JPH03281895A

JPH03281895A - トンネル急速施工方法とその掘削装置

Info

Publication number: JPH03281895A
Application number: JP2080920A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Okamura; 光政岡村; Kazuaki Ishigaki; 和明石垣
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2573882B2

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）４発明は、山岳トンネルの掘削施工方法と、それに使用
する掘削装置に関する。

（従来の技術）一般に、山岳トンネルをトンネルポーリンダマ２／ンζ
掘削する場合、トンネル内に掘削装置を搬入し７、切羽
面を掘削機で掘削し、この掘削」−砂をズリ積機でズリ
搬出装置に積み込み、トンネル外＼排土する。そしであ
る−掘進長分の掘削を行っ；１後、掘削装置を前進させ
、次に、掘削壁面にコンクリートを吹き付けて一次覆工
を行う。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述のトンネル施工方法では、施工作業
が切羽面に集中し、掘削を行いながら吹き付はコンクリ
ート作業を行ったりすることができず、作業能率が悪か
った。

また、」ンクリートを掘削壁面に吹き付けるー・次覆工
方法では、フンクリ−１・吹き付は時に多量１・ぞ・塵
埃が発生１５、トンネル坑内の作業環境を悪化に→Ｌ１
　　骨材の跳ね返りに伴う経済的ロスが多いと言った欠
点が存在した。

また、トンネルの機能面、美観面からさらに二次覆工が
必要であった。

また、覆工が２回仕上げとなり、材料１手間ともロスが
多かった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、山岳ト
ンネルのトンネル施工を能率良く行い得て、塵埃発生等
の作業環境の悪化を伴わないトンネル施工方法およびそ
の掘削装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明に係るトンネル急速施工方法とその掘削装置の上
記課題を解決し、目的を達成するための要旨は、発破を
廃して機械掘削方式とし、掘削部をシールド構造となし
、該掘削部に掘削断面の上下段に夫々対応し前後左右方
向に移動自在な自由断面掘削機を設け、該土、下の自由
断面掘削機の間に介在する作業用ステージ上にズリ積機
を設け、該ズリ積機で掘削土砂が積込みされてこれを掘
削装置本体後方へ排土するズリ搬出装置を設け、前記掘
削部の後方に−コンクリート覆工用型枠の組立ンｉ’ｌ
　Ｌ’ｐ）エレクタ−と解体用のエレクタ−とを設番プ
１、ｌの両Ｊ−レクター間に型枠運搬装置を設け、前記
Ｋｆ削部のシールドテール部にプレスジヤツキとシ）ｊ
・ドシャｙ牛とを備えて掘削ｇ置を形成し、該Ｊ、ｌ＆
１．ｌ削装置をトンネル内に搬入し、地山の掘削作業、
）・掘削上砂の排土作業を行なうとともに、これと同時
に型枠の組立て作業とコンクリートの打設作業を伴う覆
ゴー作業を行い、次に、既存型枠に反力褥、取り前記シ
ールドジヤツキを伸長させて掘削装置本体を掘進させ、
前記解体用エレクタ−で既存・１、Ｉ枠の最後部のもの
を脱型させてこれを前記型枠運搬装置で前記シールドテ
ール部に搬送すること（、存す　る。

また、請求項第２に記載のように、前記掘削部を鋼矢板
で囲繞したシールド構造となし、該掘削部に掘削断面の
１−下段に夫々対応し前後左右方向に移動自在な自由断
面掘削機を設け、該上、下のｊ”）由断面掘削機の間に
介在する作業用ステージ土Ｉ　Ｘり積機を設け、該ズリ
積機で掘削土砂が積込まれこれを掘削装置本体後方へ排
土するズリ搬出装置を設け、前記掘削部の後方にコンク
リート覆工型枠の組立用のエレクタ−と解体用のエレク
タ−とを設け、この両エレクター間に前記型枠運搬用の
ガントリークレーンを設け、前記掘削部のシールドテー
ル部に打設コンクリート加圧用のプレスジヤツキと型枠
に反力を取り掘削装置本体を掘進させるシールドジヤツ
キとを備えたことに存する。

（作用）このように、本発明に係るトンネル急速施工方法とその
掘削装置によれば、　トンネルの掘削作業を行なってい
る間に、その掘削部の後方で型枠組立件ｆとコンクリー
ト打設作業との覆工作業を並行させて行なうことができ
る。また、前記掘削装置はそＣハ楯削部をシールド構造
としているので、地山の崩落を有効に防止でき、前記自
由断面掘削機を十Ｆ２段に備え、しかも前後左右方向に
移動自在にしであるので、地山の地質変化に対応してミ
ニベンチカットとすることも可能である。さらに、掘削
壁面の覆工は型枠を組立ててコンクｌｊ　＋＋トを打設
する方法であるので、従来のような吹き付は作業中の塵
埃発生がなくなると同時に、二次覆工が不要となった。

しかも、掘削作業と覆工作業を並行させることができる
ので、−環した連続作業となり無駄な手間が掛からなく
なった。

また、掘削部のシールド構造により、型枠に反力を取り
、ジヤツキで掘削装置を掘進させることができるように
なったので、掘削装置の掘進が容易となり、トラブルが
軽減される。解体用エレクタ−で存置型枠の最後部から
型枠を脱型させ、該型枠をガントリークレーンで掘削装
置のシールドテール部に搬送するようにしたので、型枠
の移動も簡便になる。

（実施例）以下、添付図面に従って、本発明の一実施例を説明する
。第１図は、本発明に係る掘削壁ｆｆ１ｌをトンネル掘
削に使用している状態の平面図である。

第２図は同じくその縦断面図である。

まず、本発明に係る掘削装置１について説明する。この
掘削装置１は、掘削部２．　　Ｉ連装置部３゜型枠覆工
部４およびズリ搬出装置部５とから形成されている。

前記掘削部２を鋼矢板で囲繞したシールド構造とする。

このシールド構造においては、そのルーフ部にメツセル
矢板２ａを装備し、さらにこのメツセル矢板２ａを切羽
に押し込み先掘すさせるジヤツキ２ｂを装備している。

該ジヤツキ２ｂの反力は前記シールド構造部に取らせる
。

そして、切羽６における掘削断面の上下段に夫々対応し
前後、左右方向に移動自在な自由断面掘削機７，７を前
記掘削部２に設ける。該自由断面掘削機７の先端部７ａ
の上下方向への移動は、この後方部に軸支されたジヤツ
キ７ｂを伸縮させることにより行なわれるものである。

前記自由断面掘削機７は、その後端部が把持部８に前後
方向において摺動自在に装着されてなる。

さらに、掘削装置本体に固定された架台８，９゜９に左
右方向に摺動自在な前記把持部８が懸吊されている。

このようにして、前記自由断面掘削機７各々は、掘削断
面に対して、前後、左右、上下の３方向に移動自在とな
り、２台の前記自由断面掘削機７゜７で切羽６の馬蹄型
全断面を掘削することになる。

この場合、地山１０の地質状態により、地山１０の崩落
を防止すべく上側の自由断面掘削機７を後方へ後退させ
ベンチカットとすることもでき、地質変化の対応性を考
慮している。なお、前記自由断面掘削機７のそれ自体の
前後方向の移動量は１ｍ程度、前記把持部８の同方向の
移動量は１．３ｍ程度である。

前記自由断面掘削機７，７の間に介在する作業用ステー
ジ１１上にズリ積機１２を設ける。さらに、前記ズリ積
機１２で掘削土砂が積込みされ、これを掘削装置１本体
の後方へ排土するズリ搬出装置１３を設ける。このズリ
搬出装置１３は、例えばベルトコンベアなどで形成され
る。

次に、型枠覆工部４を説明する。この型枠覆工部４は、
コンクリート覆工用型枠１４の組立用のエレクタ−１５
と解体用のエレクタ−１６と、この両エレクター１５．
１６間に所要長さで装備されるとともに脱型された前記
型枠１４を運搬するガントリークレーン１７と、を設け
て形成されている。

前記エレクタ−１５，ＩＥ３は、型枠１４を把持すると
ともに上下動させるアーム１８と、これを支持するフレ
ーム１９と、これらを周方向に回転させるリングギア２
０と、を設けてなり、前記作業用ステージ１１上に夫々
装着されている。

