JPH08260889A - トンネル掘削機 - Google Patents

トンネル掘削機

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JPH08260889A
JPH08260889A JP7063114A JP6311495A JPH08260889A JP H08260889 A JPH08260889 A JP H08260889A JP 7063114 A JP7063114 A JP 7063114A JP 6311495 A JP6311495 A JP 6311495A JP H08260889 A JPH08260889 A JP H08260889A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 斜坑トンネルの掘削に際してのグリッパ盛替
時に、メイングリッパのグリッパジャッキに加わる荷重
を極力小さくして安定した盛替を行う。 【構成】 坑壁に沿って延設されるメインビーム４と、
このメインビーム４の前部および後部にそれぞれ設けら
れそのメインビーム４をリーミング坑３の坑壁に対して
支持するノーズグリッパ１２およびメイングリッパ１３
と、前記メインビーム４に前後摺動可能に支持され前部
にカッタヘッド７が支承されるメインフレーム５と、こ
のメインフレーム５をリーミング坑３の坑壁に対して支
持するホールドグリッパ（ルーフサポート９，サイドサ
ポート１０，バーチカルサポート１１）と、前記メイン
フレーム５と前記メイングリッパ１３のグリッパシュー
１７とを連結するスラストジャッキ２３と、前記メイン
フレーム５とキャリア１５とを連結する保持ジャッキ２
４とを備える構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に斜坑トンネル掘削
用のトンネル掘削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、大口径のトンネルを掘削する場合
に、予めパイロット坑用のトンネル掘削機でパイロット
坑を掘削した後、リーミング坑用のトンネル掘削機でそ
のパイロット坑を拡径掘削する工法が採られている。
【０００３】このリーミング坑用のトンネル掘削機とし
て図８に記載のような構成のものが知られている。図示
のトンネル掘削機１０１においては、パイロット坑１０
２とリーミング坑１０３とに亙って延設されるメインビ
ーム１０４と、このメインビーム１０４に前後摺動可能
に支持されて前部にカッタヘッド１０５を支承するメイ
ンフレーム１０６とが備えられている。そして、前記メ
インビーム１０４の前部にはそのメインビーム１０４を
パイロット坑１０２の内周面に対して支持するノーズグ
リッパ１０７が設けられ、このメインビーム１０４の後
部にはそのメインビーム１０４をリーミング坑１０３の
内周面に対して支持するメイングリッパ（リヤグリッ
パ）１０８が設けられている。また、このメイングリッ
パ１０８のグリッパシュー１１３（図９参照）と前記メ
インフレーム１０６とは複数本のスラストジャッキ１０
９により連結されている。さらに、前記メインフレーム
１０６にはそのメインフレーム１０６を掘削終了時にリ
ーミング坑１０３の内周面に支持するためのホールドグ
リッパ１１０が設けられている。
【０００４】このような構成のトンネル掘削機１０１に
よる掘削作業は、次のようにして行われる。まず、掘進
準備のために、メイングリッパ１０８を高圧拡張させ、
ホールドグリッパ１１０を減圧保持させ、ノーズグリッ
パ１０７を高圧拡張させた後、ホールドグリッパ１１０
を縮小させる。この状態で、カッタヘッド１０５を回転
させるとともにスラストジャッキ１０９を伸張させて掘
進を行う。この後、スラストジャッキ１０９のストロー
ク分だけメインフレーム１０６を掘進させると、カッタ
ヘッド１０５を切羽よりやや後退させるとともにそのカ
ッタヘッド１０５の回転を停止させて掘進を完了させ
る。次に、グリッパ盛替のために、ホールドグリッパ１
１０を高圧拡張させ、ノーズグリッパ１０７を縮小させ
