JPH0224473A - 圧密式スリットカッタ - 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、トンネルを掘削するために用いる圧密式スリ
ットカッタに関し、更に詳細には、地圧の高い深層部、
特に第三紀〜第四紀の泥岩層又は砂岩層等において、大
径のトンネルを掘削するに適した圧密式スリットカッタ
に関する。

〈従来の技術〉 従来、トンネルを構築するための掘削機としては種々提
案されているが、例えば地下２００〜１０００ｍ程度の
深層部に大径トンネルを構築する場合には、約１００〜
２００ｋｇｆ／ａｄ程度の非常に高い地圧がかかり、掘
削した掘削壁にゆるみが生じるので、掘削と同時に前記
ゆるみを防止することのできる掘削機の開発が望まれて
いる。

また土地不足問題等に鑑み、昨今では深層部に建設可能
と考えられる、例えば超電導電力貯蔵所、地下発電所、
地下変電所、圧縮空気貯蔵所、燃料貯蔵所等の要請が現
実化されようとするに及んで、これらに適した直径１０
〜５０ｍ程度の大径のトンネルを構築するための掘削機
の開発が望まれている。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、前記要望に基づくものでありその目的は、地
圧の高い場所や掘削壁のゆるみが生じる地山において、
大径のトンネルを効率よく掘削し。

構築するのに適した圧密式スリットカッタを提供するこ
とにある。

また本発明の他の目的は、トンネルの断面形状に合わせ
て、掘削することができる圧密式スリットカッタを提供
することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、前記課題を解決したものであり、その要旨と
するところは、トンネルの外殻部を掘削しながら該外殻
部の掘削壁を圧密する掘削機であって、該掘削機が、掘
削機本体先部にトンネル外殻部を掘削するための複数の
カッタと、前部が該カッタにより掘削したトンネル外殻
部の幅に対して同一幅以下であり、且つ後部に向かって
、前記掘削したトンネル外殻部の幅よりも拡大した形状
を有する掘削壁圧密部と、前記トンネル外殻部の掘削壁
を圧密するために前記掘削壁圧密部を振動させる振動部
とを備える圧密式スリットカッタにある。ここで前記掘
削壁圧密部を振動させる振動部は、油圧式ハンマにより
前方方向に連続衝撃を与え、振動させる方法と公知のバ
イブレータ機構により振動させる方法とを含むものであ
る。またトンネル外殻部の形状に合わせて掘削するため
に、本発明の圧密式スリットカッタを上下に複数個連結
する連結部材を設置することにより、トンネル外殻郡全
体を同時掘削することも可能である。さらにトンネル外
殻部を掘削するための複数のカッタは、公知の電動モー
タ等により回転するシールド掘削用のものを含んでおり
、例えば１つの電動モータの回転作用を伝達歯車を介し
て、複数のカッタに伝達し、同時に複数のカッタを回転
させることも可能である。

さらにまた前記掘削壁圧密部の形状は、前方が掘削した
トンネル外殻部の幅と同一幅以下、すなわち抵抗の少な
い状態で侵入し得る幅であればよく、且つ後方に向かっ
て掘削壁を圧密するために前記トンネル外殻部幅よりも
拡大した形状をなしておればよい。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面を参照して、詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

第１図において、１は本体前部１ａと本体後部１ｂとか
らなる圧密式スリットカッタであり、該圧密式スリット
カッタ本体には、各能動装置の制御装置が設置されてい
る。２は本体前記１ａの先部前面に切羽を掘削するため
に連設されたカッタであって、該カッタの前方円周部に
はビット３が配設されている。４は、本体後部１ｂに設
置された電動モータ１０の回転作用を、カッタ２に伝達
するための動力伝達シャフトであり、４本の動力伝達シ
ャフト４は夫々本体前部ｌａ内を通って本体後部１ｂの
前方に設けられた減速ギヤボックス１１に連結されてい
る。すなわち電動モータ１０の回転歯車（図示せず）が
公知の減速ギヤボックス１１内に設置された減速歯車（
図示せず）と歯合して回転することにより、各減速歯車
（図示せず）を介して電動モータ１０の回転作用が夫々
の動力伝達シャフト４へ伝達され、夫々のカッタ２を回
転させることができるのである。また５は。

