JPH06173573A - 大口径トンネルの掘削工法 - Google Patents
大口径トンネルの掘削工法Info
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- JPH06173573A JPH06173573A JP32441292A JP32441292A JPH06173573A JP H06173573 A JPH06173573 A JP H06173573A JP 32441292 A JP32441292 A JP 32441292A JP 32441292 A JP32441292 A JP 32441292A JP H06173573 A JPH06173573 A JP H06173573A
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- Japan
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- tunnel
- diameter
- cutter
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- excavator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 掘削効率が良く、余堀りの少ない大口径楕円
断面のトンネルを掘削する工法を提供すること。 【構成】 まず、円形のカッタードラムにより、小径先
進坑を通常の掘削機により掘進しておき、その後、より
大径の円形のカッタードラムを傾斜してトンネルを掘削
することにより、所期の楕円形断面の大口径トンネルを
掘削する工法。
断面のトンネルを掘削する工法を提供すること。 【構成】 まず、円形のカッタードラムにより、小径先
進坑を通常の掘削機により掘進しておき、その後、より
大径の円形のカッタードラムを傾斜してトンネルを掘削
することにより、所期の楕円形断面の大口径トンネルを
掘削する工法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大口径トンネルの掘削
工法、特に先行するパイロット掘進機とそれに後行する
リーミング掘削機とにより大口径トンネルを形成する掘
削工法に関する。
工法、特に先行するパイロット掘進機とそれに後行する
リーミング掘削機とにより大口径トンネルを形成する掘
削工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、大口径トンネルの掘削工法として
は、まず小口径のカッタードラムのトンネルボーリング
マシーンにより先進坑を掘進しておき、この後方に前記
先進坑の口径より大きな大口径のカッタードラムのトン
ネルボーリングマシーンにより拡径したトンネル断面を
得るものが知られる。
は、まず小口径のカッタードラムのトンネルボーリング
マシーンにより先進坑を掘進しておき、この後方に前記
先進坑の口径より大きな大口径のカッタードラムのトン
ネルボーリングマシーンにより拡径したトンネル断面を
得るものが知られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記大
口径トンネルの掘削工法は小口径と大口径のいずれも円
筒形のカッタードラムを回転させて掘進するので、その
掘削断面は円形状になり、水路や上下水道等の場合は、
設計断面が円形であるため、特に問題は生じない。しか
し、鉄道、道路等の設計断面は、通常馬蹄形であり、円
形断面のトンネルを掘削した場合には、トンネル下部に
余堀部分が発生し、結果的に不必要な領域まで掘削して
いることになり、この分、余分なコストを要さねばなら
ず不経済であった。
口径トンネルの掘削工法は小口径と大口径のいずれも円
筒形のカッタードラムを回転させて掘進するので、その
掘削断面は円形状になり、水路や上下水道等の場合は、
設計断面が円形であるため、特に問題は生じない。しか
し、鉄道、道路等の設計断面は、通常馬蹄形であり、円
形断面のトンネルを掘削した場合には、トンネル下部に
余堀部分が発生し、結果的に不必要な領域まで掘削して
いることになり、この分、余分なコストを要さねばなら
ず不経済であった。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たものであり、その目的は、鉄道、道路等、設計断面が
馬蹄形等のトンネルを構築する際に発生する余堀を低減
することができる大口径トンネルの掘削工法を提供する
ことにある。
たものであり、その目的は、鉄道、道路等、設計断面が
馬蹄形等のトンネルを構築する際に発生する余堀を低減
することができる大口径トンネルの掘削工法を提供する
ことにある。
【０００５】また、本発明の他の目的は、従来の大口径
掘削工法の基本構成を大幅に変更することなく、前述の
余堀を低減することができる大口径トンネルの掘削工法
を提供することにある。
掘削工法の基本構成を大幅に変更することなく、前述の
余堀を低減することができる大口径トンネルの掘削工法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は先方のパイロット
掘削機の円形のカッター面を有するカッタードラムによ
り円形の先進坑を掘進し、引き続き前記パイロット掘進
機の後方に設置した上記円形のカッター面よりも大径に
