JP7162687B2

JP7162687B2 - Muddy transport system and tunnel excavation method

Info

Publication number: JP7162687B2
Application number: JP2021032300A
Authority: JP
Inventors: 幸也副島; 秀之冨永
Original assignee: Hazama Ando Corp
Current assignee: Hazama Ando Corp
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2041-03-02
Also published as: JP2022133560A

Description

本願発明は、トンネル掘削によって生じた岩塊や岩砕、土砂等（以下、これらを総称して「ズリ」という。）を坑口方面に送り出す連続ベルトコンベヤに関するものであり、より具体的には、トンネル掘削作業（特に、切羽作業）中でも連続ベルトコンベヤを延伸することができるズリ搬送システムと、これを用いたトンネル掘削方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a continuous belt conveyor for conveying rock masses, crushed rocks, earth and sand, etc. (hereinafter collectively referred to as "dust") generated by tunnel excavation toward the tunnel entrance. The present invention relates to a waste conveying system capable of stretching a continuous belt conveyor even during tunnel excavation work (especially face work), and a tunnel excavation method using the same.

我が国の国土は、およそ２／３が山地であるといわれており、そのため道路や線路など（以下、「道路等」という。）は必ずといっていいほど山地部を通過する区間がある。この山地部で道路等を構築するには、斜面の一部を掘削する切土工法か、地山の内部をくり抜くトンネル工法のいずれかを採用するのが一般的である。トンネル工法は、切土工法に比べて施工単価（道路等延長当たりの工事費）が高くなる傾向にある一方で、切土工法よりも掘削土量（つまり排土量）が少なくなる傾向にあるうえ、道路等の線形計画の自由度が高い（例えば、ショートカットできる）といった特長があり、これまでに建設された国内のトンネルは１０，０００を超えるといわれている。 It is said that about two-thirds of Japan's land area is mountainous, and therefore roads and railroad tracks (hereinafter referred to as "roads, etc.") almost always have sections that pass through mountainous areas. In order to construct a road or the like in this mountainous area, it is common to adopt either a cutting method for excavating a part of the slope or a tunneling method for hollowing out the inside of the natural ground. The tunnel construction method tends to have a higher unit construction cost (construction cost per extension of the road, etc.) than the cutting method, but the amount of excavated soil (that is, the amount of excavated soil) tends to be smaller than that of the cutting method. In addition, it is characterized by a high degree of freedom in linear planning of roads, etc. (for example, shortcuts can be made), and it is said that more than 10,000 tunnels have been constructed in Japan so far.

山岳トンネルの施工方法としては、昭和５０年代までは鋼アーチ支保工に木矢板を組み合わせて地山を支保する「矢板工法」が主流であったが、現在では地山強度を積極的に活かすＮＡＴＭ（ＮｅｗＡｕｓｔｒｉａｎＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ）が主流となっている。ＮＡＴＭは、地山が有する強度（アーチ効果）に期待する設計思想が主な特徴であり、そのため従来の矢板工法に比べトンネル支保工の規模を小さくすることができ、しかも施工速度を上げることができることから施工コストを減縮することができる。 Until the 1970s, the mainstream method of constructing mountain tunnels was the sheet pile construction method, in which steel arch supports were combined with wooden sheet piles to support the ground. (New Austrian Tunneling Method) is the mainstream. The main feature of NATM is the design concept that expects the strength of the natural ground (arch effect). Therefore, compared to the conventional sheet pile construction method, the scale of the tunnel support can be reduced and the construction speed can be increased. Construction cost can be reduced because it can be done.

また我が国におけるＮＡＴＭは、本格的に実施されて以来、飛躍的に掘削技術が進歩しており、種々の補助工法が開発されることによって様々な地山に対応することができるようになり、さらに掘削機械（特に、自由断面掘削機）の進歩によって発破掘削のほか機械掘削も選択できるようになった。この機械掘削は、掘削断面積や線形にもよるものの一般的には比較的低い強度（例えば、一軸圧縮強度が４９Ｎ／ｍｍ^２以下）の地山に対して採用されることが多く、一方、対象地山に岩盤が存在する場合はやはり発破掘削が採用されることが多い。 In addition, since NATM was fully implemented in Japan, drilling technology has progressed dramatically, and various auxiliary construction methods have been developed, making it possible to deal with various rocks. Advances in excavating machinery (particularly free-section excavators) have made mechanical excavation an option in addition to blast excavation. Although this mechanical excavation depends on the excavation cross-sectional area and alignment, it is generally used for rocks with relatively low strength (for example, unconfined compressive strength of 49 N/mm ² or less). Blasting excavation is often adopted when bedrock exists in the target ground.

さらに、発破掘削によって生じたズリを坑外に搬出する方法にもいくつかの種類があり、ダンプトラック等に積載してズリを搬送する「タイヤ式」や、坑内に敷設したレールを利用してズリを搬送する「レール式」、同じく坑内に設置した連続ベルトコンベヤシステムによってズリを搬送する「ベルトコンベヤ式」などが挙げられる。 Furthermore, there are several methods of transporting the muck produced by blasting excavation outside the mine. Examples include the “rail type” that transports the waste, and the “belt conveyor type” that transports the waste by a continuous belt conveyor system also installed in the mine.

このうちベルトコンベヤ式によるズリ搬送は、概ねトンネル全長（掘削長さ）分の設備を設置する必要があるものの、他の工程（例えば、コンクリート吹付など）との並行実施が可能であることから掘進サイクルを短縮することができるうえ、ダンプトラックのように化石燃料を使用することがないため環境（特に坑内環境）に悪影響を及ぼすことがなく、また掘削延長が長い場合は他の方式よりも経済的に有利であるといった特長がある。そのため、新幹線（例えば、リニア中央新幹線）や高速道路など比較的延長が長いトンネルでは、ズリ搬送方式としてベルトコンベヤ式を採用する傾向にある。 Of these, the belt conveyor system requires the installation of equipment for roughly the entire length of the tunnel (excavation length). In addition to being able to shorten the cycle, unlike dump trucks, it does not use fossil fuels, so it does not adversely affect the environment (especially the underground environment). There is a feature that it is practically advantageous. Therefore, in relatively long tunnels such as Shinkansen (for example, the Linear Chuo Shinkansen) and expressways, there is a tendency to adopt a belt conveyor system as a method for conveying waste.

通常、連続ベルトコンベヤシステムは、ベルトコンベヤと、移動式破砕機（移動式クラッシャー）、テールピース台車、ベルトストレージ装置、メインドライブ装置等によって構成される。このベルトコンベヤは、坑口側のヘッドプーリーとテールピース台車のテールプーリー間を巡回する無端ベルトであり、つまりヘッドプーリーとテールプーリーが無端ベルトの反転部として機能する。より詳しくは、坑口側のヘッドプーリーで無端ベルトが上面から下面に移るとともに坑口方面の移動から切羽方面への移動に反転し、切羽側のテールプーリーで無端ベルトが下面から上面に移るとともに切羽方面の移動から坑口方面への移動に反転する。これにより、無端ベルトの上面に載せられたズリが坑口近くまで搬送されるわけである。 A continuous belt conveyor system is usually composed of a belt conveyor, a mobile crusher (mobile crusher), a tailpiece carriage, a belt storage device, a main drive device, and the like. This belt conveyor is an endless belt circulating between the head pulley on the wellhead side and the tail pulley of the tail piece carriage. More specifically, the head pulley on the tunnel side moves the endless belt from the upper surface to the lower surface and reverses the movement from the direction of the tunnel entrance to the direction of the face. It reverses from the movement of to the movement toward the pithead. As a result, the waste placed on the upper surface of the endless belt is conveyed to the vicinity of the wellhead.

発破では岩盤を比較的大きな塊状に小割りするだけであり、この状態のままベルトコンベヤによって搬送することはできない。そのため、移動式破砕機が発破によって生じた岩塊をさらに細かく破砕する。そして移動式破砕機が破砕した岩砕（ズリ）はテールピース台車のズリ投入部（投入ホッパー）に投入され、さらにベルトコンベヤに載せられて坑口方面に搬送される。テールピース台車にはクローラやタイヤといった自走手段が装備されており、切羽の進行に伴い移動することができる。テールピース台車が前進するとベルトコンベヤが牽引され、これに伴ってあらかじめベルトストレージ装置に貯蔵されたベルトを順次繰り出しベルトコンベヤを延伸していく。 Blasting only divides the bedrock into relatively large chunks, which cannot be conveyed by a belt conveyor in this state. Therefore, the mobile crusher further crushes the rock lumps produced by the blasting. The rock crushed by the mobile crusher is thrown into the scrap throwing portion (throwing hopper) of the tailpiece carriage, and then placed on a belt conveyor and conveyed toward the pit. The tailpiece truck is equipped with self-propelled means such as crawlers and tires, and can move along with the progress of the face. When the tailpiece carriage advances, the belt conveyor is pulled, and along with this, the belts stored in the belt storage device are sequentially fed out and the belt conveyor is extended.

上記したとおり、発破によって生じた岩塊は移動式破砕機に投入されるため、パワーショベルといったずり積機械によって切羽から移動式破砕機まで岩塊を運搬しなければならない。したがって、効率的にズリ搬送作業を行うためには、図６に示すように移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰはできるだけ切羽近くに配置する方がよい。ただし発破掘削の場合は、爆風や岩塊の飛来から保護するためある程度（例えば６０ｍ程度）切羽から離れて配置される。 As described above, the rock mass produced by blasting is put into the mobile crusher, so the rock mass must be transported from the face to the mobile crusher by a sliding machine such as a power shovel. Therefore, in order to efficiently carry out the waste transfer work, it is better to arrange the mobile crusher CR and the tailpiece trolley TP as close to the face as possible as shown in FIG. However, in the case of blast excavation, it is placed away from the face to some extent (for example, about 60 m) in order to protect it from the blast and flying rock masses.

移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰを切羽付近に設置したとしても、トンネル掘削を継続することによって日々切羽は前方に進んでいく。すなわち、切羽と移動式破砕機ＣＲやテールピース台車ＴＰとの距離が徐々に長くなっていき、これに伴いずり積機械による運搬距離も徐々に長くなり、その分作業効率は低下していくわけである。そのため、切羽が一定程度の距離（例えば、３０～６０ｍ）だけ前進すると、移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰを切羽側に移動させると同時にベルトコンベヤＢＣを延伸する作業（いわゆる、段取り替え）を行う。 Even if the mobile crusher CR and the tailpiece trolley TP are installed in the vicinity of the face, the face advances forward day by day as tunnel excavation continues. In other words, the distance between the working face and the mobile crusher CR or the tailpiece trolley TP gradually increases, and along with this, the transportation distance by the hoarding machine gradually increases, and the work efficiency decreases accordingly. is. Therefore, when the face moves forward by a certain distance (for example, 30 to 60 m), the mobile crusher CR and the tail piece trolley TP are moved to the face side and at the same time the belt conveyor BC is extended (so-called changeover). I do.

図７は、移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰを切羽近くに再配置する従来工程を示すフロー図である。この図に示すように移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰの段取り替えを行うにあたっては、まずズリの清掃を行う（図７のＳｔｅｐ２１０）。移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰの段取り替えを行うまでには、相当期間（例えば、１～２週間）トンネル掘削が行われるため、移動式破砕機ＣＲの側方やテールピース台車ＴＰの前方にはこぼれたズリが相当量堆積している。堆積したズリは移動式破砕機ＣＲやテールピース台車ＴＰの移動にとって障壁となるため、まずはズリの清掃を行うわけである。 FIG. 7 is a flow chart showing a conventional process for rearranging the mobile crusher CR and the tailpiece trolley TP near the face. As shown in this figure, when changing the setup between the mobile crusher CR and the tail piece trolley TP, first, the debris is cleaned (Step 210 in FIG. 7). Before the mobile crusher CR and the tailpiece trolley TP are changed, tunnel excavation will be carried out for a considerable period of time (for example, 1 to 2 weeks). A considerable amount of spilled muck has accumulated in front. Since the accumulated muck becomes an obstacle to the movement of the mobile crusher CR and the tailpiece trolley TP, the muck is first cleaned.

ズリを清掃すると、移動式破砕機ＣＲを切羽付近まで（例えば、３０～６０ｍ）移動させ（図７のＳｔｅｐ２２０）、テールピース台車ＴＰを切羽付近にセットする（図７のＳｔｅｐ２３０）。ただし、テールピース台車ＴＰは、切羽付近まで一度に移動するのではなく、少しずつベルトコンベヤＢＣを延伸しながら前へ進んでいく。そして、切羽付近にテールピース台車ＴＰをセットすると、テールピース台車ＴＰの投入ホッパーにズリが投入されるように移動式破砕機ＣＲをセットする（図７のＳｔｅｐ２４０）。 After cleaning the debris, the mobile crusher CR is moved to the vicinity of the face (eg, 30 to 60 m) (Step 220 in FIG. 7), and the tailpiece trolley TP is set in the vicinity of the face (Step 230 in FIG. 7). However, the tailpiece carriage TP does not move all at once to the vicinity of the face, but advances forward while extending the belt conveyor BC little by little. Then, when the tailpiece truck TP is set near the face, the mobile crusher CR is set so that the waste is thrown into the throw-in hopper of the tailpiece truck TP (Step 240 in FIG. 7).

ところで、トンネル掘削用のベルトコンベヤＢＣはトンネル側壁に設置されることから、特許文献１（例えば、図５）にも示されるように比較的複雑な構造とされる。すなわち、トンネル側壁にアンカーを設置するとともにこのアンカーに吊チェーンＨＣを取り付け、そして吊チェーンＨＣによって水平架台を支持したうえで、水平支持台の上にベルトコンベヤのフレームＦＬを載置する構造が一般的である。 By the way, since the belt conveyor BC for tunnel excavation is installed on the side wall of the tunnel, it has a relatively complicated structure as shown in Patent Document 1 (for example, FIG. 5). That is, the general structure is such that an anchor is installed on the tunnel side wall, a suspension chain HC is attached to this anchor, a horizontal frame is supported by the suspension chain HC, and the frame FL of the belt conveyor is placed on the horizontal support. target.

特開２０１９－６５６３０号公報JP 2019-65630 A

既述したとおりテールピース台車ＴＰは、切羽付近まで一度に移動するのではなく、例えば２つのフレームＦＬ（つまり、２×３．６ｍ）分ずつ延伸しながら前へ進んでいく。すなわち、比較的複雑な構造であるベルトコンベヤＢＣを構築しながらテールピース台車ＴＰを前進させることとなる。具体的には、テールピース台車ＴＰを所定長（例えば、７．２ｍ）だけ移動させると（図７のＳｔｅｐ２３１）、その移動区間にアンカーを設置するとともに吊チェーンＨＣを取り付け（図７のＳｔｅｐ２３２）、さらに水平支持台やフレームＦＬを設置する（図７のＳｔｅｐ２３３）。そしてテールピース台車ＴＰが切羽付近に移動するまで、この一連の工程（図７のＳｔｅｐ２３１～Ｓｔｅｐ２３３）が繰り返し行われる。 As described above, the tailpiece trolley TP does not move to the vicinity of the face at once, but moves forward while being extended by, for example, two frames FL (that is, 2×3.6 m) at a time. That is, the tailpiece carriage TP is advanced while constructing the belt conveyor BC, which has a relatively complicated structure. Specifically, when the tailpiece trolley TP is moved by a predetermined length (for example, 7.2 m) (Step 231 in FIG. 7), an anchor is installed in the moving section and a hanging chain HC is attached (Step 232 in FIG. 7). Furthermore, a horizontal support base and a frame FL are installed (Step 233 in FIG. 7). This series of steps (Steps 231 to 233 in FIG. 7) is repeated until the tailpiece carriage TP moves to the vicinity of the face.

移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰを切羽近くに再配置する作業（つまり、図７の工程）は、切羽の掘削作業やコンクリート吹付、ロックボルト設置といった切羽での作業（以下、「切羽作業」という。）と並行して行うことができず、すなわち切羽の進行を停止した状態で行わなければならない。仮に、６０ｍほど切羽が前進したタイミングで移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰの段取り替えを行うとした場合、月間のうち約１割程度（２～３日）がこの段取り作業に割かれることとなり、その分切羽作業を実施することができないこととなる。 The work of relocating the mobile crusher CR and the tail piece trolley TP near the face (that is, the process in FIG. 7) is the work on the face such as excavating the face, spraying concrete, and installing rock bolts (hereinafter referred to as "face work "." Assuming that the mobile crusher CR and the tailpiece trolley TP are changed at the timing when the face moves forward about 60m, about 10% (2 to 3 days) of the month will be devoted to this setup work. As a result, face work cannot be carried out accordingly.

本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰを再配置するにあたって、切羽作業の停止期間を従来に比して抑制することができるズリ搬送システムと、これを用いたトンネル掘削方法を提供することである。 An object of the present invention is to solve the problem of the prior art, that is, when rearranging the mobile crusher CR and the tailpiece trolley TP, it is possible to reduce the stoppage period of the face work compared to the conventional art. It is to provide a muck transport system capable of removing waste and a tunnel excavation method using the same.

本願発明は、移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰの再配置を切羽作業と並行して行う、すなわち移動式破砕機ＣＲとテールピース台車ＴＰの再配置をトンネル掘削におけるクリティカルパスとしない、という点に着目してなされたものであり、これまでにない発想に基づいて行われた発明である。 According to the present invention, the rearrangement of the mobile crusher CR and the tailpiece carriage TP is performed in parallel with the face work, that is, the rearrangement of the mobile crusher CR and the tailpiece carriage TP is not regarded as a critical path in tunnel excavation. This invention was made by paying attention to the point, and was made based on an unprecedented idea.

本願発明のズリ搬送システムは、トンネル掘削によって生じたズリを坑口側に搬送するシステムであり、連続ベルトコンベアとテールピース台車を備えたものである。このうち連続ベルトコンベアは、無端ベルトとフレーム、フレームに設置されるキャリアローラーを有するものであり、一方のテールピース台車は、テールプーリーと仮受キャリアローラーと、仮受キャリアローラーの下方に形成されるフレームスペースを有するものである。複数のキャリアローラーがトンネル軸方向に配置されるとともに、キャリアローラーとテールプーリーとの間には仮受キャリアローラーが配置される。また、無端ベルトはテールプーリーで折り返すことで、下面ベルトが切羽側に移動するとともに上面ベルトが坑口側に移動可能とされ、上面ベルトは、キャリアローラー上と仮受キャリアローラー上に載置されて移動する。なお、フレームスペースは、坑口側から連続するフレームをさらに延伸させるフレームとキャリアローラーを設置することができる空間である。 The waste conveying system of the present invention is a system for conveying waste generated by tunnel excavation to the tunnel entrance side, and includes a continuous belt conveyor and a tailpiece truck. Among these, the continuous belt conveyor has an endless belt, a frame, and carrier rollers installed on the frame. On the other hand, the tailpiece carriage is formed below the tail pulley, the temporary receiving carrier roller, and the temporary receiving carrier roller. frame space. A plurality of carrier rollers are arranged in the tunnel axial direction, and a temporary receiving carrier roller is arranged between the carrier rollers and the tail pulley. In addition, by folding back the endless belt with a tail pulley, the lower belt can move toward the face side and the upper belt can move toward the wellhead side. The upper belt is placed on the carrier roller and the temporary receiving carrier roller. Moving. The frame space is a space in which a frame and a carrier roller can be installed for further extending the continuous frame from the wellhead side.

本願発明のズリ搬送システムは、無端ベルトに傾斜区間が形成されたものとすることもできる。この傾斜区間は、上面ベルトがキャリアローラーから仮受キャリアローラーに向けて上方に傾斜する区間である。なお、傾斜区間における上面ベルトの下方には、フレームとキャリアローラーを配置することもできる。 The waste conveying system of the invention of the present application can also be one in which an inclined section is formed in the endless belt. This inclined section is a section in which the upper surface belt is inclined upward from the carrier roller toward the temporary receiving carrier roller. A frame and a carrier roller can also be arranged below the upper surface belt in the inclined section.

本願発明のトンネル掘削方法は、本願発明のズリ搬送システムを用いてトンネル掘削を行う方法であり、切羽作業工程とズリ搬送工程、フレーム延伸工程、テールピース台車前進工程を備えた方法である。このうち切羽作業工程では、掘削作業とコンクリート吹付作業、ロックボルト設置作業を含む「切羽作業」を行い、ズリ搬送工程では、本願発明のズリ搬送システムを用いて掘削作業によって生じたズリを坑口側に搬送する。またフレーム延伸工程では、テールピース台車のフレームスペース内にフレームとキャリアローラーを設置することによって坑口側から連続するフレームをさらに延伸し、テールピース台車前進工程では、フレーム延伸工程の後にテールピース台車を切羽側に移動する。なお、フレーム延伸工程とテールピース台車前進工程は、切羽作業工程やズリ搬送工程と並行して行われる。 The tunnel excavation method of the present invention is a method of excavating a tunnel using the waste conveying system of the present invention, and is a method comprising a face work process, a waste conveying process, a frame extending process, and a tail piece carriage advancing process. Among these, in the face work process, "face work" including excavation work, concrete spraying work, and rock bolt installation work is performed. transport to In the frame stretching process, the frames and carrier rollers are installed in the frame space of the tailpiece truck to further stretch the continuous frame from the wellhead side. Move to face side. The frame stretching process and the tail piece carriage forward process are performed in parallel with the face working process and the shear conveying process.

本願発明のトンネル掘削方法は、フレーム延伸工程を掘削作業と並行して行い、テールピース台車前進工程をコンクリート吹付作業と並行して行う方法とすることもできる。 The tunnel excavation method of the present invention can also be a method in which the frame extension process is performed in parallel with the excavation work, and the tailpiece carriage forward process is performed in parallel with the concrete spraying work.

本願発明のズリ搬送システム、及びトンネル掘削方法には、次のような効果がある。
（１）移動式破砕機とテールピース台車の再配置を切羽作業と並行して行うことができ、すなわちトンネル掘削におけるクリティカルパスとならないことから、この段取り替えに伴う切羽作業の停止期間を従来に比して短縮することができる。
（２）日々、移動式破砕機とテールピース台車を切羽付近に移動することができることから、移動式破砕機の側方やテールピース台車の前方に堆積するズリは少量であり、移動式破砕機やテールピース台車の移動にとって障壁とならないため、ズリの清掃作業を省略することができる。
（３）切羽作業中に余裕ある作業者が、アンカーや吊チェーン、水平支持台、フレームの設置作業を行うことができ、より効率的にトンネル掘削を行うことができる。 The waste transport system and the tunnel excavation method of the present invention have the following effects.
(1) The relocation of the mobile crusher and the tailpiece truck can be done in parallel with the face work. can be shortened.
(2) Since the mobile crusher and the tailpiece truck can be moved to the vicinity of the face every day, the amount of waste accumulated on the side of the mobile crusher and in front of the tailpiece truck is small. Since it does not become an obstacle to the movement of the carriage and the tail piece carriage, cleaning of the muck can be omitted.
(3) Workers who have time to spare during face work can install anchors, hanging chains, horizontal supports, and frames, and tunnel excavation can be carried out more efficiently.

（ａ）は無端ベルトをテールピース台車の上方付近に配置した本願発明のズリ搬送システムを示す側面図、（ｂ）は無端ベルトをテールピース台車の中段付近に配置した本願発明のズリ搬送システムを示す側面図。(a) is a side view showing the waste conveying system of the present invention in which the endless belt is arranged near the upper part of the tail piece carriage, and (b) is the waste conveying system of the present invention in which the endless belt is arranged near the middle stage of the tail piece carriage. side view shown. 本願発明のズリ搬送システムの特徴的な構成を模式的に示す側面図。FIG. 2 is a side view schematically showing the characteristic configuration of the waste conveying system of the present invention; フレームスペースを活用して連続ベルトコンベアを延伸する手順を説明するステップ図。FIG. 4 is a step diagram for explaining the procedure for stretching the continuous belt conveyor using the frame space; 鋼アーチ支保工を建て込む支保パターンにおける本願発明のトンネル掘削方法の主な工程を示すフロー図。FIG. 4 is a flow diagram showing the main steps of the tunnel excavation method of the present invention in a shoring pattern for erecting steel arch shoring. 鋼アーチ支保工がない支保パターンにおける本願発明のトンネル掘削方法の主な工程を示すフロー図。FIG. 2 is a flow diagram showing the main steps of the tunnel excavation method of the present invention in a shoring pattern without steel arch shoring. （ａ）は切羽近くに配置された移動式破砕機とテールピース台車を模式的に示す斜視図、比較的低い位置に配置された無端ベルトを模式的に示す斜視図、（ｂ）は切羽近くに配置された移動式破砕機とテールピース台車を模式的に示す斜視図、比較的低い位置に配置された無端ベルトを模式的に示す平面図。(a) is a perspective view schematically showing the mobile crusher and the tailpiece truck placed near the face, a perspective view schematically showing the endless belt placed at a relatively low position, (b) near the face 1 is a perspective view schematically showing a mobile crusher and a tail piece carriage arranged at the top, and a plan view schematically showing an endless belt arranged at a relatively low position; FIG. 移動式破砕機とテールピース台車を切羽近くに再配置する従来工程を示すフロー図。FIG. 4 is a flow chart showing a conventional process of relocating the mobile crusher and the tailpiece carriage near the face.

本願発明のズリ搬送システム、及びトンネル掘削方法の実施の例を図に基づいて説明する。 An embodiment of the muck transport system and the tunnel excavation method of the present invention will be described with reference to the drawings.

１．ズリ搬送システム
はじめに、本願発明のズリ搬送システムについて詳しく説明する。なお、本願発明のトンネル掘削方法は、本願発明のズリ搬送システムを用いてトンネル掘削を行う方法である。したがって、まずは本願発明のズリ搬送システムについて説明し、その後に本願発明のトンネル掘削方法について説明することとする。 1. Muck Conveying System First, the waste conveying system of the present invention will be described in detail. It should be noted that the tunnel excavation method of the present invention is a method of excavating a tunnel using the muck transport system of the present invention. Therefore, first, the muck conveying system of the present invention will be described, and then the tunnel excavation method of the present invention will be described.

図１は、本願発明のズリ搬送システム１００を示す側面図である。この図に示すように本願発明のズリ搬送システム１００は、テールピース台車２００と連続ベルトコンベア３００を含んで構成される。後述するように、ズリ搬送システム１００を構成するテールピース台車２００は、テールプーリーと仮受キャリアローラー、フレームスペースを具備するものであり、一方の連続ベルトコンベア３００は、無端ベルト３１０とフレーム、キャリアローラーを具備するものである。 FIG. 1 is a side view showing a waste transport system 100 of the present invention. As shown in this figure, the waste conveying system 100 of the present invention comprises a tail piece carriage 200 and a continuous belt conveyor 300. As shown in FIG. As will be described later, the tail piece carriage 200 that constitutes the waste conveying system 100 includes a tail pulley, a temporary receiving carrier roller, and a frame space. Equipped with rollers.

ズリ搬送システム１００は、図１（ａ）に示すように無端ベルト３１０をテールピース台車２００の上方付近に配置する構成とすることもできるし、図１（ｂ）に示すように無端ベルト３１０をテールピース台車２００の中段付近に配置する構成とすることもできる。テールピース台車２００の上方付近に無端ベルト３１０を配置する場合、切羽側に向かって下方に傾斜する斜路が形成され、無端ベルト３１０は比較的低い位置（図中の白抜き矢印）で移動式破砕機ＣＲ（移動式クラッシャー）から岩砕（ズリ）を受け、そのまま連続して坑口方向にズリを搬送することができる。これに対してテールピース台車２００の中段付近に無端ベルト３１０を配置する場合、移動式破砕機ＣＲによって投入ホッパー（図中の白抜き矢印）からズリが投入され、落下してきたズリを無端ベルト３１０が受けてそのまま連続して坑口方向にズリを搬送することができる。 The waste conveying system 100 can be configured such that the endless belt 310 is arranged near the upper part of the tail piece carriage 200 as shown in FIG. It can also be arranged in the vicinity of the middle stage of the tailpiece carriage 200 . When the endless belt 310 is arranged near the upper part of the tailpiece carriage 200, a slope that slopes downward toward the face side is formed, and the endless belt 310 is placed at a relatively low position (white arrow in the figure) for mobile crushing. It is possible to receive rock crushing (muck) from a machine CR (mobile crusher) and transport it continuously in the direction of the pithead. On the other hand, when the endless belt 310 is arranged near the middle stage of the tail piece carriage 200, the mobile crusher CR feeds the waste from the feeding hopper (white arrow in the figure), and the endless belt 310 removes the falling waste. can receive and continuously convey the waste in the direction of the wellhead.

図２は、ズリ搬送システム１００の特徴的な構成を模式的に示す側面図である。なおこの図では、ズリ搬送システム１００のうち特に特徴的な構成のみを模式的に示しており、便宜上、その他の構成は省略している。図２に示すようにテールピース台車２００は、テールプーリー２１０と、仮受キャリアローラー２２０、そしてこの仮受キャリアローラー２２０の下方に形成されるフレームスペース２３０を含んで構成され、さらに台車内リターンローラー２４０や、中間プーリー２５０を含んで構成することもできる。また連続ベルトコンベア３００は、無端ベルト３１０と、フレーム３２０、そしてこのフレーム３２０に設置されるキャリアローラー３３０を含んで構成され、さらにリターンローラー３４０を含んで構成することもできる。 FIG. 2 is a side view schematically showing a characteristic configuration of the waste conveying system 100. As shown in FIG. In addition, in this figure, only a particularly characteristic configuration of the waste conveying system 100 is schematically shown, and other configurations are omitted for the sake of convenience. As shown in FIG. 2, the tailpiece carriage 200 includes a tail pulley 210, a temporary receiving carrier roller 220, and a frame space 230 formed below the temporary receiving carrier roller 220. 240 and an intermediate pulley 250 can also be included. The continuous belt conveyor 300 also includes an endless belt 310 , a frame 320 , and carrier rollers 330 installed on the frame 320 , and may also include a return roller 340 .

無端ベルト３１０は、切羽側でテールピース台車２００のテールプーリー２１０に巻き回されるとともに、坑口側でヘッドプーリー（図示しない）に巻き回され、テールプーリー２１０とヘッドプーリーとの間を巡回する。そして、切羽側のテールプーリー２１０で無端ベルト３１０が下面から上面に移るとともに切羽方面の移動から坑口方面への移動に反転し、坑口側のヘッドプーリーで無端ベルト３１０が上面から下面に移るとともに坑口方面の移動から切羽方面への移動に反転し、これにより無端ベルト３１０の上面に載せられたズリが坑口近くまで搬送される。なお便宜上ここでは、上面にある無端ベルト３１０（つまり坑口側行きのベルト）のことを「上面ベルト３１１」、下面にある無端ベルト３１０（つまり切羽側行きのベルト）のことを「下面ベルト３１２」ということとする。 The endless belt 310 is wound around the tail pulley 210 of the tailpiece carriage 200 on the face side and around a head pulley (not shown) on the wellhead side, and circulates between the tail pulley 210 and the head pulley. Then, the tail pulley 210 on the face side moves the endless belt 310 from the bottom surface to the top surface and reverses the movement from the face direction to the pithead direction. The movement in the direction is reversed to the movement in the face direction, whereby the waste placed on the upper surface of the endless belt 310 is conveyed to the vicinity of the mine mouth. For the sake of convenience, the endless belt 310 on the upper surface (that is, the belt for the tunnel side) is referred to as the "upper surface belt 311", and the endless belt 310 on the lower surface (that is, the belt for the face side) is referred to as the "lower surface belt 312". It is assumed that

上面ベルト３１１は、トンネル軸方向に配置された複数のキャリアローラー３３０上に載置されるとともに、テールピース台車２００の仮受キャリアローラー２２０上に載置され、キャリアローラー３３０や仮受キャリアローラー２２０の回転に促されて坑口側に移動していく。一方、下面ベルト３１２は、やはりトンネル軸方向に配置された複数のリターンローラー３４０上に載置されるとともに、テールピース台車２００の台車内リターンローラー２４０上に載置され、リターンローラー３４０や台車内リターンローラー２４０の回転に促されて切羽側に移動していく。なお、図２に示すズリ搬送システム１００は、無端ベルト３１０をテールピース台車２００の上方付近に配置したもの（図１（ａ））であって切羽側に向かう斜路が形成されており、そのため無端ベルト３１０は２つの中間プーリー２５０によってその進行方向が大きく変えられている。 The upper surface belt 311 is placed on a plurality of carrier rollers 330 arranged in the axial direction of the tunnel, and is also placed on the temporary receiving carrier rollers 220 of the tailpiece carriage 200 . It moves to the pit mouth side by being urged by the rotation of . On the other hand, the lower surface belt 312 is also placed on a plurality of return rollers 340 arranged in the axial direction of the tunnel, and is also placed on the in-truck return rollers 240 of the tailpiece trolley 200, and the return rollers 340 and the in-truck The rotation of the return roller 240 prompts it to move toward the face side. In the waste conveying system 100 shown in FIG. 2, the endless belt 310 is arranged near the upper part of the tail piece carriage 200 (FIG. 1(a)), and an inclined path is formed toward the face side. The direction of travel of the belt 310 is greatly changed by the two intermediate pulleys 250 .

通常、トンネル掘削に用いられる連続ベルトコンベア３００は比較的長い延長で形成される。これに対してフレーム３２０単体の長さは、連続ベルトコンベア３００の設置延長に比べて著しく短い（例えば、３．６ｍ）。そのため、複数個のフレーム３２０がトンネル軸方向に配置され、この結果、フレーム３２０上に設置されるキャリアローラー３３０もトンネル軸方向に複数個が配置されることとなる。 Typically, the continuous belt conveyor 300 used for tunneling is formed in relatively long extensions. On the other hand, the length of the frame 320 alone is significantly shorter than the installation extension of the continuous belt conveyor 300 (eg, 3.6 m). Therefore, a plurality of frames 320 are arranged in the tunnel axial direction, and as a result, a plurality of carrier rollers 330 installed on the frames 320 are also arranged in the tunnel axial direction.

図２に示すように、テールピース台車２００が具備する仮受キャリアローラー２２０は、最も切羽側のキャリアローラー３３０とテールプーリー２１０との間であって、キャリアローラー３３０よりも高い位置に配置される。これにより、仮受キャリアローラー２２０の下方（仮受キャリアローラー２２０と下面ベルト３１２との間）には一定の空間、つまりフレームスペース２３０が形成される。また仮受キャリアローラー２２０がキャリアローラー３３０よりも上方に位置していることから、上面ベルト３１１がキャリアローラー３３０から仮受キャリアローラー２２０に向けて上方に傾斜する「傾斜区間」が形成されており、この傾斜区間における上面ベルト３１１の下方にはフレーム３２０とキャリアローラー３３０の一部が配置されている。 As shown in FIG. 2, the temporary receiving carrier roller 220 provided in the tailpiece carriage 200 is arranged at a position higher than the carrier roller 330, between the carrier roller 330 closest to the face side and the tail pulley 210. . Thereby, a certain space, that is, a frame space 230 is formed below the temporary receiving carrier roller 220 (between the temporary receiving carrier roller 220 and the lower surface belt 312). Further, since the temporary receiving carrier roller 220 is positioned above the carrier roller 330, an "inclined section" is formed in which the upper surface belt 311 is inclined upward from the carrier roller 330 toward the temporary receiving carrier roller 220. , the frame 320 and part of the carrier roller 330 are arranged below the upper surface belt 311 in this inclined section.

本願発明のズリ搬送システム１００の技術的特徴として、テールピース台車２００内に形成されたフレームスペース２３０を挙げることができる。そこで、図３を参照しながらフレームスペース２３０を活用する手順について説明する。図３（ａ）では、最も切羽側のフレーム３２０よりも前方にテールピース台車２００が位置しており、そのフレームスペース２３０内にはフレーム３２０やキャリアローラー３３０は設置されていない。ただし無端ベルト３１０は、仮受キャリアローラー２２０とキャリアローラー３３０によって移動可能（回転可能）であり、すなわちズリを坑口側に搬出する機能は維持した状態である。 A frame space 230 formed in the tailpiece carriage 200 can be mentioned as a technical feature of the waste conveying system 100 of the present invention. Therefore, a procedure for utilizing the frame space 230 will be described with reference to FIG. In FIG. 3A, the tailpiece carriage 200 is positioned in front of the frame 320 closest to the face side, and neither the frame 320 nor the carrier roller 330 is installed in the frame space 230 thereof. However, the endless belt 310 is movable (rotatable) by the temporary receiving carrier roller 220 and the carrier roller 330, that is, the function of carrying out the waste to the wellhead side is maintained.

図３（ｂ）では、フレームスペース２３０内にフレーム３２０やキャリアローラー３３０が設置されており、これによって坑口側から連続するフレーム３２０とキャリアローラー３３０はさらに切羽側に延伸されている。フレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置するにあたっては、図７に示す手順と同様、フレームスペース２３０に隣接するトンネル側壁にアンカーを設置し、このアンカーに吊チェーンを取り付けるとともに、吊チェーンで支持するように水平支持台を設置し、そしてこの水平支持台上にフレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置することができる。このときテールピース台車２００の一部を足場として利用するとよい。なお、この図に示すフレームスペース２３０は、概ね２つのフレーム３２０（例えば、２×３．６ｍ）に相当する延長（図では左右方向に長さ）を有しており、したがってこのフレームスペース２３０内には２つのフレーム３２０とこれに対応する数のキャリアローラー３３０が設置されている。このときも無端ベルト３１０は、仮受キャリアローラー２２０とキャリアローラー３３０によって移動可能であり、すなわちズリを坑口側に搬出する機能は維持した状態である。 In FIG. 3(b), the frame 320 and the carrier roller 330 are installed in the frame space 230, whereby the frame 320 and the carrier roller 330 continuing from the wellhead side are further extended to the face side. When installing the frame 320 and the carrier rollers 330, similar to the procedure shown in FIG. 7, anchors are installed on the tunnel side walls adjacent to the frame space 230, suspension chains are attached to the anchors, and the suspension chains are used to support the anchors. A horizontal support is installed, and the frame 320 and carrier rollers 330 can be installed on this horizontal support. At this time, part of the tailpiece carriage 200 may be used as a foothold. The frame space 230 shown in this figure has an extension (the length in the horizontal direction in the figure) roughly equivalent to two frames 320 (for example, 2×3.6 m). , two frames 320 and a corresponding number of carrier rollers 330 are installed. At this time as well, the endless belt 310 is movable by the temporary receiving carrier roller 220 and the carrier roller 330, that is, the function of carrying out the waste to the wellhead side is maintained.

図３（ｃ）では、テールピース台車２００が切羽側に前進しており、これに伴って無端ベルト３１０が牽引され、坑口側のベルトストレージ装置に貯蔵された無端ベルト３１０が繰り出されている。もちろん、図３（ｂ）で設置されたフレーム３２０やキャリアローラー３３０は、そのままの状態を保っている。そしてテールピース台車２００が、例えば２つのフレーム３２０に相当する距離だけ切羽側に前進すると、フレームスペース２３０内には再び２つのフレーム３２０分の空間が形成される。このとき、仮受キャリアローラー２２０上に無端ベルト３１０が載置された状態を維持しながらテールピース台車２００は前進し、また無端ベルト３１０は新たに設置されたキャリアローラー３３０上に順次載置されるようになる。 In FIG. 3(c), the tailpiece carriage 200 is moving forward toward the face side, and the endless belt 310 is pulled accordingly, and the endless belt 310 stored in the belt storage device on the wellhead side is let out. Of course, the frame 320 and the carrier roller 330 installed in FIG. 3(b) are kept as they are. Then, when the tailpiece carriage 200 advances toward the face side by a distance corresponding to, for example, two frames 320 , a space corresponding to two frames 320 is formed again in the frame space 230 . At this time, the tailpiece carriage 200 moves forward while the endless belt 310 is placed on the temporary receiving carrier roller 220, and the endless belt 310 is successively placed on the newly installed carrier roller 330. Become so.

このようにフレームスペース２３０を活用すれば、ズリの搬出機能を維持したまま仮受キャリアローラー２２０とキャリアローラー３３０を切羽側に延伸できる。また、日々の切羽進行に伴ってテールピース台車２００も前進させることができるため、常にテールピース台車２００を切羽付近に置いておくことができる。これにより、ずり積機械は常に短い距離で運搬することができ、つまり効率的にズリ搬送作業を行うことができる。さらに、テールピース台車２００周辺に堆積するズリを低減することができ、その結果、ズリの清掃作業を省略することもできる。 By utilizing the frame space 230 in this manner, the temporary receiving carrier roller 220 and the carrier roller 330 can be extended toward the face side while maintaining the function of carrying out the waste. In addition, since the tailpiece carriage 200 can also be advanced as the face advances daily, the tailpiece carriage 200 can always be placed near the face. As a result, the muck stacking machine can always be transported over a short distance, that is, the muck transport operation can be carried out efficiently. Furthermore, it is possible to reduce the amount of muck that accumulates around the tailpiece carriage 200, and as a result, it is possible to omit the work of cleaning the muck.

２．トンネル掘削方法
続いて、本願発明のトンネル掘削方法ついて説明する。なお、本願発明のトンネル掘削方法は、ここまで説明したズリ搬送システム１００を用いてトンネル掘削を行う方法である。したがって、ズリ搬送システム１００について説明した内容と重複する説明は避け、本願発明のトンネル掘削方法に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「１．ズリ搬送システム」で説明したものと同様である。 2. Tunnel excavation method Next, the tunnel excavation method of the present invention will be described. It should be noted that the tunnel excavation method of the present invention is a method of excavating a tunnel using the muck transport system 100 described above. Therefore, explanations that overlap with the contents explained for the muck transport system 100 will be avoided, and only contents specific to the tunnel excavation method of the present invention will be explained. That is, the contents not described here are the same as those described in "1. Muck Conveying System".

ところで、ＮＡＴＭによるトンネル掘削方法は、地山強度等に応じてあらかじめいくつかの支保パターンが用意されており、鋼アーチ支保工を建て込む支保パターンもあれば、鋼アーチ支保工がない支保パターンもある。そこで、鋼アーチ支保工を建て込む支保パターンにおける本願発明のトンネル掘削方法を「第１の実施形態」とし、鋼アーチ支保工がない支保パターンにおける本願発明のトンネル掘削方法を「第２の実施形態」としたうえで、それぞれ順に説明することとする。 By the way, in the tunnel excavation method by NATM, several shoring patterns are prepared in advance according to the ground strength, etc. There are shoring patterns with steel arch shoring, and shoring patterns without steel arch shoring. be. Therefore, the tunnel excavation method of the present invention in a shoring pattern in which steel arch shoring is erected is referred to as the "first embodiment", and the tunnel excavation method of the present invention in a shoring pattern without steel arch shoring is referred to as the "second embodiment." ”, and each of them will be explained in order.

（第１の実施形態）
図４を参照しながら第１の実施形態について説明する。図４は、第１の実施形態における本願発明のトンネル掘削方法の主な工程を示すフロー図である。なお便宜上ここでは、主に切羽周辺で行われる作業をまとめて「切羽作業工程」ということとする。例えば第１の実施形態の場合は、切羽掘削作業と１次コンクリート吹付け作業、鋼アーチ支保工建込み作業、２次コンクリート吹付け作業、ロックボルト設置作業が切羽作業工程である。 (First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing main steps of the tunnel excavation method of the present invention in the first embodiment. For the sake of convenience, the work mainly performed around the face will be collectively referred to as the "face work process". For example, in the case of the first embodiment, face excavation work, primary concrete spraying work, steel arch support erection work, secondary concrete spraying work, and rock bolt installation work are face work processes.

切羽作業工程（図４のＳｔｅｐ１１０）では、まず切羽掘削作業（図４のＳｔｅｐ１１１）が行われる。発破掘削の場合は、穿孔を行った後に火薬を装填し発破を実施し、一方、機械掘削の場合は、例えば自由断面掘削機によって切羽を掘削していく。切羽掘削作業を行うと、本願発明のズリ搬送システム１００を用いて掘削によって生じたズリを坑口側に搬送する（図４のＳｔｅｐ１２０）。より詳しくは、移動式破砕機（移動式クラッシャー）によって岩塊を破砕するとともに、破砕された岩砕（ズリ）をテールピース台車２００のズリ投入ホッパー（あるいは無端ベルト３１０上）に投入し、無端ベルト３１０（上面ベルト３１１）に載せられたズリが坑口方面に搬送される。 In the face work process (Step 110 in FIG. 4), face excavation work (Step 111 in FIG. 4) is first performed. In the case of blast excavation, explosives are charged after drilling and blasting is carried out, while in the case of mechanical excavation, the face is excavated by, for example, a free cross section excavator. When the face excavation work is performed, the muck produced by the excavation is conveyed to the tunnel mouth side using the muck conveying system 100 of the present invention (Step 120 in FIG. 4). More specifically, rock masses are crushed by a mobile crusher (mobile crusher), and the crushed rock crushed rocks (mud) are put into the hopper of the tailpiece carriage 200 (or on the endless belt 310), and endless The waste placed on the belt 310 (upper surface belt 311) is conveyed toward the pithead.

ズリを搬送すると、掘削面（無普請の部分）に対してコンクリートを吹付け（図４のＳｔｅｐ１１２）、鋼アーチ支保工を建て込む（図４のＳｔｅｐ１１３）。その後、本格的にコンクリートを吹付け（図４のＳｔｅｐ１１４）、所定位置にロックボルトを打設していく（図４のＳｔｅｐ１１５）。 When the muck is transported, concrete is sprayed onto the excavated surface (the unconstructed portion) (Step 112 in FIG. 4), and the steel arch shoring is erected (Step 113 in FIG. 4). After that, concrete is sprayed in earnest (Step 114 in FIG. 4), and rock bolts are driven into predetermined positions (Step 115 in FIG. 4).

一方、連続ベルトコンベア３００の延伸作業（図４のＳｔｅｐ１３０）も、切羽作業工程（図４のＳｔｅｐ１１０）に並行して行われる。具体的には、図３（ｂ）に示すようにフレームスペース２３０内にフレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置することで、坑口側から連続するフレーム３２０とキャリアローラー３３０をさらに切羽側に延伸する（図４のＳｔｅｐ１３１）。フレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置するにあたっては、図７に示す手順と同様、フレームスペース２３０に隣接するトンネル側壁にアンカーを設置し、このアンカーに吊チェーンを取り付けるとともに、吊チェーンで支持するように水平支持台を設置し、そしてこの水平支持台上にフレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置することができる。このとき無端ベルト３１０は、仮受キャリアローラー２２０とキャリアローラー３３０によって移動可能（回転可能）であり、すなわちズリを坑口側に搬出する機能は維持した状態である。 On the other hand, the stretching operation of the continuous belt conveyor 300 (Step 130 in FIG. 4) is also performed in parallel with the face working process (Step 110 in FIG. 4). Specifically, as shown in FIG. 3B, by installing the frame 320 and the carrier roller 330 in the frame space 230, the continuous frame 320 and the carrier roller 330 from the wellhead side are further extended to the face side ( Step 131 in FIG. 4). When installing the frame 320 and the carrier rollers 330, similar to the procedure shown in FIG. 7, anchors are installed on the tunnel side walls adjacent to the frame space 230, suspension chains are attached to the anchors, and the suspension chains are used to support the anchors. A horizontal support is installed, and the frame 320 and carrier rollers 330 can be installed on this horizontal support. At this time, the endless belt 310 is movable (rotatable) by the temporary receiving carrier roller 220 and the carrier roller 330, that is, the function of carrying out the waste to the wellhead side is maintained.

フレームスペース２３０内にフレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置すると、図３（ｃ）に示すようにテールピース台車２００を切羽側に前進させる（図４のＳｔｅｐ１３２）。これに伴って無端ベルト３１０が牽引され、坑口側のベルトストレージ装置に貯蔵された無端ベルト３１０が繰り出される。このとき、仮受キャリアローラー２２０上に無端ベルト３１０が載置された状態を維持しながらテールピース台車２００は前進し、また無端ベルト３１０は新たに設置されたキャリアローラー３３０上に順次載置されるようになる。 After the frame 320 and carrier rollers 330 are installed in the frame space 230, the tailpiece carriage 200 is advanced toward the face side as shown in FIG. 3(c) (Step 132 in FIG. 4). Along with this, the endless belt 310 is pulled, and the endless belt 310 stored in the belt storage device on the wellhead side is let out. At this time, the tailpiece carriage 200 moves forward while the endless belt 310 is placed on the temporary receiving carrier roller 220, and the endless belt 310 is successively placed on the newly installed carrier roller 330. Become so.

図４からも分かるように、切羽作業工程（図４のＳｔｅｐ１１０）とズリ搬送作業（図４のＳｔｅｐ１２０）は、前の作業が終わって初めて開始することができる直列関係（いわゆる、クリティカルパス）とされている。これに対して、切羽作業工程やズリ搬送作業と、連続ベルトコンベア３００の延伸作業（図４のＳｔｅｐ１３０）との関係を見ると、互いに干渉することなく双方の作業を実施することができ、すなわちクリティカルパスとされていない。換言すれば、切羽作業工程やズリ搬送作業を行いながら、連続ベルトコンベア３００の延伸作業を行うことができるわけである。 As can be seen from FIG. 4, the face work process (Step 110 in FIG. 4) and the waste transfer work (Step 120 in FIG. 4) are in a serial relationship (so-called critical path) that can be started only after the previous work is finished. It is On the other hand, looking at the relationship between the face working process, the shear conveying work, and the stretching work of the continuous belt conveyor 300 (Step 130 in FIG. 4), both works can be performed without interfering with each other. Not considered a critical path. In other words, the stretching operation of the continuous belt conveyor 300 can be performed while performing the face working process and the shear conveying operation.

また、複数の作業者のうち余裕が得られる（手が余る）者が生じやすい作業中に、フレーム延伸工程（図４のＳｔｅｐ１３１）やテールピース台車前進工程（図４のＳｔｅｐ１３２）を実施すれば、作業者の適材適所が実現されより効率的にトンネル掘削を行うことができる。例えば図４に示すように、切羽掘削作業（図４のＳｔｅｐ１１１）や１次コンクリート吹付け作業（図４のＳｔｅｐ１１２）と同時にフレーム延伸工程（図４のＳｔｅｐ１３１）を行い、２次コンクリート吹付け作業（図４のＳｔｅｐ１１４）と同時にテールピース台車前進工程（図４のＳｔｅｐ１３２）を行うとよい。 In addition, if the frame stretching process (Step 131 in FIG. 4) and the tail piece carriage forwarding process (Step 132 in FIG. 4) are performed during the work that is likely to occur among a plurality of workers who can afford (have extra hands) , the right workers in the right places are realized, and tunnel excavation can be carried out more efficiently. For example, as shown in FIG. 4, at the same time as the face excavation work (Step 111 in FIG. 4) and the primary concrete spraying work (Step 112 in FIG. 4), the frame stretching process (Step 131 in FIG. 4) is performed, and the secondary concrete spraying work is performed. At the same time as (Step 114 in FIG. 4), the tail piece carriage advancing step (Step 132 in FIG. 4) may be performed.

（第２の実施形態）
図５を参照しながら第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態における本願発明のトンネル掘削方法の主な工程を示すフロー図である。なお第２の実施形態の場合、切羽掘削作業とコンクリート吹付け作業、ロックボルト設置作業が切羽作業工程である。 (Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing main steps of the tunnel excavation method of the present invention in the second embodiment. In the case of the second embodiment, the face excavation work, the concrete spraying work, and the rock bolt installation work are the face work processes.

切羽作業工程（図５のＳｔｅｐ１１０）では、まず切羽掘削作業（図５のＳｔｅｐ１１１）が行われる。切羽掘削作業を行うと、本願発明のズリ搬送システム１００を用いて掘削によって生じたズリを坑口側に搬送する（図５のＳｔｅｐ１２０）。より詳しくは、移動式破砕機（移動式クラッシャー）によって岩塊を破砕するとともに、破砕された岩砕（ズリ）をテールピース台車２００のズリ投入ホッパー（あるいは無端ベルト３１０上）に投入し、無端ベルト３１０（上面ベルト３１１）に載せられたズリが坑口方面に搬送される。ズリを搬送すると、掘削面（無普請の部分）に対して計画厚のコンクリートを吹付け（図５のＳｔｅｐ１１６）、所定位置にロックボルトを打設していく（図５のＳｔｅｐ１１５）。 In the face work process (Step 110 in FIG. 5), face excavation work (Step 111 in FIG. 5) is first performed. When the face excavation work is performed, the muck produced by the excavation is conveyed to the tunnel mouth using the muck conveying system 100 of the present invention (Step 120 in FIG. 5). More specifically, rock masses are crushed by a mobile crusher (mobile crusher), and the crushed rock crushed rocks (mud) are put into the hopper of the tailpiece carriage 200 (or on the endless belt 310), and endless The waste placed on the belt 310 (upper surface belt 311) is conveyed toward the pithead. After transporting the muck, concrete of a planned thickness is sprayed onto the excavated surface (the unconstructed portion) (Step 116 in FIG. 5), and rock bolts are driven into predetermined positions (Step 115 in FIG. 5).

一方、連続ベルトコンベア３００の延伸作業（図５のＳｔｅｐ１３０）も、切羽作業工程（図５のＳｔｅｐ１１０）に並行して行われる。具体的には、図３（ｂ）に示すようにフレームスペース２３０内にフレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置することで、坑口側から連続するフレーム３２０とキャリアローラー３３０をさらに切羽側に延伸する（図５のＳｔｅｐ１３１）。そしてフレームスペース２３０内にフレーム３２０やキャリアローラー３３０を設置すると、図３（ｃ）に示すようにテールピース台車２００を切羽側に前進させる（図５のＳｔｅｐ１３２）。これに伴って無端ベルト３１０が牽引され、坑口側のベルトストレージ装置に貯蔵された無端ベルト３１０が繰り出される。 On the other hand, the stretching operation of the continuous belt conveyor 300 (Step 130 in FIG. 5) is also performed in parallel with the face working process (Step 110 in FIG. 5). Specifically, as shown in FIG. 3B, by installing the frame 320 and the carrier roller 330 in the frame space 230, the continuous frame 320 and the carrier roller 330 from the wellhead side are further extended to the face side ( Step 131 in FIG. 5). After the frame 320 and the carrier roller 330 are installed in the frame space 230, the tailpiece carriage 200 is advanced toward the face side as shown in FIG. 3(c) (Step 132 in FIG. 5). Along with this, the endless belt 310 is pulled, and the endless belt 310 stored in the belt storage device on the wellhead side is let out.

なお第２の実施形態の場合、図５に示すように、切羽掘削作業（図５のＳｔｅｐ１１１）と同時にフレーム延伸工程（図５のＳｔｅｐ１３１）を行い、コンクリート吹付け作業（図５のＳｔｅｐ１１６）と同時にテールピース台車前進工程（図５のＳｔｅｐ１３２）を行うとよい。 In the case of the second embodiment, as shown in FIG. 5, the frame stretching process (Step 131 in FIG. 5) is performed simultaneously with the face excavation work (Step 111 in FIG. 5), and the concrete spraying work (Step 116 in FIG. 5). At the same time, the tail piece carriage forward step (Step 132 in FIG. 5) may be performed.

本願発明のズリ搬送システム、及びトンネル掘削方法は、鉄道トンネルや道路トンネルなど様々な用途のトンネル掘削に利用できるほか、採石場など岩盤を掘削して搬送するあらゆる状況で利用することができる。トンネル構造物という社会基盤（社会インフラストラクチャ）を効率的に構築することができることを考えると、本願発明は産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明といえる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The muck transport system and tunnel excavation method of the present invention can be used for tunnel excavation for various purposes such as railway tunnels and road tunnels, and can also be used in all situations where rock is excavated and transported, such as in a quarry. Considering that the social infrastructure (social infrastructure) of tunnel structures can be efficiently constructed, the present invention can be said to be an invention that can be expected to make a great contribution not only to industrial application but also to society.

１００本願発明のズリ搬送システム
２００（ズリ搬送システムの）テールピース台車
２１０（テールピース台車の）テールプーリー
２２０（テールピース台車の）仮受キャリアローラー
２３０（テールピース台車の）フレームスペース
２４０（テールピース台車の）台車内リターンローラー
２５０（テールピース台車の）中間プーリー
３００（ズリ搬送システムの）連続ベルトコンベア
３１０（連続ベルトコンベアの）無端ベルト
３１１（無端ベルトの）上面ベルト
３１２（無端ベルトの）下面ベルト
３２０（連続ベルトコンベアの）フレーム
３３０（連続ベルトコンベアの）キャリアローラー
３４０（連続ベルトコンベアの）リターンローラー
ＢＣベルトコンベヤ
ＣＲ移動式破砕機
ＦＬフレーム
ＨＣ吊チェーン
ＴＰテールピース台車 100 Muddy transport system of the present invention 200 (Muddy transport system) Tailpiece carriage 210 (Tailpiece carriage) Tail pulley 220 (Tailpiece carriage) Temporary receiving carrier roller 230 (Tailpiece carriage) Frame space 240 (Tailpiece carriage return roller 250 intermediate pulley (tailpiece carriage) 300 continuous belt conveyor 310 endless belt 311 upper belt 312 lower surface Belt 320 Frame (of continuous belt conveyor) 330 Carrier roller (of continuous belt conveyor) 340 Return roller (of continuous belt conveyor) BC Belt conveyor CR Mobile crusher FL Frame HC Hanging chain TP Tailpiece carriage

Claims

トンネル掘削によって生じたズリを坑口側に搬送するシステムであって、
無端ベルトと、フレームと、該フレームに設置されるキャリアローラーと、を有する連続ベルトコンベアと、
テールプーリーと、仮受キャリアローラーと、該仮受キャリアローラーの下方に形成されるフレームスペースと、を有するテールピース台車と、を備え、
複数の前記キャリアローラーがトンネル軸方向に配置されるとともに、該キャリアローラーと前記テールプーリーとの間に前記仮受キャリアローラーが配置され、
前記無端ベルトは前記テールプーリーで折り返すことで、下面ベルトが切羽側に移動するとともに上面ベルトが坑口側に移動可能であり、
前記上面ベルトは、前記キャリアローラー上と前記仮受キャリアローラー上に載置されて移動し、
前記フレームスペースは、坑口側から連続する前記フレームをさらに延伸させる前記フレーム、及び前記キャリアローラーの設置が可能な空間である、
ことを特徴とするズリ搬送システム。 A system for transporting muck generated by tunnel excavation to the tunnel entrance side,
a continuous belt conveyor having an endless belt, a frame, and carrier rollers installed on the frame;
A tail piece carriage having a tail pulley, a temporary receiving carrier roller, and a frame space formed below the temporary receiving carrier roller,
A plurality of the carrier rollers are arranged in the tunnel axial direction, and the temporary receiving carrier roller is arranged between the carrier rollers and the tail pulley,
By folding back the endless belt with the tail pulley, the lower belt can be moved toward the face side and the upper belt can be moved toward the pit,
The upper surface belt is placed and moved on the carrier roller and the temporary receiving carrier roller,
The frame space is a space in which the frame that further extends the frame continuous from the wellhead side and the carrier roller can be installed.
A waste conveying system characterized by:

前記無端ベルトには、前記上面ベルトが前記キャリアローラーから前記仮受キャリアローラーに向けて上方に傾斜する傾斜区間が形成され、
前記傾斜区間における前記上面ベルトの下方に、前記フレーム、及び前記キャリアローラーが配置された、
ことを特徴とする請求項１記載のズリ搬送システム。 The endless belt is formed with an inclined section in which the upper surface belt is inclined upward from the carrier roller toward the temporary receiving carrier roller,
The frame and the carrier roller are arranged below the upper surface belt in the inclined section,
The waste conveying system according to claim 1, characterized in that:

掘削作業と、コンクリート吹付作業と、ロックボルト設置作業と、を含む切羽作業工程と、
前記掘削作業によって生じたズリを、請求項１又は請求項２記載のズリ搬送システムを用いて坑口側に搬送するズリ搬送工程と、
前記テールピース台車の前記フレームスペースに、前記フレーム、及び前記キャリアローラーを設置することによって、坑口側から連続する前記フレームをさらに延伸させるフレーム延伸工程と、
前記フレーム延伸工程の後に、前記テールピース台車を切羽側に移動するテールピース台車前進工程と、を備え、
前記フレーム延伸工程と前記テールピース台車前進工程は、前記切羽作業工程、又は前記ズリ搬送工程と並行して行われる、
ことを特徴とするトンネル掘削方法。 a face work process including excavation work, concrete spraying work, and rock bolt installation work;
A waste conveying step of conveying the waste generated by the excavation work to the wellhead side using the waste conveying system according to claim 1 or claim 2;
a frame extending step of further extending the frame continuous from the wellhead side by installing the frame and the carrier roller in the frame space of the tailpiece truck;
a tail piece carriage advancing step of moving the tail piece carriage to the face side after the frame stretching step;
The frame stretching step and the tail piece carriage advancing step are performed in parallel with the face working step or the shear conveying step,
A tunnel excavation method characterized by:

前記フレーム延伸工程は、前記掘削作業と並行して行われ、
前記テールピース台車前進工程は、前記コンクリート吹付作業と並行して行われる、
ことを特徴とする請求項３記載のトンネル掘削方法。 The frame stretching step is performed in parallel with the excavation work,
The tailpiece carriage advancing step is performed in parallel with the concrete spraying work,
The tunnel excavation method according to claim 3, characterized in that: