JPH09125867A - Tunnel excavation method - Google Patents
Tunnel excavation methodInfo
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- JPH09125867A JPH09125867A JP30994595A JP30994595A JPH09125867A JP H09125867 A JPH09125867 A JP H09125867A JP 30994595 A JP30994595 A JP 30994595A JP 30994595 A JP30994595 A JP 30994595A JP H09125867 A JPH09125867 A JP H09125867A
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- water jet
- tunnel
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- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 騒音・振動が解消でき、掘削能率が高く、不
定形のトンネルにも適用できるトンネル掘削方法を提供
することを目的とする。
【構成】 トンネル掘削面13の岩盤14に、ウォータ
ージェット18により所定間隔で主溝12aと副溝12
bを施して碁盤目状の切り溝12を形成する工程と、こ
の切り溝12にくさび状破壊具16をこじ入れ、岩盤1
4を底辺部分で割って、ブロック15状に順次破壊する
工程と、折りとられたブロック15を撤去してつぎのス
テップで再び切り溝12を形成して順次掘削しながら進
む。また、ウォータージェット18を噴射するノズル1
7は、自走装置20を有するアーム式ロボット19に搭
載し、くさび状破壊具16は、自走装置20を有する土
工用掘削機械22に搭載してなるものである。
(57) [Summary] [Purpose] An object of the present invention is to provide a tunnel excavation method that can eliminate noise and vibration, has high excavation efficiency, and can be applied to irregularly shaped tunnels. [Structure] A main groove 12a and a sub-groove 12 are formed on a bedrock 14 of a tunnel excavation surface 13 at predetermined intervals by a water jet 18.
Step b is performed to form a grid-shaped kerf 12, and a wedge-shaped breaking tool 16 is pryed into the kerf 12 to form a rock bed 1
4 is divided by the bottom portion to sequentially break it into blocks 15, and the folded blocks 15 are removed, and in the next step, the kerf 12 is formed again to sequentially excavate. In addition, the nozzle 1 that jets the water jet 18
7 is mounted on an arm type robot 19 having a self-propelled device 20, and the wedge-shaped destruction tool 16 is mounted on an earthmoving machine 22 having the self-propelled device 20.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削面の岩盤
を、無発破、低騒音、機械掘りで掘削するためのトンネ
ルの掘削方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel excavation method for excavating rock mass on a tunnel excavation surface by mechanical digging without blasting, low noise.
【0002】[0002]
【従来の技術】トンネル掘削は、古くから、まず鑿岩機
で岩盤に孔明けし、その孔にダイナマイトを装填し、発
破により破壊し、掘削する方法が専らであった。しか
し、最近では、鑿岩機や発破による騒音、振動、爆発
音、これらに伴う近隣地区での亀裂の発生などの公害問
題となっており、特に発破による工法が禁止される例も
多く発生し、代わりに機械掘り工法が採用されている。2. Description of the Related Art In tunnel excavation, for a long time, the method of drilling a hole in a rock mass with a chisel machine, loading dynamite into the hole, destroying it by blasting, and then excavating was the exclusive method. However, recently, there have been pollution problems such as noise, vibration and explosion sound caused by chisel rocks and blasting, and cracks in neighboring areas due to these, and in particular, there are many cases where the blasting method is prohibited. The machine digging method is adopted in.
【0003】この機械掘り工法では、断面が一定で、ト
ンネルが長い場合、例えば青函トンネルなどの場合に
は、トンネルボーリングマシーンが採用されてきた。と
ころが、トンネル断面が不規則で、かつトンネルが長い
場合は、まず鑿岩機で孔明けし、これを足掛かりとして
周囲を壊す工法が一般的である。In this mechanical digging method, a tunnel boring machine has been used when the cross section is constant and the tunnel is long, for example, in the case of a Seikan tunnel. However, when the tunnel cross section is irregular and the tunnel is long, a method is generally used in which a hole is first drilled with a chisel and the surrounding area is broken using this as a foothold.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】具体的には、油圧機器
による膨張破壊工法では、最初の足掛かりとなる孔の径
が、鑿岩機の錐を挿入する油圧機器に見合った60〜2
00mmという大きな孔を明けなければならない。ちな
みに、発破では40〜60mmである。また、膨張破壊
工法では、騒音や振動の問題は解消できない。さらに、
岩盤の破壊の面からみると、油圧機器を膨張させても、
足掛かりが孔だけでは岩盤の拘束が強く、亀裂が生じに
くく、破壊に難渋する場合が多い。Specifically, in the expansion and destruction method using hydraulic equipment, the diameter of the hole that is the first step is 60 to 2 which is suitable for the hydraulic equipment into which the cone of the chisel rock machine is inserted.
