JPH0868290A - トンネル掘削用ジャンボ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】地質条件の悪い地山を通過する場合でも、重機
械の輻輳や掘削作業の停滞を回避しつつ、かつ掘削地盤
を容易にかつ精度良く先受けしつつ、安全にトンネルの
切羽面を掘削して行くことのできるトンネル掘削用ジャ
ンボを提供。 【構成】先行掘削されたトンネル上半部分５１の底盤す
なわちトンネル下半部分５２の上面に敷設したレール２
に沿ってトンネル軸方向に走行移動可能なジャンボ架台
３と、このジャンボ架台３の前方に設けられて切羽面の
削孔を行なう削孔装置としての複数の削孔用ドリフター
１９と、ジャンボ架台３の上方周囲においてトンネル横
断方向に、トンネル５０のアーチ状の天端面に沿って延
長するフォアパイル用スライド軌道としての前方及び後
方ガイドセル１３，１４と、かかる前後のガイドセル１
３，１４により支持されてトンネル切羽の天端部に対向
配置されるとともに、これらのガイドセルに沿ってスラ
イド移動することにより、アーチ状のトンネル天端面に
沿ってこれの前方の地山に順次多数のフォアパイル６を
打ち込むフォアパイル打設装置５とにより構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トンネル掘削用ジャ
ンボに関し、特に周囲の地山を防護する機能を備えたト
ンネル掘削用ジャンボに関する。

【０００２】

【従来の技術】軟岩から硬岩に至る岩盤等の安定した地
盤内にトンネルを掘削形成して行くいわゆる山岳トンネ
ルでは、トンネルの切羽面を、発破によって切り崩した
り削岩機等の各種の掘削重機を用いて破砕ないしは掘削
しつつトンネルを掘り進んで行く方法が採用されてい
る。

【０００３】そして、特に断面の大きなトンネルを構築
する際に、かかる山岳トンネルの掘削作業を効率よく行
うための重機として、従来よりジャンボと呼ばれる掘削
重機が知られている。このトンネル掘削用ジャンボは、
例えば特公昭６３−５７５９８号公報に示されるもの
で、主としてトンネル底盤上を走行可能な自走台車と、
この自走台車に対して昇降可能に設置されたジャンボ本
体と、ジャンボ本体に設けらてトンネル切羽面に対向配
置された複数の削孔ブームとによって構成されている。

【０００４】そして、このトンネル掘削用ジャンボによ
れば、削孔ブームにより切羽面に形成された多数の削孔
内に爆薬を装填して切羽面を発破することにより掘削し
つつ効率よくトンネルを掘り進んでゆくことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかるトン
ネル掘削用ジャンボが採用される山岳トンネルにおいて
も、亀裂やすべり面の多い地山や土砂地山、強度の小さ
い柔岩や膨脹性地山など地質条件の悪い地山を通過する
場合があり、このような地盤内においてトンネル掘削用
ジャンボによる掘削作業を行なうと、周囲の地山の崩落
や崩壊等の危険を招く惧れがある。そして、このような
地盤の掘削作業を行なう際には、地山の崩落や崩壊等を
防止すべく切羽面の前方の地山、特にトンネルの天端部
分の地山を予め補強しておく必要があり、かかる地山を
補強するための手段としてフォアパイリング工法が知ら
れている。

【０００６】すなわち、このフォアパイリング工法は、
トンネルの切羽面から前方の地山に向かって、例えば鋼
製部材や硬化体からなる線形の芯材すなわちフォアパイ
ルをトンネルの天端面に沿って多数打ち込み、かかる多
数のフォアパイルによって形成された掘削地盤を覆うル
ーフにより掘削地盤を先受け防護してから掘削作業を行
なうものである。

【０００７】しかしながら、トンネル掘削用ジャンボを
用いて掘削作業を行なう山岳トンネルにおいて、フォア
パイリング工法により掘削地盤を先受け防護しつつ掘削
作業を行なうのは、かかるフォアパイルは専用の機械を
用いて打設形成する必要があるため、切羽面へのトンネ
ル掘削用ジャンボとの入れ替え等を行なわなければなら
ず、したがって、重機械の輻輳を招いて作業に危険を招
く惧れが生じるとともに、掘削作業の停滞を招くことに
なる。

