JPH10169362A - Tunnel excavation method and excavator - Google Patents
Tunnel excavation method and excavatorInfo
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- JPH10169362A JPH10169362A JP35327796A JP35327796A JPH10169362A JP H10169362 A JPH10169362 A JP H10169362A JP 35327796 A JP35327796 A JP 35327796A JP 35327796 A JP35327796 A JP 35327796A JP H10169362 A JPH10169362 A JP H10169362A
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Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削方法
及び掘削機に関するものである。The present invention relates to a tunnel excavation method and an excavator.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】従来のTBM(トンネ
ルボ−リングマシン)などのトンネル掘削機では、断層
破砕帯や軟弱地盤に遭遇した場合、地山にグリッパ−反
力をとることができず、掘進できない問題があった。そ
の場合、シ−ルドジャッキを用いて掘進する方法もある
が、無覆工で掘削していたときにはシ−ルドを建て込ま
なくてはならない。In a conventional tunnel excavator such as a TBM (tunnel boring machine), when a fault crush zone or soft ground is encountered, a gripper reaction force cannot be taken on the ground. There was a problem that I could not dig. In that case, there is a method of excavating using a shield jack, but when excavating uncovered, a shield must be built.
【0003】また、従来のTBMなどの本体からは、切
羽前方の地質の予測、水抜きや地盤改良を行うことがで
きず、断層破砕帯や軟弱地盤に遭遇した場合は、掘削機
を後退させて地山を改良するしかなく、TBM本来の目
的である高速掘削を達成することが困難となっている。In addition, the conventional body such as a TBM cannot predict the geology in front of the face, drain water or improve the ground. When the machine encounters a fault crush zone or soft ground, the excavator is retracted. Therefore, it is difficult to achieve high-speed excavation which is the original purpose of TBM.
【0004】[0004]
【発明の目的】本発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、断層破砕帯や軟弱地盤の掘削
が可能で、しかも切羽前方の地質の予測、水抜きや地盤
改良を行うこともできるトンネル掘削方法及び掘削機を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to excavate a fault crush zone or soft ground, and to predict the geology in front of the face, drain water, and improve the ground. It is an object of the present invention to provide a tunnel excavation method and an excavator that can also perform the tunneling.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は請求項1として、トンネル掘削
機内部から掘削機の前方地山に向けてアンカ−を打設
し、このアンカ−に反力をとりながら掘削機を推進させ
ることを特徴としたトンネル掘削方法を提供する。As a means for solving the above-mentioned problems, according to the present invention, an anchor is cast from the inside of the tunnel excavator toward the ground in front of the excavator. -A tunnel excavation method characterized in that an excavator is propelled while taking a reaction force.
【0006】また、請求項2として、請求項1に記載の
トンネル掘削方法において、中空ドリルの先端にアンカ
−体を配備し、このアンカ−体に一端を連結した引張材
を前記中空ドリル内に挿通して掘削を行った後、ドリル
を抜き取ってアンカ−体を削孔の先端部に固定し、前記
引張材を介してアンカ−体に反力をとって掘削機を推進
させることを特徴とした、トンネル掘削方法を提供す
る。According to a second aspect of the present invention, in the tunnel drilling method according to the first aspect, an anchor body is provided at a tip of the hollow drill, and a tension member having one end connected to the anchor body is inserted into the hollow drill. After inserting and excavating, the drill is removed, the anchor body is fixed to the tip of the hole, and a reaction force is applied to the anchor body via the tensile member to propel the excavator. To provide a tunnel excavation method.
【0007】また、請求項3として、請求項2に記載の
トンネル掘削方法に用いる掘削機において、前記中空ド
リルを装着して掘削するための削孔装置と、前記打設さ
れたアンカ−の引張材を掘削機側に引き寄せるための引
張装置を装備したことを特徴とする、トンネル掘削機を
提供する。According to a third aspect of the present invention, in the excavator used in the tunnel excavation method according to the second aspect, a drilling device for mounting and excavating the hollow drill, and tensioning of the driven anchor is provided. A tunnel excavator provided with a pulling device for drawing a material to an excavator side.
【0008】また、請求項4として、請求項3に記載の
トンネル掘削機において、前記引張装置は、カッタフェ
−スの背面にベアリングを介して装着し、カッタフェ−
スの回転を妨げないよう構成したことを特徴とする、ト
ンネル掘削機を提供する。According to a fourth aspect of the present invention, in the tunnel excavator according to the third aspect, the tension device is mounted on a back surface of the cutter face via a bearing, and
A tunnel excavator, wherein the tunnel excavator is configured not to hinder the rotation of the tunnel excavator.
【0009】また、請求項5として、請求項3又は4に
記載のトンネル掘削機において、前記中空ドリルで掘削
した削孔を介して地山の改良を行う薬液注入装置を掘削
機内に配備したことを特徴とする、トンネル掘削機を提
供する。According to a fifth aspect of the present invention, in the tunnel excavator according to the third or fourth aspect, a chemical liquid injector for improving the ground through a hole drilled by the hollow drill is provided in the excavator. A tunnel excavator is provided.
【0010】さらに、請求項6として、請求項3乃至5
のいずれかに記載のトンネル掘削機において、前記中空
ドリルで掘削した削孔を介して地山の水抜きを行う排水
設備を掘削機内に配備したことを特徴とする、トンネル
掘削機を提供する。[0010] Further, as claim 6, claims 3 to 5
The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 3, wherein a drainage device for draining the ground through a drilled hole drilled by the hollow drill is provided in the excavator.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施の形態について説明する。 <イ>トンネル掘削機の構造 本発明のトンネル掘削機としてはTBMなどを用いるこ
とができる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <A> Structure of tunnel excavator TBM or the like can be used as the tunnel excavator of the present invention.
【0012】(1)掘削機本体 トンネル掘削機1は、図1に示すように、円筒形等の外
殻を有し、その先端に回転掘削を行うカッタフェ−ス1
1を有している。このカッタフェ−ス11の中央には挿
通孔12を開設し、切羽前面の土圧に対向できる図示し
ない開閉機構及びシ−ル機構を設けておく。(1) Excavator Body The tunnel excavator 1 has a cylindrical outer shell, as shown in FIG.
One. An insertion hole 12 is formed at the center of the cutter face 11, and an opening / closing mechanism and a sealing mechanism (not shown) capable of opposing the earth pressure on the front face of the cutting face are provided.
【0013】(2)削孔装置 削孔装置2には、トンネル掘削機1内に配備した公知の
ボ−リングマシン等を用いる。使用するドリルには、図
4に示すような中空ドリル21を用いる。この中空ドリ
ル21は、連結することによって所定の打設長さまで延
長可能なものとする。(2) Drilling Device As the drilling device 2, a known boring machine or the like provided in the tunnel excavator 1 is used. As a drill to be used, a hollow drill 21 as shown in FIG. 4 is used. The hollow drill 21 can be extended to a predetermined driving length by being connected.
【0014】(3)薬液注入装置 トンネル掘削機1内には、図1に示すように、地盤改良
剤を注入するための公知の薬液注入装置3を配備する。
この薬液注入装置3は、伸縮自在あるいは連結可能な図
示しない注入管を有しており、切羽前面に掘削した削孔
内に挿入して、切羽前面の地山の改良を行うものであ
る。(3) Chemical injection device A known chemical injection device 3 for injecting a ground improvement agent is provided in the tunnel excavator 1 as shown in FIG.
The chemical injection device 3 has an injection tube (not shown) that is extendable or connectable, and is inserted into a hole drilled in the front of the face to improve the ground in front of the face.
【0015】(4)排水設備 図1に示すように、トンネル掘削機1内には、排水設備
4が配備されており、排水管41を介して取り込んだ掘
削土砂を、トンネル掘削機1の後方に輸送することがで
きる。(4) Drainage Facility As shown in FIG. 1, a drainage facility 4 is provided in the tunnel excavator 1, and excavated sediment taken in through a drain pipe 41 is rearward of the tunnel excavator 1. Can be transported to.
【0016】(5)観察カメラ 図1に示すように、トンネル掘削機1内には観察カメラ
5を配備し、削孔状況や薬液注入状況等の管理を行う。(5) Observation Camera As shown in FIG. 1, an observation camera 5 is provided in the tunnel excavator 1, and manages a drilling state, a liquid injection state, and the like.
【0017】(6)引張装置 引張装置6は、図1〜3に示すように、切羽前面の削孔
内に配置したアンカ−の引張材を把持し、トンネル掘削
機1側に引き寄せるための装置である。この引張装置6
には公知のクランチ等を用いる。(6) Tensioning device As shown in FIGS. 1 to 3, the tensioning device 6 is a device for gripping a tension material of an anchor disposed in a hole in the front of a face and drawing the material to the tunnel excavator 1 side. It is. This tension device 6
The well-known crunch etc. are used.
【0018】また、引張装置6は、図2、3に示すよう
に、カッタフェ−ス11の背面にボ−ルベアリング7を
介して装着し、カッタフェ−ス11の回転を妨げないよ
う構成する。ボ−ルベアリング7はリング状に構成さ
れ、引張装置6はその表面に複数の脚で支持されてい
る。As shown in FIGS. 2 and 3, the tensioning device 6 is mounted on the back of the cutter face 11 via a ball bearing 7 so as not to hinder the rotation of the cutter face 11. The ball bearing 7 is formed in a ring shape, and the tensioning device 6 is supported on its surface by a plurality of legs.
【0019】(7)アンカ− アンカ−は、図1、2に示すように、アンカ−体8に引
張材81の一端を連結したものである。アンカ−体8
は、掘削した孔奥部に固定可能な構造とする。例えば、
水圧パッカ−や形状記憶合金などを用いて、設置後に拡
張して固定可能なものを使用する。また、引張材81に
はワイヤ−等を用いる。(7) Anchor An anchor is formed by connecting one end of a tensile member 81 to an anchor body 8, as shown in FIGS. Anchor body 8
Shall have a structure that can be fixed to the excavated hole. For example,
Use a hydraulic packer or shape memory alloy that can be expanded and fixed after installation. Further, a wire or the like is used for the tensile member 81.
【0020】<ロ>トンネル掘削方法の説明 次に、上記のように構成したトンネル掘削機1を用いた
トンネルの掘削方法について説明する。<B> Description of Tunnel Excavation Method Next, a tunnel excavation method using the tunnel excavator 1 configured as described above will be described.
【0021】(1)削孔工程 TBM型の掘削機は、通常、本体のグリッパ−により周
囲地山に推進のための反力をとっている。しかし、この
グリッパ−で反力のとれない断層破砕帯や軟弱地盤に遭
遇すると掘進が困難となる。(1) Drilling Step In a TBM type excavator, a reaction force for propulsion is generally applied to the surrounding ground by a gripper of a main body. However, excavation becomes difficult if the gripper encounters a fault crush zone or soft ground where a reaction force cannot be obtained.
【0022】そこで、本発明は、掘削機の切羽前方にア
ンカ−を設置して、このアンカ−に反力をとって掘削機
の推進を行うものである。その施工手順は、断層破砕帯
等に遭遇したら、先ず、図4に示すように切羽前方に削
孔を行う。Therefore, in the present invention, an anchor is installed in front of the face of the excavator, and the excavator is propelled by applying a reaction force to the anchor. As for the construction procedure, when a fault crush zone or the like is encountered, first, as shown in FIG.
【0023】削孔方法は、中空ドリル21を削孔装置2
に装着し、カッタフェ−ス11の挿通孔12を通して切
羽前面の地山に侵入させ、中空ドリル21を継ぎ足しな
がら断層破砕帯前方の堅固な岩盤部まで到達させる。こ
のとき、中空ドリル21の先端にアンカ−体8を位置さ
せ、それに連結する引張材81を中空ドリル21内に挿
通しておく。The drilling method is as follows.
And through the insertion hole 12 of the cutter face 11 to penetrate into the ground in front of the face, and reach the solid rock in front of the fault crush zone while adding the hollow drill 21. At this time, the anchor body 8 is positioned at the tip of the hollow drill 21, and the tension member 81 connected thereto is inserted into the hollow drill 21.
【0024】(2)排水工程 掘削時に発生する掘削水は、排水管41を介して排水設
備4によって掘削機後方に輸送される。また、断層破砕
帯や軟弱地盤では多量の水を帯水している場合が多いた
め、このような場合は、削孔9を水抜き孔として利用す
る。(2) Draining Step Drilling water generated during excavation is transported to the rear of the excavator by the drainage unit 4 via the drainage pipe 41. Further, since a large amount of water is often supplied in a fault crush zone or soft ground, in such a case, the borehole 9 is used as a drain hole.
【0025】(3)アンカ−体の固定 掘削完了後に中空ドリル21を解体しながら削孔9より
引き抜き、削孔9の奥に残置したアンカ−体8を拡張し
て固定する。このアンカ−体8には、十分な掘進反力を
とれるだけの素材および固定手段を採用する。(3) Fixing of the anchor body After the excavation is completed, the hollow drill 21 is pulled out from the hole 9 while being disassembled, and the anchor body 8 left behind the hole 9 is expanded and fixed. The anchor body 8 is made of a material and fixing means capable of obtaining a sufficient excavation reaction force.
【0026】(4)地質予測 削孔9の掘削により、その掘削ズリ、掘削時間、掘削音
などから切羽前方の地質の予測を行うことができる。(4) Geological Prediction Excavation of the borehole 9 makes it possible to predict the geology ahead of the face from the excavation slip, the excavation time, the excavation sound and the like.
【0027】(5)地盤改良 地質予測の結果に基づいて、切羽前面の地盤を改良す
る。この場合には、薬液注入装置3に連結された注入管
を削孔9内に挿入して薬液の注入を行う。なお、観察カ
メラ5によって、削孔状況や薬液注入状況等の管理を行
う。(5) Ground improvement The ground in front of the face is improved based on the result of the geological prediction. In this case, an injection pipe connected to the chemical injection device 3 is inserted into the hole 9 to inject the chemical. The observation camera 5 manages the state of drilling, the state of injection of a chemical solution, and the like.
【0028】(6)推進 削孔9内に挿通した引張材81の端部を引張装置6に把
持させる。そして、この引張装置6により引張材81を
掘削機側に引き寄せて推進の反力をとりながら、カッタ
フェ−ス11を回転させて掘削を行う。掘削機が断層破
砕帯等を抜け出し、堅固な岩盤部等に到達し後は、アン
カ−及び引張装置6などを撤去し、本体グリッパ−で反
力をとりながら通常の掘削を行う。(6) Propulsion The end of the tension member 81 inserted into the drilling hole 9 is gripped by the tension device 6. The pulling device 6 pulls the tensile material 81 toward the excavator to take the reaction force of the propulsion, while rotating the cutter face 11 to perform excavation. After the excavator gets out of the fault crush zone and reaches a solid rock part, the anchor and the tension device 6 are removed, and normal excavation is performed while taking a reaction force with the main body gripper.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるため、
次のような効果を得ることができる。 <イ>断層破砕帯や軟弱地盤に遭遇した場合でも、TB
M本来の目的である高速掘削を達成することができ、施
工全体のコストを低減することができる。Since the present invention has been described above,
The following effects can be obtained. <B> Even if a fault crush zone or soft ground is encountered, TB
High-speed excavation, which is the original purpose of M, can be achieved, and the overall construction cost can be reduced.
【0030】<ロ>掘削機を後退させることなく、アン
カ−用の削孔を利用して、切羽前方の地質の予測、水抜
きや地盤改良を行うことができ、施工期間の短縮が図れ
る。<B> Prediction of the geology in front of the face, drainage and ground improvement can be performed without using the drilling hole for the anchor without retreating the excavator, and the construction period can be shortened.
【図1】 アンカ−に反力をとって推進している状態の
説明図FIG. 1 is an explanatory view of a state in which the anchor is propelled with a reaction force.
【図2】 掘削機要部の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part of an excavator.
【図3】 カッタフェ−ス背面の説明図FIG. 3 is an explanatory view of the back of the cutter face.
【図4】 アンカ−用の削孔を掘削している状態の説明
図FIG. 4 is an explanatory view of a state in which a hole for an anchor is being excavated.
Claims (6)
山に向けてアンカ−を打設し、 このアンカ−に反力をとりながら掘削機を推進させるこ
とを特徴とした、 トンネル掘削方法。1. A tunnel excavation method comprising: placing an anchor from the inside of a tunnel excavator toward a ground in front of the excavator; and propelling the excavator while applying a reaction force to the anchor.
いて、中空ドリルの先端にアンカ−体を配備し、このア
ンカ−体に一端を連結した引張材を前記中空ドリル内に
挿通して掘削を行った後、ドリルを抜き取ってアンカ−
体を削孔の先端部に固定し、前記引張材を介してアンカ
−体に反力をとって掘削機を推進させることを特徴とし
た、トンネル掘削方法。2. The tunnel drilling method according to claim 1, wherein an anchor is provided at a tip of the hollow drill, and a tensile member having one end connected to the anchor is inserted into the hollow drill to perform drilling. After performing, remove the drill and
A tunnel excavation method, comprising fixing a body to a tip of a drilled hole, and propelling an excavator by applying a reaction force to an anchor body via the tensile member.
いる掘削機において、前記中空ドリルを装着して掘削す
るための削孔装置と、前記打設されたアンカ−の引張材
を掘削機側に引き寄せるための引張装置を装備したこと
を特徴とする、トンネル掘削機。3. An excavator used in the tunnel excavation method according to claim 2, wherein a drilling device for mounting and excavating the hollow drill is provided, and a tensile member of the installed anchor is provided on the excavator side. A tunnel excavator, which is equipped with a tension device for drawing to a tunnel.
て、前記引張装置は、カッタフェ−スの背面にベアリン
グを介して装着し、カッタフェ−スの回転を妨げないよ
う構成したことを特徴とする、トンネル掘削機。4. The tunnel excavator according to claim 3, wherein the tension device is mounted on a back surface of the cutter face via a bearing so as not to hinder the rotation of the cutter face. , Tunnel excavator.
において、前記中空ドリルで掘削した削孔を介して地山
の改良を行う薬液注入装置を掘削機内に配備したことを
特徴とする、トンネル掘削機。5. The tunnel excavator according to claim 3, wherein a chemical injection device for improving the ground through a drilled hole drilled by the hollow drill is provided in the excavator. Tunnel excavator.
ネル掘削機において、前記中空ドリルで掘削した削孔を
介して地山の水抜きを行う排水設備を掘削機内に配備し
たことを特徴とする、トンネル掘削機。6. The tunnel excavator according to claim 3, wherein a drainage device for draining the ground through a hole drilled by the hollow drill is provided in the excavator. And a tunnel excavator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35327796A JPH10169362A (en) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | Tunnel excavation method and excavator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35327796A JPH10169362A (en) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | Tunnel excavation method and excavator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10169362A true JPH10169362A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18429749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35327796A Pending JPH10169362A (en) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | Tunnel excavation method and excavator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10169362A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107355226A (en) * | 2017-08-23 | 2017-11-17 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | TBM construction tunnel fault belts hole section processing structure |
CN110145320A (en) * | 2019-06-24 | 2019-08-20 | 中铁隧道局集团有限公司 | A kind of TBM crosses the construction method of complicated geological |
CN111206933A (en) * | 2020-01-20 | 2020-05-29 | 西南交通大学 | Tunnel construction method for traversing karst water-rich section |
-
1996
- 1996-12-16 JP JP35327796A patent/JPH10169362A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107355226A (en) * | 2017-08-23 | 2017-11-17 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | TBM construction tunnel fault belts hole section processing structure |
CN107355226B (en) * | 2017-08-23 | 2023-08-22 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | Broken area hole section processing structure of TBM construction tunnel fault |
CN110145320A (en) * | 2019-06-24 | 2019-08-20 | 中铁隧道局集团有限公司 | A kind of TBM crosses the construction method of complicated geological |
CN111206933A (en) * | 2020-01-20 | 2020-05-29 | 西南交通大学 | Tunnel construction method for traversing karst water-rich section |
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