JPH0842290A - 岩盤トンネル掘削工法及びそれに用いるアーチ掘進機 - Google Patents
岩盤トンネル掘削工法及びそれに用いるアーチ掘進機Info
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- JPH0842290A JPH0842290A JP17822294A JP17822294A JPH0842290A JP H0842290 A JPH0842290 A JP H0842290A JP 17822294 A JP17822294 A JP 17822294A JP 17822294 A JP17822294 A JP 17822294A JP H0842290 A JPH0842290 A JP H0842290A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直径２０〜３０ｍの大断面のトンネルを安全
かつ効率よく掘削形成できる岩盤トンネル掘削工法を提
供することにある。 【構成】 アーチ状トンネル断面下方の両サイドにトン
ネル掘進機１２により先進導坑１を掘削する一方、アー
チ状架台２１にアーチに沿って移動可能に掘削機２４を
装置したアーチ掘進機２０により、トンネル断面の外周
部をリングカット状にスライド掘削し、得られたアーチ
外周空間部２の外側層としてアーチコンクリートを打設
して外殻を形成し、これにより安全を確保する一方、そ
の残留アーチ外周空間部２ａを自由面として効率よくア
ーチコンクリート３内の地山を爆破により掘削する。
かつ効率よく掘削形成できる岩盤トンネル掘削工法を提
供することにある。 【構成】 アーチ状トンネル断面下方の両サイドにトン
ネル掘進機１２により先進導坑１を掘削する一方、アー
チ状架台２１にアーチに沿って移動可能に掘削機２４を
装置したアーチ掘進機２０により、トンネル断面の外周
部をリングカット状にスライド掘削し、得られたアーチ
外周空間部２の外側層としてアーチコンクリートを打設
して外殻を形成し、これにより安全を確保する一方、そ
の残留アーチ外周空間部２ａを自由面として効率よくア
ーチコンクリート３内の地山を爆破により掘削する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、岩盤トンネルの掘削、
例えば直径２０〜３０ｍといった大断面の岩盤トンネル
を掘削するのに適した岩盤トンネル掘削工法及びそれに
用いる掘削装置に関するものである。
例えば直径２０〜３０ｍといった大断面の岩盤トンネル
を掘削するのに適した岩盤トンネル掘削工法及びそれに
用いる掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】道路や鉄道等の構造物を地中に設けるべ
く地盤を掘削してトンネルを形成するためのトンネル工
法は、地盤の地質や地下水の状況、トンネル断面の形状
や延長、その他の施工条件等に鑑みて種々の施工方法が
選定される。そして、特に軟岩から硬岩に至る岩盤の掘
削工法として、従来より、例えば、爆破による発破工法
や、切羽面に削孔を多数形成し、これにクサビ状の割岩
機を挿入することにより割岩する工法や、トンネル掘進
機、ブレーカー等の各種の岩盤掘削機械を用いた機械掘
削工法が知られている。
く地盤を掘削してトンネルを形成するためのトンネル工
法は、地盤の地質や地下水の状況、トンネル断面の形状
や延長、その他の施工条件等に鑑みて種々の施工方法が
選定される。そして、特に軟岩から硬岩に至る岩盤の掘
削工法として、従来より、例えば、爆破による発破工法
や、切羽面に削孔を多数形成し、これにクサビ状の割岩
機を挿入することにより割岩する工法や、トンネル掘進
機、ブレーカー等の各種の岩盤掘削機械を用いた機械掘
削工法が知られている。
【０００３】また、かかる岩盤に対するトンネルの掘削
工事は、例えば、直径２０〜３０ｍのトンネルを掘削形
成する場合には、その掘削断面を一度に掘削することが
困難であるため、断面を所定の形状に分割するととも
に、かかる大断面の掘削作業を効率よく行うことができ
るように、上部半断面先進掘削工法、導坑先進掘削工法
等、決められた順序に従って各分割した断面を順次掘削
する。
工事は、例えば、直径２０〜３０ｍのトンネルを掘削形
成する場合には、その掘削断面を一度に掘削することが
困難であるため、断面を所定の形状に分割するととも
に、かかる大断面の掘削作業を効率よく行うことができ
るように、上部半断面先進掘削工法、導坑先進掘削工法
等、決められた順序に従って各分割した断面を順次掘削
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、爆破による掘
削においては、掘削計画進行に遅延を出さないよう効率
よく、少ない薬量で経済的に掘削し、かつ余掘り、地山
の緩みを極力抑制することが重要である。従って、爆破
を効果的に行なうため、できるだけ自由面を多くし、同
一薬量で破砕量を上げる必要がある。
削においては、掘削計画進行に遅延を出さないよう効率
