JP3411253B2 - Spraying method for tunnel wall and spraying management method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＡＴＭ工法、Ｔ
ＢＭ工法などのトンネル掘削において、トンネル長手方
向および周方向に位置制御可能な吹付け装置を用いて掘
削壁面に対してコンクリート、モルタルなどを均一面状
にまたは等厚に吹付けするための吹付け方法およびその
管理方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a NATM method, T
In the tunnel excavation such as BM method, spraying for spraying concrete, mortar, etc. on the excavated wall surface in a uniform surface or in a uniform thickness by using a spraying device that can control the position in the longitudinal and circumferential directions of the tunnel. Method and its management method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】たとえば、山岳トンネルでは地山中に挿
入したロックボルトと掘削壁面に沿って施工した吹付け
コンクリートとを主たる支保部材とするＮＡＴＭ(New A
ustrian Tunnelling Methed)工法が主流となっている。2. Description of the Related Art For example, in a mountain tunnel, the NATM (New ATM) mainly uses rock bolts inserted into the ground and sprayed concrete constructed along the excavated wall surface.
ustrian Tunnelling Methed) method is the mainstream.

【０００３】トンネルの掘削方法には、全断面掘削およ
びトンネル断面を上下に分割しトンネル上部半断面、下
部半断面の順に併進して掘削を行うベンチカット工法等
の爆薬によって掘削を行う発破掘削工法、ＴＢＭ(Tunne
l Boring Machine) と呼ばれる全断面掘削機を用いるＴ
ＢＭ工法、さらにはブーム先端にカッター部を持ち、こ
のカッターブーム操作によって断面を掘削する自由断面
掘削機を用いた機械掘削工法など各種の方法が存在する
が、いずれにしても掘削壁面の支保に際しては、鋼アー
チ部材を主たる支保材とする在来工法に代えて前述した
ロックボルトと吹付けコンクリートとを支保材とするＮ
ＡＴＭ工法が盛んに用いられている。As a method of excavating a tunnel, a blast excavation method of excavating with an explosive such as a bench cut method in which the whole section is excavated and the tunnel section is divided into upper and lower parts and the tunnel upper half section and the lower half section are translated in this order , TBM (Tunne
l Boring Machine) T using a full section excavator
There are various methods such as the BM method and a mechanical excavation method using a free-section excavator that has a cutter section at the boom tip and excavates a section by operating the cutter boom. Replaces the conventional construction method in which the steel arch member is the main supporting material, and uses N as the supporting material of the rock bolt and shotcrete described above.
The ATM method is widely used.

【０００４】従来より、前述の吹付けコンクリート工事
は、移動可能なクローラ式、タイヤ式またはレール式等
の移動台車等に吹付けノズルを保持するブームを取付
け、このブーム操作によって吹付けノズルを操作するよ
うにした吹付けロボットを用いたり、或いはノズルホー
スを作業員が直接手に持って吹付け作業を行っていた。Conventionally, in the above-mentioned spray concrete construction, a boom for holding the spray nozzle is attached to a movable carriage, such as a movable crawler type, tire type or rail type, and the spray nozzle is operated by this boom operation. A spraying robot configured to do so is used, or a worker directly holds the nozzle hose in his hand to perform the spraying work.

【０００５】一般的にコンクリートの吹付け作業では、
吹付け面に対して吹付けノズルを垂直に保持するととも
に、吹付け面との間の距離も経験的にリバウンドの少な
くなる適正な距離に保持した状態でコンクリートの吹付
けを行うと、吹付け終えたコンクリートを吹き飛ばすこ
となく、かつ付着も良好であることが知られている。Generally in concrete spraying work,
When spraying concrete when the spray nozzle is held vertically to the spray surface and the distance between the spray surface and the spray surface is empirically maintained at an appropriate distance that reduces rebound, It is known that the finished concrete does not blow off and the adhesion is good.

【０００６】しかしながら、従来のブーム操作による吹
付けロボットの場合には、複数の関節部を油圧シリンダ
等によって屈曲制御し吹付け位置を確保するようにして
いたため、吹付けノズルをアーチ状の掘削壁面に対して
常に垂直にかつ一定の到達距離に保持することが困難で
あった。However, in the case of the conventional boom-operated spraying robot, since a plurality of joints are bent and controlled by hydraulic cylinders or the like to secure the spraying position, the spraying nozzle has an arch-shaped excavation wall surface. It was difficult to maintain a constant reach at a constant vertical distance.

【０００７】また、吹付け厚管理に関して従来は、たと
えば掘削壁面に対してピンをトンネル坑内側に設計厚さ
分だけ突出させた状態で打ち付け、このピンが吹付けコ
ンクリートによって隠れれば設計吹付け厚を満足してい
るとの判断の下で管理を行っていたが、この方法ではピ
ン打設に時間と手間が掛かるとともに、天井アーチ部な
どの視認し難い場所に打設されたピンについては吹付け
厚の確認が実質的に困難であるなどの問題があった。こ
のような問題に対処するため、たとえば切羽後方に設置
した光波測距儀によりトンネル周方向に沿って壁面形状
計測を行い、トンネル掘削面の全周に亘って吹付け厚を
測定する試みも成されているが、測定箇所に対してレー
ザー光が斜角で入射されるため、測定精度が確保されな
いとともに、壁面部位に吹付けロボットのブームが存在
するとレーザ光が遮断され計測が出来ないため、一時的
に吹付け作業を中断して吹付けロボットまたはそのブー
ムを邪魔にならない位置まで待避させなければならない
などの問題があった。[0007] Regarding the spray thickness control, hitherto, for example, a pin is struck against the excavated wall surface in a state where the pin projects inside the tunnel pit by a design thickness, and if the pin is hidden by spray concrete, the design spray is performed. It was managed based on the judgment that the thickness was satisfied, but with this method it takes time and effort to place the pin, and regarding the pin placed in a place that is hard to see, such as the ceiling arch part There was a problem that it was difficult to confirm the spray thickness. In order to deal with such problems, for example, an attempt was made to measure the wall thickness along the circumference of the tunnel using an optical rangefinder installed behind the face, and to measure the spray thickness over the entire tunnel excavation surface. However, since the laser light is incident on the measurement point at an oblique angle, the measurement accuracy cannot be ensured, and if the boom of the blowing robot is present on the wall surface part, the laser light is blocked and measurement cannot be performed. There is a problem in that the spraying work must be temporarily stopped to retract the spraying robot or its boom to a position where it does not get in the way.

【０００８】他方、近年はトンネル施工の自動化、引い
ては吹付け作業の自動化に向けて吹付けロボットを遠隔
操作する試みも行われているが、従来の多関節型の吹付
けロボットの場合には、操縦箇所が多いためかなりの熟
練を要しないと遠隔操作が難しいなどの問題もあった。On the other hand, in recent years, attempts have been made to remotely operate a spraying robot in order to automate tunnel construction and, in turn, spraying work. In the case of a conventional articulated spraying robot, However, there were also problems such as remote control being difficult without considerable skill because there are many control points.

【０００９】以上のような吹付け作業の問題点に鑑み、
本願出願人は、先の特願平１０−２９７４１４号におい
て、トンネル周方向壁面より内側にほぼ一定の離間距離
をおいてトンネル周方向に沿って形成された走行レール
面を有しかつトンネル長手方向に沿って移動自在とされ
る周方向レール部材と、この周方向レール部材に搭載さ
れ前記走行レール面に沿ってトンネル周方向回りに走行
自在とされる吹付け装置を提案するとともに、好ましく
は前記吹付け装置に対し、正面から視て吹付けノズル位
置を挟んで進行方向前後位置にトンネル壁面を視準する
光波測距儀をそれぞれ配設固定するようにした。この吹
付け装置によれば、吹付け面に対して常に垂直にかつ一
定の離間距離を保持したまま吹付けを行うことができる
ようになる。また、吹付け装置の操縦に当たっても、前
後進方向レールおよび周方向レール部材に沿った移動制
御のみで良いため熟練を要することなく誰にでも容易に
遠隔操作が可能になる。しかも、吹付け作業を中断させ
ることなく吹付け作業に併行して精度良く吹付け厚測定
が行えるようになるなどの効果がもたらされるようにな
る。In view of the above problems of spraying work,
The applicant of the present application, in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 10-297414, has a traveling rail surface formed along the tunnel circumferential direction at a substantially constant distance inside the tunnel circumferential wall surface and in the tunnel longitudinal direction. And a spraying device mounted on the circumferential rail member and capable of traveling around the tunnel circumferential direction along the traveling rail surface, and preferably the With respect to the spraying device, light wave distance measuring devices for collimating the tunnel wall surface are arranged and fixed at front and rear positions in the traveling direction with the spray nozzle position sandwiched therebetween. According to this spraying device, it is possible to perform spraying in a direction which is always perpendicular to the spraying surface and while maintaining a constant distance. Further, even when manipulating the spraying device, since only movement control along the forward / rearward traveling direction rail and the circumferential direction rail member is required, anyone can easily perform remote control without skill. In addition, the effect that the spraying thickness measurement can be performed accurately in parallel with the spraying work without interrupting the spraying work is brought about.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その後
に本願出願人が前記トンネル吹付け装置を用いたＴＢＭ
施工の実現化に向けてさらに開発を進めて行く過程で種
々の問題が生じた。However, after that, the applicant of the present invention subsequently used the TBM using the tunnel spraying device.
Various problems arose during the process of further development toward the realization of construction.

【００１１】吹付けに当たって、当初予定していた図１
９に示される吹付け方法、具体的には所定の吹付け幅Ｓ
で周方向に１旋回させた後、吹付け幅Ｓ分だけ前進さ
せ、再度反対方向に旋回させる方法で順次吹付けを行お
うとした場合には、吹付け装置の前進を行う両側部で旋
回終了段階で吹付けた吹付材の上にさらに前進する過程
で再度の吹付けを行うこととなり、この部分のみが二層
吹きされ吹付け厚が他よりも厚くなってしまうことが知
見された。この問題を解決するために、たとえば旋回終
了時に一旦吹付けを止め、前進させた後吹付けを開始し
て旋回を行うようにした場合には、両側部で吹付けの開
始と停止とを繰り返すことになりポンプ始動から実際に
ノズルから吹付材が吹き出されるまでのタイムラグや、
吹付材の吐出が安定するまでに時間を要するなどの理由
から吹付け厚さが均一にならないなどの問題が新たに生
じることになった。At the time of spraying, FIG. 1 originally planned
9 is a spraying method, specifically, a predetermined spraying width S
After making one turn in the circumferential direction, move forward by the spraying width S and then turn again in the opposite direction. If you want to perform sequential spraying, turn the spraying device forward at both ends. It was found that the spraying was performed again in the process of further advancing on the sprayed material sprayed in the stage, and only this part was sprayed with two layers, and the sprayed thickness became thicker than the others. In order to solve this problem, for example, when the spraying is temporarily stopped at the end of the turning, the spray is started after moving forward, and the turning is started, the starting and stopping of the spraying are repeated on both sides. It will be a time lag from the start of the pump until the spray material is actually blown out from the nozzle,
Due to the fact that it takes time to stabilize the discharge of the spray material, a new problem such as non-uniform spray thickness has arisen.

【００１２】さらに、均一な吹付け厚を実現するために
は、１度の吹付けで所定厚さ分の吹付材を吹き付けるの
ではなく、複数回に分けて吹付けを行うことが望まれ
る。しかし、上記した旋回と前進とを交互に繰り返す吹
付けパターンを複数回繰り返さなければならないため、
吹付けに時間が掛かるとともに、ＴＢＭの掘進を阻害し
トンネル掘削が効率化しないなどの問題が生じることに
なる。Further, in order to realize a uniform spray thickness, it is desired that the spray material of a predetermined thickness is not sprayed by one spray, but the spray material is sprayed in plural times. However, since it is necessary to repeat the above-described spraying pattern in which the turning and the forward movement are alternately repeated a plurality of times,
As a result, it takes a long time for the spraying, and it causes problems such as hindering the TBM excavation and inefficient tunnel excavation.

