JPH09189195A - トンネル掘削方法 - Google Patents

トンネル掘削方法

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JPH09189195A
JPH09189195A JP208896A JP208896A JPH09189195A JP H09189195 A JPH09189195 A JP H09189195A JP 208896 A JP208896 A JP 208896A JP 208896 A JP208896 A JP 208896A JP H09189195 A JPH09189195 A JP H09189195A
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tunnel
cutter
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cutter head
excavator
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削方法において、作業者にかかる
負担を軽減して掘削作業効率の向上を図る。 【解決手段】 掘削機本体11の前端部に装着されたカ
ッタヘッド12を駆動回転しながら、このカッタヘッド
12から外方にコピーカッタ18を出没させ、且つ、前
端下部両側に設けられたコーナーカッタ20を回転する
と共に、掘削機本体11を推進することで、一対の既設
トンネルT1 ,T2 を形成するセグメントSの外周面を
切削しながら所定形状断面のトンネルT4 を掘削する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地下鉄道などに沿
って小径の通路のためのトンネルを掘削形成するトンネ
ル掘削方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的なシールド掘削機は、円筒形の掘
削機本体の前部に円形のカッタヘッドが回転自在に装着
されると共に、この掘削機本体の後部にセグメントエレ
クタが装着されて構成されている。従って、このカッタ
ヘッドを駆動モータによって旋回させながら掘削機本体
を前進させることで、地盤を掘削してトンネルを掘削形
成し、セグメントエレクタによってこの掘削形成された
トンネルの内壁面にセグメントを組付けることでトンネ
ルを構築することができる。
【0003】ところで、掘削形成するトンネルとして地
下鉄道に利用されるものがある。この地下鉄道として利
用されるトンネルは、通常、上り線と下り線の地下鉄が
走行するための2本の平行な走行トンネルが必要であ
る。また、地下鉄道には駅が必要であり、この駅を形成
するためには、前述した所定の間隔を有して独立した2
本のトンネルを連通させ、広い空間部を形成する必要が
ある。更に、この駅部の上方には駅の利用者が通行する
小径のトンネルが必要となる。
【0004】従来、地下鉄道に利用するトンネルの掘削
方法において、上下線の地下鉄の走行部としての2本の
トンネルは、前述したシールド掘削機を2台用い、この
2台のシールド掘削機を順に稼働し、所定の間隔を有し
て独立した2本のトンネルを構築している。そして、駅
を形成する広い空間部は、シールド掘削機を3台用い、
この3台のシールド掘削機を順に稼働し、例えば、第1
のシールド掘削機によって中央部トンネルを形成し、次
に、この中央部トンネルとトンネル断面が一部重なるよ
うに第2のシールド掘削機によって側部トンネルを形成
し、更に、中央部トンネルとトンネル断面が一部重なる
ように第3のシールド掘削機によって側部トンネルを形
成することでトンネルを構築している。更に、利用者が
通行する小径のトンネルは中央部トンネルの上部に作業
者が手掘りによって掘削形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のトンネルの掘削方法にあっては、利用者が通行す
る小径のトンネルを構築する場合、作業者が手掘りによ
って形成しているため、作業者にかかる負担が大きく、
掘削効率が良くないという問題があった。また、小径の
トンネル掘削機によって掘削することも考えられるが、
既設のトンネルに沿って掘削することは困難であった。
【0006】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、作業者にかかる負担を軽減して掘削作業効率
の向上を図ったトンネル掘削方法を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のトンネル掘削方法は、複数のセグメントに
よって筒状に構築された一対の平行をなすトンネルに沿
って小径のトンネルを掘削形成するトンネル掘削方法に
おいて、掘削機本体の前端部に装着されたカッタビット
を有するカッタヘッドを駆動回転しながら、該カッタヘ
ッドから外方にコピーカッタを出没させ、且つ、前端下
部両側に設けられたコーナーカッタを回転すると共に、
前記掘削機本体を推進することで、前記一対の既設トン
ネルを形成するセグメントの外周面を切削しながら所定
形状断面のトンネルを掘削し、該掘削形成したトンネル
の内壁面にセグメントを組付けて小径トンネルを構築す
ることを特徴とするものである。
【0008】従って、前方の地盤は回転するカッタヘッ
ド及びコピーカッタ、コーナーカッタによって掘削さ
れ、このとき、地盤と共に既設トンネルを形成するセグ
メントの外周面が切削され、このセグメントに沿って所
定形状断面のトンネルが掘削されることとなる。
【0009】また、本発明のトンネル掘削方法は、前記
既設トンネルを形成するセグメントの所定位置には掘進
