JP6685214B2 - Tunnel excavation method and tunnel excavator - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル掘削方法及びトンネル掘削機に関し、詳しくは、不良地山に遭遇したときの掘削技術に関する。   The present invention relates to a tunnel excavation method and a tunnel excavator, and more particularly, to an excavation technique when a bad ground is encountered.

カッタヘッドを回転させて地山を全断面掘削するトンネル掘削機であって、坑壁に押し当てたグリッパによって、又は、セグメント等を組立てて構築された覆工体に押し当てたジャッキやグリッパによって掘進するための反力を得るトンネルボーリングマシン(Tunnel Boring Machines:TBM)を用いるトンネル施工方法(TBM工法)は、岩盤にトンネルを造る場合であって短い工期が要求される場合に採用される工法として知られている。
しかし、TBM工法では、軟弱地盤などの不良地山に遭遇したときに、切羽の崩落などによってカッタヘッドでは掘削できなくなり、また、切羽でコンクリート吹付等の支保作業ができなくなることで、掘進不能になる場合があった。
It is a tunnel excavator that rotates the cutter head to excavate all the ground in a cross section, by a gripper pressed against the mine wall, or by a jack or gripper pressed against a lining body constructed by assembling segments etc. The tunnel construction method (TBM method) that uses tunnel boring machines (TBM) that obtains reaction force for excavation is adopted when a tunnel is built in rock and a short construction period is required. Known as.
However, in the TBM method, when encountering poor ground such as soft ground, the cutter head cannot excavate due to the collapse of the cutting face, and the supporting face such as concrete spraying cannot be carried out by the cutting face, making it impossible to proceed with digging. There was a case.

そのような場合において、例えば、特許文献1には、カッタヘッドに、掘削機本体内と地山の切羽側とを連通させる開口部を設け、軟弱地盤に遭遇したときに、掘進を一旦停止して地山改良を行い、その後、前記開口部からトンネル掘削機とは別体の機材及び小型機械を切羽側に運び入れて軟弱地盤の掘削を行わせる、トンネル掘削機が開示されている。   In such a case, for example, in Patent Document 1, the cutter head is provided with an opening that allows the inside of the excavator body to communicate with the face of the ground, and when the soft ground is encountered, the excavation is temporarily stopped. There is disclosed a tunnel excavator for improving the ground, and then carrying equipment and a small machine, which are separate from the tunnel excavator, from the opening to the face of the face to excavate the soft ground.

また、特許文献2には、トンネルボーリングマシンの回転ディスクカッタを外周部カッタヘッドと中心部カッタヘッドに分割し、前者から後者を着脱自在に設置し、常態では外周部と中心部カッタヘッドにより掘削し、常態で対応できない非常時には中心部カッタヘッドを切り離して、前方に開いた切羽をトンネルボーリングマシンの内部から先行掘削を可能にしたトンネルボーリングマシンが開示されている。   Further, in Patent Document 2, a rotary disk cutter of a tunnel boring machine is divided into an outer peripheral cutter head and a central cutter head, and the latter is detachably installed from the former, and normally, the outer peripheral portion and the central cutter head are used for excavation. However, there is disclosed a tunnel boring machine in which the central cutter head is separated in an emergency that cannot be normally handled, and the face opened forward is allowed to be pre-excavated from the inside of the tunnel boring machine.

特開2015−121034号公報JP, 2015-121034, A 特許第5642130号公報Japanese Patent No. 5642130

ここで、大径のトンネルを掘削する場合には、上記特許文献1,2に示唆されるような、カッタヘッドの開口からバックホーなどの自走式建設機械を切羽側に入れて軟弱地盤の掘削を行わせる工法を適用できるが、係る工法は、TBMのカッタヘッドによる掘削と、自走式建設機械による掘削との間での変更が効率的に行えないためトンネルの掘削には不向きである、という問題があった。
本願発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、トンネルをTBM工法で掘削するときに、トンネル掘削機のカッタヘッドによる掘削と自走式建設機械などの補助掘削機による補助掘削とを容易に(短時間に)変更でき、これにより不良地山を効率的に突破できる、トンネル掘削方法及びトンネル掘削機を提供することを目的とする。
Here, when excavating a large-diameter tunnel, a self-propelled construction machine such as a backhoe is inserted from the opening of the cutter head to the face of the face to excavate soft ground, as suggested in Patent Documents 1 and 2 above. Can be applied, but such a construction method is not suitable for excavating a tunnel because the exchanging between excavation by the cutter head of TBM and excavation by a self-propelled construction machine cannot be performed efficiently. There was a problem.
The present invention has been made in view of the above problems and facilitates excavation by a cutter head of a tunnel excavator and auxiliary excavation by an auxiliary excavator such as a self-propelled construction machine when excavating a tunnel by a TBM method. It is an object of the present invention to provide a tunnel excavation method and a tunnel excavation machine that can be changed to (in a short time) and can efficiently break through a poor ground.

そのため、本発明に係るトンネル掘削方法は、その第1態様において、胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機によってトンネルを掘削する方法であって、腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に設置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネルを掘進する補助掘削工程を含む。前記腕体が突き出される前記開口部は、前記カッタヘッドの前方に向けて押し開けられる開閉扉によって開閉可能に構成され、前記補助掘削工程は、前記開閉扉を前記カッタヘッドの前方に向けて押し開ける開放工程を含む。 Therefore, in the tunnel excavation method according to the present invention, in the first aspect, the cutter head is rotatably mounted on the front part of the body to obtain a reaction force for propelling it from the pit wall or the lining body. A method of excavating a tunnel by means of: installing an auxiliary excavator for excavating by a working device at the tip of an arm in the body, and providing an opening that can be opened and closed in the cutter head, and the opening is opened. And an auxiliary excavation step in which the arm body is protruded forward to excavate the ground by the working device to advance the tunnel. The opening from which the arm is projected is configured to be openable / closable by an opening / closing door that is pushed open toward the front of the cutter head, and the auxiliary excavation step directs the opening / closing door toward the front of the cutter head. Including an opening process of pushing open.

本発明に係るトンネル掘削方法は、その第2態様において、胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機によってトンネルを掘削する方法であって、腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に設置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネルを掘進する補助掘削工程を含む。前記開口部は開閉扉によって開閉可能に構成され、前記補助掘削工程は、前記トンネル掘削機を後退させる後退工程と、前記後退工程の後に前記開閉扉を開ける開放工程と、を含む In the tunnel excavation method according to the present invention, in a second aspect thereof, a cutter head is rotatably mounted on a front portion of a body to obtain a reaction force for propelling from a tunnel wall or a lining body by a tunnel excavator. A method of excavating, wherein an auxiliary excavator for excavating by a working device at the tip of an arm is installed in the body, and an opening portion that can be opened and closed is provided in the cutter head, and the opening portion is opened. It includes an auxiliary excavation step of projecting an arm forward and excavating the ground by the working device to advance the tunnel. The opening is configured to be opened and closed by the open door closing, the auxiliary drilling step includes a retracting step of retracting the tunnel boring machine, and a open Keru opening step of the door after the retraction step.

一方、本発明に係るトンネル掘削機は、その一態様として、胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機であって、腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に配置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネル掘進を行えるよう構成した。ここで、前記腕体が突き出される前記開口部は、前記カッタヘッドの前方に向けて押し開けられる開閉扉によって開閉可能に構成される。 On the other hand, the tunnel excavator according to the present invention, as one aspect thereof, is a tunnel excavator in which a cutter head is rotatably mounted on a front portion of a body to obtain a reaction force for propelling it from a pit wall or a lining body. There, an auxiliary excavator for excavating with a working device at the tip of the arm is arranged in the body, and an opening part that can be opened and closed is provided in the cutter head, and the arm part is opened forward from the opened opening part. The work device is constructed so that the ground can be excavated and tunneling can be performed. Here, the opening from which the arm body is projected is configured to be opened and closed by an opening / closing door that is pushed open toward the front of the cutter head.

本発明のトンネル掘削方法によると、カッタヘッドによる掘削に代えて、補助掘削機の腕体をカッタヘッドの開口部から突き出して腕体先端の作業装置によって地山を掘削することができる。そのため、不良地山に遭遇したときに、カッタヘッドによる掘削に代えて、補助掘削機によって掘削することができるので、不良地山を突破してトンネルを掘進することで可能になる。
また、補助掘削機は、腕体をカッタヘッドの開口部から突き出して掘削を行うことが可能であり、トンネル掘削機のカッタヘッドによる掘削と補助掘削機による補助掘削とを容易に(短時間に)変更できるため、不良地山を効率的に突破できる。
According to the tunnel excavation method of the present invention, instead of excavation by the cutter head, the arm of the auxiliary excavator can be protruded from the opening of the cutter head to excavate the ground by the working device at the tip of the arm. Therefore, when a bad ground is encountered, it can be excavated by an auxiliary excavator instead of excavating by the cutter head. Therefore, it is possible to break through the bad ground and proceed through the tunnel.
In addition, the auxiliary excavator can perform excavation by protruding the arm body from the opening of the cutter head, and easily perform excavation by the cutter head of the tunnel excavator and auxiliary excavation by the auxiliary excavator (in a short time). ) Because it can be changed, it is possible to efficiently break through bad ground.

本発明の実施形態におけるTBMの上面図である。It is a top view of TBM in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるTBMの側面図である。It is a side view of TBM in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるカッタヘッドの正面図である。It is a front view of the cutter head in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における排土コンベアの設置構造を示すTBMの横断面図である。It is a cross-sectional view of TBM which shows the installation structure of the earth discharging conveyor in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるエキスカベータ(補助掘削機)の上面斜視図である。It is a top perspective view of the excavator (auxiliary excavator) in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるエキスカベータの底面斜視図である。It is a bottom perspective view of the excavator in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるエキスカベータのクランプボックスのクランプ構造を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing a clamp structure of the clamp box of the excavator in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるエキスカベータのクランプボックスの後輪構造を示す背面図である。It is a rear view showing the rear wheel structure of the clamp box of the excavator in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるTBMによるトンネル掘削の手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the procedure of tunnel excavation by TBM in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるカッタヘッドによる掘削状態(標準掘削工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the excavation state (standard excavation process) by the cutter head in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における補助掘削工程の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the auxiliary excavation process in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における補助掘削準備工程の手順を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a procedure of an auxiliary drilling preparation process in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における不良地山に遭遇したときの地山改良作業(地山改良工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ground improvement work (ground improvement process) when a bad ground is encountered in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるカッタヘッドを後退させる前の準備作業(後退準備工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the preparatory work (retraction preparation process) before retracting a cutter head in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるカッタヘッドの後退作業(後退工程)及び吹き付け作業(地山改良工程、吹付工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the retracting | retreat work (retracting process) of the cutter head and the spraying work (ground improvement process, spraying process) in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるエキスカベータによる掘削を開始する前の準備作業(補助掘削準備工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the preparatory work (auxiliary excavation preparation process) before starting excavation by the excavator in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるエキスカベータを前進させる作業(エキスカベータ前進工程)及びエキスカベータによる土砂の排出作業(エキスカベータによるズリ排出工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the work which advances an excavator in the embodiment of this invention (excavator advance process), and the discharge work of the earth and sand by an excavator (sludge discharge process by an excavator). 本発明の実施形態におけるスカート部の設置場所での手作業による土砂作業(手作業によるズリ排出工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the earth-and-sand work by manual work (sliding discharge process by manual work) in the installation place of the skirt part in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるカッタヘッドの開口部を開放する作業(開放工程)、排土コンベアにスカート部を配設する作業(スカート部配設工程)、及び排土コンベアの移設作業(コンベア移設工程)を説明するための図である。In the embodiment of the present invention, the operation of opening the opening of the cutter head (opening step), the operation of arranging the skirt portion on the earth discharging conveyor (skirt portion arranging step), and the operation of transferring the earth discharging conveyor (conveyor transferring step) ) Is a diagram for explaining FIG. 本発明の実施形態におけるカッタヘッドの開口部の全領域を開放した状態(開放工程)を説明するためのカッタヘッドの正面図である。FIG. 6 is a front view of the cutter head for explaining a state (opening step) in which the entire area of the opening of the cutter head is opened in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるエキスカベータを前進させる作業(前進工程)及びエキスカベータによる掘削(補助掘削工程)の初期段階を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the work which advances an excavator in an embodiment of this invention (advance process), and the initial stage of the excavator's excavation (auxiliary excavation process). 本発明の実施形態におけるエキスカベータによる掘削(補助掘削工程)において摺動ジャッキを伸長させた掘削状態を説明するための図であるIt is a figure for demonstrating the excavation state which extended the sliding jack in the excavator excavator excavation (auxiliary excavation process) in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるグリッパの盛替えによるTBMの推進状態(推進工程)及び、胴体の連結作業(連結工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the propulsion state (propulsion process) of TBM by the gripper rearrangement in an embodiment of the present invention, and the connection work (connection process) of a fuselage. 本発明の実施形態におけるエキスカベータを用いたコンクリートなどの吹付け作業(ノズル取付工程、吹付工程)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the spraying work (nozzle mounting process, spraying process) of concrete etc. which used the excavator in embodiment of this invention.

