JP4926007B2 - Excavation equipment for tunnel expansion - Google Patents
Excavation equipment for tunnel expansion Download PDFInfo
- Publication number
- JP4926007B2 JP4926007B2 JP2007297381A JP2007297381A JP4926007B2 JP 4926007 B2 JP4926007 B2 JP 4926007B2 JP 2007297381 A JP2007297381 A JP 2007297381A JP 2007297381 A JP2007297381 A JP 2007297381A JP 4926007 B2 JP4926007 B2 JP 4926007B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tunnel
- rail
- rail member
- wall
- excavation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims description 68
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
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。
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
(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
(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
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
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
(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
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
(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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
In this initial position, excavation is performed in a state where the
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
3. The
4). The
5. The
Here, in FIG. 11C, the
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
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
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
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
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
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
DESCRIPTION OF
54 Removable bolt (detachable tool)
55 Mounting bolt (mounting tool)
61 Guide
Claims (4)
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. .
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007297381A JP4926007B2 (en) | 2007-11-16 | 2007-11-16 | Excavation equipment for tunnel expansion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007297381A JP4926007B2 (en) | 2007-11-16 | 2007-11-16 | Excavation equipment for tunnel expansion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009121157A JP2009121157A (en) | 2009-06-04 |
JP4926007B2 true JP4926007B2 (en) | 2012-05-09 |
Family
ID=40813602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007297381A Active JP4926007B2 (en) | 2007-11-16 | 2007-11-16 | Excavation equipment for tunnel expansion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4926007B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4926134B2 (en) * | 2008-07-09 | 2012-05-09 | 清水建設株式会社 | Inter-tunnel connection excavation method and inter-tunnel connection excavation equipment |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0336394A (en) * | 1989-06-30 | 1991-02-18 | Komatsu Ltd | Small bore hole drilling device |
JP3368720B2 (en) * | 1995-04-26 | 2003-01-20 | ミノルタ株式会社 | Carrier for electrostatic latent image development |
JP3031458B2 (en) * | 1997-01-09 | 2000-04-10 | 川崎重工業株式会社 | Drilling method of crossing pit from existing pit and its rig |
-
2007
- 2007-11-16 JP JP2007297381A patent/JP4926007B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009121157A (en) | 2009-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111684144B (en) | Movable underground tunnel boring machine device | |
JP2009209525A (en) | Self-propelled segment assembling equipment and self-propelled segment assembling method | |
RU2719885C1 (en) | Tubular drill rod, as well as system and method of pipeline laying | |
CN210370624U (en) | Six-arm tunneling and anchoring machine integrating tunneling and anchoring | |
JP4926007B2 (en) | Excavation equipment for tunnel expansion | |
JP4986819B2 (en) | Excavator for tunnel expansion | |
JP4689582B2 (en) | Long hole drilling device | |
JP2017125334A (en) | Lining assembling apparatus | |
KR101636720B1 (en) | Tunnel boring apparatus to move back and forth | |
JP7413119B2 (en) | tunnel drilling equipment | |
JP4996357B2 (en) | Guide bar for long drilling equipment | |
RU2695196C2 (en) | Installation for drilling of rock and method of side installation in predetermined position of drilling device | |
AU2021271467B2 (en) | Tunnel excavation device | |
JP4926134B2 (en) | Inter-tunnel connection excavation method and inter-tunnel connection excavation equipment | |
JP4887396B2 (en) | Drilling device | |
JP4034442B2 (en) | Electa interlocking segment assembly scaffold | |
WO2021192809A1 (en) | Tunnel excavation device | |
JP5497585B2 (en) | Segment shape holding device in shield tunnel | |
JP3468938B2 (en) | Tunnel excavator and excavation method | |
JP4925948B2 (en) | Tunnel expansion excavator and tunnel construction method | |
JP2001280078A (en) | Excavating method for excavator | |
JP4172330B2 (en) | Widening equipment and widening method for existing tunnels | |
JP5971647B2 (en) | Widening equipment and widening method for existing tunnels | |
JP2020143569A (en) | Rock drilling device, rock drilling rig, and drilling method | |
CN116717285A (en) | Multi-truss arch frame clamp and novel arch frame trolley |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100527 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110906 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120110 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120207 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4926007 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |