JPH0344636B2 - - Google Patents

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機に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、掘進機によりトンネルを掘削する場
合、重要構造物直下、又は掘削前面（切羽鏡部）
やその付近が自立しにくい地山の時にはセグメン
トを使用し、比較的安定した地山の時には経済性
を高めるために鋼製支保工が使用される。

而して、比較的安定した地山を掘削する場合で
も、掘削内面天端付近が最も崩落し易く、この場
合、トンネル掘進機の後部で支保工を組み立て
て、安全を確保しようとしていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、トンネル掘進機後部直後位置で
の支保工組立では、トンネル掘進機の機長分の支
保ができないために天端崩壊の危険性が高かつ
た。

本発明は斯かる実情に鑑み、掘削後できるだけ
早い時期に、できるだけ切羽に近い位置で安全に
ロツクボルトの打込み作業を行えるようにしたも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明では、カツタフレームを回転駆動可能に
支持したスライドフレームを本体フレームに摺動
自在に挿通せしめ、スライドフレームと本体フレ
ーム間にスライドジヤツキを設けて両フレームを
摺動させ得る様にし、又カツタフレーム及びスラ
イドフレームにそれぞれジヤツキを設け該ジヤツ
キにより本体フレームを地山より浮上がらせ得る
様構成し、更に前記スライドフレーム内の前端部
位置に、カツタフレーム前進時に該カツタフレー
ムと本体フレームとの間に形成される空隙部か
ら、該空隙部上部の地山に対して穴あけ作業を行
うためのロツクボルト打込み用ドリリングマシン
を搭載した構成としている。

［作用］ 従つて、カツタフレーム前進時に形成されたカ
ツタフレームと本体フレームとの間の空隙部か
ら、ドリリングマシンによつて切羽直後部の掘削
内面天端付近に穴あけが行われ、しかる後ロツク
ボルトが打込まれる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図及び第２図において、１はカツタフレー
ム、２はスライドフレーム、３は本体フレーム、
４はプロテクタを示す。

カツタフレーム１は、所要角ピツチで放射状に
設けた所要本数のスポーク５をその先端及び中途
部を連結材６及び補強材７で連結してなるもので
あり、スポーク５にはカツタビツト８を固着して
ある。該スポーク５のうち少なくとも２本にジヤ
ツキ９を内設し、出入自在に嵌設したシユー１０
をジヤツキ９に係着する。

カツタフレーム１の回転軸１１は中空蒲鉾状の
スライドフレーム２の前面部に軸受部１２を介し
て回転自在に嵌合してあり、且つスライドフレー
ム２内に突出せる軸後端には擂鉢状回転筒１３を
介してリングギア１４を固着する。スライドフレ
ーム２の内面にはブラケツト１５を介して所要数
のカツタ駆動用モータ１６を設け、該モータ１６
の出力軸に軸着したピニオン１７を前記リングギ
ア１４に噛合させる。

スライドフレーム２は本体フレーム３に挿通さ
れており、本体フレーム３とは下面及び側面に突
設したガイド部材１８の上面、更に本体フレーム
３側に出入可能に設けたサイドガイド１９にそれ
ぞれ摺接する。スライドフレーム２の本体フレー
ム３より突出した後端に左右２本の脚２０を設
け、該脚２０内に下方へ向け突出するよう設けた
支持ジヤツキ２０のロツドに支持シユー３３を取
付ける。又、スライドフレーム２の下面に枠体２
２を垂設し、枠体２２の前面（カツタフレーム１
の背後）に土砂受２３を設けると共に該土砂受２
３に先端が位置する様ベルトコンベア２４を支承
せしめる。

本体フレーム３の中心部には前記スライドフレ
ーム２が移動し得る様鍵孔状の空間部２５を形成
してあり、該空間部２５により欠切された本体フ
レーム３の下部を横材２６で連結する。本体フレ
ーム３の下半分外面はカツタフレーム１の半径と
同径の半径を有する円筒曲面で構成され、更に本
体フレーム３の上部には下半部円筒曲面と連続す
る円筒曲面で形成されたプロテクタ４を設ける。
又、本体フレーム３に上方に延びるガイドポスト
２７を設け、一方プロテクタ４内面にブラケツト
２８を介してガイド２９を固着し、該ガイドポス
ト２７をガイド２９に摺動自在に嵌入する。而し
て、スライドフレーム２と本体フレーム３とは水
平方向に伸縮するカツタスライドジヤツキ３０に
より連結し、又本体フレーム３とプロテクタ４と
をガイドポスト２７内に設けたリフトシリンダ３
１により連結し、更に前記サイドガイド１９を横
送りジヤツキ３２に取付ける。

又、前記カツタフレーム１における回転軸１１
の軸受部１２が位置するスライドフレーム２内の
前端部位置には、ドリル３９がスライドフレーム
２に設けた長孔３４を貫通して上方へ突出するよ
うにしたドリリングマシン３５を、前記軸受部１
２の左右位置に配置すると共に、該各ドリリング
マシン３５を揺動シリンダ３６に接続して、該揺
動シリンダ３６の伸縮動により前記ドリル３９が
左右方向に揺動し得るよう構成する。前記ドリリ
ングマシン３５は、ドリル３９を回転駆動させな
がら上下動させ得るようにしたものである。更
に、前記プロテクタ４の外面部には、鉛直方向に
向けたドリル３９と対応した位置、即ちドリリン
グマシン３５の真上位置に、打込まれたロツクボ
ルト３７の頭部と干渉せずに移動（推進）し得る
よう掘進方向に沿つて凹溝３８を設ける。

次に、第３図イ〜ホを併用して、前記構成とし
たトンネル掘進機の掘進作動を説明する。

先ずジヤツキ９及び支持ジヤツキ２１を伸長さ
せシユー１０、支持シユー３３を地山４０に押圧
せしめて、カツタフレーム１、スライドフレーム
２を若干持上げ本体フレーム３が地山４０に対し
て浮上つた状態とする（第３図イ）。この状態で
カツタスライドジヤツキ３０を伸長させ、本体フ
レーム３をカツタフレーム１側へ押込む（第３図
ロ）。

次に、ジヤツキ９、支持ジヤツキ２１を縮短さ
せスライドフレーム２及びカツタフレーム１が本
体フレーム３にのみ支持され地山４０より浮上つ
た状態とする（第３図ハ）。この状態でカツタ駆
動モータ１６によりカツタフレーム１を回転さ
せ、カツタスライドジヤツキ３０を縮短方向に付
勢してカツタフレーム１を前進させる。この時、
スライドフレーム２と本体フレーム３間の摩擦係
数は本体フレーム３と地山４０間の摩擦係数に比
べ著しく小さく、且本体フレーム３と地山４０間
には掘進機の全重量が作用するので本体フレーム
３と地山４０の摩擦力は掘削反力に十分抗し得
る。

斯かる掘削状態に於いて、必要に応じリフトジ
ヤツキ３１を伸長させプロテクタ４を地山４０に
押圧して地山４０の崩れを防止する。尚、本体フ
レーム３の摩擦力を増加させる為にプロテクタ４
を地山４０に押圧させてもよい。