方向に沿って予めガイド溝が形成され、該ガイド溝には
切削しやすい部材が充填されており、前記カッタヘッド
あるいはコピーカッタ、コーナーカッタは該セグメント
の充填部を掘削しながら小径トンネルを構築することを
特徴とするものである。
【0010】従って、回転するカッタヘッド及びコピー
カッタ、コーナーカッタによる掘進時に、セグメントの
ガイド溝に充填された部材を切削しながら前進し、掘削
機本体はこのガイド溝に沿って前進して小径トンネルを
形成する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき、実施例を挙げて詳細に説明する。
【0012】図1に本発明の一実施例に係るトンネル掘
削方法を実施するためのシールド掘削機の正面視、図2
に本実施例のシールド掘削機の概略を表す図1のII−II
断面、図3にコーナーカッタの概略、図4に本実施例の
シールド掘削機によって掘削形成されたトンネルの断面
を示す。
【0013】図1及び図2に示すように、本実施例のシ
ールド掘削機は、地下鉄道として構築された3連トンネ
ルの上部に地下通路に利用されるトンネルを掘削形成す
るものである。即ち、本実施例のシールド掘削機におい
て、上部が円弧状で下部が矩形状の筒状をなす掘削機本
体11の前部には円形状のカッタヘッド12が傾斜した
状態で回転自在に取付けられており、このカッタヘッド
12に放射状に取付けられた複数のスポーク13には多
数のカッタビット14が固定されている。そして、この
カッタヘッド12の基端部側にはリングギア15が固定
される一方、掘削機本体11側には駆動モータ16が取
付けられており、この駆動モータ16の駆動ギア17が
リングギア15に噛み合っている。従って、この駆動モ
ータ16を駆動すると、駆動ギア17及びリングギア1
5を介してカッタヘッド12を回転駆動することができ
る。
【0014】また、カッタヘッド12の各スポーク13
内にはそれぞれコピーカッタ18が移動自在に装着され
ており、この各コピーカッタ18はそれぞれ油圧シリン
ダ19によって外方へ出没自在となっている。更に、掘
削機本体11の下部にはカッタヘッド12の両側に位置
して一対のコーナーカッタ20が装着されている。
【0015】このコーナーカッタ20において、図1及
び図3に示すように、掘削機本体11に固定された支持
外筒21内には内筒22が軸方向摺動自在に嵌合してお
り、この内筒22内には旋回油圧モータ23が装着され
ている。そして、この旋回油圧モータ23の回転軸24
には前面部及び外周部にカッタビット25が固定された
旋回カッタ26が固結されている。また、支持外筒21
の前部には開閉自在なゲート27が設けられており、こ
の旋回カッタ26が固結された旋回油圧モータ23は内
筒22と共に図示しない油圧シリンダにより、このゲー
ト27から出没自在となっている。
【0016】図2に示すように、掘削機本体11の中間
部にはバルクヘッド28が設けられることで、このバル
クヘッド28とカッタヘッド12との間にチャンバ室2
9が形成されている。そして、掘削機本体11の中央部
にはバルクヘッド28を貫通して前方が下向きをなすス
クリューコンベア30が装着されている。従って、カッ
タヘッド12等によって掘削された土砂はチャンバ室2
9に取り込まれ、スクリューコンベア30によって外部
に排出される。更に、掘削機本体11の後部には周方向
に沿って複数のシールドジャッキ31が並設されると共
に、セグメントSを組付けるセグメントエレクタ32が
配設されている。従って、このシールドジャッキ31を
作動して掘進方向後方に伸長させると、掘削したトンネ
ル内周面に構築された既設のセグメントSからの反力に
より掘削機本体11が前進することができ、セグメント
エレクタ32はシールドジャッキ31を縮小して形成さ
れた既設のセグメントSとの間の空所に新しいセグメン
トSを装着することができる。
【0017】ここで、上述した本実施例のシールド掘削
機によって既設された3連トンネルの上部に地下通路ト
ンネルを掘削形成する作動について説明する。
【0018】なお、地下通路トンネルを掘削形成する前
には、図4に示すように、図示しないシールド掘削機に
よって既に3連トンネルT1 ,T2 ,T3 が掘削形成さ
れており、トンネルT1 ,T2 は地下鉄道Aの走行用の
ものであり、トンネルT3 は駅部Pを形成するためのも
のであり、以下では、トンネルT3 の上部に地下通路ト
ンネルT4 を形成する場合について説明する。
【0019】この場合、既設のトンネルT1 ,T2 を構
築するためのセグメントはスチールで形成され、このセ
グメントにはその所定の位置には掘進方向に沿って予め
ガイド溝Gが形成され、このガイド溝Gに切削しやすい
部材として、発砲スチロールやモルタル等の充填材が充
填されている。従って、本実施例のシールド掘削機はこ
のセグメントのガイド溝G内の充填部を切削しながら掘
進するものである。
【0020】図1及び図2に示すように、駆動モータ1
7を駆動してカッタヘッド12を回転駆動しながら、シ
ールドジャッキ31を伸長させると、掘削機本体12は
既設のセグメントSからの反力により前進し、多数のカ
ッタビット14が前方の地盤を掘削することでトンネル
を掘削する。そして、このカッタヘッド12を回転に伴
って各油圧シリンダ19によって各コピーカッタ18を
それぞれ出没させることで、カッタヘッド12のカッタ
ビット14では掘削できない部分を掘削する。更に、旋
回油圧モータ23によって旋回カッタ26を旋回駆動す
ることで、カッタビット25によってカッタヘッド12
のカッタビット14及びコピーカッタ18では掘削でき
ない部分を掘削する。
【0021】即ち、カッタヘッド12の回転によって前