前記ガントリークレーン１７は、前記作業用ステージ１
１の下に懸吊されて固定されていＺｏ　　そして、脱型
された型枠１４の運搬には前記ガントリークレーン１７
に摺動自在に懸吊されたホイスト２２を使用するもので
ある。

次に、掘進装置部３は、型枠１４を組立て、掘削断面と
の間に形成された間隙に打設されたコンクリートを押圧
するプレスジヤツキ２３と、型枠１４に反力を取り掘削
装置１を掘進させるシールドジヤツキ２４とからなり、
これらのジヤツキはいづれも掘削装置本体に固定されて
いる。

ズリ搬出装置部５は、前記搬出装置１３．１３・・・と
ホッパ部１３ａとからなり、掘削装置１後方のダンプ（
・ラック２５等で掘削土砂を坑外へ搬出するものである
。

前記作業用ステージ１１は、その脚部１１ａが型枠１４
上に敷設されたレール２１上に車輪を介して乗せられて
おり、該レール２１上を滑動せしめられるものである。

また、前記レール２１は、型枠１４の脱型と組立に伴う
前方移動とともに移動するものである。

このように形成してなる掘削装置１を使用した山岳トン
ネルのトンネル掘削施工方法を説明する。

前記掘削装置１をトンネル内に搬入し、自由断面掘削機
７．７で掘削作業を開始する。この時、前述したように
、掘削用カッタを装着している先端部７ａの切羽面３方
向への移動は、自由断面掘削機７のジャキ７ｂによる上
下方向、把持部８に対する摺動による前後方向、さらに
該把持部８の架台９に対する摺動による左右方向の組合
せによって行なわれるものである。

掘削は一掘進長分先掘りとするが、切羽や素掘り面の自
立性が低下した場合は、メツセルを推進し、先受けする
。これによって、シールド機の推進なくしても、掘削を
行うことができ、掘削と覆工をサイクル内である程度分
離独立し、て行うことができる。

そして、第１図に示すように、上側の掘削機７を先行さ
せて、ベンチカットにて掘削するのも好ましい。

そして、前記ズリ積機１２で掘削土砂をズリ搬出装置１
３のホッパ１３ａに積み込み、掘削装置本体後方のダン
プトラック２５へと排土する。

一方、上記掘削作業を行なっている間に、型枠覆工部４
では、覆工作業を行なう。エレクタ−１６で脱型された
一区画分の型枠１４をガントリークレーン１７のホイス
ト２２でシールドテール部まで運ぶ。そして、エレクタ
−１５で前記運ばれてきた型枠１４を掘削断面と間隙を
設けて組み立てる。そして、組立てた型枠１４の妻部に
密閉用のプレスリング（図示せず）を嵌着する。次に、
前記プレスジヤツキ２３の近傍に設けられた打設孔から
、鋼繊維補強などしたコンクリートを前記間隙へ打設す
る。コンクリートの打設完了後、プレスジヤツキ２３で
前記プレスリングを押圧ｔ７て前記打設したコンクリー
トを加圧してテールボイドの充填を行う。

掘削作業の完了後、前記組み立てられた型枠１４の側面
にシールドジヤツキ２４のロッドを当接させ、既存型枠
１４、・・・に反力を取る。そして、先掘すさせたメツ
セル矢板２ａを縮めながら、プレスジヤツキ２３による
プレスリングの抑圧を解放し、シールドジヤツキ２４を
伸長させて、掘削装置１を掘進させる。

掘進完了後、前記打設コンクリートの加圧養生を行なう
。そして、エレクタ−１６で既存型枠工４の最後部を脱
型させて、ケレン仮置きする。次に、ガントリークレー
ン１７のホイスト２２でこの脱型させた型枠１４を吊り
上げて前記ガントリークレーン１７上を滑動させ、掘削
装置本体のシールドテール部に搬送する。そして、また
本施工方法の最初に戻って掘削作業と覆工作業を行なう
ものである。

（発明の効果）以上説明したように、本発明に係るトンネル急速施工方
法とその掘削装置によれば、掘削部を鋼矢板で囲繞した
シールド構造となし、該掘削部に掘削断面の上下段に夫
々対応し前後左右上下方向に移動自在な自由断面掘削機
を設け、掘削部の後方に型枠の組立用のエレクタ−と解
体用のエレクタ−とを設け、この両エレクター間にガン
トリークレーンを設け、前記掘削部のシールドテール部
にプレスジヤツキとシールドジヤツキとを備えた掘削装
置を形成し、これを山岳トンネルの掘削に使用したので
、次のような効果がある。即ち、山岳トンネル掘削する
際に、掘削作業と覆工作業とが並行させて行なわれるこ
ととなり、工期の短縮となる。

また、この掘削装置では、覆工作業も同時にするので、
地山の掘削作業が中断しないので、手間がかからず作業
能率の向上をもたらす。

しかも、従来のようなコンクリートの吹き付けによる覆
工作業がないので、塵埃等の発生がなく、トンネル坑内
の作業環境を悪化させることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の本発明に係る掘削装置をトンネル掘
削に使用している状態の平面図、第２図は同じくその縦
断面図、第３図は、切羽側からみた横断面図、第４図は
、第２図のＩ−Ｉ線断面図である。１・・・掘削装置、２・・・掘削部、３・・・掘進装置
部、４・・・型枠覆工部、５・・・ズリ搬出装置部、６
・・・切羽、７・・・自由断面掘削機、７ａ・・・先端
部、７ｂ・・・ジヤツキ、８・・・把持部、９・・・架
台、ｌＯ・・・地山、１１・・・作業用ステージ、１２
・・・ズリ積機、１３・・・ズリ搬出装置、１３ａ・・
・ホッパ、１４・・・コンクリート覆工用型枠、１５・・・組立用のエレクタ− １６・・・解体用のエレクタ− １７・・・ガントリークレーン、１８・・・アーム、１
９・・・フレーム、２１・・・レール、２２・・・ホイ
スト、２３・・・プレスジヤツキ、２４・・・シールド
ジヤツキ、２５・・・ダンプトラック。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）山岳トンネルのトンネル掘削施工方法において、
掘削部をシールド構造となし、該掘削部に掘削断面の上
下段に夫々対応し前後左右上下方向に移動自在な自由断
面掘削機を設け、該上，下の自由断面掘削機の間に介在
する作業用ステージ上にズリ積機を設け、該ズリ積機で
掘削土砂が積込みされてこれを掘削装置本体後方へ排土
するズリ搬出装置を設け、前記掘削部の後方にコンクリ
ート覆工用型枠の組立用のエレクターと解体用のエレク
ターとを設け、この両エレクター間に型枠運搬装置を設
け、前記掘削部のシールドテール部にプレスジャッキと
シールドジャッキとを備えて掘削装置を形成し、該掘削
装置をトンネル内に搬入し、地山の掘削作業と掘削土砂
の排土作業を行なうとともに、型枠の組立て作業とコン
クリートの打設作業を伴う覆工作業を行い、次に、既存
型枠に反力を取り前記シールドジャッキを伸長させて掘
削装置本体を掘進させ、前記解体用エレクターで既存型
枠の最後部のものを脱型させてこれを前記型枠運搬装置
で前記シールドテール部に搬送することを特徴としてな
るトンネル急速施工方法。
（２）掘削部を鋼矢板で囲繞したシールド構造となし、
該掘削部に掘削断面の上下段に夫々対応し前後左右方向
に移動自在な自由断面掘削機を設け、該上，下の自由断
面掘削機の間に介在する作業用ステージ上にズリ積機を
設け、該ズリ積機で掘削土砂が積込まれこれを掘削装置
本体後方へ排土するズリ搬出装置を設け、前記掘削部の
後方にコンクリート覆工型枠の組立用のエレクターと解
体用のエレクターとを設け、この両エレクター間に前記
型枠運搬用のガントリークレーンを設け、前記掘削部の
シールドテール部に打設コンクリート加圧用のプレスジ
ャッキと型枠に反力を取り掘削装置本体を掘進させるシ
ールドジャッキとを備えたことを特徴としてなる掘削装
置。