JPH0658034B2 - ２重チェーンカッタを有するトンネル掘進用アーチ型カッタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軟弱地盤においてトンネルを掘進する場合
に使用する２重チェーンカッタを有するアーチ型カッタ
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、トンネル掘進用アーチ型カッタとしては、特公昭
61-24512号公報により公表されているように、下盤上を
走行する走行装置にアーチ状ガイド部材が固定され、そ
のアーチ状ガイド部材に沿って移動用駆動装置により移
動される可動フレームに、チェーンカッタ循環用駆動装
置により循環駆動される単一チェーンカッタを有する透
し溝切削用カッタが、トンネル長手方向に移動し得るよ
うに設けられている構造のアーチ型カッタが知られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前記従来のアーチ型カッタの場合は、透し溝
切削用カッタによりトンネル上側の透し溝を切削してい
るとき、前記カッタの上側で地盤の崩落が発生すること
があり、この地盤崩落が発生すると、崩落した土砂類が
前記カッタにおけるチェーンカッタの戻り移動側部分に
巻き込まれて透し溝の奥部に押し込まれ、そのためチェ
ーンカッタに過大な循環駆動抵抗が作用することがあ
る。

この発明は、透し溝切削用カッタによりトンネル上側の
透し溝を切削しているとき、カッタの上側で地盤の崩落
が発生しても、崩落した土砂類がチェーンカッタにより
透し溝の奥部に押し込まれるのを防止して、チェーンカ
ッタに過大な駆動抵抗が作用するのを防止できる２重チ
ェーンカッタを有するトンネル掘進用アーチ型カッタを
提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、その発明の２重チェーンカ
ッタを有するトンネル掘進用アーチ型カッタにおいて
は、トンネル内に同心的に配置されるアーチ状ガイド部
材１の両端部が、下盤上を走行する走行装置２により支
持され、前記アーチ状ガイド部材１に沿って移動される
ガイド用受台３に、トンネル周囲の透し溝切進方向の前
方に向かって開口すると共にトンネル長手方向に延長し
ている溝形カバー４が、トンネル長手方向に移動自在に
取付けられ、チェーンカッタ循環用駆動装置５により循
環駆動されると共にトンネル長手方向に延長している一
対のチェーンカッタ６，７がトンネル半径方向に重なる
ように配置されて、透し溝切削用２重チェーンカッタが
構成され、前記各チェーンカッタ６，７は透し溝切進方
向の前部から後部に向かって透し溝巾中心に接近するよ
うに傾斜して配置され、前記２重チェーンカッタ８にお
ける透し溝切進方向の前部を除く部分が前記溝形カバー
４内に収容されている。

〔作 用〕

アーチ状ガイド部材１に沿って移動されるガイド用受台
３に、トンネル周囲の透しガイド用受台３に、トンネル
周囲の透し溝切進方向の前方に向かって開口すると共に
トンネル長手方向に延長している溝形カバー４が、トン
ネル長手方向に移動自在に取付けられ、チェーンカッタ
循環用駆動装置により循環駆動されると共にトンネル長
手方向に延長している一対のチェーンカッタ６，７がト
ンネル半径方向に重なるように配置されて、透し溝切削
用２重チェーンカッタ８が構成され、前記各チェーンカ
ッタ６，７は透し溝切進方向の前部から後部に向かって
透し溝巾中心に接近するように傾斜して配置され、前記
２重チェーンカッタ８における透し溝切進方向の前部を
除く部分が前記溝形カバー４内に収容されているので、
２重チェーンカッタ８によりトンネルの上側の透し溝を
切削しているとき、前記透し溝切削用２重チェーンカッ
タ８の上側で地盤の崩落が発生した場合は、土砂類が溝
形カバー４上に落下するので、土砂類がチェーンカッタ
６，７における戻り移動側部分に巻き込まれて透し溝の
奥部に押込まれることはない。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図ないし第１１図はこの発明の一実施例を示すもの
であって、軟弱地盤９中を掘進しているトンネル内の切
羽側に、トンネル周壁と相似形の鋼製のアーチ状ガイド
部材１が同心的に配置され、そのアーチ状ガイド部材に
両端部に、複数の車輪１０と走行用駆動装置１１とレー
ルクランプ（図示を省略した）とを備えている走行装置
２のフレームが固定され、その走行装置２の車輪１０は
トンネル内の下盤に敷設固定されたレール１２に載置さ
れ、かつ前記アーチ状ガイド部材１の内側に、ガイド部
材長手方向に延長するラック１３が固定され、さらにア
ーチ状ガイド部材１に沿って移動する可動フレーム１４
の前部および後部に、アーチ状ガイド部材１の前部およ
び後部に設けられたアーチ状ガイド溝１５に嵌合された
複数のフランジ付きガイドローラ１６が取付けられ、ま
た前記可動フレーム１４に減速機およびブレーキ付き電
動機からなる移動用駆動装置１７が固定され、その移動
用駆動装置１７の出力軸に固定されたピニオン１８は前
記ラック１３に噛み合わされ、前記移動用駆動装置１７
を運転すると、可動フレーム１４がアーチ状ガイド部材
１に沿って移動される。