方の地盤を楕円形状に掘削し、回転に伴うコピーカッタ
18の出没によって楕円掘削部の下部両側を掘削し、一
対のコーナーカッタ20の回転によって楕円掘削部の下
部両側の隅部、即ち、既設のトンネルT1 ,T2 を構築
するためのセグメントのガイド溝Gに充填された充填材
を掘削しながら、掘削機本体11はこのガイド溝Gにガ
イドされて推進する。
【0022】そして、シールドジャッキ31を縮小して
形成された既設のセグメントSとの間の空所にセグメン
トエレクタ32が新しいセグメントSを装着していくこ
とで、トンネルT4 が構築される。
【0023】なお、このように3連トンネルT1
2 ,T3 及びトンネルT3 の上部に地下通路トンネル
4 が掘削形成されると、その後、トンネルT1
2 ,T3 を接合シール材によって強固に接合し、中間
梁を立設してから各トンネルT1 ,T 2 ,T3 との接触
部分を切断除去することで連通させ、3連のトンネルが
形成される。
【0024】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のトンネル掘削方法によれば、カッタヘッド
を駆動回転しながらこのカッタヘッドから外方にコピー
カッタを出没させて且つ前面下部両側に設けられたコー
ナーカッタを回転すると共に、掘削機本体を推進するこ
とで、一対の既設トンネルを形成するセグメントの外周
面を切削しながら所定形状断面のトンネルを掘削し、こ
の掘削形成したトンネルの内壁面にセグメントを組付け
て小径トンネルを構築するようにしたので、前方の地盤
は回転するカッタヘッド及びコピーカッタ、コーナーカ
ッタによって掘削され、このとき、地盤と共に既設トン
ネルを形成するセグメントの外周面が切削され、このセ
グメントに沿って所定形状断面のトンネルが掘削される
こととなり、作業者にかかる負担を軽減して多連トンネ
ルを容易に掘削形成することができ、掘削作業効率の向
上を図ることができる。
【0025】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、既設トンネルを形成するセグメントの所定位置に掘
進方向に沿って予めガイド溝を形成してこのガイド溝に
切削しやすい部材を充填し、カッタヘッドあるいはコピ
ーカッタ、コーナーカッタはセグメントの充填部を掘削
しながら小径トンネルを構築するようにしたので、回転
するカッタヘッド及びコピーカッタ、コーナーカッタに
よる掘進時に、セグメントのガイド溝に充填された部材
を切削しながら前進し、掘削機本体はこのガイド溝に沿
って適正に前進して小径トンネルを形成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るトンネル掘削方法を実
施するためのシールド掘削機の正面図である。
【図2】本実施例のシールド掘削機の概略を表す図1の
II−II断面図である。
【図3】コーナーカッタの概略図である。
【図4】本実施例のシールド掘削機によって掘削形成さ
れたトンネルの断面図である。
【符号の説明】
11 掘削機本体 12 カッタヘッド 17 駆動モータ 18 コピーカッタ 19 油圧シリンダ 20 コーナーカッタ 23 旋回油圧モータ 26 旋回カッタ 30 スクリューコンベア 31 シールドジャッキ 32 セグメントエレクタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のセグメントによって筒状に構築さ
    れた一対の平行をなすトンネルに沿って小径のトンネル
    を掘削形成するトンネル掘削方法において、掘削機本体
    の前端部に装着されたカッタビットを有するカッタヘッ
    ドを駆動回転しながら、該カッタヘッドから外方にコピ
    ーカッタを出没させ、且つ、前端下部両側に設けられた
    コーナーカッタを回転すると共に、前記掘削機本体を推
    進することで、前記一対の既設トンネルを形成するセグ
    メントの外周面を切削しながら所定形状断面のトンネル
    を掘削し、該掘削形成したトンネルの内壁面にセグメン
    トを組付けて小径トンネルを構築することを特徴とする
    トンネル掘削方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のトンネル掘削方法におい
    て、前記既設トンネルを形成するセグメントの所定位置
    には掘進方向に沿って予めガイド溝が形成され、該ガイ
    ド溝には切削しやすい部材が充填されており、前記カッ
    タヘッドあるいはコピーカッタ、コーナーカッタは該セ
    グメントの充填部を掘削しながら小径トンネルを構築す
    ることを特徴とするトンネル掘削方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109441473A (zh) * 2018-12-18 2019-03-08 徐州天地岩土科技有限公司 一种轻型智能暗挖拼装式一体化设备
CN114427467A (zh) * 2021-12-29 2022-05-03 山东大学 一种水射流辅助成型异形断面刀盘、隧道掘进机及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109441473A (zh) * 2018-12-18 2019-03-08 徐州天地岩土科技有限公司 一种轻型智能暗挖拼装式一体化设备
CN114427467A (zh) * 2021-12-29 2022-05-03 山东大学 一种水射流辅助成型异形断面刀盘、隧道掘进机及方法
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