JPH06323089A - トンネル掘進方法およびこの方法を実施するためのトンネル掘進装置 - Google Patents

トンネル掘進方法およびこの方法を実施するためのトンネル掘進装置

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JPH06323089A
JPH06323089A JP24264293A JP24264293A JPH06323089A JP H06323089 A JPH06323089 A JP H06323089A JP 24264293 A JP24264293 A JP 24264293A JP 24264293 A JP24264293 A JP 24264293A JP H06323089 A JPH06323089 A JP H06323089A
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gun
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rack
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JP24264293A
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Inventor
Friedrich W Paurat
フリードリヒ、ヴィルヘルム、パウラート
Roland Paurat
ローラント、パウラート
Ernst Lill
エルンスト、リル
Original Assignee
Friedrich W Paurat
フリードリヒ、ヴィルヘルム、パウラート
Roland Paurat
ローラント、パウラート
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10Making by using boring or cutting machines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C37/00Other methods or devices for dislodging with or without loading
    • E21C37/005Other methods or devices for dislodging with or without loading by projectiles

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削現場において出現する障害硬質岩石を包
含する岩盤地質構造におけるトンネル掘進のための高コ
ストを必要としない方法を提供すること。 【構成】 障害硬質岩石を包含する岩盤地質構造におい
てトンネルを掘進する方法であって、(a)岩石搬送装
置4を具備する自走トンネル掘進装置を使用し、掘進さ
れるべきトンネル現場の岩盤掘削によりトンネル掘進が
行われること、(b)トンネル掘進装置が、穿孔銃8を
装架する少なくとも1個の穿孔銃銃架7を装備するこ
と、(c)掘削現場に障害硬質岩石が出現した場合に、
穿孔銃銃架がこの障害硬質岩石に指向され、障害硬質岩
石が穿孔銃の操作により粉砕されることが組合わせて行
われ、穿孔銃、穿孔銃操作(爆破)の際の障害硬質岩石
と穿孔銃との間隔および穿孔銃操作が、粉砕された岩石
をトンネル掘進装置の岩石搬送装置により搬送するよう
に調整され得ることを特徴とするトンネル掘進方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は掘削に障害となる硬質岩石を包含
する岩盤地質構造においてトンネルを掘進する方法に関
するものである。岩石搬送装置を具備する自走トンネル
掘進装置を使用し、掘進されるべきトンネル現場の岩盤
掘削によりトンネル掘進が行われる。本発明はまたこの
方法を実施するためのトンネル掘進装置に関する。本発
明においてトンネルなる語は鉱山の採鉱坑道をも含めて
意味する。また岩盤ないし岩石はトンネル掘進に際して
処理されるべきあらゆる地質学的構造を意味する。掘進
されるべきトンネル現場における岩石掘進のために、種
々のトンネル掘進装置が知られている。すなわち揺動ブ
ラケットおよびこのブラケットに対して軸方向もしくは
横方向に旋回する掘削ヘッドを有する部分掘削−トンネ
ル掘進装置は公知である。またいわゆるシールドマシー
ンの形態におけるトンネル掘進装置も公知である。また
通常、掘進方向に対して横方向に延びているすかし掘り
ローラ集合体を有する連続採鉱−トンネル掘進装置も公
知である。さらに全トンネル横断面にわたって拡がって
いる掘削ヘッドを使用し、ロールカッター、すかし掘り
カッターで掘削する全面掘削−トンネル掘進装置も公知
である。
【0002】しかしながら、障害となる硬質岩石を包含
岩盤構造におけるトンネル掘進の場合、岩盤掘削を行う
掘削工具が硬質岩石に突き当たった場合に問題が生ず
る。ここで障害硬質岩石と称する語は、掘削工具で掘削