You have to open a large hole of 00 mm. By the way, it is 40 to 60 mm in blasting. In addition, the expansion and destruction method cannot solve the problems of noise and vibration. further,
From the aspect of rock mass destruction, even if the hydraulic equipment is expanded,
If the only foothold is a hole, the bedrock is strongly restrained, cracks are less likely to occur, and it is often difficult to destroy it.
【0005】機械掘り工法の代わりに、ウォータージェ
ットだけで掘削する工法では、騒音・振動の問題は解消
できる。しかし、掘削能率自体はきわめて低く、実用化
に程遠い。すなわち、大馬力の装置を用いても、掘削能
率は機械掘りに及ばない。しかるに、地上に自然のまま
おかれている岩石は、周囲が人の手の加えられたもので
なく、すべて自由面であるため、石工が適当な節理(潜
在している割れ目)を探っては、のみやくさびで穿つだ
けで容易に割れることは、石切り作業や墓石の作業でよ
く知られているところである。The problem of noise and vibration can be solved by a method of excavating only with a water jet instead of the mechanical digging method. However, the drilling efficiency itself is extremely low, and it is far from practical use. That is, even if a large horsepower device is used, the excavation efficiency does not reach that of mechanical excavation. However, the rocks that are left untouched on the ground are not free of human hands and are all free surfaces, so masonry should search for appropriate joints (potential cracks). It is well known in the work of quarrying stones and tombstones that it can be easily cracked just by digging with a chisel or a wedge.
【0006】これらの事実から、岩盤は、中心から八方
に押し広げても破壊しにくいが、一方が気中(自由面)
の場合、鑿または楔を軽く打ち込むだけで容易に破壊で
きる。このことは、圧縮には強いが、曲げ・剪断には弱
いという特性を顕著に示している。From these facts, the bedrock is hard to break even if it is pushed out from the center in eight directions, but one is in the air (free surface).
In case of, it can be easily destroyed by tapping the chisel or wedge lightly. This clearly shows the characteristic that it is strong against compression but weak against bending and shearing.
【0007】本発明は、騒音・振動が解消でき、掘削能
率が高く、不定形のトンネルにも適用できるトンネル掘
削方法を提供することを目的とするものである。It is an object of the present invention to provide a tunnel excavation method which can eliminate noise and vibration, has high excavation efficiency, and can be applied to an irregularly shaped tunnel.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、トンネル掘削
面13の岩盤14に超高圧のウォータージェット18で
所定深さに多数の切り溝12を形成する工程と、この切
り溝12にくさび状破壊具16をこじ入れて前記岩盤1
4を順次破壊する工程とからなり、多数の切り溝12を
形成する工程は、所定間隔で主溝12aを施すととも
に、この主溝12aに略直交する副溝12bを施して碁
盤目状に形成し、またウォータージェット18を噴射す
るノズル17は、自走装置20を有するアーム式ロボッ
ト19に搭載し、くさび状破壊具16は、自走装置20
を有する土工用掘削機械22に搭載してなるトンネルの
掘削方法である。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a step of forming a large number of kerfs 12 at a predetermined depth in a rock 14 of a tunnel excavation surface 13 with a super-high pressure water jet 18, and a wedge-shaped groove 12 is formed. Put the destruction tool 16 into the bedrock 1
In the step of forming a large number of kerfs 12, the main grooves 12a are formed at predetermined intervals, and the sub-grooves 12b that are substantially orthogonal to the main grooves 12a are formed to form a grid pattern. Further, the nozzle 17 for injecting the water jet 18 is mounted on an arm type robot 19 having a self-propelled device 20, and the wedge-shaped destruction tool 16 is mounted on the self-propelled device 20.
It is a method of excavating a tunnel mounted on the excavating machine 22 for earthwork having the above.
【0009】[0009]
第1工程:切り溝12を形成する工程 トンネル掘削面13の岩盤14に、ウォータージェット
18により、切り溝12を形成する。この切り溝12
は、たとえば主溝12aと副溝12bとで碁盤目状に溝
切りする。 第2工程:岩盤14をブロック状に破壊する工程 切り溝12に、くさび状破壊具16を打ち込みこじる
と、岩盤14は、底辺部分が簡単に割れて、ブロック1
5となって順次折りとられる。岩盤14に潜在する節理
がない場合には、破壊具16の打ち込みで発生する最大
曲げが作用する付け根の部分で破壊する。 第3工程:撤去する 破壊具16により逐次破壊し、折りとられたブロック1
5を撤去することにより、ウォータージェット18で切
り込んだ岩盤14部分がきれいに破壊される。ついで、
つぎのステップで再び切り溝12を形成して順次掘削し
ながら進む。First step: a step of forming the kerf 12 The kerf 12 is formed on the bedrock 14 of the tunnel excavation surface 13 by the water jet 18. This kerf 12
For example, the main groove 12a and the sub groove 12b are cut in a grid pattern. Second step: a step of breaking the bedrock 14 into blocks When the wedge-shaped breaking tool 16 is driven into the kerf 12, the bottom of the bedrock 14 is easily broken, and the block 1
It becomes 5 and is sequentially folded. If there is no latent joint in the bedrock 14, the rock 14 is broken at the root portion where the maximum bending generated by driving the breaking tool 16 acts. The third step: to be removed Block 1 which is sequentially destroyed by the destruction tool 16 and folded
By removing 5, the part of the bedrock 14 cut by the water jet 18 is beautifully destroyed. Then
In the next step, the kerf 12 is formed again and the excavation is sequentially performed.
【0010】[0010]
【実施例】本発明によるトンネル掘削方法の一実施例を
図1により説明する。 第1工程:切り溝12を形成する工程 図1に示すようなトンネル掘削面13の岩盤14に、ウ
ォータージェット18により、切り溝12を形成する。
この切り溝12は、図2(a)に示すように、横溝から
なる主溝12aを所定幅、所定深さ、所定間隔で多数形
成する。この主溝12aは、岩盤14をブロック状に割
るためのもので、溝ピッチは、岩盤14の強度により適
当な値に選定される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the tunnel excavation method according to the present invention will be described with reference to FIG. First step: a step of forming the kerf 12 The kerf 12 is formed by the water jet 18 on the bedrock 14 of the tunnel excavation surface 13 as shown in FIG. 1.
As shown in FIG. 2A, the kerf 12 is formed by forming a large number of main grooves 12a, which are lateral grooves, with a predetermined width, a predetermined depth, and a predetermined interval. The main groove 12a is for dividing the bedrock 14 into blocks, and the groove pitch is selected to an appropriate value depending on the strength of the bedrock 14.
【0011】さらに必要に応じて縦溝からなる副溝12
bを同様に所定幅、所定深さ、所定間隔で多数形成す
る。この副溝12bは、ブロック状に割るのを容易にす
るためのもので、場合によっては省略することができ
る。図1の例では、切り溝12は、主溝12aと副溝1
2bとで碁盤目状に溝切りしたが、これに限られるもの
ではなく、中心からの放射線状溝と中心を支点とする径
の異なるリング状の溝との組み合わせであってもよい
し、さらには、不規則な形状や間隔の溝であってもよ
い。また、主溝12aが縦溝からなり、副溝12bが横
溝からなるようにしてもよい。Further, if necessary, a sub groove 12 formed of a vertical groove.
