JPH09165997A - トンネルの覆工装置及びトンネルの覆工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネルの一次覆工は、作業環境の悪化、作
業スペ−ス等を考慮して、掘削機等の後方で施工され
る。このため掘削後から一次覆工するまでの間に地山の
変位や地肌の風化、劣化が進行するという問題があっ
た。 【解決手段】 トンネルの覆工装置（６）を、複数の部
分型枠と上下及び前後に移動調整可能とした部分型枠か
らなる覆工用型枠（１０）と、該覆工用型枠（１０）の
拡張と収縮と上下移動及び固定支持を可能とするジャッ
キ（２１，２４，２９）と前記複数の部分型枠を前後・
左右に移動調整可能とする位置調整機構（９）を備え更
に前記覆工用型枠及び自身の荷重をトンネル内で移動可
能に支持するジャッキ（１２，１４）を有するフレ−ム
機構（内フレ−ム７と外フレ−ム８）と、妻止め手段等
で構成する。このトンネルの覆工装置（６）は、カッタ
−ヘッド駆動部本体１のすぐ後に配置することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トンネル工事に
おいて、地山掘削機とは別個独立に配置した覆工用型枠
により掘削した壁面にコンクリ−ト或いは硬化性樹脂
（例えば急速硬化樹脂）等による覆工を行うに際し迅速
な一次覆工を行うことのできるトンネルの覆工装置及び
その装置を使用する覆工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル工事の施工法の一種である全断
面ロ−タリ−トンネル掘進機（以下、ＴＢＭとする）に
よる施工法において、岩種が比較的軟弱で掘削面の支保
が必要な場合の手段としては、吹付コンクリ−トとロッ
クボルトとが用いられている。この場合、ＴＢＭは単独
で切羽を掘削し且つ岩石や土砂等を搬送する搬送機構が
設置され、別個に配置されるコンクリ−ト覆工装置によ
り一次覆工を行う。特に、コンクリ−ト一次覆工におい
ては、主として生コンクリ−トを圧搾空気等によって圧
送し、ノズル手前付近で急結剤を加え、掘削した地山岩
盤面に向かって吹き付けて覆工する方式が採られてい
る。このようなトンネル掘削覆工方法により地山の緩み
は最小に押さえられ、支保能力が有効に発揮されるとと
もにトンネル掘削後の地山の観察結果や計測結果を設計
・施工にフィ−ドバックさせ、地山に応じた適切な支保
を形成し、合理的・経済的かつ安全なトンネル施工が進
められるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記するトンネルの一
次覆工方法においては、高圧でコンクリ−トを地山に吹
き付ける際の多大の粉塵の舞い上がり、吹付け材料が地
山に跳ね返るいわゆるリバウンドによる掘削機への悪影
響、作業環境の悪化、作業スペ−ス等を考慮して、コン
クリ−トの吹付け作業は通常後続台車の更に後方で施工
される。このため掘削後から一次覆工するまでの壁面開
放時間が長くなり、地山の緩み域の拡大による地山の変
位や地肌の風化、劣化等が進行するという問題があっ
た。

【０００４】この発明は上記する課題に着目してなされ
たものであり、地山掘削後直ちにコンクリ−トによる一
次覆工を行うことが可能で作業能率や信頼性の高いトン
ネルの覆工装置及びトンネルの覆工方法を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、トンネルの覆工装置が、複
数の部分型枠と上下及び前後に移動調整可能とした部分
型枠からなる覆工用型枠と、該覆工用型枠の拡張と収縮
と上下移動及び固定支持を可能とする伸縮装置（例えば
ジャッキ）と前記複数の部分型枠を前後・左右に移動調
整可能とする位置調整機構を備え更に前記覆工用型枠及
び自身の荷重をトンネル内で移動可能に支持する伸縮支
持装置を有するフレ−ム機構と、を備えたことを特徴と
する。

【０００６】また、前記の覆工用型枠とトンネル地
山との空隙にコンクリ−ト又は硬化性樹脂からなる一次
覆工材料を充填するための注入口を該覆工用型枠に設け
ることを特徴とする。

【０００７】或いは、前記及びのトンネルの覆工
装置には、伸縮支持機構（例えばジャッキ）を具備した
外側管と、該外側管に滑動可能に嵌め入れられ且つ両端
に伸縮支持機構（例えばジャッキ）を具備した内側管
と、該内側管を前記外側管に沿って滑動させる伸縮機構
（例えば油圧シリンタ−）から構成される移動機構を、
フレ−ム機構の枠体の下部に連結したことを特徴とす
る。

【０００８】或いはまた、前記、乃至のトンネ
ルの覆工装置の覆工用型枠端部に、弾性体若しくはエア
−バッグ若しくは発泡性硬化材料（例えば発泡ウレタ
ン）を充填されたパッカ−若しくは発泡性硬化材料供給
ホ−ス及び噴出口を具備することを特徴とする。

【０００９】或いはまた、トンネルの覆工方法が、前
記とと及びのトンネルの覆工装置の型枠端部と
地山面との間隙に発泡性硬化材料を吹き付け硬化させて
妻止めを行った後、トンネル内の覆工用コンクリ−ト或
いは硬化性樹脂を注入することを特徴とする。

【００１０】更に、トンネルの覆工装置が、カッタ−
ヘッド駆動部本体と該カッタ−ヘッド駆動部本体の推進
反力支持装置との間に配置され且つ複数の部分型枠から
なる覆工用型枠と、該覆工用型枠の内側に配置されその
外周面に配置した複数個の伸縮支持装置（例えばジャッ
キ）で該覆工用型枠を支持するフレ−ム機構と、該フレ
−ム機構内部を貫通する土砂搬送機，メインビ−ム，連
結杆，その他の管類等の直線状機材と、前記覆工用型枠
に設けた妻止め手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】更に、トンネルの覆工装置が、カッタ−
ヘッド駆動部本体の推進反力支持装置の後方に配置され
且つ複数の部分型枠からなる覆工用型枠と、該覆工用型
枠の内側に配置されその外周面に配置した複数個の伸縮
支持装置（例えばジャッキ）で該覆工用型枠を支持する
フレ−ム機構と、該フレ−ム機構内部を貫通する土砂搬
送機，メインビ−ム，その他の管類等の直線状機材と、
前記覆工用型枠に設けた妻止め手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００１２】或いは、トンネルの覆工方法が、カッタ
−ヘッド駆動部本体と該カッタ−ヘッド駆動部本体の推
進反力支持装置との間に複数の部分型枠からなる覆工用
型枠を配置し、該覆工用型枠の内側に配置されその外周
面に配置した複数個の伸縮支持装置で該覆工用型枠をフ
レ−ム機構で支持し、土砂搬送機，メインビ−ム，連結
杆，その他の管類の直線状機材を前記フレ−ム機構内部
を貫通させ、前記覆工用型枠端部外周囲と地山との間を
妻止めして覆工することを特徴とする。

【００１３】或いはまた、トンネルの覆工方法が、カ
ッタ−ヘッド駆動部本体の推進反力支持装置の後方に複
数の部分型枠からなる覆工用型枠を配置し、該覆工用型
枠の内側に配置されその外周面に配置した複数個の伸縮
支持装置で該覆工用型枠をフレ−ム機構で支持し、土砂
搬送機，メインビ−ム，その他の管類等の直線状機材を
前記フレ−ム機構内部を貫通させ、前記覆工用型枠端部
外周囲と地山との間を妻止めして覆工することを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図１はこの発
明のトンネルの覆工方法を実施するための装置を配置し
たトンネルの掘削装置全体の概要平面図、図２はその側
面図である。１は地山の岩盤を削岩するカッタ−ヘッド
駆動部本体であって、直後にサイドサポ−ト１ａ及びル
−フサポ−ト１ｂを備え、地山掘削時には後方に配置さ
れたメイングリッパ（推進反力支持装置）２で推進反力
を支えるようになっている。該カッタ−ヘッド駆動部本
体１の前進、後退はスラストシリンダ３、３で行う。前
記カッタ−ヘッド駆動部本体１とスラストシリンダ３の
間には、この発明のトンネルの覆工方法を実施するため
の装置であるライニング（覆工）装置６（以下、覆工装
置６とする）が配置されている。尚、前記カッタ−ヘッ
ド駆動部本体１や推進反力支持装置２及び覆工装置６の
中央部には、掘削された岩石や土砂等を搬送するための
コンベヤや硬化剤用ホ−スを内部に配置したメインビ−
ム４及びカッタ−ヘッド駆動部本体１とスラストシリン
ダ３，３を連結する直結杆５が貫通して配置されてい
る。

【００１５】図３は図１及び図２に示した前記覆工装置
６部分の拡大平面図であり、図４は同じく側面図であ
る。また、図５は図３のＰ矢視正面図であって掘削され
た地山を一次覆工する覆工装置６の正面図である。この
覆工装置６は、全断面を複数の部分型枠に分割して構成
した覆工用の型枠１０と、内フレ−ム７と外フレ−ム８
とから成るフレ−ム機構と、該内フレ−ム７の上に設置
され且つ前記型枠１０を型枠支持ジャッキ２１（４本）
により支持し且つ位置を調整する位置調整機構９と、前
記内フレ−ム７や外フレ−ム８等のフレ−ム機構全体を
移動させる移動機構１１と、で構成される。なお、この
実施の形態の場合、前記型枠１０は、４分割の部分型枠
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄで構成してあるが、こ
れらの部分型枠数は更に増やしてもよいし或いは減らし
てもよい。なお、前記メインビ−ム４及び直結杆５とは
フレ−ム７内を貫通するように配置されるが、これらメ
インビ−ム４及び直結杆５と内フレ−ム７とは直接接触
しないよう所定の距離を設けて配置し、掘削や土砂搬送
時の振動がこれらメインビ−ム４や直結杆５から該内フ
レ−ム７に伝わらないようにしてある。

【００１６】次に、前記全断面４分割の筒状の部分型枠
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのうち上部の型枠１０
ａと左右両側の型枠１０ｂ，１０ｃとの間は、それぞれ
ピン１３，１５により一定角度回動自在に枢着した構造
となっている。即ち、後述するように覆工装置６全体を
移動させる場合には上部の型枠１０ａを少し下ろし、左
右両側の型枠１０ｂ，１０ｃを内側へ一定角度回転さ
せ、また、ライニング時（覆工時）には上部の型枠１０
ａを上げ、左右両側の型枠１０ｂ，１０ｃを外側へ回転
させて型枠全体を円形に張るようにしてある。そして下
側の型枠１０ｄは後述する二重管構造の外側管７１ａ，
７１ａの両内側に固定されたサドル７２，７２に設置さ
れた伸縮支持装置（ジャッキ２９，２９）により上下に
移動調整可能とし、移動用シリンダ２８により前後に位
置調整するようにしてある。なお、前記部分型枠１０
ａ，１０ｂ，１０ｃも伸縮支持装置により上下移動調整
して拡張、収縮するように配置してもよい。

【００１７】前記内フレ−ム７は、前後に配置される枠
体７ａ，７ｂと、これらの枠体７ａ，７ｂの両側の前後
を連結する横側の連結梁７ｃ，７ｃと、前記位置調整機
構９（詳細は後述する）のレ−ルを兼ねる連結梁７ｄ，
７ｄと、二重管状に構成されたサドル（梁状のサドル）
７１，７１と、前記枠体７ａ，７ｂの下部に設置された
４個の伸縮支持ジャッキ１２と、前記二重管に構成され
たサドル（梁状のサドル）７１，７１の内側管７１ｂ
（後述）の両端部に装着された伸縮支持ジャッキ１４
（左右の内側管７１ｂの前後で合計４個）と、で構成さ
れている。また、該二重管状に構成されたサドル（梁状
のサドル）７１，７１の外側管７１ａ（後述）には内フ
レ−ム７移動用油圧シリンダ１６の本体部１６ａが固定
設置され、内側管７１ｂには該油圧シリンダ１６のロッ
ド部１６ｂが固定設置されるが、この部分の詳細につい
ても後述する。

【００１８】前記位置調整機構９は覆工時に前記全断面
４分割の部分型枠のうち１０ａ，１０ｂ，１０ｃの位置
を調整する機構であって、図６は該位置調整機構９の平
面図、図７は図６のＡ−Ａ矢視図、図８は図６のＢ−Ｂ
矢視図、図９は図６のＣ−Ｃ矢視図である。この位置調
整機構９は図１乃至図５には図示していない部分もある
が、以下に詳細に説明する。図６〜図９に示すように、
この位置調整機構９は、スライド板９ａ，９ｂ，９ｃ
と、スライド機構用のスライド用油圧シリンダ１７と、
回転機構用の回転用油圧シリンダ１８と、雄ねじ杆１９
ａと雌ねじ１９ｂ及びモ−タ１９ｃによる横送り機構１
９と、で構成されている。前記スライド板９ａ，９ｂ，
９ｃの間には摺動板９ｄ，９ｅ，９ｆが配置され摺動抵
抗が少なくなるようにしてある。また、これらスライド
板９ａ，９ｂ，９ｃの中央部は回転軸２０が嵌め入れて
あり、スライド板９ｂ及び９ｃが回動できるようにして
ある。前記スライド板９ｃの上には型枠支持用の伸縮支
持装置（ジャッキ２１）が４個載置されるが、これらの
ジャッキ２１の上端部は前記全断面４分割の部分型枠１
０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのうちの最上部の型枠１
０ａに連結される。また、該型枠支持ジャッキ２１の本
体部は後述する外フレ−ム８の連結梁８ｃ，８ｃに固定
保持されている。

【００１９】前記位置調整機構９では、スライド用油圧
シリンダ１７の本体部１７ａは内フレ−ム７に固定した
台座９１の中央部に配置され、ロッド部１７ｂは前記ス
ライド板９ａに固定して取り付けられる。また、回転用
油圧シリンダ１８の本体部１８ａは前記スライド板９ａ
に突出して固定した台座９２に固定して設置され、ロッ
ド部１８ｂは中央の前記スライド板９ｂに固定して取り
付けられる。そして前記横送り機構１９の雄ねじ杆１９
ａは上部のスライド板９ｃに設けた雌ねじ部１９ｂに螺
合させてある。

【００２０】位置調整機構９は、以上のように構成さ
れ、部分型枠１０ａ，１０ｂ，１０ｃを所定位置に移動
させた後、地山掘削面をコンクリ−トや硬化性樹脂によ
り覆工する際これら部分型枠１０ａ，１０ｂ，１０ｃを
位置調整する。即ち、これらの型枠１０ａ等を若干前後
に移動調整する場合には前記スライド用油圧シリンダ１
７を作動させ、若干回転調整する場合には前記回転用油
圧シリンダ１８を作動させ、左右方向に移動調整する場
合には横送り機構１９のモ−タ１９ｃを作動させる。

【００２１】次に、前記外フレ−ム８は、前記内フレ−
ム７と全断面４分割の型枠１０との間に配置され、前後
二本の枠体８ａ及び８b と、これらの枠体８ａと８b と
を上側で連結する連結梁８ｃ，８ｃと、枠体８ａと８b
とを横側で連結する連結梁８ｄ，８ｄと、で構成され
る。そして該横側の連結梁８ｄ，８ｄには前記内フレ−
ム７の横側の連結梁７ｃ，７ｃとの間に生じる反力を支
えるための伸縮支持装置（ジャッキ２２，２２）が取り
付けられている。この場合、ジャッキ２２の本体は連結
梁８ｄに固定保持され、該ジャッキ２２の軸部は連結梁
７ｃに固定されているが、勿論逆でもよい。また、この
外フレ−ム８を構成する上部の連結梁８ｃ，８ｃには上
記するように型枠１０ａを支持する４個の伸縮支持装置
（ジャッキ）２１の本体部が固定され、該外フレ−ム８
の前後の枠体８ａ及び８b には斜め上部に上部型枠１０
ａの反力を支持する伸縮支持装置（ジャッキ２３，２
３）の本体が取り付けられ、更に、該外フレ−ム８の前
後の枠体８ａ及び８b には斜め下部に横型枠１０ｂ，１
０ｃの反力を支持する伸縮支持装置（ジャッキ２４，２
４）の本体が取り付けられている。こうして外フレ−ム
８は型枠１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で覆工時に生じ
る反力を支持するようになっている。

【００２２】図１０は前記覆工装置６全体を移動させる
移動機構１１を示す片側斜視図である。尚、他方の側も
同様の構成となっているので説明は省略する。前記内フ
レ−ム７の枠体７ａ，７ｂの下部の間は二重管状に構成
されたサドル７１の外側管７１ａで連結されると共に、
該外側管７１ａには内側管７１ｂがスライド可能に嵌め
入れてある。そして該内側管７１ｂの両端部には上記す
るように伸縮支持装置（ジャッキ１４，１４）が取り付
けられているが、この場合、該内側管７１ｂの両端部に
はジャッキ１４，１４の本体部１４ａが斜方向（地山表
面に対して直角方向）に固定され、該支持ジャッキ１４
の軸部１４ｂは油圧駆動により上下移動可能としてあ
る。また、前記サドル７１の外側管７１ａには移動用油
圧シリンダ１６の本体部１６ａが固定して設置されると
共に前記内側管７１ｂの後方のジャッキ１４の本体部１
４ａには該移動用シリンダ１６のロッド部１６ｂが固定
されている。従って、内側管７１ｂの両側に固定設置さ
れるジャッキ１４，１４の軸部１４ｂを地山及び覆工さ
れたコンクリ−ト内面側に支持させ、前記内フレ−ム７
を構成する枠体７ａ，７ｂの下部に固定設置したジャッ
キ１２，１２の軸部１２ｂを引っ込めると、二重管状に
構成されたサドル７１の外側管７１ａは内側管７１ｂに
対してスライド可能な状態となる。即ち、内フレ−ム７
と外フレ−ム８及び型枠１０等全体は内側管７１ｂに対
してスライド可能（移動可能）な状態となる。こうして
覆工用型枠１０及び内フレ−ム７と外フレ−ム８からな
るフレ−ム機構の荷重を伸縮支持装置（１２、１４）で
支持すると共に前記移動用油圧シリンダ１６を駆動して
覆工装置６全体をトンネル内で前後に移動させることが
できる。

【００２３】次に、前記二重管状のサドル７１の外側管
７１ａの内側にはレ−ル２７が固定設置され、該レ−ル
２７にサドル７２がスライド可能に嵌め入れてある。そ
して該外側管７１ａにはスライド油圧シリンダ２８の本
体部２８ａが固定され、該サドル７２にはスライド油圧
シリンダ２８の軸部２８ｂが固定されている。更に、該
サドル７２には伸縮支持装置（ジャッキ２９，２９）の
本体部２９ａ，２９ａが固定して取り付けられ、該ジャ
ッキ２９，２９の軸部２９ｂ，２９ｂは前記下側の型枠
１０ｄに連結されている。従って、下側の型枠１０ｄ
は、該サドル７２を油圧シリンダ２８で駆動することに
より前後に移動（スライド）させることができると共に
ジャッキ２９，２９により上下に移動させて位置決めを
行うよう調整することができる。

【００２４】図１１は、図３或いは図４のＰ矢視図であ
って覆工装置６全体が移動可能な状態を示す。この覆工
装置６は、掘削された地山の一部をライニングした後更
に該覆工装置６全体を前方へ移動させるが、その場合、
前記外フレ−ム８の連結梁８ｄ，８ｄに取り付けたジャ
ッキ２２，２２を縮めて内フレ−ム７に反力が作用しな
い状態とする。また、下側の型枠１０ｄはジャッキ２
９，２９で上側に持ち上げる。また、外フレ−ム８の下
部に取り付けたジャッキ２４，２４を縮めて軸部を本体
部内へ引き入れ、両横側の型枠１０ｂ，１０ｃはそれぞ
れピン１３，１５を中心として内側へ回動させる。更
に、位置調整機構９の上に載置した４個のジャッキ２１
を縮めると上側の型枠１０ａは若干下側へ移動する。こ
うして型枠１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ全体はライ
ニングされた地山側より若干内側へ縮小して離れ覆工時
の張った状態から開放され移動可能な状態となる。

【００２５】次に、上記構成からなる覆工装置６によ
り、ＴＢＭによるトンネル掘削後の地山掘削面を覆工す
る方法について説明する。前記全断面４分割の部分型枠
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（以下、型枠１０ａ等
とする）の全部或いは一部には、図示しないが、数カ所
穴が穿設され、ここに一次覆工用のコンクリ−トを噴出
させるためのノズルが配置される。実際にトンネル内壁
をコンクリ−トにより一次覆工する場合、これらの型枠
１０ａ等を上記位置調整機構９によりセットして妻止め
を行う場合、具体的には次のような方法によって行う。 （１）即ち、図１２に示すように、型枠１０ａ等に油圧
シリンダ３０を取り付け、該型枠１０ａ等に取り付けた
取付具３１に、先端部に円弧状のゴム等の弾性体３３を
装着したア−ム３２を回動自在に枢着し、妻止め時に前
記シリンダ３０によりア−ム３２を回転させて弾性体３
３を地山８０に密着させる方法。 （２）図１３に示すように、型枠１０ａ等に油圧シリン
ダ３４を軸が該型枠１０ａ等の外側面や内側面に対して
平行となるように取り付け、該型枠１０ａ等の端部に円
弧状のエア−バッグ３６を先端部に装着した反力板３５
を回動自在となるように枢着し、該エア−バッグ３６を
膨張させて該油圧シリンダ３４を作動させて地山８０に
密着させる方法。 （３）図１４に示すように、型枠１０ａ等の端部と地山
８０との隙間にノズル３７によって発泡性硬化材料３８
を噴出させ、型枠１０ａ等と地山８０との間の隙間を密
封する方法。或いは、図１５に示すように、型枠１０ａ
等の端部の内側より外周側へ発泡性硬化材料３８を噴出
させるホ−ス３９の口を臨ませ、該型枠１０ａ等の端部
と地山８０との間の隙間を発泡性硬化材料３８で密封す
る方法。 （４）図１６に示すように、型枠１０ａ等の内径側に、
油圧シリンダ４０が地山８０方向に対して垂直となるよ
うに取り付けたエア−バッグ４２付の反力フレ−ム４１
を取り付け、更に該油圧シリンダ４０の先端部に円弧状
の弾性体３３を取り付け、該油圧シリンダ４０を作動さ
せることにより該弾性体３３が伸縮するようにして地山
８０と型枠１０ａ端部との間を密封する方法。 その他発泡性硬化材料（例えば発泡ウレタン）の充填さ
れたパッカ−を用いて妻止めする方法等種々考えられる
が、以上のような妻止め方法により型枠１０ａ等と地山
８０との間を密封状態として型枠１０ａ等と地山（即
ち、トンネル内壁面）８０との間に形成される空間に覆
工用コンクリ−トや硬化性樹脂を噴出させて充填し、ラ
イニング５０を形成することができる。

【００２６】上記するように、型枠１０ａ等と地山（ト
ンネル内壁面）８０との間に形成される空間に発泡性硬
化材料３８や弾性体３３で密封してライニング５０を形
成するのは次のような理由による。即ち、トンネル掘削
に際しては地山８０の表面がきれいな円形になることは
殆どなく大抵の場合地山に凹凸ができる。従って、図１
７に示すように地山８０に凹凸がができた場合、妻止め
により発泡性硬化材料３８や弾性体３３で隙間をなくし
てからコンクリ−トや硬化性樹脂を噴出させるようにす
るのである。

【００２７】このトンネルの掘削覆工装置及び覆工方法
は以上のような構成からなるが、次にその動作について
説明する。 （１）この発明の覆工装置６及び覆工方法を用いて覆工
する場合、カッタ−ヘッド駆動部本体１による掘削作
業、コンベヤ等による土砂搬出作業等とは独立して行う
ので該カッタ−ヘッド駆動部本体１等が稼働状態であっ
ても停止状態であっても覆工作業を行うことが可能であ
る。そしてフレ−ム機構の内フレ−ム７とメインビ−ム
４及び直結杆５等とは直接接触しないよう少し離してあ
る。 （２）二重管状態のサドル７１，７１の内側管７１ｂの
両端部に取り付けたジャッキ１４，１４の軸部１４ｂを
伸ばし、内フレ−ム７の枠体７ａ，７ｂの下部のジャッ
キ１２，１２等を縮めて軸部１２ｂを浮かせ内フレ−ム
７と外フレ−ム８及び型枠１０等全体を支持する。そし
て移動用シリンダ１６を作動させて内フレ−ム７をスラ
イドさせて型枠１０を覆工すべき地山８０の位置へ移動
させる。 （３）覆工装置６を所定の位置へ移動させ、前記内フレ
−ム７の枠体７ａ，７ｂの下部のジャッキ１２で内フレ
−ム７を支持させる。そして位置調整機構９のスライド
用油圧シリンダ１７、回転用油圧シリンダ１８、雄ねじ
杆駆動用油圧モ−タ１９ｃ等により型１０ａ，１０ｂ，
１０ｃを位置調整する。 （４）次に、ジャッキ２１，２２，２３，２４等も伸ば
して型枠１０ａ等全体を地山８０に沿うように覆工可能
状態となるよう円形に張る。また、型枠１０ｄもジャッ
キ２９やスライドシリンダ２８で位置調整する。 （５）図１２〜図１６に示すいずれかの方法で妻止めし
てコンクリ−ト或いは硬化性合成樹脂により地山面を覆
工してライニング５０を形成する。 （６）コンクリ−ト或いは硬化性樹脂が固まったら下側
の型枠１０ｄをジャッキ２９により上に上げてジャッキ
２１，２２，２３，２４を縮めて型枠１０ａ，１０ｂ，
１０ｃを内側へ緩めて脱型し、移動の準備を行う。 以上のように、このトンネルの覆工装置及び方法は、上
記（１）乃至（６）の動作を繰り返しながらトンネル掘
削し覆工する。

【００２８】なお、上記実施の形態では覆工装置６はカ
ッタ−ヘッド駆動部本体１とメイングリッパ（推進反力
支持装置）２の間、即ち、該カッタ−ヘッド駆動部本体
１の直後に配置して覆工する場合について説明したが、
掘削地山が比較的硬いときには、コンクリ−ト覆工まで
時間がかかてもよいことがある。そのような地山を覆工
する場合には、覆工装置６全体をメイングリッパ（推進
反力支持装置）２と後続台車の間に配置することができ
る。この場合、地山の状況監視ができ、また、覆工面も
メイングリッパで傷めることがない。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明のトンネ
ルの覆工装置及び覆工方法によれば、覆工装置をカッタ
−ヘッド駆動部本体の直後に配置することができるので
掘削された地山表面を早期に覆工することができる。こ
の覆工装置及び方法では粉塵の発生や覆工材料や土砂の
跳ね返りによるロスがなく良好な作業環境のもとで覆工
作業を行うことができる。また、この発明では覆工装置
と掘削装置のメインビ−ム等とは接触しないよう切り離
して配置されるため掘削機の進行速度には関係なく覆工
作業を行うことができる。更に、覆工材料としては、急
硬性コンクリ−ト、急速硬化樹脂、急速硬化樹脂に骨材
を加えた複合材料、等種々の材料を用いることができ且
つ即効性があるため、地盤に応じた適切な覆工方法を選
択でき、極めて合理的なトンネル掘削を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のトンネルの覆工方法を実施するため
の装置を配置したトンネルの掘削装置全体の概要平面図
である。

【図２】この発明のトンネルの覆工方法を実施するため
の装置を配置したトンネルの掘削装置全体の概要側面図
である。

【図３】この発明の覆工装置の平面図である。

【図４】この発明の覆工装置の側面図である。

【図５】図３のＰ矢視正面図であってこの発明の覆工装
置で掘削された地山を一次覆工する状態を示す図であ
る。

【図６】この発明の覆工装置の位置調整機構の平面図で
ある。

【図７】この発明の覆工装置の位置調整機構の一部であ
って、図６のＡ−Ａ矢視図である。

【図８】この発明の覆工装置の位置調整機構の一部であ
って、図６のＢ−Ｂ矢視図である。

【図９】この発明の覆工装置の位置調整機構の一部であ
って、図６のＣ−Ｃ矢視図である。

【図１０】この発明の覆工装置全体を移動させる機構を
示す片側斜視図である。

【図１１】図４のＰ矢視正面図であってこの発明の覆工
装置を移動させるときの状態を示す図である。

【図１２】この発明の覆工装置を用いて覆工時型枠の妻
止めを行う実施例であって、油圧シリンダと、ゴム等の
弾性体とア−ムにより妻止めを行い覆工する方法を示す
図である。

【図１３】この発明の覆工装置を用いて覆工時型枠の妻
止めを行う実施例であって、油圧シリンダとエア−バッ
グと反力板により妻止めを行い覆工する方法を示す図で
ある。

【図１４】この発明の覆工装置を用いて覆工時型枠の妻
止めを行う実施例であって、型枠等の端部と地山との隙
間にノズルによって発泡性硬化材料を噴出させ、妻止め
を行い覆工する方法を示す図である。

【図１５】この発明の覆工装置を用いて覆工時型枠の妻
止めを行う実施例であって、型枠等の端部の内側より外
周側へ発泡性硬化材料を噴出させるホ−スの口を臨ませ
て妻止めを行い覆工する方法を示す図である。

【図１６】この発明の覆工装置を用いて覆工時型枠の妻
止めを行う実施例であって、油圧シリンダと反力フレ−
ムとエア−バッグ及び弾性体により妻止めをして覆工す
る方法を示す図である。

【図１７】この発明の覆工装置の型枠と凹凸のできた地
山表面との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ カッタ−ヘッド駆動部本体 ３ スラストシリ
ンダ ４ メインビ−ム ５ 直結杆 ６ 覆工装置 ７ 内フレ−ム ８ 外フレ−ム ９ 位置調整機構 １０ 型枠 １０ａ〜１０ｄ 部分型枠 １１ 移動機構 １２ ジャッキ １４ ジャッキ １６ 移動用油圧
シリンダ １７ スライド用油圧シリンダ １８ 回転用油圧
シリンダ １９ 横送り機構 １９ｃ モ−タ ２１，２２，２３，２４ ジャッキ ２７ レ−ル ２８ スライド油
圧シリンダ ２９ ジャッキ ３３ 弾性体 ３６ エア−バッグ ３８ 発泡性硬化
材料 ７１ サドル ７１ａ 外側管 ７１ｂ 内側管 ７２ サドル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の部分型枠と上下及び前後に移動調
   整可能とした部分型枠からなる覆工用型枠と、該覆工用
   型枠の拡張と収縮と上下移動及び固定支持を可能とする
   伸縮装置（例えばジャッキ）と前記複数の部分型枠を前
   後・左右に移動調整可能とする位置調整機構を備え更に
   前記覆工用型枠及び自身の荷重をトンネル内で移動可能
   に支持する伸縮支持装置を有するフレ−ム機構と、を備
   えたことを特徴とするトンネルの覆工装置。
2. 【請求項２】 覆工用型枠とトンネル地山との空隙にコ
   ンクリ−ト又は硬化性樹脂からなる一次覆工材料を充填
   するための注入口を該覆工用型枠に設けることを特徴と
   する請求項第１項記載のトンネルの覆工装置。
3. 【請求項３】 伸縮支持機構（例えばジャッキ）を具備
   した外側管と、該外側管に滑動可能に嵌め入れられ且つ
   両端に伸縮支持機構（例えばジャッキ）を具備した内側
   管と、該内側管を前記外側管に沿って滑動させる伸縮機
   構（例えば油圧シリンタ−）から構成される移動機構
   を、フレ−ム機構の枠体の下部に連結したことを特徴と
   する請求項第１項若しくは第２項記載のトンネルの覆工
   装置。
4. 【請求項４】 覆工用型枠端部に、弾性体若しくはエア
   −バッグ若しくは発泡性硬化材料（例えば発泡ウレタ
   ン）を充填されたパッカ−若しくは発泡性硬化材料供給
   ホ−ス及び噴出口を具備することを特徴とする請求項第
   １項、第２項若しくは第３項記載のトンネルの覆工装
   置。
5. 【請求項５】 請求項第１項、第２項、第３項、乃至は
   第４項に記載のトンネルの覆工装置の型枠端部と地山面
   との間隙に発泡性硬化材料を吹き付け硬化させて妻止め
   を行った後、トンネル内の覆工用コンクリ−ト或いは硬
   化性樹脂を注入することを特徴とするトンネルの覆工方
   法。
6. 【請求項６】 カッタ−ヘッド駆動部本体と該カッタ−
   ヘッド駆動部本体の推進反力支持装置との間に配置され
   且つ複数の部分型枠からなる覆工用型枠と、該覆工用型
   枠の内側に配置されその外周面に配置した複数個の伸縮
   支持装置（例えばジャッキ）で該覆工用型枠を支持する
   フレ−ム機構と、該フレ−ム機構内部を貫通する土砂搬
   送機，メインビ−ム，連結杆，その他の管類等の直線状
   機材と、前記覆工用型枠に設けた妻止め手段と、を備え
   たトンネルの覆工装置。
7. 【請求項７】 カッタ−ヘッド駆動部本体の推進反力支
   持装置の後方に配置され且つ複数の部分型枠からなる覆
   工用型枠と、該覆工用型枠の内側に配置されその外周面
   に配置した複数個の伸縮支持装置（例えばジャッキ）で
   該覆工用型枠を支持するフレ−ム機構と、該フレ−ム機
   構内部を貫通する土砂搬送機，メインビ−ム，その他の
   管類等の直線状機材と、前記覆工用型枠に設けた妻止め
   手段と、を備えたことを特徴とするトンネルの覆工装
   置。
8. 【請求項８】 カッタ−ヘッド駆動部本体と該カッタ−
   ヘッド駆動部本体の推進反力支持装置との間に複数の部
   分型枠からなる覆工用型枠を配置し、該覆工用型枠の内
   側に配置されその外周面に配置した複数個の伸縮支持装
   置で該覆工用型枠をフレ−ム機構で支持し、土砂搬送
   機，メインビ−ム，連結杆，その他の管類の直線状機材
   を前記フレ−ム機構内部を貫通させ、前記覆工用型枠端
   部外周囲と地山との間を妻止めして覆工することを特徴
   とするトンネルの覆工方法。
9. 【請求項９】 カッタ−ヘッド駆動部本体の推進反力支
   持装置の後方に複数の部分型枠からなる覆工用型枠を配
   置し、該覆工用型枠の内側に配置されその外周面に配置
   した複数個の伸縮支持装置で該覆工用型枠をフレ−ム機
   構で支持し、土砂搬送機，メインビ−ム，その他の管類
   等の直線状機材を前記フレ−ム機構内部を貫通させ、前
   記覆工用型枠端部外周囲と地山との間を妻止めして覆工
   することを特徴とするトンネルの覆工方法。