JP3354758B2 - トンネル掘削機 - Google Patents
トンネル掘削機Info
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- JP3354758B2 JP3354758B2 JP20803495A JP20803495A JP3354758B2 JP 3354758 B2 JP3354758 B2 JP 3354758B2 JP 20803495 A JP20803495 A JP 20803495A JP 20803495 A JP20803495 A JP 20803495A JP 3354758 B2 JP3354758 B2 JP 3354758B2
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- reaction force
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
盤を掘削するTBM(トンネルボーリングマシン)や軟
弱地盤を掘削するシールド掘削機などのトンネル掘削機
に関するものである。
特開昭58−213993号公報に開示されたものがあ
る。この公報に開示されたシールド掘削機は、地山の掘
削作業とセグメントの組立作業とを並行、あるい同時に
行って施工能率を著しく向上させるためのものである。
従って、前胴及び後胴に2分されたシールド掘削機本体
を複数の推進ジャッキによって接続し、後胴に装着され
たシールドジャッキをトンネル内周面に既設されたセグ
メントの端面に押し当て、この状態で推進ジャッキを伸
長して前方の地盤を掘削している間に、シールドジャッ
キを順番に数本ずつ縮め、このシールドジャッキと既設
のセグメントとの間の隙間にエレクタ装置により新しい
セグメントを装着して1リング分を組み立てている。
包帯は一つであって上述した推進ジャッキを装備してお
らず、シールドジャッキを伸長して1ストローク分の掘
削終了後に一旦掘進を止め、シールドジャッキを数本ず
つ順番に抜いて(縮めて)その部分に新しいセグメント
を組み立てる手順(掘削とセグメント組立が直列作業)
となっている。
るためには、掘削とセグメント組立を同時に行うことが
不可決となる。この場合、前述した特開昭58−213
993号公報に開示されたシールド掘削機にあっては、
シールドジャッキを縮めるときにモーメントバランスが
くずれ、前胴及び後胴が屈曲して掘進不能になる虞があ
る。
まで、推進ジャッキの推力で掘進するものにあっては、
残りの有効に張り出しているシールドジャッキに大きな
反力が生じ、シールドジャッキの強度アップとそれを受
けるセグメントの強度アップが必要になり、特に、セグ
メントの強度アップは施工費全体を高価にすることにな
る。
り、良好な反力支持機構によって急速施工を安価な施工
費で行うことのできるトンネル掘削機を提供することを
目的とする。
めの本発明のトンネル掘削機は、前端部にカッタ装置が
装着された前胴と、該前胴の後部に掘進方向に沿って相
対移動自在に連結された後胴と、該後胴からトンネル後
方へ張り出されて前端部が前記後胴に球面軸受を介して
揺動自在に支持されたシャフトと、前記前胴と後胴との
間に位置して一端部が前記前胴に連結される一方、他端
部が前記シャフトに連結されて両者を相対駆動する複数
の推進ジャッキと、前記後胴の後部円周上に並設された
複数の反力支持ジャッキと、前記シャフト上に設けられ
て既設覆工材内周部に係脱自在な反力支持フレームとを
具えたことを特徴とするものである。
タ装置を回転駆動すると共に推進ジャッキを伸長して後
胴に対して前胴及びカッタ装置を前進させることで行
い、このとき、掘削反力は、既設の覆工材に押し付けた
ままの反力支持ジャッキと、後胴にシャフトを介して装
着された反力支持フレームによって既設の覆工材に伝達
され、推進モーメントのバランスが良好に保たれ、この
間、一部の反力支持ジャッキが縮められて覆工材が施工
される。また、掘進方向が変更されても、前胴及び後胴
はシャフト、即ち、既設のセグメントに対して球面軸受
を支点として揺動することで、進路変更による前胴及び
後胴の屈曲量が吸収される。更に、推進ジャッキの伸長
力は反力支持フレームを介して覆工材に支持されたシャ
フトに作用することとなり、前胴及び後胴の掘進方向の
方向制御性が良い。
ャフトの外周部に覆工材組立用のエレクタ装置が設けら
れたことを特徴とするものである。
ャフト外周に設けられることで、シャフトの有効利用が
図れる。
レクタ装置が複数設けられたことを特徴とするものであ
る。
度がエレクタ装置の覆工速度より速いので、掘削速度に
見合うようにエレクタ装置の数を増やすことで、覆工速
度が向上して掘削と覆工とをうまく調和させて急速な施
工が可能となる。
力支持フレームが軸方向に複数設けられたことを特徴と