カッタ２により掘削したトンネル外殻部の掘削壁を圧密
するための掘削壁圧密部である。該掘削壁圧密部５の形
状は、前部５ａがカッタ２により掘削したトンネル外殻
部の幅、すなわちカッタ２の直径幅と同一な幅を有して
おり、後部５ｂは前記前部５ａから後方に向かって次第
に幅広となる形状を有している。６は衝撃部６ａに衝撃
を与え、本体前部の掘削壁圧密を振動させるためのハン
マであって、該ハンマ６は、ピストン（図示せず）を内
設した油圧式シリンダ７と連結され１本体前部内に内設
されている。１２は本体後部１ｂの前方に設置されたグ
リッパであり、１３は該本体後部１ｂの後方に設置され
たグリッパである。１４は、前記本体後部１ｂの前方と
後方を連結する油圧式シリンダであって、該油圧式シリ
ンダ１４によって掘削機本体を前方に推進させることが
できる。１５は本発明の圧密式スリットカッタ１を連設
するための連結部材であって、該連結部材により圧密式
スリットカッタをリング状に連結することにより、トン
ネル外殻部を同時掘削することも可能となる。１６は遠
隔制御用通信ケーブルであり、各々の駆動装置に配設さ
れた制御装置に指令信号を送信するケーブルである。

次に前記圧密式スリットカッタの動作について説明する
。

まず圧密式スリットカッタ１は、施工現場である地中の
空間領域内に設置される０次に地上の監視室から遠隔制
御用ケーブル１６を使って指令が送信され、圧密式スリ
ットカッタ１により掘削が開始されているのであって、
本体後部１ｂに設置されたグリッパ１３を伸長し、圧密
式スリットカッタ本体を、トンネル外殻部に固定する。

続いて前方グリッパ１２を収縮した状態に保持し、油圧
式シリンダ１４を伸長しながら電動モータ１０を回転さ
せる。該電動モータ１ｏの回転作用は減速ギヤボックス
１１を介して動力伝達シャフト４に伝達され、カッタ２
が回転し、前方の切羽が掘削される。同時に１本体前部
１ａに内設された油圧式シリンダ７が伸縮運動すること
により、該油圧式シリンダ７に連結されたハンマ６が前
方の衝撃部材６ａに衝撃を与え本体前部１ａを振動させ
る。

この振動及び前記本体後方部１ｂに設置された油圧式シ
リンダ１４の伸長により、本体前部１ａの側面に設けら
れた掘削壁圧密部５の前部５ａがカッタ２と共に前進し
、後方の掘削壁圧密部５の後部５ｂによって、掘削壁を
圧密しながら本体前部１ａと本体後方部１ｂの前方部と
が掘進する。次いで前記油圧式シリンダ１４の伸長が最
大に達したところで、前方のグリッパ１２を伸長し、圧
密式スリットカッタ１を圧密された掘削壁に固定する。

該掘削壁への固定と同時に後方のグリッパ１３を収縮さ
せながらシリンダ１４を収縮させ１本体後方部１ｂの後
方部を前方に推進させる。このような動作を監視室から
の制御によって繰り返すことにより、圧密式スリットカ
ッタ１を推進させ、切羽を掘削しながら掘削した掘削壁
を圧密することができるのである。

〈発明の効果〉 以上説明してきたように本発明によれば、カッタにより
切羽を掘削しながら掘削壁を圧密し、即時に掘削壁のゆ
るみが防止される圧密式スリットカッタが提供されるの
で、地圧の高い例えば深層部に大径のトンネルを構築す
る場合にも、掘削した直後から周辺地山を圧密補強する
ことが可能であり、吹付はコンクリート等による一次支
保を必要とせずに効率よく、且つ容易にトンネルの外殻
部を掘削することができる。また本発明の圧密式スリッ
トカッタをトンネルの形状に合わせて連結することによ
り、トンネル外殻部を同時掘削することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の圧密式スリットカッタの概略図であ
る。 １・・圧密式スリットカッタ、２・・カッタ、５・・掘
削壁圧密部、６・・ハンマー　１２，１３・・グリッパ
、１５・・連結部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トンネルの外殻部を掘削しながら該外殻部の掘削壁
   を圧密する掘削機であって、該掘削機が、掘削機本体先
   部にトンネル外殻部を掘削するための複数のカッタと、
   前部が該カッタにより掘削したトンネル外殻部の幅に対
   して同一幅以下であり、且つ後部に向かって、前記掘削
   したトンネル外殻部の幅よりも拡大した形状を有する掘
   削壁圧密部と、前記トンネル外殻部の掘削壁を圧密する
   ために前記掘削壁圧密部を振動させる振動部とを備える
   圧密式スリットカッタ。 ２）前記掘削機本体が、前記掘削機を複数連結するため
   に連結部材を本体の上下にそれぞれ配備する請求項１記
   載の圧密式スリットカッタ。