JPH09177472A - トンネル掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機
において、人荷車から掘削機本体側への資機材の移動を
スムーズに行う。 【解決手段】 門型の後続台車２１の内側空間に資機材
搬送用の人荷車３０を移動可能に設け、この人荷車３０
の前方にその人荷車３０により搬送されてくる資機材２
９を受け取って掘削機本体の後部まで搬送する搬入台車
３９を設ける。そして、この搬入台車３９に、資機材２
９を吊り上げてその搬入台車３９の前後方向に移動可能
な吊り上げ・移動手段としてのホイスト４１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機に
関し、より詳しくは掘削機本体の後方に門型の後続台車
を連結してなり、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル
掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル掘削機において、掘削機
本体の後方に牽引ビーム等を介して門型の後続台車を連
結し、掘削機本体が掘進するにしたがってそれら牽引ビ
ーム等により後続台車を牽引してそれら掘削機本体と後
続台車とを同時に前進させるようにしたものが知られて
いる。また、掘削時に必要な資機材（反力鋼材，支保
工，ディスクカッタ，枕木，レール等）を前方へ搬送す
るために、これら資機材を積載した人荷車を前記後続台
車の内側空間に走行させることも知られている。

【０００３】ところで、斜坑を切り下がりで掘削するト
ンネル掘削機（切り下がりＴＢＭ）においても、前述と
同様、掘削機本体に後続台車を牽引するとともに人荷車
を用いて資機材を搬送することが行われている。この切
り下がりＴＢＭの場合、人荷車は下り勾配の斜面に沿っ
て掘削機本体側へ移動することから、この人荷車はシー
ブを介して掘削トンネルの後方側からケーブルによって
牽引される。また、この人荷車によって前方へ搬送され
た資機材は、後続台車に取り付けられているホイスト等
の吊り上げ手段によって掘削機本体側へ荷降ろしされる
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
資機材搬送手法を、斜坑を切り上がりで掘削するトンネ
ル掘削機（切り上がりＴＢＭ）において適用しようとし
た場合、次のような問題点が発生する。 上り勾配の斜面に沿って人荷車を引き上げる必要があ
ることから、この人荷車の牽引用ケーブルを巻掛ける比
較的大型のシーブを後続台車の前端部および人荷車の前
端部に取り付けなければならない。このことから、これ
らシーブ同士の干渉を回避しようとすれば、人荷車を後
続台車の最前部まで移動させることができなくなる。 人荷車からの資機材の荷降ろしを後続台車に取り付け
られている吊り上げ手段で行うこととなっているので、
切り上がりＴＢＭの場合その吊り上げ手段のワイヤ等の
先端部が基端部に対して後方側に来ることになり、掘削
機本体側への荷降ろしを行うことができない。

【０００５】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル
掘削機において、人荷車から掘削機本体側への資機材の
移動をスムーズに行うことのできるトンネル掘削機を提
供することにある。

【０００６】

【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、掘削機本体の後方に門型の後続台車を連結してな
り、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削機におい
て、前記後続台車の内側空間に資機材搬送用の人荷車を
その後続台車と同方向に移動可能に設けるとともに、こ
の人荷車の前方にその人荷車により搬送されてくる資機
材を受け取って前記掘削機本体の後部まで搬送する搬入
台車を設け、この搬入台車に、前記資機材を吊り上げて
その搬入台車の少なくとも前後方向に移動可能な吊り上
げ・移動手段を設けることを特徴とするものである。

【０００７】本発明においては、人荷車によって後続台
車の所定位置まで搬送されてきた資機材は、この人荷車
から搬入台車に受け渡され、この搬入台車が掘削機本体
の後部まで移動されるとともに、この搬入台車に設置さ
れる吊り上げ・移動手段がその搬入台車上に積載されて
いる資機材を吊り上げて更に前方まで移動し、これら資
機材が掘削機本体内に荷降ろしされる。こうして、斜坑
を切り上がりで掘削するトンネル掘削機においても、人
荷車を牽引するために用いられるシーブ同士が干渉する
ことなく、資機材を掘削機本体の後部位置までスムーズ
に搬送して所望位置に荷降ろしすることができる。

【０００８】本発明において、前記搬入台車は、前記後
続台車の内側面およびその後続台車と前記掘削機本体と
を連結する牽引ビームの内側面に設けられるガイドレー
ルに案内されて移動されるのが好ましい。このように構
成すると、特別のフレームを別途設けることがなく、元
々存在する部材を利用して搬入台車を案内することがで
きるので、坑内に余分な部材を配置して作業上の障害と
なることがなく、またコスト高になるのも避けることが
できる。

【０００９】さらに、前記後続台車に、前記人荷車から
前記搬入台車へ資機材を受け渡す受渡し手段を設けるの
が好適である。このような受渡し手段を設けると、搬入
台車上の吊り上げ・移動手段を用いて資機材の受渡しを
行う場合に比べて、この受渡し作業時に資機材が他の部
材と干渉する可能性が小さく、よりスムーズな受渡しを
行うことができる。

【００１０】この場合、前記搬入台車は、資機材を載置
する資機材置場を備えるのが好ましい。このような資機
材置場を備えるものでは、後続台車に設けられる受渡し
手段によって人荷車から搬入台車の資機材置場へ資機材
が受け渡され、この後その資機材置場に載置されている
資機材が吊り上げ・移動手段によって搬入台車の前方ま
で移動され、この吊り上げ・移動手段によって資機材が
掘削機本体内に荷降ろしされる。このように受渡し手段
および吊り上げ・移動手段の役割を分担することがで
き、資機材の移動をよりスムーズに行うことが可能とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】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。

【００１２】図１に、本発明の一実施例に係るトンネル
掘削機の縦断面図が示され、図２に、同トンネル掘削機
の正面図が示されている。

【００１３】本実施例のトンネル掘削機（ＴＢＭ）１
は、例えば発電所における導水用の斜坑トンネルを切り
上がりで掘削するために使用されるものである。このト
ンネル掘削機１においては、円筒状のスキンプレート２
が設けられ、このスキンプレート２の前側内部のカッタ
ヘッドサポート３を介してカッタヘッド４が回転自在に
支承されている。このカッタヘッド４の面板４ａの前面
には多数個のディスクカッタ５が装着され、この面板４
ａの外周部には複数個のずり取込口６が配されるととも
に、このずり取込口６のカッタヘッド回転方向後方側に
掘削ずりを掻き集めるスクレーパ７が配されている。こ
うして、カッタヘッド４の回転により掘削された掘削ず
りはそのカッタヘッド４の外周部まで案内され、この外
周部においてスクレーパ７により掻き集められてずり取
込口６から機内に取り込まれる。この後、機内に取り込
まれた掘削ずりは、カッタヘッド４内に配設されるホッ
パー８から後方のずりシュート９へ案内され、このずり
シュート９によって後方側の坑底の基地へ落下搬送され
る。

【００１４】前記カッタヘッドサポート３の後方にはグ
リッパフレーム１０にメイングリッパ１０ａが支持され
るとともに、これらカッタヘッドサポート３とグリッパ
フレーム１０との間には、掘削機本体推進用の多数本の
スラストジャッキ（ラチスジャッキ）１１が配されてい
る。また、前記カッタヘッドサポート３には、掘削中の
安定化および掘削終了時にそのカッタヘッドサポート３
をトンネル坑壁に対して支持する等に用いられるフロン
トグリッパ１２が設けられている。