【００１３】他方、トンネル吹付け装置は同明細書でも
示されるように、ＴＢＭ本体と、このＴＢＭ本体の後方
側に設けられる後続台車とを接続しているベルトコンベ
ア、集塵装置等の接続設備に対して設けるようにした
が、ＴＢＭはスラストジャッキの伸縮を繰り返すことに
より、１サイクル掘進毎に所謂スラスト推進によって掘
進するため、ＴＢＭの停止時（後胴前進時および掘進準
備時）に吹付けを行う場合には吹付け装置の前進速度お
よび旋回速度を制御すれば足りるが、掘進に併行して吹
付けを行う場合には、ＴＢＭの掘進に従って吹付け装置
の相対位置が変化することになるため、ＴＢＭの掘進に
影響されずに一定速度で吹付けを行う制御が必要とな
る。On the other hand, the tunnel spraying device, as shown in the same specification, has a connection facility such as a belt conveyor and a dust collecting device which connects the TBM body and a succeeding carriage provided on the rear side of the TBM body. However, since the TBM digs by so-called thrust propulsion every cycle excavation by repeatedly expanding and contracting the thrust jack, the TBM is sprayed when the TBM is stopped (when the rear trunk is advancing and when digging is prepared). In this case, it is sufficient to control the forward speed and the turning speed of the spraying device, but when spraying in parallel with the excavation, the relative position of the spraying device changes according to the excavation of the TBM. Therefore, it is necessary to control the spraying at a constant speed without being affected by the TBM excavation.

【００１４】そこで本発明の主たる課題は、少なくとも
トンネル長手方向およびトンネル周方向の位置制御が可
能とされる吹付け装置において、吹付け対象全範囲に亘
って均等厚でまたは円滑な仕上がり面になるように吹付
けできるようにするとともに、吹付け装置の１回の走行
によって複層吹きが可能となる吹付け方法を提供するこ
とにある。Therefore, a main object of the present invention is to provide a finished surface having a uniform thickness or a smooth surface over the entire range of the object to be sprayed in a spraying device capable of controlling the position in at least the longitudinal direction of the tunnel and the circumferential direction of the tunnel. It is an object of the present invention to provide a spraying method that enables spraying as described above and enables multilayer spraying by one run of the spraying device.

【００１５】さらには、ＴＢＭなどのトンネル施工機械
に対して直接的に、またはトンネル施工機械と共に一体
的に移動するベルトコンベアなどの付帯設備に取り付け
られることにより、トンネル施工機械の前進に従って吹
付け装置が移動する条件の場合に、トンネル施工機械の
前進に影響されずに所定の設定速度で吹付けを行えるよ
うにすること等にある。Further, the spraying device can be installed in accordance with the forward movement of the tunnel construction machine by being attached directly to the tunnel construction machine such as a TBM or attached to an auxiliary equipment such as a belt conveyor that moves integrally with the tunnel construction machine. In the case of the condition of moving, the spraying can be performed at a predetermined set speed without being influenced by the forward movement of the tunnel construction machine.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本第１発明は、少なくともトンネル長手方向およびト
ンネル周方向の位置制御が可能とされる吹付け装置を用
いた吹付け方法であって、前記吹付け装置をトンネル周
方向に左右交互に移動させるとともに、１旋回毎の前進
距離が吹付け幅のほぼ１／ｎ（ｎ；０以外の偶数）とな
るように前記吹付け装置の前進速度を制御することを特
徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, the first invention is a spraying method using a spraying device capable of controlling the position in at least the tunnel longitudinal direction and the tunnel circumferential direction. , Moving the spraying device alternately in the tunnel circumferential direction to the left and right, and advancing the spraying device so that the advance distance for each turn is approximately 1 / n (n; an even number other than 0) of the spraying width. It is characterized by controlling the speed.

【００１７】また、本第２発明は、少なくともトンネル
長手方向およびトンネル周方向の位置制御が可能とされ
る吹付け装置を用いた吹付け方法であって、トンネル長
手方向に吹付け対象範囲長を設定し、前記吹付け装置を
前記対象範囲長内で交互に前進と後進とを繰り返すよう
にするとともに、１前後進毎の旋回距離が吹付け幅のほ
ぼ１／ｎ（ｎ；０以外の偶数）となるように前記吹付け
装置の旋回速度を制御することを特徴とするものであ
る。The second aspect of the present invention is a spraying method using a spraying device capable of controlling the position in at least the tunnel longitudinal direction and the tunnel circumferential direction. The spraying device is set to alternate forward and reverse in the target range length, and the turning distance for each forward / backward travel is approximately 1 / n (n; an even number other than 0) of the spraying width. ), The turning speed of the spraying device is controlled.

【００１８】上記第１発明および第２発明は、たとえば
トンネル周方向壁面より内側にほぼ一定の離間距離をお
いてトンネル周方向に沿って形成された走行レール面を
有しかつトンネル長手方向に沿って移動自在とされる周
方向レール部材と、この周方向レール部材に搭載され前
記走行レール面に沿って所定角度範囲内でトンネル周方
向回りに走行自在とされる吹付け装置、またはトンネル
長手方向およびトンネル周方向の位置制御が可能なアー
ム先端に吹付けノズルを保持したアーム式吹付けロボッ
トにより達成される。In the first and second inventions, for example, there is a running rail surface formed along the tunnel circumferential direction at a substantially constant distance inside the tunnel circumferential wall surface and along the tunnel longitudinal direction. And a spraying device that is mounted on the circumferential rail member and that can travel around the tunnel circumferential direction within a predetermined angle range along the traveling rail surface, or the tunnel longitudinal direction. And, it is achieved by an arm-type spraying robot in which a spray nozzle is held at the tip of an arm capable of position control in the tunnel circumferential direction.

【００１９】上記第１発明は比較的小断面径のトンネル
掘削に好適に適用される吹付けパターンでトンネル旋回
方向の移動を主としながら一定の条件で前進移動を制御
するようにしたものであり、上記第２発明は比較的大断
面径のトンネル掘削に好適に適用される吹付けパターン
であり、トンネル長手方向の前後進移動を主としながら
一定の条件で旋回移動を制御するようにしたものであ
る。The first aspect of the present invention is a spraying pattern which is suitable for excavating a tunnel having a relatively small cross-sectional diameter, and mainly controls the movement in the turning direction of the tunnel while controlling the forward movement under certain conditions. The second aspect of the present invention is a spraying pattern suitably applied to tunnel excavation having a relatively large cross-sectional diameter, and mainly controls the forward and backward movement in the tunnel longitudinal direction while controlling the turning movement under constant conditions. Is.

【００２０】本発明の場合には、進行方向の前進距離が
吹付け幅の１／ｎ（ｎ；０以外の偶数）となるように速
度を制御する。その結果、吹付け装置の１回の走行によ
ってｎ＝２の場合には２層吹きとなり、ｎ＝４の場合に
は４層吹き、ｎ＝６の場合には６層吹きというように、
吹付け対象区間の全面に対して均一に複層吹きが可能と
なる。In the case of the present invention, the speed is controlled so that the advance distance in the advancing direction is 1 / n (n; an even number other than 0) of the spray width. As a result, one run of the spraying device results in two-layer blowing when n = 2, four-layer blowing when n = 4, and six-layer blowing when n = 6.
It is possible to uniformly perform multi-layer spraying on the entire surface of the spray target section.

【００２１】吹付け装置の移動開始・移動停止と吹付材
吐出とを一致させることにより安定した吹付けを実現す
るには、吹付け用ホース長に応じて吹付材用ポンプ始動
開始から吹付材吐出開始までの時間および／または吹付
材用ポンプ停止から吹付材吐出終了までの時間をタイマ
ーセットした吹付材用ポンプのシーケンサと、吹付け装
置の移動制御用シーケンサとをデータリンクさせること
により、１回の操作によって、吹付材用ポンプを始動さ
せるとともに、吹付けノズルから吹付材が吐出された時
点で吹付け装置が移動を開始し、および／または吹付け
ホース内に吹付材が残留しないように吹付け装置の移動
停止に合わせて吹付材吐出が終了するようにするのがよ
い。In order to realize stable spraying by matching the movement start / stop of the spraying device and the spraying material discharge, the spraying material discharge is started from the start of the spraying material pump according to the length of the spraying hose. One time by data linking the sequence of the spraying material pump that sets the time until the start and / or the time from the stop of the spraying material pump to the end of the spraying material discharge with the sequencer for the movement control of the spraying device Operation starts the spray material pump, and the spraying device starts moving when the spray material is discharged from the spray nozzle, and / or the spray material does not remain in the spray hose. It is preferable that the discharge of the spraying material is completed when the movement of the attaching device is stopped.

【００２２】一方、前記吹付け装置がトンネル施工機械
の前進に従って移動する条件の下で取り付けられた場合
において、前記トンネル施工機械の少なくともヘッド位
置情報および掘進速度情報をリアルタイムで取得すると
ともに、前記吹付け装置の位置情報をリアルタイムで取
得し、前記トンネル施工機械の前進時において、該トン
ネル施工機械の前進速度と、吹付け装置の前進速度とを
加算した速度が当初設定した吹付け面に対する設定速度
になるように前記吹付け装置の前進速度を制御するよう
にする。これにより、トンネル施工機械の前進の影響を
受けることなく吹付けを行うことが出来るようになる。On the other hand, when the spraying device is attached under the condition that the tunneling machine moves in accordance with the forward movement of the tunneling machine, at least head position information and excavation speed information of the tunneling machine are acquired in real time, and The position information of the attaching device is acquired in real time, and when the tunnel construction machine is moving forward, the speed obtained by adding the forward speed of the tunnel construction machine and the forward speed of the spraying device is the set speed for the spraying surface initially set. The forward speed of the spraying device is controlled so that As a result, the spraying can be performed without being affected by the forward movement of the tunnel construction machine.

【００２３】他方、吹付け厚管理は前記吹付け装置に対
して掘削壁面を視準する光波測距儀を設けておき、１サ
イクル掘削の完了時に、前記吹付け装置をトンネル周方
向に沿って移動させ任意角度位置で前記光波測距儀によ
って掘削直後の素掘面形状を計測し、この素掘面形状デ
ータをコンピューターによってデータ処理し、コンピュ
ーターモニタ上に素掘形状線として描画するとともに、
この素掘形状線に基づいて該素掘形状線の内側に設計吹
付け厚形状線を描画し、その後吹付け装置による吹付け
作業中の任意段階または略完了段階で前記光波測距儀に
よる形状計測を再度行い、この計測データを前記コンピ
ューターモニタ上に現吹付け厚形状線として描画するよ
うにするのがよい。On the other hand, for spraying thickness control, an optical wave rangefinder for collimating the excavation wall surface is provided for the spraying device, and when one cycle of excavation is completed, the spraying device is moved along the circumferential direction of the tunnel. Measure the uncut surface shape immediately after excavation by moving the lightwave rangefinder at an arbitrary angle position, data processing this uncut surface shape data by a computer, and draw as a uncut shape line on a computer monitor,
A design sprayed thick shape line is drawn on the inner side of the uncut shape line based on this uncut shape line, and then the shape by the lightwave rangefinder is set at an arbitrary stage or a substantially completed stage during the spraying operation by the spraying device. It is preferable to perform the measurement again and draw this measurement data as the current sprayed thick shape line on the computer monitor.

【００２４】なお、本発明における「吹付け」には、一
般的なモルタルやコンクリート吹付けの他、これらを利
用した各種覆工材料の吹付けを含むものである。The "spraying" in the present invention includes general mortar and concrete spraying as well as spraying of various lining materials using these.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳述する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【００２６】〔装置構成〕図１は本吹付け装置１をＴＢ
Ｍに適用した場合の全体図であり、図２は吹付け装置１
の側面図であり、図３はその正面図である。[Apparatus Configuration] FIG.
FIG. 2 is an overall view when applied to M, and FIG.
3 is a side view thereof, and FIG. 3 is a front view thereof.

【００２７】吹付け装置１（以下、単に吹付け装置とい
う。）は、図１に示されるように、地山を掘削するＴＢ
Ｍ２と、このＴＢＭ２の後方に続く後続台車５と、これ
らＴＢＭ２と後続台車５とを接続する接続設備、具体的
には後述のズリ等搬送設備１１を支持体として設けら
れ、ＴＢＭ２の掘進に追従しながら例えば円形に掘削さ
れた壁面に対し順次吹付材を吹付けするものである。The spraying device 1 (hereinafter, simply referred to as a spraying device) is a TB for excavating the natural ground as shown in FIG.
M2, the trailing carriage 5 following the TBM2, and connection equipment for connecting the TBM2 and the trailing carriage 5, specifically, a transporting equipment 11 such as a slipping machine described later are provided as a support body to follow the excavation of the TBM2. However, for example, the spray material is sequentially sprayed onto the wall surface excavated in a circular shape.