よく、少ない薬量で経済的に掘削し、かつ余掘り、地山
の緩みを極力抑制することが重要である。従って、爆破
を効果的に行なうため、できるだけ自由面を多くし、同
一薬量で破砕量を上げる必要がある。
【０００５】また、上記クサビ状の割岩機を用いる工法
においても、自由面を利用して割岩作業の効率を向上さ
せることができるため、かかる自由面をより多く且つ有
効に確保することが課題となっている。
においても、自由面を利用して割岩作業の効率を向上さ
せることができるため、かかる自由面をより多く且つ有
効に確保することが課題となっている。
【０００６】さらに、従来の岩盤掘削機械を用いた機械
掘削工法との組み合わせにおいても、大断面のトンネル
を効率よく掘削形成することが困難であり、大断面トン
ネルに係る新しい掘削技術の開発が望まれている。
掘削工法との組み合わせにおいても、大断面のトンネル
を効率よく掘削形成することが困難であり、大断面トン
ネルに係る新しい掘削技術の開発が望まれている。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、大断面のトンネルを安全にかつ効率よく急速掘削形
成することができる岩盤トンネル掘削工法及びそれに用
いる掘削装置を提供することにある。
し、大断面のトンネルを安全にかつ効率よく急速掘削形
成することができる岩盤トンネル掘削工法及びそれに用
いる掘削装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、岩盤内にトンネルを形成するための岩盤
トンネルの掘削工法であって、アーチ状トンネル断面下
方の両サイドに先進導坑を掘削する工程と、アーチ状架
台にアーチに沿って摺動自在に掘削機を装置したアーチ
掘進機により、トンネル断面の外周部をリングカット状
にスライド掘削してアーチ外周空間部を形成する工程
と、上記アーチ外周空間部を自由面としてアーチ外周空
間部で囲まれたトンネル内の地山を掘削する工程とを含
むものである（請求項１）。
め、本発明は、岩盤内にトンネルを形成するための岩盤
トンネルの掘削工法であって、アーチ状トンネル断面下
方の両サイドに先進導坑を掘削する工程と、アーチ状架
台にアーチに沿って摺動自在に掘削機を装置したアーチ
掘進機により、トンネル断面の外周部をリングカット状
にスライド掘削してアーチ外周空間部を形成する工程
と、上記アーチ外周空間部を自由面としてアーチ外周空
間部で囲まれたトンネル内の地山を掘削する工程とを含
むものである（請求項１）。
【０００９】また、他の発明の岩盤トンネルの掘削工法
は、アーチ状トンネル断面下方の両サイドにトンネル掘
進機により先進導坑を掘削する工程と、アーチ状架台に
アーチに沿って摺動自在に掘削機を装置したアーチ掘進
機により、トンネル断面の外周部をリングカット状にス
ライド掘削してアーチ外周空間部を形成する工程と、そ
のアーチ外周空間部内を外側層と内側層とに分け、外側
層としてアーチコンクリートを打設して外殻を形成し且
つ内側層に残留アーチ外周空間部を残す工程と、その後
に上記残留アーチ外周空間部を自由面として残留アーチ
外周空間部で囲まれたトンネル内の地山を掘削する工程
とを含むものである（請求項２）。
は、アーチ状トンネル断面下方の両サイドにトンネル掘
進機により先進導坑を掘削する工程と、アーチ状架台に
アーチに沿って摺動自在に掘削機を装置したアーチ掘進
機により、トンネル断面の外周部をリングカット状にス
ライド掘削してアーチ外周空間部を形成する工程と、そ
のアーチ外周空間部内を外側層と内側層とに分け、外側
層としてアーチコンクリートを打設して外殻を形成し且
つ内側層に残留アーチ外周空間部を残す工程と、その後
に上記残留アーチ外周空間部を自由面として残留アーチ
外周空間部で囲まれたトンネル内の地山を掘削する工程
とを含むものである（請求項２）。
【００１０】さらに、前記請求項１及び２記載の岩盤ト
ンネル掘削工法に用いる本発明のアーチ掘進機は、アー
チ状の自走架台と、その自走架台の前面にアーチに沿っ
て摺動自在に複数基配設した小型の掘削機と、該掘削機
に前後進可能に設けられたカッターヘッドであってヘッ
ド側部にもカッターを持つカッターヘッドと、反力を地
山側から得るため上記自走架台に設けたグリッパとを具
備する構成のものである（請求項３）。
ンネル掘削工法に用いる本発明のアーチ掘進機は、アー
チ状の自走架台と、その自走架台の前面にアーチに沿っ
て摺動自在に複数基配設した小型の掘削機と、該掘削機
に前後進可能に設けられたカッターヘッドであってヘッ
ド側部にもカッターを持つカッターヘッドと、反力を地
山側から得るため上記自走架台に設けたグリッパとを具
備する構成のものである（請求項３）。
【００１１】
【作用】請求項１の堀削工法では、トンネル断面下方の
両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を先行掘削し
た後、トンネル断面の外周部をリングカット状に掘削機
を摺動させながら掘削する。従って、少ない基台数の掘
