JPH0718980A - トンネルボーリングマシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 掘削の作業効率を良好にし、さらに掘進を予
定するトンネル路線内の掘進先方地盤に正確にボーリン
グ坑を削孔して、先方地盤探査または地盤改良等の掘削
前処理を行うことが可能なトンネルボーリングマシンを
提供する。 【構成】 装置本体と、この装置本体に回転可能に支持
され、掘進方向前面にカッター面を有するカッターヘッ
ド１０を備えたトンネルボーリングマシンにおいて、一
部分が掘進前方の内側に分離可動するカッターヘッド
と、カッターヘッドの分離可動部１５をスライドさせる
ためのシリンダー部材２３とを備え、シリンダー部材の
伸長により前記カッターヘッド分離可動部をスライドさ
せ、前記カッターヘッド分離可動部端と坑壁１間に隙間
ｈを設けることを可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトンネルボーリングマシ
ン、詳細には一部分が分離可能かつスライド可能なカッ
ターヘッドを有するトンネルボーリングマシンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トンネルボーリングマシンはカ
ッターヘッドを回転させながらそのカッター面の掘削カ
ッターによりトンネルを掘削するが、その途中において
掘削地盤の前方探査を行い、前方掘削地盤が軟弱な場合
には、フォアパイルやグラウト等の先受け工や地山改良
等の前処理作業を行うことがある。

【０００３】この前処理作業を行うには、掘削機を切羽
面から大きく後退してから、切羽前面に出て手掘りや発
破によって横坑や上部坑をボーリング掘削する場合と、
図３に示すように、カッターヘッド７３の後方より斜め
前方にボーリング削孔７１を行ってから地盤７０に薬液
７２を圧入するなどの地盤改良等を行う場合とがあっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の切羽前面での作業は安全性に欠陥があり、作業能率
に影響を及ぼして工期や経済性においても問題があっ
た。また、トンネルボーリングマシンは、斜め前方を削
孔し、そのボーリング孔内に前方地盤探査用の発信器を
設置したり、地盤改良のための薬液を注入するので、実
際に掘削する地山から位置がずれて、信頼性の高い地盤
探査結果を得難く、また無駄な範囲にまで薬液を注入す
るため、作業能率の低下によって工期に影響を与えると
いう課題があった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決せんとしたもの
であり、その目的とするところは掘削の作業効率を良好
にし、さらに掘進を予定するトンネル路線内の掘進先方
地盤に正確にボーリング坑を削孔して、先方地盤探査ま
たは地盤改良等の掘削前処理を正確に効率良く行うこと
が可能なトンネルボーリングマシンを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、装置本体と、こ
の装置本体に回転可能に支持され、掘進方向前面にカッ
ター面を有するカッターヘッドを備えたトンネルボーリ
ングマシンにおいて、一部分が掘進前方の内側に分離可
動するカッターヘッドと、前記カッターヘッドの分離可
動部をスライドさせるためのシリンダー部材とを備え、
前記シリンダー部材の伸長により前記カッターヘッド分
離可動部をスライドさせ、前記カッターヘッド分離可動
部端と坑壁間に隙間を設けることを可能にしたトンネル
ボーリングマシンにある。

【０００７】

【作用】本発明のトンネルボーリングマシンでは、カッ
ターヘッド分離部に備えたシリンダー部材を伸長し、こ
のカッターヘッド分離部を掘進前方の内側に向かって斜
めにスライドするだけで、カッターヘッド端部と坑壁間
に隙間を設け、この隙間から掘進を予定するトンネル路
線内の地盤にボーリング孔を掘進先方に削孔することに
より、該ボーリング坑を地盤改良、先受け工、または地
盤探査等の前処理作業に用いるようにしたトンネル掘削
における地盤改良など前処理作業を行う。

【０００８】

【実施例】本発明にかかるトンネルボーリングマシンを
添付図面に基づいて説明する。

【０００９】図１は、本発明のトンネルボーリングマシ
ンをトンネル掘削坑内に設置した側面図である。このト
ンネルボーリングマシンは、掘進方向の前方に位置する
カッターヘッド１０と、このカッターヘッド１０を支持
する装置本体としてのメインビーム２０と、掘進反力を
取るためのグリッパー部３０とで主要部が構成される。

【００１０】従来、カッターヘッド１０は、掘進方向の
前面に円形のカッター面１１を有し、カッター面１１に
は、多数の掘削カッター１２を配しており、電動モータ
ー１４によってカッターヘッド１０を回転駆動して切羽
２を掘削するものである。

【００１１】本発明のカッターヘッド１０は、以上の従
来構成に加えて、カッターヘッド固定部１３と、カッタ
ーヘッド分離可動部１５とに分割可能であり、これらは
カッターヘッドサポート１９に固定されている。この２
つの部分１３，１５は、リンク１６を介するピン１７
ａ，１７ｂと着脱可能なボルト（図示せず）によって、
掘進前方の内側に向かう斜めの接合面１８で相互に一体
に連結されている。

【００１２】メインビーム２０は、後方部にメインビー
ム２０に対して摺動自在に嵌合するグリッパー部３０を
配しており、さらにグリッパー部３０の後方には、グリ
ッパー部３０の固定を解除した際に、メインビーム２０
を下方から支持するためのリヤサポート２４を配設して
おり、このリヤサポート２４は、シリンダー構造によっ
て伸縮可能な構造となっている。

【００１３】グリッパー部３０は、メインビーム２０か
ら水平方向両側に伸縮自在に突出するグリッパーシリン
ダー３１を備え、その先端部には、坑壁１に沿って円弧
状に湾曲したグリッパーシュー３２を配している。掘削
反力をとる場合には、前記グリッパーシリンダー３１を
伸長させ、坑壁１をグリッパーシュー３２で押圧するこ
とにより、グリッパー部３０をこの位置に固定する。ま
た、スラストシリンダー２５の基端部をグリッパー部３
０に固定し、先端部をマシーン本体としてのメインフレ
ーム２０側に固定しており、掘削時には、スラストシリ
ンダー２５を伸長させることにより、前述のように固定
したグリッパー部３０に反力をとり、メインフレーム２
０と一体的にカッタードラム１０を前進させるものであ
る。

【００１４】このようにして掘削を続け、所定のスパン
を掘進した時点で掘削を一時停止する。この際、後端部
のリヤサポート２４を伸長させ、メインビーム２０を支
持可能な状態とする。次いで、グリッパーシリンダー３
１を収縮させ、グリッパー部３０の固定を解除する。こ
のとき、メインビーム２０は、リヤサポート２４により
支持される。次いで、スラストシリンダー２５を収縮さ
せ、グリッパー部３０を前述した初期位置まで移動し、
次の掘削に備える。このような工程を繰り返して、トン
ネルを順次掘削していくものである。

【００１５】また、トンネルボーリングマシーンには、
カッターヘッド１０の下部にカッタードラムサポート２
６を配し、メインビーム２０の上部にルーフサポート２
１を配設しており、これらによっても上下に支持されな
がら掘進するものである。

【００１６】次に、上記のトンネルボーリングマシーン
を用いた前処理作業、例えばこれから掘削しようとする
地盤の改良方法について説明する。

【００１７】前処理作業を行う際には、掘削を一時停止
して、カッターヘッド１０を所定の位置まで後退させ
る。次に、カッターヘッド固定部１３とカッターヘッド
分離可動部１５とを固定しているボルトを外し、ルーフ
サポート２１に配されたシリンダー２３を伸長する。こ
れにより、リンク１６がかえり、カッターヘッド分離可
動部１５が、接合面１８上を掘進前方の内側に向かって
斜めにスライドし、カッターヘッド分離可動部１５の上
端と坑壁１との間に隙間ｈを空ける。

【００１８】ついで、トンネルボーリングマシーンのメ
インフレーム２０上に固定した台座４１に、シリンダー
４２と４４を介して取り付けたボーリング機械４３を駆
動し、隙間ｈを通して切羽上面の所要箇所にボーリング
孔４０を穿設する。シリンダー４２と４４はボーリング
機械４３の上下動及び傾斜動の調節を行なう。

【００１９】こうしておいて、同じボーリング機械４３
の先部のノズル周囲からセメントミルクや急結剤などの
薬液を注入する。この薬液注入は、図１のようにボーリ
ング機械を兼用するが、別途注入装置を用いてもよい。

【００２０】このようにして、地盤改良した後にトンネ
ルボーリングマシーンの掘削を再開することにより、地
下水の噴出や地盤のトンネル内への崩壊を防ぐ。

【００２１】本発明で前処理作業としての地盤改良の他
に、地盤改良の準備工法による前記ボーリング孔４０内
に地盤探査用の超音波発信器や受信器を装着して掘進方
向の地盤を掘進に先だって予め調査することもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明のトンネルボーリングマシンは、
カッターヘッドの一部分にシリンダー部材を備えた分離
部を有し、このシリンダー部材を伸長するだけでカッタ
ーヘッド分離部をスライドさせ、カッターヘッド端部と
坑壁間に隙間を設けて、この隙間から先方地盤探査また
は地盤改良等の掘削前処理を行うので、作業能率が良
好、しかも先方地盤探査及び地盤改良等の掘削前処理が
正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネルボーリングマシンの側面図で
ある。

【図２】本発明のトンネルボーリングマシンで穿設した
ボーリング孔より薬液を注入する状態を示す側面図であ
る。

【図３】従来例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 坑壁 ２ 切羽 １０ カッターヘッド ２０ メインビーム ３０ グリッパー部 ４０ ボーリング孔 ４３ ボーリング機 ｈ カッターヘッドと坑壁間の隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体と、この装置本体に回転可能に
   支持され、掘進方向前面にカッター面を有するカッター
   ヘッドを備えたトンネルボーリングマシンにおいて、一
   部分が掘進前方の内側に分離可動するカッターヘッド
   と、前記カッターヘッドの分離可動部をスライドさせる
   ためのシリンダー部材とを備え、前記シリンダー部材の
   伸長により前記カッターヘッド分離可動部をスライドさ
   せ、前記カッターヘッド分離可動部端と坑壁間に隙間を
   設けることを可能にしたトンネルボーリングマシン。