以下では、図面を参照して、本発明に係るトンネル掘削方法及びトンネル掘削機の実施形態を説明する。
まず、本発明に係るトンネル掘削機の一態様としてのトンネルボーリングマシン(Tunnel Boring Machines:TBM)100を、図1−図8を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of a tunnel excavation method and a tunnel excavation machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a tunnel boring machine (TBM) 100 as one aspect of a tunnel excavator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.

TBM100は、胴体110の前部にカッタヘッド120が駆動回転可能に装着され、坑壁にグリッパ(グリッパシュー)132を押し当てて推進するための反力を得るトンネル掘削機であって、例えば直径が3m〜4m程度の小型の全断面トンネル掘進機である。但し、TBM100の直径は3m〜4mに限定されるものではなく、より大きな直径のTBM100に本実施形態と同様な構造を適用できる。
円筒形状をなす胴体110は、前胴111と後胴112とからなり、前胴111の前部にカッタヘッド120がメインベアリング113によって駆動回転可能に取り付けられていている。
The TBM 100 is a tunnel excavator in which a cutter head 120 is rotatably mounted on a front portion of a body 110, and a reaction force for pushing a gripper (gripper shoe) 132 against a pit wall to obtain a thrust is obtained. Is a small-sized full-section tunnel excavator of about 3 to 4 m. However, the diameter of the TBM 100 is not limited to 3 m to 4 m, and the same structure as this embodiment can be applied to the TBM 100 having a larger diameter.
The cylindrical body 110 is composed of a front body 111 and a rear body 112, and a cutter head 120 is attached to a front portion of the front body 111 by a main bearing 113 so as to be rotatable.

カッタヘッド120の前部には、地山をせん断破壊するローラカッタ121aが複数枢着され、また、切羽下部に溜まった掘削ズリを掻き込むスクレーパ121bが周縁部に等間隔で配設され、スクレーパ121bの背後には、掘削ズリを掬い込んで取り込むためのバケット(図示せず)が設けられる。
そして、カッタヘッド120は、カッタヘッド駆動モータ122によって胴体110の軸心回りに回転駆動される。
A plurality of roller cutters 121a for shearing and breaking the natural ground are pivotally attached to the front part of the cutter head 120, and scrapers 121b for scraping excavation scraps accumulated under the cutting face are arranged at equal intervals on the peripheral edge. Behind 121b, a bucket (not shown) for picking up and taking in the excavation scrap is provided.
Then, the cutter head 120 is rotationally driven about the axis of the body 110 by the cutter head drive motor 122.

前胴111と後胴112との嵌合部は、複数個のアーティキュレートジャッキ115にて連結され、アーティキュレートジャッキ115を選択的に伸縮させることで、後胴112に対して前胴111が屈曲できるよう構成されている。
カッタヘッド120の後方に延びるメインビーム130の前部には、カッタヘッド120が回転自在に支承されていて、メインビーム130の後部にはグリッパ装置133が前後方向に摺動可能に支持されている。
The fitting portions of the front body 111 and the rear body 112 are connected by a plurality of articulate jacks 115, and the front body 111 is bent with respect to the rear body 112 by selectively expanding and contracting the articulate jacks 115. It is configured to be able to.
The cutter head 120 is rotatably supported on the front part of the main beam 130 extending to the rear of the cutter head 120, and the gripper device 133 is supported on the rear part of the main beam 130 so as to be slidable in the front-rear direction. .

グリッパ装置133は、グリッパジャッキ131によってグリッパ132を径方向に張り出すことで、グリッパ132を坑壁に押し当てて掘進反力を得る装置である。
スラストジャッキ140の一端はグリッパ装置133に連結され、他端はグリッパ装置133よりも前方のメインビーム130に連結されている。
また、後胴112の後部には、支保工161をトンネルの内壁面(坑壁)150に組み付けるエレクタ装置160が設けられている。
The gripper device 133 is a device that pushes the gripper 132 against the pit wall to obtain a digging reaction force by radially extending the gripper 132 by the gripper jack 131.
One end of the thrust jack 140 is connected to the gripper device 133, and the other end is connected to the main beam 130 in front of the gripper device 133.
Further, at the rear part of the rear body 112, an erector device 160 for assembling the support structure 161 to the inner wall surface (mine wall) 150 of the tunnel is provided.

また、メインビーム130の前部には、カッタヘッド120内に取り込まれた土砂(ずり)を受け取るホッパシュート170が設けられ、更に、メインビーム130に一体的に設けた矩形断面状のコンベアケース139内に排土コンベア(ベルトコンベア)180が配設され、排土コンベア180は、ホッパシュート170にて受け取られた土砂を後方へ搬出する。   In addition, a hopper chute 170 for receiving the earth and sand (sliding) taken into the cutter head 120 is provided in the front part of the main beam 130, and further, a conveyor case 139 having a rectangular cross section provided integrally with the main beam 130. An earth discharging conveyor (belt conveyor) 180 is disposed inside, and the earth discharging conveyor 180 carries out the earth and sand received by the hopper chute 170 to the rear.

また、グリッパ装置133よりも後側のメインビーム130には、突出作動時に坑壁150に当接して坑壁150からローリング反力を受ける、リヤサポート190を設けてある。
更に、TBM100の後ろには、油圧装置、電気設備、排土装置、給水設備などを搭載した後続台車(図示省略)が接続される。
Further, a rear support 190 is provided on the main beam 130 on the rear side of the gripper device 133 so as to come into contact with the pit wall 150 and receive a rolling reaction force from the pit wall 150 during the projecting operation.
Further, behind the TBM 100, a trailing carriage (not shown) equipped with a hydraulic device, electric equipment, an earth discharging device, a water supply equipment, etc. is connected.

TBM100による基本的な掘進サイクル(標準掘削工程、標準トンネル掘進工程)は、以下の通りである。
まず、グリッパ132を坑壁に押し当てリヤサポート190を収縮させた状態で、回転駆動されるカッタヘッド120で地山を掘削しながらスラストジャッキ140を伸長させることで、トンネルを掘進する(トンネル掘進工程)。
なお、本実施形態のTBM100は、グリッパ132を坑壁に押し当てた状態でスラストジャッキ140を伸長させることでトンネルを掘進する形態であるが、坑壁がセグメント等により構成された覆工体で覆われている場合は、グリッパ132を覆工体に押し当てた状態でスラストジャッキ140を伸長させることでトンネルを掘進する形態、若しくは、覆工体にスラストジャッキを直接押し当てた状態でスラストジャッキ140を伸長させることでトンネルを掘進する形態とすることができる。
また、図1、図2に示すように、後胴112の周縁部に複数の推進ジャッキ171を周方向に互いに間隔を空けて配置し、推進ジャッキ171のロッド先端をセグメント等により構成された覆工体に当接させた状態で推進ジャッキ171を伸長動作させることにより、掘進反力を得ることができる。つまり、TBM100は、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得てトンネルを掘進する。
The basic excavation cycle (standard excavation process, standard tunnel excavation process) by the TBM 100 is as follows.
First, in a state in which the gripper 132 is pressed against the mine wall and the rear support 190 is contracted, the thrust jack 140 is extended while excavating the natural ground by the cutter head 120 that is driven to rotate, thereby digging the tunnel (tunnel digging). Process).
The TBM 100 of the present embodiment is a form in which the thrust jack 140 is extended while the gripper 132 is pressed against the mine wall to dig a tunnel, but the mine wall is a lining body composed of segments or the like. If it is covered, the thrust jack 140 is extended while the gripper 132 is pressed against the lining body to extend the tunnel, or the thrust jack is directly pressed against the lining body. It is possible to form a tunnel by extending 140.
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of propulsion jacks 171 are circumferentially spaced from each other in the peripheral portion of the rear body 112, and the rod tip of the propulsion jack 171 is covered with a segment or the like. When the propulsion jack 171 is extended while being brought into contact with the work body, a digging reaction force can be obtained. That is, the TBM 100 digs into the tunnel by obtaining a reaction force for propelling it from the pit wall or the lining body.

スラストジャッキ140が設定長さまで伸長されると、カッタヘッド120の回転駆動を停止し、グリッパジャッキ131を収縮させてグリッパ132を坑壁から離間させる一方で、リヤサポート190を伸長させて坑壁150に当接させる。そして、係る状態でスラストジャッキ140を収縮させてグリッパ装置133(グリッパジャッキ131及びグリッパ132)をカッタヘッド120側に引き寄せ、その後グリッパジャッキ131を伸長させてグリッパ132を坑壁に押し当て、また、リヤサポート190を収縮させる(グリッパ盛替え工程)。
グリッパ盛替えが終了すると、カッタヘッド120を回転駆動させながらスラストジャッキ140を伸長させてトンネル掘進を再開させ、係るトンネル掘進工程とグリッパ盛替え工程とを繰り返す。
つまり、カッタヘッド120によってトンネルを掘進する標準掘削工程は、グリッパ132によって掘進反力を得ながらスラストジャッキ140を伸長させてカッタヘッド120を切羽に押し当て、回転駆動されるカッタヘッド120によって地山を掘削するトンネル掘進工程と、グリッパ132の坑壁に対する押し当て位置を切羽に近い側に移設するグリッパ盛替え工程とを繰り返すことで、トンネルを掘進する。
When the thrust jack 140 is extended to the set length, the rotational driving of the cutter head 120 is stopped, the gripper jack 131 is contracted to separate the gripper 132 from the pit wall, while the rear support 190 is extended to extend the pit wall 150. Abut. Then, in such a state, the thrust jack 140 is contracted to pull the gripper device 133 (the gripper jack 131 and the gripper 132) toward the cutter head 120 side, and then the gripper jack 131 is extended to press the gripper 132 against the pit wall. The rear support 190 is contracted (gripping tool rearrangement process).
When the gripper rearrangement is completed, the thrust jack 140 is extended while rotating the cutter head 120 to restart the tunnel excavation, and the tunnel excavation step and the gripper rearrangement step are repeated.
That is, in the standard excavation process of excavating the tunnel by the cutter head 120, the thrust jack 140 is extended while the excavation reaction force is obtained by the gripper 132 to press the cutter head 120 against the face, and the cutter head 120 that is driven to rotate is grounded. The tunnel is excavated by repeating the tunnel excavation process of excavating the tunnel and the gripper reshuffling process of moving the pressing position of the gripper 132 against the mine wall to the side closer to the face.

TBM100は、前述した基本構成に加えて、カッタヘッド120による全断面掘削が困難な不良地山(軟弱地盤)に遭遇したときに、カッタヘッド120に代わってトンネル掘削を行うための補助掘削機としてエキスカベータ200が胴体110内に配置されている。補助掘削機としては、エキスカベータの他、バケット式掘削機、ブレーカ式掘削機等を用いることができる。
エキスカベータ200は、腕体の先端に作業装置を取り付けた掘削機であり、図5−図8を参照して詳細に説明する。
In addition to the basic configuration described above, the TBM 100 is an auxiliary excavator for performing tunnel excavation on behalf of the cutter head 120 when encountering a poor ground (soft ground) where it is difficult to excavate the entire cross section by the cutter head 120. The excavator 200 is arranged in the body 110. As the auxiliary excavator, a bucket excavator, a breaker excavator, or the like can be used in addition to the excavator.
The excavator 200 is an excavator in which a working device is attached to the tip of an arm, and will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8.

メインビーム130には、TBM100の前後方向に沿って延設される左右一対のレール135が一体的に設けられ、エキスカベータ200の機械本体部は、レール135に対し移動可能に支持される。
エキスカベータ200は、機械本体部を構成するクランプボックス210、クランプボックス210に対して俯仰及び旋回が可能に支持されるサポートフレーム220、サポートフレーム220に対して摺動可能に支持されるブーム230、ブーム230の先端にチルト可能に取り付けられるバケット240などを含んで構成される。
なお、本実施形態において、補助掘削機としてのエキスカベータ200の腕体は、サポートフレーム220とブーム230とで形成される。
The main beam 130 is integrally provided with a pair of left and right rails 135 extending along the front-rear direction of the TBM 100, and the machine body of the excavator 200 is movably supported by the rails 135.
The excavator 200 includes a clamp box 210 that constitutes a main body of the machine, a support frame 220 that is supported so that the clamp box 210 can be raised and lowered, and a boom 230 that is slidably supported by the support frame 220. , A bucket 240 that is attached to the tip of the boom 230 so as to be tiltable, and the like.
In the present embodiment, the arm of the excavator 200 as an auxiliary excavator is formed by the support frame 220 and the boom 230.