【００１５】また、前記グリッパフレーム１０には後方
へ向けて多数本の第１シールドジャッキ１３および第２
シールドジャッキ１４が取り付けられ、これら各ジャッ
キ１３，１４の先端をそれぞれセグメント１５もしくは
反力鋼材１６の前端面に当てることによっても掘削機本
体の自重および推進反力が支持されるようになってい
る。なお、本実施例は、前記反力鋼材１６がトンネル坑
壁の下部位置のみに組み立てられている例で、掘削とと
もに第２シールドジャッキ１４を反力鋼材１６に定着さ
せて切り上がり掘削における掘削機本体の荷重が支持さ
れる。

【００１６】このような構成において、良好な地山の掘
削に際しては、前述の第２シールドジャッキ１４に加
え、メイングリッパ１０ａによってトンネル坑壁に反力
をとりつつスラストジャッキ１１によりカッタヘッドサ
ポート３に推進力を伝達し、かつカッタヘッド４を回転
させることにより掘削が行われる。一方、セグメント１
５の組み立てが必要な軟弱地盤の掘削に際しては、更に
それらセグメント１５に反力を取りつつ第１シールドジ
ャッキ１３を作動させて掘削が行われる。

【００１７】前記グリッパフレーム１０の後側下部には
左右一対で構成される牽引ビーム２０，２０の各前端部
が上下方向に回動自在に枢支され、各牽引ビーム２０の
後端部は後続台車２１の前端面に上下方向に回動自在に
枢支されている。図３乃至図５に示されているように、
この後続台車２１は正面視略門型形状に形成されるとと
もに、隣接する後続台車２１同士が連結材２２，２３を
介して互いに連結され、下面に取り付けられる車輪２４
がレール２５上を案内されることによって前後方向に走
行できるようにされている。なお、この後続台車２１の
適所には、各種機器（操作盤，制御盤，ポンプ，吹付け
機等）を載置するための支持フレーム２６および作業者
通過用のステップ２７，手摺り２８等が設けられてい
る。

【００１８】この後続台車２１の門型の内側空間内に
は、作業者および掘削時に必要な資機材（反力鋼材，支
保工，ディスクカッタ，枕木，レール等）２９を前方へ
搬送するための人荷車３０が設けられている。この人荷
車３０は、下面に取り付けられる車輪３１がレール３２
上を案内されることによって前記後続台車２１と同方向
に走行できるようにされている。この人荷車３０の走行
は、最前部の後続台車２１に取り付けられるシーブ３３
とその人荷車３０の前端部に取り付けられるシーブ３４
とにケーブル３５が巻き掛けられ、このケーブル３５の
先端部が最前部の後続台車２１に固定されるとともに、
基端部側が図示されないウィンチにて牽引されることに
より行われる。なお、この人荷車３０は、二つのシーブ
３３，３４が互いに干渉しない位置（図３に示される位
置）まで前進できるようにされている。

【００１９】前記後続台車２１には、最前部に位置する
人荷車３０の上方に水平向きのレール３６が架設され、
このレール３６に沿って受渡し手段としてのホイスト３
７が走行可能に設けられている（なお、このホイスト３
７は固定式であっても良い。）。このホイスト３７は、
人荷車３０上に積載された資機材２９を吊り上げて後述
の搬入台車３９上の資機材置場４２に受け渡す役目をす
る。なお、本実施例の場合、前記レール３６は、最先端
の後続台車２１と２番目の後続台車２１との境界部近傍
に位置している。

【００２０】また、最先端の後続台車２１の二つの内側
面と各牽引ビーム２０の内側面とにはガイドレール３８
が付設され、これらガイドレール３８に案内ローラが案
内されるように門型形状の搬入台車３９が人荷車３０の
最前進位置から牽引ビーム２０の最先端部まで移動可能
に設けられている。この搬入台車３９の移動手段として
は、ガイドレール３８側に設けられるラック（もしくは
ローラチェーン）に対し搬入台車３９側のピニオン（も
しくはスプロケット）が噛み合う自走式のもの、あるい
はウィンチとケーブルおよびシーブを用いる牽引式のも
ののいずれを用いても良い。

