JP5416807B2

JP5416807B2 - Tunnel excavator

Info

Publication number: JP5416807B2
Application number: JP2012128298A
Authority: JP
Inventors: 計夫高見沢; 隆良中村; 紀之山田; 照男有賀
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: JP2012162985A

Description

本発明は、矩形断面のトンネルを構築するためのトンネル掘削機に関する。 The present invention relates to a tunnel excavator for constructing a tunnel having a rectangular cross section.

シールド機やトンネルボーリングマシン（以下「ＴＢＭ」という場合がある）等のトンネル掘削機は、基本的には、トンネル軸を中心に回転し地山を掘削するカッタヘッドと、カッタヘッドの後方に配置されてトンネル掘削機の動力やジャッキ等を保護するシールド部とから構成されている。 Tunnel excavators such as shield machines and tunnel boring machines (hereinafter sometimes referred to as “TBM”) are basically a cutter head that rotates around the tunnel axis and excavates natural ground, and is located behind the cutter head. And a shield part that protects the power of the tunnel excavator and the jack.

このようなトンネル掘削機により形成されるトンネルの断面形状は、円形を呈している。ところが、トンネルの使用目的等により、矩形断面のトンネルを構築する場合がある。
そのため、近年、矩形断面のトンネルを掘削することが可能のトンネル掘削機が、多数開発されている。 The cross-sectional shape of the tunnel formed by such a tunnel excavator has a circular shape. However, a tunnel having a rectangular cross section may be constructed depending on the purpose of use of the tunnel.
Therefore, in recent years, many tunnel excavators capable of excavating a tunnel having a rectangular cross section have been developed.

例えば、特許文献１には、伸縮式のカッタスポークを備えたカッタヘッドを利用して、矩形断面のコーナー部において、カッタスポークを伸張させることにより掘削するトンネル掘削機が開示されている。
また、特許文献２には、円形断面の掘削を行うカッタヘッドに加え、矩形断面のコーナー部（四隅）において、扇断面の掘削を行う揺動式カッタを備えるトンネル掘削機が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a tunnel excavator that uses a cutter head provided with an extendable cutter pork to perform excavation by extending the cutter pork at a corner having a rectangular cross section.
Patent Document 2 discloses a tunnel excavator provided with a swinging cutter for excavating a fan cross section at a corner (four corners) of a rectangular cross section in addition to a cutter head for excavating a circular cross section.

特開２０００−１９２７８４号公報JP 2000-192784 A 特開平１０−３１７８８５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-317885

ところが、玉石層や砂レキ層あるいは土丹等の硬質地盤等において、矩形断面のトンネルを構築する場合に、前記従来の掘削機を使用すると、カッタヘッドの回転や揺動式カッタの揺動に伴い玉石やレキが移動、回転してしまい、これらの玉石やレキを破砕できずに掘進できなくなる場合があった。 However, when constructing a tunnel with a rectangular cross section in a hard ground such as a cobblestone layer, sand repellent layer, or Dotan, the conventional excavator can be used to rotate the cutter head or swing the swinging cutter. As a result, the cobblestones and rekis move and rotate, and the cobblestones and rekis cannot be crushed and cannot be digged.

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、地山の地質条件に限定されることなく矩形掘削を行うことを可能としたトンネル掘削機を提案することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to propose a tunnel excavator capable of performing rectangular excavation without being limited to the geological conditions of the natural ground. .

前記の課題を解決するために、本発明は、トンネル軸回りに回転するカッタヘッドと、前記カッタヘッドの後方に配置され、該カッタヘッドの駆動手段を有する断面矩形の筒体部と、前記カッタヘッドと前記筒体部との間に形成されたチャンバと、前記カッタヘッドの後方に配置され、掘進方向に対して個別に進退する複数のカッティングビットと、を備えるトンネル掘削機であって、正面視したときに、前記筒体部の四辺に前記カッティングビットが並設されているとともに、前記筒体部の周縁角部のそれぞれに複数の前記カッティングビットが配置されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cutter head that rotates around a tunnel axis, a cylindrical section that is disposed behind the cutter head and has a drive unit for the cutter head, and the cutter. A tunnel excavator comprising: a chamber formed between a head and the cylindrical body portion; and a plurality of cutting bits disposed behind the cutter head and individually advanced and retracted in an excavation direction. When viewed, the cutting bits are arranged in parallel on the four sides of the cylindrical body part, and a plurality of the cutting bits are arranged in each of the peripheral corners of the cylindrical body part.

かかる掘削機によれば、角部に設けられたカッティングビットが、カッタヘッドで掘り残した玉石層やレキ層あるいは土丹等の硬質地盤等を押し切るため、玉石層や砂レキ層あるいは土丹等の硬質地盤等において、掘削不能となることがない。 According to such an excavator, the cutting bit provided at the corner part cuts off the cobblestone layer, reki layer, or hard ground such as dotan that has been dug by the cutter head, so that the cobblestone layer, sand reki layer or dotan etc. No excavation is possible on hard ground.

本発明のトンネル掘削機によれば、地山の地質条件に限定されることなく矩形掘削を行うことが可能となる。 According to the tunnel excavator of the present invention, rectangular excavation can be performed without being limited to the geological condition of the natural ground.

本発明の好適な実施の形態に係るトンネル掘削機を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a tunnel excavator according to a preferred embodiment of the present invention. （ａ）は図１に示すトンネル掘削機を前面から望む正面図、（ｂ）は図１に示すトンネル掘削機の縦断面図である。(A) is a front view of the tunnel excavator shown in FIG. 1 viewed from the front, and (b) is a longitudinal sectional view of the tunnel excavator shown in FIG. （ａ）は図１に示すトンネル掘削機のカッティングビットを示す斜視図、（ｂ）は同縦断図、（ｃ）は同カッティングビットの変形例を示す縦断図である。(A) is a perspective view which shows the cutting bit of the tunnel excavator shown in FIG. 1, (b) is the longitudinal section, (c) is a longitudinal section which shows the modification of the cutting bit. （ａ）〜（ｄ）は図１に示すトンネル掘削機を利用した地下構造物の築造手順を示す断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which shows the construction procedure of an underground structure using the tunnel excavator shown in FIG.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.

本実施形態に係るトンネル掘削機１は、図１に示すように、トンネル軸回りに回転するカッタヘッド１０と、カッタヘッド１０の後方に配置され、このカッタヘッド１０の駆動手段を有する断面矩形の筒体部２０と、カッタヘッド１０と筒体部２０との間に形成されたチャンバ３０と、掘進方向に進退する複数のカッティングビット４０，４０，…とを備えている。 As shown in FIG. 1, the tunnel excavator 1 according to the present embodiment has a cutter head 10 that rotates around a tunnel axis, and is disposed behind the cutter head 10 and has a rectangular cross section that has a drive unit for the cutter head 10. A cylindrical body portion 20, a chamber 30 formed between the cutter head 10 and the cylindrical body portion 20, and a plurality of cutting bits 40, 40,.

カッタヘッド１０は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、カッタスポーク１１と、その後面の中心に後方向に突出された円柱状のセンターシャフト１２と、カッタスポーク１１を構成する各スポーク部材１４の外周側の後面から後方向に突出された支持部材１３，１３，…と、から構成されている。
なお、カッタヘッド１０の支持方式には、センター支持方式、中間支持方式、および外周支持方式があるが、本実施形態では、外周支持方式を例示する。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the cutter head 10 includes a cutter pork 11, a columnar center shaft 12 protruding rearward from the center of the rear surface, and each of the cutter pork 11. It is comprised from the supporting member 13,13, ... protruded back from the rear surface of the outer peripheral side of the spoke member 14. As shown in FIG.
The support method of the cutter head 10 includes a center support method, an intermediate support method, and an outer periphery support method. In this embodiment, the outer periphery support method is exemplified.

カッタスポーク１１は、図２（ａ）に示すように、複数のカッタビット１５，１５，…が並設された４本のスポーク部材１４，１４，…が交わることにより、正面視でＸ字状を呈している。
また、カッタスポーク１１の中心部分であって、スポーク部材１４同士の交点には、縦断面視で５角形に形成されたセンタービット１６が突設されている。 As shown in FIG. 2 (a), the cutter spoke 11 is formed in an X shape in front view when four spoke members 14, 14,... In which a plurality of cutter bits 15, 15,. Presents.
Further, a center bit 16 formed in a pentagonal shape in a longitudinal sectional view projects from the center portion of the cutter spoke 11 at the intersection of the spoke members 14.

センターシャフト１２は、加泥材の供給路であって、坑口側から輸送された加泥材を、カッタヘッド１０の前面側へと輸送する管路である。 The center shaft 12 is a supply path for the mud material, and is a pipe line for transporting the mud material transported from the wellhead side to the front side of the cutter head 10.