削機により、経済的に大断面トンネルのアーチに沿った
アーチ外周空間部を形成できる。
両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を先行掘削し
た後、トンネル断面の外周部をリングカット状に掘削機
を摺動させながら掘削する。従って、少ない基台数の掘
削機により、経済的に大断面トンネルのアーチに沿った
アーチ外周空間部を形成できる。
【００１２】また、請求項２の掘削工法では、このアー
チ外周空間部を外側層と内側層とに分け、外側層には、
例えば吹き付けにより又は反力受けを兼ねたスライドセ
ントルにより、アーチコンクリートを打設して外殻を形
成し、内側層に残留アーチ外周空間部を残している。従
って、この外殻内の地山を掘削する際には、残留アーチ
外周空間部が掘削を容易にする自由面として寄与する一
方、掘削の際に上記外側層が先受けアーチコンクリート
として存在することになるので、大断面トンネルを安全
且つ急速に掘削することができる。また、このアーチコ
ンクリートは覆工を兼ねることもできるため、内装を不
要とし全体工期を短縮することもできる。
チ外周空間部を外側層と内側層とに分け、外側層には、
例えば吹き付けにより又は反力受けを兼ねたスライドセ
ントルにより、アーチコンクリートを打設して外殻を形
成し、内側層に残留アーチ外周空間部を残している。従
って、この外殻内の地山を掘削する際には、残留アーチ
外周空間部が掘削を容易にする自由面として寄与する一
方、掘削の際に上記外側層が先受けアーチコンクリート
として存在することになるので、大断面トンネルを安全
且つ急速に掘削することができる。また、このアーチコ
ンクリートは覆工を兼ねることもできるため、内装を不
要とし全体工期を短縮することもできる。
【００１３】請求項３のアーチ掘進機は、アーチ状の自
走架台の前面に１基又は必要に応じて複数基の小型の掘
削機を設け、アーチに沿って移動可能とすると共にその
カッターヘッドを前後進可能とし、カッターヘッドには
ヘッド側部にもカッターを設けた構成としている。従っ
て、例えば、反力をグリッパーにより地山側から取っ
て、カッターヘッドを前進（図４の矢印Ａ）させつつ、
掘削機をアーチ方向にずらせて行く（図２の矢印Ｂ）、
といった使い方ができ、このアーチ１回分の掘削を終え
たならば１段階自走架台を前進させ、再び上記操作を繰
り返す、という操作で掘進して行くことができる。
走架台の前面に１基又は必要に応じて複数基の小型の掘
削機を設け、アーチに沿って移動可能とすると共にその
カッターヘッドを前後進可能とし、カッターヘッドには
ヘッド側部にもカッターを設けた構成としている。従っ
て、例えば、反力をグリッパーにより地山側から取っ
て、カッターヘッドを前進（図４の矢印Ａ）させつつ、
掘削機をアーチ方向にずらせて行く（図２の矢印Ｂ）、
といった使い方ができ、このアーチ１回分の掘削を終え
たならば１段階自走架台を前進させ、再び上記操作を繰
り返す、という操作で掘進して行くことができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１および図２は、硬岩ないし中硬岩の岩盤に対
し、例えば直径２０〜３０ｍ程度の略半円状の大断面ト
ンネル１０を掘削形成する場合を例示したものである。
する。図１および図２は、硬岩ないし中硬岩の岩盤に対
し、例えば直径２０〜３０ｍ程度の略半円状の大断面ト
ンネル１０を掘削形成する場合を例示したものである。
【００１５】このトンネル施工手順は、まず形成すべき
トンネル１０の断面両側下端に、例えばトンネルボーリ
ングマシーン等のトンネル掘進機１２によって、本実施
例では直径５．０ｍ程度の先進導坑１，１を一対掘削す
る（施工手順）。先進導坑１は、本実施例では、次に
述べるアーチ掘進機２０によるアーチ掘削に先行する先
行トンネルの形で掘削して行くが、発進側から到達側へ
抜ける導坑として予め形成してもよい。この先進導坑１
内には、ずり出しを行なうため、図１及び図２の如く、
先進導坑１の延長方向にベルトコンベヤー１４を敷設す
る。
トンネル１０の断面両側下端に、例えばトンネルボーリ
ングマシーン等のトンネル掘進機１２によって、本実施
例では直径５．０ｍ程度の先進導坑１，１を一対掘削す
る（施工手順）。先進導坑１は、本実施例では、次に
述べるアーチ掘進機２０によるアーチ掘削に先行する先
行トンネルの形で掘削して行くが、発進側から到達側へ
抜ける導坑として予め形成してもよい。この先進導坑１
内には、ずり出しを行なうため、図１及び図２の如く、
先進導坑１の延長方向にベルトコンベヤー１４を敷設す
る。
【００１６】先進導坑１を形成したならば、次いで、図
３に示すように、先進導坑１内にＨ鋼１８を置き、この
上にレール１９を敷設し、このレール１９上を自走可能
なアーチ掘進機２０によって、トンネル１０のアーチ外
周空間部２を掘削する（施工手順）。
３に示すように、先進導坑１内にＨ鋼１８を置き、この
上にレール１９を敷設し、このレール１９上を自走可能
なアーチ掘進機２０によって、トンネル１０のアーチ外
周空間部２を掘削する（施工手順）。
【００１７】上記アーチ掘進機２０は、詳しくは後述す
るが、レール１９上を走行可能なアーチ状の反力フレー
ム２１を持ち、その反力フレーム２１の前面に、例えば
直径２ｍ程度の小型の掘削機（小型ＴＢＭ）２４を、１
基又は必要に応じて複数基（この例では２基）、アーチ
に沿って移動可能に配設した構成を有し、アーチ外周空
間部２の外周面、内周面の地山から、グリッパ２８、２
９を介して、反力を取って前進（図４の矢印Ａ）させつ
つ、掘削機２４をアーチ方向にずらせて行き（図２の矢
印Ｂ）、アーチ１回分の掘削を終えたならば１段階前進
させ、再びこれを繰り返して掘進する構成となってい
る。なお、掘削機２４のカッターヘッド２３は通常のも
のと異なり、ヘッド側部にもカッターを持つ構造であ
る。
るが、レール１９上を走行可能なアーチ状の反力フレー
ム２１を持ち、その反力フレーム２１の前面に、例えば
直径２ｍ程度の小型の掘削機（小型ＴＢＭ）２４を、１
基又は必要に応じて複数基（この例では２基）、アーチ
に沿って移動可能に配設した構成を有し、アーチ外周空
間部２の外周面、内周面の地山から、グリッパ２８、２
９を介して、反力を取って前進（図４の矢印Ａ）させつ
つ、掘削機２４をアーチ方向にずらせて行き（図２の矢
印Ｂ）、アーチ１回分の掘削を終えたならば１段階前進
させ、再びこれを繰り返して掘進する構成となってい
る。なお、掘削機２４のカッターヘッド２３は通常のも
のと異なり、ヘッド側部にもカッターを持つ構造であ
る。
【００１８】上記アーチ掘進機２０による掘削は、先行
トンネル掘進機１２によって掘削形成された先進導坑１
の後方において行われるが、アーチ外周空間部２と先進
導坑１の掘削は並行して行なうこともできる。このアー
チ掘進機２０による掘削の進行に伴ない、吹き付けによ
り又はスライドセントル４２を利用した場所打ちによ
り、覆工コンクリート、すなわちアーチコンクリート３
を形成する（施工手順）。このアーチコンクリート３
の厚みは、アーチ外周空間部２の高さ以下であるから、
アーチ外周空間部２にはアーチコンクリート３の内側に
残留アーチ外周空間部２ａが残ることになる。図１の実
施例では、掘削機２４の後方に設けたスライドセントル
４２を用いて覆工コンクリート３を打設すると共に、こ
のスライドセントル４２及び反力受け１３を介して、掘
削機２４を前進させる際の反力を、アーチ外周空間部２
周辺の地山から得ている。
トンネル掘進機１２によって掘削形成された先進導坑１
の後方において行われるが、アーチ外周空間部２と先進
導坑１の掘削は並行して行なうこともできる。このアー
チ掘進機２０による掘削の進行に伴ない、吹き付けによ
り又はスライドセントル４２を利用した場所打ちによ
り、覆工コンクリート、すなわちアーチコンクリート３
を形成する（施工手順）。このアーチコンクリート３
の厚みは、アーチ外周空間部２の高さ以下であるから、
アーチ外周空間部２にはアーチコンクリート３の内側に
残留アーチ外周空間部２ａが残ることになる。図１の実
施例では、掘削機２４の後方に設けたスライドセントル
４２を用いて覆工コンクリート３を打設すると共に、こ
のスライドセントル４２及び反力受け１３を介して、掘
削機２４を前進させる際の反力を、アーチ外周空間部２
周辺の地山から得ている。
【００１９】上記アーチコンクリート３の完了後、その
内側の残りの地山を、全断面またはベンチカットにより
掘削する（施工手順）。ここで、かかる大断面の掘削
作業を行なうが、その断面外側に予め先に先進導坑１と
残留アーチ外周空間部２ａが形成されているので、これ
らが自由面として寄与し、極めて容易かつ効率よく掘削
することができる。また、先受けアーチコンクリート３
は大断面トンネルを安全且つ急速に掘削することを可能
とし、全体工期を短縮できる。更に、先進導坑１は、地
山情報を得ると共に、不良地質に遭遇した場合に前もっ
て補助工法を行なう場所として活用できる。
内側の残りの地山を、全断面またはベンチカットにより
掘削する（施工手順）。ここで、かかる大断面の掘削
作業を行なうが、その断面外側に予め先に先進導坑１と
残留アーチ外周空間部２ａが形成されているので、これ
らが自由面として寄与し、極めて容易かつ効率よく掘削
することができる。また、先受けアーチコンクリート３
は大断面トンネルを安全且つ急速に掘削することを可能
とし、全体工期を短縮できる。更に、先進導坑１は、地
山情報を得ると共に、不良地質に遭遇した場合に前もっ
て補助工法を行なう場所として活用できる。
【００２０】次に、上記アーチ外周空間部２およびアー
チコンクリート３を形成する具体的施工方法について説
明する。
チコンクリート３を形成する具体的施工方法について説
明する。
【００２１】まず、トンネルのアーチ外周空間部２を掘
削するアーチ掘進機２０の構成について説明するに、こ
のアーチ掘進機２０は、図３，図４から判るように、外
側鋼殻２２ａ及び内側鋼殻２２ｂ（図１、図２）から成
るアーチ状の反力フレーム２１を有し、先進導坑１内に
敷設されたレール１９上を移動できる。このアーチ掘進
