JPH08177380A - トンネル掘進機の前方探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トンネル掘進機による掘削作業に先立ち、掘
削断面内の地盤の情報を正確かつ効率良く迅速に得るこ
とのできるトンネル掘進機の前方探査装置を提供する。 【構成】 外周の地山から掘進反力を得てトンネル３０
の掘削作業を行なう先端に切羽面を掘削するカッターヘ
ッド１２を備えたトンネル掘進機１０に設けられ、この
トンネル掘進機による掘進作業に伴って前方の地山状況
を探査するトンネル掘進機１０の前方探査装置２０であ
って、トンネル掘進機１０のカッターヘッド１２に開口
形成した貫通口２１を介して、トンネル掘進機１０の前
方の地山に打設挿入されるケーシング２２と、このケー
シング２２を打設するための、削孔ビット２３、中継ロ
ッド２４および打設装置２８を備えた削孔機２５と、こ
の削孔機２８をトンネル３０の軸方向に沿ってスライド
移動させるための削孔機ガイド２６と、トンネル掘進機
１０の掘進移動に対してその前進量だけ前記削孔機ガイ
ド２６を後退させることにより、削孔機ガイド２６のト
ンネル坑内における相対的な停止状態を保持するスライ
ドシンクロ装置２７とによって構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トンネル掘進機の前
方探査装置に関し、特に、外周の地山あるいは後方の覆
工体から掘進反力を得てトンネルの掘削作業を行なう先
端に切羽面を掘削するカッターヘッドを備えた胴部から
なるトンネル掘進機に設けられて、このトンネル掘進機
による掘進作業に伴って前方の地山状況を探査するトン
ネル掘進機の前方探査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】山岳ントンネルなどを、発破によらずに
機械掘削により掘削形成するための機械として、従来よ
り、例えばトンネルボーリングマシーン（以下「ＴＢ
Ｍ」とする。）で代表される、切羽面を掘削するカッタ
ーヘッドを備えた胴部からなるトンネル掘進機が知られ
ている。

【０００３】すなわち、このトンネル掘進機は、一般
に、例えば、切羽面を掘削するカッターヘッドと外方に
突出して外周の地山を押圧するフロントグリッパーとを
備えた前胴部と、この前胴部に対して摺動可能に連設さ
れ、かつ外方に突出して外周の地山を押圧するメイング
リッパーを備えた後胴部と、これらの後胴部と前胴部を
伸縮可能に連結するスラストジャッキとからなり、後胴
部のメイングリッパーを突出して外周の地山から掘進反
力を得つつ、スラストジャッキを伸張して前胴部のカッ
ターヘッドによりトンネルの掘進作業を行ない、しかる
後に、前胴部のフロントグリッパーを突出して外周の地
山から支持反力を得つつ、後胴部のメイングリッパーを
後退しスラストジャッキを収縮して後胴部を引き寄せる
工程とを繰り返すことにより、いわゆる尺取り虫状にト
ンネルを掘削形成して行くものである。

【０００４】また、このトンネル掘進機によれば、岩盤
地層等の周囲の地山が安定し各グリッパーによる固定反
力が容易に得られる地盤のみならず、断層破砕帯や軟弱
層等の地質条件の悪い地盤を通過してトンネルを掘削形
成する必要がある場合でも、掘進作業が可能なように、
トンネルの内周面を覆うセグメント等の覆工体の取付け
装置と、設置した覆工体から推進反力を得るためのシー
ルドジャッキとを備え、このシールドジャッキによって
掘進反力を得つつ掘進作業を行なうことのできるいわゆ
るシールド機構を採用したトンネル掘進機も開発されて
いる。

【０００５】そして、これらのトンネル掘進機による工
法によれば、施工速度や作業のし易すさの面で他のトン
ネル工法に比べて優れているという利点を有する一方
で、シールド工法に用いるシールド掘進機の如く、密閉
された作業空間の中で作業を行なうものではないため、
何等事前の対策を施すことなく破砕帯等の軟弱な地層に
遭遇すると、トンネルの掘進作業が困難になり、復旧作
業に多くの時間と労力を必要とするのみならず、トンネ
ル掘進機の使用が不可能になって工法を変更しなければ
ならない事態も生じうる。