た後メイングリッパ１０８を縮小させる。この後、スラ
ストジャッキ盛替のためにそのスラストジャッキ１０９
を縮小させて一連の工程が終了する。以下、前述と同様
にして掘進準備→掘進開始→掘進完了→グリッパ盛替→
スラストジャッキ盛替の各工程を繰り返して掘削を進め
ていく。
【０００５】ところで、図９に示されているように、こ
の種のトンネル掘削機において、メイングリッパ１０８
は、メインビーム１０４に支持されるキャリア１１１
と、このキャリア１１１に支持されるグリッパジャッキ
１１２と、このグリッパジャッキ１１２のロッド先端部
にピン支持されるグリッパシュー１１３とを備えるもの
とされている。また、前記グリッパジャッキ１１２およ
びグリッパシュー１１３を所要の回動範囲内に位置保持
するために、前記グリッパジャッキ１１２の前方および
後方にはコイルスプリング１１４を内蔵するジャッキ保
持体１１５が設けられ、前記グリッパシュー１１３には
コイルスプリング１１６を内蔵するシュー保持体１１７
が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ようなトンネル掘削機を斜坑トンネルの掘削に用いた場
合、グリッパ盛替時に、次のような問題点がある。
【０００７】グリッパ盛替に際してノーズグリッパ１
０７を縮小させた後にメイングリッパ１０８を縮小させ
ると、メインビーム１０４，キャリア１１１およびそれ
らに連結されている後続台車等の全荷重Ｗが、後側のジ
ャッキ保持体１１５のコイルスプリング１１４を介して
グリッパジャッキ１１２に加わることとなる。このた
め、コイルスプリング１１４として、キャリア１１１と
グリッパジャッキ１１２との間に挿入し得る小型で大き
な力を持ったものが必要となり、このコイルスプリング
１１４を支持するキャリア１１１にもその力に対抗でき
る強度が必要となる。
【０００８】前述のようにグリッパジャッキ１１２に
加わった荷重Ｗは、グリッパ盛替後にグリッパジャッキ
１１２を再拡張させた後も継続して後側のコイルスプリ
ング１１４に対して圧縮力として作用し、掘削中もその
圧縮力が解放されることがない。したがって、グリッパ
ジャッキ１１２に常時そのコイルスプリング１１４のば
ね力が作用してそのグリッパジャッキ１１２の破損を招
くこととなってしまう。
【０００９】前記荷重Ｗによってグリッパシュー１１
３には坑壁側を後方へ向けて回動するモーメントＭが作
用し、このモーメントＭによってそのグリッパシュー１
１３が傾斜し、このグリッパシュー１１３を安定的に坑
壁に押付けることができない。
【００１０】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、斜坑トンネルの掘削に際しての
グリッパ盛替時に、メイングリッパのグリッパジャッキ
に加わる荷重を極力小さくして安定した盛替を行うこと
のできるトンネル掘削機を提供することを目的とするも
のである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明によるトンネル掘削機
は、坑壁に沿って延設されるメインビームと、このメイ
ンビームの前部および後部にそれぞれ設けられそのメイ
ンビームを前記坑壁に対して支持するノーズグリッパお
よびメイングリッパと、前記メインビームに前後摺動可
能に支持され前部にカッタヘッドが支承されるメインフ
レームと、このメインフレームを前記坑壁に対して支持
するホールドグリッパと、前記メインフレームと前記メ
イングリッパのグリッパシューとを連結するスラストジ
ャッキとを備える斜坑トンネル掘削用のトンネル掘削機
において、前記メインフレームと、前記メイングリッパ
を前記メインビームに支持するグリッパ支持体とを保持
ジャッキで連結することを特徴とするものである。
【００１２】本発明においては、掘進完了後のグリッパ
盛替に際してメイングリッパを縮小させたとき、メイン
ビームとそのメインビームに連結されている後続台車等
の荷重（自重）は、保持ジャッキを介してメインフレー