機２０の二重鋼殻２２ａ，２２ｂで囲まれた空間の前面
には、直径２ｍ程度のカッターヘッド２３を有する２基
の小型の掘削機２４が配置され、両掘削機２４は周方向
移動機構としての掘削機用ガイド２５（図３）によりア
ーチに沿って移動できる構成となっている。各掘削機２
４は、図５に拡大して示すように、上記カッターヘッド
２３を備えた前胴２４ａと、これに一体に続く芯部たる
中胴２４ｂと、そして中胴２４ｂを出入り可能に収納す
る後胴２４ｃとの３部分に分れており、油圧ジャッキ２
７により、前胴たるカッターヘッド２３を、後胴２４ｃ
から伸縮動作させ、進退させる構成となっている。
削するアーチ掘進機２０の構成について説明するに、こ
のアーチ掘進機２０は、図３，図４から判るように、外
側鋼殻２２ａ及び内側鋼殻２２ｂ（図１、図２）から成
るアーチ状の反力フレーム２１を有し、先進導坑１内に
敷設されたレール１９上を移動できる。このアーチ掘進
機２０の二重鋼殻２２ａ，２２ｂで囲まれた空間の前面
には、直径２ｍ程度のカッターヘッド２３を有する２基
の小型の掘削機２４が配置され、両掘削機２４は周方向
移動機構としての掘削機用ガイド２５（図３）によりア
ーチに沿って移動できる構成となっている。各掘削機２
４は、図５に拡大して示すように、上記カッターヘッド
２３を備えた前胴２４ａと、これに一体に続く芯部たる
中胴２４ｂと、そして中胴２４ｂを出入り可能に収納す
る後胴２４ｃとの３部分に分れており、油圧ジャッキ２
７により、前胴たるカッターヘッド２３を、後胴２４ｃ
から伸縮動作させ、進退させる構成となっている。
【００２２】このカッターヘッド２３を伸長させる際の
反力を地山側から得るため、反力フレーム２１には、そ
の外側鋼殻２２ａ及び内側鋼殻２２ｂの周面より半径方
向外側及び内側へ突出して反力を地山から得るグリッパ
２８，２９（図３参照）とその駆動のための油圧ジャッ
キ（図示せず）が装置されており、グリッパ２８，２９
を突出作用させて反力を半径方向内外の地山から取りつ
つ、カッターヘッド２３を前進させて掘進する構成とな
っている。なお、カッターヘッド２３にはその側部にも
刃が付いており、アーチ方向への移動による掘削も可能
となっている。
反力を地山側から得るため、反力フレーム２１には、そ
の外側鋼殻２２ａ及び内側鋼殻２２ｂの周面より半径方
向外側及び内側へ突出して反力を地山から得るグリッパ
２８，２９（図３参照）とその駆動のための油圧ジャッ
キ（図示せず）が装置されており、グリッパ２８，２９
を突出作用させて反力を半径方向内外の地山から取りつ
つ、カッターヘッド２３を前進させて掘進する構成とな
っている。なお、カッターヘッド２３にはその側部にも
刃が付いており、アーチ方向への移動による掘削も可能
となっている。
【００２３】アーチ掘進機２０の反力フレーム２１に
は、上記掘削機２４の他に、複数個のロックボルト用ド
リフター３０と、複数個の吹付け機４０とが装備されて
いる。即ち、反力フレーム２１には、その外周と連続す
るように、アーチ周方向に走る２帯のガイドセル、即ち
図４に示すドリフター用ガイドセル３１と吹付け機用ガ
イドセル４１とが相前後して設けられ、ドリフター用ガ
イドセル３１にはロックボルト用ドリフター３０のドリ
フターブーム台３２（図３）がアーチ周方向に沿って移
動可能に装置され、また吹付け機用ガイドセル４１には
吹付け機４０がアーチ周方向に沿って移動可能に装置さ
れている。図３には、移動中のロックボルト用ドリフタ
ーを３２ａとして、削孔中のロックボルト用ドリフター
を３２ｂで示す。
は、上記掘削機２４の他に、複数個のロックボルト用ド
リフター３０と、複数個の吹付け機４０とが装備されて
いる。即ち、反力フレーム２１には、その外周と連続す
るように、アーチ周方向に走る２帯のガイドセル、即ち
図４に示すドリフター用ガイドセル３１と吹付け機用ガ
イドセル４１とが相前後して設けられ、ドリフター用ガ
イドセル３１にはロックボルト用ドリフター３０のドリ
フターブーム台３２（図３）がアーチ周方向に沿って移
動可能に装置され、また吹付け機用ガイドセル４１には
吹付け機４０がアーチ周方向に沿って移動可能に装置さ
れている。図３には、移動中のロックボルト用ドリフタ
ーを３２ａとして、削孔中のロックボルト用ドリフター
を３２ｂで示す。
【００２４】さて、かかる構成のアーチ掘進機２０を用
いた具体的施工方法を図４を参照しながら説明する。な
お、この図４の実施例では、先進導坑１は発進側から到
達側へ抜ける形態となっている。
いた具体的施工方法を図４を参照しながら説明する。な
お、この図４の実施例では、先進導坑１は発進側から到
達側へ抜ける形態となっている。
【００２５】(1) まず、反力フレーム２１を切羽側へ移
動し、掘削機２４を切羽面４に押し付ける。
動し、掘削機２４を切羽面４に押し付ける。
【００２６】(2) グリッパ２８，２９によって反力フレ
ーム２１を地山に固定する。つまり、掘削機２４のグリ
ッパ２８，２９をアーチ半径方向外側，内側に押し出
し、次の工程の掘進に際し地山側より反力を得るように
する。
ーム２１を地山に固定する。つまり、掘削機２４のグリ