可動フレーム１４の外側に配置されたガイド用受台３の
後部は可動フレーム１４の後部に対し可動フレーム巾方
向に延長する横軸１９により枢着され、かつ前記ガイド
用受台３の前部と可動フレーム１４の前部とは受台傾斜
調節用液圧シリンダ２０を介して連結され、トンネル周
囲の透し溝切進方向の前方に向かって開口すると共にト
ンネル長手方向に延長している溝形カバー４における断
面の４隅部は、前記ガイド用受台３に対しトンネル長手
方向に摺動自在に嵌設されている。

トンネル長手方向に延長している一対のチェーンカッタ
６，７はトンネル半径方向に重なるように配置され、各
チェーンカッタ６，７は、チェーンガイド溝を有するチ
ェーンガイド部材２１と、そのチェーンガイド部材２１
に摺動自在に嵌設されると共に駆動スプロケット２２に
巻掛けられたチェーン２３と、そのチェーン２３に取付
けられた多数の掘削用のピック２４とにより構成され、
かつ各チェーンカッタ６，７は透し溝切進方向の前部か
ら後部に向かって透し溝巾中心に接近するように傾斜し
て配置され、さらに各チェーンカッタ６，７からなる透
し溝切削用２重チェーンカッタ８における透し溝切進方
向の前部を除く部分が前記溝形カバー４内に収容される
と共に、各チェーンカッタ６，７におけるチェーンガイ
ド部材２１の間に楔形断面のスペーサ２が介在され、前
記溝形カバー４と一対のチェーンカッタ６，７における
チェーンガイド部材２１とスペーサ２５とはボルト２６
により一体に結合され、前記溝形カバー４とその中に後
側部分が収容されて固定された透し溝切削用２重チェー
ンカッタ８とにより溝形カバー付き２重チェーンカッタ
２７が構成されている。

隣り合う一方のチェーンカッタ６における各ピックホル
ダ付きリンク２８は、隣り合う他方のチェーンカッタ７
におけるピックホルダ付リンク２８の間の側方に配置さ
れ、前記各チェーンガイド部材２１におけるトンネル長
手方向の後部に連接された支持部２９に、減速機および
ブレーキ付き電動機からなるチェーンカッタ循環用駆動
装置５が固定されると共に、従動軸３０および中間歯車
３１が回転自在に取付けられ、かつ前記従動軸３０には
駆動スプロケット２２および中間歯車３１に噛み合う従
動歯車３２が固定され、さらに前記チェーンカッタ循環
用駆動装置５の出力軸に前記中間歯車３１に噛み合う駆
動歯車３３が固定され、各チェーンカッタ循環用駆動装
置５の出力軸の中心延長線が斜交するように配置されて
いる。

対向する各駆動歯車３３の間に連動用連結軸３４が配置
され、その連動用連結軸３４の両端部に連設された歯付
き挿込継手３５は、駆動歯車３３の中央部に設けられた
歯付き孔に対し若干傾斜し得るように嵌挿され、前記各
チェーンカッタ駆動装置５を運転すると、各チェーンカ
ッタ６，７が等速度で循環駆動されると共に、各チェー
ンカッタ６，７における透し溝切透方向の前部がトンネ
ル長手方向の後方に移動するように循環駆動される。

前記溝形カバー４における透し溝切進方向の後部にカバ
ー長手方向に延長するカッタ移動用チェーン３６が配置
され、そのチェーン３６の両端部は前記溝形カバー４の
両端部に固定され、前記ガイド用受台３に減速機および
ブレーキ付き電動機からなるカッタ移動用駆動装置３７
が固定されると共に、その駆動装置３７の出力軸に駆動
スプロケット３８が固定され、その駆動スプロケット３
８の溝形カバー長手方向の両側に配置された転向用スプ
ロケット３９，４０は前記ガイド用受台３に回転自在に
取付けられ、かつ前記カッタ移動用チェーン３６は緊張
状態で駆動スプロケット３８および転向用スプロケット
３９，４０に巻掛けられ、前記カッタ移動用駆動装置３
７を正回転運転または逆回転運転すると、溝形カバー付
き２重チェーンカッタ２７がトンネル長手方向に前進ま
たは後退移動される。

モルタル注入管４１は、溝形カバー４における透し溝切
進方向の後部に近接する位置において溝形カバー４に平
行に延長するように配置されると共に、ガイド受台３に
より摺動自在に支持され、かつモルタル注入管４１の長
手方向に沿って延長する注入管移動用チェーン４２の両
端部はモルタル注入管４１の両端部に固定され、さらに
前記ガイド用受台３に減速機およびブレーキ付き電動機
からなる注入管移動用駆動装置４３が固定されると共
に、その駆動装置４３の出力軸に駆動スプロケット４４
が固定され、その駆動スプロケット４４の注入管長手方
向の両側に配置された転向用スプロケット４５，４６は
前記ガイド用受台３に回転自在に取付けられ、また前記
注入管移動用チェーン４２は緊張状態で駆動スプロケッ
ト４４および転向用スプロケット４５，４６に巻掛けら
れ、前記注入管移動用駆動装置４３を正回転運転または
逆回転運転すると、モルタル注入管４１が溝形カバー４
の長手方向に前進または後退移動される。

前記カッタ移動用チェーン３６および駆動スプロケット
３８ならびに転向用スプロケット３９，４０と、前記注
入管移動用チェーン４２および駆動スプロケット４４な
らびに転向用スプロケット４５，４６とは、透し溝４７
の巾方向に偏位して配置されている。またカッタ移動用
チェーン３６および注入管移動用チェーン４２として
は、ショートリンクチェーンが用いられているので、そ
のショートリンクチェーンにモルタルが多少付着しても
スプロケットとの噛合いに支障を生じない。

前述のように、隣り合う一方のチェーンカッタ６におけ
る各ピックホルダ付きリンク２８は、隣り合う他方のチ
ェーンカッタ７におけるピックホルダ付きリンク２８の
間の側方に配置され、すなわち隣り合う一方のチェーン
カッタ６における各ピックホルダ付きリンク２８は、隣
り合う他方のチェーンカッタ７における各ピックホルタ
付きリンク２８に対し、半ピッチだけチェーン長手方向
に偏位して配置されているので、各チェーンカッタ６，
７における透し溝切進方向の後部にあるピックホルダ付
きリンク２８および掘削用ピック２４の移動軌跡を重な
らせることができる。

前記実施例のトンネル掘進用アーチ型カッタを使用して
トンネルを掘進する場合は、まずレールクランプにより
走行装置２をレール１２に固定した状態で、溝形カバー
付き２重チェーンカッタ２７を、その後方から前方に向
かってトンネル中心線から離反する方向に傾斜させると
共に、トンネル周壁の一端部においてトンネル切羽に対
向するように配置し、次いでチェーンカッタ循環用駆動
装置５を運転して、各チェーンカッタ６，７を第１図の
矢印Ｂ方向すなわち透し溝切進方向の前側部分がトンネ
ル長手方向の後方に移動するように循環駆動すると共
に、カッタ移動用駆動装置３７により溝形カバー付き２
重チェーンカッタ２７をトンネル長手方向に前進移動し
て、透し溝切削用２重チェーンカッタ８により土砂類を
掘削排出しながら、前記溝形カバー付きチェーンカッタ
２７を軟弱地盤９に挿入する。

次に移動用駆動装置１７により可動フレーム１４をアー
チ状ガイド部材１に沿って移動させると共に、その可動
フレーム１４によりガイド用受台３を介して支持されて
いる溝形カバー付き２重チェーンカッタ２７をも同方に
移動させて、透し溝切削用２重チェーンカッタ８により
トンネル周壁の周囲方向に透し溝４７を切進していく。

透し溝４７が或る距離だけ切進されるごとに、注入管移
動用駆動装置４３によりモルタル注入管４１を透し溝４
７内の奥部まで前進挿入し、次いでモルタルポンプから
モルタルをホース４８およびモルタル注入管４１を通っ
て圧送して、モルタル注入管４１の前端からモルタル４
９を透し溝４７内に放出しながら、注入管移動用駆動装
置４３によりモルタル注入管４１を後退移動し、トンネ
ル切羽の前方の周囲にモルタルからなる崩落防止用支保
層５０を形成する。またトンネル掘削の進行に伴って、
支保層５０を設けたトンネル内にアーチ状の鋼製支保枠
５１を設置していく。

前記実施例の場合は、溝形カバー４により２重チェーン
カッタ８は後側部分が被覆されているので、２重チェー
ンカッタ８の後部に近接する位置までモルタル４９を注
入充填することができ、また溝形カバー４により軟弱地
盤９を崩落しないように支えながら、２重チェーンカッ
タ８により透し溝４７を切進し、続いて溝形カバー４に
近接する位置までモルタルを注入充填することができる
ので、軟弱地盤９の崩落を防止しながら、トンネル周囲
の透し溝４７を切進すると共にその透し溝４７内に支保
層形成用のモルタル４９を充填することができる。

また、トンネル半径方向に重なるように配置された一対
のチェーンカッタ６，７からなる２重チェーンカッタ８
により透し溝４７を切進するので、透し溝４７の巾およ
びその中に充填されるモルタル４９の厚みを大きくし
て、支保層５０の強度を大きくすることができ、さらに
２重チェーンカッタ８が溝形カバー４により補強される
ので、長尺の溝形カバー付き２重チェーンカッタ２７を
採用することができる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように構成されているので、以下に記
載するような効果を奏する。

アーチ状ガイド部材１に沿って移動されるガイド用受台
３に、トンネル周囲の透しガイド用受台３に、トンネル
周囲の通し溝切進方向の前方に向かって開口すると共に
トンネル長手方向に延長している溝形カバー４が、トン
ネル長手方向に移動自在に取付けられ、チェーンカッタ
循環用駆動装置５により循環駆動されると共にトンネル
長手方向に延長している一対のチェーンカッタ６，７が
トンネル半径方向に重なるように配置されて、透し溝切
削用２重チェーンカッタ８が構成され、前記各チェーン
カッタ６，７は透し溝切進方向の前部から後部に向かっ
て透し溝巾中心に接近するように傾斜して配置され、前
記２重チェーンカッタ８における通し溝切進方向の前部
を除く部分が前記溝形カバー４内に収容されているの
で、溝形カバー４により軟弱地盤９を崩落しないように
支えながら、２重チェーンカッタ８により透し溝４７を
切進することができ、かつ各チェーンカッタ６，７にお
ける透し溝切進方向の後部の戻り移動側部分が、溝形カ
バー４内を移動するので、その戻り移動側部分に土砂類
の抵抗が作用したり、土砂類が前記戻り移動側部分に巻
き込まれて透し溝４７の奥部に押込まれたりすることは
なく、そのため各チェーンカッタ６，７に過大な負荷が
作用するのを防止して、各チェーンカッタ６，７をスム
ーズに循環移動させることでき、さらに前記各チェーン
カッタ６，７は透し溝切進方向の前部から後部に向かっ
て透し溝巾中心に接近するように傾斜して配置されてい
るので、通し溝４７内において２重チェーンカッタ８の
後側部分を被覆する溝形カバー４を、支障なく配置する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示す図である。第１図ない
し第４図はこの発明のアーチ型カッタを使用して透し溝
を切進し、かつその透し溝内にモルタルを充填している
状態を示すものであって、第１図は一部切断平面図、第
２図は一部縦断側面図、第３図は一部縦断正面図、第４
図は第１図の一部を拡大して示す一部縦断側面図であ
る。第５図は透し溝切削部およびモルタル充填部を示す
縦断正面図、第６図はカッタ移動用チェーンの駆動部お
よび注入管移動用チェーンの駆動部を示す一部切欠平面
図、第７図はカッタ移動用チェーンの駆動部およびモル
タル注入管のガイド部を示す縦断正面図、第８図は各チ
ェーンカッタの駆動部を示す横断平面図、第９図は第８
図の一部をＡ−Ａ線に沿って切断して示す縦断正面図、
第１０図は各チェーンカッタの一部を示す側面図、第１
１図はチェーンカッタの平面図である。 図において、１はアーチ状ガイド部材、２は走行装置、
３はガイド用受台、は溝形カバー、５はチェーンカッタ
循環用駆動装置、６および７はチェーンカッタ、８は透
し溝切削用２重チェーンカッタ、９は軟弱地盤、１０は
車輪、１１は走行用駆動装置、１２はレール、１３はラ
ック、１４は可動フレーム、１５はアーチ状ガイド溝、
１６はガイドローラ、１７は移動用駆動装置、１８はピ
ニオン、２０は受台傾斜調節用液圧シリンダ、２２は駆
動スプロケット、２４は掘削用ピック、２７は溝形カバ
ー付き２重チェーンカッタ、３２は従動歯車、３３は駆
動歯車、３４は連動用連結軸、３６はカッタ移動用チェ
ーン、３７はカッタ移動用駆動装置、３８は駆動スプロ
ケット、４１はモルタル注入管、４２は注入管移動用チ
ェーン、４３は注入管移動用駆動装置、４４は駆動スプ
ロケット、４７は透し溝、４９はモルタル、５０は支保
層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル内に同心的に配置されるアーチ状
   ガイド部材１の両端部が、下盤上を走行する走行装置２
   により支持され、前記アーチ状ガイド部材１に沿って移
   動されるガイド用受台３に、トンネル周囲の透し溝切進
   方向の前方に向かって開口すると共にトンネル長手方向
   に延長している溝形カバー４が、トンネル長手方向に移
   動自在に取付けられ、チェーンカッタ循環用駆動装置５
   により循環駆動されると共にトンネル長手方向に延長し
   ている一対のチェーンカッタ６，７がトンネル半径方向
   に重なるように配置されて、透し溝切削用２重チェーン
   カッタ８が構成され、前記各チェーンカッタ６，７は透
   し溝切進方向の前部から後部に向かって透し溝巾中心に
   接近するように傾斜して配置され、前記２重チェーンカ
   ッタ８における透し溝切進方向に前部を除く部分が前記
   溝形カバー４内に収容されている２重チェーンカッタを
   有するトンネル掘進用アーチ型カッタ。