【００２８】まず、ＴＢＭ２は、トンネル長手方向に前
胴２Ａと、中胴２Ｂと、後胴２Ｃとに分かれており、接
合点は屈曲可能となっている。前記中胴２Ｂは前胴２Ａ
から延在される胴体部分と、後胴２Ｃの前端部から延在
される胴体部分との重なり部分となりＴＢＭ２が長手方
向に伸縮自在となっている。前記前胴２Ａの後端部と後
胴２Ｃの前端部との間には複数本のスラストジャッキ３
６，３６…が設けられ、前胴前進時には後胴２Ｃのメイ
ングリッパ３４，３４…を拡張しトンネル坑壁に固定し
た状態で前記スラストジャッキ３６，３６…を伸長さ
せ、後胴前進時には、メイングリッパ３４，３４…の支
持を開放するとともに、前胴２Ａのフロントグリッパ３
５，３５…を拡張してトンネル坑壁に固定した状態で前
記スラストジャッキ３６，３６…を収縮させることによ
り、前胴２Ａと後胴２Ｃとが交互に前進を繰り返すよう
になっている。所謂、スラスト推進である。First, the TBM 2 is divided into a front body 2A, a middle body 2B, and a rear body 2C in the longitudinal direction of the tunnel, and the joining point is bendable. The middle body 2B is the front body 2A
The TBM 2 serves as an overlapping portion of the body portion extending from the front body portion and the body portion extending from the front end portion of the rear body 2C, and the TBM 2 is extendable in the longitudinal direction. A plurality of thrust jacks 3 are provided between the rear end of the front body 2A and the front end of the rear body 2C.
6 are provided, and the thrust jacks 36, 36 ... Are extended while the main grippers 34, 34 of the rear body 2C are expanded and fixed to the tunnel pit wall when the front body moves forward, and the main jacks move when the rear body moves forward. The support of the grippers 34, 34 ... Is released, and the front gripper 3 of the front body 2A is released.
By contracting the thrust jacks 36, 36 in a state in which 5, 35, ... Are expanded and fixed to the tunnel pit wall, the front body 2A and the rear body 2C are alternately alternately advanced. This is so-called thrust propulsion.

【００２９】一方、前記前胴２Ａの前面には複数のカッ
タを備えるカッタヘッド３２が回転自在に設備され、こ
のカッタヘッド３２の背面側には掘削土砂取り込み用の
チャンバ３３が形成されている。この土砂取り込み用チ
ャンバ３３に接続してベルトコンベアを内蔵するガーダ
１１Ａがトンネル後方側に延長され、掘削された土砂を
坑外に搬出するようになっている。前記ガーダ１１Ａの
下面側にはＴＢＭ２の後方部位置を吸込み口として後方
側に連続する集塵装置１１Ｂが一体的に設けられてい
る。本例では前記ガーダ１１Ａおよび集塵装置１１Ｂが
一体としてズリ等搬送設備１１を構成している。On the other hand, a cutter head 32 having a plurality of cutters is rotatably provided on the front surface of the front body 2A, and a chamber 33 for taking in excavated soil is formed on the back side of the cutter head 32. A girder 11A, which is connected to the earth and sand capturing chamber 33 and has a built-in belt conveyor, is extended to the rear side of the tunnel so that the excavated earth and sand can be carried out of the mine. On the lower surface side of the girder 11A, there is integrally provided a dust collector 11B which is continuous to the rear side with the rear portion of the TBM 2 as a suction port. In this example, the girder 11A and the dust collecting device 11B are integrated to constitute a transport facility 11 for slips and the like.

【００３０】一方、吹付け装置１は、図２および図３に
示されるように、前記ズリ等搬送設備１１の集塵装置１
１Ｂの下面に対して、開口を内側に向けて配設された左
右一対の溝型レール１３Ａ、１３Ｂをトンネル長手方向
に沿って固設し、この溝型レール１３Ａ、１３Ｂの溝内
にローラを嵌合させトンネル長手方向に沿って移動自在
とされる走行基体１４を設け、この走行基体１４の下面
側に設けられた垂下ブラケット１５によって周方向レー
ル部材３が固定支持され、この周方向レール部材３に対
して走行自在に搭載されている。On the other hand, the spraying device 1 is, as shown in FIGS. 2 and 3, a dust collecting device 1 of the transfer facility 11 for slips and the like.
A pair of left and right groove type rails 13A and 13B, which are arranged with their openings facing inward, are fixed to the lower surface of 1B along the longitudinal direction of the tunnel, and the rollers are placed in the grooves of these groove type rails 13A and 13B. A traveling base body 14 which is fitted and movable along the longitudinal direction of the tunnel is provided, and the circumferential rail member 3 is fixedly supported by a hanging bracket 15 provided on the lower surface side of the traveling base body 14. It is mounted so that it can run freely with respect to 3.

【００３１】前記周方向レール部材３は、トンネル周方
向壁面Ｈより内側にほぼ一定の離間距離をおいた円軌跡
線に沿って走行体たる前記吹付け装置１をトンネル周方
向に沿って走行させるためのもので、本例ではリング状
に加工されたレール部材が用いられている。なお、本例
では掘削断面形状が円形であるＴＢＭ２に対する適用例
を示したため、周方向レール部材３も円形状としたが、
たとえば複合円断面のトンネルの場合には、この複合ト
ンネル断面形状に合わせてその相似縮小形状に加工され
た周方向レール部材が用いられる。The circumferential rail member 3 causes the spraying device 1, which is a traveling body, to travel along the tunnel circumferential direction along a circular locus line having a substantially constant distance inside the tunnel circumferential wall surface H. This is because the rail member processed into a ring shape is used in this example. In this example, since the application example to the TBM 2 having a circular excavation cross-sectional shape is shown, the circumferential rail member 3 is also circular,
For example, in the case of a tunnel having a composite circular cross section, a circumferential rail member that is processed into a similar reduced shape in accordance with the composite tunnel cross sectional shape is used.

【００３２】また前記周方向レール部材３は、吹付け作
業をトンネル長手方向の所定範囲に亘って連続的に行え
るようにトンネル長手方向に沿って移動可能となってい
る。図２に示されるように、溝型レール１３Ａ、１３Ｂ
の前側端部と後側端部とにそれぞれスプロケット１８
Ａ、１８Ｂを支持するスプロケットブラケット１６Ａ、
１６Ｂを配設固定するとともに、走行基体１４の前側お
よび後側にそれぞれギヤ固定具１７Ａ、１７Ｂを固定
し、前記ギヤ固定具１７Ａに一端を固定したチェーン１
９を前記スプロケット１８Ａ、１８Ｂを回して他方のギ
ア固定具１７Ｂに連結固定し、かつ一方のスプロケット
ブラケット１６Ｂの下面側にモータ支持台２１を固定支
持し、これに固定支持された縦行用モータ２０の原動ス
プロケット２０ａと前記スプロケット１８Ｂとの間に伝
動チェーン２２を巻回し、縦行用モータ２０の原動軸を
正逆方向に夫々回転させることによって走行基体１４と
共に周方向レール部材３をトンネル長手方向に移動可能
としている。本例では、前記走行基体１４は溝型レール
１３Ａ、１３Ｂに沿ってＴＢＭ２の１サイクル掘進距離
（１２００mm）の２倍程度の距離、具体的には２５００
mmの範囲に亘って走行自在となっている。The circumferential rail member 3 is movable along the tunnel longitudinal direction so that the spraying operation can be continuously performed over a predetermined range in the tunnel longitudinal direction. As shown in FIG. 2, grooved rails 13A, 13B
Of the sprocket 18 at the front end and the rear end of the
Sprocket bracket 16A for supporting A and 18B,
A chain 1 in which 16B is arranged and fixed, gear fixing devices 17A and 17B are fixed to the front side and the rear side of the traveling base 14, and one end is fixed to the gear fixing device 17A.
9 is connected to and fixed to the other gear fixture 17B by rotating the sprockets 18A and 18B, and the motor support base 21 is fixedly supported on the lower surface side of the one sprocket bracket 16B, and the vertical movement motor fixedly supported by the motor support base 21. A transmission chain 22 is wound between the driving sprocket 20a of 20 and the sprocket 18B, and the driving shaft of the longitudinal motor 20 is rotated in the forward and reverse directions respectively, so that the circumferential rail member 3 together with the traveling base 14 is tunneled longitudinally. It can be moved in any direction. In the present example, the traveling base 14 is a distance along the groove-shaped rails 13A and 13B which is about twice as long as the one-cycle excavation distance (1200 mm) of the TBM 2, specifically 2500.
It can run freely over the range of mm.

【００３３】前記周方向レール部材３に搭載される吹付
け装置１は、詳細には図４および図５に示されるよう
に、装置本体２３の走行部に、周方向レール部材３の内
面側に接触する駆動ピニオンギア２４と、周方向レール
部材３の外面側に接触する押えローラ２５Ａ、２５Ｂと
を備え、周方向レール部材３を前記駆動ピニオンギア２
４と押えローラ２５Ａ、２５Ｂとによって周方向レール
部材３を挟み付けることによって支持されるようになっ
ており、前記駆動ピニオンギア２４と周方向レール部材
３の内面に形成されたラックギア３ａとが歯合し、旋回
用モータ２６によって前記駆動ピニオンギア２４が回転
されることによって周方向レール部材３に沿って移動自
在となっている。The spraying device 1 mounted on the circumferential rail member 3 is, as shown in detail in FIGS. 4 and 5, on the running portion of the device main body 23 and on the inner surface side of the circumferential rail member 3. The drive pinion gear 24 that comes into contact with the pressing rails 25A and 25B that comes into contact with the outer surface of the circumferential rail member 3 are provided.
4 and pressing rollers 25A and 25B sandwich and support the circumferential rail member 3, and the drive pinion gear 24 and the rack gear 3a formed on the inner surface of the circumferential rail member 3 are toothed. When the drive pinion gear 24 is rotated by the turning motor 26, the drive pinion gear 24 is movable along the circumferential rail member 3.

【００３４】吹付けノズル４０を保持するノズルホルダ
２８は、吹付け角制御用シリンダ２７によって後端が支
持され、吹付けノズル４０の吹付け角度を任意角度に調
整できるようになっているとともに、ノズルホルダ２８
の後方上面には揺動杆２９が上方側に突出して設けられ
ており、モータ３０によって回転されるギア３１の回転
運動を前記揺動杆２９の直進往復動作に変換することに
よってノズルホルダ２８を連続的に揺動動作させ、吹付
け装置１の１ライン走行によって吹付材を所定幅Ｓで吹
付けできるようになっている。前記走行基体１４の後側
上部位置には前記吹付けノズル４０に接続される吹付け
材供給ホース３９を支持するホース支持フレーム３７が
配設され、さらに前記走行基体１４の上方側でかつ周方
向レール部材３の内側には、吹付け材のリバウンドがズ
リ等搬出設備１１に付着するのを防止するために略円筒
状の防護カバー３８が設けられている。The nozzle holder 28 for holding the spray nozzle 40 has its rear end supported by the spray angle control cylinder 27, so that the spray angle of the spray nozzle 40 can be adjusted to an arbitrary angle. Nozzle holder 28
A swing rod 29 is provided on the rear upper surface of the nozzle so as to project upward, and the nozzle holder 28 is moved by converting the rotational movement of the gear 31 rotated by the motor 30 into a rectilinear reciprocating motion of the swing rod 29. The spraying material can be sprayed with a predetermined width S by the continuous swinging operation and the traveling of the spraying device 1 in one line. A hose support frame 37 for supporting a spray material supply hose 39 connected to the spray nozzle 40 is disposed at a rear upper position of the traveling base 14, and is above the traveling base 14 and in the circumferential direction. Inside the rail member 3, a substantially cylindrical protective cover 38 is provided in order to prevent rebound of the spray material from adhering to the carry-out facility 11 such as slip.