ムにて支持される。したがって、この荷重がグリッパ支
持体を介してメイングリッパにかかるのが防がれ、これ
によってメイングリッパの破損もしくはそのメイングリ
ッパのグリッパシューの傾斜等の発生が防がれる。こう
して、グリッパ盛替を安定して行うことが可能となる。
【００１３】本発明において、前記保持ジャッキは油圧
式ジャッキとするのが好適である。また、この保持ジャ
ッキは、グリッパ盛替に際して前記メイングリッパを縮
小させる前に前記グリッパ支持体を保持するように作動
されるのが好ましい。
【００１４】本発明の目的は、後述される詳細な説明か
ら明らかにされる。しかしながら、詳細な説明および具
体的実施例は最も好ましい実施態様について説明する
が、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変形
はその詳細な説明から当業者にとって明らかであること
から、具体例として述べるものである。
【００１５】
【実施例】次に、本発明によるトンネル掘削機の具体的
実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】図１に、本発明の一実施例に係るトンネル
掘削機の全体斜視図が示されている。本実施例のトンネ
ル掘削機１は、例えば発電所の導水用の斜坑を掘削する
ために使用されるものであって、予め傾斜状のパイロッ
ト坑２をパイロット坑用トンネル掘削機で掘削した後
に、このパイロット坑２の外周側の地山をリーミング坑
３に拡径掘削する斜坑リーミング掘削機である。
【００１７】このトンネル掘削機１においては、パイロ
ット坑２とリーミング坑３とに亙って、前部が円筒断面
で後部が角筒断面とされるメインビーム４が延設され、
このメインビーム４に前後摺動可能にメインフレーム５
が支持されている。このメインフレーム５には、カッタ
ヘッドサポート６を介してカッタヘッド７が回転自在に
支承され、このカッタヘッド７の前端部には多数個のロ
ーラカッタ８が装着されている。また、前記カッタヘッ
ドサポート６には、掘削終了時に前記メインフレーム５
をリーミング坑３の内周面に支持するために、ルーフサ
ポート９，サイドサポート１０およびバーチカルサポー
ト１１よりなるホールドグリッパが設けられている。こ
れらルーフサポート９，サイドサポート１０およびバー
チカルサポート１１は、リンクを介してカッタヘッドサ
ポート６に支持されるとともに、油圧シリンダで構成さ
れるグリッパジャッキの駆動によってリーミング坑３の
内周面に支持される。
【００１８】前記メインビーム４の前部にはそのメイン
ビーム４をパイロット坑２の内周面に対して支持するノ
ーズグリッパ１２が設けられ、このメインビーム４の後
部にはそのメインビーム４をリーミング坑３の内周面に
対して支持するメイングリッパ（リヤグリッパ）１３が
設けられている。前記ノーズグリッパ１２は、円周を略
３等分する位置に設けられる３個のグリッパジャッキ
と、各グリッパジャッキの先端部に取り付けられるグリ
ッパシュー１４とを備えるものとされている。また、前
記メイングリッパ１３は、メインビーム４に支持される
キャリア１５と、このキャリア１５の上部および下部に
支持されるグリッパジャッキ１６と、これらグリッパジ
ャッキ１６のロッド先端部にピン支持されるグリッパシ
ュー１７とを備えるものとされている。
【００１９】図２に示されているように、前記キャリア
１５には、グリッパジャッキ１６を前後から挟むように
複数個のジャッキ保持体１８が設けられ、これらジャッ
キ保持体１８によってそのグリッパジャッキ１６が所要
の回動範囲内に位置保持されるようになっている。な
お、このジャッキ保持体１８は、図９に示される従来例
とほぼ同様の構成を有するものであって、グリッパジャ
ッキ１６が変位したときに内蔵のコイルスプリングを圧
縮させてそのコイルスプリングの復元力によってそのグ
リッパジャッキ１６を所定位置に保持させるように構成
されている。また、このグリッパジャッキ１６のロッド
１６ａの先端部にはピン支持部１９の内側に受支板２０
が設けられるとともに、グリッパシュー１７側にはコイ
ルスプリング２１を内蔵するシュー保持体２２が前後に
設けられ、グリッパシュー１７がピン支持部１９周りに
回動したときにシュー保持体２２のコイルスプリング２
１を圧縮させてそのコイルスプリング２１の復元力によ
ってそのグリッパシュー１７を所定位置に保持させるよ
うに構成されている。
【００２０】また、掘削時におけるカッタヘッド７の推
進力を発生させるために、前記メイングリッパ１３と前
記メインフレーム５との間には左右各２本ずつ計４本の
スラストジャッキ２３が設けられている。これら４本の
スラストジャッキ２３のうち左側の２本のスラストジャ
ッキ２３は、前端部（ロッド端部）がメインフレーム５
の左側部にブラケットを介して連結されるとともに、後
端部が左側のグリッパシュー１７の前端面にブラケット
を介して連結され、また右側の２本のスラストジャッキ
２３は、前端部（ロッド端部）がメインフレーム５の右
側部にブラケットを介して連結されるとともに、後端部
が右側のグリッパシュー１７の前端面にブラケットを介
して連結されている。
【００２１】さらに、前記メインフレーム５とキャリア
１５との間には左右１本ずつ計２本の油圧式の保持ジャ
ッキ２４が設けられている。ここで、左側の保持ジャッ
キ２４は、前端部（ロッド端部）がメインフレーム５の
左側部にブラケットを介して連結されるとともに、後端
部がキャリア１５の左前端面にブラケットを介して連結
され、また右側の保持ジャッキ２４は、前端部（ロッド
端部）がメインフレーム５の右側部にブラケットを介し
て連結されるとともに、後端部がキャリア１５の右前端
面にブラケットを介して連結されている。なお、図１に
おいて符号２５で示されるのは、キャリア１５に一体に
連結される後続台車である。
【００２２】次に、前述のような構成からなるトンネル
掘削機１による掘削動作について図３〜図７を参照しつ
つ説明する。
【００２３】掘進準備（図３） メイングリッパ１３を高圧拡張させ、ホールドグリッパ
（ルーフサポート９，サイドサポート１０およびバーチ
カルサポート１１）を減圧保持させ、ノーズグリッパ１
２を高圧拡張させた後、ホールドグリッパを縮小させ
る。 掘進開始（図４） 掘進準備が完了すると、カッタヘッド７を回転させると
ともにスラストジャッキ２３を伸張させて掘進を行う。
なお、このスラストジャッキ２３の伸張時に、保持ジャ
ッキ２４はそのスラストジャッキ２３の動きに追従して
自由に伸張するように油圧回路が設定されている。
【００２４】掘進完了（図５） スラストジャッキ２３のストローク分だけメインフレー
ム５を掘進させると、カッタヘッド７を切羽よりやや後
退させるとともにそのカッタヘッド７の回転を停止させ
て掘進を完了させる。 グリッパ盛替（図６） 掘進が完了すると、ホールドグリッパを高圧拡張させ、
ノーズグリッパ１２を縮小させた後メイングリッパ１３
を縮小させる。このとき、保持ジャッキ２４にはホール
ドグリッパを高圧拡張させると同時に油圧をかけ始め、
メイングリッパ１３の縮小前にその保持ジャッキ２４に
よりキャリア１５を含む全荷重を受けるようにする。
【００２５】スラストジャッキ盛替（図７） 保持ジャッキ２４を縮小させることによりメインフレー
ム５に対してキャリア１５等を引き寄せる。この保持ジ
ャッキ２４の縮小時にはスラストジャッキ２３も同時に
引き寄せ、このスラストジャッキ２３によりキャリア１
５等の荷重を補助的に受けるようにする。なお、この保
持ジャッキ２４の縮小時にスラストジャッキ２３がフリ
ー状態になるように油圧回路を設定しても良い。このよ
うにして一連の掘進工程が終了し、以下〜の各工程
を繰り返すことによりリーミング坑３の掘削を進めてい
く。
【００２６】本実施例によれば、グリッパ盛替時にジャ
ッキ保持体１８に内蔵されているコイルスプリングにか
かる力がグリッパジャッキ１６の自重およびグリッパシ
ュー１７の自重のみとなって、グリッパシュー１７の坑
壁側を後方へ向けて回動するモーメントＭも大きくなる
ことがない。したがって、このジャッキ保持体１８に内
蔵されているコイルスプリングおよびシュー保持体２２
に内蔵されているコイルスプリング２１ともに小さいも
ので十分であり、またグリッパ盛替を安定して行うこと
が可能となる。
【００２７】本実施例では、保持ジャッキ２４を油圧式
ジャッキで構成したものについて説明したが、モータ制
御によりジャッキ作用を行うねじジャッキを用いること
もできる。
【００２８】また、本実施例においては、斜坑トンネル
を下方に向けて掘削する場合に適用したものを説明した
が、このような斜坑トンネルを上方へ向けて掘削する場
合にも、本実施例の保持ジャッキを有する構造は有効で
ある。
【００２９】前述のように、本発明は、種々に変更可能
なことは明らかである。このような変更は本発明の精神
および範囲に反することなく、また当業者にとって明瞭
な全てのそのような変形、変更は、請求の範囲に含まれ
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトンネル掘削
機の全体斜視図である。
【図２】図２は、本実施例のトンネル掘削機におけるメ
イングリッパの部分平面図である。
【図３】図３は、本実施例のトンネル掘削機における掘
削動作説明図である。
【図４】図４は、本実施例のトンネル掘削機における掘
削動作説明図である。
【図５】図５は、本実施例のトンネル掘削機における掘
削動作説明図である。
【図６】図６は、本実施例のトンネル掘削機における掘
削動作説明図である。
【図７】図７は、本実施例のトンネル掘削機における掘
削動作説明図である。
【図８】図８は、従来のリーミング坑用トンネル掘削機
の縦断面図である。
【図９】図９は、従来のリーミング坑用トンネル掘削機
におけるメイングリッパの部分断面図である。
【符号の説明】
１ トンネル掘削機 ４ メインビーム ５ メインフレーム ７ カッタヘッド ９ ルーフサポート １０ サイドサポート １１ バーチカルサポート １２ ノーズグリッパ １３ メイングリッパ １５ キャリア １６ グリッパジャッキ １７ グリッパシュー １８ ジャッキ保持体 ２１ コイルスプリング ２２ シュー保持体 ２３ スラストジャッキ ２４ 保持ジャッキ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 勝 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 坑壁に沿って延設されるメインビーム
    と、このメインビームの前部および後部にそれぞれ設け
    られそのメインビームを前記坑壁に対して支持するノー
    ズグリッパおよびメイングリッパと、前記メインビーム
    に前後摺動可能に支持され前部にカッタヘッドが支承さ
    れるメインフレームと、このメインフレームを前記坑壁
    に対して支持するホールドグリッパと、前記メインフレ
    ームと前記メイングリッパのグリッパシューとを連結す
    るスラストジャッキとを備える斜坑トンネル掘削用のト
    ンネル掘削機において、前記メインフレームと、前記メ
    イングリッパを前記メインビームに支持するグリッパ支
    持体とを保持ジャッキで連結することを特徴とするトン
    ネル掘削機。
  2. 【請求項２】 前記保持ジャッキが油圧式ジャッキであ
    ることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
  3. 【請求項３】 前記保持ジャッキは、グリッパ盛替に際
    して前記メイングリッパを縮小させる前に前記グリッパ
    支持体を保持するように作動されることを特徴とする請
    求項１または２に記載のトンネル掘削機。
JP06311495A 1995-03-22 1995-03-22 トンネル掘削機 Expired - Fee Related JP3483225B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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