JP5528049B2 - Tunnel drilling equipment - Google Patents

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Description

本発明は、セグメントに分割された函体を組立てる際に使用する鉄道の軌道や道路等（以下、「軌道等」という）を横断してトンネルを掘削するトンネル掘削装置に関する。   The present invention relates to a tunnel excavation apparatus for excavating a tunnel across a railroad track, road, or the like (hereinafter referred to as “track”) used when assembling a box divided into segments.

特に大掘削断面のトンネルを掘削する場合、切羽を安定化させるため、掘削断面を上下複数段に分割して掘削することが好ましい。   In particular, when excavating a tunnel having a large excavation cross section, it is preferable to excavate by dividing the excavation cross section into a plurality of upper and lower stages in order to stabilize the face.

例えば特許文献１には、上下２段左右３列に掘削断面を分割した区画毎に、カッター刃を前端に備えた主シールドを配設したシールド機が開示されている。各主シールドは、それぞれ独立して胴体から出没自在に構成されている。   For example, Patent Document 1 discloses a shield machine in which a main shield having a cutter blade at the front end is provided for each section obtained by dividing an excavation cross section into two columns in two stages, upper and lower. Each main shield is configured to be able to appear and retract from the body independently.

このシールド機を用いて掘削を行うとき、まず、上段の主シールドを順次して推進させて掘削断面の上段を掘削し、次に、下段の主シールドを順次推進させて掘削断面の下段掘削し、その後、胴体を推進させ、各主シールドを胴体内に格納する。   When excavating using this shield machine, first, the upper main shield is sequentially propelled to excavate the upper section of the excavation section, and then the lower main shield is sequentially propelled to excavate the lower section of the excavation section. Then, the fuselage is propelled and each main shield is stored in the fuselage.

特開２００６−１６９６１号公報JP 2006-16961 A

しかしながら、特許文献１に開示されたシールド機においては、胴体を推進させるときに、胴体と周囲地盤との間に発生する摩擦抵抗によって、周囲地盤が剪断破壊して引き込みが起り、地盤が沈下、変形するおそれがある。そのため、特に低土被りでトンネルを掘削できないという問題がある。   However, in the shield machine disclosed in Patent Document 1, when propelling the fuselage, due to the frictional resistance generated between the fuselage and the surrounding ground, the surrounding ground is sheared and pulled, causing the ground to sink, There is a risk of deformation. For this reason, there is a problem that the tunnel cannot be excavated particularly with a low earth covering.

本発明は、以上の点に鑑み、掘削断面を上下複数段に分割してトンネルを掘削するトンネル掘削装置であって、低土被りでも掘削可能なトンネル掘削装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a tunnel excavating apparatus that excavates a tunnel by dividing an excavation cross section into a plurality of upper and lower stages, and is capable of excavating even with a low earth covering.

本発明は、掘削断面を上下複数段に分割して各段に掘削機を配設して掘削、推進を行うトンネル掘削装置であって、最上段に配設された上段掘削機は上段掘削機推進ジャッキを伸張して装置本体に対して推進し、該装置本体は本体推進ジャッキを伸張して既設の地下構造物を反力として推進し、前記装置本体と共に移動し、後端部が前記既設の地下構造物の上面上に位置する摺動部材が前記上段掘削機に対して摺動可能に設けられ、前記上段掘削機の上面には、該上段掘削機が推進されたときも前記摺動部材の上面を後端部まで覆う上面縁切板が固定されていることを特徴とする。 The present invention relates to a tunnel excavator that divides an excavation section into a plurality of upper and lower stages and arranges an excavator at each stage for excavation and propulsion, and the upper excavator disposed at the uppermost stage is an upper excavator The propulsion jack is extended and propelled against the apparatus main body, and the apparatus main body extends the main body propulsion jack to propel the existing underground structure as a reaction force, moves with the apparatus main body, and the rear end is the existing A sliding member located on the upper surface of the underground excavator is slidable with respect to the upper excavator , and the upper excavator is also slid on the upper excavator when the upper excavator is propelled. An upper surface edge cutting plate that covers the upper surface of the member to the rear end portion is fixed.

本発明によれば、上段掘削機を装置本体に対して推進させて掘削断面の上段を掘削した後、掘削断面の他段を掘削しながら、又は掘削断面の他段を掘削した後に、装置本体を推進させるとき、上面縁切板の存在により、装置本体上面と周囲地盤との間の摩擦抵抗が低減する。よって、装置本体の推進により、周囲地盤が周辺摩擦力で剪断破壊して引き込みが起こって、地盤が沈下、変形することを防止でき、低土被りでも上部地盤に影響なく、軌道等の直下を安全に掘削、推進を行うことが可能となる。   According to the present invention, after excavating the upper stage of the excavation cross section by propelling the upper excavator relative to the apparatus main body, while excavating the other stage of the excavation cross section, or after excavating the other stage of the excavation cross section, the apparatus main body When propelling is carried out, the frictional resistance between the upper surface of the apparatus main body and the surrounding ground is reduced due to the presence of the upper surface edge cutting plate. Therefore, the propulsion of the main body can prevent the surrounding ground from being sheared and pulled in due to the surrounding frictional force, and the ground can be prevented from sinking and deforming. Drilling and propulsion can be performed safely.

また、本発明において、前記上段掘削機は掘削断面の上段を水平方向に分割した区画毎に複数設けられ、該各上段掘削機はそれぞれ上段掘削機推進ジャッキを伸張して前記装置本体に対して独立して推進可能に構成されており、前記各上段掘削機の上面にそれぞれ前記縁切板が固定されていることが好ましい。   Further, in the present invention, a plurality of the upper excavators are provided for each section obtained by dividing the upper stage of the excavation cross section in the horizontal direction, and each upper excavator extends the upper excavator propulsion jack to the apparatus main body. It is preferably configured to be able to propel independently, and the edge cutting plate is fixed to the upper surface of each upper excavator.

この場合、各上段掘削機を順次掘削、推進させることにより、上段掘削時の上部地盤の変形が防止され、切羽が安定化する。   In this case, by sequentially excavating and propelling each upper excavator, deformation of the upper ground during upper excavation is prevented, and the face is stabilized.

また、本発明において、掘削断面の側部を掘削する側部掘削機を備え、該側部掘削機は側部掘削機推進ジャッキを伸張して前記装置本体に対して推進し、前記側部掘削機の側面の山留め板には、前記装置本体の側面を覆う側面縁切板が固定されていることが好ましい。   Further, in the present invention, a side excavator for excavating a side portion of the excavation cross section is provided, the side excavator extends a side excavator propulsion jack and propels it against the apparatus main body, and the side excavation It is preferable that the side edge cutting plate which covers the side surface of the said apparatus main body is being fixed to the mountain retaining plate of the side surface of a machine.

この場合、装置本体を推進させるとき、側面縁切板の存在により、装置本体側面と周囲地盤との間の摩擦抵抗が低減する。よって、装置本体の推進により、周囲地盤が周辺摩擦力で剪断破壊して引き込みが起こって、地盤が沈下、変形することをより防止でき、低土被りでも上部地盤に影響なく、軌道等の直下をより安全に掘削、推進を行うことが可能となる。   In this case, when propelling the apparatus main body, the frictional resistance between the apparatus main body side surface and the surrounding ground is reduced due to the presence of the side edge cutting plate. Therefore, the propulsion of the main body can prevent the surrounding ground from being sheared and pulled in by the surrounding frictional force, and the ground can be prevented from sinking and deforming. Can be excavated and propelled more safely.

本発明の一実施形態に係るトンネル構築システムを示す模式縦断側面図。1 is a schematic longitudinal side view showing a tunnel construction system according to an embodiment of the present invention. 図１におけるII−II線方向矢視模式部分後面図。The II-II line direction arrow partial model rear view in FIG. 図１におけるIII−III線方向矢視模式部分後面図。FIG. 3 is a schematic partial rear view taken along line III-III in FIG. 1. トンネル構築システムの後方を示す模式縦断側面図。The model longitudinal cross-sectional side view which shows the back of a tunnel construction system. 上段掘削・推進工程が完了した状態におけるトンネル構築システムを示す模式縦断側面図。The model longitudinal cross-sectional side view which shows the tunnel construction system in the state which the upper stage excavation and propulsion process was completed. 側部掘削・推進工程が完了した状態におけるトンネル構築システムを示す模式縦断側面図。The model longitudinal cross-sectional side view which shows the tunnel construction system in the state which the side part excavation / propulsion process was completed. 中段掘削・推進工程が完了した状態におけるトンネル構築システムを示す模式縦断側面図。The model longitudinal section side view showing the tunnel construction system in the state where the middle excavation and propulsion process was completed. 掘削工程が完了した状態におけるトンネル構築システムを示す模式縦断側面図。The model longitudinal section side view showing the tunnel construction system in the state where the excavation process was completed.

本発明の一実施形態に係るトンネル構築システム１００について説明する。トンネル構築システム１００は、軌道等の直下を低土被りで掘削してトンネルを構築する際に使用することに特に適している。   A tunnel construction system 100 according to an embodiment of the present invention will be described. The tunnel construction system 100 is particularly suitable for use when constructing a tunnel by excavating directly under a track or the like with a low earth covering.

図１乃至図３に示すように、トンネル構築システム１００は、矩形断面の掘削を行うトンネル掘削装置１０、及びトンネル覆工体である函体Ｓを組立てる函体組立装置２０を備えている。なお、以下の説明では、トンネル掘削方向を前方向（図１中左方向、図２及び図３中紙面奥向き方向）、トンネル掘削方向と直交するトンネル断面の水平方向を横方向（図１中紙面に直交する方向、図２及び図３中左右方向）とする。   As shown in FIGS. 1 to 3, the tunnel construction system 100 includes a tunnel excavating apparatus 10 that excavates a rectangular cross section, and a box assembly apparatus 20 that assembles a box S that is a tunnel lining body. In the following description, the tunnel excavation direction is the forward direction (left direction in FIG. 1, the back direction in FIG. 2 and FIG. 3), and the horizontal direction of the tunnel cross section perpendicular to the tunnel excavation direction is the horizontal direction (in FIG. 1). The direction orthogonal to the plane of the paper, the left-right direction in FIGS. 2 and 3).

トンネル掘削装置１０は、複数段、ここでは、上・中・下段の３段に分割してトンネル断面を掘削するように構成されている。上段の断面を掘削する上段掘削機３０は、独立して掘削可能な複数、ここでは１６に分割された矩形領域を、それぞれ掘削可能に構成されている。そして、中、下段の断面をそれぞれ掘削する中段掘削機４０、下段掘削機５０は、それぞれ、独立して掘削可能な複数、ここでは３に左右方向に分割された矩形領域を、それぞれ機械化メッセル方式により掘削可能に構成されている。   The tunnel excavating apparatus 10 is configured to excavate a tunnel cross section by being divided into a plurality of stages, here, an upper stage, a middle stage, and a lower stage. The upper excavator 30 for excavating the upper section is configured to be capable of excavating a plurality of independently excavable rectangular regions, here, 16 rectangular regions. The middle-stage excavator 40 and the lower-stage excavator 50 that excavate the middle and lower sections, respectively, each have a mechanized Messel system in which a plurality of rectangular regions that can be independently excavated, in this case, divided into three in the left-right direction, are respectively. It is comprised so that excavation is possible.

トンネル掘削装置１０は、左右両側部の断面を掘削する側部掘削機６０も備えている。側部掘削機５０は、左右それぞれ複数、ここでは前後方向に段差を有し縦方向に３個並設され、これら並設された３個が左右それぞれ３組あり、各組が各々独立して掘削する。   The tunnel excavator 10 also includes a side excavator 60 that excavates the cross sections of the left and right sides. The side excavator 50 has a plurality of side excavators 50, each having a step in the front-rear direction and three in the vertical direction. The three side-by-side excavators have three sets on the left and right, and each set is independently Excavate.

このように、トンネル掘削装置１０は、１６台の上段掘削機３０、３台の中段掘削機４０、３台の下段掘削機５０及び１８台の側部掘削機６０を備えている。   Thus, the tunnel excavator 10 includes 16 upper excavators 30, 3 middle excavators 40, 3 lower excavators 50, and 18 side excavators 60.

トンネル構築システム１００は、下段掘削機５０を配設固定する前胴体（フード部）７１、函体組立装置２０を配設固定する矩形状の後胴体（テール部）７２、及び前胴体７１と後胴体７２とを接続する内殻（ガーダー部）７３からなる装置本体７０を備えている。装置本体７０は、鋼材から形成されており、前胴体７１、後胴体７２及び内殻７３は一体化して構成されている。   The tunnel construction system 100 includes a front body (hood part) 71 on which the lower excavator 50 is disposed and fixed, a rectangular rear body (tail part) 72 on which the box assembly apparatus 20 is disposed and fixed, and the front body 71 and the rear body. The apparatus main body 70 which consists of the inner shell (girder part) 73 which connects the trunk | drum 72 is provided. The apparatus main body 70 is made of a steel material, and the front body 71, the rear body 72, and the inner shell 73 are integrally formed.

内殻７３には、上段、中段、側部掘削機３０，４０，６０を推進するための上段、中段、側部掘削機ジャッキ３１，４１，６１の基部が固定されている。後胴体７２の四隅には、トンネル掘削装置１０全体を推進するための本体推進ジャッキ７４の基部がそれぞれ固定されている。本体推進ジャッキ７４のピストン先端部は、既設の連接された函体（地下構造物）Ｓの四隅に当接しており、トンネル掘削装置１０の推進時の反力が函体Ｓ全周に均等に作用するように構成されている。   Fixed to the inner shell 73 are the bases of the upper, middle and side excavator jacks 31, 41 and 61 for propelling the upper, middle and side excavators 30, 40 and 60. Base portions of main body propulsion jacks 74 for propelling the entire tunnel excavation apparatus 10 are fixed to the four corners of the rear body 72, respectively. The piston tip of the main body propulsion jack 74 is in contact with the four corners of the existing connected box (underground structure) S, and the reaction force when propelling the tunnel excavator 10 is evenly distributed around the box S. It is configured to work.

各上段掘削機３０は、複数本、ここでは４本の上段掘削機推進ジャッキ３１により、各々独立に装置本体７０の内殻７３に反力をとって、装置本体７０に対して推進することが可能となっている。３台の中段掘削機４０は、複数本、ここでは、６本の中段掘削機推進ジャッキ４１により、装置本体７０の内殻７３に反力をとって、装置本体７０に対して推進することが可能となっており、中段の断面を一括して掘削する。３台の下段掘削機５０は、装置本体７０の前胴体７１と一体化されており、装置本体７０の推進と伴って推進し、下段の断面を一括して掘削する。３台からなる各組の側部掘削機６０は、それぞれ複数本、ここでは、２本の側部掘削機推進ジャッキ６１により。装置本体７０の内殻７３に反力をとって、装置本体７０に対して推進することが可能となっており、左右側部の断面をそれぞれ各組毎に一括して掘削する。   Each of the upper excavators 30 can be propelled against the apparatus main body 70 by applying a reaction force to the inner shell 73 of the apparatus main body 70 independently by a plurality of, here four upper excavator propulsion jacks 31. It is possible. The three middle excavators 40 can be propelled against the apparatus main body 70 by applying reaction force to the inner shell 73 of the apparatus main body 70 by a plurality of (here, six middle excavator propulsion jacks 41). It is possible, and the middle section is excavated all at once. The three lower excavators 50 are integrated with the front body 71 of the apparatus main body 70 and are propelled along with the propulsion of the apparatus main body 70 to excavate the lower section in a lump. Each set of the three side excavators 60 includes a plurality of, in this case, two side excavator jacks 61. A reaction force can be applied to the inner shell 73 of the apparatus main body 70 to propel it against the apparatus main body 70, and the cross sections of the left and right side portions are excavated together for each set.

なお、各ジャッキ３１，４１，５１，６１，７４のストロークＳＴは、ここでは２個の函体Ｓの厚み、例えば１ｍ程度であり、同じである。各ジャッキ３１，４１，５１，６１，７４は、図示しない油圧回路に接続されており、各ジャッキ３１，４１，５１，６１，７４が所定の協働動作をするように構成されている。   Here, the stroke ST of each jack 31, 41, 51, 61, 74 is the same as the thickness of the two boxes S, for example, about 1 m. Each jack 31, 41, 51, 61, 74 is connected to a hydraulic circuit (not shown), and each jack 31, 41, 51, 61, 74 is configured to perform a predetermined cooperative operation.

各上段掘削機３０は、地盤を掘削するカッター刃３２を先端に有するスクリューオーガ３３を備えており、スクリューオーガ３３の回転によりカッター刃３２が掘削した掘削土砂を排土する。さらに、上段掘削機３０は、スクリューオーガ３３を駆動する図示しない駆動源を有する掘削機本体３４と、掘削機本体３４が配設固定される矩形筒状の胴体３５と、胴体３５に対して上段掘削機推進ジャッキ３１を介して摺動可能に設けられ、既設の函体Ｓの上面上にテール部（後端部）が位置する摺動部材３６と、胴体３５の上面に固定され摺動部材３６の上面をテール部まで覆う平鋼板製のフリクションプレート（上面縁切板）３７とを備えている。フリクションプレート３７の幅は、胴体３５の上面の幅と同じ、もしくは少し小さい。   Each upper excavator 30 includes a screw auger 33 having a cutter blade 32 for excavating the ground at its tip, and excavates the excavated sediment that the cutter blade 32 excavates as the screw auger 33 rotates. Further, the upper excavator 30 includes an excavator main body 34 having a drive source (not shown) for driving the screw auger 33, a rectangular cylindrical body 35 on which the excavator main body 34 is disposed and fixed, and an upper stage with respect to the body 35. A sliding member 36 slidably provided through the excavator propulsion jack 31 and having a tail portion (rear end portion) positioned on the upper surface of the existing box S, and a sliding member fixed to the upper surface of the body 35. And a flat plate friction plate (upper edge cutting plate) 37 that covers the upper surface of 36 up to the tail portion. The width of the friction plate 37 is the same as or slightly smaller than the width of the upper surface of the body 35.

また、上段掘削機３０には、切羽土圧を管理するために図示しない土圧計を配設されており、土圧バランスを保ちながら、掘削と排土との両立を行う。上段掘削機推進ジャッキ３１を伸張させて前方向に推進させながら、スクリューオーガ３３を回転させることによって、上段掘削機３０による掘削と排土を行う。上段掘削機３０は、ストロークＳＴ分だけ推進する。掘削土砂は、胴体３５内に配置された図示しないベルトコンベア等の排出機構により、後方に排出する。   Further, the upper excavator 30 is provided with a soil pressure gauge (not shown) for managing the face soil pressure, and both excavation and soil removal are performed while maintaining the earth pressure balance. While the upper excavator propulsion jack 31 is extended and propelled forward, the screw auger 33 is rotated to perform excavation and soil removal by the upper excavator 30. The upper excavator 30 propels for the stroke ST. The excavated earth and sand are discharged backward by a discharge mechanism such as a belt conveyor (not shown) disposed in the body 35.

側部掘削機６０は、詳細は図示しないが、地盤を掘削するカッター刃６２を先端に備えており、カッター刃６２の回転により掘削した掘削土砂を、胴体６３内に配置された図示しない排土機構によって排土する。３個の上下に並設された側部掘削機６０は、組をなし、各組の側部掘削機６０の胴体６３は一体化されている。そして、この側部掘削機６０の各組毎に、それぞれ、一体化された胴体６３の外側面に固定され、胴体６３内への切削土砂の流入を防止する土留板６４と、土留板６４に固定され装置本体７０の外側面をテール部（後端部）まで覆う平鋼板製のフリクションプレート（側面縁切板）６５とを備えている。なお、図１などの図面では、簡略化のため、上段の組の側部掘削機６０に側部掘削機推進ジャッキ６１を、中段の組の側部掘削機６０に土留板６４を、下段の組の側部掘削機６０にフリクションプレート６５を付して描いている。   Although not shown in detail, the side excavator 60 is provided with a cutter blade 62 for excavating the ground at the tip, and excavated earth and sand excavated by the rotation of the cutter blade 62 is disposed in the fuselage 63. The soil is discharged by the mechanism. The three side excavators 60 arranged side by side form a set, and the body 63 of each side excavator 60 is integrated. And for each set of this side excavator 60, it is fixed to the outer surface of the integrated fuselage 63, and a retaining plate 64 and a retaining plate 64 that prevent the inflow of cutting earth and sand into the fuselage 63, respectively. A friction plate (side edge cutting plate) 65 made of a flat steel plate that is fixed and covers the outer side surface of the apparatus main body 70 to the tail portion (rear end portion) is provided. In addition, in drawings such as FIG. 1, for simplification, the side excavator propulsion jack 61 is disposed in the upper side excavator 60, the earth retaining plate 64 is disposed in the middle side excavator 60, and the lower stage excavator 60. The pair of side excavators 60 is depicted with a friction plate 65 attached.

側部掘削機推進ジャッキ６１を伸張させて前方向に推進させながら、カッター刃６２を回転させることによって、側部掘削機６０による掘削と排土を行う。側部掘削機６０は、ストロークＳＴ分だけ推進する。土留板６４は、側部掘削機６０の推進に伴って移動する。掘削土砂は、胴体６３内に配置された図示しないスクリューコンベア等の排出機構により、後方に排土する。   Excavation and soil removal by the side excavator 60 are performed by rotating the cutter blade 62 while the side excavator propulsion jack 61 is extended and propelled forward. The side excavator 60 propels for the stroke ST. The earth retaining plate 64 moves as the side excavator 60 is propelled. The excavated soil is discharged backward by a discharge mechanism such as a screw conveyor (not shown) disposed in the body 63.

さらに、側部掘削機６０は各組毎に独立して掘削、推進を行うことが可能であるので、側部掘削機６０を各組毎に順次掘削、推進させることにより、側部掘削時の切羽を安定化している。   Further, since the side excavator 60 can perform excavation and propulsion independently for each group, the side excavator 60 is sequentially excavated and propelled for each group, so The face is stabilized.

各中段推進機４０は、トンネル断面を横方向に３分割した掘削作業区間を独立して掘削する開放型の推進掘削機であり、機械化メッセル工法を採用している。各掘削作業区間は、鋼製の一体化された中段フレーム４２によって区画されており、中段フレーム４２の先端にはメッセル鋼矢板と呼ばれる特殊鋼矢板４３が固定されている。   Each middle stage propulsion machine 40 is an open type propulsion excavator that independently excavates a excavation work section obtained by dividing the tunnel cross section into three in the lateral direction, and employs a mechanized Messel method. Each excavation work section is divided by an intermediate middle frame 42 made of steel, and a special steel sheet pile 43 called a messel steel sheet pile is fixed to the tip of the middle frame 42.

中段の各掘削作業区間には、図示しないが１台ずつ掘削車両が配備されている。掘削車両は、例えば、無限軌道や車輪を有する電動式バックホウであり、中段フレーム４２を構成する床板４４の上面を自由に走行可能となっている。中段フレーム４２には、中段掘削機推進ジャッキ４１のピストン先端部が固定されている。   Although not shown, one excavation vehicle is arranged in each middle excavation work section. The excavation vehicle is, for example, an electric backhoe having an endless track and wheels, and can freely travel on the upper surface of the floor plate 44 constituting the middle frame 42. A piston tip of the middle excavator propulsion jack 41 is fixed to the middle frame 42.

中段掘削機推進ジャッキ４１を伸張させることにより、特殊鋼矢板４３を前方に押し込み、特殊鋼矢板４３と上段掘削機３０とで区画される断面矩形状の地盤を、作業者が掘削車両を運転して掘削を行う。中段掘削機４０はストロークＳＴ分推進する。掘削土砂は、床板４４の上面に配置された図示しないベルトコンベア等の排出機構により、後方に排出する。   By extending the middle excavator propulsion jack 41, the special steel sheet pile 43 is pushed forward, and the operator operates the excavation vehicle on the ground having a rectangular cross section defined by the special steel sheet pile 43 and the upper excavator 30. And drilling. The middle excavator 40 propels for the stroke ST. The excavated earth and sand are discharged backward by a discharge mechanism such as a belt conveyor (not shown) disposed on the upper surface of the floor plate 44.

下段掘削機５０は、中段掘削機４０と同様に、断面を横方向に３分割した掘削作業区間を独立して掘削する開放型の推進掘削機であり、機械化メッセル工法を採用している。各掘削作業区間は、鋼製の一体化された下段フレーム５２によって区画されており、中段フレーム５２の先端にはメッセル鋼矢板と呼ばれる特殊鋼矢板５３が固定されている。   The lower excavator 50 is an open-type propulsion excavator that independently excavates an excavation work section whose cross section is divided into three in the horizontal direction, like the middle excavator 40, and employs a mechanized Messel method. Each excavation section is divided by an integrated lower frame 52 made of steel, and a special steel sheet pile 53 called a messel steel sheet pile is fixed to the tip of the middle frame 52.

下段の各掘削作業区間には、図示しないが１台ずつ掘削車両が配備されている。掘削車両は、例えば、無限軌道や車輪を有する電動式バックホウであり、下段フレーム５２を構成する床板５４の上面を自由に走行可能となっている。下段フレーム５２は、装置本体７０の前胴体７１に固定されている。   Although not shown, one excavation vehicle is provided in each lower excavation work section. The excavation vehicle is, for example, an electric backhoe having an endless track and wheels, and can freely travel on the upper surface of the floor plate 54 constituting the lower frame 52. The lower frame 52 is fixed to the front body 71 of the apparatus main body 70.

本体推進ジャッキ７４を伸張させ、既設の函体Ｓに反力をとって装置本体７０を前方に推進させることにより、特殊鋼矢板５３を前方に押し込み、特殊鋼矢板５３と中段フレーム４２の床版４４とで区画される断面矩形状の地盤を、作業者が掘削車両を運転して掘削を行う。下段掘削機５０及び装置本体７０はストロークＳＴ分推進する。掘削土砂は、床板５４の上面に配置された図示しないベルトコンベア等の排出機構により、後方に排出する。   The main body propulsion jack 74 is extended, the reaction force is applied to the existing box S to propel the apparatus main body 70 forward, the special steel sheet pile 53 is pushed forward, and the floor slab of the special steel sheet pile 53 and the middle frame 42 is obtained. The operator operates the excavating vehicle to excavate the ground having a rectangular cross section divided by 44. The lower excavator 50 and the apparatus main body 70 are propelled by the stroke ST. The excavated earth and sand are discharged backward by a discharge mechanism such as a belt conveyor (not shown) arranged on the upper surface of the floor board 54.

上記のように、トンネル掘削装置１０は、トンネル断面を分割して掘削するように構成されており、切羽面を上段、側部、中段、下段の順に分割掘削することによって切羽面の開放を段階的に行うので、切羽が安定化する。   As described above, the tunnel excavating apparatus 10 is configured to excavate by dividing the tunnel cross section, and the face face is opened by dividing the face face in order of upper, side, middle, and lower stages. The face is stabilized.

さらに、他の掘削機４０，５０，６０に先駆けて上段掘削機３０による掘削、推進を行うことにより、上段掘削機３０自体をいわば上段ルーフとした先受け効果によって、その後の中、下段掘削時の切羽面の緩みが抑制されるので、切羽が安定化する。   Further, by performing excavation and propulsion by the upper excavator 30 prior to the other excavators 40, 50, 60, the upper excavator 30 itself is a so-called upper roof, so that during the middle and lower excavation thereafter Since the loosening of the face is suppressed, the face is stabilized.

さらに、各上段掘削機３０は独立して掘削、推進を行うことが可能であり、各上段掘削機３０を順次掘削、推進させることにより、上段掘削時の上部地盤の変形が防止されるので、切羽が安定化する。   In addition, each upper excavator 30 can be independently excavated and propelled, and by sequentially excavating and propelling each upper excavator 30, deformation of the upper ground during upper excavation is prevented, The face is stabilized.

さらに、胴体３５の上面に固定され装置本体７０と共に移動する摺動部材３６の上面がテール部までフリクションプレート３７で覆われている共に、装置本体７０の外側面がテール部までフリクションプレート６５で覆われている。そして、装置本体７０が前方に推進するとき、フリクションプレート３７，６５は周囲地盤に対して移動しない。そのため、装置本体７０の上面及び側面の全面に亘って周囲地盤と接する場合に比べて、周囲地盤と装置本体７０との間の摩擦抵抗が低減される。よって、掘削断面が大断面であっても、装置本体７０の推進により、周囲地盤が周辺摩擦力で剪断破壊して引き込みが起こって、地盤が沈下、変形することを防止できる。   Further, the upper surface of the sliding member 36 fixed to the upper surface of the body 35 and moving together with the apparatus main body 70 is covered with the friction plate 37 up to the tail portion, and the outer surface of the apparatus main body 70 is covered with the friction plate 65 up to the tail portion. It has been broken. And when the apparatus main body 70 propels forward, the friction plates 37 and 65 do not move with respect to the surrounding ground. Therefore, the frictional resistance between the surrounding ground and the apparatus main body 70 is reduced as compared with the case where the entire surface of the apparatus main body 70 is in contact with the surrounding ground. Therefore, even if the excavation cross section is a large cross section, the propulsion of the apparatus main body 70 can prevent the surrounding ground from being sheared and broken by the peripheral frictional force, causing the ground to sink and deform.

これらによって、０．３ｍ乃至１．０ｍ程度の低土被りでも上部地盤に影響なく、軌道等の直下を安全に掘削、推進を行うことが可能となる。   As a result, it is possible to safely excavate and propel directly under the track or the like without affecting the upper ground even with a low earth covering of about 0.3 m to 1.0 m.

函体組立装置２０は、矩形状の後胴体７２の内方に配設固定されている。函体組立装置２０は、ここでは、トンネル断面を横方向に２分割した作業区間毎に１台ずつ、計２台設けられている。函体組立装置２０により掘削したトンネルの内面に函体Ｓが連接して組立てられ、函体Ｓによる内壁が構築される。   The box assembly apparatus 20 is disposed and fixed inside the rectangular rear body 72. Here, two box assembly apparatuses 20 are provided, one for each work section obtained by dividing the tunnel cross section into two in the horizontal direction. The box S is assembled and connected to the inner surface of the tunnel excavated by the box assembly apparatus 20, and the inner wall of the box S is constructed.

函体Ｓは、ここでは、工場等で予め成形されたコンクリートからなるプレキャストボックスカルバートであり、底版Ｓ１、頂版Ｓ２、２つの側壁Ｓ３の４つの部材（セグメント）から構成されている。ここでは、底版Ｓ１は、函体Ｓの底辺を構成する部分とその左右両端部の上方に延在する部分とからなっている。そして、頂版Ｓ２は、函体Ｓの上辺を構成する部分とその左右両端部の下方に延在する部分からなっており、底版Ｓ１と同形状である。側壁Ｓ２は、底版Ｓ１と頂版Ｓ２との間に位置し、函体Ｓの側辺の大部分を構成する直方体形状となっている。   Here, the box S is a precast box culvert made of concrete preformed in a factory or the like, and is composed of four members (segments) of a bottom plate S1, a top plate S2, and two side walls S3. Here, the bottom plate S1 is composed of a portion constituting the bottom side of the box S and a portion extending above both left and right end portions. And the top plate S2 consists of the part which comprises the upper side of the box S, and the part extended below the right-and-left both ends, and is the same shape as bottom plate S1. The side wall S2 is located between the bottom plate S1 and the top plate S2, and has a rectangular parallelepiped shape that constitutes most of the side of the box S.

各函体組立装置２０は、頂版Ｓ２を持上げて保持可能な２台のリフター８０と、側壁Ｓ３を把持して９０度回転可能な１台のエレクター９０とから構成されている。   Each box assembling apparatus 20 includes two lifters 80 that can lift and hold the top plate S2 and one erector 90 that holds the side wall S3 and can rotate 90 degrees.

各リフター８０は、装置本体７０の後胴体７２に設置された縦梁８１と、縦梁８１に対して摺動可能に設置され装置本体７０から後方に突出するフォーク８２と、フォーク８２を縦梁８１に対して昇降させるシリンダやチェーン等からなる図示しない昇降機構とを備えている。なお、昇降機構は、図示しない駆動源により駆動する。   Each lifter 80 includes a vertical beam 81 installed on the rear body 72 of the apparatus main body 70, a fork 82 slidably installed on the vertical beam 81 and protruding rearward from the apparatus main body 70, and the fork 82 connected to the vertical beam. Elevating mechanism (not shown) composed of a cylinder, a chain, etc. The lifting mechanism is driven by a driving source (not shown).

左右一対のリフター８０は、フォーク８２が共動して昇降するように構成されており、下方で左右のフォーク８２上に載置された頂版Ｓ２を所定の高さ、具体的には、頂版Ｓ２が設置されるべき高さを超えて頂版Ｓ２を持上げ、その位置で頂版Ｓ２を保持可能なように構成されている。   The pair of left and right lifters 80 are configured such that the forks 82 move up and down together, and the top plate S2 placed on the left and right forks 82 below has a predetermined height, specifically, the top The top plate S2 is lifted beyond the height at which the plate S2 is to be installed, and the top plate S2 can be held at that position.

エレクター９０は、後胴体７２の底板の上面に左右方向に延びるように設置されたレールに対して複数の車輪を介して摺動可能に配置された台車部９１と、台車部９１に固定された本体部９２と、側壁Ｓ３を把持、解放、持上げ可能な把持部９３と、把持部９３を先端に有し本体部９２に対して左右各９０度回転可能な回転部９４とを備えている。また、把持部９３は、回転部９４に対して、前後方向に、函体Ｓの厚み分だけ摺動可能なように構成されている。なお、把持部９３や回転部９４は、図示しない駆動源により駆動される。   The erector 90 is fixed to the carriage unit 91 and a carriage unit 91 slidably arranged via a plurality of wheels with respect to a rail installed on the upper surface of the bottom plate of the rear body 72 so as to extend in the left-right direction. A main body 92, a grip 93 that can grip, release, and lift the side wall S <b> 3, and a rotating portion 94 that has the grip 93 at the tip and can be rotated 90 degrees to the left and right with respect to the main body 92 are provided. The gripping portion 93 is configured to be slidable with respect to the rotating portion 94 in the front-rear direction by the thickness of the box S. The gripping part 93 and the rotating part 94 are driven by a driving source (not shown).

エレクター９０は、掘削されたトンネル底面に載置された側壁Ｓ３を把持部で把持して持上げた後、右又は左方向に９０度回転部９４を回転させた状態で、台車部９１をスライド移動させることができるように構成されている。エレクター９０の把持部９３は、前後方向に函体Ｓの厚み分だけ摺動可能に構成されているので、２つの函体Ｓを組立てることができる。   The erector 90 slides the carriage 91 in a state where the side wall S3 placed on the bottom of the excavated tunnel is gripped and lifted by the gripping portion and then the rotating portion 94 is rotated 90 degrees to the right or left. It is comprised so that it can be made to. Since the grip portion 93 of the erector 90 is configured to be slidable by the thickness of the box S in the front-rear direction, the two boxes S can be assembled.

なお、リフター８０は、縦梁８１を後胴体７２に対して前後方向に函体Ｓの厚み分だけ摺動可能に構成されてもよい。これにより、フォーク８２の長さを短縮でき、作業空間が増加すると共に、フォーク８２に対する頂版Ｓ２の載置面が縦梁８１に近づくので、昇降機構及び駆動源を小型化することが可能となる。   The lifter 80 may be configured so that the vertical beam 81 can slide relative to the rear body 72 in the front-rear direction by the thickness of the box S. Thereby, the length of the fork 82 can be shortened, the working space is increased, and the mounting surface of the top plate S2 on the fork 82 approaches the vertical beam 81, so that the lifting mechanism and the drive source can be reduced in size. Become.

さらに、図４に示すように、トンネル構築システム１００の後方には、各作業空間に、函体Ｓを構成する部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を坑口から搬入する部材搬入機構１１０が設けられている。部材搬入機構１１０は、ここでは、図示しない部材運搬台車、例えば、軌条を走行するサーボコロ、及び部材吊下搬入装置とから構成されている。部材吊下搬入装置は、例えば、ダブルレールホイストクレーン１１１と移動式ガーター１１２とから構成されている。   Furthermore, as shown in FIG. 4, a member carrying mechanism 110 for carrying members S1, S2, S3 constituting the box S from the wellhead is provided in each work space behind the tunnel construction system 100. Here, the member carry-in mechanism 110 includes a member carriage (not shown), for example, a servo roller that travels on a rail, and a member suspension carry-in device. The member suspension carry-in device is composed of, for example, a double rail hoist crane 111 and a movable garter 112.

部材運搬台車を用いて移動式ガーター１１２の後方まで搬入し、そこで、ダブルレールホイストクレーン１１２を用いて部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を吊り下げて、後胴体７２の後方まで搬入する。移動式ガーター１１２を備えるので、トンネル構築システム１００が推進しても、後胴体７２後方の適切な位置まで部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を搬入することができる。   The member carriage is used to carry the rear of the movable garter 112, and the members S 1, S 2, S 3 are suspended using the double rail hoist crane 112 and carried to the rear of the rear body 72. Since the mobile garter 112 is provided, even if the tunnel construction system 100 is propelled, the members S1, S2, and S3 can be carried to an appropriate position behind the rear trunk 72.

なお、底版Ｓ１や頂版Ｓ２の長さが作業区間の左右方向の幅に対して余裕がないとき、底版Ｓ１や頂版Ｓ２の長手方向を前後方向として、部材運搬台車やホイストクレーン１１２で後胴体７２の後方近くまで搬入し、長手方向が左右方向となるように旋回させながら移動させて底版Ｓ１や頂版Ｓ２を掘削されたトンネル底面の設置位置に仮置きする。   When the length of the bottom slab S1 or the top slab S2 is not sufficient with respect to the width in the left-right direction of the work section, the longitudinal direction of the bottom slab S1 or the top slab S2 is set as the front-rear direction, and the rear of the member trolley or hoist crane 112 It is carried near to the rear of the body 72, moved while turning so that the longitudinal direction is the left-right direction, and the bottom slab S1 and the top slab S2 are temporarily placed at the installation position of the excavated tunnel bottom.

さらに、トンネル構築システム１００の後方には、各作業空間に、図示しない坑内排土機構が設けられている。坑内排土機構は、トンネル構築システム１００から掘削土砂を受け取り、その掘削土砂をトンネル外部に排出する。坑内排土機構は、例えば、移動式、固定式等の排出コンベアを単数、又は複数組み合わせて構成されている。また、フレックスコンベアや土砂ホッパーを設け、土砂ホッパーを介してダンプ運搬により掘削土砂を排出してもよい。   Furthermore, an underground soil removal mechanism (not shown) is provided in each work space behind the tunnel construction system 100. The underground excavation mechanism receives excavated earth and sand from the tunnel construction system 100 and discharges the excavated earth and sand to the outside of the tunnel. The underground earth removal mechanism is composed of, for example, a single or a plurality of discharge conveyors such as a movable type and a fixed type. Moreover, a flex conveyor and earth and sand hopper may be provided, and excavated earth and sand may be discharged by dump transportation through the earth and sand hopper.

また、図示しない裏込注入機構が設けられている。裏込注入機構は、函体Ｓの各部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３とトンネル掘削面との間に裏込注入材を注入する。これにより、トンネル構築システム１００の推進方向に順次函体Ｓが連接されて矩形断面のトンネル内壁を構築することができる。   Further, a back-filling injection mechanism (not shown) is provided. The back injection mechanism injects a back injection material between each member S1, S2, S3 of the box S and the tunnel excavation surface. Thereby, the boxes S can be sequentially connected in the propulsion direction of the tunnel construction system 100 to construct a tunnel inner wall having a rectangular cross section.

以下、トンネル構築システム１００を用いた本発明の一実施形態に係るトンネル構築方法について説明する。トンネル構築方法は、主として、トンネル掘削装置１０を用いた掘削工程と、函体組立装置２０を用いた函体組立工程とから構成されており、これらの工程を交互に行う。   Hereinafter, a tunnel construction method according to an embodiment of the present invention using the tunnel construction system 100 will be described. The tunnel construction method mainly includes a drilling process using the tunnel excavator 10 and a box assembly process using the box assembly apparatus 20, and these processes are alternately performed.

掘削工程は、上段掘削・推進工程、側部掘削・推進工程、中段掘削・推進工程、及び下段掘削・推進工程から構成されており、この順序で工程が進行する。   The excavation process includes an upper excavation / propulsion process, a side excavation / propulsion process, a middle excavation / propulsion process, and a lower excavation / propulsion process, and the processes proceed in this order.

上段掘削・推進工程においては、図１に示す状態から、上段掘削機３０により掘削断面上段の掘削を行う。上段掘削機推進ジャッキ３１を伸張させながら、スクリューオーガ３３を回転させることによって、掘削と排土を行い、ストロークＳＴ分だけ上段掘削機３０を推進させる。各上段掘削機３０を、順次掘削、推進させ、左右方向に分割した区画毎に掘削を行い、図５に示す状態となる。   In the upper excavation / propulsion process, the upper excavator 30 excavates from the state shown in FIG. By rotating the screw auger 33 while extending the upper excavator propulsion jack 31, excavation and earth removal are performed, and the upper excavator 30 is propelled by the stroke ST. Each upper excavator 30 is sequentially excavated and propelled, and excavation is performed for each section divided in the left-right direction, and the state shown in FIG. 5 is obtained.

側部掘削・推進工程においては、側部掘削機６０により掘削断面側部の掘削を行う。側部掘削機推進ジャッキ６１を伸張させながら、カッター刃６２を回転させることによって、掘削と排土を行う。ストロークＳＴ分だけ側部掘削機６０を推進する。各組の側部掘削機４０を、順次掘削、推進させ、図６に示す状態となる。   In the side excavation / propulsion process, the side excavation cross section is excavated by the side excavator 60. Excavation and soil removal are performed by rotating the cutter blade 62 while the side excavator propulsion jack 61 is extended. The side excavator 60 is propelled by the stroke ST. Each set of side excavators 40 is sequentially excavated and propelled, and the state shown in FIG. 6 is obtained.

中段掘削・推進工程においては、中段掘削機４０により掘削断面中段の掘削を行う。中段掘削機推進ジャッキ４１を伸張させて、特殊鋼矢板４３を前方に押し込む。そして、特殊鋼矢板４３と上段掘削機３０とで区画される断面矩形状の地盤を、作業者が掘削車両を運転して掘削を行う。ストロークＳＴ分だけ中段掘削機４０を推進させる。全ての中段掘削機４０を同時に推進させ、掘削車両による掘削は区画毎に行い、図７に示す状態となる。   In the middle excavation / propulsion process, the middle excavation section 40 excavates the middle section of the excavation section. The middle excavator propulsion jack 41 is extended to push the special steel sheet pile 43 forward. Then, the operator operates the excavation vehicle to excavate the ground having a rectangular cross section defined by the special steel sheet pile 43 and the upper excavator 30. The middle excavator 40 is propelled by the stroke ST. All the middle-stage excavators 40 are driven at the same time, and excavation by the excavation vehicle is performed for each section, resulting in the state shown in FIG.

下段掘削・推進工程においては、下段掘削機５０により掘削断面下段の掘削を行う。本体推進ジャッキ７４を伸張させて、特殊鋼矢板５３を前方に押し込む。そして、特殊鋼矢板５３と上段掘削機４０とで区画される断面矩形状の地盤を、作業者が掘削車両を運転して掘削を行う。ストロークＳＴ分だけ下段掘削機５０及び下段掘削機５０が固定された装置本体７０を推進させる。全ての下段掘削機５０を同時に推進させ、掘削車両による掘削は区画毎に行い、図８に示す状態となる。   In the lower excavation / propulsion process, the lower excavator 50 excavates the lower section of the excavation section. The main body propulsion jack 74 is extended and the special steel sheet pile 53 is pushed forward. Then, the operator operates the excavation vehicle to excavate the ground having a rectangular cross section defined by the special steel sheet pile 53 and the upper excavator 40. The lower excavator 50 and the apparatus main body 70 to which the lower excavator 50 is fixed are propelled by the stroke ST. All the lower excavators 50 are simultaneously propelled, and excavation by the excavation vehicle is performed for each section, resulting in the state shown in FIG.

掘削工程が完了することにより、トンネル構築システム１００全体がストロークＳＴ分だけ推進した状態となる。これにより、既設の連接された函体Ｓの前方に２組の函体Ｓを接続可能な空間が存在することになる。   When the excavation process is completed, the entire tunnel construction system 100 is propelled by the stroke ST. As a result, there is a space in which two sets of boxes S can be connected in front of the existing connected boxes S.

このように、掘削工程においては、切羽面を上段、側部、中段、下段の順に分割掘削するので、切羽面の開放を段階的に行うことにより、切羽が安定化する。   Thus, in the excavation process, the face is divided and excavated in the order of the upper stage, the side part, the middle stage, and the lower stage. Therefore, the face is stabilized by opening the face in stages.

さらに、掘削断面の側部、中段及び下段を掘削する前に上段を掘削するので、上段掘削機３０自体をいわば上段ルーフとした先受け効果によって、その後の中、下段掘削時の切羽面の緩みが抑制され、切羽が安定化する。   Furthermore, since the upper stage is excavated before excavating the side, middle stage, and lower stage of the excavation cross section, the upper face excavator 30 itself becomes a so-called upper roof, so that the face surface is loosened during the subsequent middle and lower stage excavations. Is suppressed and the face is stabilized.

さらに、各上段掘削機３０を順次掘削、推進させるので、上段掘削時の上部地盤の変形が防止され、切羽が安定化する。   Further, since each upper excavator 30 is sequentially excavated and propelled, deformation of the upper ground during upper excavation is prevented, and the face is stabilized.

さらに、胴体３５の上面に固定され装置本体７０と共に移動する摺動部材３６の上面がテール部までフリクションプレート３７で覆われる共に、装置本体７０の外側面がテール部まで覆うフリクションプレート６５で覆われている。そして、装置本体７０が前方に推進するとき、フリクションプレート３７，６５は周囲地盤に対して移動しない。そのため、装置本体７０の上面及び側面全面に亘って周囲地盤と接する場合に比べて、周囲地盤と装置本体７０との間の摩擦抵抗が低減される。よって、掘削断面が大断面であっても、装置本体７０の推進により、周囲地盤が周辺摩擦力で剪断破壊して引き込みが起こって、地盤が沈下、変形することを防止できる。   Furthermore, the upper surface of the sliding member 36 fixed to the upper surface of the body 35 and moving together with the apparatus main body 70 is covered with the friction plate 37 up to the tail portion, and the outer surface of the apparatus main body 70 is covered with the friction plate 65 covering the tail portion. ing. And when the apparatus main body 70 propels forward, the friction plates 37 and 65 do not move with respect to the surrounding ground. Therefore, the frictional resistance between the surrounding ground and the apparatus main body 70 is reduced as compared with the case where the apparatus main body 70 is in contact with the surrounding ground over the entire upper surface and side surfaces. Therefore, even if the excavation cross section is a large cross section, the propulsion of the apparatus main body 70 can prevent the surrounding ground from being sheared and broken by the peripheral frictional force, causing the ground to sink and deform.

これらによって、０．３ｍ乃至１．０ｍ程度の低土被りでも上部地盤に影響なく、軌道直下を安全に掘削、推進を行うことが可能となる。   As a result, it is possible to safely excavate and propel just below the track without affecting the upper ground even with a low earth covering of about 0.3 m to 1.0 m.

函体組立工程は、底部敷モルタル設置工程、底版据付工程、頂版持上げ工程、側壁据付工程、頂版据付工程、及び裏込注入工程から構成されており、各作業空間に各工程を適宜進行することができる。   The box assembly process consists of a bottom mortar installation process, a bottom plate installation process, a top plate lifting process, a side wall installation process, a top plate installation process, and a back-injection process, and each process proceeds appropriately in each work space. can do.

底部敷モルタル設置工程においては、掘削工程において掘削されたトンネル底面に、敷きモルタルを設置し、不陸調整を行う。   In the bottom mortar installation process, laying mortar is installed on the bottom of the tunnel excavated in the excavation process to adjust for unevenness.

底版据付工程においては、敷きモルタルが設置されたトンネル底面に底版Ｓ１を据付ける。図４を参照して、坑外から部材搬入機構１１０を用いて底版Ｓ１を搬入し、ダブルレールホイストクレーン１１１を用いて、既設の連接された函体Ｓの前面と接触するように底版Ｓ１を据付ける。   In the bottom plate installation process, the bottom plate S1 is installed on the bottom of the tunnel where the mortar is installed. Referring to FIG. 4, bottom slab S <b> 1 is carried from the outside using a member carry-in mechanism 110, and bottom slab S <b> 1 is brought into contact with the front surface of existing connected box S using double rail hoist crane 111. Install.

頂版持上げ工程においては、図３を参照して、頂版Ｓ２を持上げ保持する。坑外から部材搬入機構１１０を用いて頂版Ｓ２を搬入し、頂版Ｓ２を設置位置下方に仮置きする。そして、リフター８０のフォーク８２の上に頂版Ｓ２を載置させ、設置位置を超える高さに頂版Ｓ２が位置するまでフォーク８２を上昇させてその位置で保持する。   In the top plate lifting step, the top plate S2 is lifted and held with reference to FIG. The top plate S2 is carried in from the outside of the well using the member carry-in mechanism 110, and the top plate S2 is temporarily placed below the installation position. Then, the top plate S2 is placed on the fork 82 of the lifter 80, and the fork 82 is raised and held at that position until the top plate S2 is positioned at a height exceeding the installation position.

側壁据付工程においては、側壁Ｓ３を底版Ｓ１と頂版Ｓ２との間に据付ける。坑外から部材搬入機構１１０を用いて側壁Ｓ３を搬入し、ダブルレールホイストクレーン１１１を用いて、側壁Ｓ３を底版Ｓ１の上に仮置きする。次に、エレクター９０の把持部９３で側壁Ｓ３を把持して持上げた後、回転部９４を９０度回転させる。そして、台車部９１をスライド移動させて、側壁Ｓ３を底版Ｓ１と頂版Ｓ２との間に挿入する。側壁Ｓ３の微位置調整を行ってから、把持部９３による側壁Ｓ３の把持を解放する。側壁Ｓ３は左右２本あるので、側壁Ｓ３を据付ける位置の違いにより、回転部９４の回転方向と台車部９１の移動方向とが異なる。   In the side wall installation step, the side wall S3 is installed between the bottom plate S1 and the top plate S2. The side wall S3 is carried in from the outside using the member carrying-in mechanism 110, and the side wall S3 is temporarily placed on the bottom plate S1 using the double rail hoist crane 111. Next, after the side wall S3 is gripped and lifted by the grip portion 93 of the erector 90, the rotating portion 94 is rotated 90 degrees. Then, the carriage unit 91 is slid and the side wall S3 is inserted between the bottom plate S1 and the top plate S2. After the fine position adjustment of the side wall S3 is performed, the gripping of the side wall S3 by the grip portion 93 is released. Since there are two left and right side walls S3, the rotational direction of the rotating part 94 and the moving direction of the carriage part 91 differ depending on the position where the side wall S3 is installed.

裏込注入工程においては、裏込注入機構により、函体Ｓの各部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３とトンネル掘削面との間に裏込注入材を注入する。   In the backfill injection process, the backfill injection material is injected between the members S1, S2, S3 of the box S and the tunnel excavation surface by the backfill injection mechanism.

これにより、既設の連接された函体の前方向に１個の函体Ｓが接続されることになる。そして、さらに１個の函体Ｓを接続させるため、頂版持上げ工程から裏込注入工程までの工程を繰り返し行う。   As a result, one box S is connected in the forward direction of the existing box connected. And in order to connect one more box S, the process from a top plate lifting process to a back injection process is performed repeatedly.

なお、フリクションプレート３７，６５は少なくとも掘削機本体７０の後胴体７２まで延伸していることが好ましい。ただし、掘削機本体７０の内殻まで延伸しているものであってもよい。これにより、上部地盤への影響が少ない。   Note that the friction plates 37 and 65 preferably extend to at least the rear body 72 of the excavator body 70. However, it may extend to the inner shell of the excavator body 70. Thereby, there is little influence on the upper ground.

１０…トンネル掘削装置、２０…函体組立装置、３０…上段掘削機、３１…上段掘削機ジャッキ、３７…フリクションプレート（上面縁切板）、４０…中段掘削機、４１…中段掘削機ジャッキ、５０…下段掘削機、６０…側部掘削機、６１…側部掘削機ジャッキ、６４…土留板、６５…フリクションプレート（側面縁切板）、７０…装置本体、７１…前胴体、７２…後胴体、７３…内殻、７４…本体推進ジャッキ、１００…トンネル構築システム、Ｓ…函体（地下構造物）、Ｓ１…底版、Ｓ２…頂版、Ｓ３…側壁、８０…リフター、９０…エレクター、９１…台車部、９２…本体部、９３…把持部、９４…回転部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tunnel excavator, 20 ... Box assembly apparatus, 30 ... Upper excavator, 31 ... Upper excavator jack, 37 ... Friction plate (upper edge cutting board), 40 ... Middle excavator, 41 ... Middle excavator jack, DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Lower stage excavator, 60 ... Side excavator, 61 ... Side excavator jack, 64 ... Earth retaining plate, 65 ... Friction plate (side edge cutting plate), 70 ... Apparatus main body, 71 ... Front fuselage, 72 ... Rear Body: 73 ... Inner shell, 74 ... Main body propulsion jack, 100 ... Tunnel construction system, S ... Box (underground structure), S1 ... Bottom plate, S2 ... Top plate, S3 ... Side wall, 80 ... Lifter, 90 ... Elector, 91 ... Dolly part, 92 ... Main body part, 93 ... Gripping part, 94 ... Rotating part.

Claims (3)

掘削断面を上下複数段に分割して各段に掘削機を配設して掘削、推進を行うトンネル掘削装置であって、
最上段に配設された上段掘削機は上段掘削機推進ジャッキを伸張して装置本体に対して推進し、該装置本体は本体推進ジャッキを伸張して既設の地下構造物を反力として推進し、前記装置本体と共に移動し、後端部が前記既設の地下構造物の上面上に位置する摺動部材が前記上段掘削機に対して摺動可能に設けられ、前記上段掘削機の上面には、該上段掘削機が推進されたときも前記摺動部材の上面を後端部まで覆う上面縁切板が固定されていることを特徴とするトンネル掘削装置。 A tunnel excavation device that divides a cross section into a plurality of upper and lower stages and arranges an excavator at each stage to perform excavation and propulsion,
The upper excavator arranged at the uppermost stage extends the upper excavator propulsion jack and propels it against the main body of the apparatus, and the apparatus main body extends the main body propulsion jack and propels the existing underground structure as a reaction force. A sliding member that moves with the apparatus main body and whose rear end portion is located on the upper surface of the existing underground structure is slidable with respect to the upper excavator, A tunnel excavation device characterized in that an upper surface edge cutting plate that covers the upper surface of the sliding member to the rear end portion is fixed even when the upper excavator is propelled . 前記上段掘削機は掘削断面の上段を水平方向に分割した区画毎に複数設けられ、該各上段掘削機はそれぞれ上段掘削機推進ジャッキを伸張して前記装置本体に対して独立して推進可能に構成されており、前記各上段掘削機の上面にそれぞれ前記上面縁切板が固定されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削装置。   A plurality of the upper excavators are provided for each section obtained by dividing the upper stage of the excavation section in the horizontal direction, and each upper excavator can be independently propelled with respect to the apparatus main body by extending the upper excavator propulsion jack. The tunnel excavation device according to claim 1, wherein the tunnel excavation device is configured, and the upper surface edge cutting plate is fixed to an upper surface of each upper excavator. 掘削断面の側部を掘削する側部掘削機を備え、該側部掘削機は側部掘削機推進ジャッキを伸張して前記装置本体に対して推進し、前記側部掘削機の側面の山留め板には、前記装置本体の側面を覆う側面縁切板が固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削装置。   A side excavator for excavating the side of the excavation cross section, the side excavator extending a side excavator propulsion jack and propelling it against the apparatus body, The tunnel excavation device according to claim 1 or 2, wherein a side edge cutting plate that covers a side surface of the device main body is fixed.
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