JP5131524B2 - Open tunnel excavator and tunnel excavation method - Google Patents

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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

本発明は、例えば道路トンネルやアンダーパス、共同溝といった主に矩形断面などのトンネルを掘削するための開放型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法に関する。   The present invention relates to an open-type tunnel excavator and a tunnel excavation method for excavating a tunnel having mainly a rectangular cross section such as a road tunnel, an underpass, and a common groove.

従来、都市域に設けられる道路や共同溝などのトンネルでは、その用途から必要な断面形状を矩形断面とすることが合理的且つ経済的であるとされている。そこで、近年では、矩形断面のトンネルを掘削できるシールド掘削機が使用されている。このような矩形断面シールド掘削機では、円形断面のシールド掘削機によって掘削する場合のように必要以上の断面を掘削することがなく、円形のシールド掘削機による場合に比べて浅い深度の掘削も可能であるので、上記のような都市トンネルを築造する場合に適用するものとして好適とされている(例えば、特許文献1、2参照)。   Conventionally, in a tunnel such as a road and a common groove provided in an urban area, it is considered rational and economical to make a necessary cross-sectional shape into a rectangular cross-section for its use. Therefore, in recent years, shield excavators that can excavate tunnels having a rectangular section have been used. With such a rectangular cross-section shield excavator, it is possible to excavate at a shallower depth than when using a circular shield excavator, without excavating more than necessary cross-sections as with a circular cross-section shield excavator. Therefore, it is suitable as an application when constructing an urban tunnel as described above (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、掘削する矩形断面の外周部全周にわたって複数の掘削機を連結配置し、これら掘削機を同時に推進させると共にそれぞれの掘削機の後方に函体を設置して矩形断面の外殻を形成し、その後に外殻の内部を掘削して矩形断面のトンネルを構築するトンネル掘削機について記載されている。そして、1台の掘削機は、正面視で略正方形をなし、その先端部に回転駆動されるカッタが備えられている。
また、特許文献2は、掘削される矩形断面の全面にわたって正面視で略正方形をなす複数台のシールド掘進機を上下方向及び横方向に配置させ、これら複数のシールド掘進機を同時に掘進させて矩形断面を一度に掘削することが可能な密閉型のシールド掘削機について開示したものである。
特開2005−248546号公報 特開2001−193386号公報
In Patent Document 1, a plurality of excavators are connected and arranged over the entire circumference of the outer periphery of a rectangular section to be excavated, and these excavators are simultaneously propelled and a box is installed at the back of each excavator. A tunnel excavator is described in which a shell is formed and then the inside of the outer shell is excavated to construct a tunnel of rectangular cross section. One excavator has a substantially square shape when viewed from the front, and is provided with a cutter that is driven to rotate at the tip.
Further, in Patent Document 2, a plurality of shield machines that are substantially square in front view over the entire surface of a rectangular section to be excavated are arranged in the vertical direction and the horizontal direction, and the plurality of shield machines are dug simultaneously to form a rectangular shape. A closed shield excavator capable of excavating a cross section at a time is disclosed.
JP 2005-248546 A JP 2001-193386 A

しかしながら、特許文献1、2で開示されている複数台のシールド掘進機を備えた矩形断面の掘削機では、浅い深度を掘削するため、地表面の沈下を防ぐことができる密閉型のシールド掘進機が使用されている。この密閉型のシールド掘進機は、周知のとおり切羽の地山の土水圧を推進力と排土量などで管理しながら掘進する必要があり、シールド掘進機の構造が複雑になるうえ、複数台が必要であることからコストが増大するといった問題があった。   However, in the rectangular cross-section excavator provided with a plurality of shield machines disclosed in Patent Documents 1 and 2, a sealed shield machine capable of preventing subsidence of the ground surface for excavating shallow depths. Is used. As is well known, this sealed shield machine requires excavation while controlling the earth and water pressure of the ground in the face with the propulsive force and the amount of discharged soil, and the structure of the shield machine is complicated and more than one However, there is a problem that the cost increases.

また、矩形断面を掘削するための複数台のシールド掘進機は、それぞれ略正方形状の断面を掘削することになるため、カッタの回転により掘削可能な円形断面形状より外側の部分(つまり、カッタの回転のみで掘削できない矩形断面の四隅の部分)を掘削する必要があった。そのため、例えばカッタスポークやコピーカッタなどを四隅部の位置で伸縮させるといった特殊な機構が用いられることになり、カッタの構造やその制御方法が複雑となることから、コストが増大するといった問題があった。   In addition, since a plurality of shield machines for excavating a rectangular cross section each excavate a substantially square cross section, a portion outside the circular cross sectional shape that can be excavated by the rotation of the cutter (that is, the cutter) It was necessary to excavate the four corners of a rectangular section that cannot be excavated only by rotation. For this reason, for example, a special mechanism such as a cutter pork or a copy cutter that expands and contracts at the four corner positions is used, and the structure of the cutter and its control method become complicated, resulting in an increase in cost. It was.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、掘削機を開放型で且つ浅い深度のトンネルにおいて地表面沈下の発生をなくすことができる簡単な構造とすることで、掘削機のコストの低減を図ることができる開放型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the excavator has a simple structure that can eliminate the occurrence of ground subsidence in an open type and shallow tunnel, thereby reducing the cost of the excavator. It is an object of the present invention to provide an open type tunnel excavator and a tunnel excavation method capable of reducing the above.

上記目的を達成するため、本発明に係る開放型トンネル掘削機では、切羽側に開口を設けて掘削するための開放型トンネル掘削機であって、トンネル断面を複数の小断面掘削区画に分割させてなる外殻体と、小断面掘削区画の切羽側の開口を開閉させる開閉蓋と、開閉蓋の前面に設けられていて、切羽を押圧した状態を維持しつつ外殻体を推進可能とする押圧手段とを備え、押圧手段は、小断面掘削区画のそれぞれに設けられた開閉蓋に設けられ、内部に流体を流入させることで膨張可能とされる膨張袋体であり、膨張袋体のそれぞれが単独で膨張可能であり、外殻体の前進時には、膨張袋体の内部の流体を抜いて縮小させつつ、膨張袋体内を一定の圧力の状態で保持することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the open tunnel excavator according to the present invention is an open tunnel excavator for excavating with an opening provided on the face side, wherein the tunnel cross section is divided into a plurality of small cross section excavation sections. And an opening / closing lid that opens and closes the opening on the face side of the small section excavation section, and the front face of the opening / closing lid is provided so that the outer shell body can be propelled while keeping the face pressed. Each of the expansion bag bodies is provided with an opening / closing lid provided in each of the small-section excavation sections, and is inflatable by allowing a fluid to flow inside. There alone is expandable, during advancement of the outer shell, while reducing by far the fluid inside the inflatable bag, is characterized that you hold the inflatable bag body in a state of constant pressure.