Similarly, a large number of b are formed with a predetermined width, a predetermined depth, and a predetermined interval. The sub groove 12b is for facilitating the division into blocks, and can be omitted in some cases. In the example of FIG. 1, the kerf 12 includes the main groove 12 a and the sub groove 1.
Although the grooves are cut in a grid pattern with 2b, the invention is not limited to this, and may be a combination of radial grooves from the center and ring-shaped grooves having different diameters with the center as a fulcrum. May be grooves of irregular shape or spacing. Further, the main groove 12a may be a vertical groove and the sub groove 12b may be a horizontal groove.
【0012】切り溝12の深さは、ウォータージェット
18の吐出量、吐出圧、走行速度を制御することにより
設定されるが、これらの条件だけでなく、岩盤14の硬
度、性質などの種々の条件により異なるので、実際に岩
盤14を試し切りして決定するようにしてもよい。試し
切りによらない場合には、ウォータージェット18の側
に針状の物差しを差し込んだり、超音波の反射による深
さセンサを備えながら切り溝12を掘るようにしてもよ
い。The depth of the kerf 12 is set by controlling the discharge amount, discharge pressure, and traveling speed of the water jet 18, and various conditions such as hardness and properties of the bedrock 14 are set in addition to these conditions. Since it depends on the condition, the bedrock 14 may be actually cut and decided. When not using the trial cutting, a needle-shaped ruler may be inserted on the side of the water jet 18, or the kerf 12 may be dug while having a depth sensor for reflecting ultrasonic waves.
【0013】第2工程:岩盤14をブロック状に破壊す
る工程 図2(b)に示すように、岩盤14に切り込まれた切り
溝12に、くさび状破壊具16を打ち込みこじる。する
と、岩盤14は、底辺部分が簡単に割れて、ブロック1
5となって順次折りとられる。岩盤14に潜在する節理
がない場合には、破壊具16の打ち込みで発生する最大
曲げが作用する付け根の部分で破壊する。もし、岩盤1
4に潜在する節理がある場合には、その節理部分で破壊
するが、残った部分はもう一度破壊具16を打ち込む
か、または残したままで放置して、つぎのステップでウ
ォータージェット18による切り溝12の形成を繰り返
す。Second Step: Step of Breaking Rock Mass 14 into Blocks As shown in FIG. 2B, a wedge-shaped breaking tool 16 is driven into the kerf 12 cut in the rock mass 14. Then, the bottom part of the bedrock 14 is easily broken, and the block 1
It becomes 5 and is sequentially folded. If there is no latent joint in the bedrock 14, the rock 14 is broken at the root portion where the maximum bending generated by driving the breaking tool 16 acts. If bedrock 1
If there is a latent joint in No. 4, the joint is destroyed at the joint, but the remaining portion is driven by the destruction tool 16 again or left as it is, and in the next step the kerf 12 by the water jet 18 Formation is repeated.
【0014】第3工程:撤去する 破壊具16により逐次破壊し、折りとられたブロック1
5を撤去することにより、ウォータージェット18で切
り込んだ岩盤14部分がきれいに破壊される。ついで、
つぎのステップで再び図1に示すように切り溝12を形
成して順次掘削しながら進む。Third step: to be removed Block 1 which is sequentially broken by the breaking tool 16 and folded
By removing 5, the part of the bedrock 14 cut by the water jet 18 is beautifully destroyed. Then
In the next step, the kerf 12 is formed again as shown in FIG.
【0015】つぎに掘削速度を具体例により説明する
と、 算定条件 (1)前記トンネルの掘削面13は、トンネルの底面1
1からトンネルの掘削周囲10の頂上部分までの高さが
6m、トンネルの掘削周囲10の左右の幅が8mとす
る。 (2)ウォータージェット18を1000馬力級、25
00kgf/cm2×100リットル/minとする。 (3)岩盤14の強度を床版コンクリート並とする。Next, the excavation speed will be described by way of a concrete example. Calculation conditions (1) The excavation surface 13 of the tunnel is the bottom surface 1 of the tunnel.
The height from 1 to the top of the tunnel excavation periphery 10 is 6 m, and the left and right width of the tunnel excavation periphery 10 is 8 m. (2) Water jet 18 at 1000 horsepower, 25
The pressure is set to 00 kgf / cm 2 × 100 liter / min. (3) The strength of the bedrock 14 is made equal to that of the slab concrete.
【0016】溝切り速度 上記(1)(2)により、幅10mm×深さ30cm×
300〜400cm/minとする。Grooving speed By the above (1) and (2), width 10 mm x depth 30 cm x
It is set to 300 to 400 cm / min.
【0017】切り溝12の延べの長さ 主溝12aのピッチは、折りとられたブロック15が略
正方形までは破壊できるものとして溝深さと同じ30c
mとし、副溝12bのピッチは、主溝12aのピッチの
約4倍とする。したがって、主溝12aは、高さ6m÷
0.3m×長さ8m=160m 副溝12bは、長さ6m×幅8m÷1.2m=40m
となる。The total length of the kerfs 12 The pitch of the main grooves 12a is 30c, which is the same as the groove depth, assuming that the folded block 15 can be broken up to a substantially square shape.
The pitch of the sub-grooves 12b is about 4 times the pitch of the main grooves 12a. Therefore, the height of the main groove 12a is 6 m ÷
0.3 m × length 8 m = 160 m The sub-groove 12b has a length of 6 m × width 8 m / 1.2 m = 40 m
Becomes
【0018】折りとられたブロック15の数 上記から、20溝×7溝=140個となる。From the above, the number of folded blocks 15 is 20 grooves × 7 grooves = 140.
【0019】所要時間 (1)正味溝切り時間T1 T1=200m÷3.0〜4.0m/min=50〜6
7min (2)正味折りとられたブロック15の割り時間T2 T2=140個÷2個×15〜20s=50〜67mi
n (3)作業効率(正味運転時間率) η=0.7とすると、 T3=(50〜67+18〜23)÷0.7=97〜1
29min 以上により、深さ30cm当り(14.4m3当り)9
7〜129minを要し、1日12時間当りでは、1.
6〜2.2m(80〜107m3)となる。Time required (1) Net grooving time T1 T1 = 200 m / 3.0 to 4.0 m / min = 50 to 6
7 min (2) Divided time of the net folded block 15 T2 T2 = 140 pieces / 2 pieces × 15 to 20 s = 50 to 67 mi
n (3) Work efficiency (net operating time rate) When η = 0.7, T3 = (50 to 67 + 18 to 23) ÷ 0.7 = 97 to 1
With a depth of 29 min or more, per depth of 30 cm (per 14.4 m 3 ) 9
It takes 7 to 129 minutes, and in 12 hours a day, 1.
It becomes 6 to 2.2 m (80 to 107 m 3 ).
【0020】つぎに、本発明の破壊方法に使用する装置
を図3、図4および図5により説明する。図3は、ノズ
ル17を操作する機械を示し、溝切り精度があまり要求
されないときには、通常のアーム式建設機械が利用でき
る。また、能率よく溝切りする場合には、アーム式ロボ
ット19を自走装置20に取り付けたものが利用され
る。Next, an apparatus used in the breaking method of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 5. FIG. 3 shows a machine for operating the nozzle 17, and when the grooving accuracy is not so required, a normal arm type construction machine can be used. Further, in order to efficiently perform grooving, the arm type robot 19 attached to the self-propelled device 20 is used.
【0021】前記ノズル17には、超高圧の加圧水を得
るための1000馬力級のウォータージェット発生装置
21が超高圧水ホース43を介して連結される。このウ
ォータージェット発生装置21は、図5に示すように、
油圧ポンプ40、増圧器41、アキュムレータ32で構
成されている。前記油圧ポンプ40は、増圧器41の第
1シリンダ室26と第2シリンダ室27に交互に圧油を
送り、ピストン23を交互に往復運動させ、ピストン2
3と一体の第1ピストンロッド24と第2ピストンロッ
ド25で第1圧縮室28と第2圧縮室29の水を加圧
し、第1超高圧出力口30と第2超高圧出力口31から
それぞれ超高圧の加圧水を出力する。To the nozzle 17, a 1000-hp class water jet generator 21 for obtaining super-high pressure water is connected via a super-high pressure water hose 43. This water jet generator 21, as shown in FIG.
It is composed of a hydraulic pump 40, a pressure booster 41, and an accumulator 32. The hydraulic pump 40 alternately sends pressure oil to the first cylinder chamber 26 and the second cylinder chamber 27 of the pressure booster 41 to alternately reciprocate the piston 23 to move the piston 2
Water in the first compression chamber 28 and the second compression chamber 29 is pressurized by the first piston rod 24 and the second piston rod 25, which are integral with the unit 3, respectively, from the first ultra-high pressure output port 30 and the second ultra-high pressure output port 31, respectively. Outputs ultra-high pressure pressurized water.
【0022】第1超高圧出力口30と第2超高圧出力口
31から交互に送られてきた加圧水は、アキュムレータ
32で脈流を除き、清水ノズル33または研磨材ノズル
36に送る。清水ノズル33は、水だけのウォータージ
ェット18を得るためのもので、オリフィス34により
絞られて出力する。研磨材ノズル36は、鉄筋をも切断
する場合のもので、オリフィス38で絞った後、研磨材
投入口37から研磨材を投入して研磨材入りのアブレー
シブジェット39として出力する。The pressurized water alternately sent from the first ultra-high pressure output port 30 and the second ultra-high pressure output port 31 removes the pulsating flow by the accumulator 32 and sends it to the fresh water nozzle 33 or the abrasive nozzle 36. The fresh water nozzle 33 is for obtaining the water jet 18 of only water, and outputs the water jet after being narrowed by the orifice 34. The abrasive nozzle 36 is for cutting the rebar as well, and after squeezing with the orifice 38, the abrasive is injected from the abrasive inlet 37 and output as an abrasive jet 39 containing the abrasive.
【0023】また、前記くさび状破壊具16は、このく
さび状破壊具16を強く岩盤14の切り溝12に強く押
し込むために、通常図4に示すようなバックホーなどの
土工用掘削機械22が利用され、この土工用掘削機械2
2は、自走装置20に搭載されている。この場合におい
て、くさび状破壊具16の付け根に電磁バイブレータを
装着すると、折りとられたブロック15は、あたかもブ
レーカーによる破壊のように高能率で行える。The wedge-shaped breaking tool 16 is usually used by an earthworking excavating machine 22 such as a backhoe as shown in FIG. 4 in order to strongly push the wedge-shaped breaking tool 16 into the kerf 12 of the bedrock 14. This earthmoving machine 2
2 is mounted on the self-propelled device 20. In this case, when the electromagnetic vibrator is attached to the base of the wedge-shaped breaking tool 16, the broken block 15 can be operated with high efficiency as if it were broken by a breaker.
【0024】以上のような装置によって、トンネル掘削
面13を自走装置20とアーム式ロボット19の操作に
より走行方向を制御しながら、図1および図2に示した
溝12が形成され、かつ土工用掘削機械22の操作でく
さび状破壊具16を岩盤14の切り溝12に押し込んで
破壊する。With the above-described device, while controlling the traveling direction of the tunnel excavation surface 13 by operating the self-propelled device 20 and the arm type robot 19, the groove 12 shown in FIGS. The wedge-shaped breaking tool 16 is pushed into the kerf 12 of the bedrock 14 by the operation of the excavating machine 22 for breaking.
【0025】前記実施例では、岩盤14に形成する切り
溝12の主溝12aと副溝12bをそれぞれ同一溝ピッ
チでを形成したが、岩盤14の性質が途中で変化してい
る場合には、硬い部分では軟らかい部分よりも溝ピッチ
を狭くするようにしてもよい。また、清水のズル33の
ウォータージェット18では溝切りが不十分か、不可能
である場合には、研磨材のズル36のアブレーシブジェ
ット39で溝切りするようにしてもよい。In the above embodiment, the main grooves 12a and the sub-grooves 12b of the kerf 12 formed in the bedrock 14 are formed at the same groove pitch, but when the characteristics of the bedrock 14 change in the middle, The groove pitch may be narrower in the hard portion than in the soft portion. In addition, when slicing with the water jet 18 of the clean water slur 33 is insufficient or impossible, shaving with the abrasive jet 39 of the abrasive slur 36 may be performed.
【0026】[0026]
(1)従来の鑿岩機や発破による工法では、騒音、振
動、爆発音、これらに伴う近隣地区での亀裂の発生など
の公害問題が発生していたが、本発明によるウォーター
ジェット18での溝きりによる方法では、騒音、振動を
解消することができる。(1) The conventional chisel rock machine and the construction method by blasting have caused pollution problems such as noise, vibration, and explosion sound, and cracks in the neighborhood caused by these noises. With the method, noise and vibration can be eliminated.
【0027】(2)本発明の方法は、ウォータージェッ
ト18によりトンネル掘削面13をすべて掘削するので
はなく、ウォータージェット18にて溝切りだけをし、
その後くさび状破壊具16にてブロック15に破壊する
ものであるから、きわめて高能率である。ちなみに、3
0cmピッチに幅10mmの溝切りを行う場合には、全
面をウォータージェット18により掘削する場合に比較
して30倍の速度で掘削できる。(2) According to the method of the present invention, instead of excavating the tunnel excavation surface 13 entirely by the water jet 18, only grooving is performed by the water jet 18.
After that, the wedge-shaped breaking tool 16 breaks the block 15, so that the efficiency is extremely high. By the way, 3
When grooving with a width of 10 mm at a pitch of 0 cm, the entire surface can be excavated at a speed 30 times faster than when excavating with a water jet 18.
【0028】(3)本発明の方法によれば、碁盤目など
に溝切りされた折りとられたブロック15は、掘削方向
の岩盤14との付着面を除く5面が自由面であるため、
くさび状破壊具16で容易に破壊、撤去でき、掘削全体
の能率が高い。(3) According to the method of the present invention, the folded block 15 which is grooved in a grid pattern has five free surfaces except for the surface adhering to the bedrock 14 in the excavation direction.
It can be easily broken and removed by the wedge-shaped breaking tool 16, and the efficiency of the entire excavation is high.
【0029】(4)本発明による方法は、トンネル掘削
面13の断面方向にも、周囲の壁面方向にも自在に施工
できるから、不定形の短いトンネル掘削面13や地下室
の掘削にも適用できる。(4) The method according to the present invention can be applied to both the cross-sectional direction of the tunnel excavation surface 13 and the direction of the surrounding wall surface. Therefore, the method according to the present invention can also be applied to the excavation of an irregularly short tunnel excavation surface 13 or a basement. .
【図1】本発明によるトンネルの掘削方法を説明するた
めのトンネル掘削面13の溝切り状態の一実施例を示す
説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a groove cutting state of a tunnel excavation surface 13 for explaining a tunnel excavation method according to the present invention.
【図2】(a)は、図1における切り溝12を形成した
状態の断面図、(b)は、ブロック15状に破壊してい
る状態の断面図である。2A is a sectional view showing a state in which a kerf 12 in FIG. 1 is formed, and FIG. 2B is a sectional view showing a state in which a block 15 is broken.
【図3】本発明による方法を実現するためのウォーター
ジェット発生装置21の斜視図である。3 is a perspective view of a water jet generator 21 for implementing the method according to the invention.
【図4】本発明による方法を実現するためのくさび状破
壊具16の取付け状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an attached state of the wedge-shaped breaking tool 16 for realizing the method according to the present invention.
【図5】図3におけるウォータージェット発生装置40
の断面図である。5 is a water jet generator 40 shown in FIG.
FIG.
10…トンネルの掘削周囲、11…トンネルの底面、1
2…切り溝、12a…主溝、12b…副溝、13…トン
ネル掘削面、14…岩盤、15…折りとられたブロッ
ク、16…くさび状破壊具、17…ノズル、18…ウォ
ータージェット、19…アーム式ロボット、20…自走
装置、21…ウォータージェット発生装置、22…土工
用掘削機械、23…ピストン、24…第1ピストンロッ
ド、25…第2ピストンロッド、26…第1シリンダ
室、27…第2シリンダ室、28…第1圧縮室、29…
第2圧縮室、30…第1超高圧出力口、31…第2超高
圧出力口、32…アキュムレータ、33…清水ノズル、
34…オリフィス、36…研磨材ノズル、37…研磨材
投入口、38…オリフィス、39…アブレーシブジェッ
ト、40…油圧ポンプ、41…増圧器、42…シリン
ダ、43…超高圧ホース。10 ... around excavation of tunnel, 11 ... bottom of tunnel, 1
2 ... Cutting groove, 12a ... Main groove, 12b ... Sub groove, 13 ... Tunnel excavation surface, 14 ... Rock bed, 15 ... Folded block, 16 ... Wedge-like destruction tool, 17 ... Nozzle, 18 ... Water jet, 19 ... Arm type robot, 20 ... Self-propelled device, 21 ... Water jet generator, 22 ... Earthmoving excavator, 23 ... Piston, 24 ... First piston rod, 25 ... Second piston rod, 26 ... First cylinder chamber, 27 ... 2nd cylinder chamber, 28 ... 1st compression chamber, 29 ...
2nd compression chamber, 30 ... 1st super high pressure output port, 31 ... 2nd super high pressure output port, 32 ... Accumulator, 33 ... Shimizu nozzle,
34 ... Orifice, 36 ... Abrasive nozzle, 37 ... Abrasive inlet, 38 ... Orifice, 39 ... Abrasive jet, 40 ... Hydraulic pump, 41 ... Booster, 42 ... Cylinder, 43 ... Super high pressure hose.
Claims (4)
のウォータージェット18で所定深さに多数の切り溝1
2を形成する工程と、この切り溝12にくさび状破壊具
16をこじ入れて前記岩盤14を順次破壊する工程とか
らなることを特徴とするトンネルの掘削方法。1. A large number of kerfs 1 are formed in a rock 14 of a tunnel excavation surface 13 at a predetermined depth by an ultrahigh pressure water jet 18.
2. A method of excavating a tunnel, which comprises the steps of forming 2 and a step of sequentially breaking the rock 14 by prying a wedge-shaped breaking tool 16 into the kerf 12.
定間隔で主溝12aを施してなる請求項1記載のトンネ
ルの掘削方法。2. The method for excavating a tunnel according to claim 1, wherein the step of forming a large number of kerfs 12 comprises forming main grooves 12a at predetermined intervals.
定間隔で主溝12aを施すとともに、この主溝12aに
略直交する副溝12bを施して碁盤目状に形成してなる
請求項1記載のトンネルの掘削方法。3. The step of forming a large number of kerfs 12 is carried out by forming main grooves 12a at predetermined intervals and forming sub-grooves 12b which are substantially orthogonal to the main grooves 12a to form a grid pattern. The tunnel excavation method described in 1.
ル17は、自走装置20を有するアーム式ロボット19
に搭載し、くさび状破壊具16は、自走装置20を有す
る土工用掘削機械22に搭載してなる請求項1、2また
は3記載のトンネルの掘削方法。4. A nozzle 17 for jetting a water jet 18 has an arm type robot 19 having a self-propelled device 20.
The method for excavating a tunnel according to claim 1, 2 or 3, wherein the wedge-shaped breaking tool 16 is mounted on an earthmoving machine 22 having a self-propelled device 20.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30994595A JPH09125867A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Tunnel excavation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30994595A JPH09125867A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Tunnel excavation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125867A true JPH09125867A (en) | 1997-05-13 |
Family
ID=17999249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30994595A Pending JPH09125867A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Tunnel excavation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09125867A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-11-02 JP JP30994595A patent/JPH09125867A/en active Pending
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| CN113153336B (en) * | 2021-02-01 | 2022-04-19 | 重庆大学 | High-pressure abrasive water jet tunneling method |
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