【０００６】したがって、ＴＢＭ等のトンネル掘進機の
持つ優れた特徴を生かしつつトンネルの掘削作業を行な
うには、切羽の前方の地盤の情報を的確に把握し、破砕
帯等の地山状態の悪い地盤を発見したら、かかる地盤に
対し事前に対策を施しつつ掘進作業を行なう必要があ
る。

【０００７】そして、地盤の情報を得るための探査方法
として、従来より、一般に、弾性波探査方や、電磁波探
査法、レイリー波探査法、電機抵抗探査法等の種々の物
理的探査方法が知られているが、ＴＢＭ等のトンネル掘
進機の前方の地山の状態を、トンネル掘進機による掘削
作業に役立つ情報として精度良く探査するための手段と
しては実用化に至っていないのが現状である。

【０００８】一方、かかるトンネル掘進機の前方の地山
を精度良く探査するための、上記物理的探査方法に換わ
る手段として、前方の地山にボーリングを行って直接に
地盤の状況を得る方法がある。この探査方法によれば、
実際の地盤の一部を手にとって観察することができ、ま
た削孔時の諸データから信頼性の高い地盤の判定を行な
うことも可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のボーリングによるトンネル掘進機の前方の地山の探
査方法では、これによってトンネル掘進機の掘進断面内
を調査する場合、削孔時のトラブル等によって、鋼製の
ボーリングロッドなどを当該掘進断面内に居残す危険性
があり、かかる鋼製材料を居残すとカッターに対するダ
メージが大きくなって掘進作業に障害が生じる危険性が
あるため、掘進断面を外してボーリング作業を行なうの
が通例である。

【００１０】すなわち、従来のボーリングによる地盤の
探査方法は、図５に示すように、トンネル掘進機６０に
よる掘進断面を外して、斜め前方にボーリングロッド６
１等を打ち込んで探査を行っていたが、かかる方法で
は、深い部分に行くに従って実際の掘削地点から離れた
地点を探査することになり、トンネル６２の掘進作業の
参考となる正確な調査結果が得られなくなることに加え
て、削孔距離も長くなるため、効率良く作業を行なうこ
とができないという課題がある。

【００１１】また、かかるボーリング用の削孔装置６３
は、一般に、トンネル掘進機６０や、これに後続してト
ンネル掘進機６０とともに前進する作業台６４あるいは
作業台車牽引架台６５上に設けられて使用されるもので
あるため、斜め方向にボーリングロッド６２等を打ち込
んで地盤の探査作業を行っている間は、トンネル掘進機
６０による掘進作業を休止しなければならず、したがっ
てトンネル掘進機６０による掘進速度が損なわれるとい
う課題があった。

【００１２】さらに、ボーリングロッド６２等をトンネ
ルの掘進断面内に打ち込めるようにして、トンネル掘進
機６０による掘進作業とともに前方の地盤の探査を行っ
たとしても、トンネル掘進機６０による掘進速度は、掘
削すべき地盤の硬軟等の地山の状態によってランダムに
変化するので、ボーリング用の削孔機６３を、単にトン
ネル掘進機６０あるいはこれに後続する作業台車６４等
に取り付けただけでは、ボーリング作業に適した所定の
速度で削孔作業を行なうことができず、したがって地盤
の探査や判定に必要な削孔時の諸データを正確に採取す
ることができないという課題がある。

【００１３】そこで、この発明は、このような課題を解
消するためになされたもので、ボーリングによる地盤の
探査をトンネルの掘進断面内に行なうことを可能にし
て、トンネル掘進機による掘進作業と併行して地盤の探
査作業を行なうことができるとともに、トンネル掘進機
による掘進速度がランダムに変動する場合であっても、
ボーリング作業に適した所定の速度で削孔作業を行なう
ことにより、正確な地盤の情報を効率良く迅速に得るこ
とのできるトンネル掘進機の前方探査装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１４】また、この発明は、トンネルの掘進断面内
に打設挿入した、ボーリング作業のため機材であるケー
シングが当該断面内に居残る場合でも、掘進作業に障害
を与えることのないトンネル掘進機の前方探査装置を提
供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、外周の地
山あるいは後方の覆工体から掘進反力を得てトンネルの
掘削作業を行なう先端に切羽面を掘削するカッターヘッ
ドを備えた伸縮可能な胴部からなるトンネル掘進機に設
けられ、このトンネル掘進機による掘進作業に伴って前
方の地山状況を探査するトンネル掘進機の前方探査装置
であって、該前方探査装置が、前記トンネル掘進機のカ
ッターヘッドに開口形成した貫通口を介して、トンネル
掘進機の前方の地山に打設挿入されるケーシングと、該
ケーシングを打設するための、削孔ビット、中継ロッド
および打設装置を備えた削孔機と、該削孔機をトンネル
の軸方向に沿ってスライド移動させるための削孔機ガイ
ドと、前記トンネル掘進機の掘進移動に対してその前進
量だけ前記削孔機ガイドを後退させることにより、前記
削孔機ガイドのトンネル坑内における相対的な停止状態
を保持するスライドシンクロ装置とからなることを特徴
とするトンネル掘進機の前方探査装置にある。

【００１６】また、この発明のトンネル掘進機の前方探
査装置は、前記スライドシンクロ装置を、前記削孔機ガ
イドを載置するスライドシンクロベースと、掘進移動す
る前記トンネル掘進機あるいはこれの後続台車に一端が
取り付けられるとともに、他端が前記スライドシンクロ
ベースに取り付けられ、前記トンネル掘進機の前進移動
に同期して伸縮するシンクロシリンダーとによって構成
することが好ましい。

【００１７】さらに、前記スライドシンクロベースに
は、載置した前記削孔機ガイドの位置を調整するガイド
スライド装置を設けることもできる。

【００１８】さらにまた、前記削孔機ガイドには、削孔
機の削孔ビットによるケーシングの打設圧力を調整する
ためのビット圧調整装置を設けることもできる。

【００１９】そして、この発明のトンネル掘進機の前方
探査装置は、前記前方の地山に打設挿入されるケーシン
グを、その先端部を除き、前記カッターヘッドにより切
削が可能な繊維強化樹脂によって構成することが好まし
い。

【００２０】また、前記ケーシングには、その先端部に
内方に突出する段付き部を有するケーシングシューを設
けるとともに、前記削孔機には、前記削孔ビットと中継
ロッドとの間に、前記ケーシングシューの段付き部とケ
ーシングの内側から前方に向かって当接係止する段付き
部を有するガイドデバイスを設け、削孔作業時における
前記削孔ビット及び中継ロッドの前進に伴って、前記ガ
イドデバイスの段付き部とケーシングシューの段付き部
との当接係止状態によりケーシングを前方へ押し込むこ
とによって、前記ケーシングを地山内に打設挿入するよ
うにすることもできる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を添付図面を参照
しつつ詳細に説明する。この実施例にかかるトンネル掘
進機の前方探査装置２０は、図１に示すように、グリッ
パー１４，１６を介して外周の地山から掘進反力を得つ
つトンネル３０の掘削作業を行なう、先端に切羽面を掘
削するカッターヘッド１２を備えた伸縮可能な胴部１３
からなるトンネル掘進機１０に設けられ、このトンネル
掘進機１０による掘進作業と併行して切羽より前方の地
山の状況を探査するためのものである。

【００２２】ここで、前記トンネル掘進機１０は、ＴＢ
Ｍとして知られるもので、切羽面を掘削するカッターヘ
ッド１２と外方に突出して外周の地山を押圧するフロン
トグリッパー１４とを備えた前胴部１５と、この前胴部
１５に対して摺動可能に連設され、かつ外方に突出して
外周の地山を押圧するメイングリッパー１６を備えた後
胴部１７と、これらの後胴部１７と前胴部１５を伸縮可
能に連結するスラストジャッキ１８とからなり、後胴部
１７のメイングリッパー１６を突出して外周の地山から
掘進反力を得つつ、スラストジャッキ１８を伸張して前
胴部１５のカッターヘッド１２によりトンネル３０の掘
進作業を行ない、しかる後に、前胴部１５のフロントグ
リッパー１４を突出して外周の地山から支持反力を得つ
つ、後胴部１７のメイングリッパー１６を後退しスラス
トジャッキ１８を収縮して後胴部１７を引き寄せる工程
とを繰り返すことにより、いわゆる尺取り虫状にトンネ
ル３０を掘削形成してゆくものである。

【００２３】そして、この実施例の前方探査装置２０
は、トンネル掘進機１０に後続し、これの掘進移動に伴
って前進移動する作業台車１９を接続するＴＢＭ後方台
車牽引架台１１上にその本体部分が設置されるもので、
図２にも示すように、主として、トンネル掘進機１０の
カッターヘッド１２に開口形成した貫通口２１を介し
て、トンネル掘進機１０の前方の地山に打設挿入される
ケーシング２２と、このケーシング２２を打設するため
の、ケーシング２２の先端部に配置された削孔ビット２
３、ケーシング２２の内部に配設された中継ロッド２
４、および中継ロッド２４や削孔ビット２３に打撃回転
を与える打設装置２８を備えた削孔機２５と、この削孔
機２５をトンネル３０の軸方向に沿ってスライド移動さ
せるための削孔機ガイド２６と、トンネル掘進機１０の
掘進移動に対してその前進量だけ削孔機ガイド２６を後
退させることにより、削孔機ガイド２６のトンネル１０
の坑内における相対的な停止状態を保持するスライドシ
ンクロ装置２７とによって構成されている。

【００２４】前方の地山に打設挿入されるケーシング２
２は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等のカッターヘッド１２
による切削が容易な部材を円管状に形成してなるもの
で、所定の長さの単位ロッドを打込み作業に伴って順次
継足しつつ、前記カッターヘッド１２に形成した貫通口
２１を介して、トンネル掘進機１０の前方の地山に打設
挿入されるとともに、その先端部には、削孔ビット２３
による削孔時における衝撃や摩耗に耐え得るように、鋼
管からなるケーシングシュー５０が取り付けられてい
る。また、このケーシングシュー５０には、図３にも拡
大して示すように、これの先端部においてその肉厚を増
すことにより全周に亘って内方に突出する段付き部２９
が形成されるとともに、この段付き部２９において形成
されるケーシング開口３１は、その大きさが、後述する
ように、削孔ビット２３を構成するパイロットビット３
２及びエキセントリックリーマ３３を出し入れすること
が可能な大きさとなっている。なお、ケーシング２２の
単位ロッドの継足し作業は、ディスチャージヘッド４０
を取り外して、これと既設のケーシング２２との間に、
中継ロッド２４の単位ロッド長と同程度の長さを有する
単位ロッドを接続することにより行われる。

【００２５】そして、このケーシング２２を前方の地山
に打設挿入するための削孔機２５は、ケーシング２２の
先端部に配置された削孔ビット２３と、ケーシング２２
の内部に配設される中継ロッド２４と、この中継ロッド
２４や削孔ビット２３に打撃回転を与える打設装置２８
とによって構成されるとともに、中継ロッド２４、削孔
ビット２３との間には、これらの接続部分を構成する、
ガイドデバイス３４とエクステンションロッド３５、及
びウィングカップリング３６が介装配設されている。

【００２６】削孔ビット２３は、例えば特公昭５１−２
５１０１号公報に記載されるものと同様の構成を有する
もので、先端面に切削刃を備えたパイロットビット３２
と、このパイロットビット３２のビット軸に挿通される
ことにより、パイロットビット３２に対して相対的に中
心位置を横移動しつつ回転スライド可能に取り付けられ
たエキセントリックリーマ３３とからなり、図４（ａ）
及び（ｂ）に示すように、中継ロッド２４を介したパイ
ロットビット３２の一方向の回転により、エキセントリ
ックリーマ３３は、パイロットビット３２に対し回転ス
ライドしつつ横方向にスライドしてその肩部を外方に突
出した状態となり、係止部材を介してパイロットビット
３２に固定されて回転し、当該肩部に設けた切削刃によ
って、パイロットビット３２の切削断面より大きな断
面、すなわちケーシング２２の断面より大きな断面で削
孔を行なうことができるようになっている（（ａ）参
照）。また、中継ロッド２４を介したパイロットビット
３２の他方向の回転により、エキセントリックリーマ３
３は、パイロットビット３２との係止を開放してパイロ
ットビット３２に対し回転スライドしつつ逆方向にスラ
イド移動し、（ｂ）に示すように、パイロットビット３
２との中心位置を一致させるとともに前記突出した肩部
を後退させ、これによって、前記ケーシンク開口３１を
介して削孔ビット２３をケーシング２２内に回収するこ
とができるようになっている。

【００２７】また、削孔ビット２３に後続するガイドデ
バイス３４は、ケーシング２２内をスライド移動しうる
大きさの鋼製の円柱体からなり、また、その前方部分が
前記ケーシングシュー５０のケーシンク開口３１に挿入
し得る大きさに縮径して、前記ケーシングシュー５０の
段付き部２９と、ケーシング２２の内方から当接する段
付き部３７を形成している。そして、このガイドデバイ
ス３４は、パイロットビット３２や中継ロッド２４の中
心位置を、ケーシング２２の中心位置と一致させるため
のガイドとして機能するとともに、このガイドデバイス
３４の外周面には、先端面から後端面にかけて切欠き溝
３８が形成され、この切欠き溝３８を介して切削土砂
が、ケーシング２２内に流入できるようになっている。
また、ガイドデバイス３４は、その段付き部３７がケー
シングシュー５０の段付き部２９ととケーシング２２の
内方から当接することにより、中継ロッド２４を介した
打設装置２８からの打撃力をケーシングシュー５０に伝
え、これによって、ケーシング２２の地山内に押し込む
ようになっている。

【００２８】そして、ケーシング２２の内部に配設され
る中継ロッド２４は、例えば鋼製の単位ロッドをスリー
ブ３９を介して連設接続することにより、削孔機２５の
打設装置２８まで延長して、打設装置２８による回転及
び打撃力をガイドデバイス３４や削孔ビット２３に伝え
るべく、当該打設装置２８に接続固定されるものであ
る。

【００２９】なお、上記各部材の接続部分は、削孔ビッ
ト２３とガイドデバイス３４との間及びガイドデバイス
３４とエクステンションロッド３５との間はロープネジ
で、エクステンションロッド３５とウィングカップリン
グ３６との間及びウィングカップリング３６との間はロ
ープネジより緩みやすいＴネジで接続されており、削孔
ビット２３等の先端側の方がが外れにくい構造となって
いる。

【００３０】また、中継ロッド２４や削孔ビット２３を
打ち込むための打設装置２８は、岩盤等を穿孔する際の
打設装置として公知の種々のものを用いることができ、
中継ロッド２４や削孔ビット２３に回転及び打撃を与え
つつ、岩盤等の硬い地盤に対しても容易にこれらを打ち
込むことができるような機能を備えている。

【００３１】そして、この削孔機２５は、図２に示すよ
うに、打設装置２８が取り付けられたスライド架台４１
が、トンネル３０の軸方向に沿って配置した削孔機ガイ
ド２６に沿ってスライド移動することにより、カッター
ヘッド１２に開口形成した貫通口２１を貫通して、中継
ロッド２４、削孔ビット２３及びこれらによって前方へ
押し込まれるケーシング２２を、トンネル掘進機１０の
前方の地山に正確に打設挿入する。

【００３２】すなわち、削孔機ガイド２６には、その前
後に削孔機スライドウィンチ４２が設けられ、スライド
架台４１の前部及び後部にそれぞれその一端が固定され
るワイヤ４３が、この削孔機スライドウィンチ４２に巻
回されて、当該削孔機スライドウィンチ４２の駆動によ
り削孔機２５を削孔機ガイド２６に沿ってスライド移動
できるようになっている。また、削孔機ガイド２６に
は、前後の削孔機スライドウィンチ４２の間にビット圧
調整用油圧シリンダー４５が設けられ、これの前後に削
孔機スライドウィンチ４２に巻回されたワイヤ４３が接
続するとともに、ワイヤ４３のスライド架台４１の前部
への取付け位置には、ビット圧調整用センサ４４が介装
しており、このビット圧調整用センサ４４からのデータ
をシリンダをコントロールする比例電磁弁へ送ってビッ
ト圧調整用油圧シリンダー４５を伸縮制御することによ
り、切削ビット２３による地盤の切削圧力を一定に保つ
ことができるようになっている。すなわち、これによっ
てオペレータの操作誤りを解消し、自動掘削を容易にす
ることができる。

【００３３】そして、この削孔機ガイド２６は、スライ
ドシンクロ装置２７を構成するスライドシンクロベース
４６上に載置されて、トンネル掘進機１０に後続する後
続台車を接続するＴＢＭ後方台車牽引架台１１上に配設
される。

【００３４】このスライドシンクロベース４６は、底面
に車輪等を有して牽引架台１１上をスライド移動可能に
構成されるとともに、これと牽引架台１１との間には、
スライドシンクロ装置２７を構成するシンクロシリンダ
ー４８が設けられている。すなわち、このシンクロシリ
ンダー４８は、一端がスライドシンクロベース４６に、
他端が牽引架台４７に、例えばピン結合等により各々固
定されるとともに、前記トンネル掘進機１０のスラスト
ジャッキ１８（図１参照）と連動し、スラストジャッキ
１８が伸張した分だけ伸張してスライドシンクロベース
４６を後退させることにより、これに載置した削孔機ガ
イド２６を後退させ、トンネル掘進機１０による掘進作
業中も、削孔機ガイド２６がトンネル坑内において相対
的に停止した状態を保持できるような構成となってい
る。

【００３５】また、このスライドシンクロベース４６に
はガイドスライドウィンチ４９が設けられ、これによっ
て、両端を削孔機ガイド２６に固定したワイヤー５２を
巻取りあるいは巻出すことにより、削孔機ガイド２６の
位置を移動することができ、削孔機２５のポジションの
調整やスライド巾に余裕を持たせることができるように
なっている。

【００３６】そして、この実施例のトンネル掘進機の前
方探査装置２０によれば、削孔作業は、削孔機２５によ
って作られた打撃回転あるいは回転エネルギーを中継ロ
ッド２４に伝え、さらに削孔ビット２３に伝えるととも
に、中継ロッド２４の中心部に形成されている貫通孔を
介して給送した水、空気、気泡等を削孔ビット２３の先
端から噴射し、これらの噴射水等を、破砕ないしは切削
された土砂を伴って、ガイドデバイス３２の外周面に形
成した切欠き溝３８を介してケーシング内に流入させる
ことにより、掘削土砂を排出しつつ行われる。

【００３７】ここで、削孔作業は、トンネル掘進機１０
のカッターヘッド１２に開口形成した貫通口２１を介し
て、掘進断面内にあるトンネル掘進機１０の前方の地山
に、中継ロッド２４や削孔ビット２３あるいはケーシン
グ２２を直接打込むことにより行われるので、実際の掘
削地盤を対象とした正確な調査結果が得らるとともに、
削孔距離を必要最小限に留めることができる。

【００３８】また、トンネル掘進機１０による掘進作業
中においても、スライドシンクロベース４６とシンクロ
シリンダー４８とからなるスライドシンクロ装置２７の
作用により、削孔機ガイド２６をトンネル坑内において
相対的に停止した状態に保持することができ、これによ
って、トンネル掘進機１０による掘進速度が、掘削すべ
き地盤の硬軟等の地山の状態によってランダムに変化す
る場合でも、削孔機２５による削孔速度を、ボーリング
作業に適した所定の速度に保持することができ、これに
よって、地盤の探査や判定に必要な削孔時の諸データを
正確に採取することができるとともに、トンネル掘進機
１０による掘進作業中もかかる作業と併行してボーリン
グ作業を容易に行なうことができる。

【００３９】さらに、ケーシング２２の地山への挿入打
設作業は、ガイドデバイス３２の段付き部３７とケーシ
ングシュー５０の段付き部２９との当接係止により、ケ
ーシング２２を地中に押し込む形で行われるので、ケー
シング２２やこれのジョイント部分を破損することな
く、かつケーシング２２を精度良く挿入しつつ行なうこ
とができる。また、削孔ビット２３のエキセントリック
リーマ３３により、ケーシング２２の外径より大きな径
で削孔作業が行われているため、かかる押し込みによる
ケーシング２２の地山への打設作業は容易に行なうこと
ができる。

【００４０】さらにまた、ケーシング２２は、ＦＲＰ等
のカッターヘッド１２による切削が容易な部材からなっ
ているので、このケーシング２２を地中に居残した場合
であって、曲線施工等によりケーシング２２の位置が貫
通口２１から外れた場合でも、カッターヘッド１２によ
りこれを切削撤去しつつ、支障無く掘進作業を行なうこ
とができる。

【００４１】なお、削孔ビット２３、ガイドデバイス３
２、エクステンションロッド３５、ウィングカップリン
グ３６、中継ロッド２４等は削孔作業後に回収可能であ
るが、削孔ビット２３、ガイドデバイス３２、エクステ
ンションロッド３５、ウィングカップリング３６は、余
り大きな部材ではないので、接続部分が外れて地山内に
居残された場合でも、これらが居残された地点にトンネ
ル掘進機１０が到達した時点で十分に対処することがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
トンネル掘進機の前方探査装置によれば、ボーリングに
よる地盤の探査をトンネルの掘進方向であるトンネルの
掘進断面内に行なうことができ、これによってボーリン
グの延長を低減しかつ前方の地山のより正確な情報を得
ることができるとともに、スライドシンクロ装置によ
り、トンネル掘進機による掘進速度がランダムに変動す
る場合であっても、ボーリング作業に適した所定の速度
で削孔作業を行なうことができ、これによってトンネル
掘進機による掘進作業と併行した地盤の探査作業を容易
に行なうことができる。すなわち、トンネル掘進機によ
る掘削作業に先立ち、前方の地盤の情報を正確かつ効率
良く迅速に得ることができる。

【００４３】また、打設挿入されるケーシングを、カッ
ターヘッドにより切削が可能な繊維強化樹脂により構成
すれば、ケーシングを掘削断面内に居残した場合でも、
カッターヘッドを破損して作業に障害を生じさせること
なく掘進作業を行なうことができる。

【００４４】さらに、ケーシングを、ガイドデバイスの
段付き部とケーシングシューの段付き部との当接係止状
態を介して前方へ押し込むことにより、地山内に打設挿
入するように構成すれば、ケーシングやこれのジョイン
ト部分を破損することなく、かつ精度良くケーシングを
地山内に挿入打設することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るトンネル掘進機の前
方探査装置の概略の構成を示す説明図である。

【図２】この発明の一実施例に係るトンネル掘進機の前
方探査装置の構成を示す側面図である。

【図３】ケーシング，削孔ビット及び中継ロッド等の構
成の詳細を示す側面図である。

【図４】（ａ）は切削ビットにより削孔作業を行ってい
る状況を示す説明図、（ｂ）は切断ビットをケーシング
内に回収する状況を示す説明図である。

【図５】従来のボーリングによるトンネル掘削機の前方
探査方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ トンネル掘進機 １１ ＴＢＭ工
法台車牽引架台 １２ カッターヘッド １３ 胴部 １８ スラストジャッキ ２０ 前方探査
装置 ２１ 貫通口 ２２ ケーシン
グ ２３ 削孔ビット ２４ 中継ロッ
ド ２５ 削孔機 ２６ 削孔機ガ
イド ２７ スライドシンクロ装置 ２８ 打設装置 ２９ 段付き部（ケーシングシュー） ３０ トンネル ３４ ガイドデバイス ３７ 段付き部
（ガイドデバイス） ４４ ビット圧調整用センサ ４５ ビット圧
調整用シリンダー ４６ シンクロスライドベース ４８ シンクロ
シリンダー ５０ ケーシングシュー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周の地山あるいは後方の覆工体から掘
   進反力を得てトンネルの掘削作業を行なう先端に切羽面
   を掘削するカッターヘッドを備えた伸縮可能な胴部から
   なるトンネル掘進機に設けられ、このトンネル掘進機に
   よる掘進作業に伴って前方の地山状況を探査するトンネ
   ル掘進機の前方探査装置であって、 該前方探査装置が、前記トンネル掘進機のカッターヘッ
   ドに開口形成した貫通口を介して、トンネル掘進機の前
   方の地山に打設挿入されるケーシングと、該ケーシング
   を打設するための、削孔ビット、中継ロッドおよび打設
   装置を備えた削孔機と、該削孔機をトンネルの軸方向に
   沿ってスライド移動させるための削孔機ガイドと、前記
   トンネル掘進機の掘進移動に対してその前進量だけ前記
   削孔機ガイドを後退させることにより、前記削孔機ガイ
   ドのトンネル坑内における相対的な停止状態を保持する
   スライドシンクロ装置とからなることを特徴とするトン
   ネル掘進機の前方探査装置。
2. 【請求項２】 前記スライドシンクロ装置が、前記削孔
   機ガイドを載置するスライドシンクロベースと、掘進移
   動する前記トンネル掘進機あるいはこれの後続台車に一
   端が取り付けられるとともに、他端が前記スライドシン
   クロベースに取り付けられ、前記トンネル掘進機の前進
   移動に同期して伸縮するシンクロシリンダーとからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘進機の前
   方探査装置。
3. 【請求項３】 前記スライドシンクロベースには、載置
   した前記削孔機ガイドの位置を調整するガイドスライド
   装置を設けたことを特徴とする請求項２に記載のトンネ
   ル掘進機の前方探査装置。
4. 【請求項４】 前記削孔機ガイドが、削孔機の削孔ビッ
   トによるケーシングの打設圧力を調整するためのビット
   圧調整装置を備えることを特徴とする請求項１〜請求項
   ３のいずれかに記載のトンネル掘進機の前方探査装置。
5. 【請求項５】 前記前方の地山に打設挿入されるケーシ
   ングが、その先端部を除き、前記カッターヘッドにより
   切削が可能な繊維強化樹脂からなることを特徴とする請
   求項１〜請求項４のいずれかに記載のトンネル掘進機の
   前方探査装置。
6. 【請求項６】 前記ケーシングが、その先端部に内方に
   突出する段付き部を有するケーシングシューを備えると
   ともに、前記削孔機が、前記削孔ビットと中継ロッドと
   の間に、前記ケーシングシューの段付き部とケーシング
   の内側から前方に向かって当接係止する段付き部を有す
   るガイドデバイスを備え、削孔作業時における前記削孔
   ビット及び中継ロッドの前進に伴って、前記ガイドデバ
   イスの段付き部とケーシングシューの段付き部との当接
   係止状態によりケーシングを前方へ押し込むことによっ
   て、前記ケーシングを地山内に打設挿入することを特徴
   とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のトンネル
   掘進機の前方探査装置。