また、本発明に係るトンネル掘削方法では、トンネル断面を複数の小断面掘削区画に分割させてなる外殻体と、小断面掘削区画の切羽側の開口を開閉させる開閉蓋と、開閉蓋の前面に設けられていて、切羽を押圧した状態を維持しつつ外殻体を推進可能とする押圧手段と、を備え、押圧手段は、小断面掘削区画のそれぞれに設けられた開閉蓋に設けられ、内部に流体を流入させることで膨張可能とされる膨張袋体であり、膨張袋体のそれぞれが単独で膨張可能である開放型トンネル掘削機を用いたトンネル掘削方法であって、複数の小断面掘削区画のうち一部の開閉蓋を開けて、その開口から切羽の地山を掘削し、その後に開閉蓋を閉鎖しつつ開閉蓋の前面に設けている膨張袋体によって切羽を所定の押圧力で押圧する工程と、他の小断面掘削区画の開閉蓋を開けて、その開口から切羽の地山を掘削し、その後に開閉蓋を閉鎖しつつ開閉蓋の前面に設けている膨張袋体によって切羽を所定の押圧力で押圧する工程とを備え、小断面掘削区画の全てを掘削し、その小断面掘削区画のうち切羽崩落のおそれがある前面のすべてを膨張袋体によって押圧状態にした後、外殻体の前進時には、膨張袋体の内部の流体を抜いて縮小させ、膨張袋体内を一定の圧力の状態で保持しつつ開放型トンネル掘削機を推進させるようにしたことを特徴としている。 Further, in the tunnel excavation method according to the present invention, an outer shell body obtained by dividing the tunnel cross section into a plurality of small cross section excavation sections, an open / close lid that opens and closes a face side opening of the small cross section excavation section, and a front surface of the open / close lid A pressing means that can propel the outer shell while maintaining the state where the face is pressed, and the pressing means is provided on an opening / closing lid provided in each of the small section excavation sections, A tunnel excavation method using an open-type tunnel excavator that is inflatable by allowing fluid to flow inside, and each of the inflatable bags can be inflated independently. Open a part of the open / close lid in the excavation section, excavate the natural ground of the face through the opening, and then close the open / close lid and press the face with a predetermined pressure by the expansion bag provided on the front of the open / close lid Pressing with other small section digging Open the lid of the compartment, the step of pressing excavated natural ground cutting face from the opening, after which the working face by inflation bag which is provided on the front surface of the cover while closing the lid with a predetermined pressing force the provided, drilled all the small cross-section excavation section, after the pressed state by the expansion bag all front there is a risk of Face collapse of the small cross-section excavation section, at the time of forward movement of the outer shell, expanded bag It is characterized in that the open tunnel excavator is driven while the inside of the expansion bag is held at a constant pressure while the inside of the bag is drawn out and reduced .

本発明では、トンネル断面を複数に分割してなる小断面掘削区画のうち一部の開閉蓋を開いて切羽面を開放し、開放される切羽面の面積を小さくした状態でその切羽の地山を掘削することができる。そして、切羽崩落のおそれがある掘削後の切羽面を押圧手段によって土水圧に耐え得る圧力で押圧させておき、すべての小断面掘削区画の掘削終了後に、押圧手段によって切羽を押圧状態に維持しつつ、外殻体を前進させることで、掘進作業中の切羽の緩みを抑制することができる。そのため、浅い深度のトンネルであっても地表面への影響を小さくすることができ、地表面沈下を発生させないように掘進してトンネルを構築することができる。
そして、トンネル掘削機は、小断面掘削区画のそれぞれに開閉蓋を設け、その開閉蓋の前面に膨張袋体を設けるだけの簡単な構造であり、土水圧や排土量などを管理する機構や矩形断面とした場合のカッタ機構などの複雑な機構を備えた密閉型のシールド掘進機と比較して、トンネル掘削機のコストの低減を図ることができる。
また、各小断面掘削区画において切羽を掘削した後に開閉蓋を閉じ、切羽崩落のおそれがある掘削後の切羽面の土水圧に対応する圧力がかかるようにして、膨張袋体内に流体を流入させて膨張させることで切羽を押圧することができる。
In the present invention, in the small section excavation section obtained by dividing the tunnel section into a plurality of sections, a part of the opening and closing lid is opened to open the face face, and the face of the face face is reduced in a state where the area of the face face to be opened is reduced. Can be excavated. Then, the face after digging, which may cause the face to collapse, is pressed with a pressure that can withstand the earth and water pressure by the pressing means, and after the excavation of all the small section excavation sections, the face is kept pressed by the pressing means. However, by moving the outer shell forward, it is possible to suppress loosening of the face during excavation work. Therefore, even if the tunnel is shallow, the influence on the ground surface can be reduced, and the tunnel can be constructed by excavating so as not to cause ground surface settlement.
The tunnel excavator has a simple structure in which an open / close lid is provided in each of the small section excavation sections and an expansion bag body is provided in front of the open / close lid. The cost of the tunnel excavator can be reduced as compared with a sealed shield excavator having a complicated mechanism such as a cutter mechanism having a rectangular cross section.
In addition, after excavating the face in each small section excavation section, close the open / close lid and apply a pressure corresponding to the soil water pressure on the face of the face after excavation that may cause the face to collapse, so that the fluid flows into the expansion bag. The face can be pressed by inflating.

また、本発明に係る開放型トンネル掘削機では、外殻体の上部に切羽側に向けて突出可能なスライドフードが設けられていることが好ましい。
本発明では、掘削時にスライドフードを切羽側に突出させて地山内に挿入させることで、スライドフードの上部の地山を下方より押さえることができるので、小断面掘削区画における切羽面の緩みをより一層小さくすることができ、安定した地山で安全に掘削することができる。
Moreover, in the open type tunnel excavator according to the present invention, it is preferable that a slide hood capable of projecting toward the face side is provided on the upper part of the outer shell body.
In the present invention, when the excavation is carried out, the slide hood protrudes toward the face and is inserted into the natural ground, so that the natural ground at the top of the slide hood can be pressed from below. It can be made smaller and can be safely excavated in a stable ground.

また、本発明に係る開放型トンネル掘削機では、膨張袋体には、その膨張袋体が所定圧以上となったときに内部の流体を抜いて減圧させるリリーフ弁が設けられていることが好ましい。
本発明では、膨張袋体内の圧力は、所定圧力以上になったときにリリーフ弁によって内部の空気が抜けて減圧されるので、一定の圧力の状態で保持されることになる。そのため、すべての小断面掘削区画を掘削した後にトンネル掘削機が前進する場合に、開閉蓋と切羽の間に介在される膨張袋体が加圧されて内部の圧力が大きくなる場合であっても、リリーフ弁によって膨張袋体内の圧力が一定圧力で保持されることから、掘進中の切羽の緩みを抑制することができる。
In the open tunnel excavator according to the present invention, it is preferable that the expansion bag body is provided with a relief valve that draws out the internal fluid and depressurizes when the expansion bag body reaches a predetermined pressure or higher. .
In the present invention, when the pressure in the inflatable bag becomes equal to or higher than the predetermined pressure, the internal air is released by the relief valve and the pressure is reduced, so that the pressure is maintained at a constant pressure. Therefore, even when the tunnel excavator moves forward after excavating all the small section excavation sections, even if the expansion bag interposed between the opening and closing lid and the face is pressurized and the internal pressure increases Since the pressure in the expansion bag body is maintained at a constant pressure by the relief valve, it is possible to suppress loosening of the face during excavation.

本発明の開放型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法によれば、小断面掘削区画のそれぞれに開閉蓋を設け、その開閉蓋の前面に膨張袋体を設けた簡単な構造の開放型のトンネル掘削機によって、切羽を開放する面積を小さくして掘進することができ、浅い深度のトンネルであっても掘削時の切羽を安定させて地表面沈下を抑制することができることから、複雑な構造を有する密閉型のシールド掘進機と比較して、トンネル掘削機のコストの低減を図ることができる。 According to the open-type tunnel excavator and the tunnel excavation method of the present invention, an open-type tunnel excavator having a simple structure in which an open / close lid is provided in each of the small-section excavation sections and an expansion bag body is provided in front of the open / close lid. Can be excavated with a smaller opening area, and can stabilize the face during excavation and suppress ground subsidence even in shallow tunnels. The cost of the tunnel excavator can be reduced as compared with the type of shield excavator.

以下、本発明の実施の形態による開放型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法について、図1乃至図6に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態によるトンネル掘削機の全体概要を示す側面図、図2は図1に示すトンネル掘削機の正面図、図3は開閉蓋の前面に設けられるエアバックの側面図であって、(a)は縮小した状態を示す図、(b)は膨張した状態を示す図、図4(a)、(b)はトンネル掘削機による掘進工程を示す図、図5(a)、(b)は図4(b)に続く掘進工程を示す図、図6(a)、(b)は掘削後に外殻体を前進させる状態を示す図である。
Hereinafter, an open type tunnel excavator and a tunnel excavation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
1 is a side view showing an overall outline of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the tunnel excavator shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of an airbag provided in front of an opening / closing lid. FIG. 4A is a diagram showing a contracted state, FIG. 4B is a diagram showing an expanded state, FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams showing an excavation process by a tunnel excavator, and FIG. FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating a digging process subsequent to FIG. 4B, and FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating a state in which the outer shell is advanced after digging.

図1に示すように、本実施の形態による開放型トンネル掘削機(以下、単に「トンネル掘削機1」とする)は、例えば道路トンネルやアンダーパス、共同溝といった用途で構築される矩形断面のトンネルを掘削するためのものであって、比較的、地盤中の水が少なく且つ浅い深度のトンネルに採用されている。
そして、基本的には周知のシールド掘削機と同様に、1サイクル分の地山を掘削しつつ適宜な搬送手段によって掘削土砂を坑外に搬出し、トンネル掘削機の後方で例えばコンクリート、スチール等のセグメントS(覆工体)を組み立て、そのセグメントSから反力を取って推進するものである。ここで、1サイクルの掘進距離とは、1リング分のセグメントSを設置することが可能となる距離とされる。
なお、本実施の形態では、トンネルの掘削方向を「前方」、「前端」とし、その反対方向を「後方」、「後端」として以下説明する。
As shown in FIG. 1, the open tunnel excavator according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as “tunnel excavator 1”) has a rectangular cross section constructed for use in road tunnels, underpasses, joint grooves, and the like. It is for excavating tunnels, and is used for tunnels with relatively little water in the ground and shallow depth.
Basically, like a well-known shield excavator, the excavated earth and sand are carried out by an appropriate conveying means while excavating ground for one cycle, and concrete, steel, etc. are taken behind the tunnel excavator. The segment S (lining body) is assembled, and the reaction force is taken from the segment S for propulsion. Here, the one-cycle excavation distance is a distance at which one ring segment S can be installed.
In the present embodiment, the tunnel excavation direction is “front” and “front end”, and the opposite directions are “rear” and “rear end”.

図1及び図2に示すように、トンネル掘削機1は、矩形断面形状のトンネル断面を複数の小断面掘削区画1A、1B、1C、1Dに分割させた外殻体2と、各小断面掘削区画1A〜1Dの切羽側の開口を開閉する開閉蓋3と、開閉蓋3の前面3bに設けられていて切羽を押圧した状態で維持しつつ外殻体2を推進可能とするエアバック4(押圧手段、膨張袋体)とを備えて構成されている。すなわち、トンネル掘削機1は、上下方向に2段で、且つ正面視で(図2の紙面に向かって)左右方向に2列で4分割された小断面掘削区画1A、1B、1C、1Dが配置された構造となっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the tunnel excavator 1 includes an outer shell body 2 in which a tunnel section having a rectangular cross section is divided into a plurality of small section excavation sections 1A, 1B, 1C, and 1D, and each small section excavation. An opening / closing lid 3 that opens and closes the opening on the face side of each of the sections 1A to 1D, and an air bag 4 that is provided on the front surface 3b of the opening / closing lid 3 and that can propel the outer shell 2 while keeping the face pressed. A pressing means and an inflatable bag body). That is, the tunnel excavator 1 has two sections in the vertical direction and small section excavation sections 1A, 1B, 1C, and 1D that are divided into four rows in two rows in the left-right direction in the front view (toward the paper surface of FIG. 2). It has an arranged structure.

外殻体2は、外周に位置していて矩形状をなすスキンプレート21と、スキンプレート21内の前部位置で小断面掘削区画1A〜1Dを仕切るために上下方向及び正面視左右方向に配置された仕切り壁22と、スキンプレート21内の後部側内面の周方向に沿って矩形状に枠組みされた支持枠部23とからなる。スキンプレート21の上部内面側には、切羽側に向けて突出可能なスライドフード5が設けられている。
スキンプレート21の前端部2aは、トンネル掘削機1の進行方向に直交する垂直面に対して、上部が下部より切羽側に突出するように所定の傾斜角度で傾斜した形状となっている。つまり、上段の小断面掘削区画1A、1Cにおける掘削面(切羽)の位置は、下段の小断面掘削区画1B、1Dよりトンネル掘削機1の前進方向で前方側に位置している。
The outer shell body 2 is arranged in the vertical direction and the left-right direction in front view in order to partition the small-section excavation sections 1A to 1D at the front position in the skin plate 21 and the skin plate 21 having a rectangular shape located on the outer periphery. The partition wall 22 and the support frame portion 23 that is framed in a rectangular shape along the circumferential direction of the rear side inner surface in the skin plate 21. On the upper inner surface side of the skin plate 21, a slide hood 5 that can protrude toward the face is provided.
The front end 2a of the skin plate 21 has a shape inclined at a predetermined inclination angle with respect to a vertical plane orthogonal to the traveling direction of the tunnel excavator 1 so that the upper part protrudes from the lower part to the face side. In other words, the positions of the excavation surfaces (faces) in the upper small section excavation sections 1A and 1C are located on the front side in the forward direction of the tunnel excavator 1 from the lower small section excavation sections 1B and 1D.

そして、支持枠部23の外周後端部23aには、その周方向に沿って複数の推進ジャッキ6、6、…が設けられている。これらの推進ジャッキ6、6、…は、ジャッキ先端部をセグメントSに押し付けることにより、トンネル掘削機1を前進させる構成となっている。   And the some outer periphery rear end part 23a of the support frame part 23 is provided with several propulsion jacks 6, 6, ... along the circumferential direction. These propulsion jacks 6, 6,... Are configured to advance the tunnel excavator 1 by pressing the tip of the jack against the segment S.

スライドフード5は、スキンプレート21の内側で上段の小断面掘削区画1A、1Cの上方に位置され、後端側が支持枠部23の前面23bに支持されたフード用ジャッキ51によってトンネル掘削機1の推進方向に進退可能に設けられてなり、掘削時において上方の地山崩壊を防止するために切羽の地山内に突出させるものである。スライドフード5の切羽側先端部には、トンネル断面の内側から外側に向けて切羽側に傾斜する傾斜面を形成した刃口5aを有している。
そして、スライドフード5は、小断面掘削区画1A〜1Dの上方を覆うような左右方向(幅方向)の長さ寸法を有している。なお、スライドフード5の前方への突出長さ寸法は、少なくとも1サイクル分の掘削距離と同等或いはそれより大きい寸法となっている。
The slide hood 5 is positioned above the upper small section excavation sections 1A and 1C inside the skin plate 21, and the rear end side of the tunnel hood 1 is supported by the hood jack 51 supported by the front surface 23b of the support frame portion 23. It is provided so as to be able to advance and retreat in the propulsion direction, and protrudes into the ground of the face to prevent collapse of the upper ground during excavation. The front end of the slide hood 5 has a blade edge 5a formed with an inclined surface that inclines toward the face from the inside to the outside of the tunnel cross section.
And the slide hood 5 has the length dimension of the left-right direction (width direction) which covers the upper direction of small-section excavation division 1A-1D. The length of the slide hood 5 protruding forward is equal to or larger than the excavation distance for at least one cycle.

図1及び図2に示すように、開閉蓋3は、各小断面掘削区画1A〜1Dの開口を閉塞する大きさの平板形状をなし、仕切り壁22とスキンプレート21とで囲まれた小断面掘削区画としての開口にその開口を塞ぐ位置に配されている。上段に位置する小断面掘削区画1A、1Cでは開閉蓋3の面板をトンネル軸方向(トンネル掘削機1の長さ方向の軸)に対して直交する状態で配置され、下段に位置する小断面掘削区画1B、1Dでは開閉蓋3の面板をスキンプレート21の前端部2aの傾斜面に沿うようにして配置されている。
そして、開閉蓋3は、矩形の一辺(符号1A、1Cの上段の小断面掘削区画では図2に示す正面視での左右方向のいずれかの辺部、符号1B、1Dの下段の小断面掘削区画では上部側の辺部)が回転軸3aをなし、その回転軸3aを回転中心として回転自在に支持されている。つまり、開閉蓋3を開いた状態のときにはその小断面掘削区画が切羽に対して開放されるため掘削可能となり、開閉蓋3が閉じているときにはその小断面掘削区画が切羽に対して閉塞された状態となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the open / close lid 3 has a flat plate shape with a size that closes the openings of the small cross section excavation sections 1 </ b> A to 1 </ b> D, and is surrounded by a partition wall 22 and a skin plate 21. An opening serving as an excavation section is arranged at a position to close the opening. In the small section excavation sections 1A and 1C located in the upper stage, the face plate of the opening / closing lid 3 is arranged in a state orthogonal to the tunnel axis direction (axis in the length direction of the tunnel excavator 1), and the small section excavation located in the lower stage In the sections 1 </ b> B and 1 </ b> D, the face plate of the opening / closing lid 3 is arranged along the inclined surface of the front end 2 a of the skin plate 21.
The open / close lid 3 has one side of a rectangle (in the upper section of the small section excavation section 1A, 1C, either side in the left-right direction in the front view shown in FIG. 2, or in the lower section of the section 1B, 1D. In the section, the upper side part) forms a rotation shaft 3a, and is supported rotatably about the rotation shaft 3a. That is, when the open / close lid 3 is open, the small section excavation section is opened with respect to the face, so that excavation is possible. When the open / close cover 3 is closed, the small section excavation section is closed with respect to the face. It becomes a state.

図2に示すように、エアバック4は、小断面掘削区画1A〜1Dのそれぞれにおいて上下方向に2段で、且つ正面視で左右方向に2列の4つを備え、各小断面掘削区画1A〜1Dの略全面にわたって膨張可能な膨張袋体をなしている。
図3(a)及び(b)に示すように、具体的にエアバック4は、開閉蓋3の前面3bに固定されており、エアバック4の内部に開閉蓋3内に配設された配管41を介して空気(流体)を流入させることで所定の圧力で膨張する構造となっている。そして、エアバック4には、その内部を所定の圧力に保持するとともに、内部が所定圧以上になったときに空気を抜いて減圧させるためのリリーフ弁42が前記配管41に設けられている。
As shown in FIG. 2, the airbag 4 includes four rows in two rows in the vertical direction in each of the small-section excavation sections 1 </ b> A to 1 </ b> D and two rows in the left-right direction in a front view. An inflatable bag body that can be inflated over substantially the entire surface of ˜1D.
As shown in FIGS. 3A and 3B, specifically, the airbag 4 is fixed to the front surface 3 b of the opening / closing lid 3, and piping disposed in the opening / closing lid 3 inside the airbag 4. The structure expands at a predetermined pressure by flowing air (fluid) through 41. The air bag 4 is provided with a relief valve 42 in the pipe 41 for keeping the inside at a predetermined pressure and extracting the air to reduce the pressure when the inside becomes a predetermined pressure or higher.

なお、エアバック4の所定圧力とは、開閉蓋3の前面3bに土圧以上の耐圧を有する圧力とされる。エアバック4の膨張時の大きさは、各小断面掘削区画1A〜1Dにおいて所定の掘削距離(セグメントSの1リング分に相当する掘削距離)で掘削したときに、その切羽面に対して密着可能且つ押圧可能な大きさとされる。そして、各小断面掘削区画1A〜1D内に設けられる4つのエアバック4、4、…どうしも、膨張時に隙間なく密着した状態であることが好ましいとされる。
つまり、本トンネル掘削機1では、各小断面掘削区画1A〜1Dにおいて切羽を掘削した後に開閉蓋3を閉じ、掘削部分の土水圧に対応する圧力がかかるようにしてエアバック4を膨張させてトンネル軸方向に伸長させ、切羽を押圧する構成となっている。
The predetermined pressure of the airbag 4 is a pressure having a withstand pressure equal to or higher than the earth pressure on the front surface 3 b of the opening / closing lid 3. The size of the airbag 4 when inflated is close to the face of the face when excavated at a predetermined excavation distance (excavation distance corresponding to one ring of the segment S) in each of the small-section excavation sections 1A to 1D. The size is possible and can be pressed. And it is supposed that it is preferable that the four airbags 4, 4,... Provided in each of the small-section excavation sections 1A to 1D are in close contact with each other at the time of expansion.
In other words, in the present tunnel excavator 1, the opening / closing lid 3 is closed after excavating the face in each of the small-section excavation sections 1A to 1D, and the airbag 4 is inflated so as to apply pressure corresponding to the soil water pressure of the excavation part. It is configured to extend in the tunnel axis direction and press the face.

次に、上述したトンネル掘削機1の作用およびトンネル掘削方法について図面に基づいて説明する。
図1及び図2に示すように、本トンネル掘削機1を使用したトンネル掘削方法は、4つの小断面掘削区画1A〜1Dのうち一部の開閉蓋3を開けて、その開口から切羽の地山を掘削し、その後に開閉蓋3を閉鎖しつつ、その開閉蓋3の前面に設けられているエアバック4を膨張させることによって切羽を所定の押圧力で押圧する工程と、他の小断面掘削区画1A〜1Dのいずれかの開閉蓋3を開けて、その開口から切羽の地山を掘削し、開閉蓋3を閉鎖し、その開閉蓋3の前面に設けられているエアバック4を膨張させることによって切羽を所定の押圧力で押圧する工程とを行うものである。
そして、小断面掘削区画1A〜1Dの全てを掘削し、その小断面掘削区画1A〜1Dのうち開放状態で切羽崩落のおそれがある小断面掘削区画については、エアバック4を膨張させることによって押圧状態にする。そして、その押圧状態を維持しつつエアバック4を縮小させてトンネル掘削機1を推進させるとともに、後方にセグメントSを組み立てることによりトンネルを構築する。
Next, the operation of the tunnel excavator 1 and the tunnel excavation method will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the tunnel excavation method using the present tunnel excavator 1 opens a part of the open / close lid 3 among the four small-section excavation sections 1 </ b> A to 1 </ b> D, and opens the face of the face from the opening. Excavating a mountain, then closing the open / close lid 3 and inflating the airbag 4 provided on the front surface of the open / close lid 3 to press the face with a predetermined pressing force; Open the open / close lid 3 in any of the excavation sections 1A to 1D, excavate the ground of the face from the opening, close the open / close lid 3, and inflate the airbag 4 provided in front of the open / close lid 3 And a step of pressing the face with a predetermined pressing force.
Then, all of the small-section excavation sections 1A to 1D are excavated, and the small-section excavation sections 1A to 1D of the small-section excavation sections 1A to 1D are pressed by inflating the airbag 4 with respect to the small-section excavation sections that are likely to collapse in the face. Put it in a state. And while maintaining the pressing state, the airbag 4 is reduced and the tunnel excavator 1 is propelled, and a tunnel is constructed by assembling the segment S in the rear.

さらに掘削手順について具体的に説明するが、本実施の形態では小断面掘削区画の掘削順序を符号1A、1B、1C、1Dの順で行うものとする。なお、以下の説明では、小断面掘削区画1A〜1Dのそれぞれに対応する開閉蓋、エアバックにおいては、必要に応じて符号A〜Dを付けて説明する。   Further, the excavation procedure will be specifically described. In the present embodiment, the excavation order of the small section excavation sections is performed in the order of reference numerals 1A, 1B, 1C, and 1D. In the following description, the opening / closing lid and the airbag corresponding to each of the small-section excavation sections 1A to 1D will be described with reference numerals A to D as necessary.

先ず、図4(a)に示すように、外殻体2の支持枠部23に反力をとってフード用ジャッキ51を伸長させることでスライドフード5を切羽側に突出させて地山内に挿入し、そのスライドフード5によって小断面掘削区画1A〜1Dより上方の地山を下方より押さえた状態とする。これにより、後述する掘削工程において、小断面掘削区画1A、1Dにおける切羽面の緩みをより一層小さくすることができ、安定した地山で安全に掘削することができる。   First, as shown in FIG. 4A, the slide hood 5 is protruded toward the face by inserting a reaction hood into the support frame 23 of the outer shell 2 and extending the hood jack 51, and inserted into the ground. The ground hood above the small section excavation sections 1A to 1D is pressed by the slide hood 5 from below. Thereby, in the excavation process mentioned later, the slack of the face in small section excavation section 1A, 1D can be made still smaller, and it can excavate safely with the stable ground.

次に、複数の小断面掘削区画1A〜1Dのうち1つ(ここでは符号1Aの小断面掘削区画)の開閉蓋3Aを開けて切羽側を開放した状態とし、その開口より人力で、またはショベルなどの掘削機械(図示省略)を使用して切羽の地山を1サイクル分の掘削距離だけ掘削する。なお、外殻体2内に取り込んだ掘削土砂は、移送コンベヤ、ダンプトラック、搬送台車などの適宜な搬送手段によってトンネル後方(坑外)に搬出する。   Next, one of the plurality of small-section excavation sections 1A to 1D (here, the small-section excavation section 1A) is opened and the cover 3A is opened, and the face side is opened. The excavation machine (not shown) or the like is used to excavate the face ground for an excavation distance of one cycle. The excavated earth and sand taken into the outer shell body 2 is carried out to the rear of the tunnel (outside the tunnel) by appropriate conveying means such as a transfer conveyor, a dump truck, and a conveying cart.

図4(b)に示すように、1サイクル分を掘削した後、開閉蓋3を閉じて、エアバック4A内に空気を流入して膨張させ、所定の圧力で掘削した切羽面(符号Ga)を押圧する。このときの、エアバック4A内の圧力は、上述したように、掘削した切羽の土圧に耐え得る圧力に保持され、切羽の地山が安定された状態となっている。   As shown in FIG. 4 (b), after excavating one cycle, the open / close lid 3 is closed, air is introduced into the airbag 4A to be expanded, and the face face excavated with a predetermined pressure (reference numeral Ga) Press. The pressure in the airbag 4A at this time is maintained at a pressure that can withstand the earth pressure of the excavated face as described above, and the ground of the face is in a stable state.

次に、図5(a)に示すように、上述した掘削工程を終了した小断面掘削区画1Aの下段の小断面掘削区画1Bの開閉蓋3Bを開けて切羽側を開放し、その開口より上述した小断面掘削区画1Aと同様に切羽の地山を掘削する。その後、図5(b)に示すように、開閉蓋3Bを閉じて、エアバック4B内に空気を流入して膨張させ、所定の圧力で掘削した切羽面Gaを押圧する。
なお、外殻体2の下段に位置する小断面掘削区画1B(符号1Cの小断面掘削区画も同様)の開閉蓋3Bは、その上部に開閉の回転軸3aが設けられているので、例えば内側下部にワイヤを掛けて電動モータ等の駆動手段(符号M)を使用して開閉させることができる。
Next, as shown in FIG. 5 (a), the opening / closing lid 3B of the lower section excavation section 1B in the lower stage of the small section excavation section 1A that has completed the excavation process described above is opened to open the face side, and the opening is opened from the opening. The face ground is excavated in the same manner as the small section excavation section 1A. Thereafter, as shown in FIG. 5B, the open / close lid 3B is closed, air is introduced into the airbag 4B to be expanded, and the face face Ga excavated with a predetermined pressure is pressed.
The open / close lid 3B of the small cross section excavation section 1B (similar to the small cross section excavation section 1C) located in the lower stage of the outer shell 2 is provided with an open / close rotary shaft 3a on the upper portion thereof. It can be opened and closed using a driving means (symbol M) such as an electric motor with a wire hung on the bottom.

その後、上段左側の小断面掘削区間1C、その下段の小断面掘削区画1Dの順で上述した小断面掘削区画1A、1Bと同様の手順を順次繰り返してトンネル掘削機1の全断面を掘削する。   Thereafter, the entire cross section of the tunnel excavator 1 is excavated by sequentially repeating the same procedure as that of the small cross section excavation sections 1A and 1B described above in the order of the small cross section excavation section 1C on the left side of the upper stage and the small cross section excavation section 1D of the lower stage.

そして、図6(a)に示すように、スライドフード5を外殻体2内に引き込むとともに、各小断面掘削区画1A〜1Dにおけるエアバック4の空気を抜いて縮小させつつ、推進用ジャッキ6を伸長させて外殻体2を前進(推進)させる。
この場合、上述したようにエアバック4内の圧力は、所定圧力以上になったときにリリーフ弁42(図3(a)及び(b)参照)によって内部の空気が抜けて減圧されるので、一定の圧力の状態で保持されることになる。そのため、外殻体2が前進すると、開閉蓋3と切羽の間に介在されるエアバック4が加圧されて内部の圧力が大きくなる場合であっても、リリーフ弁42によってエアバック4内の圧力が一定圧力で保持されることから、掘進中の切羽の緩みを抑制することができる。
Then, as shown in FIG. 6 (a), the slide hood 5 is drawn into the outer shell body 2, and the propulsion jack 6 is pulled out while reducing the air in the airbag 4 in each of the small section excavation sections 1A to 1D. Is extended to advance (promote) the outer shell 2.
In this case, as described above, the pressure inside the airbag 4 is reduced by the relief valve 42 (see FIGS. 3A and 3B) when the pressure in the airbag 4 exceeds a predetermined pressure. It is held at a constant pressure. Therefore, when the outer shell body 2 moves forward, even if the airbag 4 interposed between the opening / closing lid 3 and the face is pressurized and the internal pressure increases, the relief valve 42 causes the interior of the airbag 4 to be increased. Since the pressure is maintained at a constant pressure, loosening of the face during excavation can be suppressed.

そして、トンネル掘削機1の後方に組み立てたセグメントSを反力にしてスキンプレート21の後部に設けた推進用ジャッキ6、6、…を伸長させ、そのジャッキストロークに対応する距離(1サイクル分の掘進距離)だけ外殻体2を前進させることができる。
続いて、図6(b)に示すように、外殻体2を前進させた後、伸長させた推進ジャッキ6、6、…を縮めて、その縮めた推進用ジャッキ6、6、…と設置済みのセグメントSとの間に形成される空間に図示しないエレクタなどを用いて1リング分の新たなセグメントSを設置する。
ここまでがトンネル掘削機1における1サイクル分の掘進工程であり、この工程を順次繰り返すことで、矩形断面をなすトンネルが構築されることになる。
Then, the segment S assembled at the rear of the tunnel excavator 1 is used as a reaction force to extend the jacks 6, 6,... Provided at the rear of the skin plate 21, and the distance corresponding to the jack stroke (for one cycle) The outer shell 2 can be moved forward by a distance of excavation).
Subsequently, as shown in FIG. 6 (b), after the outer shell body 2 is moved forward, the extended propulsion jacks 6, 6,... Are contracted, and the contracted propulsion jacks 6, 6,. A new segment S for one ring is installed in a space formed between the existing segments S using an unillustrated erector or the like.
Up to here is the excavation process for one cycle in the tunnel excavator 1, and a tunnel having a rectangular cross section is constructed by sequentially repeating this process.

上述のように本実施の形態による開放型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法では、小断面掘削区画1A〜1Dのそれぞれに開閉蓋3を設け、その開閉蓋3の前面3bにエアバック4からなる押圧手段を設けた簡単な構造の開放型のトンネル掘削機1によって、切羽を開放する面積を小さくして掘進することができ、浅い深度のトンネルであっても掘削時の切羽を安定させて地表面沈下を抑制することができることから、複雑な構造を有する密閉型のシールド掘進機と比較して、トンネル掘削機のコストの低減を図ることができる。   As described above, in the open-type tunnel excavator and the tunnel excavation method according to the present embodiment, the open / close lid 3 is provided in each of the small-section excavation sections 1A to 1D, and the air pressure 4 is pressed on the front surface 3b of the open / close lid 3 The open-type tunnel excavator 1 having a simple structure can be used for excavation by reducing the area where the face is opened, and the face during excavation can be stabilized even in shallow tunnels. Since the settlement can be suppressed, the cost of the tunnel excavator can be reduced as compared with a sealed shield machine having a complicated structure.

以上、本発明による開放型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では空気を流入させるエアバック4を使用しているが、このような構造の押圧手段であることに制限されることはなく、他に内部に水などの流体を入れて加圧可能な水袋などであってもかまわない。そして、例えば、トンネル掘削機1の掘削方向に伸縮する蛇腹形状の押圧手段を開閉蓋3の前面3bに固定し、その押圧手段の内部に空気などの流体を流入出させる構造の膨張・収縮袋体であってもかまわない。
それから、本実施の形態では、押圧手段としては膨張・縮小可能な袋体を用いているが、これに限らず、例えば、切羽面を押さえることが可能な面積を有する押圧板と、押圧板の背面に設けたトンネル軸方向に伸長と縮小可能なリリーフ弁付き油圧ジャッキとで押圧手段を構成し、この押圧手段を開閉蓋前面に取り付けるようにしてもよい。
The embodiments of the open tunnel excavator and the tunnel excavation method according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. is there.
For example, in the present embodiment, the airbag 4 that allows air to flow in is used. However, the present invention is not limited to the pressing means having such a structure, and other fluid such as water is put inside. It may be a water bag that can be pressurized. For example, the bellows-shaped pressing means that expands and contracts in the excavation direction of the tunnel excavator 1 is fixed to the front surface 3b of the opening / closing lid 3, and an expansion / contraction bag having a structure in which a fluid such as air flows in and out of the pressing means. It does not matter even if it is a body.
Then, in the present embodiment, an inflatable / reducible bag is used as the pressing means. However, the present invention is not limited to this, and for example, a pressing plate having an area capable of pressing the face surface, and a pressing plate The pressing means may be constituted by a hydraulic jack with a relief valve that can be extended and reduced in the tunnel axis direction provided on the back surface, and the pressing means may be attached to the front surface of the opening / closing lid.