掘削した土砂はベルトコンベア２４により掘進
機後方へ排土される。

掘削が進行し、カツタスライドジヤツキ３０の
ストロークエンドに達した時（第３図ニ）、カツ
タフレーム１をシユー１０が下側所要位置となつ
た時点で停止させる。

ここで、カツタフレーム１と本体フレーム３と
の間には、カツタフレーム１のストローク分だけ
空隙部４１が形成されているので、ドリリングマ
シン３５を駆動してドリル３９により空隙部４１
上部の地山４０に穴をあけ（第３図ホ）、しかる
後この穴にロツクボルト３７を打込む。この際、
ジヤツキ９及び支持ジヤツキ２１、更にはリフト
ジヤツキ３１を伸長させて、空隙部４１の前部の
地山４０がカツタフレーム１によつて、又後部の
地山４０がプロテクタ４によつて押圧された状態
としておくことにより、空隙部４１上部の地山４
０の崩落を防止しながら安全に作業を行うことが
できる。又前記において、空隙部４１上部の地山
４０のドリリングマシン３５の真上部以外の個所
にロツクボルト３７を打込みたい時は、揺動シリ
ンダ３６を伸縮させてドリル３９の向きを変える
ようにする。但しこの場合、打込んだロツクボル
ト３７の頭部がプロテクタ４外面の凹溝３８の位
置から外れて推進の邪魔になつてしまうので、第
４図に示すように、ロツクボルト３７の頭部を地
山４０内に埋込むようにすることが必要である。
勿論このような手法をドリリングマシン３５の真
上部でも採用することによつて、前記凹溝３８を
不要とすることができる。

而して、ロツクボルト３７の打込みが終了した
ら、リフトジヤツキ３１を収縮してプロテクタ４
の地山４０への押圧を解除すれば、本体フレーム
３は、第３図イに示したようにスライドフレーム
２に支持された状態に戻る。次に、カツタスライ
ドジヤツキ３０を伸長させ、本体フレーム３を押
込むが、カツタフレーム１と本体フレーム３間に
残置した土砂は本体フレーム３下部の欠切空間部
より後方へ逃げ得るので、該残置土砂による抵抗
は最小に抑えられる。又、この欠切空間部は湧水
があつた場合の水路となり、掘進機後方で湧水の
処理が容易である。

以上の作動を順次繰返せば、自走式にてトンネ
ルを掘削でき、且つ掘削後直ちにロツクボルト３
７の打込みを切羽に近い位置にて安全に行うこと
ができる。従つて、本体フレーム３の後方で、鋼
製支保工を安全に設置することができる。

掘進方向の修正或は変更をする場合は横送りジ
ヤツキ３２を作動させ、本体フレーム３の軸心と
スライドフレーム２の軸心（カツタフレーム１の
回転軸心）とを傾けることにより行う。又、本体
フレーム３の安定のためサイドグリツパを本体フ
レーム３の側部に取りつけるようにしてもよい。

尚、本発明のトンネル掘進機は、ゼグメントを
敷設して行く掘削作業にも使用することができ
る。又この場合、推進ジヤツキを本体フレーム３
に設け、推進ジヤツキの伸長力を既設のセグメン
トに作用させる様にし、既設のセグメントに掘削
反力を得て該推進ジヤツキにより掘進機を推進さ
せるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、スライド
フレーム内の前端部に設置したドリリングマシン
を用いて、前進時のカツタフレームと本体フレー
ムとの間に形成された空隙部から、該空隙部上部
の地山に穴をあけることができるので、掘削後直
ちに切羽に近い位置で掘削内面天端に安全にロツ
クボルトを打込むことができる、と言う優れた効
果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトンネル掘進機の切断側面
図、第２図は該掘進機を後方から視た図であり左
半図は第１図のＡ矢視図、右半図は同Ｂ矢視図、
第３図イ〜ホは作動説明図、第４図はロツクピン
の打込み方式を示す他の例図である。 １はカツタフレーム、２はスライドフレーム、
３は本体フレーム、９はジヤツキ、２１は支持ジ
ヤツキ、３０はカツタスライドジヤツキ、３５は
ドリリングマシンを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カツタフレームを回転駆動可能に支持したス
   ライドフレームを本体フレームに摺動自在に挿通
   せしめ、スライドフレームと本体フレーム間にス
   ライドジヤツキを設けて両フレームを摺動させ得
   る様にし、又カツタフレーム及びスライドフレー
   ムにそれぞれジヤツキを設け該ジヤツキにより本
   体フレームを地山より浮上がらせ得る様構成し、
   更に前記スライドフレーム内の前端部位置に、カ
   ツタフレーム前進時に該カツタフレームと本体フ
   レームとの間に形成される空隙部から、該空隙部
   上部の地山に対して穴あけ作業を行うためのロツ
   クボルト打込み用ドリリングマシンを塔載したこ
   とを特徴とするトンネル掘進機。