【０００８】また、特に大断面のトンネルの場合、フォ
アパイルを打設するには、その足場等の関係から大型の
打設機械を用いなければならず、さらにトンネルの天端
面に沿って多数のフォアパイルを迅速かつ精度良く打設
するのは困難である。

【０００９】そこで、この発明は、上記従来の課題に着
目してなされたものであり、重機械の輻輳や掘削作業の
停滞を回避しつつ、かつ掘削地盤を容易にかつ精度良く
先受けしつつ、安全にトンネルの切羽面を掘削して行く
ことのできるトンネル掘削用ジャンボを提供することを
目的とするものである。

【００１０】また、この発明は、掘削直後のトンネル天
端面を迅速に防護することにより、さらに安全にトンネ
ルの掘削作業を行なうことのできるトンネル掘削用ジャ
ンボを提供することを目的とするものである。

【００１１】さらに、この発明はトンネルの側方の地盤
をも同時に補強して行くことのできるトンネル掘削用ジ
ャンボを提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そして、この発明のトン
ネル掘削用ジャンボは、上記目的を達成するためになさ
れたもので、トンネル軸方向に走行移動可能なジャンボ
架台と、このジャンボ架台の前方に設けられて切羽面の
削孔を行なう複数の削孔装置と、ジャンボ架台の上方周
囲においてトンネル横断方向に、トンネル天端面の形状
に沿って延長するフォアパイル用スライド軌道と、該フ
ォアパイル用スライド軌道により支持されてトンネル切
羽の天端部に対向配置されるとともに、当該フォアパイ
ル用スライド軌道に沿って移動することにより、トンネ
ル天端面に沿ってこれの前方の地山に順次フォアパイル
を打ち込むフォアパイル打設装置を備えたことを特徴と
するするものでる。

【００１３】また、この発明のトンネル掘削用ジャンボ
は、さらに、前記ジャンボ架台の上方周囲においてトン
ネル横断方向に、トンネル天端面の形状に沿って延長す
る吹付用スライド軌道と、該吹付用スライド軌道により
支持されて天端面に対向配置されるとともに、当該フォ
アパイル用スライド軌道に沿って移動することにより、
トンネル天端面に沿って吹付けコンクリートを吹付ける
吹付け機をさらに備えることが好ましい。

【００１４】さらに、この発明のトンネル掘削用ジャン
ボは、前記ジャンボ架台の側方には、側方の地山に向け
て対向配置されたサイドパイル打設装置を備えることも
できる。

【００１５】

【作用】この発明のトンネル掘削用ジャンボによれば、
ジャンボ架台の上方周囲においてトンネル天端面の形状
に沿って設けたフォアパイル用スライド軌道上にフォア
パイル打設装置を順次移動させつつ、当該打設装置によ
りフォアパイルをトンネルの天端部に沿った所定の位置
に容易に打ち込むことができる。すなわち、フォアパイ
ル用スライド軌道は、ジャンボ架台を足場として、切羽
面の天端の近傍に強固に支持固定されるとともに、フォ
アパイル打設装置は、トンネルの天端面に沿った形状の
スライド軌道をガイドとして順次移動しつつ、多数のフ
ォアパイルを天端面に沿った所定の位置に精度良く打ち
込むことができる。

【００１６】そして、さらに、ジャンボ架台の上方周囲
に吹付用スライド軌道を設けこれに沿って吹付けコンク
リートの吹付け機を移動させることにより、掘削後のト
ンネル天端面を迅速に防護することができる。

【００１７】また、ジャンボ架台の側方に、側方の地山
に向けて対向配置したサイドパイル打設装置を設けてお
けばトンネルの側方の地盤をも同時に補強しつつ掘削作
業を行なうことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１〜図３に示すトンネル掘削用ジャンボ１は、
トンネル５０の上半部分５１を先行掘削するいわゆる上
半先進工法において用いられたもので、主として、先行
掘削されたトンネル上半部分５１の底盤すなわちトンネ
ル下半部分５２の上面に敷設したレール２に沿ってトン
ネル軸方向に走行移動可能なジャンボ架台３と、このジ
ャンボ架台３の前方に設けられて切羽面の削孔を行なう
削孔装置としての複数の削孔用ドリフター１９と、ジャ
ンボ架台３の上方周囲においてトンネル横断方向に、ト
ンネル５０のアーチ状の天端面に沿って延長するフォア
パイル用スライド軌道としての前方及び後方ガイドセル
１３，１４と、かかる前後のガイドセル１３，１４によ
り支持されてトンネル切羽の天端部に対向配置されると
ともに、これらのガイドセル１３，１４に沿ってスライ
ド移動することにより、アーチ状のトンネル天端面に沿
ってこれの前方の地山に順次多数のフォアパイル６を打
ち込むフォアパイル打設装置５とによって構成されてい
る。

【００１９】ジャンボ架台３は、Ｈ形鋼やその他の鋼材
を、トンネル上半部分５１の形状に収まる断面形状で組
立て接合してなる骨組構造からなり、その支柱５３の下
端に車輪５４を備えることにより上記レール２上を走行
するとともに、その後部には削孔用ドリフター１９やフ
ォアパイル打設装置５、その他の装置、設備を駆動制御
するための施設を備えた駆動・制御室５５を備えてい
る。また、ジャンボ架台３の上方はアーチ状のプロテク
ター４によって覆われ、これによって、これの下方にお
ける作業及び装置の安全を図っている。なお駆動・制御
室５５は、カウンターウェイトとしての機能をもはた
し、トンネル掘削用ジャンボ１による削孔作業あるいは
フォアパイル打設作業中におけるジャンボ１の安定に寄
与する。

【００２０】一方、削孔用ドリフター１９は、ジャンボ
架台３の先端に取り付けた削孔用ドリフターブーム台７
から、屈曲可能な間接部を有するドリフターブーム５８
を介してジャンボ架台３の前方に位置するとともに、切
羽面に対向配置され、駆動・制御室５５からの駆動によ
り、切羽面に発破用の爆薬を装填するための削孔を所定
の位置に形成する。なお、削孔用ドリフター１９を割岩
機等に置き換え、これによって直接切羽面の掘削作業を
行なうこともできる。すなわちこの発明における削孔装
置とは割岩機等の他の掘削装置をも含むものである。ま
た、ジャンボ架台３の先端には、さらに、支保工ハンド
リング装置２１が設けられ、各種の支保工組立作業がで
きるようになっている。

【００２１】そして、フォアパイル打設装置５は、前方
及び後方ガイドセル１３，１４上に支持されてこれらに
沿って各々スライド移動する、前方及び後方フォアパイ
ル用ドリフターブーム台５６，５７と、かかるドリフタ
ーブーム台５６，５７によって支持されたガイドロッド
１８と、このガイドロッド１８の前方に延長する、フォ
アパイル用ドリフター１７とによって構成されている。
すなわち、各前後のドリフターブーム台５６，５７は上
下に昇降可能なジャッキ機構を備え、トンネル切羽の天
端部分に向けて容易かつ精度良く位置決めすることがで
きるとともに、ガイドロッド１８すなわちフォアパイル
６の打ち込み角度を任意に調整することができる。さら
に、ドリフターブーム台５６，５７はガイドセル１３，
１４に沿って順次スライド移動することにより、アーチ
形のトンネル天端面に沿って、多数のフォアパイル６
を、切羽面の前方のトンネル掘削部分をルーフ状に覆っ
て、フォアパイル用ドリフター１７により順次整然と精
度良く打ち込むことができる。

【００２２】また、この実施例のトンネル掘削用ジャン
ボ１は、図４にも示すように、前記前方ガイドセル１３
のさらに前方に設けたこれと同様のアーチ状の形状を有
する吹付用ガイドセル１２を備え、掘削直後の天端面に
向けて配置された吹付け機１５がこれに沿って移動しつ
つ吹付けコンクリートを吹付けることにより、掘削後の
アーチ状の天端面を迅速かつ容易に防護することができ
るようになっている。

【００２３】さらに、この実施例のトンネル掘削用ジャ
ンボ１は、図５にも示すように、ジャンボ架台３の両側
部に位置するフレームにはサイドパイル用ドリフターブ
ーム台９を介してサイドパイル打設用ドリフターブーム
１０が設けられ、これによって、トンネル１０の側方に
地山を補強するためのサイドパイル８を打設することが
できるようになっている。なお、ここで、サイドパイル
８とはトンネル１０の側方の地盤に打ち込まれる例えば
鋼製部材や硬化体からなる線形の芯材で、いわゆるサイ
ドパイルやマイクロパイル、フットパイル等をも含むも
のである。

【００２４】そして、上記構成を有するこの実施例のト
ンネル掘削用ジャンボ１によれば、地質条件の悪い地山
を通過する場合でも、ジャンボ１自体が備える機能によ
りかつ精度良く多数のフォアパイル６を打ち込むことに
より、掘削地盤を覆うアーチ状のルーフを形成し、これ
によって周囲の地山を先受けしつつ、安全かつ容易にト
ンネルの掘削作業を行ってゆくことができる。

【００２５】また、掘削後のアーチ状の天端面を吹付け
機１５により吹付けコンクリートを吹付けることによっ
て迅速に防護し、またトンネルの側方の地山をサイドパ
イル８を打設することによって防護しつつさらに安全に
トンネルの掘削作業を行ってゆくことができる。

【００２６】なお、この実施例のトンネル掘削用ジャン
ボ１によれば、削孔作業，フォアパイルの打設作業，サ
イドパイルの打設作業等を任意に選択して各々別個に行
うことができる他、複数の作業を任意に組み合わせてこ
れらの作業を併行して行うこともできる。

【００２７】図６及び図７は、この発明のトンネル掘削
用ジャンボの他の実施例を示すものである。すなわち、
この実施例のトンネル掘削用ジャンボ１は、トンネル５
０の限定上半部分６０を先行掘削するいわゆる限定上半
先進工法において用いられるもので、図１〜図３に示す
トンネル掘削用ジャンボ１と同様の構成を有する一方
で、当該限定上半部分６０のみの掘削作業が可能なよう
に、図１〜図３に示すトンネル掘削用ジャンボ１のう
ち、三角状翼部分として張り出させた両側フレーム３ａ
及びこれに支持されるプロテクター４の両側部分４ａか
ら成る着脱自在なサイド部１ａを取り外した構成となっ
ている。すなわち、トンネル掘削用ジャンボ１は、地山
状況に応じて加背割りの変更ができるようになってい
る。

【００２８】また、この発明のトンネル掘削用ジャンボ
は、上記上半先進工法あるいは限定上半先進工法に使用
されるものに限定されることなく、掘削すべきトンネル
断面の形状に応じて加背割りを変更することにより、例
えば、トンネルの全断面を同時に掘削する場合等その他
のトンネル工法にも適用することができる。

【００２９】なお、図１あるいは図６において、１１
は、ジャンボ架台３の下方において上記実施例のトンネ
ル掘削用ジャンボ１とは別途に配設されたホイール形式
のジャンボであり、例えば、上記上半先進工法あるいは
限定上半先進工法を、ベンチカット工法により行なう場
合に、トンネル掘削用ジャンボ１による上部の切羽の掘
削と併行して下部の切羽の掘削を行なう場合等に用いら
れるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上要するに本発明の多機能ジャンボ
は、ジャンボ架台の上方周囲においてトンネル横断方向
に、トンネル天端面の形状に沿って延長するフォアパイ
ル用スライド軌道と、このフォアパイル用スライド軌道
により支持されてトンネル切羽の天端部に対向配置され
るとともに、当該フォアパイル用スライド軌道に沿って
移動するフォアパイル打設装置を備え、トンネル天端面
に沿って切羽の前方の地山に多数のフォアパイルを順次
精度良く打ち込むことにより、掘削地盤を覆う先受け用
のルーフを形成することができる。すなわち、掘削地盤
を精度良く先受けする機能を自から備えるので、重機械
の輻輳や掘削作業の停滞を回避しつつ、安全にトンネル
を掘削して行くことができる。

【００３１】また、ジャンボ架台の上方周囲に設けた吹
付用スライド軌道に沿って移動する吹付けコンクリート
の吹付け機を備えることにより、掘削後のトンネル天端
面を迅速に防護しつつさらに安全にトンネルを掘削して
行くことができる。

【００３２】そして、ジャンボ架台の側方に、側方の地
山に向けて対向配置したサイドパイル打設装置を備える
ことにより、トンネルの側方の地盤をサイドパイルによ
り補強しつつさらに安全にトンネルを掘削して行くこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるトンネル掘削用ジ
ャンボをトンネル内に配置した状況を示す正面図であ
る。

【図２】この発明の一実施例にかかるトンネル掘削用ジ
ャンボを示す側面図である。

【図３】この発明の一実施例にかかるトンネル掘削用ジ
ャンボをトンネル内に配置した状況を示す平面図であ
る。

【図４】図２のＡ−Ａに沿った断面図である。

【図５】図２のＢ−Ｂに沿った断面図である。

【図６】この発明の他の実施例にかかるトンネル掘削用
ジャンボを示す断面図であって、図２のＡ−Ａに沿った
断面に対応する部位の構成を示すものである。

【図７】この発明の他の実施例にかかるトンネル掘削用
ジャンボを示す断面図であって、図２のＢ−Ｂに沿った
断面に対応する部位の構成を示すものである。

【符号の説明】

１ トンネル掘削用ジャンボ １ａ サイド部 ２ レール ３ ジャンボ架台 ３ａ 両側フレーム ４ プロテクター ５ 支保ハンドリング装置 ６ フォアパイル ７ 削孔用ドリフターブーム台 ８ サイドパイル ９ サイドパイル用のドリフターブーム台 １０ サイドパイル用のドリフターブーム １１ ホイールジャンボ １２ 吹付用ガイドセル（吹付用スライド軌道） １３，１４ フォアパイル用ガイドセル（フォアパイル
用スライド軌道） １５ 吹付け機 １７ フォアパイル用ドリフター（削孔軌道） １８ ガイドロッド（削孔装置） １９ 削孔用ドリフター（削孔装置） ２１ 支保工ハンドリング装置 ５０ トンネル ５１ トンネル上半部分 ５２ トンネル下半部分 ５５ 駆動制御室 ５６，５７ ドリフターブーム台（削孔装置） ６０ トンネル限定上半部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 洋一 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル軸方向に走行移動可能なジャン
   ボ架台と、このジャンボ架台の前方に設けられて切羽面
   の削孔を行なう複数の削孔装置と、ジャンボ架台の上方
   周囲においてトンネル横断方向に、トンネル天端面の形
   状に沿って延長するフォアパイル用スライド軌道と、該
   フォアパイル用スライド軌道により支持されてトンネル
   切羽の天端部に対向配置されるとともに、当該フォアパ
   イル用スライド軌道に沿って移動することにより、トン
   ネル天端面に沿ってこれの前方の地山に順次フォアパイ
   ルを打ち込むフォアパイル打設装置を備えたことを特徴
   とするするトンネル掘削用ジャンボ。
2. 【請求項２】 前記ジャンボ架台の上方周囲においてト
   ンネル横断方向に、トンネル天端面の形状に沿って延長
   する吹付用スライド軌道と、該吹付用スライド軌道によ
   り支持されてトンネル天端面に対向配置されるととも
   に、当該フォアパイル用スライド軌道に沿って移動する
   ことにより、トンネル天端面に沿って吹付けコンクリー
   トを吹付ける吹付け機をさらに備えたことを特徴とする
   請求項１に記載のトンネル掘削用ジャンボ。
3. 【請求項３】 前記ジャンボ架台の側方には、側方の地
   山に向けて対向配置されたサイドパイル打設装置をさら
   に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
   のトンネル掘削用ジャンボ。