また、本実施の形態ではエアバック4は開閉蓋3の前面3bに固定されていて、エアバック4が縮小した状態であってもその前面3bに存在する構成となっているが、開閉蓋3に対するエアバック4の取り付け構造についてもとくに限定されることはない。例えば開閉蓋3の前面3bに凹部を設けておき、その凹部に縮小した状態のエアバックが収納されるような構成であってもよい。
なお、小断面掘削区画1A〜1Dのそれぞれに設けられるエアバック4の装備数量は、本実施の形態のように4つであることに限定されることはなく、単数、或いは2つ以上であってもかまわない。
In the present embodiment, the airbag 4 is fixed to the front surface 3b of the opening / closing lid 3, and the airbag 4 is present on the front surface 3b even when the airbag 4 is contracted. There is no particular limitation on the structure for attaching the airbag 4 to the air bag. For example, a configuration may be adopted in which a recess is provided in the front surface 3b of the open / close lid 3, and the airbag in a reduced state is accommodated in the recess.
Note that the number of airbags 4 provided in each of the small-section excavation sections 1A to 1D is not limited to four as in the present embodiment, and is one or more. It doesn't matter.

また、本実施の形態では覆工体としてセグメントSを使用し、トンネル掘削機1に設けた推進用ジャッキ6によって外殻体2を前進させる掘進方法となっているが、例えば覆工体として推進管を使用し、いわゆる推進工法によって発進部に備えた押出しジャッキによって、トンネル掘削機とこれに後続する推進管とを同時に1リング分(1サイクル分)だけ前進させる掘進方法を採用することもできる。この場合、トンネル掘削機1には推進用ジャッキ6を設けなくてもよい。   Further, in this embodiment, the segment S is used as the lining body, and the outer shell body 2 is advanced by the propulsion jack 6 provided in the tunnel excavator 1. It is also possible to adopt a digging method in which a pipe is used and a tunnel excavator and a propulsion pipe following the tunnel digging machine are advanced by one ring (one cycle) at the same time by an extrusion jack provided in the starting part by a so-called propulsion method. . In this case, the tunnel excavator 1 may not be provided with the propulsion jack 6.

そして、本実施の形態ではトンネル掘削機1の矩形断面を上下方向に2段、左右方向に2列の4分割にして小断面掘削区画1A〜1Dを形成させた構成としているが、このような分割数、分割形態に限定されることはない。例えば小断面掘削区画を上下方向に2段で、左右方向に3列の6分割にしたものであってもよい。要は、外殻体2の矩形断面形状に対応させて小断面掘削区画の大きさ、分割数などを設定すればよい。   And in this Embodiment, it is set as the structure which made the small cross-section excavation division 1A-1D into the rectangular cross section of the tunnel excavator 1 by dividing into 4 parts of 2 steps | paragraphs in the up-down direction, and 2 rows in the left-right direction. The number of divisions and the division form are not limited. For example, the small-section excavation section may be divided into six sections of two rows in the vertical direction and three rows in the horizontal direction. In short, the size of the small section excavation section, the number of divisions, and the like may be set in correspondence with the rectangular section shape of the outer shell body 2.

また、本実施の形態ではトンネル掘削機1を矩形断面としているが、矩形であることに制限されることはなく、例えば外殻体が円形をなし、内部の小断面掘削区画の開口形状(開閉蓋3の形状も同様)を正面視で四角形状とする開放型のトンネル掘削機としてもよい。
さらに、本実施の形態では符号1A、1B、1C、1Dの順番で小断面掘削区画を掘削しているが、このような施工順に限定されず、例えば上段の2列の小断面掘削区画1A、1Cを先に掘削してから、下段の2列の小断面掘削区画1B、1Dを掘削するようにしてもかまわない。また、小断面掘削区画の掘削順序については、地山状態に応じて適宜決めればよい。
In this embodiment, the tunnel excavator 1 has a rectangular cross section. However, the tunnel excavator 1 is not limited to a rectangular cross section. For example, the outer shell has a circular shape, and the opening shape of the internal small cross section excavation section (opening / closing) The shape of the lid 3 is also the same, and an open type tunnel excavator having a quadrangular shape in front view may be used.
Further, in the present embodiment, the small-section excavation sections are excavated in the order of reference numerals 1A, 1B, 1C, and 1D, but the order is not limited to such a construction order, for example, two rows of small-section excavation sections 1A, After excavating 1C first, the lower two rows of small section excavation sections 1B and 1D may be excavated. Moreover, what is necessary is just to determine suitably according to the natural ground state about the excavation order of a small section excavation section.

また、本実施の形態では複数(4つ)の小断面掘削区画1A〜1Dのうち1区画ずつ順に単独で開閉蓋3を開けて掘削する施工方法、つまり、切羽に対する開放面積を最小にして施工を行う方法としているが、切羽の地山が自立していて緩みがほとんどないような良好な地山である場合などでは、例えば二つの小断面掘削区画の開閉蓋を同時に開けて掘削するようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, one of the plurality (four) of small cross-section excavation sections 1A to 1D is constructed in order to excavate by opening the open / close lid 3 in order, that is, with a minimum open area to the face. For example, when the natural ground of the face is self-supporting and is a good natural ground with almost no looseness, for example, open and close the lids of the two small section excavation sections at the same time. May be.

さらにまた、本実施の形態では、すべての小断面掘削区画1A〜1Dにおいてエアバック4を膨張させて、切羽を押圧するようにしているが、例えば分割した小断面掘削区画のうち崩落のおそれのない地山であることが確認されるような場合には、掘削後にエアバック4を膨張させて切羽を所定の圧力で押圧させる作業工程を行わなくてもよい。また、小断面掘削区画のうち最後に掘削する区画では、掘削後の早い時間内で外殻体2を前進させて開閉蓋3を切羽に当接する位置に移動させることができることから、掘削した切羽の開放時間が少なくてすみ、切羽の崩落のおそれが小さい場合があり、このような場合にはエアバック4による切羽の押圧工程を行わなくてもかまわない。   Furthermore, in this embodiment, the airbag 4 is inflated in all the small cross-section excavation sections 1A to 1D to press the face, but for example, there is a risk of collapse in the divided small cross-section excavation sections. In the case where it is confirmed that there is no natural ground, it is not necessary to perform an operation step of inflating the airbag 4 after excavation and pressing the face with a predetermined pressure. Moreover, in the section excavated last among the small section excavation sections, the outer shell body 2 can be moved forward and the opening / closing lid 3 can be moved to a position in contact with the face within an early time after the excavation. In some cases, the face may not be collapsed. In such a case, the face pressing process by the airbag 4 may be omitted.

本発明の実施の形態によるトンネル掘削機の全体概要を示す側面図である。1 is a side view showing an overall outline of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention. 図1に示すトンネル掘削機の正面図である。It is a front view of the tunnel excavator shown in FIG. 開閉蓋の前面に設けられるエアバックの側面図であって、(a)は縮小した状態を示す図、(b)は膨張した状態を示す図である。It is a side view of the airbag provided in the front surface of an opening-and-closing lid, Comprising: (a) is a figure which shows the state which shrunk | reduced, (b) is a figure which shows the expanded state. (a)、(b)はトンネル掘削機による掘進工程を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the excavation process by a tunnel excavator. (a)、(b)は図4(b)に続く掘進工程を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the excavation process following FIG.4 (b). (a)、(b)は掘削後に外殻体を前進させる状態を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the state which advances an outer shell after excavation.

符号の説明Explanation of symbols

1 トンネル掘削機
1A〜1D 小断面掘削区画
2 外殻体
3 開閉蓋
4 エアバック(押圧手段、膨張袋体)
5 スライドフード
42 リリーフ弁
S セグメント(覆工体)
Ga 切羽面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel excavator 1A-1D Small-section excavation section 2 Outer shell body 3 Opening-closing lid 4 Air bag (pressing means, expansion bag body)
5 Slide hood 42 Relief valve S segment (lining body)
Ga facet

Claims (4)

切羽側に開口を設けて掘削するための開放型トンネル掘削機であって、
トンネル断面を複数の小断面掘削区画に分割させてなる外殻体と、
前記小断面掘削区画の切羽側の開口を開閉させる開閉蓋と、
該開閉蓋の前面に設けられていて、切羽を押圧した状態を維持しつつ前記外殻体を推進可能とする押圧手段と、
を備え
前記押圧手段は、前記小断面掘削区画のそれぞれに設けられた前記開閉蓋に設けられ、内部に流体を流入させることで膨張可能とされる膨張袋体であり、
前記膨張袋体のそれぞれが単独で膨張可能であり、
前記外殻体の前進時には、前記膨張袋体の内部の流体を抜いて縮小させつつ、前記膨張袋体内を一定の圧力の状態で保持することを特徴とする開放型トンネル掘削機。
An open tunnel excavator for excavating with an opening on the face side,
An outer shell formed by dividing the tunnel cross section into a plurality of small cross section excavation sections;
An opening and closing lid for opening and closing the opening on the face side of the small section excavation section;
A pressing means that is provided on the front surface of the opening / closing lid, and that can propel the outer shell while maintaining a state in which the face is pressed;
Equipped with a,
The pressing means is an inflatable bag body that is provided on the opening / closing lid provided in each of the small-section excavation sections and is inflatable by allowing a fluid to flow inside.
Each of the inflatable bag bodies can be inflated independently,
Said outer During advancement of the shell, while reducing by far the fluid inside the said expansion bag, open tunnel boring machine characterized that you hold the inflation bag body in a state of constant pressure.
前記外殻体の上部に切羽側に向けて突出可能なスライドフードが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の開放型トンネル掘削機。 The open-type tunnel excavator according to claim 1, wherein a slide hood capable of projecting toward the face side is provided on an upper portion of the outer shell body. 前記膨張袋体には、その膨張袋体が所定圧以上となったときに内部の流体を抜いて減圧させるリリーフ弁が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の開放型トンネル掘削機。 The open type according to claim 1 or 2, wherein the expansion bag body is provided with a relief valve that draws out an internal fluid and depressurizes when the expansion bag body reaches a predetermined pressure or more. Tunnel excavator. トンネル断面を複数の小断面掘削区画に分割させてなる外殻体と、前記小断面掘削区画の切羽側の開口を開閉させる開閉蓋と、該開閉蓋の前面に設けられていて、切羽を押圧した状態を維持しつつ前記外殻体を推進可能とする押圧手段と、を備え、前記押圧手段は、前記小断面掘削区画のそれぞれに設けられた前記開閉蓋に設けられ、内部に流体を流入させることで膨張可能とされる膨張袋体であり、前記膨張袋体のそれぞれが単独で膨張可能である開放型トンネル掘削機を用いたトンネル掘削方法であって、An outer shell body obtained by dividing a tunnel cross section into a plurality of small cross section excavation sections, an open / close lid that opens and closes the opening on the face side of the small cross section excavation section, and a front face of the open / close lid that presses the face Pressing means that can propel the outer shell body while maintaining the state, and the pressing means is provided in the opening / closing lid provided in each of the small-section excavation sections, and allows fluid to flow into the inside. A tunnel excavation method using an open-type tunnel excavator in which each of the inflatable bag bodies can be inflated independently,
複数の前記小断面掘削区画のうち一部の開閉蓋を開けて、その開口から切羽の地山を掘削し、その後に前記開閉蓋を閉鎖しつつ該開閉蓋の前面に設けている前記膨張袋体によって切羽を所定の押圧力で押圧する工程と、The expansion bag provided on the front surface of the open / close lid while opening a part of the open / close lid of the plurality of small section excavation sections, excavating the ground of the face from the opening, and then closing the open / close lid Pressing the face with a predetermined pressing force by the body;
他の小断面掘削区画の開閉蓋を開けて、その開口から切羽の地山を掘削し、その後に前記開閉蓋を閉鎖しつつ該開閉蓋の前面に設けている前記膨張袋体によって切羽を所定の押圧力で押圧する工程と、Opening the opening / closing lid of another small section excavation section, excavating the ground of the cutting face from the opening, and then closing the opening / closing lid, the face is predetermined by the expansion bag body provided in front of the opening / closing lid Pressing with a pressing force of
を備え、With
前記小断面掘削区画の全てを掘削し、その小断面掘削区画のうち切羽崩落のおそれがある前面のすべてを前記膨張袋体によって押圧状態にした後、前記外殻体の前進時には、前記膨張袋体の内部の流体を抜いて縮小させ、前記膨張袋体内を一定の圧力の状態で保持しつつ前記開放型トンネル掘削機を推進させるようにしたことを特徴とするトンネル掘削方法。After excavating all of the small-section excavation section and pressing all of the front surface of the small-section excavation section where there is a risk of collapsing the face with the expansion bag body, when the outer shell body moves forward, the expansion bag A tunnel excavation method characterized in that the fluid inside the body is drawn and reduced to propel the open-type tunnel excavator while holding the inside of the inflated bag at a constant pressure.
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