【００３５】上記吹付け装置１に対しては、レーザー距
離測定器６が設けられ、吹付け作業に併行して吹付け厚
測定が行えるようになっている。前記レーザー距離測定
器６は、詳細には図６及び図７に示されるように、レー
ザー発射口４２ａを開口とする収納函体４２内にレーザ
ー測距儀４３を収納するとともに、エアシリンダ４４に
よって任意時に前記レーザー発射口４２ａを蓋体４５に
よって開閉自在としたものである。また、前記収納函体
４２の後部側にエア流入口４２ｂを設けるとともに、エ
ア供給ホース４６ａを接続して、少なくとも距離測定中
は収納函体４２内にエアを供給するようにしている。供
給されたエアは、前記レーザー発射口部４２ａより外部
に流出する空気流れとなってリバウンドによって飛散し
たコンクリート・モルタル粉塵や塵埃が収納函体４２の
内部に侵入するのを防止するようになっている。これに
より、レーザー測距儀４３による計測が常に良好な状態
で行われるようになる。A laser distance measuring device 6 is provided for the spraying device 1 so that the spraying thickness can be measured in parallel with the spraying work. As shown in detail in FIGS. 6 and 7, the laser distance measuring device 6 accommodates a laser range finder 43 in a storage box 42 having a laser emission port 42a as an opening, and an air cylinder 44. The laser emitting port 42a can be freely opened and closed by the lid 45 at any time. In addition, an air inlet 42b is provided on the rear side of the storage box 42, and an air supply hose 46a is connected to supply air into the storage box 42 at least during distance measurement. The supplied air becomes an air flow that flows out from the laser emission port 42a to prevent the concrete / mortar dust and dust scattered by the rebound from entering the inside of the storage box 42. There is. As a result, the measurement by the laser range finder 43 is always performed in a good state.

【００３６】前記エアシリンダ４４およびエア流入口４
２ｂに対するエア供給は、エア供給元ホース４６を途中
で２つに分岐させ、一方のエア供給ホース４６ａを前記
エア流入口４２ｂに接続し、他方のエア供給ホース４６
ｂをエアシリンダ４４に接続するようにし、それぞれの
エア供給路中間に設けた電磁弁４７ａ、４７ｂによりエ
ア供給・エア停止が制御されるようになっている。な
お、前記エアシリンダ４４は内設されたスプリング４４
ａによってピストン４４ｂが外方に付勢された構造のシ
リンダであり、エアを供給しスプリング４４ａを収縮さ
せることにより蓋体４５の閉鎖が行われるようになって
いる。蓋体４５の開閉制御としては、たとえば吹付け作
業時や水洗い作業時にはエアを供給することにより蓋体
４５を閉めるようにすれば、リバウンドしたモルタルや
コンクリートが収納函体４２内部に流入するのを完全に
防止できるようになる。The air cylinder 44 and the air inlet 4
For air supply to 2b, the air supply source hose 46 is branched into two in the middle, one air supply hose 46a is connected to the air inlet 42b, and the other air supply hose 46 is connected.
b is connected to the air cylinder 44, and air supply / air stop is controlled by electromagnetic valves 47a and 47b provided in the middle of the air supply paths. The air cylinder 44 has a spring 44 installed therein.
The cylinder 44 is structured such that the piston 44b is biased outward by a, and the lid 45 is closed by supplying air to contract the spring 44a. As the opening / closing control of the lid 45, for example, when the lid 45 is closed by supplying air during a spraying operation or a water washing operation, the rebound mortar or concrete is prevented from flowing into the storage box 42. You will be able to prevent it completely.

【００３７】実際の吹付け厚測定に当たっては、図８に
示されるように、先ず測定断面毎に測定角度ピッチを制
御器に入力しておき、吹付け前に掘削完了後の素掘面に
対して前記吹付け装置１をトンネル周回りに旋回させて
前記測定角度ピッチ位置で停止させてトンネル周回りに
沿った素掘面の形状計測を行うか、または旋回移動させ
ながら素掘面の形状計測を行うようにする。旋回移動さ
せながら形状計測を行う場合には、測点間隔を小さく設
定する事により実際の断面形状に近似した断面形状デー
タが得られるようになるとともに、多くの計測点を短時
間に計測できるようになる。In the actual measurement of the spray thickness, as shown in FIG. 8, first, the measurement angle pitch is input to the controller for each measurement cross section, and the uncut surface after the excavation is completed before spraying. The spraying device 1 is swung around the circumference of the tunnel and stopped at the measurement angle pitch position to measure the shape of the uncut surface along the circumference of the tunnel, or the shape of the uncut surface is swung and moved. To do. When performing shape measurement while rotating, it is possible to obtain cross-sectional shape data that approximates the actual cross-sectional shape by setting a small measurement point interval, and to measure many measurement points in a short time. become.

【００３８】この素掘計測データは、コンピューター５
０に送られた後、データ処理が行われ、図９に示される
ように、コンピューターモニタ５０Ａ上に素掘形状線５
１として描画されるとともに、この素掘形状線５１に基
づいてその内側に設計吹付け形状線５２が描画されるよ
うになっている。また、吹付け装置１の位置も同時にコ
ンピューターモニタ５０Ａ上に表示されるようになって
いる。This raw excavation measurement data is stored in the computer 5
0, the data processing is performed, and as shown in FIG. 9, the excavation shape line 5 is displayed on the computer monitor 50A.
1 is drawn, and the design sprayed shape line 52 is drawn on the inside based on the uncut shape line 51. Further, the position of the spraying device 1 is also displayed on the computer monitor 50A at the same time.

【００３９】上記素掘形状計測が完了したならば、次い
で吹付け装置１を稼働しコンクリート、モルタル等の吹
付け作業を開始する。吹付け開始操作は、後述するよう
に、吹付け用グラウトポンプのシーケンサと、吹付け装
置１の移動制御用シーケンサとをデータリンクさせるこ
とにより、１つの始動ボタンを押すと、吹付け用グラウ
トポンプが始動するとともに、吹付けノズル４０から吹
付材が吐出された時点で吹付け装置１が移動を開始する
ようになっている。When the above-mentioned measurement of the unearthed shape is completed, then the spraying device 1 is operated to start the spraying work of concrete, mortar and the like. As will be described later, the spraying start operation is carried out by data linking the sequencer of the spraying grout pump and the sequencer for the movement control of the spraying device 1 so that when one start button is pressed, the spraying grout pump is pressed. Is started, and the spraying device 1 starts to move when the spraying material is discharged from the spraying nozzle 40.

【００４０】その後、吹付け途中の任意段階または吹付
け完了段階で素掘面の計測位置と同角度位置で吹付け面
に対する現吹付け厚測定を行う。この形状計測データは
前記素掘形状計測と同様にコンピューター５０によって
データ処理され、コンピューターモニタ５０Ａ上に現吹
付け厚形状線５３として描画される。Thereafter, at the arbitrary stage in the middle of spraying or at the stage of completion of spraying, the current sprayed thickness of the sprayed surface is measured at the same angle position as the measurement position of the uncut surface. This shape measurement data is subjected to data processing by the computer 50 as in the case of the above-mentioned uncut shape measurement, and is drawn as the current sprayed thick shape line 53 on the computer monitor 50A.

【００４１】操縦者は、コンピューターモニタ５０Ａ上
に表示された３本の形状線、すなわち素掘形状線５１，
設計吹付け厚形状線５２および現吹付け厚形状線５３に
より現吹付け状況を把握することができるようになる。The operator operates the three shape lines displayed on the computer monitor 50A, that is, the unearthed shape lines 51,
The current spraying condition can be grasped by the design spraying thickness shape line 52 and the current spraying thickness shape line 53.

【００４２】図９に示されるように、吹付け作業のほぼ
完了時点で、設計吹付け厚に対して余掘、剥落などの不
連続箇所が存在するため、部分的に吹付け厚が足らない
ような状況が生じているならば、コンピューターモニタ
５０Ａ上に描画された設計吹付け厚形状線５２と現吹付
け厚形状線５３とを比較しながら設計吹付け厚に足らな
いエリア部分を増厚するように吹付け装置１を移動制御
して吹付けを行い、トンネル周方向の全周に亘って設計
吹付け厚通りにコンクリートまたはモルタル等の吹付け
作業を行う。As shown in FIG. 9, when the spraying work is almost completed, there are discontinuous portions such as overburden and flaking with respect to the design spraying thickness, so the spraying thickness is partially insufficient. If such a situation arises, comparing the design sprayed thickness shape line 52 and the current sprayed thickness shape line 53 drawn on the computer monitor 50A, thickening the area portion which is less than the design sprayed thickness. As described above, the spraying device 1 is moved and controlled to perform spraying, and concrete or mortar is sprayed over the entire circumference in the tunnel circumferential direction according to the design spray thickness.

【００４３】〔吹付け装置１の移動制御等〕図１０は、
吹付け装置１を移動制御するために、ＴＢＭ２の位置情
報、具体的にはＴＢＭ２のヘッド位置座標およびテール
位置座標を測定するとともに、ＴＢＭ２の掘進速度情報
を測定するための機器類の配置概念図である。[Movement Control of Spraying Device 1] FIG.
In order to control the movement of the spraying device 1, the position information of the TBM 2, specifically, the head position coordinate and the tail position coordinate of the TBM 2 are measured, and an arrangement conceptual diagram of devices for measuring the excavation speed information of the TBM 2. Is.

【００４４】（ＴＢＭ位置座標等の測定）本例では、Ｔ
ＢＭ２の後胴２Ｃ内部に、２つの視準ターゲット６０
Ａ、６０Ｂを配設するとともに、後胴２Ｃの方位角を計
測するためのジャイロコンパス６１を配置し、かつスラ
ストジャッキ３６，３６にストローク計を設置し、ジャ
ッキの伸長長さおよび伸長速度を測定できるようにして
いる。(Measurement of TBM Position Coordinates) In this example, T
Inside the rear body 2C of the BM2, two collimating targets 60
A and 60B are arranged, a gyro compass 61 for measuring the azimuth angle of the rear body 2C is arranged, and a stroke meter is installed on the thrust jacks 36, 36 to measure the extension length and extension speed of the jack. I am able to do it.

【００４５】一方、ＴＢＭ２の後方側に、前記視準ター
ゲット６０Ａ、６０Ｂまでの距離および視準ターゲット
６０Ａと視準ターゲット６０Ｂとを結ぶ方位角を計測す
るための光波測距儀６３を配置するとともに、前記光波
測距儀６３のさらに後方の既知座標位置に視準バックタ
ーゲット６４を設置している。なお、この視準バックタ
ーゲット６４についても２個配置とするのが望ましい。On the other hand, on the rear side of the TBM 2, an optical distance measuring device 63 is arranged for measuring the distance to the collimation targets 60A and 60B and the azimuth angle connecting the collimation targets 60A and 60B. A collimation back target 64 is installed at a known coordinate position further behind the light-wave rangefinder 63. It is desirable that two collimation back targets 64 are also arranged.

【００４６】前記光波測距儀６３の位置座標は、座標が
既知の図示されない坑道内のベンチマークおよび後方側
に設置された前記視準バックターゲット６４を視準する
ことにより特定されるようになっている。前記光波測距
儀６３としてはリアルタイムで計測を続行するように自
動追尾式のものを用いるようにするのがよい。なお、６
２はＴＢＭ２の標高を計測するためのレベル計、６５は
ジャイロコンパス用コントロールボックスであり、６６
はジャイロ用インターフェイス、６７は通信用インター
フェイス、６８は視準ターゲット用インターフェイスで
ある。The position coordinates of the optical range finder 63 can be specified by collimating a benchmark in a tunnel (not shown) whose coordinates are known and the collimation back target 64 installed on the rear side. There is. As the lightwave distance measuring device 63, it is preferable to use an automatic tracking type so as to continue the measurement in real time. 6
2 is a level meter for measuring the altitude of TBM2, 65 is a gyro compass control box, 66
Is a gyro interface, 67 is a communication interface, and 68 is a collimation target interface.

【００４７】測量方法としては、幾つかの方法が考えら
れるが、先ず第１の方法は、図１１に示されるように、
光波測距儀６３からＴＢＭ後胴２Ｃ内の２つの視準ター
ゲット６０Ａ、６０Ｂを視準し、これら視準ターゲット
６０Ａ、６０Ｂ位置の座標を特定することによりヘッド
位置座標およびテール位置座標を求める。具体的には、
前記視準ターゲット６０Ａ、６０Ｂの相対的位置関係は
既知であるから、視準ターゲット６０Ａ、６０Ｂの座標
が測定されればこれより後胴２Ｃの方位角が求まる。ま
た、後胴２Ｃの前端部座標（ｂ）および後端部座標ｃの
一方を幾何計算により求め、後胴２Ｃの寸法と後胴方位
角から前端部座標（ｂ）および後端部座標ｃの他方の座
標を求める。なお、後胴２Ｃの前端部座標（ｂ）および
後端部座標ｃの両方を幾何計算から求めるようにしても
よい。There are several possible surveying methods, but the first method is as shown in FIG.
The head position coordinates and the tail position coordinates are obtained by collimating the two collimation targets 60A and 60B in the TBM rear torso 2C from the light wave distance measuring device 63 and specifying the coordinates of the collimation targets 60A and 60B. In particular,
Since the relative positional relationship between the collimation targets 60A and 60B is known, if the coordinates of the collimation targets 60A and 60B are measured, the azimuth angle of the rear torso 2C can be obtained. Further, one of the front end coordinate (b) and the rear end coordinate c of the rear body 2C is obtained by geometric calculation, and the front end coordinate (b) and the rear end coordinate c are calculated from the size and the rear body azimuth of the rear body 2C. Find the other coordinate. Note that both the front end coordinates (b) and the rear end coordinates c of the rear body 2C may be obtained by geometric calculation.

【００４８】次ぎに、後胴２Ｃの前端部座標（ｂ）を基
準として、スラストジャッキ３６，３６…のストローク
長から前胴２Ａの後端部座標ｂが求まると共に、各々の
スラストジャッキ３６，３６…の差から前胴２Ａの方位
角が求まる。前胴２Ａは剛体であるため、幾何計算から
前胴２Ａの前端部座標ａが求まる。Next, based on the front end coordinates (b) of the rear body 2C, the rear end coordinates b of the front body 2A are obtained from the stroke lengths of the thrust jacks 36, 36 ... And the respective thrust jacks 36, 36. The azimuth angle of the front torso 2A is obtained from the difference. Since the front body 2A is a rigid body, the front end coordinates a of the front body 2A can be obtained from geometric calculation.

【００４９】次いで、第２の方法は、図１２に示される
ように、光波測距儀６３からＴＢＭ後胴２Ｃ内の２つの
視準ターゲット６０Ａ、６０Ｂの内の一方のみを視準す
るとともに、ジャイロコンパス６１により後胴方位角を
得るようにする方法である。ＴＢＭ内での相対座標が既
知の視準ターゲット６０Ａ（６０Ｂ）と方位角が既知と
なれば後胴２Ｃの前端部座標（ｂ）および後端部座標ｃ
の座標が幾何計算により求まる。後は第１の方法と同様
に、スラストジャッキ３６，３６…のストローク計測お
よび幾何計算から前胴２Ａの前端部座標ａが求まる。Next, as shown in FIG. 12, the second method collimates only one of the two collimation targets 60A and 60B in the TBM rear trunk 2C from the optical rangefinder 63, and This is a method of obtaining the rear body azimuth angle by the gyro compass 61. If the collimation target 60A (60B) whose relative coordinates in the TBM are known and the azimuth angle are known, the front end coordinates (b) and the rear end coordinates c of the rear trunk 2C are obtained.
The coordinates of are obtained by geometric calculation. After that, as in the first method, the front end coordinate a of the front body 2A is obtained from the stroke measurement and geometric calculation of the thrust jacks 36, 36 ...

【００５０】上記第１の方法は２点の視準ターゲット６
０Ａ、６０Ｂを光波測距儀６３により順に視準する必要
があり、第２の方法は１回の視準で足りる点で両者は異
なる。言わば、第１の方法は相対的に測量に時間が掛か
るが２点を視準するため測量精度が向上する点でＴＢＭ
停止中の測量方法として好適に採用され、他方の第２の
方法は１回の視準で測量を終えることが出来るため、予
期しない測量誤差原因を取り除くことが出来るようにな
る点でＴＢＭ掘進中の測量方法として好適に採用され
る。The first method is the two collimation targets 6
It is necessary to collimate 0A and 60B in order by the light wave distance measuring device 63, and the second method is different in that one collimation is sufficient. In other words, the first method requires a relatively long time for surveying, but since the two points are collimated, the surveying accuracy is improved.
It is suitable for use as a surveying method while stopped, and the second method, which is the other method, can finish surveying with a single collimation, thus eliminating the cause of unexpected surveying errors. It is suitable for use as a surveying method.

【００５１】なお、上記方法は基本的にはトンネル断面
径が小さく、前胴を直接視準できない条件の下での測量
方法を示したものであり、直接的に前胴２Ａ内が視準で
きる場合には、前胴２Ａ内に視準ターゲットやジャイロ
コンパスを設置して前胴前端部座標ａや前胴方位角を求
めるようにしてもよい。The above method is basically a survey method under the condition that the tunnel cross-sectional diameter is small and the front torso cannot be directly collimated, and the inside of the front torso 2A can be directly collimated. In this case, a collimation target or a gyro compass may be installed in the front body 2A to obtain the front body front end coordinate a and the front body azimuth angle.

【００５２】上記した計測に基づいて得られたＴＢＭ位
置情報データおよびスラストストローク計測による掘進
速度データは、通信インターフェイスを通じて吹付け装
置１の制御部に送られるとともに、坑内制御室に設置さ
れた監視モニタ７１および中央監視室の管理コンピュー
ター７０に送られるようになっている。The TBM position information data obtained based on the above-mentioned measurement and the excavation speed data obtained by the thrust stroke measurement are sent to the control section of the spraying apparatus 1 through the communication interface, and the monitoring monitor installed in the underground control room. 71 and the management computer 70 of the central monitoring room.

【００５３】一方、吹付け装置１の位置座標は、ＴＢＭ
２の土砂取り込み用チャンバ３３にズリ等搬送設備１１
が接続され、かつ吹付け装置１がＴＢＭ２の後方にてズ
リ等搬送設備１１に固定されているため、前胴２Ａの前
端部座標ａが既知とされていれば、吹付け装置１の走行
範囲内に設定した任意の基準位置座標、例えば吹付け装
置１の走行基体１４が最後部に位置した際の座標が計算
より求まる。On the other hand, the position coordinate of the spraying device 1 is TBM.
A transport facility 11 such as a slitter is installed in the second chamber 33 for taking in sediment.
Is connected, and since the spraying device 1 is fixed to the transfer facility 11 such as the rear part of the TBM 2, if the front end coordinates a of the front body 2A are known, the traveling range of the spraying device 1 Arbitrary reference position coordinates set inside, for example, coordinates when the traveling base body 14 of the spraying device 1 is located at the rearmost portion can be obtained by calculation.

【００５４】また、吹付け装置１においては、走行基体
１４を溝型レール１３Ａ、１３Ｂに沿って移動させる縦
行用モータ２０に対してロータリーエンコーダを取付
け、パルス信号の回数を読み取ることにより縦行距離が
計測できるようになっているとともに、吹付け装置１を
周方向レール３に沿って移動させる旋回用モータ２６に
対してロータリーエンコーダを取り付けることにより周
方向レール３に沿った旋回距離が計測できるようになっ
ている。したがって、吹付け装置１の位置が座標的に把
握できるようになっている。なお、ＴＢＭ２の位置情報
および吹付け装置１の位置情報は、相対座標では相互の
関係が不明瞭になるため、絶対座標系にて行うようにす
る。Further, in the spraying apparatus 1, a rotary encoder is attached to the vertical motor 20 for moving the traveling base 14 along the groove type rails 13A and 13B, and the vertical direction is read by reading the number of pulse signals. The distance can be measured, and the turning distance along the circumferential rail 3 can be measured by attaching a rotary encoder to the turning motor 26 that moves the spraying device 1 along the circumferential rail 3. It is like this. Therefore, the position of the spraying device 1 can be grasped coordinately. It should be noted that the positional information of the TBM 2 and the positional information of the spraying device 1 are made to be in an absolute coordinate system because their mutual relationship becomes unclear in relative coordinates.

【００５５】また、前記各モータ２０，２６に取り付け
たロータリーエンコーダのみでは誤差が累積されるよう
になるため、所定位置、たとえば走行基体１４が溝型レ
ール１３Ａ、１３Ｂの最後部に位置した時には自動的に
リセットを行うようになっている。Further, since errors are accumulated only with the rotary encoders attached to the motors 20 and 26, when the traveling base 14 is positioned at the rear end of the groove type rails 13A and 13B, the error is automatically accumulated. It is designed to be reset.

【００５６】（吹付け手順・吹付けパターンおよび吹付
け装置１の移動制御）吹付け装置１の制御器は、前述し
たＴＢＭ２のヘッド位置座標、テール位置座標および掘
進速度情報を受け取り、これらのＴＢＭ位置情報と自己
座標との関係に基づいて吹付け装置１の前後進動作およ
び旋回動作を制御する。(Blowing Procedure / Blowing Pattern and Movement Control of the Blowing Device 1) The controller of the blowing device 1 receives the head position coordinate, the tail position coordinate, and the excavation speed information of the TBM 2 described above, and receives these TBMs. The forward / backward movement and the turning movement of the spraying device 1 are controlled based on the relationship between the position information and the own coordinates.

【００５７】以下、具体的に図１３〜図１８を参照しな
がら吹付け手順・吹付けパターンおよび移動制御につい
て詳述すると、ＴＢＭ２の後方側に連行するずり鋼車に
連結したリフトタンク（吹付材料運搬車）をＴＢＭ後続
台車最後部付近で切り離し、坑内に配置しているバッテ
リーロコにて先頭の後続台車位置まで移動させる。The spraying procedure, spraying pattern, and movement control will be described in detail below with reference to FIGS. 13 to 18 in detail. A lift tank (spraying material) connected to a shear steel wheel that is carried to the rear side of the TBM 2 will be described. (Transport vehicle) is cut off near the end of the TBM trailing truck, and moved to the beginning of the trailing truck using the battery locomotive located inside the mine.

【００５８】吹付け装置１は、ＴＢＭ２のスラストジャ
ッキ３６，３６…の全伸び時（１サイクル掘進の完了
時）には溝型レール１３Ａ、１３Ｂの最後部位置に待機
させておく。この状態が図１８（Ａ）である。この状態
からＴＢＭ２はスラストジャッキ３６，３６…を収縮さ
せ、すなわち後胴２Ｃを前進させて次のサイクル掘進の
準備に入る。一回のストローク伸縮長さは、本例では１
サイクル掘進長に相当する１２００mmである。図１８
（Ｂ）に示されるように、後胴２Ｃが１２００mm分だけ
前進したならば、この前進長に相当する１２００mm長さ
範囲に亘って掘削素掘面が露出することになり、この範
囲を１回の吹付け対象区間として吹付けが行われる。な
お、ＴＢＭテール部との間には干渉防止のために、常時
３００mmのクリアランスが確保されるようになってい
る。The spraying device 1 is made to stand by at the rearmost position of the groove type rails 13A, 13B when the thrust jacks 36, 36 ... Of the TBM 2 are fully extended (when one cycle excavation is completed). This state is shown in FIG. From this state, the TBM 2 contracts the thrust jacks 36, 36, ... That is, advances the rear body 2C and prepares for the next cycle excavation. Stroke expansion / contraction length per stroke is 1 in this example.
It is 1200 mm, which is equivalent to the cycle length. FIG.
As shown in (B), if the rear body 2C advances by 1200 mm, the excavation excavation surface is exposed over a 1200 mm length range corresponding to this advance length, and this range is once The spraying is performed as the spraying target section. In addition, a clearance of 300 mm is always secured between the TBM tail portion and the TBM tail portion to prevent interference.

【００５９】吹付け装置１は、前回の吹付け完了位置を
座標として記憶しており、この位置まで自動的に前進す
るとともに、ＴＢＭ２からテール部位置情報を受け取る
ことにより、これから吹付け可能な距離を自動判断する
ようになっている。また、ＴＢＭ２の位置情報の取得に
基づいて吹付け装置１の自己座標を補正することによ
り、ＴＢＭ２の掘進により吹付け装置１に位置変化があ
っても前回の吹付け終了座標位置から常に吹付けを開始
できるようになっている。The spraying device 1 stores the previous spraying completion position as coordinates, and automatically moves forward to this position, and by receiving the tail position information from the TBM 2, the spraying possible distance from this point onward. Is automatically determined. Further, by correcting the self-coordinates of the spraying device 1 based on the acquisition of the position information of the TBM 2, even if the spraying device 1 changes its position due to the excavation of the TBM 2, the spraying is always performed from the previous spraying end coordinate position. Is ready to start.

【００６０】掘削完了後の素掘面には、掘削による掘削
カスやヘドロが付着しているため、吹付けポンプにより
吹付材の吹付けを行う前に素掘面の水洗いを行う。掘削
面の水洗いを終えた吹付け装置１は、吹付け対象区間
（前記１２００mm区間）の略中央位置、または複数断面
位置にて吹付け装置１を周方向レール３に沿って旋回さ
せ、所定の角度ピッチ間隔でまたは旋回移動させながら
素掘面形状の測定を行う。測定断面位置数は、均一断面
の場合には測定箇所は１断面でもよいが、不連続断面な
どの場合には複数断面を計測するのが望ましい。Since excavated debris and sludge from the excavation are adhered to the excavated surface after completion of excavation, the excavated material is washed with water before spraying the spray material with the spray pump. After spraying the excavated surface with water, the spraying device 1 swirls the spraying device 1 along the circumferential rail 3 at a substantially central position of the spray target section (the 1200 mm section), or at a plurality of cross-section positions, and performs a predetermined operation. The uncut surface shape is measured at angular pitch intervals or while rotating. In the case of a uniform cross section, the number of measurement cross section positions may be one, but in the case of a discontinuous cross section, it is desirable to measure a plurality of cross sections.

【００６１】この素掘面形状計測のデータは前述したよ
うに、コンピューター５０によって処理され、モニタ５
０Ａ上に素掘形状線５１として描画されるとともに、設
計吹付け厚形状線５２がその内側に描画される。As described above, the data of this surface excavation surface shape measurement is processed by the computer 50, and the monitor 5
A design blast thick shape line 52 is drawn on the inner side of the design sprayed shape line 51 on the 0A.

【００６２】なお、素掘面〜吹付け厚計測に当たって
は、掘削の蛇行や曲線施工箇所等では余掘が生じて吹付
け装置１の回転中心位置がトンネル掘削断面中心から偏
心していることがあるため、トンネル横断面内での吹付
け装置１の回転中心位置座標Ｏ _Ｆ（図１７参照）をＴＢ
Ｍ２の位置座標から幾何計算によって特定するととも
に、素掘形状計測によって得られたデータに基づいてト
ンネル掘削断面の中心Ｏ_Ｔを仮想演算により求め両者を
比較する。両者の間に偏心が生じているならば、たとえ
ばトンネル高さ方向中心ラインより下半部は余掘がない
と仮定して、吹付け装置１の回転中心位置座標Ｏ_Ｆを通
る水平ライン上における左右両側での計測値ａＲ、ａＬ
と、回転範囲内における端部位置（斜め下方向視準位
置）における左右両側での計測値ｂＲ、ｂＬより鉛直方
向ズレと水平方向ズレを計算し、それぞれの偏心量をプ
ログラム上で補正するようにしている。なお、硬岩で余
掘がない場合は直接、天端までの鉛直距離で補正するよ
うにしてもよい。In the measurement of the bare surface to the spray thickness,
Is sprayed due to over-excavation at the meandering of excavation or curved construction site.
The rotation center position of the cage device 1 is deviated from the center of the tunnel excavation cross section.
Spraying in the tunnel cross section
Rotation center position coordinate O of the scale device 1 _FTB (see Figure 17)
When specified by geometric calculation from the position coordinates of M2
In addition, based on the data obtained by
Center of tunnel section O_TIs calculated by virtual calculation
Compare. If there is an eccentricity between the two, even if
For example, there is no excess excavation in the lower half of the tunnel height direction center line.
Assuming that, the rotation center position coordinate O of the spraying device 1_FThrough
Measurement values aR and aL on both left and right sides on the horizontal line
And the end position in the rotation range (diagonal downward sight level)
Vertical direction from the measured values bR and bL on both left and right
Calculate the offset and horizontal offset, and set the amount of eccentricity.
I am trying to correct it on the program. In addition, hard rock
If there is no digging, it will be corrected directly by the vertical distance to the top.
You may ask.

【００６３】水洗いおよび素掘面形状計測を終えたなら
ば、前記前回の吹付け完了位置に戻り、この位置からコ
ンクリート、モルタルなどの吹付けを開始する。When the washing with water and the measurement of the surface profile are completed, the spraying is completed at the previous spraying completion position, and spraying of concrete, mortar, etc. is started from this position.

【００６４】吹付けは、旋回用モータ２６による旋回移
動と共に、１旋回当たり前進距離を制御しながら前記縦
行用モータ２０による前進移動を行い、ジグザグ状に走
行させるようにする。具体的には、吹付け装置１をトン
ネル周方向に左右交互に移動させるとともに、１旋回毎
（トンネル周方向の移動可能範囲における一方側端部か
ら他方側端部までの移動）の前進距離Ｌ_Ｖが吹付け幅Ｓ
のほぼ１／ｎ（ｎ；０以外の偶数）となるように前記吹
付け装置１の前進速度を制御するようにする。このよう
な吹付けパターン（第１吹付けパターン例）を採用する
ことにより、走行過程で部分的に他よりも多層吹きされ
る部分がなくなり、吹付け対象区間の全面に対して均一
に吹付けできるようになる。For the spraying, the motor 26 for turning is used for the turning movement, while the forward moving distance for each turning is controlled while the forward movement is made by the motor 20 for vertical movement so as to travel in a zigzag manner. Specifically, the spraying device 1 is alternately moved to the left and right in the tunnel circumferential direction, and the forward movement distance L for each turn (movement from one end to the other end in the movable range in the tunnel circumferential direction). _V is the spray width S
The forward speed of the spraying device 1 is controlled so as to be approximately 1 / n (n; an even number other than 0). By adopting such a spraying pattern (example of the first spraying pattern), there is no part where the multilayer spray is carried out more than the other part in the traveling process, and the spraying is uniformly performed on the entire surface of the spraying target section. become able to.

【００６５】具体的に、図１３（吹付け面の展開図）に
示される吹付けパターンは、１旋回毎の前進距離Ｌ_Ｖが
吹付け幅のほぼ１／２となるように前進速度を制御した
ものであり、旋回時に前旋回時に吹付けの完了した平行
四辺形状の吹付け完了エリアの内、三角形状の１／２面
積部分が重なりをもって吹付けされるため２層吹きが可
能となる。Specifically, in the spraying pattern shown in FIG. 13 (developed view of the spraying surface), the forward speed is controlled so that the forward distance L _{V for} each turning is approximately ½ of the spraying width. In the case of the turning, the triangular-shaped ½ area portion of the spraying completed area of the parallelogram shape, which has been sprayed at the time of the previous turning, is sprayed with an overlap so that two-layer spraying is possible.

【００６６】また、図１４に示される吹付けパターン
は、１旋回毎の前進距離Ｌ_Ｖが吹付け幅のほぼ１／４と
なるように前進速度を制御したもので、１走行軌跡で吹
付けされる平行四辺形の吹付けエリアの内、４つの三角
形部分が順に旋回を繰り返す過程で均一に４層吹きされ
るようになる。Further, the spraying pattern shown in FIG. 14 is one in which the forward speed is controlled so that the forward distance L _{V for} each turning becomes approximately ¼ of the spraying width. Of the parallelogram spraying area, four triangular portions are uniformly sprayed in four layers in the process of repeating the turn.

【００６７】ところで、上記のように吹付け装置１の１
旋回毎の前進距離Ｌ_Ｖを吹付け幅のほぼ１／（ｎ＝2,4,
6…）というように、ｎを０以外の偶数とした場合に
は、均一に多層吹きされるのに対して、前記ｎが奇数の
場合には、三角形部分の内、n+1層吹きされる部分と、n
-1層吹きされる部分とが出来てしまうことになる。たと
えば、図１５に示される吹付けパターンは１旋回毎の前
進距離Ｌ_Ｖを吹付け幅の１／３とした場合の吹付けパタ
ーン図であるが、三角形領域は２層吹きとなり、三角
形領域は４層吹きとなってしまう。By the way, as described above, 1 of the spraying device 1 is used.
The forward distance L _V for each turn is approximately 1 / (n = 2,4,
6), when n is an even number other than 0, a uniform multilayer is blown, whereas when n is an odd number, n + 1 layers are blown out of the triangular portion. Part, n
-1 layer will be blown off. For example, the spraying pattern shown in FIG. 15 is a spraying pattern when the forward distance L _V for each turn is set to 1/3 of the spraying width. Four layers will be blown.

【００６８】上記した例は、比較的に小断面径のトンネ
ル掘削に好適に適用される例であるが、トンネル径が大
断面となるような場合には、図１６に示されるように、
トンネル長手方向に吹付け対象範囲長Ｌを設定し、この
対象範囲長Ｌ内で前進および後進を繰り返すようにする
とともに、吹付け装置１の１前後進毎の旋回距離Ｌ_Ｈが
ほぼ吹付け幅Ｓの１／ｎ（ｎ；０以外の偶数）となるよ
うに吹付け装置１の旋回速度を制御する吹付けパターン
（第２吹付けパターン例）が好適に採用される。The example described above is an example that is suitably applied to tunnel excavation having a relatively small cross-sectional diameter, but when the tunnel diameter is large, as shown in FIG.
The spraying target range length L is set in the tunnel longitudinal direction, and forward and backward movements are repeated within this target range length L, and the turning distance L _{H of} each forward and backward movement of the spraying device 1 is approximately the spraying width. A spraying pattern (second spraying pattern example) for controlling the turning speed of the spraying device 1 so as to be 1 / n of S (n: an even number other than 0) is preferably adopted.

【００６９】ところで、吹付けに当たっては、吹付け用
グラウトポンプ始動から実際に吹付けノズル４０よりコ
ンクリート、モルタル等の吹付材が吐出されるまでのタ
イムラグが発生する。そのため、吹付け装置１の移動開
始に遅れて吹付けが開始されるため吹付け開始初期に吹
付けが行われない不良箇所が発生する虞があった。そこ
で、吹付け装置１の移動開始と吹付け開始とを一致させ
るために、吹付けホース長に応じたノズルからの吐出ま
での時間をタイマーセットした吹付け用グラウトポンプ
のシーケンサと、吹付け装置１の移動制御用シーケンサ
とをデータリンクさせることにより、１つの始動ボタン
を押すと、吹付け用グラウトポンプが始動するととも
に、吹付けノズル４０から吹付材が吐出された時点で吹
付け装置１が移動を開始するように制御するようにす
る。In spraying, there is a time lag between the start of the spraying grout pump and the actual discharge of spraying material such as concrete or mortar from the spray nozzle 40. Therefore, since the spraying is started after the start of the movement of the spraying device 1, there is a possibility that a defective portion where the spraying is not performed may occur at the beginning of the spraying. Therefore, in order to make the movement start of the spraying device 1 coincide with the spraying start, the sequencer of the spraying grout pump in which the time until the discharge from the nozzle according to the spraying hose length is set by a timer and the spraying device. When one start button is pressed by data linking with the movement control sequencer No. 1, the spraying grout pump is started and the spraying device 1 is operated at the time when the spraying material is discharged from the spraying nozzle 40. Be controlled to start the move.

【００７０】また、吹付け装置１の移動停止と吹付け用
グラウトポンプの停止を一致させた場合には、吹付けホ
ース内部に吹付材が残留し、閉塞の原因となるなどの問
題があった。そこで、吹付け用グラウトポンプのシーケ
ンサに吹付材用ポンプ停止から吹付材吐出終了までの時
間をタイマーセットし、吹付け装置１の移動制御用シー
ケンサとデータリンクさせることにより、吹付けホース
内に吹付材が残留しないように吹付け装置の移動停止に
合わせて吹付材吐出が終了できるようにする。When the movement stop of the spraying device 1 and the stop of the spraying grout pump are made to coincide with each other, there is a problem that the spraying material remains inside the spraying hose and causes blockage. . Therefore, by setting the timer from the stop of the spraying material pump to the end of the spraying material discharge in the sequencer of the spraying grout pump, and by data linking with the sequencer for the movement control of the spraying device 1, the spraying into the spraying hose is performed. The discharge of the sprayed material should be completed when the movement of the spraying device is stopped so that the material does not remain.

【００７１】このような吹付け時の制御を行うことによ
り、吹付け開始初期であっても未吹付け箇所などの吹付
け不良を無くすことができるようになる。また、吹付け
終了時にも、同様に吹付け不良箇所を無くすことが可能
になるとともに、吹付けホース内の残材料を無くしホー
ス内の閉塞を未然に防止できるようになる。その結果、
対象全範囲に亘って均等厚で、または円滑な仕上がり面
になるように吹付け施工ができるようになる。By performing such control at the time of spraying, it becomes possible to eliminate a spray failure such as a non-sprayed portion even at the beginning of spraying. Further, even after the end of the spraying, it becomes possible to eliminate the defective spraying portion as well, and it becomes possible to prevent the remaining material in the spraying hose and prevent the inside of the hose from being blocked. as a result,
Spraying can be performed with a uniform thickness over the entire target range or with a smooth finished surface.

【００７２】吹付けは、基本的には吹付吐出量を一定と
し一定速度の前進速度および旋回速度の条件の下で吹付
けを行うことにするが、余掘、湧水や剥離によって生じ
た吹付け面の不連続壁面に対しては前記第１パターン例
では旋回速度を、上記第２パターン例では前進および後
進速度を調整することにより吹付け面が均一になるよう
に吹付けするようにしてもよい。また、トンネル断面各
所でのリバウンド率の違いを同時に考慮して、具体的に
はたとえば天端は１．４、下半は１．１とし、アーチ部
は吹付け方向の鉛直成分で比例配分したリバンウンド率
を考慮して、前記旋回速度または前後進速度を調整する
こともできる。Basically, the spraying is carried out under the conditions of constant forward speed and turning speed with a constant spray discharge amount. By adjusting the turning speed in the first pattern example and the forward and backward speeds in the second pattern example with respect to the discontinuous wall surface of the attachment surface, the spray surface is sprayed so as to be uniform. Good. Also, considering the difference in rebound rate at various points in the tunnel section at the same time, concretely, for example, the top was set to 1.4 and the lower half was set to 1.1, and the arch was proportionally distributed by the vertical component in the blowing direction. The turning speed or the forward / backward speed can be adjusted in consideration of the rebound rate.

【００７３】ＴＢＭ２が次サイクル掘進の準備のため
に、スラストジャッキ３６，３６…を収縮させて後胴２
Ｃを前進させている間は前胴２Ａの位置は変わらず、前
胴２Ａに連結されているズリ等搬送設備１１の移動、す
なわち掘進による吹付け装置１の相対移動がないため、
吹付け装置１自身の前進移動と旋回移動のみを制御して
吹付けを行えば足りるが、次掘進工程に入り前胴２Ａが
前進し始めた場合には、吹付け装置１全体が掘進に従っ
て前進することになる。In order to prepare for the next cycle excavation, the TBM 2 contracts the thrust jacks 36, 36 ...
The position of the front body 2A does not change while C is moved forward, and since there is no movement of the transfer facility 11 for slipping or the like connected to the front body 2A, that is, relative movement of the spraying device 1 due to excavation,
It suffices to control the forward movement and the turning movement of the spraying device 1 itself to perform the spraying. However, when the front barrel 2A starts to advance in the next excavation process, the entire spraying device 1 advances in accordance with the excavation. Will be done.

【００７４】そこで、ＴＢＭ２側からヘッド部位置情報
および掘進速度情報をリアルタイムで受け取ることによ
り、次サイクル掘削の開始時点から吹付け装置１の相対
移動があったとしても、掘進速度と吹付け装置１の前進
速度とを加算した速度が当初設定した吹付け面に対する
設定速度になるように吹付け装置１の前進速度を制御す
るようにする。このようにＴＢＭ２のヘッド部位置情報
および掘進速度情報をリアルタイムで受け取ることによ
り、ＴＢＭ２が停止中であろうが掘進中であろうがＴＢ
Ｍ２の移動に影響されることなく吹付けが行えるように
なる。Therefore, by receiving the head portion position information and the excavation speed information from the TBM 2 side in real time, even if the spraying device 1 is moved relative to the start of the next cycle excavation, the excavation speed and the spraying device 1 are moved. The forward speed of the spraying device 1 is controlled so that the speed obtained by adding the forward speed of 1 is the set speed for the initially set spraying surface. By thus receiving the head position information and the excavation speed information of the TBM 2 in real time, whether the TBM 2 is stopped or excavated is TB.
The spraying can be performed without being affected by the movement of M2.

【００７５】吹付け範囲区間に亘って吹付けを完了した
ならば、次に素掘面の形状計測と同じ要領により吹付け
面に対する形状計測を行う。その結果、設計吹付け厚に
足らない箇所や不連続な仕上がり面が発見されたなら
ば、その部位に対して重ねて吹付けを行い、最終的にト
ンネル全周に亘って設計吹付け厚または円滑な仕上がり
面になったことが確認されたならば、吹付けを完了し、
一旦吹付け完了位置に戻り、吹付け完了位置を記憶した
後、最後部位置まで下がり次回の吹付けに備え待機す
る。その後、図１８（Ｄ）に示されるように、１サイク
ル掘進が完了し前胴２Ａの移動を停止し、次サイクル掘
進のために後胴２Ｃを前進させたならば、次の１２００
mmの吹付け対象区間について同様の手順により吹付けを
行うようにする。When the spraying is completed over the spraying range section, the shape of the sprayed surface is measured by the same procedure as the shape measurement of the bare surface. As a result, if a spot that is less than the design spray thickness or a discontinuous finished surface is found, then spraying is repeated on that part, and finally the design spray thickness or If it is confirmed that the finished surface is smooth, spraying is completed,
After returning to the spraying completion position once and storing the spraying completion position, it descends to the last position and waits for the next spraying. After that, as shown in FIG. 18D, if the one-cycle excavation is completed, the movement of the front body 2A is stopped, and the rear body 2C is advanced for the next cycle excavation, the next 1200
Spraying shall be performed by the same procedure for the section to be sprayed with mm.

【００７６】他方、ＴＢＭ２の相対的位置関係の問題、
具体的にはＴＢＭ２のテール部と吹付け装置１とが異常
接近または衝突する事態や、吹付け施工速度に比べてＴ
ＢＭ２の掘進が進みすぎて、次回の吹付け時に吹付け装
置を最後部に移動しても前回の吹付け終了位置に戻れな
いような事態は、後述の方法によりこれらを防止するよ
うにする。On the other hand, the problem of the relative positional relationship of TBM2,
Specifically, in comparison with the situation where the tail portion of the TBM 2 and the spraying device 1 approach or collide abnormally, or the spraying speed is T
If the BM 2 is excessively advanced and the spraying device cannot be returned to the previous spraying end position even if the spraying device is moved to the rearmost position in the next spraying, the situation will be prevented by the method described later.

【００７７】ＴＢＭ２からリアルタイムで受け取ったテ
ール位置情報と吹付け装置１の位置情報とを絶えず比較
し、ＴＢＭテール部から３００mm以内に吹付け装置１が
接近するようになった場合には直ちに吹付けを完了する
ように吹付け装置１の移動を制御する。The tail position information received from the TBM 2 in real time is constantly compared with the position information of the spraying device 1, and when the spraying device 1 comes close to the TBM tail portion within 300 mm, the spraying is immediately performed. The movement of the spraying device 1 is controlled so as to complete.

【００７８】また、ＴＢＭ２の掘進距離が進み過ぎて吹
付け装置１による吹付け可能範囲を超えるような事態を
回避するために、ＴＢＭテール部よりも前回吹付け終了
位置がクリアランス（３００mm）と吹付け装置１の移動
可能距離（２５００mm）とを加算した距離（離間距離）
以上に、ＴＢＭ２と吹付け装置１との間が離れようとし
ている場合には、前記離間距離を超える前にＴＢＭ２の
掘進を停止するようにＴＢＭ２側に指令を発するように
する。In order to avoid a situation in which the digging distance of the TBM 2 is too long and exceeds the sprayable range of the spraying device 1, the last spraying end position is closer to the clearance (300 mm) than the TBM tail portion. Distance (separation distance) added with the movable distance (2500 mm) of attachment device 1
As described above, when the TBM 2 and the spraying device 1 are about to be separated from each other, the TBM 2 side is instructed to stop the excavation of the TBM 2 before the separation distance is exceeded.

【００７９】以上、本発明吹付け方法を、吹付け装置が
ＴＢＭ掘進に従って移動する条件の下で取り付けられた
トンネル掘削例により詳述したが、本吹付け方法はＴＢ
Ｍとは別体とされ単独走行可能とされる場合であって
も、吹付け装置がトンネル長手方向および周方向に移動
自在の条件であれば同様に採用することができる。The spraying method of the present invention has been described above in detail by using an example of tunnel excavation in which the spraying device is installed under the condition that the spraying machine moves in accordance with the TBM excavation.
Even when it is a separate body from M and is capable of traveling alone, it can be similarly employed as long as the spraying device can move in the tunnel longitudinal direction and the circumferential direction.

【００８０】また、吹付け装置としては前述した吹付け
装置１例以外に、トンネル長手方向およびトンネル周方
向の位置制御が可能なアーム先端に吹付けノズルを保持
したアーム式吹付けロボットであってもよい。Further, as the spraying device, in addition to the spraying device 1 example described above, an arm-type spraying robot having a spraying nozzle at the tip of the arm capable of position control in the tunnel longitudinal direction and the tunnel circumferential direction is provided. Good.

【００８１】[0081]

【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、トン
ネル周方向に沿って移動自在かつトンネル長手方向に沿
って前後進自在に設けられた吹付け装置において、吹付
け対象全範囲に亘って均等厚または均一な仕上がり面で
吹付けできるようになるとともに、吹付け装置の１回の
走行によって多層吹きが可能となる。As described above in detail, according to the present invention, in the spraying device provided so as to be movable along the circumferential direction of the tunnel and forward and backward along the longitudinal direction of the tunnel, over the entire range to be sprayed. Spraying can be performed with a uniform thickness or a uniform finished surface, and multilayer spraying is possible by one run of the spraying device.

【００８２】また、吹付け用グラウトポンプのシーケン
サと、吹付け装置の移動制御用シーケンサとをデータリ
ンクさせることにより、吹付け開始ボタン操作により、
吹付け用グラウトポンプが始動するとともに、吹付けノ
ズルから吹付材が吐出された時点で吹付け装置が移動を
開始するようになっているため、吹付け開始初期であっ
ても未吹付け箇所などの吹付け不良を無くすことができ
るようになる。一方、吹付け終了時においては、吹付け
用グラウトポンプのシーケンサに吹付材用ポンプ停止か
ら吹付材吐出終了までの時間をタイマーセットし、吹付
け装置の移動停止に合わせて吹付材吐出を終了するよう
にしたため、ホース内の残材料を無くし閉塞を防止でき
るようになる。Further, the sequence of the spraying grout pump and the sequencer for controlling the movement of the spraying device are data-linked, so that the spraying start button can be operated.
Since the spraying grout pump starts and the spraying device starts to move when the spraying material is discharged from the spraying nozzle, even in the initial stage of spraying, unsprayed parts, etc. It becomes possible to eliminate the defective spraying. On the other hand, at the end of spraying, a timer is set in the sequencer of the spraying grout pump from the stop of the spraying pump for spraying material to the end of discharge of spraying material, and the discharge of spraying material is completed when the movement of the spraying device is stopped. As a result, it is possible to prevent the blockage by eliminating the residual material in the hose.

【００８３】さらには、ＴＢＭなどのトンネル施工機械
の掘進に伴って移動する条件の下で取り付けられた上記
吹付け装置であっても、トンネル施工機械の掘進による
影響を相殺して、掘削壁面に対して当初に設定した移動
速度で吹付けできるようになる。Furthermore, even with the above-mentioned spraying device mounted under the condition of moving along with the excavation of the tunnel construction machine such as the TBM, the influence of the excavation of the tunnel construction machine is offset and the excavated wall surface is removed. On the other hand, it becomes possible to spray at the moving speed set at the beginning.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本吹付け装置１をＴＢＭに適用した場合の全体
図である。FIG. 1 is an overall view when the spraying device 1 is applied to a TBM.

【図２】本吹付け装置１の全体側面図である。FIG. 2 is an overall side view of the present spraying device 1.

【図３】その正面図である。FIG. 3 is a front view thereof.

【図４】吹付け装置１の拡大側面図である。FIG. 4 is an enlarged side view of the spraying device 1.

【図５】吹付け装置１の拡大背面図である。FIG. 5 is an enlarged rear view of the spraying device 1.

【図６】レーザー距離測定器６の拡大側面図である。FIG. 6 is an enlarged side view of the laser distance measuring device 6.

【図７】レーザー距離測定器６のエア供給系統図であ
る。FIG. 7 is an air supply system diagram of the laser distance measuring device 6.

【図８】吹付け厚管理フロー図である。FIG. 8 is a flow chart of spray thickness management.

【図９】コンピューターモニタ上への吹付け厚測定結果
の描画要領図である。FIG. 9 is a drawing of drawing results of sprayed thickness measurement on a computer monitor.

【図１０】ＴＢＭ情報を取得するための機器類の配置概
念図である。FIG. 10 is a conceptual layout diagram of devices for acquiring TBM information.

【図１１】ＴＢＭ情報を取得するための第１方法による
測量要領図である。FIG. 11 is a surveying procedure diagram according to the first method for acquiring TBM information.

【図１２】ＴＢＭ情報を取得するための第２方法による
測量要領図である。FIG. 12 is a surveying procedure diagram according to a second method for acquiring TBM information.

【図１３】本発明に係る第１吹付けパターン例である。FIG. 13 is an example of a first spraying pattern according to the present invention.

【図１４】本発明に係る他の第１吹付けパターン例であ
る。FIG. 14 is another example of the first spraying pattern according to the present invention.

【図１５】本発明との比較のために示した本発明外の吹
付けパターン例である。FIG. 15 is an example of a spray pattern outside the present invention, which is shown for comparison with the present invention.

【図１６】本発明に係る第２吹付けパターン例である。FIG. 16 is an example of a second spraying pattern according to the present invention.

【図１７】吹付け装置１の偏心補正要領図である。FIG. 17 is an eccentricity correction procedure diagram of the spraying device 1.

【図１８】ＴＢＭ掘進に併行した吹付け手順および吹付
け装置の動作制御段階図である。FIG. 18 is a diagram showing a spraying procedure and an operation control stage of the spraying device, which are performed in parallel with the TBM excavation.

【図１９】本発明吹付けパターン例との比較のために示
した吹付けパターン例である。FIG. 19 is a spraying pattern example shown for comparison with the spraying pattern example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…コンクリート吹付け装置、２…ＴＢＭ、２Ａ…前
胴、２Ｂ…中胴、２Ｃ…後胴、３…周方向レール部材、
５…後続台車、６…レーザー距離測定器、１１…ズリ等
搬送装置（接続設備）、３２…カッターヘッド、３３…
土砂取り込み用チャンバ、３４…メイングリッパ、３５
…フロントグリッパ、３６…スラストジャッキ、４２…
収納函体、４２ａ…レーザー発射口部、４２ｂ…エア流
入口、４５…蓋体、６０Ａ・６０Ｂ…視準ターゲット、
６１…ジャイロコンパス、６３…光波測距儀、６４…視
準バックターゲットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Concrete spraying device, 2 ... TBM, 2A ... Front body, 2B ... Middle body, 2C ... Rear body, 3 ... Circumferential rail member,
5 ... Subsequent dolly, 6 ... Laser distance measuring device, 11 ... Transfer device (connection equipment) for misalignment, 32 ... Cutter head, 33 ...
Sediment uptake chamber, 34 ... Main gripper, 35
… Front gripper, 36… Thrust jack, 42…
Storage box, 42a ... Laser emitting port, 42b ... Air inlet, 45 ... Lid, 60A / 60B ... Collimation target,
61 ... Gyro compass, 63 ... Optical rangefinder, 64 ... Collimation back target

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名村 均 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 安藤 章一 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 俊明 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 田嶋 信久 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−125885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−164900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−216998（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59894（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Namura 4-12-20 Nihonbashihonmachi, Chuo-ku, Tokyo Inside Sato Industry Co., Ltd. (72) Inventor Shoichi Ando 4-12-12 Nihonbashihoncho, Chuo-ku, Tokyo No. 20 Inside Sato Industry Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Sasaki 4-12-20 Nihonbashihonmachi, Chuo-ku, Tokyo Inside Sato Industry Co., Ltd. (72) Nobuhisa Tajima 4-12-20 Nihonbashihonmachi, Chuo-ku, Tokyo Sato Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A-9-125885 (JP, A) JP-A-58-164900 (JP, A) JP-A-61-216998 (JP, A) JP-A-5-59894 ( (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) E21D 11/10

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】少なくともトンネル長手方向およびトンネ
ル周方向の位置制御が可能とされる吹付け装置を用いた
吹付け方法であって、前記吹付け装置をトンネル周方向
に左右交互に移動させるとともに、１旋回毎の前進距離
が吹付け幅のほぼ１／ｎ（ｎ；０以外の偶数）となるよ
うに前記吹付け装置の前進速度を制御することを特徴と
するトンネル壁面に対する吹付け方法。1. A spraying method using a spraying device capable of at least position control in a tunnel longitudinal direction and a tunnel circumferential direction, wherein the spraying device is moved left and right alternately in the tunnel circumferential direction, A method for spraying onto a tunnel wall surface, characterized in that the forward speed of the spraying device is controlled so that the forward travel distance for each turn is approximately 1 / n (n; an even number other than 0) of the spray width. 【請求項２】少なくともトンネル長手方向およびトンネ
ル周方向の位置制御が可能とされる吹付け装置を用いた
吹付け方法であって、トンネル長手方向に吹付け対象範
囲長を設定し、前記吹付け装置を前記対象範囲長内で交
互に前進と後進とを繰り返すようにするとともに、１前
後進毎の旋回距離が吹付け幅のほぼ１／ｎ（ｎ；０以外
の偶数）となるように前記吹付け装置の旋回速度を制御
することを特徴とするトンネル壁面に対する吹付け方
法。2. A spraying method using a spraying device capable of controlling positions in at least a tunnel longitudinal direction and a tunnel circumferential direction, wherein a spraying target range length is set in the tunnel longitudinal direction, and the spraying is performed. The apparatus is configured to alternately repeat forward and backward movements within the target range length, and the turning distance for each forward and backward movement is approximately 1 / n (n; an even number other than 0) of the spray width. A method for spraying a wall surface of a tunnel, which comprises controlling a turning speed of a spraying device. 【請求項３】前記吹付け装置は、トンネル周方向壁面よ
り内側にほぼ一定の離間距離をおいてトンネル周方向に
沿って形成された走行レール面を有しかつトンネル長手
方向に沿って移動自在とされる周方向レール部材と、こ
の周方向レール部材に搭載され前記走行レール面に沿っ
て所定角度範囲内でトンネル周方向回りに走行自在とさ
れる装置である請求項１，２いずれかに記載のトンネル
壁面に対する吹付け方法。3. The spraying device has a traveling rail surface formed along the tunnel circumferential direction at a substantially constant distance inside the tunnel circumferential wall surface, and is movable along the tunnel longitudinal direction. A circumferential rail member, and a device which is mounted on the circumferential rail member and is capable of traveling around the tunnel circumferential direction within a predetermined angle range along the traveling rail surface. Method of spraying on the tunnel wall described. 【請求項４】前記吹付け装置は、トンネル長手方向およ
びトンネル周方向の位置制御が可能なアーム先端に吹付
けノズルを保持したアーム式吹付けロボットである請求
項１，２いずれかに記載のトンネル壁面に対する吹付け
方法。4. The spraying device is an arm-type spraying robot having a spraying nozzle at the tip of an arm capable of position control in the tunnel longitudinal direction and the tunnel circumferential direction. Spraying method on the tunnel wall. 【請求項５】吹付け用ホース長に応じて吹付材用ポンプ
始動開始から吹付材吐出開始までの時間および／または
吹付材用ポンプ停止から吹付材吐出終了までの時間をタ
イマーセットした吹付材用ポンプのシーケンサと、吹付
け装置の移動制御用シーケンサとをデータリンクさせる
ことにより、１回の操作によって、吹付材用ポンプを始
動させるとともに、吹付けノズルから吹付材が吐出され
た時点で吹付け装置が移動を開始し、および／または吹
付けホース内に吹付材が残留しないように吹付け装置の
移動停止に合わせて吹付材吐出が終了するようにしてあ
る請求項１，２いずれかに記載されるトンネル壁面に対
する吹付け方法。5. A spray material for which a time is set from the start of the spray material pump to the start of spray material discharge and / or the time from the stop of the spray material pump to the end of spray material discharge according to the length of the spray hose. By linking the sequencer of the pump and the sequencer for movement control of the spraying device with one operation, the spraying material pump is started by one operation, and spraying is performed when the spraying material is discharged from the spraying nozzle. 4. The spraying material discharge is terminated when the spraying apparatus stops moving so that the spraying material does not remain in the spraying hose and / or the apparatus starts moving. Spraying method on the tunnel wall. 【請求項６】前記吹付け装置がトンネル施工機械の前進
に従って移動する条件の下で取り付けられた場合におい
て、前記トンネル施工機械の少なくともヘッド位置情報
および掘進速度情報をリアルタイムで取得するととも
に、前記吹付け装置の位置情報をリアルタイムで取得
し、前記トンネル施工機械の前進時において、該トンネ
ル施工機械の前進速度と、吹付け装置の前進速度とを加
算した速度が当初設定した吹付け面に対する設定速度に
なるように前記吹付け装置の前進速度を制御するように
する請求項１〜５いずれかに記載されるトンネル壁面に
対する吹付け方法。6. When the spraying device is installed under the condition that the spraying device moves in accordance with the forward movement of the tunnel construction machine, at least head position information and excavation speed information of the tunnel construction machine are acquired in real time, and at the same time, the spraying is performed. The position information of the attaching device is acquired in real time, and when the tunnel construction machine is moving forward, the speed obtained by adding the forward speed of the tunnel construction machine and the forward speed of the spraying device is the set speed for the spraying surface initially set. The method for spraying onto the tunnel wall surface according to any one of claims 1 to 5, wherein the forward speed of the spraying device is controlled so that 【請求項７】前記請求項１における吹付け装置の旋回速
度または請求項２における吹付け対象範囲内での吹付け
装置の前後進速度をトンネル断面各所でのリバウンド率
および／または余掘等を考慮して可変制御とするトンネ
ル壁面に対する吹付け方法。7. The turning speed of the spraying device according to claim 1 or the forward / backward moving speed of the spraying device within the spraying target range according to claim 2 is used to determine the rebound rate and / or excess excavation at various points in the tunnel cross section. A method of spraying on the wall surface of the tunnel with variable control. 【請求項８】前記請求項１〜７のいずれかに記載される
トンネル壁面に対する吹付け方法における吹付け管理方
法であって、 前記吹付け装置に対して掘削壁面を視準する光波測距儀
を設けておき、１サイクル掘削の完了時に、前記吹付け
装置をトンネル周方向に沿って移動させ任意角度位置で
前記光波測距儀によって掘削直後の素掘面形状を計測
し、この素掘面形状データをコンピューターによってデ
ータ処理し、コンピューターモニタ上に素掘形状線とし
て描画するとともに、この素掘形状線に基づいて該素掘
形状線の内側に設計吹付け厚形状線を描画し、その後吹
付け装置による吹付け作業中の任意段階または略完了段
階で前記光波測距儀による形状計測を再度行い、この計
測データを前記コンピューターモニタ上に現吹付け厚形
状線として描画するようにすることを特徴とする吹付け
管理方法。8. A spraying control method in a spraying method for a tunnel wall surface according to any one of claims 1 to 7, wherein the lightwave rangefinder collimates an excavation wall surface with respect to the spraying device. When the one-cycle excavation is completed, the spraying device is moved along the circumferential direction of the tunnel, the shape of the excavated surface immediately after excavation is measured by the optical distance measuring instrument at an arbitrary angular position, and the excavated surface is excavated. The shape data is processed by a computer and drawn as a bare metal shape line on a computer monitor.Based on this bare metal shape line, a design sprayed thick shape line is drawn inside the bare metal shape line and then blown. The shape is measured again by the optical rangefinder at any stage during the spraying operation by the attaching device or at the almost completed stage, and this measurement data is displayed on the computer monitor as the current sprayed thick shape line. A spraying management method characterized by performing the drawing.