JPH02204597A - トンネル掘進方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトンネル掘進方法及び装置に係り、特に軟弱地
盤の崩落を防止して掘進するに好適なトンネル掘進方法
及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

軟弱地盤においてトンネルを掘削する場合、崩落を防止
しつつ掘削を進めなければならない。このための従来の
方法としては、まずアーチ状の透し溝を切削形成し、こ
の透し溝内に発生した切削屑を掻き出した後、透し溝内
にコンクリートを充填してアーチ状のコンクリートの仮
支保を形成する、いわゆるリングカット工法が知られて
いる。

また、これらの工程を連続化し、併せて自動化、省力化
を図る方法及び装置として、特公昭６１−２４５１２号
公報に記載された提案が公知である。

この提案は切削用チェーンカッタ、切削屑排出用圧気管
、閉塞具挿入管、硬化剤吹付管が順次隣接して配設され
た可動フレームをアーチ状ガイド部材に沿って走行させ
て、透し溝切削、切削屑排出、閉塞具挿入及び硬化剤の
吹付けを順次自動的に連続して行なうようにしたもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記公報に記載された提案によると、装
置の構造が複雑となり高価になるという問題があった。

また、チェーンカッタにより地盤を切削した直後で硬化
剤吹付前において、軟弱地盤特有の崩落の発生を防止す
る手段については配慮されておらず、しかも崩落の発生
を検知する手段も設けられていないため、崩落が発生し
た場合には直ちに掘進作業が不可能になるという欠点も
あった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軟弱地
盤の崩落を防止しつつ確実にリング状仮支保を形成する
ことのできる簡単なトンネル掘進方法及びその装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、トンネル掘進方法
として、先端に切削具が設けられたスクリューを回転、
前進させて地盤を切削し、同時に切削屑を排出して円筒
状の孔部を形成する第１の工程と、前記スクリューの中
心に軸方向に形成された通路を介して先端から常温硬化
性材料を吐出しつつ前記スクリューを後退させて、該常
温硬化性材料を前記孔部に充填する第２の工程とからな
り、これら第１及び第２の工程をくり返しながらアーチ
型板支保を形成するようにしたものである。

また、トンネル掘進装置として、走行台車上に固定され
たアーチ型ガイド部材に沿って移動する第１の可動フレ
ームと、該第１の可動フレームに傾斜可能に装着された
第２の可動フレームと、該第２の可動フレームに前進台
車の進行方向に移動可能に装着された切削ユニットとか
らなり、該切削ユニットにモータによって回転駆動され
、軸方向中心に常温硬化性材料通路が形成され、かつ先
端に該常温硬化性材料吐出ノズル及び切削具が取す付け
られたスクリューを設けて構成したものである。

〔作用〕

上記の手段によると、スクリューの先端に設けられた切
削具を回転前進させることにより、地盤に円筒状の孔部
を連続して形成することができ、その直後にスクリュー
を後退させながら常温硬化性材料を前記孔部に充填する
ことができる。従って、軟弱地盤にあっても崩落を防止
することができる。そしてスクリューが設けられた切削
ユニットを第１及び第２の可動フレームを介してアーチ
型ガイド部材に沿って少しづつ移動させて上記の切削充
填をくり返すことにより、硬化性材料によって硬化され
たアーチ型の仮支保を形成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るトンネル掘進方法及び装置の一実施
例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図にトンネル掘進装置の一実施例を示す
、第１図及び第２図において、トンネル１の断面の底部
２にはトンネル１の掘進方向に平行に一対のレール３が
敷設されており、このレール３には車輪４を介して台車
５が走行案内されている。この台車５には前記トンネル
１の内周断面にほぼ平行に一対のアーチ型のガイド部材
６が固定されており、このガイド部材６に沿って第１の
可動フレーム７が移動可能に取り付けられている。

この第１の可動フレーム７は前記一対のガイド部材６に
またがっており、二対のガイドローラ８と一対のピニオ
ン９とがそれぞれ平行な軸８′１１を介して回転自在に
取り付けられている。またガイド部材６は断面がコ字状
に形成されており、このガイド部材６の下辺を前記ガイ
ドローラ８とビニオン９とが挾持していて、ビニオン９
はガイド部材６の下面に形成された内歯ギヤ６ａに噛合
している。そしてピニオン９は第１の可動フレーム７に
固定された第１のモータ１２により、軸１１を介して回
転駆動される。

この第１の可動フレーム７の一方の側面の上部には支軸
１３を介して第２の可動フレーム１４が回動可能に取り
付けられており、この第２の可動フレーム１４は前記レ
ール２に対して調整可能に若干の俯仰角をつけて配設さ
れている。

さらに、この第２の可動フレーム１４には切削ユニット
１５が長手方向に摺動自在に装着されており、この切削
ユニット１５の下部には第２のモータ１６によって回転
活区動されるビニオン１７が設けられていて、このピニ
オン１７は第２の可動フレーム１４の上面に形成された
ラック１４ａに噛合している。

前記切削ユニット１５には第３図に示すように前記第２
の可動フレーム１４に平行に、かつシール部材１８を介
してスクリュー１９の主軸２０の一端が回転自在に支持
されており、この主軸２０は切削ユニッＩ・１５に固定
された第３のモータ２１により、減速機２２を介して回
転駆動される。

またスクリュー１９の外周には地盤崩落防止用のパイプ
２３が同軸上に設けられており、このパイプ２３の基端
は切削ユニット１５に固定されている。またパイプ２３
の基端近傍には一対の切削屑の排出口２４が設けられて
おり、前記切削ユニット１５には硬化剤人口１５ａが形
成されている。

さらに、前記主軸２０の中心には先端に設けられた硬化
剤吐出ノズル２５に連通する通路２０ａが軸方向に形成
されており、この通路２０ａに前記硬化剤人口１５ａが
連通している。また主軸２０の先端には切削具２６が取
り付けられている。

なお、第１図に示す符号２７は下端が第１の可動フレー
ム７に回動可能に取り付けられ、ピストンロッド２８の
上端が第２の可動フレームに連結されたシリンダであり
、第２の可動フレーム７の角度を設定するためのもので
ある。

次に本発明に係るトンネル掘進方法の一実施例を第１図
乃至第３図を参照して説明する。

まず台車５をレール２に沿って移動させ、トンネル１の
掘進断面に近接させる０次に第１のモータ１２を駆動し
て第１の可動フレーム７をガイド部材６に沿って移動し
、ガイド部材６の片側の端部にセットする０次にシリン
ダ２７を作動させて第２の可動フレーム１４を所定の角
度に設定する。

次に、第２のモータ１６を駆動して切削ユニット１５を
第２の可動フレーム１４の後端部にセットした後、第３
のモータ２１を駆動してスクリュー１９を回転し、同時
に第２のモータ１６を即動して徐々に切削ユニット１５
をトンネル断面の軟弱地盤２９側に移動させる。この結
果スクリュー１９の主軸２０の先端に取り付けられた切
削具２６の回転により、トンネル断面の軟弱地盤２９が
切削され、円筒状の孔部３０が形成される。このとき発
生する切削屑はスクリュー１９により後方に移動し、排
出口２４から外部に排出される。

この孔部３ｏが所定の深さに到達したら切削ユニット１
５の前進を停止し、コンクリートなどの常温硬化性材料
を硬化剤人口１５ａからスクリュー１９の主軸２０の中
心に形成された通路２０ａ内に注入し、吐出ノズル２５
から孔部３０内に充填する。そしてモータ１６を駆動さ
せて切削ユニット１５を徐々に後退させながら常温硬化
性材料の注入を継続し、孔部３０内にこの材料を完全に
充填する。

１個の孔部３０への常温硬化性材料の充填が完了したら
、第１の可動フレーム７をガイド部材６に沿って僅かに
移動させ、上記の作業をくり返す。

このとき、既に形成された孔部３０の円形断面と新たに
形成する孔部の円形断面とが、第２図に示すように僅か
に重なるようにし、連続した仮支保３１が形成されるよ
うにする。従って既に形成された孔部３０内の材料がま
だ軟いうちに、切削具２６による切削を行なう必要があ
る。

また、切削具２６により切削された孔部３０の内周は常
温硬化性材料が充填さ九るまでは崩落防止用パイプ２３
により支持されているので、軟弱地盤であっても地盤が
孔部３０内に崩落することはない。

本実施例によれば、簡単な構造のトンネル掘進装置を用
いて、地盤の崩落を防止しつつ確実にかつ容易にアーチ
型の仮支保３１を形成することができる。

上記実施例では台車５が車輪４を介してレール２に走行
案内される場合について説明したが、台車５はキャタピ
ラや自動車車軸により走行するようにしてもよい、また
、第１の可動フレーム７をガイド部材６に沿って移動さ
せる機構は他の機構でもよく、例えばチェーンとスプロ
ケットの組合せでもよい、また第２の可動フレーム１４
を傾斜させる手段はシリンダ２７に限定されず、例えば
ターンバックルによる手動調整手段であってもよい。

さらに、切削ユニット１５を第２の可動フレーム１４上
で移動させる手段もラック１４ａとピニオン１７の噛合
による手段に限定されず、例えばチェーンとスプロケッ
トの組合せでもよい、また崩落の心配のない地盤に仮支
保３１を形成する場合は、崩落防止用パイプ２３を省略
してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、円筒状の孔部を
掘削するとほぼ同時に、この孔部に常温硬化性材料を充
填するようにしたので、簡単な構造のトンネル掘進装置
を用いて、地盤の崩落を防止しつつ確実にかつ容易にア
ーチ型の仮支保を形成することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るトンネル掘進装置の一実施例を示
す側面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図の
切削ユニットを示す断面図である。 １・・・トンネル、　　　　５・・・台車、６・・・ガ
イド部材、　　　７・・・第１の可動フレーム。 １４・・・第２の可動フレーム、 １５・・・切削ユニット、１９・・・スクリュー２０・
・・主軸、　　　　　２０ａ・・・通路。 ２１・・・モータ、　　　　２５・・・吐出ノズル、２
６・・・切削具、　　　　２９・・・地盤、３ｏ・・・
孔部、　　　　３１・・・仮支保。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端に切削具が設けられたスクリューを回転、前
   進させて地盤を切削し、同時に切削屑を排出して円筒状
   の孔部を形成する第１の工程と、前記スクリューの中心
   に軸方向に形成された通路を介して先端から常温硬化性
   材料を吐出しつつ前記スクリューを後退させて、該常温
   硬化性材料を前記孔部に充填する第２の工程とからなり
   、これら第１及び第２の工程をくり返しながらアーチ型
   板支保を形成することを特徴とするトンネル掘進方法。
2. （２）走行台車上に固定されたアーチ型ガイド部材に沿
   って移動する第１の可動フレームと、該第１のフレーム
   に傾斜可能に取り付けられた第２の可動フレームと、該
   第２の可動フレームに前記台車の進行方向に移動可能に
   装着された切削ユニットとからなり、該切削ユニットに
   モータによつて回転駆動され、軸方向中心に常温硬化性
   材料通路が形成され、かつ先端に該常温硬化性材料吐出
   ノズル及び切削具が取り付けられたスクリューを設けた
   ことを特徴とするトンネル掘進装置。