JPH0227094A - 拡大トンネルボーリングマシン及びトンネル掘削工法 - 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〉 本発明は拡大トンネルボーリングマシン及び拡大トンネ
ルボーリングマシンを用いるトンネル掘削工法に関する
。

〈従来の技術〉 従来より種々の形式のトンネルボーリングマシンが知ら
れているが、いずれも同心円にカッタードラムが回転し
て掘削する構造であるため、掘削断面形状はいずれも円
形状となり、掘削断面形状が長円形若しくは卵形状のト
ンネルを掘削するためのトンネルボーリングマシンは知
られていない。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来のトンネルボーリングマシンで断面が長円形若しく
は卵形状のトンネルを掘削するには、先進坑を円形掘削
した後に別個の掘削機を立坑を通して搬入し、長円形状
若しくは卵形状に掘削せねばならず、余分なコストを要
すことが考えられ、また拡大坑の仕上り断面周辺の地山
がグリッパ−の押付は圧力で痛むなどの問題点がある。

故に、本発明の目的は余分な立坑を掘削する必要がなく
、先進坑の掘削と同時に長円形若しくは卵形状の拡大坑
を掘削することのできる拡大トンネルボーリングマシン
及び拡大１〜ンネルポーリングマシンを用いる１−ンネ
ル掘削工法を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の拡大トンネルボーリングマシンは先進坑を掘削
するための先端掘削機と先進坑に追随して拡大坑を掘削
するための後端掘削機とを備える。

先端掘削機の後端には前方グリッパ−を連結し、また後
端掘削機の前端には後方グリッパ−を連結する。前方グ
リッパ−と後方グリッパ−とは互いに伸縮自在に連結す
る。

本発明のトンネル掘削工法では前記拡大トンネルボーリ
ングマシンを用いて掘削する。まず、後方グリッパ−を
伸長して固定すると共に前方グリッパ−を収縮解除する
（工程ａ）。次いで、固定した後方グリッパ−を反力と
して前方グリッパ−及び前方グリッパ−の前端に連結し
た先端掘削機を前進させながら先進坑を掘削する（工１
ｂ）。

先進坑を掘削後、前方グリッパ−を伸長固定すると共に
後方グリッパ−を収縮解除しく工程Ｃ）、次に固定した
前方グリッパ−を反力として後端掘削機を前進させなが
ら拡大坑を掘削する（工程ｄ）。

上記工程（ａ）〜（ｄ）を繰り返して先進坑に追随して
拡大坑を順次掘削する。

〈実施例〉 添付図面を参照して本発明の実施例につき更に詳細に説
明する。

第１図には本発明の拡大トンネルボーリングマシンが参
照番号１０にて示される。拡大トンネルボーリングマシ
ン１０は先進坑を掘削するため先端に設けたパイロット
ボーリングマシン１１と拡大坑を掘削するため後端に設
けたリーミング掘削機１２とを備える。図示の例ではパ
イロットボーリングマシン１１は１個のカッタードラム
ｌｌａを備えており、回転しながら先進坑を円形に掘削
する。パイロットボーリンクマシン１１には、カッター
ドラムｌｌａによって掘削されたズリを中央に掻き寄せ
るためのローダ−プレート（図示せず）及びズリを後方
へと搬出するコンベヤ装置（図示せず）が内蔵される。

リーミング掘削機１２の後端壁１２ａは中心軸１２ｂを
中心として矢印にて示されるよう時躬方向又は反時計方
向に電動モータ等（図示せず）にて自在に回転されるよ
うになっており、後端壁１２ａを通して図示のように中
心軸１２ｂに対して偏心して回転する偏心回転軸１２ｃ
が貫通される。

偏心回転軸１２ｃは矢印にて示されるように時計方向又
は反時計方向に電動モータ等（図示せず）にて自在に回
転されるようになっている。偏心回転軸１２ｃには、ア
ーム１２ｄが固定され、アーム１２ｄの両端には各々リ
ーミング力ツタ−１２ｅが取付けられる。

第２図には一方のリーミング力ツタ−１２ｅが拡大して
示される。リーミングカツター」−２０の前面及び周面
には複数のピッ１〜１２ｆが取付けられ、電動モータ］
２ｇにより駆動回転され拡大坑を掘削する。アーム１２
　ｄは内側スリーブ］−２ｈと外側スリーブ１２ｉとか
らなり、内側スリーブ１２ｈと外側スリーブ１２ｉとは
摺動自在に陥合され、各々に取付けた油圧シリンダー１
２．ｉ、１２ｋにより伸縮自在となっている。

第１図においてパイロンＩ・ボーリンクマシン１１の後
端には前方グリッパ−１３が連結される。前方グリッパ
−１３には複数のグリップ部Ｌ３ａを設け、半径方向へ
伸長収縮して固定解除自在となっている。リーミング掘
削機１２の前端には後方グリッパ−１４が連結され、同
様に複数のグリップ部１４ａが設けられる。前方グリッ
パ−１３と後方グリッパ−１４とは油圧シリンダー１５
により伸縮自在に連結される。

偏心回転軸１２ｃを通してケーブル１６が通され、ケー
ブル１６内には動力用ケーブル、遠隔制御通信ケーブル
、施工管理通信ケーブル等が内包され、遠隔地より拡大
トンネルボーリングマシン１０を制御管理することがで
きる。

次に本発明のトンネル掘削工法を第３図（ａ）〜（ｄ）
を参照して説明する。第３図（ａ）〜（ｄ）には本発明
の拡大ｌ〜ンネルポーリングマシン１０を用いて先進坑
３０及び拡大坑３１を掘削するところが示される。第３
図（ａ）では後方グリッパ−１４を伸長して固定すると
共に前方グリッパ−１３を収縮解除したところが示され
る。次いで第３図（ｂ）において、固定した後方グリッ
パ−１４を反力として油圧シリンダー１５を作動させ伸
長しながらパイロットボーリングマシン１１のカッター
ドラムｌｌａを回転させながら先進坑３０を掘削する。

先進坑３０を掘削後、第３図（Ｃ）に示すように前方グ
リッパ−１３を伸長固定すると共に後方グリッパ−１４
を収縮解除する。次に、固定した前方グリッパ−１３を
反力として油圧シリンダー１５を作動させ収縮しながら
リーミング掘削機１２のリーミンクカツター１２ｅを回
転させ、第３図（ｄ）に示されるように拡大坑３］を堀
り進める。次いで同様に第３図（ａ）〜（ｄ）に示され
る工程を繰り返して掘削する。

第４図にはリーミング掘削機１２のアーム１２ｄを伸縮
しながら断面が長円形の拡大坑３１を掘削しているとこ
ろを示す。ｒｌ及びｒ２しこて示される扇形の領域を掘
削する際には、中心軸１２ｂ（第１図）の回転並びに偏
心回転軸１２ｃの回転を同期させてアーム１２ｄが伸長
した状態でリーミング力ツタ−１２ｅを作動掘削し、そ
の他の領域ではアーム１２ｄを収縮した状態でリーミン
グカツター１２ｅを作動掘削して長円形の断面の掘削を
行なうことができる。もちろん、他の断面形状の掘削も
容易に行なうことができることはいうまでもない。

本実施例ではリーミングカツター１２ｅが偏心回転軸１
２ｃを中心として回動しながら掘削する例を示したが必
らずしも偏心させる必要はない。

偏心回転軸１２ｃを利用する場合には中心軸１２ｂの回
転に伴って偏心回転軸１２ｃも回転するため掘削面の堀
り残しがなく、掘削効率が増大する。

〈発明の効果〉 本発明によれば、先進坑の掘削後、直ちに拡大坑を同時
掘削できるので、先進坑の支保が不要であり、工期の大
幅な短縮が可能となる。また、先進坑内のグリッパ−に
固定して反力をとり、後端掘削機を前進させて拡大坑を
掘削するのでグリッパ−の押付は圧力により仕上り面周
辺の地山を痛めることがなく、覆工が容易である。更に
また、所望とする変形断面の全面掘削を容易に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の拡大トンネルボーリングマシンを示す
斜視図、第２図は拡大坑を掘削するためのリーミングカ
ツタ一部を示す一部破断透視図、第３図（ａ）〜（ｄ）
は本発明の拡大トンネルボーリングマシンを用いてトン
ネルを掘削しているところを示すトンネル断面概略図、
第４図は断面が長円形の拡大坑を掘削しているところを
後部方向から見たところを示す概略図である。 １０・・拡大トンネルボーリングマシン、１１・・パイ
ロットボーリングマシン、１２・・リーミング掘削機、
１２ｂ・・中心軸、１２ｃ・・偏心回転軸、１２ｄ・・
アーム、１２ｅ・・リーミングカッター、１３・・前方
グリッパ−１１４・・後方グリッパ−１１５・・油圧ピ
ストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）先進坑を掘削するための先端掘削機と、該先進坑に
   追随して拡大坑を掘削するための後端掘削機と、前記先
   端掘削機の後端に連結した前方グリッパーと、前記後端
   掘削機の前端に連結した後方グリッパーとを備え、前記
   前方グリッパーと該後方グリッパーとは互いに伸縮自在
   に連結されることを特徴とする拡大トンネルボーリング
   マシン。 ２）前記後端掘削機には中心回転軸に対して偏心して回
   転する偏心回転軸を設け、該偏心回転軸にはアームを取
   付け、該アームには複数の回転カッターを設けることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の拡大トンネル
   ボーリングマシン。 ３）前記アームを伸縮自在とすることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載の拡大トンネルボーリングマシ
   ン。 ４）（ａ）先進坑に追随して拡大坑を掘削するための後
   端掘削機に連結した後方グリッパーを伸長して固定する
   と共に該後方グリッパーの前端に伸縮自在に連結した前
   方グリッパーを収縮解除し、 （ｂ）固定した前記後方グリッパーを反力として、前記
   前方グリッパー及び前方グリッパーの前端に連結した先
   端掘削機を前進させながら先進坑を掘削し、 （ｃ）掘削後前記前方グリッパーを伸長固定すると共に
   前記後方グリッパーを収縮解除し、 （ｄ）次に固定した前記前方グリッパーを反力として後
   端掘削機を前進させながら拡大坑を掘削し、 前記工程（ａ）〜（ｄ）を繰り返すことを特徴とするト
   ンネル掘削工法。 ５）前記後端掘削機には中心回転軸に対して偏心して回
   転する偏心回転軸を設け、該偏心回転軸には伸縮自在の
   アームを取付け、該アームには、複数の回転カッターを
   設け、前記工程（ｄ）において前記アームを伸縮しなが
   ら所望の断面形状の拡大坑を掘削することを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載のトンネル掘削工法。