クランプボックス210は、レール135に沿って前後方向に移動するための一対の前輪211及び一対の後輪212を備える。
更に、クランプボックス210は、前輪211と後輪212との間でレール135を左右から挟み込む内クランプ213及び外クランプ214の組み合わせを4対備えていて、内クランプ213及び外クランプ214によって、レール135上の任意の位置にクランプボックス210を固定でき、また、クランプボックス210を移動させて停止させるときに制動を作用させることができるよう構成されている。
The clamp box 210 includes a pair of front wheels 211 and a pair of rear wheels 212 for moving in the front-rear direction along the rails 135.
Further, the clamp box 210 includes four pairs of combinations of an inner clamp 213 and an outer clamp 214 that sandwich the rail 135 between the front wheel 211 and the rear wheel 212 from the left and right. The clamp box 210 can be fixed to any position above, and braking can be applied when the clamp box 210 is moved and stopped.

前輪211は、クランプボックス210のサポートフレーム220側(前側)の左右端に、左右方向に延びる回転軸回りに回転可能に支持され、その踏面がレール135の頭部に接触しながら回転する。
また、前輪211は、図外の油圧モータで回転駆動される駆動輪であり、前輪211が回転駆動されることで、クランプボックス210はレール135上を自走して前後方向に移動する。
The front wheel 211 is rotatably supported at the left and right ends of the clamp box 210 on the support frame 220 side (front side) so as to be rotatable around a rotation axis extending in the left-right direction, and its tread surface rotates while contacting the head of the rail 135.
The front wheel 211 is a drive wheel that is rotationally driven by a hydraulic motor (not shown). When the front wheel 211 is rotationally driven, the clamp box 210 self-propels on the rail 135 and moves in the front-rear direction.

一方、後輪212は、サポートフレーム220が設けられる側とは逆側(後側)のクランプボックス210の左右端に、回転可能に支持される。
各レール135の外側側面(2つのレール135が相互に対向する面とは反対側の面)
には、溝部136が前後方向に沿って延びるように凹陥形成されていて、溝部136の横断面は底面と開放面とが平行で底面側が開放面側よりも狭い(開放面に向けて拡がる)台形をなす。そして、後輪212は、溝部136の上側傾斜面136aに踏面が接触して回転するよう構成された非駆動輪である。
On the other hand, the rear wheel 212 is rotatably supported by the left and right ends of the clamp box 210 on the opposite side (rear side) to the side on which the support frame 220 is provided.
Outer side surface of each rail 135 (the surface opposite to the surface where the two rails 135 face each other)
The groove 136 is recessed so as to extend along the front-rear direction, and the cross section of the groove 136 is parallel to the bottom surface and the open surface, and the bottom surface side is narrower than the open surface side (expands toward the open surface). Form a trapezoid. The rear wheel 212 is a non-driving wheel configured such that the tread surface comes into contact with the upper inclined surface 136a of the groove 136 and rotates.

後輪212のユニットは、クランプボックス210に対して揺動可能に支持され、後輪押付けジャッキ218を伸長させることで上側傾斜面136aに後輪212の踏面が押し付けられ、後輪押付けジャッキ218を収縮させることで、上側傾斜面136aから後輪212の踏面が離間するように構成されている。
つまり、後輪押付けジャッキ218を伸長させて上側傾斜面136aに後輪212の踏面が押し付けられる状態で、後輪212の回転軸は、上側傾斜面136aに平行で水平面に対して斜めに交差し、後輪押付けジャッキ218を収縮させると、後輪212の回転軸は、揺動軸回りに外側に向けて揺動し、後輪212の踏面は上側傾斜面136aから離間する。
The unit of the rear wheel 212 is swingably supported with respect to the clamp box 210, and by extending the rear wheel pressing jack 218, the tread surface of the rear wheel 212 is pressed against the upper inclined surface 136a, and the rear wheel pressing jack 218 is moved. By contracting, the tread surface of the rear wheel 212 is separated from the upper inclined surface 136a.
That is, in the state where the rear wheel pressing jack 218 is extended and the tread surface of the rear wheel 212 is pressed against the upper inclined surface 136a, the rotation axis of the rear wheel 212 is parallel to the upper inclined surface 136a and diagonally intersects the horizontal plane. When the rear wheel pressing jack 218 is contracted, the rotation axis of the rear wheel 212 swings outward around the swing axis, and the tread surface of the rear wheel 212 is separated from the upper inclined surface 136a.

係る構成によると、後輪押付けジャッキ218を伸長させている状態では、クランプボックス210の後側を浮き上がらせる方向の力は、上側傾斜面136aに後輪212の踏面を押し付ける力として作用し、前側に重量物であるサポートフレーム220などを支持するクランプボックス210の後側が、前輪211を支点として浮き上がることが抑制される。
また、後輪押付けジャッキ218を収縮させることで、後輪212のユニットが外側に退避した状態となり、係る状態で、クランプボックス210のレール135に対する脱着が可能となる。つまり、クランプボックス210を脱着するとき以外は、後輪押付けジャッキ218を伸長させた状態に保持する。
According to such a configuration, in the state where the rear wheel pressing jack 218 is extended, the force in the direction of lifting the rear side of the clamp box 210 acts as a force for pressing the tread surface of the rear wheel 212 against the upper inclined surface 136a, and the front side. Further, the rear side of the clamp box 210 that supports the support frame 220, which is a heavy object, is prevented from floating around the front wheel 211 as a fulcrum.
Further, by contracting the rear wheel pressing jack 218, the unit of the rear wheel 212 is retracted to the outside, and in this state, the clamp box 210 can be attached to and detached from the rail 135. That is, the rear wheel pressing jack 218 is held in the extended state except when the clamp box 210 is detached.

内クランプ213及び外クランプ214は、レール135を左右から挟み込むようにレール135に押し当てられることで、クランプボックス210を前後方向の任意の位置に固定する機構である。
外クランプ214は、溝部136に形状を合わせた台形部214aを有し、左右一対の外クランプ214の組み合わせ毎に設けられる外レールクランプジャッキ215を伸長させることで台形部214aが溝部136に嵌入してレール135に押し付けられる状態になり、逆に外レールクランプジャッキ215を収縮させることで、台形部214aが溝部136から離間するように、クランプボックス210に対し揺動可能に支持されている。
The inner clamp 213 and the outer clamp 214 are a mechanism for fixing the clamp box 210 at an arbitrary position in the front-rear direction by pressing the rail 135 so as to sandwich the rail 135 from the left and right.
The outer clamp 214 has a trapezoidal portion 214a that matches the shape of the groove 136, and the trapezoidal portion 214a is fitted into the groove 136 by extending the outer rail clamp jack 215 provided for each combination of the pair of left and right outer clamps 214. The trapezoid portion 214a is swingably supported by the clamp box 210 so that the trapezoidal portion 214a is separated from the groove portion 136 by contracting the outer rail clamp jack 215.

一方、内クランプ213は平板な押当面213aを有し、左右一対の内クランプ213の組み合わせ毎に設けられる内レールクランプジャッキ216を伸長させることで、レール135を挟んで外クランプ214の台形部214aと対向するレール135の内側面に押当面213aが押し当てられる状態になり、逆に内レールクランプジャッキ216を収縮させることで、押当面213aがレール135の内側面から離間するように、クランプボックス210に対し揺動可能に支持されている。
つまり、エキスカベータ200による掘削時などのクランプボックス210の位置を固定したいときには、外レールクランプジャッキ215及び内レールクランプジャッキ216を伸長させて内クランプ213及び外クランプ214をレール135に押し当てることで、摩擦抵抗によりクランプボックス210の前後方向への移動を阻止する。
On the other hand, the inner clamp 213 has a flat pressing surface 213a, and by extending the inner rail clamp jack 216 provided for each combination of the pair of left and right inner clamps 213, the trapezoidal portion 214a of the outer clamp 214 with the rail 135 interposed therebetween. The pressing surface 213a is pressed against the inner surface of the rail 135 which faces the rail 135, and the inner rail clamp jack 216 is contracted, so that the pressing surface 213a is separated from the inner surface of the rail 135. It is swingably supported with respect to 210.
That is, when it is desired to fix the position of the clamp box 210 during excavation by the excavator 200, the outer rail clamp jack 215 and the inner rail clamp jack 216 are extended to press the inner clamp 213 and the outer clamp 214 against the rail 135. The frictional resistance prevents the clamp box 210 from moving in the front-rear direction.

一方、クランプボックス210をレール135に沿って移動させるときには、外レールクランプジャッキ215及び内レールクランプジャッキ216を収縮させて、内クランプ213及び外クランプ214によるクランプ状態(レール135への押し付け状態)を解放し、係る状態で前輪211を回転駆動する。
なお、内クランプ213及び外クランプ214によるクランプ状態では、外クランプ214の台形部214aが溝部136に嵌入することで、クランプボックス210が上下方向に位置決めされ、このとき前輪211,211の踏面がレール135,135の頭部から浮いた状態(非接触状態)になるよう構成されている。
On the other hand, when the clamp box 210 is moved along the rail 135, the outer rail clamp jack 215 and the inner rail clamp jack 216 are contracted so that the inner clamp 213 and the outer clamp 214 are clamped (pressed against the rail 135). When released, the front wheels 211 are driven to rotate in this state.
In the clamped state by the inner clamp 213 and the outer clamp 214, the trapezoidal portion 214a of the outer clamp 214 is fitted into the groove 136 to position the clamp box 210 in the vertical direction, and at this time, the treads of the front wheels 211 and 211 are railed. It is configured to be in a floating state (non-contact state) from the heads of 135 and 135.

また、サポートフレーム220は、クランプボックス210の前側中央に対し垂直軸回り(左右方向)に揺動可能に支持される基端部220aと、基端部220aの先端に対し水平軸回り(上下方向)に揺動可能に支持されるフレーム部220bとで構成される。
そして、クランプボックス210の前側の左右端部に一端が連結される左右一対の旋回ジャッキ221の他端が、基端部220aの左右側面に連結され、この旋回ジャッキ221の一方を伸ばし他方を縮めることで基端部220aが垂直軸回り(左右方向)に揺動するよう構成されている。
Further, the support frame 220 includes a base end portion 220a that is swingably supported around a vertical center (left and right direction) with respect to the front center of the clamp box 210, and a horizontal axis (up and down direction) with respect to the tip of the base end portion 220a. ) Is swingably supported by the frame portion 220b.
Then, the other ends of the pair of left and right turning jacks 221 whose one ends are connected to the left and right ends on the front side of the clamp box 210 are connected to the left and right side faces of the base end 220a, and one of the turning jacks 221 is extended and the other is contracted. As a result, the base end portion 220a is configured to swing around the vertical axis (left-right direction).

また、俯仰ジャッキ222は、その一端が基端部220aの上部に連結され、他端がフレーム部220bの上部に連結され、この俯仰ジャッキ222を伸縮させることで、フレーム部220bは上下方向に揺動する。
更に、サポートフレーム220(フレーム部220b)とブーム230との間に設けられる摺動ジャッキ223を伸縮させることで、サポートフレーム220(フレーム部220b)の前端からのブーム230の飛び出し長さ、つまり、クランプボックス210からバケット240までの腕体の長さが可変とされる。
Further, the elevation jack 222 has one end connected to an upper portion of the base end portion 220a and the other end connected to an upper portion of the frame portion 220b. By extending and contracting the elevation jack 222, the frame portion 220b swings in the vertical direction. Move.
Further, by expanding and contracting the sliding jack 223 provided between the support frame 220 (frame portion 220b) and the boom 230, the protruding length of the boom 230 from the front end of the support frame 220 (frame portion 220b), that is, The length of the arm from the clamp box 210 to the bucket 240 is variable.

また、バケット240は、エッジ部240a及び底板240bの外側に複数のツース240cを備え、ブーム230の先端に対して水平軸回り(上下方向)に揺動可能に支持される。
バケットチルトジャッキ224は、一端がブーム230に連結され他端がバケット240に連結され、このバケットチルトジャッキ224を伸縮させることで、バケット240がチルト動作する。
Further, the bucket 240 is provided with a plurality of teeth 240c outside the edge portion 240a and the bottom plate 240b, and is supported so as to be swingable around the horizontal axis (vertical direction) with respect to the tip of the boom 230.
The bucket tilt jack 224 has one end connected to the boom 230 and the other end connected to the bucket 240, and the bucket 240 is tilted by expanding and contracting the bucket tilt jack 224.

上記構成のエキスカベータ200を用いてトンネル掘進を行わせるときには、クランプボックス210をレール135に固定した状態で、サポートフレーム220及びブーム230をカッタヘッド120の開口部から切羽側に突き出し、ブーム230の先端に取り付けたバケット240によってカッタヘッド120前方の地山を掘削する。
カッタヘッド120の中央の所定領域は開閉可能な開閉扉123をなし、この開閉扉123が開いて開放される開口部123a(図20参照)にサポートフレーム220及びブーム230が挿通できるように構成される。
When tunnel excavation is performed using the excavator 200 having the above configuration, the support frame 220 and the boom 230 are projected from the opening of the cutter head 120 toward the face of the face of the boom while the clamp box 210 is fixed to the rail 135. The ground in front of the cutter head 120 is excavated by the bucket 240 attached to the tip of the.
An opening / closing door 123 that can be opened and closed is formed in a predetermined area in the center of the cutter head 120, and the support frame 220 and the boom 230 can be inserted into an opening 123a (see FIG. 20) that is opened and opened. It

また、サポートフレーム220及びブーム230をカッタヘッド120の開口部123aから切羽側に突き出してバケット240で地山を掘削するときに、掘削した土砂を排土コンベア180の搬送面に載せて後方に排出させるために、排土コンベア180のうちの先端ユニット180aをカッタヘッド120の前方下部に突出させる。
係る排土コンベア180の突き出しを可能にするために、排土コンベア180を挿通させるための開口部128が、開閉扉123が開いて開放される開口部123aからカッタヘッド120の径方向に連続するようにカッタヘッド120に設けられ(図20参照)、この排土コンベア180を挿通させるための開口部128は、面板の取り外しによって開放されるよう構成されている。
Further, when the support frame 220 and the boom 230 are projected from the opening 123a of the cutter head 120 to the face of the face and the ground is excavated by the bucket 240, the excavated earth and sand are placed on the conveying surface of the earth discharging conveyor 180 and discharged rearward. To do so, the tip unit 180a of the earth discharging conveyor 180 is projected to the lower front portion of the cutter head 120.
In order to allow the earth discharging conveyor 180 to project, an opening 128 through which the earth discharging conveyor 180 is inserted is continuous in the radial direction of the cutter head 120 from the opening 123a opened when the opening / closing door 123 is opened. As described above, the cutter head 120 is provided (see FIG. 20), and the opening 128 for inserting the earth discharging conveyor 180 is configured to be opened by removing the face plate.

排土コンベア180を挿通させるための開口部128は、周縁部において、所定角度間隔(例えば、90deg間隔、180deg間隔などの任意の角度間隔)で配設されるスクレーパ121b(バケット)のうちの1つの設置領域に重なり、スクレーパ121bのうちの1つ(121b1)を取り外し可能に構成すると共に、この取り外し可能なスクレーパ121b1と開閉扉123との間の面板127a−127cを取り外し可能に構成してある。
つまり、カッタヘッド120によって掘削させるときには、開閉扉123を閉じ、スクレーパ121b1及び面板127a−127cをカッタヘッド120に取付けた状態とする。
The opening 128 for inserting the soil discharging conveyor 180 is one of the scrapers 121b (buckets) arranged at a predetermined angular interval (for example, an arbitrary angular interval such as 90 deg interval, 180 deg interval) on the peripheral edge. One of the scrapers 121b (121b1) is configured to be removable, and the face plates 127a to 127c between the removable scraper 121b1 and the opening / closing door 123 are configured to be removable. .
That is, when excavating by the cutter head 120, the opening / closing door 123 is closed and the scraper 121b1 and the face plates 127a-127c are attached to the cutter head 120.

一方、エキスカベータ200によって掘削させるときには、スクレーパ121b1が下端に位置するようにカッタヘッド120の角度位置を設定し、開閉扉123を開き、スクレーパ121b1及び面板127a−127cをカッタヘッド120から取り外す。
そして、開閉扉123が開いて開放される開口部123aからサポートフレーム220及びブーム230を切羽側に突き出し、スクレーパ121b1及び面板127a−127cが外されて開放される開口部128に排土コンベア180を挿通させて、排土コンベア180の先端をカッタヘッド120の前方下部に突き出す。
On the other hand, when excavating by the excavator 200, the angular position of the cutter head 120 is set so that the scraper 121b1 is located at the lower end, the opening / closing door 123 is opened, and the scraper 121b1 and the face plates 127a-127c are removed from the cutter head 120.
Then, the support frame 220 and the boom 230 are projected toward the face of the face from the opening 123a opened and opened by the opening / closing door 123, and the soil discharging conveyor 180 is installed in the opening 128 opened by removing the scraper 121b1 and the face plates 127a-127c. It is inserted and the tip of the soil discharging conveyor 180 is projected to the lower front portion of the cutter head 120.

排土コンベア180は、カッタヘッド120後方の標準位置(第1位置、カッタヘッド120による掘削時位置)から、カッタヘッド120に近づく方向に押し出すことが可能に構成される。
また、排土コンベア180をカッタヘッド120に向けて押し出すと、押し出し前は搬送面が略水平に設定される排土コンベア180のうちの先端ユニット180aは、基端側を揺動軸として先端側が下がり、先端ユニット180aの搬送面は前方(切羽側)に向けて下り坂になるように傾斜する。
そして、係る状態(第2位置、エキスカベータ200による掘削時位置)で、スクレーパ121b1及び面板127a−127cが外されて開放する開口部128に先端ユニット180aが挿通し、カッタヘッド120の前方下部に突き出るよう構成される。
The soil discharging conveyor 180 is configured to be able to be pushed out in a direction approaching the cutter head 120 from a standard position (first position, a position when excavating by the cutter head 120) behind the cutter head 120.
Further, when the soil discharging conveyor 180 is pushed toward the cutter head 120, the conveying surface is set to be substantially horizontal before the pushing. The tip unit 180a of the soil discharging conveyor 180 has a tip end side with the base end side as a swing axis. Then, the conveying surface of the leading end unit 180a is inclined forward (toward the cutting face) so as to form a downward slope.
Then, in this state (the second position, the position at the time of excavation by the excavator 200), the tip unit 180a is inserted into the opening 128 where the scraper 121b1 and the face plates 127a-127c are removed and opened, and the front lower part of the cutter head 120 is inserted. Configured to stick out.

次に、前述したエキスカベータ200を補助掘削機として備えたTBM100によるトンネル掘削の手順の一態様を説明する。
図9のフローチャートは、TBM100によるトンネル掘削の基本的な手順を示す。
トンネル掘削において、まずは、カッタヘッド120によってトンネル掘削を行う標準掘削工程(S1)を実施する。
Next, an aspect of a procedure of tunnel excavation by the TBM 100 equipped with the above-described excavator 200 as an auxiliary excavator will be described.
The flowchart of FIG. 9 shows a basic procedure of tunnel excavation by the TBM 100.
In the tunnel excavation, first, a standard excavation step (S1) is performed in which the cutter head 120 excavates the tunnel.

つまり、TBM100によるトンネル掘削において、不良地山に遭遇するまでは、カッタヘッド120を回転駆動させながらスラストジャッキ140を伸長させて掘進し、スラストジャッキ140が伸び切ると、グリッパ132を坑壁から離間させた後にスラストジャッキ140を収縮させてグリッパ132をカッタヘッド120側に引き寄せ、その後、グリッパ132を坑壁に再度押し当て、グリッパ132によって掘進反力を得ながらスラストジャッキ140を伸長させて掘進することを繰り返す(標準掘削工程)。
なお、TBM100が、スラストジャッキ140をセグメント等により構成される覆工体に直接押し当てることで推進反力を得る場合は、スラストジャッキ140を覆工体に直接押し当てている状態でスラストジャッキ140を伸長させて掘進し、スラストジャッキ140が伸びきると、スラストジャッキ140を覆工体に押し当てている箇所から離間させた後に収縮させて、その後スラストジャッキ140を再度覆工体に押し当てて(つまり、スラストジャッキ140を押し当てる覆工体の位置を盛替えて)、覆工体から掘進反力を得ながらスラストジャッキ140を伸長させて掘進することを繰り返す(標準掘削工程)。
また、係るカッタヘッド120によるトンネル掘進においては、エレクタ装置160によって支保工161を坑壁150に組み付け、更に、支保工161が設置された坑壁150にコンクリートを吹き付けて補強する。
That is, in the tunnel excavation by the TBM 100, the thrust jack 140 is extended while the cutter head 120 is rotationally driven to advance until a bad ground is encountered, and when the thrust jack 140 is fully extended, the gripper 132 is separated from the well wall. After that, the thrust jack 140 is contracted to draw the gripper 132 toward the cutter head 120 side, and then the gripper 132 is pressed against the pit wall again, and the thrust jack 140 is extended and digging while the digging reaction force is obtained by the gripper 132. This is repeated (standard excavation process).
In addition, when the TBM 100 obtains a propulsive reaction force by directly pressing the thrust jack 140 against the lining body configured by the segment or the like, the thrust jack 140 is directly pressed against the lining body. When the thrust jack 140 is fully extended, the thrust jack 140 is separated from the portion pressed against the lining body and then contracted, and then the thrust jack 140 is pressed again against the lining body ( That is, the position of the lining body against which the thrust jack 140 is pressed is rearranged), and the thrust jack 140 is extended and digging while obtaining the digging reaction force from the lining body (standard excavation process).
Further, in the tunnel excavation by the cutter head 120, the support 161 is assembled to the mine wall 150 by the erector device 160, and concrete is sprayed on the mine wall 150 on which the support 161 is installed for reinforcement.

標準掘削工程によってトンネルを掘進させている状態で軟弱地盤などの不良地山に遭遇し(S2)、切羽の崩落などによってカッタヘッド120による掘進が不能になると(S3)、カッタヘッド120によるトンネル掘削を中断し(図10参照)、エキスカベータ200を用いたトンネル掘進(補助掘削工程)に移行させる(S4)。
そして、補助掘削工程によるトンネル掘進で不良地山を突破すると(S5)、カッタヘッド120によってトンネル掘削を行う標準掘削工程に戻す(S6)。
次いで、エキスカベータ200を用いたトンネル掘進(補助掘削工程)を、図11及び図12のフローチャート、更に、図13−図24の工程説明図を参照して説明する。
なお、図11のフローチャートは、補助掘削工程に含まれる各工程を示し、図12のフローチャートは、補助掘削工程に含まれる工程のうちの1つである準備工程に含まれる各工程を示す。
When a bad ground such as soft ground is encountered while the tunnel is being advanced by the standard excavation process (S2), and the excavation by the cutter head 120 is impossible due to the collapse of the face (S3), the tunnel excavation by the cutter head 120 is performed. Is interrupted (see FIG. 10), and the process proceeds to tunnel excavation (auxiliary excavation process) using the excavator 200 (S4).
Then, when the defective ground is broken through the tunnel excavation in the auxiliary excavation process (S5), the cutter excavation 120 returns to the standard excavation process for tunnel excavation (S6).
Next, the tunnel excavation (auxiliary excavation process) using the excavator 200 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 11 and 12 and the process explanatory diagrams of FIGS. 13 to 24.
Note that the flowchart of FIG. 11 shows each step included in the auxiliary excavation step, and the flowchart of FIG. 12 shows each step included in the preparation step which is one of the steps included in the auxiliary excavation step.

エキスカベータ200を用いたトンネル掘進を実施するに当たっては、まず、薬液の注入による地山改良を実施し(地山改良工程、薬液注入工程:図11のS10、図13参照)、地山の崩落を抑制する。
薬剤の注入による地山改良においては、胴体110内に削孔機280を設置し、この削孔機280によって胴体110周囲の坑壁150の天井部から切羽側に向けて斜めに延びるボーリング孔を複数削孔し、削孔した複数のボーリング孔にウレタン系注入材などの薬液をそれぞれ注入し、薬液の固結によって地山を改良する(図20参照)。
なお、薬剤の注入による地山改良は、必要に応じて実施されるべき工程であり、省略することができる。
In carrying out the tunnel excavation using the excavator 200, first, a ground improvement by injecting a chemical solution is performed (ground improvement step, chemical injection step: S10 in FIG. 11, see FIG. 13). Control the collapse.
In the ground improvement by injecting chemicals, a boring machine 280 is installed in the body 110, and a boring hole extending obliquely from the ceiling part of the mine wall 150 around the body 110 toward the face of the face is provided by the boring machine 280. A plurality of holes are drilled, and a chemical solution such as a urethane-based injection material is injected into each of the drilled bore holes, and the ground level is improved by consolidating the chemical solution (see FIG. 20).
The ground improvement by injecting the drug is a process that should be performed as necessary and can be omitted.

薬剤注入による地山改良を実施すると、後胴112を構成する2つの胴体112a、112bのうちの後側の胴体112bをアンカー282等によって地山に固定し、コンクリート吹付けが完了している坑壁150の前側の位置に胴体112bを保持させ、更に、胴体112a、112bを連結させている連結ピン283を取り外し、胴体112bに対して外嵌される胴体112aが後方に向けて移動できるようにする(後退準備工程:図11のS20、図14参照)。
そして、グリッパ132が坑壁に押し当てられている状態で、スラストジャッキ140を収縮させることで、カッタヘッド120をカッタヘッド120による掘削面から所定距離だけ後退させ(後退工程:図11のS30、図15参照)、開閉扉123を押し開くための空間をカッタヘッド120前方に確保する。
なお、スラストジャッキ140をセグメント等により構成される覆工体に直接押し当てることで推進反力を得る場合、スラストジャッキ140を収縮させることで、カッタヘッド120をカッタヘッド120による掘削面から所定距離だけ後退させる。
When the ground improvement by chemical injection is performed, the rear body 112b of the two bodies 112a and 112b forming the rear body 112 is fixed to the ground by the anchor 282 or the like, and the concrete spraying is completed. The body 112b is held at a position on the front side of the wall 150, and the connecting pin 283 connecting the bodies 112a and 112b is removed so that the body 112a fitted on the body 112b can move rearward. (Retreat preparation step: S20 of FIG. 11, see FIG. 14).
Then, while the gripper 132 is pressed against the pit wall, the thrust jack 140 is contracted to retract the cutter head 120 from the excavation surface by the cutter head 120 by a predetermined distance (retracting step: S30 in FIG. 11, (See FIG. 15), a space for pushing and opening the opening / closing door 123 is secured in front of the cutter head 120.
When the thrust jack 140 is pressed directly against the lining body composed of segments or the like to obtain a propulsion reaction force, the thrust jack 140 is contracted to move the cutter head 120 from the excavated surface by the cutter head 120 at a predetermined distance. Just retreat.

カッタヘッド120を後退させる所定距離は、開閉扉123を前方に向けて押し開くための空間を確保できる距離であり、開閉扉123の大きさ、開閉扉123の全開開度、開閉扉123の開状態に固定するための構造などの諸条件に応じて異なる適正値に設定する。本実施形態では、一態様として、前記所定距離を1.5m程度とする。
また、スラストジャッキ140が収縮した状態にあり、更に収縮できない場合は、グリッパ132を坑壁から離間させた後に、スラストジャッキ140を伸長させてグリッパ132を後方に押し出し、その後、グリッパ132を坑壁に再度押し当て、グリッパ132によって反力を得ながらスラストジャッキ140を収縮させることで、カッタヘッド120による掘削面から所定距離だけ後退させる。
なお、スラストジャッキ140をセグメント等により構成される覆工体に直接押し当てることで推進反力を得る場合、覆工体への押し当てを解除して離間させた後にスラストジャッキ140を伸長して、再度、別の箇所の覆工体にスラストジャッキを押し当ててスラストジャッキを収縮させることで、カッタヘッド120による掘削面から所定距離だけカッタヘッド120を後退させる。
The predetermined distance for retracting the cutter head 120 is a distance that can secure a space for pushing the opening / closing door 123 forward, and the size of the opening / closing door 123, the fully open opening degree of the opening / closing door 123, and the opening / closing door 123. Set to an appropriate value that differs depending on various conditions such as the structure for fixing the state. In this embodiment, as one mode, the predetermined distance is set to about 1.5 m.
When the thrust jack 140 is in a contracted state and cannot be further contracted, the gripper 132 is separated from the pit wall, the thrust jack 140 is extended to push the gripper 132 rearward, and then the gripper 132 is moved to the pit wall. Again, the gripper 132 contracts the thrust jack 140 while obtaining a reaction force, so that the cutter head 120 retracts the excavation surface by a predetermined distance.
When a thrust reaction force is obtained by directly pressing the thrust jack 140 against the lining body composed of segments or the like, the thrust jack 140 is extended after releasing the pressing force against the lining body and separating them. Again, the thrust jack is pressed against the lining body at another location to contract the thrust jack, thereby retracting the cutter head 120 by a predetermined distance from the excavated surface by the cutter head 120.

胴体112a(前胴)と胴体112b(後胴)との連結を解除した後は、カッタヘッド120と共に胴体112aが一体となって後退する一方、胴体112bはアンカー282によって地山に固定されていて、カッタヘッド120によるトンネル掘削を中断したときの位置を保持することになる。なお、胴体112bを地山に固定しないで、カッタヘッド120と胴体112aとを一体として後退させることができる。
また、カッタヘッド120を後退させるときに、面板127aが上側になるようにカッタヘッド120を回転させ、面板127a−127cのうちの中央の面板127aを取り外し、面板127aの取り外しによって開口した開口部から坑壁150にコンクリート吹付けを行いながら、カッタヘッド120を後退させ(地山改良工程、吹付工程:図11のS30、図15参照)、後退に伴う坑壁150の崩落を抑制する。
After releasing the connection between the body 112a (front body) and the body 112b (rear body), the body 112a retracts integrally with the cutter head 120, while the body 112b is fixed to the ground by the anchor 282. The position when the tunnel excavation by the cutter head 120 is interrupted is maintained. The cutter head 120 and the body 112a can be integrally retracted without fixing the body 112b to the ground.
Further, when the cutter head 120 is retracted, the cutter head 120 is rotated so that the face plate 127a is on the upper side, the central face plate 127a of the face plates 127a-127c is removed, and the face plate 127a is removed from the opening opened. While the concrete is sprayed on the mine wall 150, the cutter head 120 is retracted (ground improvement process, spraying process: S30 in FIG. 11, see FIG. 15) to suppress the collapse of the mine wall 150 due to the retreat.

カッタヘッド120を後退させるときのコンクリート吹付においては、作業者320が吹付けノズル321を保持し、面板127aの取り外しによって開口した開口部から坑壁150に向けてコンクリートを吹き付ける(地山改良工程、吹付工程:図11のS30、図15参照)。なお、吹付工程では、コンクリート吹付に代えて、モルタル、セメント系固化材等の吹き付けを行うことができ、トンネル支保工となる。
カッタヘッド120を所定位置まで後退させると、エキスカベータ200による掘削を開始するための準備作業(補助掘削準備工程:図11のS40、図12のS41−S45参照)を行う。
In concrete spraying when the cutter head 120 is retracted, the worker 320 holds the spray nozzle 321 and sprays concrete toward the mine wall 150 from the opening opened by removing the face plate 127a (ground improvement step, Spraying process: S30 of FIG. 11, see FIG. 15). In the spraying step, instead of spraying concrete, mortar, cement-based solidifying material, or the like can be sprayed, which results in tunnel support work.
When the cutter head 120 is retracted to a predetermined position, preparatory work for starting excavation by the excavator 200 (auxiliary excavation preparation step: S40 in FIG. 11, S41 to S45 in FIG. 12) is performed.

以下では、図12のフローチャートを参照しつつ、補助掘削準備工程を詳述する。
前記準備作業(補助掘削準備工程)として、まず、カッタヘッド120を回転させることで、面板127aの取り付け位置を上側から下側に変更し(回転工程:図12のS41、図16参照)、また、エキスカベータ200の移動に障害となるホッパシュート170などの撤去を実施する(撤去工程:図12のS42、図16参照)。
Hereinafter, the auxiliary excavation preparation step will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
As the preparatory work (auxiliary excavation preparation step), first, the cutter head 120 is rotated to change the attachment position of the face plate 127a from the upper side to the lower side (rotation step: S41 of FIG. 12, see FIG. 16). Then, the hopper chute 170 and the like, which hinder the movement of the excavator 200, are removed (removal step: S42 in FIG. 12, see FIG. 16).

更に、前記準備作業(補助掘削準備工程)として、カッタヘッド120の中央の開口部123aを閉じている開閉扉123をTBM100の内側から押し開く(開放工程:図12のS43、図16参照)。
ここで、開閉扉123が後方に向けて引き開けられる構成とすることができるが、開閉扉123を切羽側に向けて押し開く構成であれば、エキスカベータ200による掘削作業を行うときにカッタヘッド120手前の胴体内にスペースを広く確保でき、また、開口部123aからエキスカベータ200の腕体を突き出すことが容易になる。
なお、カッタヘッド120に後方に向けて引き開けられる構成の開閉可能な開口部を設けた場合、不良地山に遭遇したときにカッタヘッド120を後退させることなく、引き開けた開口部からカッタヘッド120前方の地山の状態を目視で確認することができる。
Further, as the preparatory work (auxiliary excavation preparation step), the opening / closing door 123 closing the central opening 123a of the cutter head 120 is pushed open from the inside of the TBM 100 (opening step: S43 in FIG. 12, see FIG. 16).
Here, the opening / closing door 123 can be configured to be opened rearward, but if the configuration is such that the opening / closing door 123 is pushed and opened toward the face of the face, the cutter is used when excavating by the excavator 200. A wide space can be secured in the body in front of the head 120, and the arm of the excavator 200 can be easily ejected from the opening 123a.
If the cutter head 120 is provided with an openable and closable opening so that the cutter head 120 can be opened rearward, the cutter head 120 can be pulled out from the opened opening without retracting the cutter head 120 when a bad ground is encountered. It is possible to visually check the condition of the ground in front of 120.

開閉扉123を押し開く作業は、エキスカベータ200のクランプボックス210の移動と、摺動ジャッキ223によるブーム230の伸長とを組み合わせて実施することができる。
つまり、バケット240と開閉扉123の裏側とを連結材で連結し、クランプボックス210をレール135にクランプさせた状態で、摺動ジャッキ223を伸長させることで開閉扉123をカッタヘッド120前方に向けて押し開き、ラチェット構造を有する固定部材でカッタヘッド120と開閉扉123とを連結させることで押し開き位置を保持させる。
摺動ジャッキ223が伸び切ると、摺動ジャッキ223を収縮させると共にクランプボックス210の位置をより前方に変更して再度クランプさせ、摺動ジャッキ223を伸長させる。係る摺動ジャッキ223の伸縮、及び、クランプボックス210の位置変更を繰り返して、開閉扉123を全開にまで押し開く。
The operation of pushing open the opening / closing door 123 can be performed by combining the movement of the clamp box 210 of the excavator 200 and the extension of the boom 230 by the sliding jack 223.
That is, the bucket 240 and the back side of the opening / closing door 123 are connected by a connecting material, and the sliding jack 223 is extended while the clamp box 210 is clamped by the rail 135, so that the opening / closing door 123 is directed toward the front of the cutter head 120. The cutter head 120 and the opening / closing door 123 are connected by a fixing member having a ratchet structure to hold the push-open position.
When the sliding jack 223 is fully extended, the sliding jack 223 is contracted, the position of the clamp box 210 is changed to a position further forward and the clamping is performed again, and the sliding jack 223 is extended. By repeatedly expanding and contracting the sliding jack 223 and changing the position of the clamp box 210, the open / close door 123 is pushed to the fully open position.

更に、前記準備作業(補助掘削準備工程)として、着脱可能に構成された面板127a−127cのうち既に取り外されている面板127aを除く2つの面板127b、127cの取り外し作業を行い、ジャッキ(図示省略)を用いて排土コンベア180をスクレーパ121b1付近にまで押し出す作業を行い(コンベア移設工程:図12のS45、図16参照)、また、レール135のカッタヘッド120側の端部に延長用レール138を継ぎ足す作業を行う(レール継足工程:図12のS46、図16参照)。   Further, as the preparatory work (auxiliary excavation preparation process), two face plates 127b and 127c except for the face plate 127a which has been detached and which has already been removed are detached, and jacks (not shown) are carried out. ) Is used to push the soil discharging conveyor 180 to the vicinity of the scraper 121b1 (conveyor transfer step: S45 in FIG. 12, see FIG. 16), and the extension rail 138 is attached to the end of the rail 135 on the cutter head 120 side. Is performed (rail joining step: S46 in FIG. 12, see FIG. 16).

準備作業(補助掘削準備工程:図11のS40、図12のS41−S45参照)が完了すると、エキスカベータ200のクランプボックス210のクランプを解除して前輪211を回転駆動し、開閉扉123が開いて開口した開口部123aにサポートフレーム220及びブーム230が挿通され、バケット240によってカッタヘッド120下部の土砂(ズリ)を排出させる作業を行える位置にまでクランプボックス210を前進させる(エキスカベータ前進工程:図11のS50、図17参照)。
そして、エキスカベータ200の腕体の俯仰及び旋回操作、更に、バケット240のチルト操作により、バケット240によってカッタヘッド120下部の土砂(ズリ)を排土コンベア180に載せて後方に搬出させる(エキスカベータによるズリ排出工程:図11のS60、図17参照)。
When the preparatory work (auxiliary excavation preparation step: S40 in FIG. 11, S41 to S45 in FIG. 12) is completed, the clamp box 210 of the excavator 200 is unclamped, the front wheels 211 are rotationally driven, and the opening / closing door 123 is opened. The support frame 220 and the boom 230 are inserted into the opening 123a opened and opened, and the clamp box 210 is advanced to a position where the work for discharging the soil (sludge) under the cutter head 120 by the bucket 240 can be performed (excavator advancement). Process: S50 of FIG. 11, see FIG. 17).
Then, by raising and lowering the arm of the excavator 200 and turning the arm, and by tilting the bucket 240, the bucket 240 puts the soil (sludge) under the cutter head 120 on the earth discharging conveyor 180 and carries it out backward (extract). Sludge discharge step by cab: S60 of FIG. 11, see FIG. 17).

