JPH0270892A - 膨張性地山のトンネル掘進機 - 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】 本発明は膨張性地山のトンネル掘進機に関するものであ
る。

ｒ従来の技術１ 従来膨張性地山においてトンネルを掘削するにはブーム
カッター　ロードヘッダー　ショベル等の装置を使用す
るか、従来の通常のシールド掘削機を使用して掘削して
いる。

「発明が解決しようとする問題点」 しかし、ブームカッター等を使用する掘進方法は、トン
ネルの全断面を一度に掘削できないためにはじめに掘削
した所が膨張して進行がうまく行なえない場合が有り、
また、型枠組立時にトンネル断面の求心方向への膨張で
型枠と他山との間隙が消失して型枠を組立ることが不可
能となる場合も剪る。

また、通常のシールド掘削機を使用して掘削する方法は
、シールドスキンプレートの表面積が大きいため膨圧で
このシールド掘削機が進行不能にとなることが有り、こ
のような状態を「掴まれＪと称している。

そこで本発明は上記に鑑みなされたもので、シールドス
キンプレートの長さを短くし表面積を低減して膨圧によ
る「掴まれ」を回避し、このシールドスキンプレート内
に収納しきれないカッター装置をシールドスキンプレー
トとは分離して別個に形成し、このカッター装置は予想
できない膨圧をカッターフェースに受けた場合に既設坑
内にまで後退して再掘削の対処が可能となる膨張性他山
のトンネル掘進機を提供することを目的としたものであ
る。

ｒ問題点を解決するための手段１ 上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とする本
発明の構成は前述問題点を解決するために、シールドス
キンプレート１とカッター装置２とからなる膨張性地山
のトンネル掘進機において、上記シールドスキンプレー
ト１の内側には、このシールドスキンプレート１の内側
に組立てた既設セグメントリングＳの先端面を反力受け
として該シールドスキンプレート１を推進させるスキン
プレート推進ジヤツキ７０を配設し、また、上記カッタ
ー装置２は、カッタフェース２１を半径方向に伸縮可能
なスポーク２１ａ、２１ａ、２１ａ、２１ａ…を駆動軸
２２の先端に放射状に配設して形成し、この駆動軸２２
の軸受４０は既設セグメントリングＳの内面部に着脱可
能に係止できる係止体５０にカッタフェース推進ジヤツ
キ６０を介して連結してなることを特徴とする技術的手
段を講じたものである。

「作用」 それ故、本発明膨張性他山のトンネル掘進機は、通常時
はスポーク２１ａ、２１ａ、２１ａ、２１ａ…を伸ばし
た状態としてカッタフェース２１のの径をシールドスキ
ンプレート１の径と略同−乃至は多少大きなるようにな
して、該カッタフェース２１をシールドスキンプレート
１の前方に位置させる。なお、このカッタフェース２１
はカッタモータで回転させるのは従来と同じである。

そして、このカッタフェース２１はカッタフェース推進
ジヤツキ６０を前進（伸長）させることにより推進力を
得て一定の距離を堀進し、この掘進に伴ないシールドス
キンプレート１はスキンプレート推進ジヤツキ７０を前
進（伸長）させることにより前方に押し出される。

そして、一定の距離掘削すると、スキンプレート推進ジ
ヤツキ７０を後退（収縮）し、該スキンプレート推進ジ
ヤツキ７０の後方シールドスキンプレート１内に生じた
空隙にセグメントリングを組立てる。従来のシールド掘
進機の場合は、このセグメントリングの組立時には掘進
が中断されるが、本発明掘進機においては、カッタフェ
ース２１とシールドスキンプレート１との推進力を別個
の推進ジヤツキで得ているため、必ずしも掘進を中断す
る必要はなく、地山が膨出してくる量に対応して掘削を
ｆａ続してもよい。

セグメントリングの組立が完了したら、再度カッタフェ
ース推進ジヤツキ６０とスキンブレート推進ジヤツキ７
０とを伸長させつつ掘進を行なうが、カッタフェース推
進ジヤツキ６０のストロークに余裕が無い状態となった
ら、掘進を中断し係止体５０の係止を一度脱着し該カッ
タフェース推進ジヤツキ６０を後退（収縮）し、この係
止体５０を前進させ既設セグメントリングＳの先端側位
置に係止しなおす。

上記操作を適宜繰返せばトンネルを掘進し、順次覆工し
て行くことができるが、膨圧が非常に大きい場合はなお
掘進が不可能な事態も生ずる。この要な事態が生じた場
合はカッタフェース２１のの外径をシールドスキンプレ
ート１の内径より小さくし、カッタフェース推進ジヤツ
キ６０を収縮してカッタフェース２１を後退しつつ掘削
するかまたは所定距離後退させた後に再掘削する。

このカッタフェース２１の後退は地山の膨出量が多いほ
ど後退距離を多きすることを強いられるが、カッタフェ
ース２１の外径を既設セグメントリングＳの内径よりも
小さくすれば、この既設セグメントリングＳ内にも後退
することができるものである。

そして、カッタフェース２１が後退した分は、シールド
スキンプレート１乃至既設セグメントリングＳ内を再度
掘進することになるのは無論である。

「実施例１ 次に、本発明の実施例を添付図面に従って説明すれば以
下の通りである。

図中、１はシールドスキンプレート、２はカッター装置
である。

上記シールドスキンプレート１は従来と路間−で鋼板で
筒状に形成に形成される。

そして、このシールドスキンプレート１の内側には、こ
のシールドスキンプレート１の内側に組立てた既設セグ
メントリングＳの先端面を反力受けとして該シールドス
キンプレート１を推進させるスキンプレート推進ジヤツ
キ７０を適宜本数配設して学る。このスキンプレート推
進ジヤツキ７０は従来のシールド掘進機にも推進ジヤツ
キとして設けられていたが、従来はこの推進ジヤツキに
より一体連結されたカッタフェースとシールドスキンプ
レートとに推進力を与えていたが、本発明装置における
スキンプレート推進ジヤツキ７０はシールドスキンプレ
ート１にのみ推進力を与える目的で使用されている。

また、上記カッター装置２は、カッタフェース２１を半
径方向に伸縮可能なスポーク２１ａ、２１ａ、２１ａ、
２１ａ…を駆動軸２２の先端に放射状に配設して形成し
、この駆動軸２２の軸受４０は既設セグメントリングＳ
の内面部に着脱可能に係止できる係止体５０にカッタフ
ェース推進ジヤツキ６０を介して連結してなる。

すなわち、上記夫々のスポーク２１ａは駆動軸２２の先
端にその基端部を固看された主スポーク２３とこの主ス
ポーク２３に抜き差し可能に配した副スポーク２４とで
構成され、この主スポーク２３と副スポーク２４とはシ
リンダー２５で連結しこのシリンダー２５で副スポーク
２４の抜き差し量、言い変えるとカッタフェース２１の
径を変更することができるようになしである。なお、こ
の主スポーク２３と副スポーク２４との前面或は側面に
は第２図に示すごとく、カッタ刃２６，２６．２６・・
・が装着されるのは従来のスポーク式カッタフェースと
同じである。

また、本実施例において上記軸受４０はセグメントリン
グＳの内面に圧接するフロントグリッパ３０の中心に固
定しされ、駆動！ｌｌ１ｋ２２はこのフロントグリッパ
３０に固定したカッタモータ８０に伝動装置８１を介し
て連結しである。

上記フロントグリッパ３０は放射状に突出した複数のア
ーム部３１，３１．３１・・・で構成（中央連結より複
数のアーム部３１を放射状に連結してもよいが、図示例
ではこの中央連結を軸受４０で兼用して該軸受４０より
複数のアーム部３１を放射状突出してなる。）にされ、
各アーム部３１の先端には図示では省略したシリンダー
を介して圧接摺動体３２が配設しである。この圧接摺動
体３２は既設セグメントリングＳの内面に所定の押圧力
で圧接されることで後述するカッタフェース推進ジヤツ
キ６０によりトンネル軸方向には進退できるようになし
である。

そして、上記軸受４０は、スラストベアリング４１、ラ
ジアルベアリング４２．４２を介して前記駆動軸２２を
支承していおり、さらに上記伝動装置８１は、駆動軸２
２が軸受４０の後方に賞出した部分に嵌着されるギヤー
８１ａと、このギヤー８１ａに噛合するカッタモータ８
０のピニオン８１ｂとからなり、カッタモータ８０によ
ってギヤー〇１ａ乃至カッタフェース２１を回転できる
ようになしている。なお、このカッタモータ８０は複数
台使用してもよいことは痛論である。

そして、本実施例において、上記係止体５０はフロント
グリッパ３０と同様に放射状に突出した複数のアーム部
５１．５１．５１・・・で構成される。そしてこの各ア
ーム部５１の先端には図示しないシリンダーを介して係
止具５４が配設しである。この係止具５４は既設セグメ
ントリングＳに（通常セグメントのリムに）係止する爪
部５４ａを有してなるもので掘進に伴なう反力を既設セ
グメントリングＳの適所で受支するようになしである。

そして、上記カッタフェース推進ジヤツキ６０でフロン
トグリッパ３０と係止体５０とを連結して゛いる。なお
、このフロントグリッパ３０と係止体５０の連結に際し
、カッタフェース推進ジヤツキ６０の両端を枢支軸５９
．６９で枢着してなるが、これはフロントグリッパ３０
と係止体５０との多少の中心軸の位置ずれが生じてもカ
ッタフェース推進ジヤツキ６０の作動に支障がないよう
になしたもであることは痛論であるが、さらには掘進方
向を調整する場合に積極的に両者の中心位置を変更させ
て駆動軸２２の方向を調整する必要性にも対処するため
のものである。

なお、図示例においてはこの各アーム部５１には圧接摺
動体５２をシリンダー５３を介して配設しであるが、こ
の圧接摺動体５２は係止体５０の荷重受けと該係止体５
０の中心位置を調整するためのものでシリンダーで係止
体５４を進退させることでこの調整は可能でもあるので
省略してもよい。また、係止体５０はカッタフェース２
１の掘進にともなう反力を受けられるように既設セグメ
ントリングＳの内面部に着脱できるものであれば図示例
に限定されるものでなく、さらにはフロントグリッパ３
０を省略してスキンプレート推進ジヤツキ７０の一端を
直接軸受４０に連結してもよいものである。

ｒ発明の効果ｊ 本発明は上記のごときで、シールドスキンプレート１と
カッター装置２とを連結していないため、膨圧地山の掘
進に際してはカッタフェース２１を後退させて膨圧を低
減させつつ再掘進することができ、この後退距離はカッ
タフェース２１の径を変更可能となしたため既設セグメ
ントリングＳ内をどこまでも後退することが可能となり
、従来に比して膨圧が相当に強い地山の掘進も可能とな
る膨張性地山のトンネル掘進機を提供することができる
ものである。

そして、このカッタフェース２１を後退できることは、
カッタフェース２１の前面に保守・点検のための間隙を
得ることができるため、カッタフェース２１の修理が簡
易で、また地山の性状の変化に対応して手掘りを併用す
ることも可能な膨張性地山のトンネル掘進機を提供する
ことができるものである。

また、本発明はシールドスキンプレート１とカッター装
置２とを別個に構成したため、シールドスキンプレート
１にはカッター装置２の連結機構やカッタモータ８０等
を配設するスペースを必要とせず、シールドスキンプレ
ート１の長さを短く設定でき膨圧を受ける面積を低減さ
せ、該シールドスキンプレート１の「掴まれ」を回避す
ることのできる膨張性地山のトンネル掘進機を提供する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明膨張性地山のトンネル掘進機の一実施例
を示す断面図、第２図は左半分正面図である。 １〜シールドスキンプレート　　　２〜カツター装置　
　　２１〜カツタフエース　　　２１ａ〜スポーク　　
　２２〜駆動＄Ｉ＋　　　　３０〜フロントグリツパ　
　　４０〜軸受　　　５０〜係止体　　　６０〜カツタ
フエース推進ジヤツキ７０〜プレート推進ジヤツキ　　
　Ｓ〜既設セグメントリング 代　　理　　人 １−２（ｆＺＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シールドスキンプレート１とカッター装置２とからなる
   膨張性地山のトンネル掘進機において、上記シールドス
   キンプレート１の内側には、このシールドスキンプレー
   ト１の内側に組立てた既設セグメントリングＳの先端面
   を反力受けとして該シールドスキンプレート１を推進さ
   せるスキンプレート推進ジャッキ７０を配設し、 また、上記カッター装置２は、カッタフェース２１を半
   径方向に伸縮可能なスポーク２１ａ、２１ａ、２１ａ…
   を駆動軸２２の先端に放射状に配設して形成し、この駆
   動軸２２の軸受４０は既設セグメントリングＳの内面部
   に着脱可能に係止できる係止体５０にカッタフェース推
   進ジャッキ６０を介して連結してなることを特徴とする
   膨張性地山のトンネル掘進機。