JPH0227093A - 全断面掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は全断面掘削機に関し、更に詳細には真円、楕円
形、馬蹄形等のあらゆる無端のトンネル、特に深層部に
おける大径トンネルの全断面を実質上同時に掘削し得る
全断面掘削機に関する。

〈従来の技術〉 従来シールド工法に用いられる掘削機により掘削される
トンネルの断面は円形のものがほとんどであった。しか
し最近では断面を楕円形しこ掘削するための掘削機が望
まれており、例えば楕円形状に形成された外殻を有する
フレームに２個の回転式カッタを備えた掘削機が公知と
なっている。しかしながら該掘削機には、切羽面の堀り
残し部分が発生するという問題があり、予定された掘削
部を同時に堀り残しなく掘削することができる掘削機の
開発が進められている。

また、大都市への人口集中に伴い、信頼性の高い電力供
給が重要となり、地下変電所、地下発電所、超電導や圧
縮空気等による電力貯蔵所、燃料貯蔵所、地中線洞道、
共同溝等各種エネルギー施設が必要となってきた。とこ
ろが、大都市の地下は、各種施設及び基礎等が縦横に布
設されており、新規に大規模なエネルギー施設の立地が
難しい状況にあることから、地中の深層部にトンネルを
設けることが提案されている。このような深層部の地下
に設ける１−ンネルは、地価が高騰する地域、あるいは
住宅やビルなどの建築物が密集する地域でも、その設置
が経済上および技術上の観点から有利とされ、従って都
市部におけるこのような各種エネルギー施設の設置が、
現実のものとなりつつある。そこでこのような深層部の
地中に大径のトンネルを掘削するために、予定されたト
ンネル断面を同時に堀り残しなく掘削することができ、
しかも種々の断面形状に対応することができる掘削機の
開発が望まれている。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は前記要望に基づくもので、その目的は、少ない
カッタによって、予定されたトンネルの全断面を堀り残
し部分がなく掘削することができる全断面掘削機を提供
することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は前記課題を解決したものであり、その要旨とす
るところは、予定された１〜ンネルの全断面を実質上同
時掘削する掘削機であり、該掘削機が、掘削機本体前面
の、所定位置に固定して配設される複数の自回転式カッ
タと、該複数の自回転式カッタの間隙を移動し得る卵動
手段を有する複数の回転駆動式補助カッタとを組合わせ
て備える全断面掘削機にある。

前記自回転式カッタと前記補助カッタとの自回転手段は
、電動モータ等による公知の回転手段を含むものである
。また回転励動式補助カッタの前記間隙を移動し得る駆
動手段としては、ビームに沿って走行する歯車の他に、
チェーン又はワイヤロープ等の索条体を電動モータ等に
よって移動するものを含み、その移動方向は、複数の自
回転式カッタの間隙の形状に合わせて、上下又は左右方
向に移動させることができる。さらに、自回転式カッタ
及び回転駆動式補助カッタの形状は、夫々の回転軸から
放射状に形成されるものを含み、該自回転式カッタと回
転睡動式補助カッタとを組合わせることにより、形成さ
れる形状は、掘削すべき切羽の形状に対応するように、
例えば真円、楕円形、馬蹄形等の無端のあらゆる形状に
合わせることが可能である。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

第１図において、１は全断面掘削機であり、該全断面掘
削機１は、前部フレーム１ａと後部フレーム１ｂとから
構成されている。該前部フレーム１ａの前面には、回転
軸から放射状に形成された自回転式カッタ２が該前面の
上方部及び下方部に間を置いて夫々１つずつ位置固定し
て設置されており、その前面及び側面には、切羽を掘削
するための突出したピッ１−３が複数個配設されている
。

該自回転式カッタ２は、前部フレーム１ａに内設された
公知の電動モータ（図示せず）と回転シャフトとを介し
て連結されることにより自回転作用する。４は、前部フ
レーム１ａの両側面に取り付けられたビーム６に沿って
上下に往復走行する回転駆動式補助カッタであり、該補
助カッタ４は、前記２つの自回転式カッタ２によって形
成される間隙を移動し得るように、自回転式カッタ２の
面と前部フレーム前面との中間面内に位置づけられてお
り、また該補助カッタ４の形状は、回転軸から放射状に
形成され、その前面及び側面には、自回転式カッタ２に
よって堀り残された切羽を掘削するために、突出したビ
ット５が複数個配設されている。

次に第２図及び第３図において、４ａは補助カッタ４の
支持フレームであり、該支持フレーム４ａ内に設置され
る公知の電動モータ４ｂと補助カッタ４とを減速機及び
回転シャフトを介して連結することによって、補助カッ
タ４を自回転させることができる。また補助カッタ４を
ビーム６に沿って走行させるには、支持フレーム４ａ内
に設置された駆動モータ４ｃが、回転シャフト及び減速
機を介してビーム移動用歯車４ｄに連結され、且つ該ビ
ーム移動用歯車４ｄをビーム６内に設けたラック４ｅと
歯合することにより、補助カッタ４がビーム６に設けら
れたチャンネル４ｆに沿って走行することができる。こ
の際駆動モータ４Ｃの回転を時計方向又は反時計方向に
変換させることにより補助カッタ４を上下に往復運動さ
せることができる。

第１図において、７は、前部フレーム］ａを掘削坑に固
定するためのグリッパであり、該前部フレーム１ａの後
方に８個配設されている。８は、全断面掘削機１を前方
に推進させるための油圧シリンダーであり前部フレーム
１ａと後部フレーム１ｂとを連結している。９は後部フ
レーム１ｂを掘削坑に固定するためのグリッパであり、
グリッパ７と同様に該後部フレーム１ｂに８個配設され
ている。１０は遠隔制御用通信ケーブルであり、各々の
駆動装置に配設された制御装置に指令信号を送信する。

次に前記全断面掘削機の動作について説明する。

まず全断面掘削機１は施工現場である地中の空間領域内
に設置される。次に地上の監視室から遠隔制御用通信ケ
ーブル１０を使って指令が送信され、前部フレーム１ａ
及び後部フレーム１ｂに配設される夫々のグリッパ７と
グリッパ９とを伸長し全断面掘削機１を予定された掘削
坑内に固設し、自回転式カッタ２を回転させることによ
って、前方の切羽面が掘削される。続いて後部フレーム
１ｂを掘削坑内に固定した状態に保持し、前部フレーム
１ａに設置されたグリッパ７を収縮させ、油圧シリンダ
ー８を伸長させて前部フレーム１ａのみを前方に推進さ
せる。該前部フレーム１ａの推進と同時に自回転式カッ
タ２及び回転駆動式補助カッタ４を自回転させ、且つ２
つの該補助カッタ４をビーム６に沿って往復運動させる
ことにより、予定されたトンネル全断面の切羽が堀り残
しなく実質上同時掘削される。次いで前記油圧シリンダ
ー８の伸長が最大に達したところで、グリッパ７を伸長
し、前部フレーム１ａを掘削坑に固設した後、グリッパ
９を収縮すると共に前記油圧シリンダー８を収縮させて
後部フレーム１ｂを前方に推進させる。このような動作
を監視室からの制御によって繰り返すことにより、全断
面掘削機１を推進させながら切羽を楕円状に掘削するこ
とができる。ここで掘削すべき断面の形状が異なる場合
には、自回転式カッタ２の数及び配設位置（ピッチ等）
を変更することにより容易に掘削すべき断面に対応させ
て切羽を掘削することができる。

〈発明の効果〉 本発明の全断面掘削機では、自回転式カッタの間隙を移
動して掘削する補助カッタが取り付けられているため、
少ないカッタによって予定されたトンネルの全断面を堀
り残し部分がなく、しかも実質上同時に掘削することが
できる。また掘削すべき切羽の形状に合わせて、自回転
式カッタを設置することにより、種々の断面形状を掘削
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は全断面掘削機の概略図、第２図は回転鄭動式補
助カッタとビームとの断面図、第３図はビーム内部を示
す概略図。 １・・全断面掘削機、２・・自回転式カッタ、４・・回
転駆動式補助カッタ、６・・ビーム、７・・グリッパ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）予定されたトンネルの全断面を実質上同時掘削する
   掘削機であり該掘削機が、掘削機本体前面の所定位置に
   固定して配設される複数の自回転式カッタと、該複数の
   自回転式カッタの間隙を移動し得る駆動手段を有する複
   数の回転駆動式補助カッタとを組合わせて備える全断面
   掘削機。 ２）前記自回転式カッタ及び回転駆動式補助カッタが夫
   々の回転軸から放射状に形成されているものであること
   を特徴とする請求項１に記載の全断面掘削機。