支持部材１３は、スポーク部材１４を後側から支持するとともに、チャンバ３０内の土砂を撹拌する役目を果たす。また、支持部材１３の後端（坑口側の端部）は、旋回リング１８に固定されている。支持部材１３とスポーク部材１４の形状や数などは限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。 The support member 13 serves to support the spoke member 14 from the rear side and to stir the earth and sand in the chamber 30. The rear end (end on the wellhead side) of the support member 13 is fixed to the turning ring 18. The shape and number of the support members 13 and the spoke members 14 are not limited and can be set as appropriate.

カッタヘッド１０は、筒体部２０の内部に配設された駆動手段１７により旋回リング１８に動力が付与されることにより、支持部材１３を介してセンターシャフト１２を中心に回転する。なお、駆動手段１７の構成は限定されるものではなく、適宜公知の駆動手段の中から選定して使用すればよい。 The cutter head 10 rotates about the center shaft 12 via the support member 13 when power is applied to the swivel ring 18 by the driving means 17 disposed inside the cylindrical body portion 20. Note that the configuration of the driving unit 17 is not limited, and may be appropriately selected from known driving units.

また、カッタヘッド１０の形状は限定されるものではなく、例えば、面盤形式のカッタヘッドを採用するなど、カッタヘッド１０の形状は適宜設定することが可能である。また、スポーク部材１４が伸縮機能を備えていることで、長方形断面に対応する構成としてもよい。 The shape of the cutter head 10 is not limited, and the shape of the cutter head 10 can be set as appropriate, for example, by adopting a face plate type cutter head. Moreover, it is good also as a structure corresponding to a rectangular cross section because the spoke member 14 is provided with an expansion-contraction function.

筒体部２０は、カッタヘッド１０の後方に位置されていて、トンネル掘削機１の内部の各種設備（例えば、駆動手段１７や土砂搬送手段２２等）を防護する。本実施形態に係る筒体部２０は、図２（ａ）に示すように、構成部材により断面矩形に形成されている。 The cylindrical portion 20 is located behind the cutter head 10 and protects various facilities (for example, the driving means 17 and the earth and sand conveying means 22) inside the tunnel excavator 1. As shown in FIG. 2A, the cylindrical body portion 20 according to the present embodiment is formed into a rectangular cross section by a component member.

チャンバ３０は、カッタヘッド１０の背面であって筒体部２０の前部において、カッタヘッド１０により掘削された土砂が一時的に堆積される空間である。チャンバ３０と筒体部２０との内部は、隔壁２１を介して分離されている。チャンバ３０内に投入された土砂は、筒体部２０の前面に形成された隔壁２１を貫通して配設される土砂搬送手段２２を介してトンネル内へ取り込まれる。 The chamber 30 is a space where the earth and sand excavated by the cutter head 10 are temporarily accumulated on the back surface of the cutter head 10 and in the front portion of the cylindrical body portion 20. The interior of the chamber 30 and the cylindrical body portion 20 is separated via a partition wall 21. The earth and sand thrown into the chamber 30 is taken into the tunnel through the earth and sand conveying means 22 disposed through the partition wall 21 formed on the front surface of the cylindrical body portion 20.

筒体部２０は、図２（ｂ）に示すように、前後２体の筒部材２３，２４を連結してなり、筒体部２３、２４の連結部には、両筒体部２３，２４に跨って方向修正ジャッキ２５が配設されており、筒部材２３，２４の連結部に置いて、筒部材２３，２４同士の角度を変化させて折り曲げることにより、筒体部２０の方向修正が可能に構成されている。 As shown in FIG. 2B, the cylindrical body portion 20 is formed by connecting two cylindrical members 23 and 24 in the front and rear, and the cylindrical body portions 23 and 24 are connected to both cylindrical body portions 23 and 24. The direction correction jack 25 is disposed across the tube member 23, and the direction correction of the cylindrical body part 20 is performed by placing the cylindrical member 23, 24 at the connecting portion and bending the cylindrical member 23, 24 at different angles. It is configured to be possible.

また、筒体部２０の内部には図示しないシールドジャッキが配置されており、筒体部２０の坑口側に配設された函体を土台としたシールドジャッキの推力により、トンネル掘削機１が前進するように構成されている。なお、推進工法においては、筒体部２０の内部にシールドジャッキが無くてもよい。 Further, a shield jack (not shown) is disposed inside the cylindrical portion 20, and the tunnel excavator 1 moves forward by the thrust of the shield jack based on a box disposed on the well opening side of the cylindrical portion 20. Is configured to do. In the propulsion method, the shield jack may not be provided inside the cylindrical body portion 20.

カッティングビット４０，４０，…は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、正面視した（切羽側から望んだ）ときに、筒体部２０の周縁角部に配置されているとともに、カッタヘッド１０の後方に配設されている。周縁角部とは、カッタヘッド１０の最外周の回転軌跡Ｃの外側の三角形状部分である。 As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the cutting bits 40, 40,... Are arranged at the peripheral corners of the cylindrical body portion 20 when viewed from the front (as desired from the face side). The cutter head 10 is disposed behind the cutter head 10. The peripheral corner portion is a triangular portion outside the outermost rotation locus C of the cutter head 10.

カッティングビット４０，４０，…は、筒体部２０の四辺に並設されており、筒体部２０の一辺に並設された複数のカッティングビット４０，４０，…は、その先端を揃えていても良いし、またその先端を結ぶ線Ｌが、前側に凸となるように配置されていてもよい。 The cutting bits 40, 40,... Are arranged side by side on the four sides of the cylindrical body portion 20, and the plurality of cutting bits 40, 40,. Alternatively, the line L connecting the tips may be arranged so as to protrude forward.

なお、矩形断面の筒体部２０の長辺（図２（ａ）において上下の辺）には、６個のカッティングビット４０が配設されており、長辺の中央部であってカッタスポーク１１の通過位置（カッタヘッド１０の回転軌跡Ｃ内）に重なる部分では、カッティングビット４０の配設が省略されている。ここで、カッティングビット４０は、カッタヘッド１０の回転軌跡Ｃとコーン型ビット４２が重ならないように配置されている。
一方、カッタヘッド１０の回転軌跡Ｃの外側に位置する筒体部２０の短辺（図２（ａ）において左右の辺）には、７つのカッティングビット４０が全長にわたって配設されている。 In addition, six cutting bits 40 are disposed on the long side (upper and lower sides in FIG. 2A) of the cylindrical body portion 20 having a rectangular cross section, which is the central portion of the long side and the cutspoke 11. The arrangement of the cutting bit 40 is omitted in a portion overlapping the passing position (within the rotation trajectory C of the cutter head 10). Here, the cutting bit 40 is arranged so that the rotation locus C of the cutter head 10 and the cone-type bit 42 do not overlap.
On the other hand, seven cutting bits 40 are disposed over the entire length on the short sides (left and right sides in FIG. 2A) of the cylindrical body portion 20 located outside the rotation locus C of the cutter head 10.

カッティングビット４０は、前後方向に伸縮するジャッキ（シリンダー）を備えて構成されており、地山状況等に応じて伸張長さを調節することが可能である。前後方向に伸縮するジャッキ動作によりカッタビット４０、４０…は、その先端を結ぶ線Ｌが、前側に凸となることが可能である。このような伸縮（摺動）により堀残した部分の玉石を割ったり硬質土を崩すことができる。 The cutting bit 40 is configured to include a jack (cylinder) that expands and contracts in the front-rear direction, and the extension length can be adjusted according to the natural ground conditions and the like. The line L connecting the tips of the cutter bits 40, 40... Can be convex forward by a jacking operation that expands and contracts in the front-rear direction. By such expansion and contraction (sliding), the cobblestone of the portion left behind by the moat can be broken or the hard soil can be broken.

さらに、本実施形態に係るトンネル掘削機１は、チャンバ３０内であって、掘削断面の角部（カッタヘッド１０の回転軌跡Ｃと筒状体２０とにより形成される三角形状部）に、それぞれ３個のカッティングビット４０，４０，４０が配置されている。 Furthermore, the tunnel excavator 1 according to the present embodiment is in the chamber 30 and has corners of the excavation cross section (triangular portions formed by the rotation trajectory C of the cutter head 10 and the cylindrical body 20), respectively. Three cutting bits 40, 40, 40 are arranged.

カッティングビット４０は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、先端側（図３（ｂ）において左側）に傾斜面４１ａを有した五角形断面からなる本体部４１と、本体部４１の先端部の中央に突設されたコーン型ビット４２により構成されている。また、本体部４１には、軸部４２が摺動可能に収容されていることで、カッティングビット４０の伸縮が可能に構成されている。ここで、コーン型ビット４２は、本体部４１に収容された軸部と、軸部の先端に形成された円錐状部とを備えて構成されている。
カッティングビット４０の構成や断面形状等は前記のものに限定されるものではなく、例えば、図３（ｃ）示すカッティングビット４０’のように先端側に曲率した面４１ａ’を有していてもよく、適宜設定することが可能である。 3 (a) and 3 (b), the cutting bit 40 includes a main body portion 41 having a pentagonal cross section having an inclined surface 41a on the tip side (left side in FIG. 3 (b)), The cone-shaped bit 42 is provided at the center of the tip. In addition, the shaft portion 42 is slidably accommodated in the main body portion 41 so that the cutting bit 40 can be expanded and contracted. Here, the cone-type bit 42 includes a shaft portion accommodated in the main body portion 41 and a conical portion formed at the tip of the shaft portion.
The configuration, cross-sectional shape, and the like of the cutting bit 40 are not limited to those described above. For example, even if the cutting bit 40 has a curved surface 41a ′ on the tip side like the cutting bit 40 ′ shown in FIG. Well, it can be set as appropriate.

次に、本実施形態に係るトンネル掘削機１を利用した地下構造物Ｔの築造方法の一例を、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。 Next, an example of the construction method of the underground structure T using the tunnel excavator 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

地下構造物Ｔを築造するには、まず、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、その断面内の下部に一本目のトンネルＴ１を構築したうえで、この一本目のトンネルＴ１の上に二本目のトンネルＴ２を構築する。 In order to build the underground structure T, first, as shown in FIGS. 4A and 4B, the first tunnel T1 is constructed at the lower part of the cross section, and then the first tunnel T1 is constructed. A second tunnel T2 is constructed on the top.

トンネルＴ１のトンネル掘削方法は、図４（ａ）に示すように、２台のトンネル掘削機１を横方向に並設させた状態で連結し、トンネル掘削機１，１により同時に掘進することで、横方向に長い長方形断面で行う。
ここで、トンネル掘削機１同士の連結は、後側の筒体部２４（図２参照）同士を互いに固定することにより行う。本実施形態に係る筒体部２４は、隣接する他のトンネル掘削機１側の面体が省略されており、並設された筒体部２４，２４により、１つの長方形空間が形成されるように構成されている。後続するトンネルＴ１（Ｔ２）の函体Ｔａは、この空間を利用して組立てることで、中柱のない或いは少ない長方形断面に形成される。なお、筒体部２０同士の連結方法は限定されるものではなく、例えば連結ボルトにより締着する等、適宜公知の方法により行えばよい。 As shown in FIG. 4 (a), the tunnel excavation method of the tunnel T1 is made by connecting two tunnel excavators 1 in a side-by-side arrangement and excavating simultaneously by the tunnel excavators 1 and 1. This is done with a rectangular section that is long in the horizontal direction.
Here, the tunnel excavators 1 are connected to each other by fixing the rear cylindrical portions 24 (see FIG. 2) to each other. In the cylindrical body portion 24 according to the present embodiment, the face body on the other adjacent tunnel excavator 1 side is omitted, and one rectangular space is formed by the cylindrical body portions 24 and 24 arranged side by side. It is configured. The box Ta of the subsequent tunnel T1 (T2) is formed using this space to form a rectangular cross section with or without a middle pillar. In addition, the connection method of the cylindrical part 20 is not limited, For example, what is necessary is just to perform by a well-known method suitably, such as fastening with a connection bolt.

また、トンネル掘削機１は、後側の筒体部２４のみが連結されて、前側の筒体部２３は連結されていないため、トンネル掘削機１毎に方向修正ジャッキ２５を操作することで前側の筒体部２３の向きを変化させて、トンネル掘削に伴う方向修正を行うことを可能としている。 Further, since the tunnel excavator 1 is connected only to the rear cylinder portion 24 and is not connected to the front cylinder portion 23, the front excavator 1 is operated by operating the direction correcting jack 25 for each tunnel excavator 1. By changing the direction of the cylindrical body portion 23, it is possible to perform direction correction accompanying tunnel excavation.

トンネル掘削機１，１により掘削された掘削孔には、トンネル掘削機１，１に連続して函体Ｔａを随時配置されることで、一本目のトンネルＴ１を形成される。函体Ｔａには、トンネル掘削機１，１により形成された長方形断面の掘削孔に対応した断面形状のものを使用する。 In the excavation hole excavated by the tunnel excavator 1, 1, the first tunnel T <b> 1 is formed by arranging the box Ta continuously from the tunnel excavator 1, 1 as needed. As the box Ta, one having a cross-sectional shape corresponding to a rectangular cross-section drilling hole formed by the tunnel excavators 1 and 1 is used.

トンネルＴ１の掘削は、カッタヘッド１０による掘削とともに、カッティングビット４０により押し切ることにより行う。このとき、カッティングビット４０は、土質や地山強度等に応じて適宜伸縮させながら行う。 The excavation of the tunnel T1 is performed by excavating with the cutting head 40 together with excavation with the cutter head 10. At this time, the cutting bit 40 is performed while being appropriately expanded and contracted according to soil quality, ground strength, and the like.

一本目のトンネルＴ１の施工が完了したら、トンネル掘削機１，１を分解して回収する。なお、トンネル掘削機１の回収は、到達立坑から回収してもいいし、発進立坑から回収してもよい。また、トンネル掘削機１の回収時に、トンネル掘削機１を必ずしも分解する必要はない。 When the construction of the first tunnel T1 is completed, the tunnel excavators 1, 1 are disassembled and collected. The tunnel excavator 1 may be collected from the reaching shaft or from the starting shaft. Further, it is not always necessary to disassemble the tunnel excavator 1 when the tunnel excavator 1 is collected.

続いて、図４（ｂ）に示すように、一本目のトンネルＴ１の縦（上）隣に、トンネルＴ１と同様に、トンネル掘削機１，１により二本目のトンネルＴ２を構築する。このとき、二本目のトンネルＴ２を掘削する際に発生する一本目のトンネルＴ１への荷重を受けるために、一本目のトンネルＴ１空間内に、支柱Ｓを配置することもある。支柱Ｓは必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。また、配置される支柱Ｓの形状寸法や本数は限定されるものではない。
なお、トンネルＴ１とトンネルＴ２の構築順序は、図示のもの（前記の順序）に限らず、適宜変更しても差し支えない。また、後行のトンネルＴ２を構築する際には、適宜公知の継手を介して隣り合うトンネルＴ１と互いに連結させた状態で行う。 Subsequently, as shown in FIG. 4B, the second tunnel T2 is constructed by the tunnel excavators 1 and 1 in the same manner as the tunnel T1, next to the vertical (upper) side of the first tunnel T1. At this time, in order to receive a load on the first tunnel T1 generated when excavating the second tunnel T2, the support pillar S may be disposed in the first tunnel T1 space. The struts S may be arranged as necessary and may be omitted. Moreover, the shape dimension and the number of the support | pillar S arrange | positioned are not limited.
The construction order of the tunnel T1 and the tunnel T2 is not limited to that shown in the figure (the order described above), and may be changed as appropriate. Further, when constructing the succeeding tunnel T2, it is performed in a state of being connected to the adjacent tunnel T1 through a known joint as appropriate.

トンネルＴ１，Ｔ２の構築が完了したら、図４（ｃ）に示すように、上下に隣接する函体Ｔａ，Ｔａの残置する部分を、両函体Ｔａ，Ｔａに跨って配設された固定手段（本実施形態では目板）Ｔｂを固定することにより連結し、トンネルＴ１とトンネルＴ２を連結する。 When the construction of the tunnels T1 and T2 is completed, as shown in FIG. 4 (c), the fixing means in which the upper and lower adjacent boxes Ta and Ta are left across the boxes Ta and Ta are arranged. (In this embodiment, the eyeplate) Tb is connected by fixing, and the tunnel T1 and the tunnel T2 are connected.

そして、図４（ｄ）に示すように、地下構造物Ｔの断面形状に合せて、函体Ｔａ，Ｔａの不要な部分を撤去して大きな空間を形成する。さらに、地山との境界（すなわち、地下構造物Ｔの外縁）に沿って残置されたトンネルＴ１，Ｔ２の覆工（函体Ｔａの一部）を利用して本設の頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ，ＴＣを形成すると、地下構造物Ｔとなる。なお、函体Ｔａの不要な部分を全部撤去した後に頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ，ＴＣを形成してもよいし、函体Ｔａの一部を撤去しつつ、地下構造物Ｔの頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ，ＴＣを構築してもよい。また、頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ,ＴＣの構築完了後に不要な部分の撤去を行ってもよい。 And as shown in FIG.4 (d), according to the cross-sectional shape of the underground structure T, the unnecessary part of box Ta and Ta is removed, and a big space is formed. Further, the top plate TA and the bottom plate of the main building are made using the lining of tunnels T1 and T2 (part of the box Ta) left along the boundary with the natural ground (that is, the outer edge of the underground structure T). When the TB and the side walls TC and TC are formed, an underground structure T is obtained. The top plate TA, the bottom plate TB, and the side walls TC and TC may be formed after removing all unnecessary portions of the box Ta, or the top of the underground structure T while removing a part of the box Ta. The plate TA, the bottom plate TB, and the side walls TC and TC may be constructed. Further, unnecessary portions may be removed after the construction of the top plate TA, the bottom plate TB, and the side walls TC and TC is completed.

以上、本実施形態に係るトンネル掘削機１によれば、カッティングビット４０，４０，…が、筒体部２０の周縁角部に設けられているため、玉石層や砂礫層あるいは土丹等の硬質地盤などでも矩形状の掘削が可能である。
つまり、筒体部２０の各辺に設けられたカッティングビット４０，４０，…が玉石層や砂礫層あるいは土丹等の硬質地盤等を押し切ることで、断面矩形に削孔を行うことを可能としている。 As described above, according to the tunnel excavator 1 according to the present embodiment, the cutting bits 40, 40,... Are provided at the peripheral corners of the cylindrical body portion 20. Rectangular excavation is possible even on the ground.
That is, the cutting bits 40, 40,... Provided on each side of the cylindrical body portion 20 push through the hard ground such as a cobblestone layer, a gravel layer, or a sandstone, thereby making it possible to make a hole in a rectangular cross section. Yes.

また、カッティングビット４０の先端には、コーン型ビット４２が突設されているため、玉石やレキを押し割ることを可能としている。 In addition, since the cone-shaped bit 42 protrudes from the tip of the cutting bit 40, it is possible to push and crush cobblestones and scraps.

また、上面（筒体部の上辺）に配置されたカッティングビット４０，４０，…が先受け効果を発揮するため、地山の崩落が防止される。 Moreover, since the cutting bits 40, 40,... Arranged on the upper surface (upper side of the cylindrical body portion) exert a leading effect, the collapse of the natural ground is prevented.

カッティングビット４０，４０，…により押し切られた地山は、カッタヘッド１０により穿孔掘削された空間に崩れ落ち、チャンバ３０内に送り込まれる。
チャンバ３０内に落下した地山は、搬送可能な形状に押し割られているため、玉石層や砂礫層あるいは土丹等の硬質地盤等において、掘削不能となることが防止される。 The natural ground pushed by the cutting bits 40, 40,... Collapses into the space drilled and excavated by the cutter head 10 and is sent into the chamber 30.
Since the natural ground that has fallen into the chamber 30 is pushed into a shape that can be transported, it is prevented that excavation is impossible in a hard ground such as a cobblestone layer, a gravel layer, or a sandstone.

また、筒体部２０の各辺に並設された複数のカッティングビット４０，４０，…の先端を結ぶ線が中央部で前側に凸となるように配置されていることにより、掘削機１の先端部がコーン型に形成され、掘削機１を地山へ押し込みやすい。 Further, the line connecting the tips of the plurality of cutting bits 40, 40,... Arranged in parallel on each side of the cylindrical body portion 20 is arranged so as to protrude forward in the central portion, so that the excavator 1 The tip portion is formed in a cone shape, and the excavator 1 is easily pushed into the natural ground.

また、トンネル掘削機１は、方向修正ジャッキ２５等による方向修正機能を備えているため、トンネル掘削時に適宜方向修正を行うことが可能である。 Further, since the tunnel excavator 1 has a direction correcting function by the direction correcting jack 25 or the like, it is possible to appropriately correct the direction at the time of tunnel excavation.

また、前記トンネル掘削方法によれば、複数のトンネル掘削機１，１を連結させた状態でトンネル掘削を行うことで、単独のトンネル掘削機１で複数本のトンネルを形成し、隣接するトンネル同士の境界部の覆工を撤去して１つの大空間を形成する施工方法と比較して、トンネル掘削作業の回数（トンネルの本数）を省略することで早期施工化が可能となる。また、撤去する覆工の量を減らすことで、撤去作業の手間を省略するとともに、覆工の材料費および処分費を削減することで施工費用の削減も可能となる。そのため、大断面トンネルの施工をより効率的かつ安価に行うことが可能となる。 In addition, according to the tunnel excavation method, tunnel excavation is performed in a state where a plurality of tunnel excavators 1 and 1 are connected, so that a single tunnel excavator 1 forms a plurality of tunnels, and adjacent tunnels Compared with the construction method in which the lining at the boundary is removed to form one large space, early construction is possible by omitting the number of tunnel excavation operations (number of tunnels). Further, by reducing the amount of the lining to be removed, the labor for the removal work can be omitted, and the construction cost can be reduced by reducing the material cost and disposal cost of the lining. Therefore, it becomes possible to construct a large section tunnel more efficiently and inexpensively.

以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、カッティングビットの配置は限定されるものではなく、適宜設定してもよい。 As mentioned above, although preferred embodiment was described about this invention, this invention is not limited to the said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the arrangement of the cutting bits is not limited and may be set as appropriate.

また、チャンバ内のカッティングビットは、必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。
また、カッティングビットの構成は限定されるものではなく、適宜公知のビットが採用可能である。 In addition, the cutting bit in the chamber may be arranged as necessary and may be omitted.
Further, the configuration of the cutting bit is not limited, and a known bit can be appropriately employed.

また、前記実施形態では、２台のトンネル掘削機を横方向で連結した状態で掘削する場合について説明したが、上下方向で連結してもよい。また、掘削時に連結するトンネル掘削機の台数は限定されるものではなく、３台以上連結してもよい。さらに、１台のトンネル掘削機で掘削してもよいことはいうまでもない。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where it excavates in the state which connected the two tunnel excavators in the horizontal direction, you may connect in an up-down direction. Further, the number of tunnel excavators to be connected during excavation is not limited, and three or more tunnel excavators may be connected. Furthermore, it goes without saying that one tunnel excavator may excavate.

また、トンネルの掘削断面が正方形に近い場合には、カッティングビットを筒体部の周縁角部のみに配置すればよい。 When the excavation cross section of the tunnel is close to a square, the cutting bit may be disposed only at the peripheral corner of the cylindrical body.

また、地山の強度や地質条件に応じて、カッティングビットの出代を調節することが可能であるとともに、カッティングビットの先端を結ぶ直線の角度を調節することが可能である。また、カッティングジャッキは、単独でも群でも、あるいは隣接する同士でも隔てた同士でも、動作するジャッキの組合せは、土質等に応じて可能である。 In addition, it is possible to adjust the allowance of the cutting bit according to the strength of the natural ground and the geological conditions, and it is possible to adjust the angle of the straight line connecting the tips of the cutting bit. The cutting jacks can be used alone, in groups, or adjacent to each other or separated from each other, depending on the soil quality.

また、コーン型ビットは、必要に応じて採用すればよく、カッティングビットの構成は限定されるものではない。 The cone-type bit may be adopted as necessary, and the configuration of the cutting bit is not limited.

１トンネル掘削機
１０カッタヘッド
２０筒体部
３０チャンバ
４０カッティングビット
４２コーン型ビット（コーン型カッタビット） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel excavator 10 Cutter head 20 Cylinder part 30 Chamber 40 Cutting bit 42 Cone type bit (cone type cutter bit)

Claims

トンネル軸回りに回転するカッタヘッドと、
前記カッタヘッドの後方に配置され、該カッタヘッドの駆動手段を有する断面矩形の筒体部と、
前記カッタヘッドと前記筒体部との間に形成されたチャンバと、
前記カッタヘッドの後方に配置され、掘進方向に対して個別に進退する複数のカッティングビットと、を備えるトンネル掘削機であって、
正面視したときに、前記筒体部の四辺に前記カッティングビットが並設されているとともに、前記筒体部の周縁角部のそれぞれに複数の前記カッティングビットが配置されていることを特徴とするトンネル掘削機。 A cutter head that rotates around the tunnel axis;
A cylindrical body section disposed behind the cutter head and having a drive means for the cutter head, and having a rectangular cross section;
A chamber formed between the cutter head and the cylindrical portion;
A tunnel excavator that is disposed behind the cutter head and includes a plurality of cutting bits that individually advance and retract with respect to the excavation direction,
When viewed from the front, the cutting bits are arranged in parallel on the four sides of the cylindrical body part, and a plurality of the cutting bits are arranged in each of the peripheral corners of the cylindrical body part. Tunnel excavator.