した円形のカッター面を有するリーミング掘削機のカッ
タードラムにより前記掘進した先進坑の外周地盤を掘削
することにより拡径トンネルを形成するトンネルの掘削
工法において、前記リーミング掘削機のカッタードラム
を掘進方向に対して任意の角度に傾斜させて掘削するこ
とにより、所期の楕円形断面のトンネルを得るようにし
た大口径トンネルの掘削工法にある。
みてなされたものであり、その要旨は先方のパイロット
掘削機の円形のカッター面を有するカッタードラムによ
り円形の先進坑を掘進し、引き続き前記パイロット掘進
機の後方に設置した上記円形のカッター面よりも大径に
した円形のカッター面を有するリーミング掘削機のカッ
タードラムにより前記掘進した先進坑の外周地盤を掘削
することにより拡径トンネルを形成するトンネルの掘削
工法において、前記リーミング掘削機のカッタードラム
を掘進方向に対して任意の角度に傾斜させて掘削するこ
とにより、所期の楕円形断面のトンネルを得るようにし
た大口径トンネルの掘削工法にある。
【０００７】
【作用】本発明ではパイロット掘削機により地質状況を
把握しながら、トンネルの中心部の芯抜き効果を期待す
ることができ、その後のリーミング掘削機による先進坑
の外周地盤の掘削を容易にする。また、リーミング時の
大口径の円形カッタードラムを傾斜することにより、任
意の拡径した楕円形状の大口径トンネルを形成すること
ができる。
把握しながら、トンネルの中心部の芯抜き効果を期待す
ることができ、その後のリーミング掘削機による先進坑
の外周地盤の掘削を容易にする。また、リーミング時の
大口径の円形カッタードラムを傾斜することにより、任
意の拡径した楕円形状の大口径トンネルを形成すること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明に用いるパイロット掘削機とリ
ーミング掘削機について略述し、その機械装置を用いた
大口径トンネルの掘削工法を説明する。
ーミング掘削機について略述し、その機械装置を用いた
大口径トンネルの掘削工法を説明する。
【０００９】図１において、掘進機の全体装置は先進孔
１を掘削するパイロット掘進機Ａと、その後方に位置
し、先進孔１に続いてトンネル径を拡大して拡径トンネ
ル２を形成するリーミング掘削機Ｂとからなる。
１を掘削するパイロット掘進機Ａと、その後方に位置
し、先進孔１に続いてトンネル径を拡大して拡径トンネ
ル２を形成するリーミング掘削機Ｂとからなる。
【００１０】パイロット掘削機Ａは、その先部に掘削カ
ッターを取付けた円形のカッター面３を有するカッター
ヘッド４が油圧モーター５で駆動軸６を介して装置本体
としてのメインフレーム６に回転自在に支持している。
また、メインフレーム６には掘進時の反力を坑壁７にと
るトンネル周方向に自在にした左右のグリッパー８を前
後２箇所に設けると共に、グリッパー８の前方にはカッ
ターヘッド４の下部に前方支持脚９を、また後方の油圧
モーター５の下部に後方支持脚１０を設ける。
ッターを取付けた円形のカッター面３を有するカッター
ヘッド４が油圧モーター５で駆動軸６を介して装置本体
としてのメインフレーム６に回転自在に支持している。
また、メインフレーム６には掘進時の反力を坑壁７にと
るトンネル周方向に自在にした左右のグリッパー８を前
後２箇所に設けると共に、グリッパー８の前方にはカッ
ターヘッド４の下部に前方支持脚９を、また後方の油圧
モーター５の下部に後方支持脚１０を設ける。
【００１１】なお、油圧モーター５の後方に補助作業台
車１１、運転室１２を載せた運転台車１３及び岩盤にコ
ンクリートを吹き付ける駆動力となるモーター１５を載
置した油圧駆動台車１４がそれぞれ連設されている。ま
た、１６はカッターヘッド４で掘削したズリを後方へ搬
送するベルトコンベアである。
車１１、運転室１２を載せた運転台車１３及び岩盤にコ
ンクリートを吹き付ける駆動力となるモーター１５を載
置した油圧駆動台車１４がそれぞれ連設されている。ま
た、１６はカッターヘッド４で掘削したズリを後方へ搬
送するベルトコンベアである。
【００１２】リーミング掘削機Ｂは、パイロット掘削機
Ａによって掘削された先進孔１内に、先部に前方支持グ
リッパーを取り付け、中央部に油圧ジャッキ１９を介し
て前後２箇所にグリッパー２８を配置し、後部に駆動シ
リンダー２０を伸縮することで前後方向に駆動するよう
にした油圧モーター２１で回転可能な外周に掘削カッタ
ーを有する大径のカッターヘッド２２を取り付ける。カ
ッターヘッド２２のさらに後方には運転室を載せた運転
台車、コンベア２６を駆動するなどのモーター２５を載
置した油圧駆動台車２６を連設する。
Ａによって掘削された先進孔１内に、先部に前方支持グ
リッパーを取り付け、中央部に油圧ジャッキ１９を介し
て前後２箇所にグリッパー２８を配置し、後部に駆動シ
リンダー２０を伸縮することで前後方向に駆動するよう
にした油圧モーター２１で回転可能な外周に掘削カッタ
ーを有する大径のカッターヘッド２２を取り付ける。カ
ッターヘッド２２のさらに後方には運転室を載せた運転
台車、コンベア２６を駆動するなどのモーター２５を載
置した油圧駆動台車２６を連設する。
【００１３】しかして、大径のカッターヘッド２２は上
部を下向きに傾斜することにより、円形のカッターヘッ
ド４で円形に掘削された先進坑１の周囲地盤７を水平方
向に長い大径の楕円形に掘削する。また、このカッター
ヘッド２２は上向きに傾斜させてもよく、さらに左右い
ずれかに傾斜させることによってトンネル軸の垂直方向
に長い楕円形の拡大トンネルが得られる。
部を下向きに傾斜することにより、円形のカッターヘッ
ド４で円形に掘削された先進坑１の周囲地盤７を水平方
向に長い大径の楕円形に掘削する。また、このカッター
ヘッド２２は上向きに傾斜させてもよく、さらに左右い
ずれかに傾斜させることによってトンネル軸の垂直方向
に長い楕円形の拡大トンネルが得られる。
【００１４】なお、図によれば大径のカッターヘッド２
２は駆動シリンダー２０に伸縮可能に傾斜角を固定さ
れ、掘削カッターを設けた拡開するリング状の外周部の
み油圧モーター２１で回転するようになっているがこの
他に油圧シリンダー１９と枢着して別途設けた油圧シリ
ンダなどにより大径のカッター２２の傾斜角を任意の角
度に調節することにより、角度を固定したままで一定楕
円形断面のトンネルを、また傾斜角を掘進途中で変える
ことによりターミナルや他のトンネルとの交差部におけ
る特異な楕円形断面のトンネルを得ることもできる。
２は駆動シリンダー２０に伸縮可能に傾斜角を固定さ
れ、掘削カッターを設けた拡開するリング状の外周部の
み油圧モーター２１で回転するようになっているがこの
他に油圧シリンダー１９と枢着して別途設けた油圧シリ
ンダなどにより大径のカッター２２の傾斜角を任意の角
度に調節することにより、角度を固定したままで一定楕
円形断面のトンネルを、また傾斜角を掘進途中で変える
ことによりターミナルや他のトンネルとの交差部におけ
る特異な楕円形断面のトンネルを得ることもできる。
【００１５】また、大径のカッターヘッド２２を傾斜し
て掘進すると、例えば図１に示すように、上方を前方に
下げて傾けると駆動シリンダー２０の引付力によってト
ンネル周方向である上方に掘削反力が掛かり、これを防
止して先進坑に沿ってトンネル拡開できるようにするた
めに、大径のカッターヘッド２２などの上方から坑壁を
反力として下向きの押付力を自動制御できる押付装置を
別途設けてもよい。
て掘進すると、例えば図１に示すように、上方を前方に
下げて傾けると駆動シリンダー２０の引付力によってト
ンネル周方向である上方に掘削反力が掛かり、これを防
止して先進坑に沿ってトンネル拡開できるようにするた
めに、大径のカッターヘッド２２などの上方から坑壁を
反力として下向きの押付力を自動制御できる押付装置を
別途設けてもよい。
【００１６】上記構成からなる掘削機を用いて、本発明
工程を以下に説明する。
工程を以下に説明する。
【００１７】まず、パイロット掘削機Ａの後方支持脚１
０を上げ、グリッパ８を伸長させて坑壁に圧着し、これ
を反力として油圧モーター５により駆動軸６のストロー
クを伸ばしながらカッターヘッド４を回転して図２に示
す小円形の先進坑１を掘進する。一定スパン掘進し終え
ると前方と後方支持脚９，１０を下方坑壁に着地してか
らグリッパー８を収縮して坑壁から離して駆動軸６を収
縮させてグリッパを前方に移動してから前方と後方の支
持脚９，１０を坑壁から引き上げ、改めて掘進を続け
る。
０を上げ、グリッパ８を伸長させて坑壁に圧着し、これ
を反力として油圧モーター５により駆動軸６のストロー
クを伸ばしながらカッターヘッド４を回転して図２に示
す小円形の先進坑１を掘進する。一定スパン掘進し終え
ると前方と後方支持脚９，１０を下方坑壁に着地してか
らグリッパー８を収縮して坑壁から離して駆動軸６を収
縮させてグリッパを前方に移動してから前方と後方の支
持脚９，１０を坑壁から引き上げ、改めて掘進を続け
る。
【００１８】一方、リーミング掘削機Ｂは前方支持グリ
ッパーを上げ、前後のグリッパー２８を坑壁７に接地さ
せ、これを反力として駆動シリンダ２０を収縮させて大
径のカッタードラム２２を引きながら先進孔の周囲の岩
盤を掘削してトンネルを図３に示す大型の楕円形拡径ト
ンネル２を掘削する。
ッパーを上げ、前後のグリッパー２８を坑壁７に接地さ
せ、これを反力として駆動シリンダ２０を収縮させて大
径のカッタードラム２２を引きながら先進孔の周囲の岩
盤を掘削してトンネルを図３に示す大型の楕円形拡径ト
ンネル２を掘削する。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明工法では初め
にパイロット抗としての先進坑を掘削することにより、
先方の地質状況を掌握してカッタードラムの回転数など
をコントロールして地盤に合った大口径のトンネルを掘
削すると共に、先進坑によって大口径のトンネルを掘削
する時に芯抜き状態になってるので効率良く大口径のト
ンネルを得ることができる。
にパイロット抗としての先進坑を掘削することにより、
先方の地質状況を掌握してカッタードラムの回転数など
をコントロールして地盤に合った大口径のトンネルを掘
削すると共に、先進坑によって大口径のトンネルを掘削
する時に芯抜き状態になってるので効率良く大口径のト
ンネルを得ることができる。
【００２０】また、リーミング掘削機がトンネル軸方向
に対してカッタードラムが傾斜しているために大口径の
トンネル断面が楕円形となり、予定する余堀りの少ない
トンネル断面を得ることができる。この場合、カッター
ドラムの傾斜を可変にしておくことにより任意の楕円形
断の大口径トンネルの施工が可能となる。
に対してカッタードラムが傾斜しているために大口径の