ッパ２８，２９をアーチ半径方向外側，内側に押し出
し、次の工程の掘進に際し地山側より反力を得るように
する。
【００２７】(3) 掘削機２４に装備されている油圧ジャ
ッキ２７を伸ばしながら、掘削機２４を反力フレーム２
１の掘削機用ガイド２５に沿ってトンネル外周部をスラ
イドさせる、これにより掘削を行なう。このときの反力
は、上記アーチ半径方向外側，内側に押し出したグリッ
パ２８，２９により地山側から得る。なお、ずりは、先
進導坑１内に敷設したベルトコンベヤー１４により、先
進導坑１の到達側へ搬出する。
ッキ２７を伸ばしながら、掘削機２４を反力フレーム２
１の掘削機用ガイド２５に沿ってトンネル外周部をスラ
イドさせる、これにより掘削を行なう。このときの反力
は、上記アーチ半径方向外側，内側に押し出したグリッ
パ２８，２９により地山側から得る。なお、ずりは、先
進導坑１内に敷設したベルトコンベヤー１４により、先
進導坑１の到達側へ搬出する。
【００２８】(4) 油圧ジャッキ２７が伸びきったなら
ば、掘削を停止し、ジャッキ２７を縮め、グリッパ２
８，２９を引いた後、上記(1) の作業を行なう。即ち、
掘削機２４における上記の(1) 〜(3) の操作を繰り返し
て掘進して行く (5) 掘削中に、反力フレーム２１に装備されたロックボ
ルト用ドリフター３０によって図３の３０ｂの如く削孔
してロックボルトを打ち、そして吹き付け機４０によっ
てコンクリートを吹き付けアーチコンクリート３を得
る。
ば、掘削を停止し、ジャッキ２７を縮め、グリッパ２
８，２９を引いた後、上記(1) の作業を行なう。即ち、
掘削機２４における上記の(1) 〜(3) の操作を繰り返し
て掘進して行く (5) 掘削中に、反力フレーム２１に装備されたロックボ
ルト用ドリフター３０によって図３の３０ｂの如く削孔
してロックボルトを打ち、そして吹き付け機４０によっ
てコンクリートを吹き付けアーチコンクリート３を得
る。
【００２９】なお、コンクリート覆工部については、図
１の如く、覆工型枠と後部スライドセントル４２のつま
型枠とで、所要のコンクリート打設空間を形成し、コン
クリート３を打設することで形成してもよい。
１の如く、覆工型枠と後部スライドセントル４２のつま
型枠とで、所要のコンクリート打設空間を形成し、コン
クリート３を打設することで形成してもよい。
【００３０】かくして、アーチ外周空間部２が掘進さ
れ、そのアーチ外周空間部２内の外側層にはアーチコン
クリート３が形成され、また内側層には空間部２ａが残
される。これは、トンネル１０内の地山７を掘削する前
に、地山側に先受けアーチコンクリート３を設けて、安
全性を確保する一方、アーチコンクリート３の内側に自
由面を確保しておくものであり、その先受けアーチコン
クリート３の存在は大断面トンネルを安全且つ急速に掘
削することを可能とし、また自由面の増大は掘削の効率
を高める。
れ、そのアーチ外周空間部２内の外側層にはアーチコン
クリート３が形成され、また内側層には空間部２ａが残
される。これは、トンネル１０内の地山７を掘削する前
に、地山側に先受けアーチコンクリート３を設けて、安
全性を確保する一方、アーチコンクリート３の内側に自
由面を確保しておくものであり、その先受けアーチコン
クリート３の存在は大断面トンネルを安全且つ急速に掘
削することを可能とし、また自由面の増大は掘削の効率
を高める。
【００３１】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果が得られる。
な優れた効果が得られる。
【００３２】（１）請求項１の発明によれば、トンネル
断面下方の両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を
先行掘削した後、トンネル断面の外周部をリングカット
状に掘削機を摺動させながら掘削しているので、少ない
基台数の掘削機により、経済的に大断面トンネルのアー
チ外周空間部を形成できる。
断面下方の両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を
先行掘削した後、トンネル断面の外周部をリングカット
状に掘削機を摺動させながら掘削しているので、少ない
基台数の掘削機により、経済的に大断面トンネルのアー
チ外周空間部を形成できる。
【００３３】また、上記先進導坑は、地山情報を得ると
共に、不良地質に遭遇した場合に前もって補助工法を行
なう場所として活用できる。ずり出しもこの先進導坑を
利用して行なうことができる。
共に、不良地質に遭遇した場合に前もって補助工法を行
なう場所として活用できる。ずり出しもこの先進導坑を
利用して行なうことができる。
【００３４】（２）請求項２の発明によれば、前記アー
チ外周空間部を外側層と内側層とに分け、外側層にアー
チコンクリートを打設して外殻を形成し、内側層に残留
アーチ外周空間部を残している。従って、この外殻内の
地山を掘削する際には、残留アーチ外周空間部が掘削を
容易にする自由面として寄与する一方、掘削の際に上記