エキスカベータ200を用いた土砂の排出を終えると、エキスカベータ200及び排土コンベア180を一端後退させ、バケット240による排出作業では取り切れずに残ったカッタヘッド120下部の土砂(ズリ)を手作業で取り除く作業を実施し(手作業によるズリ排出工程:図11のS60、図18参照)、排土コンベア180の先端に取り付けられるスカート部181の設置スペースを確保する。つまり、スカート部181の設置予定場所に残っている土砂を手作業で取り除き、排土コンベア180の先端に対するスカート部181の設置が行えるようにする。   After discharging the earth and sand using the excavator 200, the excavator 200 and the earth discharging conveyor 180 are once retracted, and the earth and sand (sludge) below the cutter head 120 that cannot be completely removed by the discharging operation by the bucket 240 is removed. A manual removing operation is carried out (manual slipping process: S60 in FIG. 11, refer to FIG. 18) to secure an installation space for the skirt portion 181 attached to the tip of the earth discharging conveyor 180. In other words, the earth and sand remaining at the planned installation location of the skirt portion 181 is manually removed so that the skirt portion 181 can be installed on the tip of the earth discharging conveyor 180.

排土コンベア180の先端に取り付けるスカート部181は、排土コンベア180の搬送面上にカッタヘッド120前方下部の土砂を案内するための部材であって、排土コンベア180先端の搬送面から下方の坑壁に向けて広がる傾斜面を形成する。
そして、エキスカベータ200によってトンネル掘進を行うときに、バケット240によって掘削された土砂をバケット240によってスカート部181上に押し上げて排土コンベア180の搬送面に載せることができるようにし、バケット240を用いた排土作業を容易にする。
The skirt portion 181 attached to the tip of the earth discharging conveyor 180 is a member for guiding the earth and sand in the front lower part of the cutter head 120 onto the conveying surface of the earth discharging conveyor 180, and is located below the conveying surface of the tip of the earth discharging conveyor 180. Form an inclined surface that spreads toward the mine wall.
When the excavator 200 performs tunnel excavation, the sand excavated by the bucket 240 can be pushed up by the bucket 240 onto the skirt portion 181 and placed on the conveying surface of the earth discharging conveyor 180. To facilitate the earth removal work used.

カッタヘッド120前方下部の土砂が取り除かれてスカート部181の設置スペースが確保されると、スクレーパ121b1を取り外して開口部128の全域を開放し(スカート部配設準備工程:図11のS70、図19、図20参照)、次いで、排土コンベア180の先端にスカート部181を取り付ける(スカート部配設工程:図11のS80、図19参照)。
そして、先端にスカート部181が取り付けられた排土コンベア180を再度押し出すことで、面板127a−127cの取り外しによって開放された開口部128に排土コンベア180の先端を挿通させてカッタヘッド120の前方にまで突き出し、スカート部181の下端が坑壁150に近接するか又は押し当てられるようにする(スカート部配設工程、コンベア移設工程:図11のS80、図19参照)。
When the earth and sand in the front lower part of the cutter head 120 are removed and the installation space for the skirt portion 181 is secured, the scraper 121b1 is removed to open the entire area of the opening 128 (skirt portion disposition preparation step: S70 in FIG. 11, FIG. 19, see FIG. 20), and then attach the skirt portion 181 to the tip of the soil discharging conveyor 180 (skirt portion providing step: S80 in FIG. 11, see FIG. 19).
Then, by pushing again the earth discharging conveyor 180 having the skirt portion 181 attached to the tip thereof, the tip of the earth discharging conveyor 180 is inserted into the opening 128 opened by the removal of the face plates 127a to 127c, and the front of the cutter head 120 is inserted. So that the lower end of the skirt portion 181 is close to or pressed against the pit wall 150 (skirt portion arranging step, conveyor moving step: S80 in FIG. 11, see FIG. 19).

スカート部181が取り付けられた排土コンベア180をカッタヘッド120の前方にまで突き出す作業を終えると、次いで、エキスカベータ200によるトンネル掘進を行えるように、クランプボックス210をトンネル掘削位置まで前進させる(前進工程:図11のS90、図21参照)。クランプボックス210のトンネル掘削位置は、例えば、クランプボックス210の前端がカッタヘッド120の開口部123a付近となる位置である。
つまり、カッタヘッド120による全断面掘削が困難な不良地山(軟弱地盤)に遭遇し、カッタヘッド120による掘削からエキスカベータ200による掘削に切り替えるときには、カッタヘッド120を後退させてカッタヘッド120の開閉扉123を切羽側に向けて押し開け、次いで、クランプボックス210をメインビーム130に沿って前方に移動させることによってエキスカベータ200のメインビーム130に対する支持位置を退避位置からカッタヘッド120により近いトンネル掘削位置に移設し、開閉扉123が開いて開放された開口部123aからエキスカベータ200の腕体(サポートフレーム220及びブーム230)をカッタヘッド120の前方に突き出す。
そして、クランプボックス210をトンネル掘削位置にクランプすると、バケット240によってカッタヘッド120前方の地山を掘削し、掘削した土砂をバケット240によってスカート部181を介して排土コンベア180の搬送面に押し上げて後方に排出させる作業を行い(掘削工程:図11のS100、図21参照)、摺動ジャッキ223を最大に伸長させてバケット240が届く範囲の地山を掘削する。
上記のように、カッタヘッド120による全断面掘削が困難な不良地山(軟弱地盤)に遭遇したときに、カッタヘッド120に設けた開閉扉123を開いてエキスカベータ200の腕体をカッタヘッド120の前方に突き出してエキスカベータ200による補助掘削を行わせるので、カッタヘッド120による掘削とエキスカベータ200による補助掘削とを容易に(短時間に)変更でき、不良地山を効率的に突破できる。
When the work of projecting the soil discharging conveyor 180 to which the skirt portion 181 is attached to the front of the cutter head 120 is completed, the clamp box 210 is then advanced to the tunnel excavation position so that the excavator 200 can perform tunnel excavation ( Forward step: S90 of FIG. 11, see FIG. 21). The tunnel excavation position of the clamp box 210 is, for example, a position where the front end of the clamp box 210 is near the opening 123a of the cutter head 120.
That is, when encountering a poor ground (soft ground) where it is difficult to excavate the entire cross section by the cutter head 120, and when switching from excavation by the cutter head 120 to excavation by the excavator 200, the cutter head 120 is retreated to move the cutter head 120. The opening / closing door 123 is pushed open toward the face of the face, and then the clamp box 210 is moved forward along the main beam 130 so that the support position of the excavator 200 with respect to the main beam 130 is closer to the cutter head 120 from the retracted position. The arm body (support frame 220 and boom 230) of the excavator 200 is projected to the front of the cutter head 120 through the opening 123a opened by opening and closing the opening / closing door 123 after moving to the tunnel excavation position.
When the clamp box 210 is clamped at the tunnel excavation position, the bucket 240 excavates the ground in front of the cutter head 120, and the excavated earth and sand is pushed up by the bucket 240 to the conveying surface of the earth discharging conveyor 180 via the skirt portion 181. The work of discharging the rearward is performed (excavation step: S100 of FIG. 11, refer to FIG. 21), the sliding jack 223 is extended to the maximum extent, and the ground within a range reached by the bucket 240 is excavated.
As described above, when encountering a bad ground (soft ground) where it is difficult to excavate the entire cross section by the cutter head 120, the opening / closing door 123 provided on the cutter head 120 is opened to move the arm of the excavator 200 to the cutter head. Since the auxiliary excavator 200 is projected to the front of 120 to perform the auxiliary excavation by the excavator 200, the excavator 200 and the excavator 200 can be easily (in a short time) changed to efficiently and efficiently. You can break through.

ここで、エキスカベータ200(バケット240)による掘削作業においては、カッタヘッド120による掘削坑の径と同等に、好ましくは掘削坑の径よりも大径に掘削するようにする(掘削工程:図11のS100、図22参照)。これにより、エキスカベータ200で掘進された坑道内にTBM100を推進させるときに、TBM100が途中で坑壁150に引っ掛かり推進不能になってしまうことを抑制できる。
摺動ジャッキ223を所定の最大長まで伸長させた状態での掘削及び排土が終了し、それ以上の掘進が行えなくなると(図11のS110参照)、グリッパ132を坑壁に押し当てた状態でスラストジャッキ140を伸長させることで、カッタヘッド120による掘進からエキスカベータ200による掘進に移行させるときに後退させた距離だけカッタヘッド120をエキスカベータ200と共に推進させる(推進工程:図11のS120、図23参照)。
Here, in the excavation work by the excavator 200 (bucket 240), the diameter of the excavation shaft is equal to the diameter of the excavation shaft by the cutter head 120, and preferably the diameter is larger than the diameter of the excavation shaft (excavation step: FIG. 11 S100, see FIG. 22). As a result, when the TBM 100 is propelled into the tunnel driven by the excavator 200, it is possible to prevent the TBM 100 from being caught on the mine wall 150 and being unable to propel the tunnel.
When excavation and soil removal are completed with the sliding jack 223 extended to a predetermined maximum length and further excavation cannot be performed (see S110 in FIG. 11), the gripper 132 is pressed against the pit wall. By extending the thrust jack 140 with, the cutter head 120 is propelled together with the excavator 200 by the distance retracted when the excavator 200 excavates from the excavator 200 (propulsion step: in FIG. 11). S120, see FIG. 23).

係るエキスカベータ200による掘削での初回の推進作業においては、胴体112bはアンカー282によって地山に対する固定位置を保持していて、胴体112bに外嵌される前側の胴体112aがカッタヘッド120と共に前進し、胴体112a、112bは後退前の相対位置関係に戻ることになる。
胴体112a、112bの相対位置関係が後退前の状態に戻ると、胴体112a、112bを連結させる連結ピン283の取り付けを行い(図23参照)、胴体112a、112bが一体的に移動できるようにし、更に、胴体112bを地山に固定していたアンカー282を取り外し、胴体112a、112bを一体に前進させることができるようにする。
In the first propulsion work in excavation by the excavator 200, the body 112b holds the fixed position with respect to the natural ground by the anchor 282, and the front body 112a externally fitted to the body 112b advances together with the cutter head 120. However, the bodies 112a and 112b return to the relative positional relationship before the retreat.
When the relative positional relationship between the bodies 112a and 112b returns to the state before the retreat, the connection pin 283 that connects the bodies 112a and 112b is attached (see FIG. 23) to allow the bodies 112a and 112b to move integrally. Further, the anchors 282 that have fixed the body 112b to the ground are removed so that the bodies 112a and 112b can be integrally advanced.

その後、バケット240による掘削を再開させ、摺動ジャッキ223を所定の最大長まで伸長させての掘削を終えると、グリッパ装置133の盛替え及びスラストジャッキ140の伸長によってTBM100を推進させる。
このように、不良地山を突破するための工程として、バケット240による掘削(掘削工程)とTBM100の推進(推進工程)とを含み、バケット240による掘削工程とTBM100の推進工程とを繰り返すことでトンネルの掘進を行う。
After that, the excavation by the bucket 240 is restarted, and when the excavation with the sliding jack 223 extended to a predetermined maximum length is completed, the TBM 100 is propelled by the refilling of the gripper device 133 and the extension of the thrust jack 140.
In this way, as a process for breaking through the poor ground, it includes excavation by the bucket 240 (excavation process) and propulsion of the TBM 100 (propulsion process), and the excavation process by the bucket 240 and the propulsion process of the TBM 100 are repeated. Dig into the tunnel.

つまり、エキスカベータ200による補助掘削工程では、カッタヘッド120前方にバケット240を突き出して地山を掘削し、旋回ジャッキ221、俯仰ジャッキ222及び摺動ジャッキ223の操作によってバケット240が届く範囲の掘削(掘削工程)が完了すると、スラストジャッキ140を伸長させてカッタヘッド120、エキスカベータ200及びメインビーム130を一体に前方に推進させ(推進工程)、再度バケット240による掘削(掘削工程)を行わせ、バケット240による掘削工程とTBM100の推進工程とを繰り返してトンネルを掘進する。
なお、エキスカベータ200による補助掘削工程での推進工程においてスラストジャッキ140が伸び切ると、グリッパ132の坑壁に対する押し当て位置を切羽により近い側に移設するグリッパ盛替えを行い、エキスカベータ200の支持位置、換言すれば、TBM100を更に前方に推進させることができるようにする。このように、補助掘削工程での推進工程は、スラストジャッキ140の伸長、収縮とグリッパ盛替えとを繰り返す構成であり、カッタヘッド120による標準掘削工程での推進工程と同様にして実施される。
スラストジャッキ140をセグメント等により構成される覆工体に直接押し当てて推進反力を得る場合は、スラストジャッキ140の伸長、収縮と、スラストジャッキ140を押し当てる覆工体の箇所(位置)の盛替えとを繰り返すことで、TBM100を前方に推進させることができる。
That is, in the auxiliary excavation process by the excavator 200, the bucket 240 is projected to the front of the cutter head 120 to excavate the ground, and the excavation of the bucket 240 by the operation of the turning jack 221, the depression jack 222 and the sliding jack 223. When the (digging step) is completed, the thrust jack 140 is extended to integrally propel the cutter head 120, the excavator 200, and the main beam 130 forward (propelling step), and the bucket 240 is again drilled (digging step). Then, the excavation process using the bucket 240 and the propulsion process of the TBM 100 are repeated to advance the tunnel.
When the thrust jack 140 is fully extended in the propulsion process in the auxiliary excavation process by the excavator 200, the gripper 132 is moved to a side closer to the face of the gripper 132, and the excavator 200 is moved. In other words, the TBM 100 can be propelled further forward. As described above, the propulsion process in the auxiliary excavation process has a configuration in which the extension and contraction of the thrust jack 140 and the gripper rearrangement are repeated, and is performed in the same manner as the propulsion process in the standard excavation process by the cutter head 120.
When the thrust jack 140 is directly pressed against the lining body composed of segments or the like to obtain a propulsive reaction force, the thrust jack 140 is extended and contracted, and the position (position) of the lining body against which the thrust jack 140 is pressed is changed. By repeating the rearrangement, the TBM 100 can be propelled forward.

メインビーム130に一体的に設けたレール135上にクランプボックス210が固定される状態で、スラストジャッキ140を伸縮させると、エキスカベータ200は、グリッパ132が押し当てられる坑壁を基準位置として、メインビーム130(カッタヘッド120)と一体に前後方向に移動する。また、摺動ジャッキ223を伸縮させると、クランプボックス210が固定されるレール135上の位置を基準に、バケット240が前後方向に移動する。つまり、レール135上にクランプボックス210が固定される状態で、バケット240は、摺動ジャッキ223及びスラストジャッキ140の伸縮に応じて前後方向に移動可能であり、換言すれば、バケット240は、摺動ジャッキ223及びスラストジャッキ140の伸縮に応じて地山に対して進退可能である。   When the thrust jack 140 is expanded and contracted in a state where the clamp box 210 is fixed on the rail 135 integrally provided on the main beam 130, the excavator 200 causes the mine wall against which the gripper 132 is pressed to be the reference position. It moves in the front-rear direction together with the main beam 130 (cutter head 120). Further, when the sliding jack 223 is expanded and contracted, the bucket 240 moves in the front-rear direction based on the position on the rail 135 to which the clamp box 210 is fixed. That is, with the clamp box 210 fixed on the rail 135, the bucket 240 can move in the front-rear direction according to the expansion and contraction of the sliding jack 223 and the thrust jack 140. In other words, the bucket 240 slides. The movable jack 223 and the thrust jack 140 can move forward and backward with respect to the natural ground according to expansion and contraction.

なお、不良地山をバケット240で掘削するときに、TBM100のカッタヘッド120の一部(開口部128)は開口しているが、残りの部分はカッタヘッド120に覆われているので、不良地山に崩落が発生するような場合でも、TBM100の内部の安全を確保できる。また、不良地山が長い区間ある場合でも、掘削工程と推進工程を繰り返すことで、連続してトンネルの掘削ができるので、工程を短縮することができる。
そして、不良地山を突破するまでは、バケット240による掘削工程とTBM100の推進工程とを繰り返し(図11のS130→S90)、不良地山を突破した後は、エキスカベータ200及び排土コンベア180を後退させ、また、面板127a−127cをカッタヘッド120に取り付け、更に開閉扉123を閉じて、TBM100の構成をエキスカベータ200による掘削作業状態(補助掘削工程)からカッタヘッド120による掘削作業状態に戻し、カッタヘッド120による掘削(標準掘削工程)を再開させる(図9のS5→S6、図11のS130→終了)。
なお、バケット240による掘削工程とTBM100の推進工程とを繰り返すときに、掘削工程と推進工程との間で地山改良工程などの別の工程を実施することができる。
When excavating a bad ground with the bucket 240, a part (opening 128) of the cutter head 120 of the TBM 100 is open, but the remaining part is covered by the cutter head 120, so Even if the mountain collapses, the safety inside the TBM 100 can be secured. Further, even if there is a long section of bad ground, the tunnel can be continuously excavated by repeating the excavation process and the propulsion process, so that the process can be shortened.
Then, the excavation process using the bucket 240 and the propulsion process of the TBM 100 are repeated until the defective ground is broken through (S130 → S90 in FIG. 11), and after the defective ground is broken, the excavator 200 and the earth discharging conveyor are repeated. 180 is retracted, the face plates 127a-127c are attached to the cutter head 120, and the opening / closing door 123 is further closed to change the configuration of the TBM 100 from the excavator 200 excavation work state (auxiliary excavation process) to the cutter head 120 excavation work. The state is returned to and the excavation by the cutter head 120 (standard excavation process) is restarted (S5 → S6 in FIG. 9, S130 → end in FIG. 11).
Note that when the excavation process using the bucket 240 and the propulsion process of the TBM 100 are repeated, another process such as a ground improvement process can be performed between the excavation process and the propulsion process.

エキスカベータ200による掘進途中(掘削工程:図11のS100)で、掘削面にコンクリートを吹き付けて地山改良を行う必要があるときには、エキスカベータ200を用いてコンクリートの吹付け(吹付工程)を行わせることができる。
このように、エキスカベータ200による掘削途中で、又はカッタヘッド120の前方で、コンクリート吹付等の支保作業を行うことが可能であり、係る支保作業により不良地山の更なる崩壊等を防止することができる。
図24は、エキスカベータ200を用いたコンクリート吹付けを実施するための構成の一態様を示す。
During the process of excavation by the excavator 200 (excavation process: S100 in FIG. 11), when it is necessary to spray concrete on the excavation surface to improve the ground, spraying concrete using the excavator 200 (spraying process) Can be done.
In this way, it is possible to perform support work such as concrete spraying during excavation by the excavator 200 or in front of the cutter head 120, and such support work prevents further collapse of bad ground. be able to.
FIG. 24 shows one mode of a configuration for performing concrete spraying using the excavator 200.

図24に示す吹付け機292は、吹付けノズル290及び吹付角度変更機構291で構成され、吹付けノズル290は吹付角度変更機構291を介してバケット240に取り付けられる(吹付けノズル取付工程)。そして、この吹付角度変更機構291による吹付けノズル290の向きの変更と、サポートフレーム220の俯仰動作及び旋回動作とを組み合わせることで、コンクリートの吹付けを必要とする全域に吹付け(吹付工程)が行えるよう構成される。
吹付角度変更機構291は、回転軸291a、回転軸291aに直交する揺動軸PS回りに揺動可能に回転軸291a先端に支持されるホルダ部材291b、回転軸291aを回転可能に支持する本体部291c、などを含んで構成される。
The spraying machine 292 shown in FIG. 24 includes a spraying nozzle 290 and a spraying angle changing mechanism 291, and the spraying nozzle 290 is attached to the bucket 240 via the spraying angle changing mechanism 291 (a spraying nozzle attaching step). Then, by changing the direction of the spray nozzle 290 by the spray angle changing mechanism 291, and by ascending and descending motions and swiveling motions of the support frame 220, the spraying is performed on the entire area where the spraying of concrete is required (spraying process). Is configured so that
The spray angle changing mechanism 291 includes a rotation shaft 291a, a holder member 291b supported at the tip of the rotation shaft 291a so as to be swingable around a swing shaft PS orthogonal to the rotation shaft 291a, and a main body portion that rotatably supports the rotation shaft 291a. 291c, etc. are included.

そして、本体部291cは回転軸291aの軸線がサポートフレーム220の軸線に対して略平行になるようにバケット240に取り付けられ、吹付けノズル290はホルダ部材291bに対し吹付けノズル290の軸線が揺動平面と平行でかつ揺動軸に近い側から遠い側に向かう径方向が吹付け方向になるように取り付けられる。
ホルダ部材291bの揺動角度は、例えば、回転軸291aの軸線方向と吹付けノズル290の軸線とが略平行になる角度位置と、回転軸291aの軸線方向と吹付けノズル290の軸線とが略直交する角度位置との間の角度に設定されている。但し、ホルダ部材291bの揺動角度は、上記設定に限定されるものではなく、任意に設定できる。
The main body 291c is attached to the bucket 240 such that the axis of the rotating shaft 291a is substantially parallel to the axis of the support frame 220, and the spray nozzle 290 swings the axis of the spray nozzle 290 relative to the holder member 291b. It is attached so that the radial direction parallel to the moving plane and extending from the side close to the swing axis to the side far from the swing axis is the blowing direction.
The swing angle of the holder member 291b is, for example, an angular position where the axial direction of the rotary shaft 291a and the axial line of the spray nozzle 290 are substantially parallel, and the axial direction of the rotary shaft 291a and the axial line of the spray nozzle 290 are substantially equal to each other. It is set to an angle between the orthogonal angular positions. However, the swing angle of the holder member 291b is not limited to the above setting and can be set arbitrarily.

ここで、ホルダ部材291bの揺動、回転軸291aの回転、更に、サポートフレーム220の俯仰動作及び旋回動作を組み合わせて実行して、掘削面に対するコンクリートの吹付けを行わせることができる。
なお、図24に示した構造において、吹付けノズル290は、吹付角度変更機構291を介してバケット240に取り付けられるが、吹付けノズル290を直接バケット240に取り付ける構成とすることができる。吹付けノズル290を直接バケット240に取り付ける場合は、例えばバケット240の回転機構を設けることで、当該回転機構を含むバケット240を変位させる機構が吹付角度変更機構として機能する。
Here, the swinging of the holder member 291b, the rotation of the rotary shaft 291a, and the ascending / descending motion and the swiveling motion of the support frame 220 can be performed in combination to spray concrete on the excavation surface.
Note that, in the structure shown in FIG. 24, the spray nozzle 290 is attached to the bucket 240 via the spray angle changing mechanism 291, but the spray nozzle 290 may be directly attached to the bucket 240. When the spray nozzle 290 is directly attached to the bucket 240, a mechanism for displacing the bucket 240 including the rotating mechanism functions as a spray angle changing mechanism by providing a rotating mechanism for the bucket 240, for example.

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
ブーム230の先端に取り付ける作業装置はバケット240に限定されず、油圧ブレーカなどの打撃装置を用いることができる。
Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can adopt various modifications based on the basic technical idea and teaching of the present invention. is there.
The working device attached to the tip of the boom 230 is not limited to the bucket 240, and an impact device such as a hydraulic breaker can be used.

また、エキスカベータ200の腕体を挿通させるカッタヘッド120の開口部123aが、面板の取り外しによって開放される構成とすることができ、また、面板127a−127cを開閉可能な扉に形成することができ、更に、1つの開閉扉(又は面板)によってサポートフレーム220を切羽側に突き出すための開口部及び排土コンベア180を切羽側に突き出すための開口部が開放される構成とすることができる。   Further, the opening 123a of the cutter head 120 through which the arm of the excavator 200 is inserted can be opened by removing the face plate, and the face plates 127a-127c can be formed into an openable / closable door. Further, the opening for protruding the support frame 220 to the cutting face and the opening for protruding the earth discharging conveyor 180 to the cutting face can be opened by one opening / closing door (or face plate). .

また、TBM100は、開閉扉123を開閉動作させるための専用のジャッキを備えることができる。
また、TBM100の腕体を切羽側に突き出すための開口部と、排土コンベア180を切羽側に突き出すための開口部とが桟部で仕切られた相互に独立した開口部とすることができる。
In addition, the TBM 100 can include a dedicated jack for opening and closing the opening / closing door 123.
Further, the opening for projecting the arm of the TBM 100 to the cutting face and the opening for projecting the soil discharging conveyor 180 to the cutting face can be mutually independent openings partitioned by the crosspiece.

また、胴体110の後方に配置されるグリッパ装置(リアグリッパ)130と共に、胴体110の前方側にもグリッパ装置(フロントグリッパ)を備えることができる。
また、エキスカベータ200による掘削を行わせるときに、カッタヘッド120による掘削時に用いられる排土コンベア180の切羽側端部にコンベアユニットを継ぎ足し、継ぎ足したコンベアユニットがカッタヘッド120から切羽側に突き出るよう構成することができる。
In addition to the gripper device (rear gripper) 130 arranged behind the body 110, a gripper device (front gripper) may be provided on the front side of the body 110.
Further, when excavating by the excavator 200, a conveyor unit is added to the face end of the soil discharging conveyor 180 used at the time of excavating by the cutter head 120, and the added conveyor unit protrudes from the cutter head 120 toward the face. Can be configured as follows.

また、開閉扉123を開いて開放される開口部123aの隅部などに切羽側を撮影するカメラを設置し、当該カメラによって撮像された映像を液晶画面などに表示してエキスカベータ200の運転者に提供することができ、また、カメラとしてステレオカメラを設定して施工現場を3次元データ化することもできる。
また、上記実施形態では、エキスカベータ200による掘削を行わせるときに、レール135のカッタヘッド120側の端部に延長用レール138を継ぎ足すが、延長用レール138を継ぎ足す代わりに、胴体110内でレール135を切羽側(カッタヘッド120側)に移動させる構成とすることができる。
なお、出願当初の請求項は以下の通りであった。
〔請求項1〕
胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機によってトンネルを掘削する方法であって、
腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に設置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、
開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネルを掘進する補助掘削工程を含む、トンネル掘削方法。
〔請求項2〕
前記補助掘削工程は、
前記作業装置によって地山を掘削する掘削工程と、
前記トンネル掘削機を推進させる推進工程と、
を含む、請求項1記載のトンネル掘削方法。
〔請求項3〕
前記腕体が突き出される前記開口部は、前記カッタヘッドの前方に向けて押し開けられる開閉扉によって開閉可能に構成され、
前記補助掘削工程は、前記開閉扉を前記カッタヘッドの前方に向けて押し開ける開放工程を含む、請求項1又は請求項2記載のトンネル掘削方法。
〔請求項4〕
前記補助掘削工程は、前記トンネル掘削機を後退させる後退工程を更に含み、
前記開放工程は、前記トンネル掘削機を後退させた後に前記開閉扉を前記カッタヘッドの前方に向けて押し開ける、請求項3記載のトンネル掘削方法。
〔請求項5〕
前記トンネル掘削機は排土コンベアを備え、
前記補助掘削工程は、開放された前記開口部に前記排土コンベアの先端を挿通させて前記カッタヘッドの前方下部に突き出すコンベア移設工程を含む、請求項1から請求項4のいずれか1つに記載のトンネル掘削方法。
〔請求項6〕
前記コンベア移設工程は、前記カッタヘッドの前方に突出する前記排土コンベアの搬送面上に前記カッタヘッドの前方下部の土砂を案内するスカート部を配設するスカート部配設工程を含む、請求項5記載のトンネル掘削方法。
〔請求項7〕
前記補助掘削工程は、
前記補助掘削機の作業装置に吹付けノズルを取り付ける吹付けノズル取付工程と、
開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記吹付けノズルから掘削面にコンクリート又はモルタルを吹き付ける吹付工程と、
を含む、請求項1から請求項6のいずれか1つに記載のトンネル掘削方法。
〔請求項8〕
胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機であって、
腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に配置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、
開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネル掘進を行えるよう構成した、トンネル掘削機。
Further, a camera for photographing the face of the face is installed at a corner of the opening 123a opened by opening the opening / closing door 123, and the image captured by the camera is displayed on a liquid crystal screen or the like to operate the excavator 200. A stereo camera can be set as a camera to convert a construction site into three-dimensional data.
Further, in the above-described embodiment, when the excavator 200 is used for excavation, the extension rail 138 is added to the end of the rail 135 on the cutter head 120 side. However, instead of adding the extension rail 138, The rail 135 may be moved to the face of the face (the side of the cutter head 120) within the 110.
The claims at the beginning of the application were as follows.
[Claim 1]
A method of excavating a tunnel by a tunnel excavator, in which a cutter head is rotatably mounted on a front portion of a body, and a reaction force for propelling from a pit wall or a lining body is obtained.
An auxiliary excavator for excavating by a working device at the tip of an arm is installed in the body, and an opening that can be opened and closed is provided in the cutter head.
A tunnel excavation method including an auxiliary excavation step of projecting the arm body forward from the opened opening and excavating the ground by the working device to advance a tunnel.
[Claim 2]
The auxiliary excavation step,
An excavation step of excavating the natural ground by the working device,
A propulsion step of propelling the tunnel excavator,
The tunnel excavation method according to claim 1, further comprising:
[Claim 3]
The opening from which the arm is projected is configured to be openable and closable by an opening / closing door that is pushed open toward the front of the cutter head,
The tunnel excavation method according to claim 1 or 2, wherein the auxiliary excavation step includes an opening step of pushing and opening the opening / closing door toward the front of the cutter head.
[Claim 4]
The auxiliary excavation step further includes a retreat step of retracting the tunnel excavator,
The tunnel excavation method according to claim 3, wherein in the opening step, the opening / closing door is pushed open toward the front of the cutter head after the tunnel excavator is retracted.
[Claim 5]
The tunnel excavator includes an earth discharging conveyor,
The auxiliary excavation step includes a conveyor transfer step of inserting the tip of the soil discharging conveyor through the opened opening and projecting the conveyor head to the lower front portion of the cutter head. The tunnel excavation method described.
[Claim 6]
The conveyor relocating step includes a skirt portion arranging step of arranging a skirt portion for guiding the earth and sand in the front lower part of the cutter head on the conveying surface of the earth discharging conveyor protruding in front of the cutter head. 5. The tunnel excavation method described in 5.
[Claim 7]
The auxiliary excavation step,
A spray nozzle mounting step of mounting a spray nozzle to the working device of the auxiliary excavator,
A spraying step of spraying concrete or mortar onto the excavation surface from the spray nozzle by projecting the arm body forward from the opened opening,
The tunnel excavation method according to claim 1, further comprising:
[Claim 8]
A cutter excavator in which a cutter head is rotatably mounted on a front portion of a body and obtains a reaction force for propelling from a pit wall or a lining body,
An auxiliary excavator for excavating by a working device at the tip of an arm is arranged in the body, and an opening that can be opened and closed is provided in the cutter head.
A tunnel excavator configured such that the arm body is protruded forward from the opened opening to excavate the ground by the working device to perform tunnel excavation.

100…TBM(トンネルボーリングマシン、トンネル掘削機)、110…胴体、120…カッタヘッド、122…カッタヘッド駆動モータ、123…開閉扉、123a…開口部、128…開口部、130…メインビーム、132…グリッパ、133…グリッパ装置、135…レール、140…スラストジャッキ、180…排土コンベア、181…スカート部、200…エキスカベータ(補助掘削機)、210…クランプボックス、220…サポートフレーム(腕体)、230…ブーム(腕体)、240…バケット(作業装置)、292…吹付け機   100 ... TBM (tunnel boring machine, tunnel excavator), 110 ... Body, 120 ... Cutter head, 122 ... Cutter head drive motor, 123 ... Opening door, 123a ... Opening part, 128 ... Opening part, 130 ... Main beam, 132 ... Gripper, 133 ... Gripper device, 135 ... Rail, 140 ... Thrust jack, 180 ... Soil conveyor, 181, ... Skirt part, 200 ... Excavator (auxiliary excavator), 210 ... Clamp box, 220 ... Support frame (arm) Body), 230 ... Boom (arm body), 240 ... Bucket (working device), 292 ... Spraying machine

Claims (10)

胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機によってトンネルを掘削する方法であって、
腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に設置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、
開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネルを掘進する補助掘削工程を含み、
前記腕体が突き出される前記開口部は、前記カッタヘッドの前方に向けて押し開けられる開閉扉によって開閉可能に構成され、
前記補助掘削工程は、前記開閉扉を前記カッタヘッドの前方に向けて押し開ける開放工程を含む、トンネル掘削方法。
A method of excavating a tunnel by a tunnel excavator, in which a cutter head is rotatably mounted on a front portion of a body, and a reaction force for propelling from a pit wall or a lining body is obtained.
An auxiliary excavator for excavating by a working device at the tip of an arm is installed in the body, and an opening that can be opened and closed is provided in the cutter head.
Said arms from said opening which has opened by drilling natural ground by the working device protrudes forward looking contains an auxiliary excavation process of excavating the tunnel,
The opening from which the arm is projected is configured to be openable and closable by an opening / closing door that is pushed open toward the front of the cutter head,
The auxiliary excavation step is a tunnel excavation method including an opening step of pushing and opening the opening / closing door toward the front of the cutter head .
前記補助掘削工程は、前記トンネル掘削機を後退させる後退工程を更に含み、
前記開放工程は、前記トンネル掘削機を後退させた後に前記開閉扉を前記カッタヘッドの前方に向けて押し開ける、請求項1に記載のトンネル掘削方法。
The auxiliary excavation step further includes a retreat step of retracting the tunnel excavator,
The tunnel excavation method according to claim 1, wherein in the opening step, the opening / closing door is pushed open toward the front of the cutter head after the tunnel excavator is retracted.
前記補助掘削工程は、
前記作業装置によって地山を掘削する掘削工程と、
前記トンネル掘削機を推進させる推進工程と、
更に含む、請求項1又は請求項2に記載のトンネル掘削方法。
The auxiliary excavation step,
An excavation step of excavating the natural ground by the working device,
A propulsion step of propelling the tunnel excavator,
The tunnel excavation method according to claim 1 or 2, further comprising:
胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機によってトンネルを掘削する方法であって、
腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に設置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、
開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネルを掘進する補助掘削工程を含み、
前記開口部は開閉扉によって開閉可能に構成され、
前記補助掘削工程は、
前記トンネル掘削機を後退させる後退工程と、
前記後退工程の後に前記開閉扉を開ける開放工程と、
を含む、トンネル掘削方法。
A method of excavating a tunnel by a tunnel excavator, in which a cutter head is rotatably mounted on a front portion of a body, and a reaction force for propelling from a pit wall or a lining body is obtained.
An auxiliary excavator for excavating by a working device at the tip of an arm is installed in the body, and an opening that can be opened and closed is provided in the cutter head.
Said arms from said opening which has opened by drilling natural ground by the working device protrudes forward looking contains an auxiliary excavation process of excavating the tunnel,
The opening is configured to be opened and closed by an opening and closing door,
The auxiliary excavation step,
A retracting step of retracting the tunnel excavator,
An opening step of opening the opening and closing door after the retreating step,
Tunnel excavation method including .
前記補助掘削工程は、
前記開放工程の後に前記開口部から前記腕体を前方に突き出す前進工程と、
前記前進工程の後に前記作業装置によって地山を掘削する掘削工程と、
前記掘削工程の後に前記トンネル掘削機を推進させる推進工程と、
更に含む、請求項4に記載のトンネル掘削方法。
The auxiliary excavation step,
A forward step of protruding the arm body forward from the opening after the opening step,
An excavation step of excavating a natural rock by the working device after the advance step ,
A propulsion step of propelling the tunnel excavator after the excavation step ,
The tunnel excavation method according to claim 4 , further comprising:
前記トンネル掘削機は排土コンベアを備え、
前記補助掘削工程は、開放された前記開口部に前記排土コンベアの先端を挿通させて前記カッタヘッドの前方下部に突き出すコンベア移設工程を更に含む、請求項1から請求項5のいずれか1つに記載のトンネル掘削方法。
The tunnel excavator includes an earth discharging conveyor,
The auxiliary excavation process, the opened said opening is inserted the tip of the dumping conveyor further comprises a conveyor transfer step of projecting front lower portion of the cutter head, any one of claims 1 to 5 Tunnel excavation method described in.
前記コンベア移設工程は、前記カッタヘッドの前方に突出する前記排土コンベアの搬送面上に前記カッタヘッドの前方下部の土砂を案内するスカート部を配設するスカート部配設工程を含む、請求項6に記載のトンネル掘削方法。 The conveyor transfer step includes a skirt portion disposed step of disposing the skirt portion for guiding the front bottom sediment of the cutter head on the conveying surface of the soil discharge conveyor to protrude in front of the cutter head, claim 6. The tunnel excavation method according to item 6 . 前記補助掘削工程は、
前記補助掘削機の作業装置に吹付けノズルを取り付ける吹付けノズル取付工程と、
開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記吹付けノズルから掘削面にコンクリート又はモルタルを吹き付ける吹付工程と、
更に含む、請求項1から請求項7のいずれか1つに記載のトンネル掘削方法。
The auxiliary excavation step,
A spray nozzle mounting step of mounting a spray nozzle to the working device of the auxiliary excavator,
A spraying step of spraying concrete or mortar onto the excavation surface from the spray nozzle by projecting the arm body forward from the opened opening,
The tunnel excavation method according to any one of claims 1 to 7 , further comprising:
胴体の前部にカッタヘッドが駆動回転可能に装着され、坑壁又は覆工体から推進するための反力を得るトンネル掘削機であって、
腕体の先端の作業装置によって掘削する補助掘削機を前記胴体内に配置すると共に、前記カッタヘッドに開閉可能な開口部を設け、
開放させた前記開口部から前記腕体を前方に突き出し前記作業装置によって地山を掘削してトンネル掘進を行えるよう構成した、トンネル掘削機において、
前記腕体が突き出される前記開口部は、前記カッタヘッドの前方に向けて押し開けられる開閉扉によって開閉可能に構成された、トンネル掘削機
A cutter excavator in which a cutter head is rotatably mounted on a front portion of a body and obtains a reaction force for propelling from a pit wall or a lining body,
An auxiliary excavator for excavating by a working device at the tip of an arm is arranged in the body, and an opening that can be opened and closed is provided in the cutter head.
In the tunnel excavator, which is configured to perform forward tunnel excavation by excavating the ground by the working device by protruding the arm body forward from the opened opening ,
The tunnel excavator, wherein the opening from which the arm is projected is configured to be openable / closable by an opening / closing door pushed forward toward the front of the cutter head .
掘削面にコンクリート又はモルタルを吹き付けるための吹付けノズルが前記作業装置に取り付けられる、請求項9に記載のトンネル掘削機。The tunnel excavator according to claim 9, wherein a spray nozzle for spraying concrete or mortar onto the excavation surface is attached to the working device.
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