するトンネル掘削機。
持することが可能となり、覆工材の強度を著しく向上さ
せる必要がなくなる。
て、図面に基づき、実施例を挙げて詳細に説明する。
掘削機としてのシールド掘削機の全体構成を表す概略、
図2に本実施例のシールド掘削機による掘削作業及びセ
グメント組立作業を説明するための概略である。
削機において、シールド掘削本体は前胴1と後胴2に大
きく2分され、地山を掘削するカッタ装置3は前胴1の
前面部に設けられ、回転駆動モータ4によって回転駆動
可能となっている。また、前胴1の前面部には、チャン
バ室内に送水する排泥管13と送水及び掘削物を排出す
る送泥管14が設けられている。
に沿って複数の推進ジャッキ5が介装されると共に、後
胴2には同じく円周方向に沿って複数のシールドジャッ
キ(反力支持ジャッキ)6が配設されている。この推進
ジャッキ5は本体5aが前胴1に取付けられる一方、駆
動ロッド5bの先端部は後胴2のフレーム2aに連結さ
れている。また、シールドジャッキ6の本体6aは後胴
2に取付けられる一方、駆動ロッド6bは掘進方向後方
に延出されて既設のセグメント(覆工材)11に押圧自
在となっている。
面ガイド18を介して支持体15が揺動自在に支持さ
れ、この支持体15にはトンネル後方へ張り出されたシ
ャフト7が図示しないボルトによって固定され、このシ
ャフト7の後端部には反力支持フレーム9が接続されて
いる。そして、この反力支持フレーム9は、既設のセグ
メント11の内壁の突起からなる係合部12に嵌合する
係合装置10が伸縮装置17の先端部に装着されてい
る。
11を組み立てるためのエレクタ装置8が旋回装置16
を介して装備されている。
機によるトンネルの施工手順を図2を参照して説明す
る。まず、掘削開始状態では、図2の(a)に示すよう
に、シールドジャッキ6は全数伸びてセグメント11の
端面を押圧した状態となっている。また、係合装置10
はセグメント11の内側の係合部12に伸縮装置17を
張り出して固定されている。
カッタ装置3を回転駆動しながら推進ジャッキ5を徐々
に伸ばしていくことで、後胴2に対して前胴1が前進
し、カッタ装置3によって地山が掘削される。一方、エ
レクタ装置8は新しいセグメント11を保持し、シール
ドジャッキ6を縮めることで、形成された隙間にこの保
持したセグメント11を挿入し、順次組み立てていく。
縮めても、その推進アンバランスモーメントに対向する
ように、支持体15及びシャフト7を介して係合装置1
0が既設のセグメント11に係合しており、既設のセグ
メント11の内壁で推進反力をが受けることができた
め、モーメントバランスは保たれる。即ち、推進反力の
大部分は、カッタ装置3から推進ジャッキ5、フレーム
2a、支持体15、シャフト7、反力支持フレーム9を
介して既設のセグメント11に伝達されるのである。こ
れにより、セグメント11の端面が受けるシールドジャ
ッキ6の負荷も増大することはない。この結果、特別な
強度のセグメント11や特別な強度のシールドジャッキ
6が不要となる。
推進ジャッキ5の伸長によって前胴1及びカッタ装置3
の掘進が進行し、この推進ジャッキ5が伸びきり、新規
なセグメント11を1リング分組み終わった状態とな
る。
また、セグメント11の組立が完了したので、シールド
ジャッキ6は縮んだ状態になり、新規に組み込んだセグ
メント11の端面に圧接している。この状態では、後胴
2は固定で、前胴1のみがトンネル前方へ進んだことに
なる。
え作業に入る。即ち、カッタ装置3の回転を止め、係合
装置10を解除してから、複数の推進ジャッキ5を縮め
る一方、シールドジャッキ6を全数伸ばすことで、後胴
2を前胴1へ引き寄せる。各推進ジャッキ5がストロー
クエンドまで移動すると、係合装置10を伸縮装置17
によってセグメント11の係合部12へ張り出し、再掘
進(図2の(a)の状態)に入る。この作業の繰り返し
によってトンネルを施工していく。
掘削機としてのシールド掘削機の全体構成を表す概略、
図4に本実施例のシールド掘削機による掘削作業及びセ
グメント組立作業を説明するための概略である。なお、
上述の実施例で説明したものと同様の機能を有する部材
には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
削機において、シールド掘削本体は前胴1と後胴2に大
きく2分され、前胴1の前面部にカッタ装置3は設けら
れ、回転駆動モータ4によって回転駆動可能となってい
る。この前胴1と後胴2との間には、円周方向に沿って
複数の推進ジャッキ5が介装されると共に、後胴2には
同じく円周方向に沿って複数のシールドジャッキ6が配
設されている。この推進ジャッキ5は本体5aが前胴1
に取付けられる一方、駆動ロッド5bの先端部は後述す
る支持体15に連結されている。また、シールドジャッ
キ6の本体6aは後胴2に取付けられる一方、駆動ロッ
ド6bは掘進方向後方に延出されて既設のセグメント1
1に押圧自在となっている。
ーム2aの中央に球面ガイド18を介して揺動自在に支
持され、この支持体15にはトンネル後方へ張り出され
たシャフト7が図示しないボルトによって固定され、こ
のシャフト7の後端部には反力支持フレーム9が接続さ
れている。そして、この反力支持フレーム9は、既設の
セグメント11の内壁の突起からなる係合部12に嵌合
する係合装置10が伸縮装置17の先端部に装着されて
いる。更に、シャフト7の前部には、エレクタ装置8が
旋回装置16を介して装備されている。
機によるトンネルの施工手順を図4を参照して説明す
る。まず、掘削開始状態では、図4の(a)に示すよう
に、シールドジャッキ6は全数伸びてセグメント11の
端面を押圧しており、係合装置10はセグメント11の
係合部12に伸縮装置17を張り出して固定されてい
る。この状態から、カッタ装置3を回転駆動しながら推
進ジャッキ5を徐々に伸ばすことで、後胴2に対して前
胴1が前進し、カッタ装置3によって地山が掘削され
る。一方、エレクタ装置8は新しいセグメント11を、
シールドジャッキ6が縮めて形成された隙間に挿入し、
順次組み立てていく。
縮めても、その推進アンバランスモーメントに対向する
ように、支持体15及びシャフト7を介して係合装置1
0が既設のセグメント11に係合しており、既設のセグ
メント11の内壁で推進反力をが受けることができた
め、モーメントバランスは保たれる。これにより、セグ
メント11の端面が受けるシールドジャッキ6の負荷も
増大することはなく、特別な強度のセグメント11や特
別な強度のシールドジャッキ6が不要となる。また、推
進ジャッキ5の推進反力が支持体15を介してシャフト
7に伝達されるため、この推進ジャッキ5の伸び力によ
る不平衡力が負荷され、カーブに対する方向制御性が良
い。
推進ジャッキ5の伸長によって前胴1及びカッタ装置3
の掘進が進行し、この推進ジャッキ5が伸びきり、新規
なセグメント11を1リング分組み終わった状態とな
り、シールドジャッキ6は縮んだ状態で新規に組み込ん
だセグメント11の端面に圧接している。この状態で後
胴2は固定され、前胴1のみがトンネル前方へ進んだこ
とになる。
タ装置3の回転を止め、係合装置10を解除してから、
複数の推進ジャッキ5を縮める一方、シールドジャッキ
6を全数伸ばすことで、後胴2を前胴1へ引き寄せる。
各推進ジャッキ5がストロークエンドまで移動すると、
係合装置10を伸縮装置17によってセグメント11の
係合部12へ張り出し、再掘進(図4の(a)の状態)
に入る。この作業の繰り返しによってトンネルを施工し
ていく。
ム9が1個の例を示したが、この反力支持フレーム9を
軸方向に複数設けることで、推進反力を分散させること
ができ、1個のセグメント11に加わる力を軽減できる
ので、セグメント11の強度を著しく増す必要が更にな
くなる利点がある。
装置」(特願平5−192085号)を適用して、周方
向及び軸方向への移動が自在なエレクタ装置を複数個設
ければ、それだけセグメント組立速度を向上させること
ができ、カッタ装置の掘削速度にあったセグメント組立
速度までスピードアップできる。従って、セグメント組
立を掘進と同時に終了することができるので、中断なし
の連続掘進が可能となる。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、係合装置を突起
への嵌合方式から摩擦によるグリッパ方式、楔式等へ変
更する等各種変更が可能である。
うに請求項1の発明のトンネル掘削機によれば、前端部
にカッタ装置が装着された前胴に掘進方向に沿って相対
移動自在な後胴を連結し、後胴からトンネル後方へ張り
出されたシャフトの前端部を後胴に球面軸受を介して揺
動自在に支持し、この前胴と後胴との間に複数の推進ジ
ャッキを位置して一端部を前胴に連結する一方、他端部
をシャフトに連結すると共に後胴の後部に複数の反力支
持ジャッキを並設し、且つ、シャフト上に既設覆工材内
周部に係脱自在な反力支持フレームを設けたので、掘削
作業と覆工材の組立作業とを並行して行うことができ、
施工サイクルタイムが大幅に短くなり、急速施工を可能
とすることができると共に、覆工材の組立作業における
反力支持ジャッキの伸縮時にも推進モーメントのバラン
スを安定して保持することができ、その結果、作業効率
の向上を図ることができる。また、掘進方向が変更され
ても、前胴及び後胴はシャフト、即ち、既設のセグメン
トに対して球面軸受を支点として揺動することとなり、
進路変更による前胴及び後胴の屈曲量を吸収することが
でき、更に、推進ジャッキの伸長力が反力支持フレーム
を介して覆工材に支持されたシャフトに作用することと
なり、前胴及び後胴の掘進方向の方向制御性が良くな
る。
よれば、シャフトの外周部に覆工材組立用のエレクタ装
置を設けたので、シャフトの有効利用を図ることができ
る。
よれば、エレクタ装置を複数設けたので、カッタ装置に
よる掘削速度がエレクタ装置の覆工速度より速いこと
で、この掘削速度に見合うようにエレクタ装置の数を増
やすことで、覆工速度を向上して掘削と覆工とをうまく
調和させて急速な施工を可能とすることができる。
よれば、反力支持フレームを軸方向に複数設けたので、
既設覆工材に反力を分散させて支持することが可能とな
り、覆工材の強度を著しく向上させる必要がなく、小型
軽量化を図ることができる。
てのシールド掘削機の全体構成を表す概略図である。
セグメント組立作業を説明するための概略図である。
てのシールド掘削機の全体構成を表す概略図である。
セグメント組立作業を説明するための概略図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 前端部にカッタ装置が装着された前胴
と、該前胴の後部に掘進方向に沿って相対移動自在に連
結された後胴と、該後胴からトンネル後方へ張り出され
て前端部が前記後胴に球面軸受を介して揺動自在に支持
されたシャフトと、前記前胴と後胴との間に位置して一
端部が前記前胴に連結される一方、他端部が前記シャフ
トに連結されて両者を相対駆動する複数の推進ジャッキ
と、前記後胴の後部円周上に並設された複数の反力支持
ジャッキと、前記シャフト上に設けられて既設覆工材内
周部に係脱自在な反力支持フレームとを具えたことを特
徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項2】 請求項1記載のトンネル掘削機におい
て、前記シャフトの外周部に覆工材組立用のエレクタ装
置が設けられたことを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項3】 請求項2記載のトンネル掘削機におい
て、前記エレクタ装置が複数設けられたことを特徴とす
るトンネル掘削機。 - 【請求項4】 請求項1または2または3記載のトンネ
ル掘削機において、前記反力支持フレームが軸方向に複
数設けられたことを特徴とするトンネル掘削機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20803495A JP3354758B2 (ja) | 1994-10-19 | 1995-08-15 | トンネル掘削機 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25339094 | 1994-10-19 | ||
JP6-253390 | 1994-10-19 | ||
JP20803495A JP3354758B2 (ja) | 1994-10-19 | 1995-08-15 | トンネル掘削機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08170488A JPH08170488A (ja) | 1996-07-02 |
JP3354758B2 true JP3354758B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=26516605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20803495A Expired - Fee Related JP3354758B2 (ja) | 1994-10-19 | 1995-08-15 | トンネル掘削機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3354758B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4818048B2 (ja) * | 2006-10-02 | 2011-11-16 | 鉄建建設株式会社 | シールド掘進機 |
CN107269290B (zh) * | 2017-07-14 | 2023-06-30 | 华东交通大学 | 一种可重构为1至6自由度的可变刚度的tbm掘进装置 |
JP7241341B2 (ja) * | 2018-03-09 | 2023-03-17 | メトロ開発株式会社 | セグメント、構造体および構造体の組立方法 |
-
1995
- 1995-08-15 JP JP20803495A patent/JP3354758B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH08170488A (ja) | 1996-07-02 |
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