ジャッキ16bを収縮して係止爪16cを第4リング接続部RC4から離脱させた後、各推進ジャッキ17をそれぞれ進展して可動フレーム15を1P分前進させ、可動ガイド装置6Mを第5リングSR5から第6リングSR6に対応する位置に配置する。そして、グリッパ装置3により移動架台2を内壁TSに固定した後、第3レールブラケット52Cを第4リング接続部RC4から外して第5リング接続部RC5に装着する。さらに、係止装置16の係止用ジャッキ16bを進展して係止爪16cを第5リング接続部RC5に係合する。[図11(b)]
3.第4レールブラケット52Dを第6リング接続部RC6から外して第7リング接続部RC7に装着する。さらに、第1〜第4レールブラケット52A〜52Dの取付ボルト55を外してレール部材51を内壁TSから分離させた後、作業員により、手動操作や図示しない電動式、手動式のウインチ、ジャッキを使用して、レール部材51をトンネル軸心O方向に沿って1P分だけ前進させる。[図11(c)]
4.取付ボルト55により、レール部材51を第3レールブラケット52Cおよび第4レールブラケット52Dに固定する。[図11(d)]
5.第1レールブラケット52Aを第1リング接続部RC1から外して第2リング接続部RC2に装着するとともに、第2レールブラケット52Bを第3リング接続部RC3から外して第4リング接続部RC4に装着し、取付ボルト55により、レール部材51を第1レールブラケット52Aおよび第2レールブラケット52Bに固定する。そしてガイド部リリース機構61によりガイド部62A,62Bをレール部材51から離間するリリース位置とした後、次の掘削を開始する。[図11(e)]
ここで図11(c)において、作業員によりレール部材51を1P分だけ前進させたが、可動フレーム15のガイド装置6Mによりレール部材51をクランプ可能に構成するか、または可動フレーム15に別途クランプ装置を設けて、可動フレーム15とレール部材51とをクランプ可能に構成することにより、可動フレーム15の突出移動時にレール部材51を自動的に前進させることもできる。
2. After the locking jack 16b of the locking device 16 is contracted to disengage the locking claw 16c from the fourth ring connection portion RC4, each propulsion jack 17 is advanced to move the movable frame 15 forward by 1P and move. The guide device 6M is disposed at a position corresponding to the fifth ring SR5 to the sixth ring SR6. Then, after the movable gantry 2 is fixed to the inner wall TS by the gripper device 3, the third rail bracket 52C is detached from the fourth ring connection portion RC4 and attached to the fifth ring connection portion RC5. Further, the locking jack 16b of the locking device 16 is advanced to engage the locking claw 16c with the fifth ring connecting portion RC5. [FIG. 11 (b)]
3. The fourth rail bracket 52D is detached from the sixth ring connection portion RC6 and attached to the seventh ring connection portion RC7. Further, after the mounting bolts 55 of the first to fourth rail brackets 52A to 52D are removed and the rail member 51 is separated from the inner wall TS, a manual operation or an electric or manual winch or jack (not shown) is performed by an operator. In use, the rail member 51 is advanced by 1P along the tunnel axis O direction. [FIG. 11 (c)]
4). The rail member 51 is fixed to the third rail bracket 52C and the fourth rail bracket 52D by the mounting bolt 55. [FIG. 11 (d)]
5. The first rail bracket 52A is detached from the first ring connecting portion RC1 and attached to the second ring connecting portion RC2, and the second rail bracket 52B is detached from the third ring connecting portion RC3 and attached to the fourth ring connecting portion RC4. The rail member 51 is fixed to the first rail bracket 52A and the second rail bracket 52B by the mounting bolt 55. And after making guide part 62A, 62B into the release position spaced apart from the rail member 51 by the guide part release mechanism 61, the next excavation is started. [FIG. 11 (e)]
Here, in FIG. 11C, the rail member 51 is moved forward by 1P by the worker, but the rail member 51 can be clamped by the guide device 6M of the movable frame 15, or separately clamped on the movable frame 15. By providing the device and making the movable frame 15 and the rail member 51 clampable, the rail member 51 can be automatically advanced when the movable frame 15 protrudes.

なお、図12(b)は、上下方向に隣接するトンネルTを連結するための拡張掘削状態を示している。
(実施の形態1の効果)
上記実施の形態によれば、ガイド装置6R,6F,6Mに、ガイド部リリースジャッキ64により開閉アーム63を介してガイド部62A,62Bをレール部材51から離間させるリリース位置と、ガイド部62A,62Bをレール部材51に対面または当接する案内位置との間で開閉するガイド部リリース機構61を設けたので、掘削時に、掘削機1による掘削反力がレール部材51に伝達されることがなく、すべての掘削反力をグリッパ装置3を介してトンネルTの内壁TSに支持させることができる。したがって、レール装置5は、移動架台2および掘削機1などの自重を支持するだけでよく、レール部材51やレールブラケット52A〜52Dを小型化、軽量化することができ、レール部材51の敷設および撤去を容易かつ短時間で行うことができる。さらに推進装置4により、移動架台2をレール部材51を介して一定姿勢で安定して前進させることができる。
In addition, FIG.12 (b) has shown the extended excavation state for connecting the tunnel T adjacent to an up-down direction.
(Effect of Embodiment 1)
According to the above-described embodiment, the guide devices 6R, 6F, and 6M are provided with the release position where the guide portions 62A and 62B are separated from the rail member 51 via the open / close arm 63 by the guide portion release jack 64, and the guide portions 62A and 62B. Since the guide portion release mechanism 61 that opens and closes between the rail member 51 and the guide position that contacts or abuts the rail member 51 is provided, the excavation reaction force by the excavator 1 is not transmitted to the rail member 51 during excavation. Can be supported on the inner wall TS of the tunnel T via the gripper device 3. Therefore, the rail device 5 only needs to support its own weights such as the movable gantry 2 and the excavator 1, and the rail member 51 and the rail brackets 52A to 52D can be reduced in size and weight. Removal can be performed easily and in a short time. Further, the propulsion device 4 can stably move the movable base 2 through the rail member 51 in a fixed posture.

またレール装置5に、所定長さのレール部材51と、トンネルTの内壁TSに着脱自在でレール部材51をガイド凹部53に固定解放自在な着脱ボルト54を有するレールブラケット52A〜52Dとを設けたので、移動架台2の移動と共に、レールブラケット52A〜52Dとレール部材51とを順送りで前方に移動させることができ、レール部材51およびレールブラケット52A〜52Dをさらに小型化、軽量化することができる。またレールブラケット52A〜52Dのガイド凹部53を介してレール部材51を長さ方向に順送りで移動させることができるので、レール部材51の敷設作業および撤去作業を容易に行うことができる。   Further, the rail device 5 is provided with a rail member 51 having a predetermined length and rail brackets 52A to 52D having detachable bolts 54 that are detachably attached to the inner wall TS of the tunnel T and that can freely fix and release the rail member 51 to the guide recess 53. Therefore, along with the movement of the movable frame 2, the rail brackets 52A to 52D and the rail member 51 can be moved forward by forward feeding, and the rail member 51 and the rail brackets 52A to 52D can be further reduced in size and weight. . In addition, since the rail member 51 can be moved forward in the length direction via the guide recesses 53 of the rail brackets 52A to 52D, the laying operation and the removal operation of the rail member 51 can be easily performed.

さらに、レール部材51をトンネル軸心Oの対称位置に配置することにより、移動架台2がトンネル軸心O周りに任意な角度の姿勢であっても、安定して保持しかつ前進させることができ、トンネルTの外周部のあらゆる方向の地山を安定して掘削することができる。   Furthermore, by arranging the rail member 51 at a symmetrical position with respect to the tunnel axis O, the movable mount 2 can be stably held and advanced even when the movable frame 2 is in an attitude of any angle around the tunnel axis O. It is possible to stably excavate natural ground in all directions on the outer peripheral portion of the tunnel T.

さらにまた、推進装置4を、係止装置16を有する可動フレーム15を移動架台2からトンネル軸心O方向に出退させて、移動架台2をレール部材51に沿って前進するように構成したので、移動架台2を安定して前進させることができる。   Furthermore, the propulsion device 4 is configured such that the movable frame 15 having the locking device 16 is moved back and forth in the direction of the tunnel axis O from the movable frame 2 so that the movable frame 2 moves forward along the rail member 51. The movable mount 2 can be moved forward stably.

なお、推進装置4を前進のみの動作を説明したが、後進も行うことができる。また推進装置4を、移動架台2の前部に可動フレーム15を配置したが、移動架台2の後部に可動フレーム15を配置してもよい。   In addition, although operation | movement of only the advance was demonstrated for the propulsion apparatus 4, reverse can also be performed. Further, the propulsion device 4 has the movable frame 15 disposed at the front portion of the movable gantry 2, but the movable frame 15 may be disposed at the rear portion of the movable gantry 2.

本発明に係るトンネル拡張用掘削設備の実施の形態1を示す全体側面図である。1 is an overall side view showing Embodiment 1 of a tunnel expansion excavation facility according to the present invention. トンネル拡張用掘削設備の正面図である。It is a front view of the excavation equipment for tunnel expansion. トンネル拡張用掘削設備の背面図である。It is a rear view of the excavation equipment for tunnel expansion. 掘削装置の側面図である。It is a side view of a drilling apparatus. 掘削装置の正面図である。It is a front view of a drilling apparatus. グリッパ装置を示し、(a)は正面図、(b)は側面図である。A gripper apparatus is shown, (a) is a front view, (b) is a side view. 係止装置を示す側面部分断面図である。It is a side surface fragmentary sectional view which shows a locking device. レールブラケットを示し、(a)は正面図、(b)は側面部分断面図である。A rail bracket is shown, (a) is a front view, (b) is a side fragmentary sectional view. ガイド装置を示し、(a)は側面部分断面図、(b)は正面図である。A guide apparatus is shown, (a) is a side fragmentary sectional view, (b) is a front view. ガイド装置の配置を示す半縦断面図である。It is a half longitudinal cross-sectional view which shows arrangement | positioning of a guide apparatus. (a)〜(e)はそれぞれ前進動作を説明する部分縦断面図である。(A)-(e) is a fragmentary longitudinal cross-sectional view explaining each advance operation | movement. トンネルの拡張掘削部の説明図で、(a)は全体横断面図、(b)は(a)に示すC部拡大図である。It is explanatory drawing of the extended excavation part of a tunnel, (a) is a whole cross-sectional view, (b) is the C section enlarged view shown to (a). トンネルの拡張掘削状態を示し、(a)は図12(a)に示すD部の掘削状態を示す拡大図、(b)は図12(a)に示すE部の掘削状態を示す拡大図である。The expanded excavation state of the tunnel is shown, (a) is an enlarged view showing the excavation state of D part shown in FIG. 12 (a), (b) is an enlarged view showing the excavation state of E part shown in FIG. 12 (a). is there.

符号の説明Explanation of symbols

T トンネル
O トンネル軸心
TS 内壁
S セグメント
1 掘削機
2 移動架台(移動体)
3 グリッパ装置
4 推進装置
5 レール装置
6M,6F,6R ガイド装置
10 拡張用掘削装置
11 前後ビーム
12 縦連結ビーム
13 横連結ビーム
14 底部フレーム
15 可動フレーム
16 係止装置
17 推進ジャッキ
35 掘削ヘッド
51 レール部材
52A〜52D レールブラケット
53 ガイド凹部(係合部)
54 着脱ボルト(着脱具)
55 取付ボルト(取付具)
61 ガイド部リリース機構
62A,62B ガイド部
62C ガイド部
63 開閉アーム
64 ガイド部リリースジャッキ
65 固定アーム
T Tunnel O Tunnel axis TS Inner wall S Segment 1 Excavator 2 Moving platform (moving body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Gripper apparatus 4 Propulsion apparatus 5 Rail apparatus 6M, 6F, 6R Guide apparatus 10 Expansion excavator 11 Front and rear beam 12 Vertical connection beam 13 Horizontal connection beam 14 Bottom frame 15 Movable frame 16 Locking device 17 Propulsion jack 35 Excavation head 51 Rail Member 52A-52D Rail bracket 53 Guide recessed part (engagement part)
54 Removable bolt (detachable tool)
55 Mounting bolt (mounting tool)
61 Guide part release mechanism 62A, 62B Guide part 62C Guide part 63 Opening / closing arm 64 Guide part release jack 65 Fixed arm

Claims (4)

トンネルの内壁に、移動体をトンネル軸心方向に案内するレール部材を有するレール装置を設け、
移動体に、トンネル内からトンネル外周側の地山を拡張掘削可能な掘削機と、押圧部材をトンネルの内壁に押し付けて移動体を固定し掘削機の掘削反力を支持可能な複数のグリッパ装置と、前記レール装置のレール部材に案内されるガイド部を有するガイド装置と、移動体を前記レール部材に沿って前進させる推進装置とを設け、
前記ガイド装置に、掘削時に前記ガイド部をレール部材から離間させて、掘削反力をグリッパ装置を介してトンネルの内壁に支持させるガイド部リリース機構を設けた
ことを特徴とするトンネル拡張用掘削設備。
A rail device having a rail member for guiding a moving body in the tunnel axial direction is provided on the inner wall of the tunnel,
An excavator capable of expanding excavation from the tunnel to the outer periphery of the tunnel from inside the tunnel, and a plurality of gripper devices capable of supporting the excavation reaction force of the excavator by pressing the pressing member against the inner wall of the tunnel And a guide device having a guide portion guided by the rail member of the rail device, and a propulsion device that advances the moving body along the rail member,
Excavation equipment for tunnel expansion characterized in that the guide device is provided with a guide portion release mechanism that separates the guide portion from the rail member during excavation and supports the excavation reaction force on the inner wall of the tunnel via the gripper device. .
レール装置は、所定長さに形成されたレール部材と、トンネルの内壁に所定間隔ごとに着脱自在に配置される複数のレールブラケットとを具備し、
前記レールブラケットは、レール部材が長さ方向に移動自在に配置される係合部と、レール部材を前記係合部に固定解放可能な着脱具とを有する
ことを特徴とする請求項1記載のトンネル拡張用掘削設備。
The rail device includes a rail member formed to a predetermined length, and a plurality of rail brackets that are detachably disposed at predetermined intervals on the inner wall of the tunnel,
The rail bracket includes an engaging portion in which a rail member is movably disposed in a length direction, and a detachable tool capable of fixing and releasing the rail member to and from the engaging portion. Excavation equipment for tunnel expansion.
レール装置は、トンネルの内壁でトンネル軸心の対称位置に少なくとも一対が配置された
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設備。
The excavation equipment for tunnel expansion according to claim 1 or 2, wherein at least a pair of rail devices are arranged on the inner wall of the tunnel at symmetrical positions of the axis of the tunnel.
推進装置は、移動体からトンネル軸心方向に出退自在な可動フレームと、当該可動フレームに設けられてトンネルの内壁に係脱自在な係止装置とを有し、
グリッパ装置による移動体の解放状態で、前記係止装置によりトンネルの内壁に係止された可動フレームに移動体を接近移動させ、グリッパ装置による移動体の固定状態で、前記係止装置がトンネルの内壁から離脱された可動フレームを移動体から離間移動させ、これを繰り返して移動体をレール部材に沿って推進させるように構成された
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設備。
The propulsion device has a movable frame that can be moved back and forth in the direction of the tunnel axis from the moving body, and a locking device that is provided on the movable frame and is detachable from the inner wall of the tunnel.
When the moving body is released by the gripper device, the moving body is moved closer to the movable frame locked to the inner wall of the tunnel by the locking device. When the moving body is fixed by the gripper device, the locking device is The movable frame detached from the inner wall is moved away from the moving body, and this is repeated to propel the moving body along the rail member. Excavation equipment for tunnel expansion.
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