JPH1054193A - トンネル掘削機の掘進方法 - Google Patents

トンネル掘削機の掘進方法

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JPH1054193A
JPH1054193A JP22587796A JP22587796A JPH1054193A JP H1054193 A JPH1054193 A JP H1054193A JP 22587796 A JP22587796 A JP 22587796A JP 22587796 A JP22587796 A JP 22587796A JP H1054193 A JPH1054193 A JP H1054193A
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修 阪本
Kuniaki Kataoka
邦昭 片岡
Susumu Nishida
進 西田
Yukio Yoshitomi
幸雄 吉富
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Abstract

(57)【要約】 【課題】岩質の変化があっても、掘削に必要とする十分
な推力を得ることができる、トンネル掘削機の掘進方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】殻体1の前面に、掘削円盤の回転軌跡外の
位置、あるいは掘削円盤2の中心に、アンカー削孔用の
貫通孔3を開口しておき、この貫通孔3を利用して切羽
に向けて削孔を行い、削孔した孔を利用してアンカー材
4を挿入し、アンカー材4の先端を地中に定着した後、
アンカー材4を反力として掘削機を切羽に押しつけなが
ら掘削を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機の
掘進方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のトンネル掘削機は、筒状の殻体の
周囲に円周方向に拡大するグリッパ−を、複数箇所に取
り付けてある。そして切削したばかりの地山の面にグリ
ッパーを押しつけ、その反力から得られる掘削機の軸方
向の力を利用して切羽に切削部を押しつけて切羽の岩を
圧砕しながら推進するシステムである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来のトンネ
ル掘削機の掘進方法にあっては、次のような問題点があ
る。 <イ>掘削したトンネルの壁面が、グリッパ−の加圧に
十分抵抗できる強度を備えている必要がある。しかし国
内では一般に強度の大きい硬岩の部分が長く延長する場
所は少なく、岩質が頻繁に変化する場合が多く、硬岩の
間に破砕帯や軟岩部分が介在している場合も多い。 <ロ>そのためにグリッパ−による周囲の地盤への加圧
が十分に得られず、その結果、切羽への押しつけ力が不
十分となる状況も発生する。
【0004】本発明は上記したような従来の問題を解決
するためになされたもので、岩質の変化があっても、掘
削に必要とする十分な推力を得ることができる、トンネ
ル掘削機の掘進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】上記のような目的を達成
するために、本発明のトンネル掘削機の掘進方法は、殻
体の前面に、掘削円盤を設置したトンネル掘削機におい
て、正面投影図における掘削円盤の回転軌跡外に、アン
カー削孔用の貫通孔を開口しておき、この貫通孔を利用
して切羽に向けて削孔を行い、削孔した孔を利用してア
ンカーを挿入し、アンカーの先端を地中に定着した後、
アンカーを反力として掘削機を切羽に押しつけつつ掘削
を行う、トンネル掘削機の掘進方法を特徴としたもので
ある。
【0006】さらに本発明のトンネル掘削機の掘進方法
は、殻体の前面に、掘削円盤を設置したトンネル掘削機
において、掘削円盤の中心に、アンカー削孔用の貫通孔
を開口しておき、この貫通孔を利用して切羽に向けて削
孔を行い、削孔した孔を利用してアンカーを挿入し、ア
ンカーの先端を地中に定着した後、アンカーを反力とし
て掘削機を切羽に押しつけつつ掘削を行う、トンネル掘
削機の掘進方法を特徴としたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
トンネル掘削機の掘進方法に係る実施の態様について説
明する。
【0008】<イ>全体の構成。 本発明のトンネル掘削機は、掘削機の外周を保護する殻
体1と、その前面に配置した掘削円盤2とより構成す
る。殻体1の周囲には従来の装置のように円周方向へ拡
大、収縮するグリッパ−を設置する必要はないが、状況
によってはグリッパ−を併用することも可能であり、い
ずれかに限定するものではない。
【0009】<ロ>掘削円盤外の貫通孔 殻体1の前面には多数の掘削円盤2を配置してある。こ
のトンネル掘削機を前面から見た場合の正面投影図にお
いて、掘削円盤2の回転軌跡外に、アンカー削孔用の貫
通孔3を開口する。正面投影図において、掘削円盤2の
回転軌跡外には隔壁が存在するから、貫通孔3は隔壁に
開口することになる。貫通孔3の後方(坑口側)には、
削孔装置を配置しておく。したがって掘削円盤2の回転
軌跡外の貫通孔3を通して削孔機のロッドを挿入して切
羽に向けて削孔をすることができる。
【0010】<ハ>掘削円盤中心の貫通孔 殻体1の前面に配置した掘削円盤2の中心には、アンカ
ー削孔用の貫通孔3を開口する場合もある。すなわち、
掘削円盤2の回転中心軸を中空の軸としておき、回転力
は軸の周囲に取り付けてギヤから得る構造である。貫通
孔3の後方(坑口側)の場合にも、削孔装置を配置して
おく。したがって掘削円盤2の中心の貫通孔3を通して
削孔機のロッドを挿入して切羽に向けて削孔をすること
ができる。なお、掘削円盤の回転軌跡外の貫通孔と、掘
削円盤2の中心の貫通孔3を併用する場合もある。
【0011】<ニ>アンカーの設置。 掘削円盤2の回転軌跡外の貫通孔を利用し(図1)、あ
るいは掘削円盤2の中心に配置した貫通孔3を利用して
(図3)切羽に向けて削孔を行う。その後、削孔した孔
にむけて、掘削機の内部からPC鋼線などのアンカー材
4、およびグラウト注入パイプなどを挿入する。そして
一般のアンカーと同様に孔内にグラウト5を行い、アン
カー材4の先端を地中に定着する。切羽の地盤が軟弱で
あっても、アンカー材4を長く延長すれば大きな摩擦力
を得ることができる。あるいは硬岩の層まで延長してア
ンカー材4を定着することができる。またアンカーの定
着方法としてグラウトを使用せず、先端にパッカーを設
けておき、空気圧、油圧、水圧などで拡大膨脹して抵抗
を取る方法を採用することもできる。この方法ではパッ
カーを繰り返して使用できるから経済的である。
【0012】<ホ>推力の確保。 先端を孔底に定着したアンカー材4の尾端は、掘削円盤
2の回転軌跡外の貫通孔、あるいは掘削円盤2の貫通孔
3を通って殻体1内に露出している。この露出部分をセ
ンターホールジャッキ6の中空口に貫通させる。そして
アンカー材4の周囲からクサビなどの把持手段を使用し
て把持する。こうしてセンターホールジャッキ6を伸長
すれば、センターホールジャッキ6の伸長量に応じて掘
削円盤2は切羽に押しつけられる。その状態で掘削円盤
2の回転によって掘削を行い、掘削量に応じてセンター
ホールジャッキ6の伸長をおこなう。一定の距離だけ前
進したら、いったんセンターホールジャッキ6を短縮
し、再度同様に伸長を繰り返し、尺取り虫状にアンカー
材4を手繰り寄せる。こうしてアンカー材4に反力を取
って掘削円盤2を切羽に押しつけつつ掘削を行うもので
ある。なおアンカー材4は掘削円盤の回転軌跡外の貫通
孔、あるいは回転掘削円盤2の中心に位置しているか
ら、円盤2の回転の障害となることはない。
【0013】<ヘ>相互推進 上記の方法であると、アンカー孔の削孔作業と、その孔
を利用して反力を取る作業とは同時に行うことはできな
い。したがってアンカー孔の削孔中は、推力が得られな
いから掘進作業が中断することになる。そこで、トンネ
ル掘削機全体を推進させるに要する最大の推進力を計算
しておき、この最大力を得るのに必要とする本数の2倍
以上の貫通孔3を開口しておく方法を採用することがで
きる。その場合には、推進力を得るのに必要とする本数
のアンカーだけで掘削機の切羽への押しつけを行い、そ
の間に推進力の確保に利用していない他の貫通孔3を用
いて次回に使用するための削孔を行う。こうして交互に
推進作業と削孔作業とを並行して行えば、作業が中断す
ることがない。
【0014】
【本発明の効果】本発明のトンネル掘削機の掘進方法は
以上説明したようになるから次のような効果を得ること
ができる。 <イ>トンネル掘削機の周囲の地山面から反力を取るも
のではなく、前方の地山内から反力を取るものである。
したがって周囲の地盤の岩質が悪くとも十分に必要とす
る反力を取ることができ、安定した掘進を確保すること
ができる。 <ロ>事前に掘進する先方に定着点を確保し、その点に
向けて掘削機の機体を引き寄せる方法である。したがっ
て従来のように周囲に反力を取って掘削機を押し出す方
法と比較して信頼性の高い方向制御を行うことができ
る。 <ハ>地山が軟弱である場合に、その程度に応じてアン
カーの本数を増やしたり、アンカーの距離を延長するな
ど自由に調整することができる。したがって地山の状況
に応じて適宜対応することができ、経済的に、その場の
状況に最適な柔軟性の高い対応が可能となる。 <ニ>従来のトンネル掘削機のように、殻体1の外周に
円周方向に出入りするグリッパ−を備える必要がない。
そのためにグリッパ−の押し出し、引き戻しの関係する
大型のジャッキその他の装置が一切不要であり、装置全
体を軽量化、小型化することができる。 <ホ>複数本のアンカーを、掘進に先行して定着させれ
ば、安定した方向制御を行うことができる。 <ヘ>1回の推進に要するアンカーの倍以上の貫通孔3
を設けておけば、交互に推進作業と削孔作業とを平行し
て行うことができる。したがっていずれの作業も中断す
ることがなく、スムーズな掘進作業が可能となる。 <ト>グリッパ−を備えないことにより、掘進機全体の
重量を大幅に削減することができる。機体の軽量化が可
能となれば、地山の悪い地帯においても、機体の沈み込
みなどによるトラブルを避けることができ、信頼性の高
い掘進を期待することができる。 <チ>あるいは従来の装置を使用して施工している最中
に、地山が悪化して掘進が不可能となった場合に、本発
明の前方アンカーによる引き寄せ工法を採用すれば、有
効な対策として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】掘削円盤の回転軌跡外の貫通孔を使用した掘進
方法の説明図
【図2】その断面図
【図3】掘削円盤の回転中心の貫通孔を使用した掘進方
法の説明図
【図4】その断面図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉富 幸雄 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】殻体の前面に、掘削円盤を設置したトンネ
    ル掘削機において、 正面投影図における掘削円盤の回転軌跡外に、アンカー
    削孔用の貫通孔を開口しておき、 この貫通孔を利用して切羽に向けて削孔を行い、 削孔した孔を利用してアンカーを挿入し、 アンカーの先端を地中に定着した後、 アンカーを反力として掘削機を切羽に押しつけつつ掘削
    を行う、 トンネル掘削機の掘進方法。
  2. 【請求項2】殻体の前面に、掘削円盤を設置したトンネ
    ル掘削機において、 正面投影図における掘削円盤の回転軌跡外に、アンカー
    削孔用の貫通孔を開口するに際し、 推進力を得るのに必要とする本数の2倍以上の貫通孔を
    開口しておき、 推進力を得るのに必要とする本数のアンカーだけで掘削
    機の切羽への押しつけを行い、 推進に利用していない他の貫通孔を用いて次回の推進に
    使用するための削孔を行い、 こうして交互に推進と削孔とを平行して行う、 請求項2記載のトンネル掘削機の掘進方法。
  3. 【請求項3】殻体の前面に、掘削円盤を設置したトンネ
    ル掘削機において、 掘削円盤の中心に、アンカー削孔用の貫通孔を開口して
    おき、 この貫通孔を利用して切羽に向けて削孔を行い、 削孔した孔を利用してアンカーを挿入し、 アンカーの先端を地中に定着した後、 アンカーを反力として掘削機を切羽に押しつけつつ掘削
    を行う、 トンネル掘削機の掘進方法。
  4. 【請求項4】殻体の前面に、掘削円盤を設置したトンネ
    ル掘削機において、 掘削円盤の中心に、アンカー削孔用の貫通孔を開口する
    に際して、 推進力を得るのに必要とする本数の2倍以上の貫通孔を
    開口しておき、 推進力を得るのに必要とする本数のアンカーだけで掘削
    機の切羽への押しつけを行い、 推進に利用していない他の貫通孔を用いて次回の推進に
    使用するための削孔を行い、 こうして交互に推進と削孔とを平行して行う、 請求項3記載の、トンネル掘削機の掘進方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103670428A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 北京交通大学 软土地层盾构直接切削大直径桩基的刀具配置方法
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CN105525925A (zh) * 2015-10-30 2016-04-27 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 在含有靡棱岩复合地层中减小盾构机刀具损坏的施工方法
CN105673030A (zh) * 2016-03-01 2016-06-15 华北电力大学 增加全断面隧道掘进机非连续刀盘刚度的方法及曲面刀盘
CN105952465A (zh) * 2016-05-26 2016-09-21 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种围岩与全断面隧道掘进机护盾相互作用过程监测方法
CN107044293A (zh) * 2015-12-21 2017-08-15 又炅技术株式会社 一种隧道的施工方法

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