され得ない、あるいはこれが困難な特に硬質の地質学的
構造を意味する。トンネル掘進現場でこのような障害硬
質岩石に突き当たった場合、トンネル掘進装置による掘
進作業を中断し、例えば掘進現場から後退させ、それぞ
れの障害硬質岩石に対応して、トンネル掘進装置に備え
られていない、従って機能的にこれと融合しない他の手
段でこれを除去しなければならない。
【0003】本来は兵器技術に属していた、掘削技術と
は異種の技術に属するいわゆる穿孔銃(Hohllad
ung)(定期刊行物、Glueckauf(199
2)128、8号、623−626頁参考)自体は公知
である。この穿孔銃は障害硬質岩石を破砕するためにも
使用され得るが、このためには不充分である。トンネル
掘進にこの穿孔銃技術を融合させることは公知ではな
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、掘削
現場において出現する掘削に障害となる硬質岩石を包含
する岩盤地質構造におけるトンネル掘進のための高コス
トを必要としない方法を提供することである。本発明の
さらに他の目的は、この方法を実施するに適当な装置を
提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】しかるに、この目的は掘
削に障害となる硬質岩石を包含する岩盤地質構造におい
てトンネルを掘進する方法であって、岩石搬送装置を具
備する自走トンネル掘進装置を使用し、掘進されるべき
トンネル現場の岩盤掘削によりトンネル掘進が行われる
こと、トンネル掘進装置が、穿孔銃を装架する少なくと
も1個の穿孔銃銃架を装備すること、掘削現場に障害硬
質岩石が出現した場合に、穿孔銃銃架がこの障害硬質岩
石に指向され、障害硬質岩石が穿孔銃の操作により粉砕
されることが組合わせて行われ、穿孔銃、穿孔銃操作
(爆破)の際の障害硬質岩石と穿孔銃との間隔および穿
孔銃操作が、粉砕された岩石をトンネル掘進装置の岩石
搬送装置により搬送するように調整され得ることを特徴
とするトンネル掘進方法により解決されることが見出さ
れた。
【0006】本発明は、上述したそれ自体公知の穿孔銃
により極めて多種多様な効果がもたらされ得る事実を利
用する。すなわち、本発明は穿孔銃の適当な調整により
障害硬質岩石の極めて決定的な破砕をもたらし得る事実
およびこれにより破砕された硬質岩石片はトンネル掘進
の際に使用されるトンネル掘進装置の岩石搬送装置で搬
送され得る時事から出発する。岩石の硬さに対応する穿
孔銃の必要な調整は、経験的に容易に確認され、算出さ
れ得る(ジャーナル、オブ、エクスプロースィブス、ア
ンド、プロペランツ、ROC、タイワン、9−24、
1991参照)。破砕岩石をトンネル掘進装置における
岩石搬送装置により搬送され得るように常に調整処理さ
れ得る。本発明は、トンネル掘進装置自体が穿孔銃銃架
を障害硬質岩石に作用し得るように調整し得ること、あ
るいはこの調整のために作用させ得ることの認識から出
発する。
【0007】本発明の範囲内において、本発明方法を実
施するため、およびこれを最善の態様とするためには多
くの可能性がある。すなわち少なくとも1台の調整可能
ブラケットと、これに装着される掘削ヘッドを有する、
部分掘削−トンネル掘進装置による処理の場合、穿孔銃
銃架を上記ブラケットに装着し、この銃架をブラケット
により、また必要の場合トンネル掘進装置の移動により
障害硬質岩石に指向させ得る。ブラケットは水平軸線お
よび/あるいは垂直軸線に関して調整され得る。すなわ
ち、穿孔銃銃架は、またブラケットに対しても3空間軸
方向すべてにおいて調整可能である。このようにして穿
孔銃銃架は、簡単かつ正確に障害硬質岩石に指向され得
る。さらにこの実施態様において、トンネル掘進装置の
少なくとも一方側における穿孔銃銃架のみを障害硬質岩
石に指向させることもできる。これは連続採鉱−トンネ
ル掘進装置で掘進する場合においても同様である。この
場合、穿孔銃銃架は同様に空間3軸線方向のすべてにお
いて調整可能になされ得る。なお本発明において、全面
掘削ヘッドを有する全面掘削−トンネル掘進装置におい
て、上記ヘッドに射出孔を穿設し、これを経て穿孔銃銃
架を障害硬質岩石に指向させることができる。上記の穿
孔銃銃架の障害硬質岩石への指向は、最近の駆動、伝動
および制御各技術により容易に実施され得る。
【0008】本発明のあらゆる有利な実施態様におい
て、トンネル掘削現場において遭遇する障害硬質岩石の
位置測定装置が設けられ、測定された位置に対応して穿
孔銃銃架が制御され得る。この場合コンピュータによ
り、障害位置測定結果に対応して、穿孔銃、穿孔銃の障
害硬質岩石からの距離および穿孔銃操作が調整され得
る。本発明は、また本発明方法を実施するために特に適
するトンネル掘進装置を対象とする。以下において本発
明の各種の実施態様を例示的に示す添付図面を参照して
本発明をさらに具体的に説明する。
【0009】
【実施例】図示されているトンネル掘進装置は、全て走
行装置1、機枠2、岩石、石炭などの採掘用掘削装置3
および岩石などの採掘物搬送装置4を具備する。
【0010】図1から図8までの実施態様においては、
トンネル掘進装置は、自走機枠2、少なくとも1個の調
整可能ブラケット5、これに装着された掘削ヘッド6、
ブラケット5に装着された少なくとも1個の穿孔銃銃架
7を具備し、この銃架は7はブラケット5により障害硬
質岩石に指向され得る。図面中の矢印により穿孔銃銃架
7の運動可能範囲が示されており、これにより銃架7
の、従ってまたこれに装着された穿孔銃の目標指向が可
能ならしめられる。図7および図8の実施態様において
は、機枠2の両側に穿孔銃銃架7が設けられており、こ
れらはブラケットの運動のみでなく、場合によりさらに
トンネル掘進装置自体の移動により障害硬質岩石に指向
される。
【0011】図9から図12において、本発明方法を実
施するための連続採鉱−トンネル掘進装置を示し、その
機枠2の両側に穿孔銃銃架7が設けられており、これに
も上述したようにして、場合により同時にトンネル掘進
装置自体を移動させて、障害硬質岩石に指向せしめられ
る。
【0012】図13および図14において、全面掘削−
トンネル掘進装置が示されており、この全面掘削ヘッド
9には、穿孔銃8のための射出孔10が穿設されてい
る。機枠2に穿孔銃銃架7が装着され、その前方に射出
口10を有する掘削ヘッド9が配置される。これにより
穿孔銃銃架7は、射出口10経て、しかも多少の遊びを
以て障害硬質岩石に指向され得る。複数穿孔銃により掘
削現場全面を処理し得るように、全面掘削ヘッド9には
複数個の射出孔10を穿設することができる。なお掘進
現場に出現する障害硬質岩石の位置を測定する装置を設
け、この測定位置に対応して穿孔銃銃架7を制御するこ
とも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるトンネル掘進装置の側面図であ
る。
【図2】上記装置の平面図である。
【図3】本発明の他の実施態様によるトンネル掘進装置
の断面図である。
【図4】上記装置の平面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施態様によるトンネル掘
進装置の側面図である。
【図6】上記装置の平面図である。
【図7】図1のトンネル掘進装置を部分的に改変した装
置の側面図である。
【図8】上記装置の平面図である。
【図9】連続採鉱−トンネル掘進装置の形態における本
発明トンネル掘進装置の側面図である。
【図10】上記装置の平面図である。
【図11】図7と異なる他の実施態様の連続採鉱−トン
ネル掘進装置の側面図である。
【図12】上記装置の平面図である。
【図13】トンネル掘進装置の正面図である。
【図14】図13におけるA−A線方向による断面図で
ある。
【符号の説明】
1‥‥走行装置 2‥‥(自走)機枠 3‥‥掘削装置 4‥‥岩石搬送装置 5‥‥調節可能ブラケット 6‥‥掘削ヘッド 7‥‥穿孔銃銃架 8‥‥穿孔銃 9‥‥全面掘削ヘッド 10‥‥(穿孔銃銃架用)射出孔 11‥‥(障害硬質岩石の)位置測定装置
フロントページの続き (72)発明者 フリードリヒ、ヴィルヘルム、パウラート ドイツ連邦共和国、46485、ヴェーゼル、 カセルヴェーク、29 (72)発明者 ローラント、パウラート ドイツ連邦共和国、46485、ヴェーゼル、 ブルーメンシュトラーセ、11 (72)発明者 エルンスト、リル ドイツ連邦共和国、81547、ミュンヒェン、 メラナーシュトラーセ、2

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削に障害となる硬質岩石を包含する岩
    盤地質構造においてトンネルを掘進する方法であって、
    (a)岩石搬送装置を具備する自走トンネル掘進装置を
    使用し、掘進されるべきトンネル現場の岩盤掘削により
    トンネル掘進が行われること、(b)トンネル掘進装置
    が、穿孔銃を装架する少なくとも1個の穿孔銃銃架を装
    備すること、(c)掘削現場に障害硬質岩石が出現した
    場合に、穿孔銃銃架がこの障害硬質岩石に指向され、障
    害硬質岩石が穿孔銃の操作により粉砕されることが組合
    わせて行われ、穿孔銃、穿孔銃操作(爆破)の際の障害
    硬質岩石と穿孔銃との間隔および穿孔銃操作が、粉砕さ
    れた岩石をトンネル掘進装置の岩石搬送装置により搬送
    するように調整され得ることを特徴とするトンネル掘進
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項(1)による方法であって、少な
    くとも1台の調節可能ブラケットおよびこれに装着され
    た切削ヘッドを有する部分的掘削−トンネル掘進装置に
    より処理され、上記ブラケットに穿孔銃銃架が装着さ
    れ、このブラケットにより、また必要に応じてトンネル
    掘進装置自身の移動により穿孔銃が障害硬質岩石に指向
    されることを特徴とする方法(図1から図8)。
  3. 【請求項3】 請求項(2)による方法であって、トン
    ネル掘進装置の一方側に配置された少なくとも1台の穿
    孔銃銃架が障害硬質岩石に指向されることを特徴とする
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項(1)による方法であって、連続
    採鉱−トンネル掘進装置により処理され、このトンネル
    掘進装置の少なくとも一方側に配置された穿孔銃銃架が
    障害硬質岩石に指向されることを特徴とする方法(図9
    から図12)。
  5. 【請求項5】 請求項(1)による方法であって、全面
    掘削−トンネル掘進装置により処理され、これの全面掘
    削ヘッドに穿孔のための少なくとも1個の射出孔が、又
    機枠に穿孔銃架が設けられており、この穿孔銃架が上記
    射出孔を経て障害硬質岩石に指向されることを特徴とす
    る方法。
  6. 【請求項6】 請求項(1)から(5)のいずれかによ
    る方法であって、トンネル掘進装置により処理され、掘
    進現場に出現する障害硬質岩石の位置を測定する装置が
    このトンネル掘進装置に設けられており、これにより穿
    孔銃銃架がこの障害位置に対応して制御されることを特
    徴とする方法。
  7. 【請求項7】 請求項(6)による方法であって、障害
    位置がコンピュータに入力され、コンピュータにより穿
    孔銃銃架が制御されることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 請求項(7)による方法であって、障害
    岩石プログラムによりコンピュータが穿孔銃、穿孔銃の
    障害硬質岩石からの距離および穿孔銃操作を調整するこ
    とを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】 請求項(1)から(8)のいずれかによ
    る方法であって、穿孔銃が銃架に自動的に供与されるこ
    とを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】 請求項(1)から(8)のいずれかに
    よる方法であって、障害硬質岩石に対応して異なる穿孔
    銃が銃架に供与されることを特徴とする方法。
  11. 【請求項11】 請求項(1)から(10)のいずれか
    による方法をこれと関係なく実施するための部分掘削−
    トンネル掘進装置であって、走行装置(1)、自走機枠
    (2)、掘削装置(3)、岩石搬送装置(4)、調節可
    能ブラケット(5)および掘削ヘッドを具備し、調節可
    能ブラケット(5)に少なくとも1台の穿孔銃銃架
    (7)が固定装着されており、この銃架(7)がブラケ
    ット(5)により障害硬質岩石に指向されることを特徴
    とする装置。
  12. 【請求項12】 請求項(11)による部分掘削−トン
    ネル掘進装置であって、機枠(2)の少なくとも一方側
    に追加的に穿孔銃銃架(7)が設けられており、この銃
    架(7)が障害硬質岩石に指向されることを特徴とする
    装置。
  13. 【請求項13】 請求項(1)から(10)のいずれか
    による方法をこれと関係なく実施するための連続採鉱−
    トンネル掘進装置であって、機枠(2)の少なくとも一
    方側に穿孔銃銃架(7)が設けられており、これが障害
    硬質岩石に指向されることを特徴とする装置。
  14. 【請求項14】 請求項(1)から(10)のいずれか
    による方法をこれと関係なく実施するための全面掘削−
    トンネル掘進装置てあって、全面掘削ヘッド(9)に少
    なくとも1個の穿孔銃銃架(7)のための射出孔(1
    0)が、また機枠(2)に穿孔銃銃架が設けられてお
    り、射出孔(10)が銃架(7)の前方に設けられ、こ
    の射出孔(10)を経て銃架(7)が障害硬質岩石に指
    向されることを特徴とする装置。
  15. 【請求項15】 請求項(11)から(14)のいずれ
    かによる装置であって、掘進現場に出現する障害硬質岩
    石の位置を測定する装置を具備し、これにより穿孔銃架
    (7)がこの位置測定結果に対応して制御されることを
    特徴とする装置。
JP24264293A 1992-10-02 1993-09-29 トンネル掘進方法およびこの方法を実施するためのトンネル掘進装置 Pending JPH06323089A (ja)

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DE19924233186 DE4233186C1 (de) 1992-10-02 1992-10-02 Verfahren zum Vortrieb eines Tunnels und für die Durchführung des Verfahrens eingerichtete Tunnelvortriebsmaschinen
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