外側層が先受けアーチコンクリートとして存在すること
になるので、大断面トンネルを安全且つ急速に掘削する
ことができる。従って、大断面の岩盤トンネルの掘削に
適する。
チ外周空間部を外側層と内側層とに分け、外側層にアー
チコンクリートを打設して外殻を形成し、内側層に残留
アーチ外周空間部を残している。従って、この外殻内の
地山を掘削する際には、残留アーチ外周空間部が掘削を
容易にする自由面として寄与する一方、掘削の際に上記
外側層が先受けアーチコンクリートとして存在すること
になるので、大断面トンネルを安全且つ急速に掘削する
ことができる。従って、大断面の岩盤トンネルの掘削に
適する。
【００３５】（３）請求項３の発明のアーチ掘進機によ
れば、アーチ状の自走架台の前面に設けた小型の掘削機
がアーチに沿って移動でき且つそのカッターヘッドが前
後進できる構成となっており、しかもカッターヘッドは
ヘッド側部にもカッターを有している。従って、反力を
グリッパにより地山側から取って、カッターヘッドを前
進させつつ、掘削機をアーチ方向にずらせて行くという
使い方ができ、これにより大断面トンネルのアーチ外周
空間部を形成できる。
れば、アーチ状の自走架台の前面に設けた小型の掘削機
がアーチに沿って移動でき且つそのカッターヘッドが前
後進できる構成となっており、しかもカッターヘッドは
ヘッド側部にもカッターを有している。従って、反力を
グリッパにより地山側から取って、カッターヘッドを前
進させつつ、掘削機をアーチ方向にずらせて行くという
使い方ができ、これにより大断面トンネルのアーチ外周
空間部を形成できる。
【図１】本発明の岩盤トンネル掘削工法によるトンネル
断面を示す図である。
断面を示す図である。
【図２】図１のトンネルの断面を示す概要図である。
【図３】本発明で用いるアーチ掘進機を示す正面略図で
ある。
ある。
【図４】本発明の岩盤トンネル掘削工法でアーチ外周空
間部及びアーチコンクリートを形成する一形態を示す図
である。
間部及びアーチコンクリートを形成する一形態を示す図
である。
【図５】図４のアーチ掘進機における掘削機の部分を示
す図である。
す図である。
１ 先進導坑 ２ アーチ外周空間部 ２ａ アーチ外周空間部 ３ アーチコンクリート ４ 切羽面 １０ トンネル １２ トンネル掘進機 １４ ベルトコンベヤー １８ Ｈ鋼 １９ レール ２０ アーチ掘進機 ２１ 反力フレーム ２２ａ 外側鋼殻 ２２ｂ 内側鋼殻 ２３ カッターヘッド ２４ 掘削機 ２４ａ 前胴 ２４ｂ 中胴（芯部） ２４ｃ 後胴 ２５ 掘削機用ガイド ２７ 油圧ジャッキ ２８，２９ グリッパー ３０ ロックボルト用ドリフター ３１ ドリフター用ガイドセル ３２ ドリフターブーム台 ４０ 吹付け機 ４１ 吹付け機用ガイドセル ４２ スライドセントル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年８月３日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 岩盤トンネル掘削工法及びそれに用い
るアーチ掘進機
るアーチ掘進機
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【作用】請求項１の掘削工法では、トンネル断面下方の
両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を先行掘削し
た後、トンネル断面の外周部をリングカット状に掘削機
を摺動させながら掘削する。従って、少ない基台数の掘
削機により、経済的に大断面トンネルのアーチに沿った
アーチ外周空間部を形成できる。
両サイドにトンネル掘進機により先進導坑を先行掘削し
た後、トンネル断面の外周部をリングカット状に掘削機
を摺動させながら掘削する。従って、少ない基台数の掘
削機により、経済的に大断面トンネルのアーチに沿った
アーチ外周空間部を形成できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 岩盤内にトンネルを形成するための岩盤
トンネルの掘削工法であって、 アーチ状トンネル断面下方の両サイドに先進導坑を掘削
する工程と、アーチ状架台にアーチに沿って摺動自在に
掘削機を装置したアーチ掘進機により、トンネル断面の
外周部をリングカット状にスライド掘削してアーチ外周
空間部を形成する工程と、その後に上記アーチ外周空間
部を自由面としてアーチ外周空間部で囲まれたトンネル
内の地山を掘削する工程とを含むことを特徴とする岩盤
トンネル掘削工法。 - 【請求項２】 岩盤内にトンネルを形成するための岩盤
トンネルの掘削工法であって、 アーチ状トンネル断面下方の両サイドにトンネル掘進機
により先進導坑を掘削する工程と、アーチ状架台にアー
チに沿って摺動自在に掘削機を装置したアーチ掘進機に
より、トンネル断面の外周部をリングカット状にスライ
ド掘削してアーチ外周空間部を形成する工程と、そのア
ーチ外周空間部内を外側層と内側層とに分け、外側層と
してアーチコンクリートを打設して外殻を形成し且つ内