【００２１】この搬入台車３９の頂部下面には前記ガイ
ドレール３８と同方向にレール４０が固定され、このレ
ール４０に沿って吊り上げ・移動手段としてのホイスト
４１が走行可能に設けられている。また、この搬入台車
３９の基端側（後部）には資機材置場４２が取り付けら
れている。なお、図３において符号４３で示されている
のは、ホイスト４１を牽引して走行させるためのウィン
チであるが、自走式のホイストを使用すればウィンチ４
３は不要となる。

【００２２】本実施例のトンネル掘削機は前述のように
構成されているので、人荷車３０によって後続台車２１
の所定位置まで搬送されてきた資機材２９は、レール３
６に沿って走行するホイスト３７によってその人荷車３
０から待機中の搬入台車３９上の資機材置場４２に受け
渡される。次いで、この搬入台車３９は資機材２９を積
載したままガイドレール３８に沿って牽引ビーム２０の
最先端部まで移動し、この最先端部で搬入台車３９上の
ホイスト４１が資機材置場４２に載置されている資機材
２９を吊り上げてレール４０に沿って更に前方まで移動
し、所要位置でそれら資機材２９を掘削機本体内に荷降
ろしする。

【００２３】本実施例においては、資機材２９の受渡し
手段および吊り上げ・移動手段としてそれぞれホイスト
３７，４１を用いたものを説明したが、この他に、チェ
ーンブロックもしくは天井走行式の走行クレーンを用い
ても良い。

【００２４】本実施例においては、ホイスト４１を搬入
台車３９の前後方向にのみ移動可能に構成したものを説
明したが、この前後方向に加えて左右方向にも移動可能
に構成することもできる。

【００２５】本実施例においては、搬入台車３９に資機
材置場４２を設置したものを説明したが、この資機材置
場４２を設けずに、搬入台車３９上のホイスト４１で直
接資機材２９を人荷車３０から吊り上げ、この状態のま
ま搬入台車３９およびホイスト４１を前方へ移動させて
所要部に荷降ろしするような実施例も可能である。この
場合、後続台車２１に設けられるホイスト３７は不要と
なる。

【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
機の縦断面図である。

【図２】図２は、本実施例のトンネル掘削機の正面図で
ある。

【図３】図３は、本実施例のトンネル掘削機の図１より
後方部分の縦断面図である。

【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図５は、図３のＢ矢視図である。

【符号の説明】

１ トンネル掘削機 ２０ 牽引ビーム ２１ 後続台車 ２５，３２，３６，４０ レール ２９ 資機材 ３０ 人荷車 ３３，３４ シーブ ３５ ケーブル ３７ ホイスト（受渡し手段） ３８ ガイドレール ３９ 搬入台車 ４１ ホイスト（吊り上げ・移動手段） ４２ 資機材置場

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 紳一 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 (72)発明者 山崎 敏弘 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機本体の後方に門型の後続台車を連
   結してなり、斜坑を切り上がりで掘削するトンネル掘削
   機において、 前記後続台車の内側空間に資機材搬送用の人荷車をその
   後続台車と同方向に移動可能に設けるとともに、この人
   荷車の前方にその人荷車により搬送されてくる資機材を
   受け取って前記掘削機本体の後部まで搬送する搬入台車
   を設け、 この搬入台車に、前記資機材を吊り上げてその搬入台車
   の少なくとも前後方向に移動可能な吊り上げ・移動手段
   を設けることを特徴とするトンネル掘削機。
2. 【請求項２】 前記搬入台車は、前記後続台車の内側面
   およびその後続台車と前記掘削機本体とを連結する牽引
   ビームの内側面に設けられるガイドレールに案内されて
   移動され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】 さらに、前記後続台車に、前記人荷車か
   ら前記搬入台車へ資機材を受け渡す受渡し手段を設ける
   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。
4. 【請求項４】 前記搬入台車は、資機材を載置する資機
   材置場を備えることを特徴とする請求項３に記載のトン
   ネル掘削機。