JPH08199983A - Ｔｂｍ工法における膨張型弾性材シール反力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軟弱地盤掘削における推進反力を確保する。 【構成】 支保鋼材（１８）の外周に沿って膨張型弾性
材シール（１）を装着し、エア圧によって膨張した膨張
型弾性材シール（１）を地山（Ａ）に押し付けて摩擦力
を作り推進反力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＢＭ（ＴＵＮＮＥＬ
ＢＯＲＩＮＧ ＭＡＣＨＩＮＥ：トンネルボーリング
マシン）工法における膨張型弾性材シール反力装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】岩盤掘削を対象とした全断面トンネル掘
削機（ＴＢＭ）（以下掘削機という）は、通常グリッパ
と呼ばれる反力装置を坑壁に押し付け、坑壁との摩擦力
を推進反力としている。

【０００３】また、坑壁が軟弱でグリッパによる推進反
力の確保が困難な場合は、鋼製または鉄筋コンクリート
製でリング状のセグメントを反力とするのが有効であ
る。このためセグメントをトンネル軸方向に押し付ける
推進ジャッキを装備した掘削機が提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】坑壁にグリッパを押し
付けて推進反力をとる方法は、地山が堅固な場合は簡便
でかつ高速施工が可能で、しかも支保を必要最小限とす
ることができ経済的である。しかし、断層体などの軟弱
地盤に遭遇した場合は、機体が地山によって拘束される
危険が多く、より一層の推進力を必要とされるにもかか
わらず、地層が軟弱であるため十分な推進反力が得られ
ず推進不能となる。

【０００５】このため、地山が軟弱な場合はセグメント
を設置し、そのセグメントに反力をとって推進する方法
が採られる。しかし、この方法は、掘進速度の低下やコ
ストアップを招くと共に、推進力確保のために多数のセ
グメントを設置する必要が生じ、経済性、効率性が悪く
なる。

【０００６】本発明は軟弱地盤において、掘削機の推進
反力を確保する膨張型弾性材シール反力装置を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、支保鋼
材の外周に沿って、両端を塞いだ筒形弾性体で形成さ
れ、内部と外部とを連通する媒体供給管を備えた膨張型
弾性材シールを着脱自在に設けている。

【０００８】また、後胴部の外周に沿って、両端を塞い
だ筒形弾性体で形成され、内部と外部とを連通する媒体
供給管を備えた膨張型弾性材シールを設けている。

【０００９】

【作用】上記のように構成された本発明によれば、支保
鋼材の外周に設けた膨張型弾性材シールの膨張により、
地山との間で摩擦力を発生させ、掘削機推進のための反
力が得られる。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１１】図１、図２及び図３において、２個の支保
鋼材１８の外周に沿って、複数（図示の例では３個）の
膨張型弾性材シール（以下弾性材シールという）１が円
周等配に着脱自在に設けられている。その場合、後述の
媒体供給管７を取り外して支保鋼材１８に隣接する矢板
に開口部を設け、弾性材シール１を収縮させて開口部か
ら引き抜けばよい。このようにすれば弾性材シール１を
何回も使うことができる。しかしながら、使い捨てにす
る場合は弾性材シール１を着脱とせずに固定しておいて
もよい。そして、全体を符号１で示す弾性材シール１
は、両端を塞いだ円筒状の本体２と、半径方向外方の表
面に鋸歯状の突起４に備えた圧着部３と、半径方向内方
に形成したフランジ状の台座５とで形成されている。ま
た、弾性材シール１には円周方向中央に、内部のチャン
バ６から半径方向内方に向けて媒体供給管７が設けられ
ている。この媒体供給管７は、支保鋼材１８に設けられ
た図示のない透孔を通して、掘削機に設けられた図示の
ない媒体供給源（例えばエアコンプレッサ）に連通され
ている。また、台座５には、幅方向両縁部の円周方向に
図示しないボルト孔が等間隔に設けられていて、支保鋼
材１８にボルト締めされている。

【００１２】一方、全体を符号１０で示す掘削機１０は
カッタディスク１１を備えた前胴部１２と、その前胴部
１２に対し軸方向に摺動自在に連結された後胴部１３
と、両者を連結する推進ジャッキ１４とで構成されてい
る。その前胴部１２には前胴グリッパ１５が設けられ、
後胴部１３には後胴グリッパ１６が設けられている。さ
らに、後胴部１３の後端には反力受け１７が設けられて
いる。

【００１３】次掘進の態様を説明する。

【００１４】弾性材シール１は、図３に示す偏平な常態
において、チャンバ６に媒体供給源から圧縮空気を送ら
れると、内圧が高くなるにつれ主として半径方向外方に
膨張する。そして、地山Ａと圧着部３との空隙がつまっ
て突起４が地山Ａに食い込み圧着する（図４）。

【００１５】したがって、地山Ａへの弾性材シール１の
圧着力が摩擦力となって推進反力にかわり、反力受け１
７によって支保鋼材１８から後胴部１３に伝達されるこ
とになる。

【００１６】次に後胴グリッパ１６を地山Ａに押し付
け、ここからも推進反力を得るようにする。ここまでで
掘進準備は終了する。

【００１７】次に掘進が行われ、推進ジャッキ１４が推
進反力を受けて前胴部１２を所定の位置まで掘進させる
（図５）。

【００１８】次に、前胴部１２の前胴グリッパ１５を地
山Ａに押し付けて、後胴グリッパ１６を後胴部１３内に
収容した後、推進ジャッキ１４で後胴部１３を前方に引
き寄せる（図６）。

【００１９】次に、推進分の支保鋼材１８を新たに構築
し、弾性材シール１内の空気を排出して、地山Ａとの拘
束を開放した後に、弾性材シール１を回収する。回収し
た弾性材シール１を新たに構築した支保鋼材１８に再び
設置して、前記と同様に推進反力を得る。

【００２０】健岩部に到達するまで、このようにして推
進反力を確保しながら掘進する。なお、媒体供給源は軟
岩部掘削の必要時に別途設置する。

【００２１】図７は、本発明の別の実施例を示し、２組
の弾性材シール１を掘削機１０の後胴部１３の外周に設
け、前記実施例の反力受け１７を省いて、後胴部１３で
弾性材シール１の反力を得るよう構成した例である。

【００２２】この実施例では、軟弱地盤に遭遇した後胴
グリッパ１６だけでは推進力が不足した場合に、媒体供
給源から圧縮空気を送れば、直ちに推進力の増加が得ら
れる。前記実施例と異なり、弾性材シール１や媒体供給
管７の着脱も不要である。

【００２３】

【発明の効果】

（１） 軟弱地盤に遭遇した場合に本発明の装置を使用
し、健岩部では従来通り無支保掘進にすれば効率的、経
済的な高速掘進ができる。

【００２４】（２） 装置、原理が簡単で、大掛りな設
備を必要としない。コストも安い。

【００２５】（３） 装置の着・脱作業が簡単で、早期
に対処が可能なので、工程への影響が少ない。

【００２６】（４） 地山との接地面積が大きいため、
多大な推進反力が得られる。

【００２７】（５） 設備が小規模であるため、坑内の
作業空間を占有しない。

【００２８】（６） 押し付けによる坑壁の破壊が少な
い。また、別の実施例では、弾性材シールや媒体供給管
の着脱が不要なので軟岩部の多い場所では工期短縮、経
費節減が初期コストを上まわる利が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側断面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ矢視図。

【図３】図１の膨張型弾性材シールを示す正面断面図。

【図４】図３の膨張した状態を示す正面断面図。

【図５】推進反力を得て掘削機が推進した状態を示す側
断面図。

【図６】前胴部に後胴部を引き寄せる状態を示す側断面
図。

【図７】本発明の別実施例を示す側断面図。

【符号の説明】

１・・・膨張型弾性材シール ２・・・本体 ３・・・圧着部 ４・・・突起 ５・・・台座 ６・・・チャンバ ７・・・媒体供給管 １０・・・掘削機 １１・・・カッターディスク １２・・・前胴部 １３・・・後胴部 １４・・・推進ジャッキ １５・・・前胴グリッパ １６・・・後胴グリッパ １７・・・反力受け １８・・・支保鋼材 Ａ・・・地山

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支保鋼材の外周に沿って、両端を塞いだ
   筒形弾性体で形成され、内部と外部とを連通する媒体供
   給管を備えた膨張型弾性材シールを着脱自在に設けたこ
   とを特徴とするＴＢＭ工法における膨張型弾性材シール
   反力装置。
2. 【請求項２】 後胴部の外周に沿って、両端を塞いだ筒
   形弾性体で形成され、内部と外部とを連通する媒体供給
   管を備えた膨張型弾性材シールを設けたことを特徴とす
   るＴＢＭ工法における膨張型弾性材シール反力装置。