JPH11280374A - トンネル推進用エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面長方形状の中空状エレメントにおいて、
長辺と短辺との長さの割合に影響されることなく、十分
な掘削範囲にてエレメントの前方側の掘削を行わせる。 【解決手段】 エレメント本体６ａ内に、エレメント本
体６ａの長方形状の断面を形成する短辺４０ａ、４０ｂ
よりも僅かに小径のメインカッタ３１を有するメイン掘
削装置３２を設ける。メイン掘削装置３２とエレメント
本体６ａの上方の短辺４０ａとの間に、メインカッタ３
１よりも小径のサブカッタ４２を有する一対のサブ掘削
装置４１を設ける。メイン掘削装置３２のメインカッタ
３１を下方の短辺４０ｂへ寄せて配設する。サブ掘削装
置４１のサブカッタ４２を、メインカッタ３１とエレメ
ント本体６ａの上方の短辺４０ａとの隙間にそれぞれ配
設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主に道路下、線
路下を貫通する立体交差式のトンネル等を構築する際に
用いられるトンネル推進用エレメントに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鉄道や道路等の下に立体交差するトンネ
ルを構築する方法として、現場打設コンクリートによっ
て分割されない一体構造の覆工体を構築する施工法に代
え、断面形状が矩形等で、長尺な管状のエレメントを用
いて施工するＵＲＴ（Under Railway Tunnel）工法が知
られている。

【０００３】この工法は、図３に示すように、まず、発
進立坑１にて、先端部にトンネル推進用エレメントが設
けられたエレメント２を地山に向けてセットし、このエ
レメント２を、その後方に配した掘進装置３によって地
山へ水平に推進させながら、トンネル推進用エレメント
の先端に配設したカッタにより地山の土砂を掘削するこ
とにより掘進させてトンネルの覆工断面（たとえば門
型、アーチ型、円形、矩形）に沿って地山中に貫通・埋
設し、エレメント２内及びエレメント２間にコンクリー
トを充填して硬化させてトンネル覆工体Ｔを構築した
後、このトンネル覆工体Ｔの内側の土砂を掘削除去して
トンネルを構築するものである。

【０００４】なお、それぞれのエレメント２には、その
側部における上下に長手方向へ亘って、隣接するエレメ
ント２と接合させるための継手部が設けられており、こ
れら継手部間に、エレメント２を推進させる際に複数の
スライドパネル４を取り付け、これらスライドパネル４
によってエレメント２の側部に、隣接するエレメント２
との継手空間を確保することが行われている。なお、こ
れらスライドパネル４は、隣接するエレメント２を推進
させる際に、この推進させるエレメント２の先端部のト
ンネル推進用エレメント６によって到達立坑５側へスラ
イドさせて押し出し、回収していた。

【０００５】図４及び図５に示すように、上記エレメン
ト２の先端部のトンネル推進用エレメント６を構成する
断面長方形状の中空状のエレメント本体６ａの内部に
は、その先端部にカッタ１１を有する掘削装置１２が設
けられている。掘削装置１２は、減速機が内蔵された駆
動モータ１２ａを有しており、この駆動モータ１２ａの
回転力が回転軸１２ｂを介して伝達されてこのカッタ１
１が回転され、このカッタ１１に設けられたビット１１
ａによって地盤が掘削されるようになっている。また、
このエレメント６ａの内部には、掘削装置１２の下方側
に他の掘削装置１４が設けられている。この掘削装置１
４は、先端部にカッタ１５を有し、このカッタ１５の後
方側がスクリューコンベア装置１６とされている。この
スクリューコンベア装置１６は、筒状の管体１７と、こ
の管体１７内に配設された回転軸１８と、この回転軸１
８の周囲に螺旋状に設けられたスクリュー板１９とから
構成されており、回転軸１８が後端側に設けられた駆動
モータ（図示略）によって回転されることにより、スク
リュー板１９によって前方側の土砂が後方へ移送され、
後端側に設けられた排出部２０から排出されるようにな
っている。また、回転軸１８を回転させると、先端側の
カッタ１５も回転されてこのカッタ１５に設けられたビ
ット１５ａによって地盤が掘削されるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に掘削装置１２、１４のカッタ１１、１５が上下に配設
されたものは、互いの回転軸１２ｂ、１８の間隔を調整
することにより、エレメント本体６ａ内に収まるように
されているが、回転軸１２ａ、１８同士の近づける距離
には限界があり、エレメント本体６ａの長方形状の断面
を形成する長辺の長さが比較的短い場合、カッタ１１、
１５がエレメント本体６ａ内に収まらなくなってしまう
という問題があった。そして、このような場合は、カッ
タ１１、１５のいずれかの径を小さくせざるを得ず、こ
のようにカッタの径を小さくすると、トンネル推進用エ
レメント２の幅方向への掘削が不十分となってしまう。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、長辺が比較的短い長方形状の断面形状であっても
充分な掘削範囲を確保することが可能な掘削装置を具備
したトンネル推進用エレメントを提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のトンネル推進用エレメントは、構築
するトンネルの覆工断面に沿って嵌入し、それぞれ側部
同士を連結することにより、トンネル覆工体を構成する
断面長方形状の中空状のエレメント本体を有するトンネ
ル推進用エレメントであって、前記エレメント本体内
に、前記長方形状の断面を形成する短辺よりも僅かに小
径のメインカッタを有するメイン掘削装置が設けられ、
該メイン掘削装置のメインカッタの周囲における隙間に
は、このメイン掘削装置のメインカッタよりも小径に形
成されたサブカッタを有する複数のサブ掘削装置が配設
されていることを特徴としている。

【０００９】請求項２記載のトンネル推進用エレメント
は、請求項１記載のトンネル推進用エレメントにおい
て、前記メイン掘削装置が、そのメインカッタを前記短
辺のいずれか一方側の短辺へ寄せて配設され、前記短辺
の他方側の短辺と前記メイン掘削装置のメインカッタと
の隙間に前記サブカッタが配設されるように、一対の前
記サブ掘削装置が設けられていることを特徴としてい
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のトン
ネル推進用エレメントを図によって説明する。図１及び
図２に示すように、本実施の形態のトンネル用エレメン
ト６を構成する断面長方形状に形成された中空状のエレ
メント本体６ａの内部には、先端部にメインカッタ３１
を有したメイン掘削装置３２が設けられている。このメ
イン掘削装置３２は、その後端側がスクリューコンベア
装置３３とされており、このスクリューコンベア装置３
３によって掘削時に生じた土砂が後方へ移送されるよう
になっている。

【００１１】スクリューコンベア装置３３は、土砂が移
送される管体３４と、この管体３４内に配設されて後端
部に設けられた駆動モータ（図示略）によって回転され
る回転軸３５と、この回転軸３５の周囲に螺旋状に設け
られたスクリュー板３６とを有するものである。そし
て、前記駆動モータによって回転軸３５を回転させるこ
とにより、先端部に設けられたメインカッタ３１が回転
されて、このメインカッタ３１のビット３１ａによって
地盤が掘削されるようになっている。なお、このよう
に、メインカッタ３１による掘削によって生じた土砂
は、スクリューコンベア装置３３のスクリュー板３６に
よって管体３４内を後方へ移送され、後端部近傍に設け
られた排出部３７から外部へ排出されるようになってい
る。

【００１２】メイン掘削装置３２を構成するメインカッ
タ３１は、エレメント本体６ａの長方形状の断面を形成
する長辺３９及び短辺４０ａ、４０ｂの内の短辺４０
ａ、４０ｂよりも僅かに小径に形成されており、エレメ
ント本体６ａ内において、上下の短辺４０ａ、４０ｂの
内の下方側（一方側）の短辺４０ｂに寄せた状態に配設
されている。なお、このエレメント本体６ａは、その断
面長方形状を構成する長辺３９が短辺４０ａ、４０ｂよ
りも僅かに長い程度とされている。

【００１３】また、このメインカッタ３１を有するメイ
ン掘削装置３２の上方側には、一対のサブ掘削装置４１
が設けられている。これらサブ掘削装置４１は、それぞ
れメイン掘削装置３２の回転軸３５に対してエレメント
本体６ａの幅方向へずらされて配設されている。そし
て、これらサブ掘削装置４１は、そのサブカッタ４２
が、エレメント本体６ａの上方側の短辺４０ａとメイン
掘削装置３２のメインカッタ３１との隙間に配設される
ように設けられている。これらサブ掘削装置４１は、そ
れぞれその先端部に前記サブカッタ４２と、減速機が内
蔵された駆動モータ４３とを有しており、この駆動モー
タ４３の回転軸４４に前記サブカッタ４２が固定されて
いる。

【００１４】つまり、駆動モータ４３を駆動させて、回
転軸４４を回転させることにより、サブカッタ４２が回
転され、このサブカッタ４２に設けられた複数のビット
４２ａによって前方側の地盤が掘削されるようになって
いる。そして、これらサブ掘削装置４１の掘削によって
生じた土砂も、前記スクリューコンベア装置３３へ送り
込まれ、このスクリューコンベア装置３３によって後方
へ移送されて排出されるようになっている。なお、図中
符号４５は既に埋設された上床エレメントである。

【００１５】このように構成されたトンネル推進用エレ
メント６によれば、スクリューコンベア装置３３を有す
るメイン掘削装置３２のメインカッタ３１の径に対して
小径に形成されたサブカッタ４２を有する一対のサブ掘
削装置４１が、メインカッタ３１の周囲におけるエレメ
ント本体６ａとの隙間にサブカッタ４２が配設されるよ
うに設けられているので、メイン掘削装置３２のメイン
カッタ３１でカバーしきれないスペースをサブ掘削装置
４１のサブカッタ４２によって掘削することができ、こ
れにより、エレメント本体６ａの断面の略全域にて、地
盤を十分に掘削することができ、トンネル推進用エレメ
ント６の推進作業を極めて効率良く行うことができる。

【００１６】つまり、同径のカッタを有する掘削装置を
上下に配設していた従来のトンネル推進用エレメントと
比較して、掘削装置同士を近づけることができる。これ
により、エレメント本体６ａの断面形状が、長辺３９が
短辺４０ａ、４０ｂよりも僅かに長い程度の断面長方形
状の場合に用いて好適である。

【００１７】なお、上記の実施の形態では、メイン掘削
装置３２の上方側に、一対のサブ掘削装置４１を設けた
構造のものを例として説明したが、サブ掘削装置４１の
配設数量は、一対に限定されることはない。

【００１８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のトンネ
ル推進用エレメントによれば、下記の効果を得ることが
できる。請求項１記載のトンネル推進用エレメントによ
れば、メイン掘削装置のメインカッタの径に対して小径
に形成されたサブカッタを有する複数のサブ掘削装置
が、メインカッタの周囲におけるエレメント本体との隙
間にサブカッタが配設されるように設けられているの
で、メイン掘削装置のメインカッタでカバーしきれない
スペースをサブ掘削装置のサブカッタによって掘削する
ことができ、これにより、エレメント本体の断面の略全
域にて、地盤を十分に掘削することができ、トンネル推
進用エレメントの推進作業を極めて効率良く行うことが
できる。つまり、同径のカッタを有する掘削装置を上下
に配設していた従来のトンネル推進用エレメントと比較
して、掘削装置同士を近づけることができ、これによ
り、メインカッタの周囲に形成されてしまうデッドスペ
ースをサブカッタによって確実にカバーすることができ
る。

【００１９】請求項２記載のトンネル推進用エレメント
によれば、メイン掘削装置のメインカッタの径に対して
小径に形成されたサブカッタを有する一対のサブ掘削装
置が、メインカッタが寄せられて配設されたエレメント
本体の一方側の短辺と反対側の短辺側に設けられ、これ
らサブ掘削装置のそれぞれのサブカッタがメインカッタ
とエレメント本体の他方側の短辺との隙間に配設されて
いるので、メイン掘削装置のメインカッタでカバーしき
れないスペースをサブ掘削装置のサブカッタによって掘
削することができ、これにより、エレメント本体の断面
の略全域にて、地盤を十分に掘削することができ、トン
ネル推進用エレメントの推進作業を極めて効率良く行う
ことができる。つまり、エレメント本体の断面形状が、
長辺が短辺よりも僅かに長い程度の断面長方形状の場合
に用いて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態のトンネル推進用エレメ
ントの構成及び構造を説明するトンネル推進用エレメン
トの正面図である。

【図２】 本発明の実施の形態のトンネル推進用エレメ
ントの構成及び構造を説明するトンネル推進用エレメン
トの断面図である。

【図３】 トンネル推進用エレメントを用いたトンネル
の構築工法を説明するトンネルの構築箇所の斜視図であ
る。

【図４】 従来構造のトンネル推進用エレメントの構成
及び構造を説明するトンネル推進用エレメントの断面図
である。

【図５】 従来構造のトンネル推進用エレメントの構成
及び構造を説明するトンネル推進用エレメントの正面図
である。

【符号の説明】

６ トンネル推進用エレメント ６ａ エレメント本体 ３１ メインカッタ ３２ メイン掘削装置 ４０ａ、４０ｂ 短辺 ４１ サブ掘削装置 ４２ サブカッタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構築するトンネルの覆工断面に沿って嵌
   入し、それぞれ側部同士を連結することにより、トンネ
   ル覆工体を構成する断面長方形状の中空状のエレメント
   本体を有するトンネル推進用エレメントであって、 前記エレメント本体内に、前記長方形状の断面を形成す
   る短辺よりも僅かに小径のメインカッタを有するメイン
   掘削装置が設けられ、 該メイン掘削装置のメインカッタの周囲における隙間に
   は、このメイン掘削装置のメインカッタよりも小径に形
   成されたサブカッタを有する複数のサブ掘削装置が配設
   されていることを特徴とするトンネル推進用エレメン
   ト。
2. 【請求項２】 前記メイン掘削装置は、そのメインカッ
   タを前記短辺のいずれか一方側の短辺へ寄せて配設さ
   れ、前記短辺の他方側の短辺と前記メイン掘削装置のメ
   インカッタとの隙間に前記サブカッタが配設されるよう
   に、一対の前記サブ掘削装置が設けられていることを特
   徴とする請求項１記載のトンネル推進用エレメント。