側層に残留アーチ外周空間部を残す工程と、その後に上
記残留アーチ外周空間部を自由面として残留アーチ外周
空間部で囲まれたトンネル内の地山を掘削する工程とを
含むことを特徴とする岩盤トンネル掘削工法。 - 【請求項３】 請求項１記載の岩盤トンネル掘削工法に
用いるアーチ掘進機であって、アーチ状の自走架台と、
その自走架台の前面にアーチに沿って摺動自在に複数基
配設した小型の掘削機と、該掘削機の前面に前後進可能
に設けられたカッターヘッドであってヘッド側部にもカ
ッターを持つカッターヘッドと、反力を地山側から得る
ため上記自走架台に設けたグリッパとを具備することを
特徴とするアーチ掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17822294A JP2940402B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | アーチ掘進機を用いた岩盤トンネル掘削工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17822294A JP2940402B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | アーチ掘進機を用いた岩盤トンネル掘削工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842290A true JPH0842290A (ja) | 1996-02-13 |
| JP2940402B2 JP2940402B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=16044729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17822294A Expired - Fee Related JP2940402B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | アーチ掘進機を用いた岩盤トンネル掘削工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940402B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140014565A (ko) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | 한국과학기술원 | 터널 최외곽 자유면 형성을 위한 워터젯 노즐 구동장치 |
| CN108756925A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-06 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置 |
| CN112129183A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-25 | 中铁四局集团有限公司 | 一种双曲面洞库穹顶精确快速成形爆破开挖方法 |
| CN115749807A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-07 | 湖北水利水电职业技术学院 | 非圆形隧道掘进装备及开挖方法 |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17822294A patent/JP2940402B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140014565A (ko) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | 한국과학기술원 | 터널 최외곽 자유면 형성을 위한 워터젯 노즐 구동장치 |
| CN108756925A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-06 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置 |
| CN112129183A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-25 | 中铁四局集团有限公司 | 一种双曲面洞库穹顶精确快速成形爆破开挖方法 |
| CN115749807A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-07 | 湖北水利水电职业技术学院 | 非圆形隧道掘进装备及开挖方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2940402B2 (ja) | 1999-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |