JPH0925789A - Tunnel excavator and tunnel excavating method - Google Patents
Tunnel excavator and tunnel excavating methodInfo
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- JPH0925789A JPH0925789A JP17455895A JP17455895A JPH0925789A JP H0925789 A JPH0925789 A JP H0925789A JP 17455895 A JP17455895 A JP 17455895A JP 17455895 A JP17455895 A JP 17455895A JP H0925789 A JPH0925789 A JP H0925789A
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- tunnel
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- Earth Drilling (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機及
びトンネル掘削方法に関し、特に、岩盤などを掘削して
トンネルを構築するするトンネルボーリングマシン(T
BM)に用いて有用である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel excavator and a tunnel excavation method, and more particularly to a tunnel boring machine (T) for excavating rock or the like to construct a tunnel.
It is useful for BM).
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的なトンネルボーリングマシン(以
下、TBMと称する。)は、円筒形状をなすスキンプレ
ートの前部に駆動回転自在なカッタヘッドが装着されて
おり、このカッタヘッドには前面に岩盤を掘削するロー
ラカッタが多数取付けられている。そして、このスキン
プレートには掘削形成したトンネルの内壁面に圧接して
このスキンプレートを位置保持する一対のフロントグリ
ッパが装着されている。また、スキンプレートの隔壁に
は中空形状をなして後方に延びるガイド筒が固定されて
おり、このガイド筒の後部には後部支持体が掘進方向に
沿って移動自在に装着されている。そして、この後部支
持体には掘削形成したトンネルの内壁面に圧接して後部
支持体を位置保持する一対のリアグリッパが装着されて
いる。更に、スキンプレートと後部支持体との間には複
数のスラストシリンダが架設されている。2. Description of the Related Art A general tunnel boring machine (hereinafter referred to as TBM) has a cutter head which is driven and rotatable on a front portion of a skin plate having a cylindrical shape. A large number of roller cutters for excavating bedrock are attached. Further, a pair of front grippers that press-contact the inner wall surface of the excavated tunnel and hold the skin plate in position are attached to the skin plate. Further, a guide tube having a hollow shape and extending rearward is fixed to the partition wall of the skin plate, and a rear support body is movably attached to the rear portion of the guide tube along the excavation direction. Then, a pair of rear grippers for pressing the inner wall surface of the excavated tunnel to hold the rear support member in position are mounted on the rear support member. Further, a plurality of thrust cylinders are installed between the skin plate and the rear support.
【0003】従って、リアグリッパによって後部支持体
を位置保持する一方、フロントグリッパによってスキン
プレートの位置保持を解除した状態で、カッタヘッドを
回転駆動させながら複数のスラストシリンダを伸長させ
ると、多数のローラカッタが前方の岩盤を掘削ながらス
キンプレートが前進する。そして、スラストシリンダ全
ストローク伸長すると、フロントグリッパによってスキ
ンプレートを位置保持する一方、リアグリッパによって
後部支持体の位置保持を解除する。この状態で、複数の
スラストシリンダを縮小させると、スキンプレートに対
して後部支持体が引き寄せられて前進する。その後、前
述したように、リアグリッパによって後部支持体を位置
保持する一方、フロントグリッパによってスキンプレー
トの位置保持を解除し、カッタヘッドを回転駆動させな
がら複数のスラストシリンダを伸長させることで、多数
のローラカッタによって岩盤を掘削して前進する。この
繰り返しによってトンネルを構築していく。Therefore, when the rear gripper holds the position of the rear support and the front gripper releases the position of the skin plate, the cutter head is driven to rotate to extend a plurality of thrust cylinders. Excavates the rock in front, and the skin plate moves forward. When the full stroke of the thrust cylinder is extended, the front gripper holds the skin plate in position while the rear gripper releases the position holding of the rear support. In this state, when the plurality of thrust cylinders are contracted, the rear support member is pulled toward the skin plate and moved forward. Thereafter, as described above, the rear gripper holds the position of the rear support, while the front gripper releases the position of the skin plate, and the thrust heads are extended while the cutter head is being driven to rotate. The rock is excavated by the cutter to move forward. The tunnel is built by repeating this.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のTBMによって岩盤を掘削してトンネルを形成して
いくとき、装置のメンテナンスやカッタの交換、故障な
どによって岩盤掘削を長時間中断することがある。ま
た、休日によっても2〜3日TBMを停止することがあ
る。岩盤は、通常、圧縮された状態で地山のなかにあ
り、トンネルを形成することでこの岩盤が膨張すること
があり、この場合、TBMによって掘削したトンネルの
内径が小さくなる。すると、岩盤が膨張することで、ス
キンプレートの外周面に対して応力が作用し、再び、T
BMによって岩盤を掘削してトンネルを形成しようとし
ても、スキンプレート、即ち、TBM自体が前進するこ
とができなくなってしまう。By the way, when excavating rock by the above-mentioned conventional TBM to form a tunnel, it is possible to interrupt the rock excavation for a long time due to maintenance of the device, replacement of the cutter, failure or the like. is there. Also, the TBM may be stopped for 2 to 3 days depending on the holiday. The bedrock is usually in the ground in a compressed state, and the formation of a tunnel can cause the bedrock to expand, in which case the TBM excavates the inner diameter of the tunnel smaller. Then, due to the expansion of the rock mass, a stress acts on the outer peripheral surface of the skin plate, and again, T
Even if the rock is excavated by the BM to form a tunnel, the skin plate, that is, the TBM itself cannot move forward.
【0005】このように岩盤の膨張によって掘削したト
ンネルの内径が小さくなり、スキンプレート(TBM)
が前進できない場合、従来は、作業者がTBMの外方に
出てスキンプレートの外周辺を手掘りすることで、トン
ネルの内径を大きくしてから掘削を開始していた。その
ため、作業者にかかる負担が大きくなると共に作業効率
が悪くなってトンネルの構築に長期間を要してしまうと
いう問題があった。In this way, the inner diameter of the excavated tunnel becomes smaller due to the expansion of the rock mass, and the skin plate (TBM)
If the operator cannot move forward, conventionally, an operator goes out of the TBM and manually excavates the outer periphery of the skin plate to increase the inner diameter of the tunnel before starting excavation. Therefore, there is a problem that the burden on the worker is increased and the work efficiency is deteriorated, and it takes a long time to construct the tunnel.
【0006】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、掘削作業効率の向上を図ったトンネル掘削機及
びトンネル掘削方法を提供することを目的とする。The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a tunnel excavator and a tunnel excavation method for improving excavation work efficiency.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のトンネル掘削機は、周方向複数に分割され
た支持体からなる筒状の胴体と、前記複数の支持体を該
胴体の径方向に沿って移動させることで前記胴体の外径
を拡縮させる支持体移動手段と、前記胴体の前部に駆動
回転自在に装着されたカッタヘッドと、前記胴体の後方
に配設された一対の後部支持体と、該一対の後部支持体
を掘削したトンネルの内壁面に圧接する後部支持体圧接
手段と、前記胴体と前記後部支持体との間に架設された
複数の推進手段とを具えたことを特徴とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION A tunnel excavator according to the present invention for achieving the above object comprises a tubular body composed of a plurality of circumferentially divided supports, and the plurality of supports. Support moving means for expanding / contracting the outer diameter of the body by moving the body in the radial direction, a cutter head rotatably mounted on the front part of the body, and a cutter head disposed behind the body. A pair of rear support members, a rear support member press-contacting means for press-contacting the inner wall surface of the tunnel excavated with the pair of rear support members, and a plurality of propulsion means provided between the body and the rear support member. It is characterized by having.
【0008】従って、このトンネル掘削機によって岩盤
を掘削する場合、後部支持体圧接手段によって一対の後
部支持体を掘削したトンネルの内壁面に圧接した状態
で、胴体の前部に装着されたカッタヘッドを駆動回転さ
せながら、複数の推進手段によって後部支持体に対して
胴体を前進させると、カッタヘッドによって前方の岩盤
が掘削され、トンネルが形成される。そして、トンネル
掘削機を長時間停止して岩盤の膨張などにより掘削した
トンネル内径が小さくなった場合には、支持体移動手段
により胴体を構成する複数の支持体をこの胴体の内方へ
移動させて胴体の外径を縮小させることで、トンネル内
壁面と胴体外周面との干渉をなくし、胴体は前進可能と
なる。Therefore, when excavating rock mass with this tunnel excavator, the cutter head mounted on the front part of the fuselage is in a state of being pressed against the inner wall surface of the excavated tunnel by the rear support pressing means. When the body is advanced with respect to the rear support by the plurality of propulsion means while driving and rotating, the front rock is excavated by the cutter head and a tunnel is formed. Then, when the tunnel excavator is stopped for a long time and the inner diameter of the excavated tunnel becomes small due to the expansion of rock mass, etc., the support moving means moves a plurality of supports constituting the fuselage inward of this fuselage. By reducing the outer diameter of the fuselage, interference between the inner wall surface of the tunnel and the outer circumferential surface of the fuselage is eliminated, and the fuselage can move forward.
【0009】また、本発明のトンネル掘削方法は、前部
に装着されたカッタヘッドを駆動回転させながら周方向
複数に分割された筒状の胴体を前進させることで、前方
の岩盤を掘削してトンネルを形成するトンネル掘削方法
において、掘削する岩盤の膨張によって前記胴体周辺に
形成したトンネルの内径が小さくなってときには、前記
筒状の胴体の外径を縮小してから掘進させることを特徴
とするものである。Further, the tunnel excavation method of the present invention excavates the rock mass in front by advancing the cylindrical body divided into a plurality of parts in the circumferential direction while drivingly rotating the cutter head attached to the front part. In the tunnel excavation method for forming a tunnel, when the inner diameter of the tunnel formed around the fuselage becomes small due to the expansion of the rock to be excavated, the outer diameter of the tubular fuselage is reduced and then the tunnel is advanced. It is a thing.
【0010】従って、このトンネル掘削方法を用いて岩
盤を掘削する場合、前部のカッタヘッドを駆動回転させ
ながら筒状の胴体を前進させることで、前方の岩盤を掘
削してトンネルを形成することができ、掘削する岩盤の
膨張によって胴体周辺に形成したトンネルの内径が小さ
くなってときには、この筒状の胴体の外径を縮小するこ
とで、掘進が可能となる。Therefore, when excavating rock mass using this tunnel excavation method, the front rock mass is excavated to form a tunnel by advancing the tubular body while driving and rotating the front cutter head. When the inner diameter of the tunnel formed around the fuselage becomes small due to the expansion of the rock mass to be excavated, the excavation becomes possible by reducing the outer diameter of the tubular fuselage.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0012】図1に本発明の一実施例に係るトンネル掘
削機としてのトンネルボーリングマシンの断面概略、図
2乃至図4は本実施例のトンネルボーリングマシンの要
部断面であって、図2に図1のII−II断面、図3に図1
のIII−III断面、図4に図1のIV−IV断面をそれぞれ示
す。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a tunnel boring machine as a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are main cross-sectional views of the tunnel boring machine of the present embodiment. II-II cross section of FIG. 1, FIG.
III-III cross section of FIG. 4, and FIG. 4 shows a IV-IV cross section of FIG.
【0013】本実施例のトンネルボーリングマシン(以
下、TBMと称する。)において、図1乃至図4に示す
ように、円筒形状をなす胴体11は、周方向に分割され
た複数(本実施例では4つ)の支持体としてのルーフサ
ポート12と一対のサイドサポート13,14とロアサ
ポート15によって構成されている。即ち、支持円盤1
6の外周部にはカッタヘッドサポート17が一体に固定
されており、このカッタヘッドサポート17の下部には
外周面が円弧状をなすロアサポート15が固定されてい
る。また、カッタヘッドサポート17の両側部には外周
面が円弧状をなす一対のサイドサポート13,14が位
置しており、下端部がロアサポート15に枢着されてい
る。更に、カッタヘッドサポート17の上部には外周面
が円弧状をなすルーフサポート12が位置しており、両
側部が各サイドサポート13,14に連結されている。In the tunnel boring machine (hereinafter referred to as TBM) of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, a cylindrical body 11 is divided into a plurality of circumferentially divided (in this embodiment, (4) a roof support 12 as a support, a pair of side supports 13 and 14, and a lower support 15. That is, support disk 1
A cutter head support 17 is integrally fixed to the outer peripheral portion of 6, and a lower support 15 having an arcuate outer peripheral surface is fixed to the lower portion of the cutter head support 17. A pair of side supports 13 and 14 whose outer peripheral surfaces are arcuate are located on both sides of the cutter head support 17, and the lower ends thereof are pivotally attached to the lower support 15. Further, a roof support 12 having an arcuate outer peripheral surface is located above the cutter head support 17, and both side portions are connected to the side supports 13 and 14, respectively.
【0014】そして、カッタヘッドサポート17の両側
部にはそれぞれサイドサポートリターンシリンダ18,
19及びサイドサポートウェッジシリンダ20,21が
装着されており、各サイドサポートリターンシリンダ1
8,19のシリンダロッドの先端部は各サイドサポート
13,14に連結されており、各サイドサポートウェッ
ジシリンダ20,21のシリンダロッドの先端部には各
サイドサポート13,14を外方に押圧する楔部材2
2,23が取付けられている。また、ルーフサポート1
2はサポート本体12aとその両端部に回動自在に連結
されたサポート連結部12b,12cとから構成されて
おり、このサポート連結部12b,12cの各端部は各
サイドサポート13,14の上端部に連結ピン24によ
って周方向移動自在に連結されている。そして、カッタ
ヘッドサポート17の上部にはルーフサポートシリンダ
25が装着されており、このルーフサポートシリンダ2
5のシリンダロッドの先端部がルーフサポート12のサ
ポート本体12aに連結されている。On both sides of the cutter head support 17, side support return cylinders 18,
19 and side support wedge cylinders 20 and 21 are mounted, and each side support return cylinder 1
The tip end portions of the cylinder rods 8 and 19 are connected to the side supports 13 and 14, and the wedge members 2 that press the side supports 13 and 14 outward are attached to the tip end portions of the cylinder rods of the side support wedge cylinders 20 and 21.
2, 23 are attached. Also, roof support 1
Reference numeral 2 is composed of a support body 12a and support connecting portions 12b and 12c rotatably connected to both ends thereof, and each end portion of the support connecting portions 12b and 12c is an upper end portion of each side support 13 and 14. Is connected by a connecting pin 24 so as to be movable in the circumferential direction. A roof support cylinder 25 is mounted on the upper part of the cutter head support 17.
The tip end of the cylinder rod 5 is connected to the support body 12 a of the roof support 12.
【0015】従って、各サイドサポートシリンダ18,
19,20,21を駆動してシリンダロッドを縮小する
と、サイドサポート13,14はロアサポート15との
連結部を支点として内方に回動する。また、ルーフサポ
ートシリンダ25を駆動してシリンダロッドを縮小する
と、ルーフサポート12のサポート本体12aは内方に
移動する。このとき、ルーフサポート12のサポート連
結部12b,12cはサイドサポート13,14と連結
ピン20によって周方向移動自在に連結されており、ル
ーフサポート12(サポート本体12a)及びサイドサ
ポート13,14の内方への移動に伴って、各サポート
連結部12b,12cはサイドサポート13,14との
距離を縮めながら内方に移動する。このようにしてルー
フサポート12及びサイドサポート13,14を内方あ
るいは外方へ移動することで、胴体11の外径を拡縮す
ることができるようになっている。Therefore, each side support cylinder 18,
When 19, 20, 21 are driven to reduce the cylinder rod, the side supports 13, 14 rotate inward with the connecting portion with the lower support 15 as a fulcrum. When the roof support cylinder 25 is driven to reduce the cylinder rod, the support body 12a of the roof support 12 moves inward. At this time, the support connecting portions 12b and 12c of the roof support 12 are connected to the side supports 13 and 14 by the connecting pin 20 so as to be movable in the circumferential direction, and the roof support 12 (support body 12a) and the side supports 13 and 14 are inwardly moved. With the movement of, the support connecting portions 12b and 12c move inward while reducing the distance from the side supports 13 and 14. In this way, by moving the roof support 12 and the side supports 13 and 14 inward or outward, the outer diameter of the body 11 can be expanded or contracted.
【0016】また、胴体11の前部にはカッタヘッドサ
ポート17によってカッタヘッ26が装着されており、
このカッタヘッド26には前面には岩盤を掘削するロー
ラカッタ27が多数取付けられている。そして、このカ
ッタヘッド26にはリングギア28が固定される一方、
カッタヘッドサポート17には多数(本実施例では12
個)のカッタ駆動モータ29が装着されており、このカ
ッタ駆動モータ29の駆動ギア30がリングギア28に
噛み合っている。従って、このカッタ駆動モータ29を
駆動することで、駆動ギア30及びリングギア28を介
してカッタヘッド26を回転駆動することができるよう
になっている。A cutter head 26 is attached to the front of the body 11 by a cutter head support 17,
A large number of roller cutters 27 for excavating rock are attached to the front surface of the cutter head 26. While the ring gear 28 is fixed to the cutter head 26,
The cutter head support 17 has a large number (12 in this embodiment).
Cutter drive motors 29 are mounted, and a drive gear 30 of the cutter drive motor 29 meshes with the ring gear 28. Therefore, by driving the cutter drive motor 29, the cutter head 26 can be rotationally driven via the drive gear 30 and the ring gear 28.
【0017】カッタヘッドサポート17の後部には四角
筒形状をなすガイド筒31の一端部が固定されており、
このガイド筒31の後部はトンネル内を後方に延設され
ている。このガイド筒31の後端部にはリアサポート3
2が固定されており、このリアサポート32にはガイド
筒31の後部を支持する2本の脚部33が装着され、サ
ポートシリンダ34によって伸縮自在となっている。ま
た、ガイド筒31の後部にはこのガイド筒31の長手方
向に沿って後部支持体としての上グリッパキャリア35
が移動自在に装着され、この上グリッパキャリア35に
対して左右一対の下グリッパキャリア36が上下移動自
在に取付けられ、一対のバーティカルシリンダ37によ
って下グリッパキャリア36を上下に移動することがで
きる。そして、上グリッパキャリア35には上下一対の
上グリッパシリンダ38が装着される一方、下グリッパ
キャリア35には左右一対の下グリッパシリンダ39が
装着されている。このグリッパシリンダ38,39は本
体が支持ピン40,41によってグリッパキャリア3
5,36に枢着される一方、駆動ロッドの先端部にはト
ンネル内壁面に圧接する円弧状の左右一対のリアグリッ
パ42,43が装着されている。At the rear of the cutter head support 17, one end of a guide tube 31 having a rectangular tube shape is fixed.
The rear portion of the guide cylinder 31 extends rearward in the tunnel. The rear support 3 is provided at the rear end of the guide cylinder 31.
2 is fixed to the rear support 32. Two leg portions 33 that support the rear portion of the guide cylinder 31 are attached to the rear support 32, and the rear support 32 is extendable and contractable by a support cylinder 34. Further, in the rear part of the guide cylinder 31, an upper gripper carrier 35 as a rear support is provided along the longitudinal direction of the guide cylinder 31.
Is movably mounted, and a pair of left and right lower gripper carriers 36 are vertically movably attached to the upper gripper carrier 35, and the lower gripper carrier 36 can be moved vertically by a pair of vertical cylinders 37. A pair of upper and lower upper gripper cylinders 38 are mounted on the upper gripper carrier 35, while a pair of left and right lower gripper cylinders 39 are mounted on the lower gripper carrier 35. The gripper cylinders 38 and 39 have their main bodies supported by support pins 40 and 41.
On the other hand, a pair of left and right arc-shaped rear grippers 42, 43 which are in pressure contact with the inner wall surface of the tunnel are attached to the tip end portion of the drive rod while being pivotally mounted on the drive rods 5, 36.
【0018】従って、サポートシリンダ34を駆動して
2本の脚部33を伸長し、先端部をトンネル内壁面に当
接することで、トンネル内でガイド筒31の後部を支持
することができる。また、グリッパシリンダ38,39
を駆動し、駆動ロッドを伸長して各リアグリッパ42,
43をトンネル内壁面に圧接することで、トンネル内で
ガイド筒31を移動自在に支持することができる。Therefore, by driving the support cylinder 34 to extend the two leg portions 33 and abutting the tip portions thereof on the inner wall surface of the tunnel, the rear portion of the guide cylinder 31 can be supported in the tunnel. Also, the gripper cylinders 38, 39
Drive each of the rear grippers 42,
By pressing 43 against the inner wall surface of the tunnel, the guide cylinder 31 can be movably supported in the tunnel.
【0019】そして、前述した支持円盤16には連結ロ
ッド44の一端部が連結され、リアサポート32のリア
グリッパ42,43にはスラストシリンダ45の本体が
連結されており、この連結ロッド44の他端部とスラス
トシリンダ45の駆動ロッド先端部とは連結ピン46に
よって連結されると共に、支持リンク47によってガイ
ド筒31に連結されている。この連結ロッド44及びス
ラストシリンダ45よりなる掘進機構は本実施例では6
個設けられている。従って、このスラストシリンダ45
を駆動することで、胴体11とリアサポート32とを接
近離反させ、両者の相対位置を変えることができる。One end of a connecting rod 44 is connected to the support disk 16 described above, the main body of the thrust cylinder 45 is connected to the rear grippers 42, 43 of the rear support 32, and the other end of the connecting rod 44 is connected. The drive rod tip of the thrust cylinder 45 is connected to the guide cylinder 31 by a connecting pin 46 and a support link 47. The excavation mechanism composed of the connecting rod 44 and the thrust cylinder 45 is 6 in this embodiment.
It is provided individually. Therefore, this thrust cylinder 45
By driving, the body 11 and the rear support 32 can be moved toward and away from each other, and the relative positions of the two can be changed.
【0020】なお、カッタヘッド36内の中央部にはホ
ッパ48が配設され、支持円盤16にブラケット49を
介して固定されている。また、ガイド筒31内には掘削
した岩盤を搬出するベルトコンベア50が配設されてお
り、一端部はホッパ48の下部に連結され、他端部はト
ンネル後方に延設されている。A hopper 48 is arranged in the center of the cutter head 36 and is fixed to the support disk 16 via a bracket 49. A belt conveyor 50 for carrying out the excavated bedrock is arranged in the guide cylinder 31, one end of which is connected to the lower part of the hopper 48 and the other end of which extends behind the tunnel.
【0021】また、岩盤の掘削によって形成されるトン
ネルの下部には道床Tが順次組付けされるようになって
おり、この道床T上にはレールRが敷設され、このレー
ルR上を台車Cが走行自在となっており、新規に組付け
される道床Dはこの台車Cによってトンネル内に搬入さ
れる。そして、ガイド筒31の下面にもレール51が固
定され、このレール51に沿って牽引フック52が移動
自在に取付けられており、この台車Cによって搬入され
た道床Dはこの牽引フック52によって所定の位置に組
付けられる。更に、胴体11のロアサポート15には3
本の押圧シリンダ53が装着されており、この押圧シリ
ンダ53を駆動(伸長)することで、道床Dを隙間なく
配置することができる。また、胴体11の前部に重心の
あるTBMに対してこの押圧シリンダ53を駆動(伸
長)することで、胴体11の傾斜を抑制することができ
る。Further, a track T is installed in sequence at the bottom of the tunnel formed by excavation of bedrock, and a rail R is laid on this track T, and a truck C is mounted on this rail R. Is freely movable, and the newly installed roadbed D is carried into the tunnel by the carriage C. A rail 51 is also fixed to the lower surface of the guide cylinder 31, and a towing hook 52 is movably attached along the rail 51. The track D carried by the carriage C is predetermined by the towing hook 52. Installed in position. Further, the lower support 15 of the body 11 has 3
A book pressing cylinder 53 is mounted, and by driving (extending) this pressing cylinder 53, the track bed D can be arranged without a gap. Further, by driving (extending) the pressing cylinder 53 with respect to the TBM having the center of gravity at the front portion of the body 11, the inclination of the body 11 can be suppressed.
【0022】ガイド筒31の中間部にはTBMの操作室
54が設けられており、その上部にはガイド筒31の長
手方向に沿って作業台55が設けられている。そして、
この作業台55の前部にはリングビームBを組付けるリ
ングビームエレクタ56が設けられると共に、ルーフピ
ンナ57が設けられている。A TBM operation chamber 54 is provided in the middle of the guide cylinder 31, and a workbench 55 is provided above the TBM along the longitudinal direction of the guide cylinder 31. And
A ring beam erector 56 for assembling the ring beam B and a roof pinner 57 are provided at the front of the work table 55.
【0023】ここで、上述した本実施例のトンネルボー
リングマシンを用いたトンネル掘削方法について説明す
る。Here, a tunnel excavation method using the tunnel boring machine of this embodiment described above will be explained.
【0024】まず、グリッパシリンダ38,39を駆動
して駆動ロッドを伸長し、各リアグリッパ42,43を
トンネル内壁面に圧接することで、トンネル内でガイド
筒31を移動自在に保持する。また、サポートシリンダ
34を駆動して2本の脚部33を縮小し、先端部をトン
ネル内壁面から離間することで、トンネル内におけるガ
イド筒31の支持を解除する。この状態で、カッタ駆動
モータ29を駆動し、駆動ギア30及びリングギア28
を介してカッタヘッド26を回転駆動すると共に、スラ
ストシリンダ45を駆動(伸長)し、胴体11及びカッ
タヘッド26を前方に推進させる。すると、回転駆動す
るカッタヘッド26が前方の岩盤に押し付けられ、ロー
ラカッタ27によって掘削が行われる。First, the gripper cylinders 38 and 39 are driven to extend the drive rods, and the rear grippers 42 and 43 are pressed against the inner wall surface of the tunnel to hold the guide cylinder 31 movably in the tunnel. Further, the support cylinder 34 is driven to reduce the two leg portions 33, and the tip end portion is separated from the inner wall surface of the tunnel, thereby releasing the support of the guide cylinder 31 in the tunnel. In this state, the cutter drive motor 29 is driven to drive the drive gear 30 and the ring gear 28.
The cutter head 26 is rotationally driven through the thrust cylinder 45, and the thrust cylinder 45 is driven (extended) to propel the body 11 and the cutter head 26 forward. Then, the rotationally driven cutter head 26 is pressed against the rock in front, and the roller cutter 27 excavates.
【0025】このように胴体11及びカッタヘッド26
が前進してトンネルが形成されると、台車Cによって搬
入された道床Tを牽引フック52によって所定の位置に
組付け、押圧シリンダ53を駆動(伸長)して道床Dを
隙間なく配置する。スラストシリンダ45が全ストロー
ク伸長すると、このスラストシリンダ45の駆動を停止
する。そして、サポートシリンダ34を駆動して2本の
脚部33を伸長し、先端部をトンネル内壁面に接触する
ことで、トンネル内においてガイド筒31の後部を支持
する。一方、グリッパシリンダ38,39を駆動して駆
動ロッドを縮小し、各リアグリッパ42,43をトンネ
ル内壁面から離間することで、トンネル内でのガイド筒
31の保持を解除する。この状態で、スラストシリンダ
45を駆動(縮小)し、胴体11(カッタヘッド26)
に対して各リアグリッパ42,43を引き寄せて前方に
移動させる。Thus, the body 11 and the cutter head 26 are
When the vehicle moves forward to form a tunnel, the roadbed T carried in by the carriage C is assembled at a predetermined position by the tow hook 52, and the pressing cylinder 53 is driven (extended) to arrange the roadbed D without a gap. When the thrust cylinder 45 extends for the entire stroke, the drive of the thrust cylinder 45 is stopped. Then, the support cylinder 34 is driven to extend the two leg portions 33 and the tip end portion thereof contacts the inner wall surface of the tunnel, thereby supporting the rear portion of the guide cylinder 31 in the tunnel. On the other hand, the gripper cylinders 38 and 39 are driven to reduce the drive rod, and the rear grippers 42 and 43 are separated from the inner wall surface of the tunnel, thereby releasing the holding of the guide cylinder 31 in the tunnel. In this state, the thrust cylinder 45 is driven (reduced), and the body 11 (cutter head 26)
The rear grippers 42, 43 are pulled toward each other and moved forward.
【0026】そして、再び、グリッパシリンダ38,3
9を駆動して各リアグリッパ42,43をトンネル内壁
面に圧接し、ガイド筒31を移動自在に保持し、且つ、
サポートシリンダ34を駆動して2本の脚部33をトン
ネル内壁面から離間し、ガイド筒31の支持を解除す
る。この状態で、前述と同様に、カッタ駆動モータ29
を駆動してカッタヘッド26を回転駆動すると共に、ス
ラストシリンダ45を駆動してカッタヘッド26を前方
の岩盤に押し付け、ローラカッタ27によって掘削を行
い、トンネルを形成する。Then, again, the gripper cylinders 38, 3
9 to drive the rear grippers 42 and 43 into pressure contact with the inner wall surface of the tunnel, hold the guide cylinder 31 movably, and
The support cylinder 34 is driven to separate the two leg portions 33 from the inner wall surface of the tunnel, and the support of the guide cylinder 31 is released. In this state, in the same manner as described above, the cutter drive motor 29
Is driven to rotate the cutter head 26, and the thrust cylinder 45 is driven to press the cutter head 26 against the rock in front, and the roller cutter 27 excavates to form a tunnel.
【0027】このようにしてトンネルを掘削形成してい
る際に、装置のメンテナンスやカッタの交換、故障など
によって岩盤掘削を長時間中断したり、休日によって2
〜3日TBMを停止することがある。すると、岩盤は膨
張することがあり、TBMによって掘削したトンネルの
内径が小さくなって、その膨張力が胴体11の外周面に
作用し、TBMが前進できなくなっる。この場合、胴体
11の外径を縮小させることで、胴体11の外周面とト
ンネル内壁面との干渉をなくしてから掘削作業を開始す
る。During excavation and formation of the tunnel in this way, rock excavation is interrupted for a long time due to equipment maintenance, cutter replacement, failure, etc.
~ TBM may be stopped for 3 days. Then, the rock mass may expand, the inner diameter of the tunnel excavated by the TBM becomes small, and the expanding force acts on the outer peripheral surface of the body 11, and the TBM cannot advance. In this case, the excavation work is started after the outer diameter of the body 11 is reduced to eliminate the interference between the outer peripheral surface of the body 11 and the inner wall surface of the tunnel.
【0028】即ち、各サイドサポートシリンダ18,1
9,20,21を駆動してシリンダロッドを縮小し、サ
イドサポート13,14をロアサポート15との連結部
を支点として内方に回動する。また、ルーフサポートシ
リンダ25を駆動してシリンダロッドを縮小し、ルーフ
サポート12のサポート本体12aを内方に移動する。
このとき、ルーフサポート12の各サポート連結部12
b,12cは内方に移動しながらサイドサポート13,
14側に移動することで、胴体11の外径の縮小と伴う
外周長さの縮小を吸収する。このようにしてルーフサポ
ート12及びサイドサポート13,14を内方へ移動さ
せることで、胴体11の外径を縮小する。That is, each side support cylinder 18, 1
9, 20 and 21 are driven to reduce the cylinder rod, and the side supports 13 and 14 are rotated inward with the connecting portion with the lower support 15 as a fulcrum. Further, the roof support cylinder 25 is driven to reduce the cylinder rod, and the support body 12a of the roof support 12 is moved inward.
At this time, each support connecting portion 12 of the roof support 12
b, 12c while moving inward, side support 13,
By moving to the 14 side, the reduction of the outer peripheral length accompanying the reduction of the outer diameter of the body 11 is absorbed. By thus moving the roof support 12 and the side supports 13 and 14 inward, the outer diameter of the body 11 is reduced.
【0029】胴体11の外径を縮小させることで、胴体
11とトンネル内壁面との干渉がなくなると、前述した
ように、カッタ駆動モータ29を駆動してカッタヘッド
26を回転駆動すると共に、スラストシリンダ45を駆
動してカッタヘッド26を前方の岩盤に押し付け、ロー
ラカッタ27によって掘削を行う。そして、胴体11が
ある程度前進すると、各サポートシリンダ18,19,
20,21,25を駆動してシリンダロッドをそれぞれ
伸長し、サイドサポート13,14及びルーフサポート
12外内方に移動し、胴体11の外径を拡大して元の外
径に戻す。When there is no interference between the body 11 and the inner wall surface of the tunnel by reducing the outer diameter of the body 11, as described above, the cutter drive motor 29 is driven to rotate the cutter head 26 and the thrust. The cylinder head 45 is driven to press the cutter head 26 against the rock in front, and the roller cutter 27 excavates. When the body 11 moves forward to some extent, each support cylinder 18, 19,
20, 21, 25 are driven to extend the cylinder rods respectively and move to the outside of the side supports 13, 14 and the roof support 12 to enlarge the outer diameter of the body 11 to return to the original outer diameter.
【0030】上述した作業の繰り返しによってトンネル
を所定長さ掘削する。The tunnel is excavated for a predetermined length by repeating the above-mentioned work.
【0031】なお、上述の実施例において、胴体11を
周方向に4分割したルーフサポート12とサイドサポー
ト13,14とロアサポート15によって構成したが、
この分割数は4つに限定されるものではなく、2つでも
あるいは5つ以上でもよい。また、ロアサポート15を
移動できるように構成してもよい。In the above embodiment, the body 11 is composed of the roof support 12, the side supports 13 and 14, and the lower support 15 which are divided into four in the circumferential direction.
The number of divisions is not limited to four, and may be two or five or more. Further, the lower support 15 may be configured to be movable.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のトンネル掘削機によれば、前部に駆動回転
自在なカッタヘッドが装着された筒状の胴体を、周方向
複数に分割された支持体から構成し、支持体移動手段に
よって径方向に沿って移動させることでこの胴体の外径
を拡縮可能としたので、トンネル掘削機を長時間停止し
て岩盤の膨張などによりトンネル内径が小さくなった場
合には、支持体移動手段により胴体を構成する複数の支
持体をこの胴体の内方へ移動させて胴体の外径を縮少さ
せることで、トンネル内壁面と胴体外周面との干渉をな
くし、胴体を前進可能とすることができ、作業者が手掘
りする必要がなくなって負担が低減し、掘削中断時間も
少なくなり、掘削作業効率の向上を図ることができる。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the tunnel excavator of the present invention, a plurality of cylindrical bodies having a drive head rotatable cutter head mounted on the front thereof are provided in the circumferential direction. The outer diameter of this fuselage can be increased or decreased by moving it in the radial direction by the support moving means, so it is possible to stop the tunnel excavator for a long time and expand the rock mass. When the tunnel inner diameter becomes smaller, the support moving means moves a plurality of supports forming the fuselage inward of the fuselage to reduce the outer diameter of the fuselage, so that the tunnel inner wall surface and the fuselage outer circumference are reduced. The body can be moved forward without interference with the surface, the operator does not need to dig manually, the burden is reduced, the excavation interruption time is reduced, and the excavation work efficiency can be improved.
【0033】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、前部に装着されたカッタヘッドを駆動回転させなが
ら周方向複数に分割された筒状の胴体を前進させること
で、前方の岩盤を掘削してトンネルを形成可能とし、掘
削する岩盤の膨張によって胴体周辺に形成したトンネル
の内径が小さくなってときには、筒状の胴体の外径を縮
少してから掘進させるようにしたので、掘削中断時間が
低減して掘削作業効率の向上を図ることができる。Further, according to the tunnel excavation method of the present invention, the forward rock mass is excavated by driving the cutter head mounted on the front part to rotate and advancing the tubular body divided into a plurality in the circumferential direction. When the inner diameter of the tunnel formed around the fuselage becomes smaller due to the expansion of the rock to be excavated, the outer diameter of the tubular fuselage is reduced before proceeding with the excavation. Can be reduced and the efficiency of excavation work can be improved.
【図1】本発明の一実施例に係るトンネル掘削機として
のトンネルボーリングマシンの断面概略図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a tunnel boring machine as a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例のトンネルボーリングマシンの要部断
面であって、図1のII−II断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of the tunnel boring machine of the present embodiment, which is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図3】本実施例のトンネルボーリングマシンの要部断
面であって、図1のIII−III断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a main part of the tunnel boring machine of the present embodiment, which is a sectional view taken along line III-III of FIG.
【図4】本実施例のトンネルボーリングマシンの要部断
面であって、図1のIV−IV断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a main part of the tunnel boring machine of the present embodiment, which is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1.
11 胴体 12 ルーフサポート 13,14 サイドサポート 15 ロアサポート 18,19 サイドサポートリターンシリンダ 25 ルーフサポートシリンダ 26 カッタヘッド 29 カッタ駆動モータ 31 ガイド筒 32 リアサポート(後部支持体) 42,43 リアグリッパ 45 スラストシリンダ(推進手段) 11 Body 12 Roof Support 13, 14 Side Support 15 Lower Support 18, 19 Side Support Return Cylinder 25 Roof Support Cylinder 26 Cutter Head 29 Cutter Drive Motor 31 Guide Cylinder 32 Rear Support (Rear Support) 42, 43 Rear Gripper 45 Thrust Cylinder (Propulsion Means) )
Claims (2)
筒状の胴体と、前記複数の支持体を該胴体の径方向に沿
って移動させることで前記胴体の外径を拡縮させる支持
体移動手段と、前記胴体の前部に駆動回転自在に装着さ
れたカッタヘッドと、前記胴体の後方に配設された一対
の後部支持体と、該一対の後部支持体を掘削したトンネ
ルの内壁面に圧接する後部支持体圧接手段と、前記胴体
と前記後部支持体との間に架設された複数の推進手段と
を具えたことを特徴とするトンネル掘削機。1. A cylindrical body composed of a plurality of circumferentially divided supports, and a support for expanding and contracting the outer diameter of the body by moving the plurality of supports along the radial direction of the body. Moving means, a cutter head rotatably mounted on the front of the body, a pair of rear supports disposed behind the body, and an inner wall surface of a tunnel excavating the pair of rear supports. A tunnel excavator, comprising: a rear support pressing means for press-contacting with the body; and a plurality of propulsion means installed between the body and the rear support.
転させながら周方向複数に分割された筒状の胴体を前進
させることで、前方の岩盤を掘削してトンネルを形成す
るトンネル掘削方法において、掘削する岩盤の膨張によ
って前記胴体周辺に形成したトンネルの内径が小さくな
ってときには、前記筒状の胴体の外径を縮小してから掘
進させることを特徴とするトンネル掘削方法。2. A tunnel excavation method for forming a tunnel by excavating rock mass in front by advancing a cylindrical body divided into a plurality of parts in a circumferential direction while drivingly rotating a cutter head attached to a front portion. A method for excavating a tunnel, wherein when the inner diameter of a tunnel formed around the body is reduced due to expansion of rock mass to be excavated, the outer diameter of the tubular body is reduced before the tunnel is advanced.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17455895A JPH0925789A (en) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Tunnel excavator and tunnel excavating method |
| CN96110624A CN1059729C (en) | 1995-07-11 | 1996-07-10 | Tunneler and tunnel excavating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17455895A JPH0925789A (en) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Tunnel excavator and tunnel excavating method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0925789A true JPH0925789A (en) | 1997-01-28 |
Family
ID=15980663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP17455895A Pending JPH0925789A (en) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Tunnel excavator and tunnel excavating method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0925789A (en) |
| CN (1) | CN1059729C (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102777176A (en) * | 2012-08-15 | 2012-11-14 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | Propelling device of heading machine and full-section heading machine |
| CN102953734A (en) * | 2011-08-29 | 2013-03-06 | 上海市机械施工有限公司 | Adjustable stepping special-shaped tunneling machine with earth and rock separation function |
| JP2015203245A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | 川崎重工業株式会社 | Tunnel excavator and tunnel excavation method |
| CN112682054A (en) * | 2020-12-03 | 2021-04-20 | 重庆文理学院 | Excavating equipment for TBM construction monitoring and surveying method thereof |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103850685B (en) * | 2013-11-22 | 2016-06-15 | 北京中煤矿山工程有限公司 | A kind of be applicable to having lead the development machine that well creeps into vertical shaft |
| JP7413119B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-01-15 | 株式会社小松製作所 | tunnel drilling equipment |
| JP7402729B2 (en) | 2020-03-27 | 2023-12-21 | 株式会社小松製作所 | tunnel drilling equipment |
| CN114293999B (en) * | 2021-12-28 | 2023-05-26 | 北京市政建设集团有限责任公司 | Calculation method of expansion mudstone cutterhead scraper external insertion angle |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE945936C (en) * | 1952-09-24 | 1956-07-19 | Siemens Ag | Process for the production of an electrical insulating material |
| CN1005494B (en) * | 1985-06-12 | 1989-10-18 | 大丰建设株式会社 | Shield tunnel boring machine |
| CN1070980A (en) * | 1992-09-19 | 1993-04-14 | 许宝根 | Self-propelling circle face shield structure body |
| CN2177805Y (en) * | 1994-01-19 | 1994-09-21 | 潞安矿务局 | Mating support for use front drifting working face |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP17455895A patent/JPH0925789A/en active Pending
-
1996
- 1996-07-10 CN CN96110624A patent/CN1059729C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102953734A (en) * | 2011-08-29 | 2013-03-06 | 上海市机械施工有限公司 | Adjustable stepping special-shaped tunneling machine with earth and rock separation function |
| CN102777176A (en) * | 2012-08-15 | 2012-11-14 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | Propelling device of heading machine and full-section heading machine |
| CN102777176B (en) * | 2012-08-15 | 2014-09-17 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | Propelling device of heading machine and full-section heading machine |
| JP2015203245A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | 川崎重工業株式会社 | Tunnel excavator and tunnel excavation method |
| CN112682054A (en) * | 2020-12-03 | 2021-04-20 | 重庆文理学院 | Excavating equipment for TBM construction monitoring and surveying method thereof |
| CN112682054B (en) * | 2020-12-03 | 2022-08-23 | 重庆文理学院 | Excavating equipment for TBM construction monitoring and surveying method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1059729C (en) | 2000-12-20 |
| CN1140790A (en) | 1997-01-22 |
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