トンネル断面が楕円形となり、予定する余堀りの少ない
トンネル断面を得ることができる。この場合、カッター
ドラムの傾斜を可変にしておくことにより任意の楕円形
断の大口径トンネルの施工が可能となる。
【図１】本発明工法に用いるパイロット掘削機とリーミ
ング掘削機の全体断面図である。
ング掘削機の全体断面図である。
【図２】先進坑のトンネル断面である。
【図３】拡大した楕円形トンネル断面である。
Ａ パイロット掘削機 Ｂ リーミング掘削機 １ 先進坑 ２ 拡径トンネル ３ 円形のカッター面 ４ カッターヘッド ２２ 大径のカッターヘッド ８，２８ グリッパー ５，２１ 油圧モーター ２０ 駆動シリンダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 崇弘 東京都文京区音羽２−10−２ 音羽ＮＳビ ル７Ｆ 財団法人先端建設技術センター内 (72)発明者 寺内 伸 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社間 組内 (72)発明者 石原 金洋 東京都中央区日本橋本町四丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 南 好人 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 先方のパイロット掘削機の円形のカッタ
ー面を有するカッタードラムにより円形の先進坑を掘進
し、引き続き前記パイロット掘進機の後方に設置した上
記円形のカッター面よりも大径にした円形のカッター面
を有するリーミング掘削機のカッタードラムにより前記
掘進した先進坑の外周地盤を掘削することにより拡径ト
ンネルを形成するトンネルの掘削工法において、 前記リーミング掘削機のカッタードラムを掘進方向に対
して任意の角度に傾斜させて掘削することにより、所期
の楕円形断面のトンネルを得るようにした大口径トンネ
ルの掘削工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32441292A JP2873529B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 大口径トンネルの掘削工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32441292A JP2873529B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 大口径トンネルの掘削工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173573A true JPH06173573A (ja) | 1994-06-21 |
| JP2873529B2 JP2873529B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=18165513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32441292A Expired - Lifetime JP2873529B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 大口径トンネルの掘削工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2873529B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241840A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nishimatsu Constr Co Ltd | セグメント撤去装置 |
| CN110238136A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-17 | 宜昌市燕狮科技开发有限责任公司 | 浮动扩孔刀及使用方法 |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP32441292A patent/JP2873529B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241840A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nishimatsu Constr Co Ltd | セグメント撤去装置 |
| CN110238136A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-17 | 宜昌市燕狮科技开发有限责任公司 | 浮动扩孔刀及使用方法 |
| CN110238136B (zh) * | 2019-06-19 | 2023-09-05 | 宜昌市燕狮科技开发有限责任公司 | 浮动扩孔刀及使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2873529B2 (ja) | 1999-03-24 |
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