JPS6124512B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、軟弱地盤においてトンネルを掘進
する場合に採用するリングカツト式トンネル掘進
方法およびその装置に関するものである。

従来、軟弱地盤におけるトンネル掘進工法とし
ては、アーチ状の透し溝を先行切削し、次いで切
削工程終了後にアーチ状透し溝内の切削屑を掻き
出し、、次にその透し溝内にコンクリートの吹付
けを行なつて、アーチ状（リング状）のコンクリ
ートの仮支保を形成するリングカツト工法が知ら
れている。

しかるに、この工法の場合は、アーチ状透し溝
の切削を行なつてからコンクリートを吹付けるま
での間に比較的長い時間を経過するので、その間
に透し溝の巾が狭くなり、そのため充分な厚さの
コンクリート仮支保が得られない場合が多い。

この発明は、前述の問題を有利に解決したリン
グカツト式トンネル掘進工法およびその装置を提
供することを目的とするものである。

次にこの発明を図示の例によつて詳細に説明す
る。

図面はこの発明の実施例を示すものであつて、
下盤８に敷設されたレール９上を走行する台車１
０からなる走行装置に、溝形鋼からなる複数のア
ーチ形ガイド部材１１が前後方向に間隔をおいて
固定され、かつ第１の可動フレーム１４、第２可
動フレーム１５、第３可動フレーム１６および第
４可動フレーム１７が前後方向に延長するピン１
８により相互に枢着されて屈曲式可動フレーム１
３が構成され、さらに第１〜第４可動フレーム１
４〜１７の前端部および後端部に取付けられたガ
イドローラ１９は、前記アーチ形ガイド部材１１
の溝内に嵌入されている。アーチ形ガイド部材１
１にはこれに沿つて延長するアーチ形ラツクまた
はチエーン２０が固定され、第１可動フレーム１
４に固定されたアーチ周囲方向移動用モータ１２
により回転されるピニオンまたはスプロケツト２
１は前記ラツクまたはチエーン２０に噛み合わさ
れ、前記モータ１２を運転することにより、屈曲
式可動フレーム１３がアーチ形ガイド部材１１に
沿つて移動される。

第１可動フレーム１４に、前後方向に延長する
ラツク２２を備えている第１支持部材２３が前後
方向に摺動自在に嵌設され、その第１支持部材２
３の前端部には、板状フレーム２４の周囲を循環
する無端状のカツタチエーン２５およびこれを循
環駆動するチエーン駆動用モータ２６を備えてい
るチエーン式カツタ２の後端部が固定され、第１
可動フレーム１４に固定されたカツタ前後移動用
モータ２７により回転されるピニオン２８は前記
ラツク２２に噛み合わされている。

前記チエーン式カツタ２の後部を被覆する集塵
用カバー２９の後端部には、前部吸引管３０の前
端部が接続され、その前部吸引管３０に摺動自在
に嵌挿された後部吸引管３１は吸引ホース３２を
介してフアン３３の吸引口に接続され、そのフア
ン３３の吐出口は前記走行装置１０に設置された
ウオータースクラバーまたはその他の集塵用装置
３４に接続され、さらに前記後部吸引管３１は第
１可動フレーム１４に固定され、また前記カバー
２９はチエーン式カツタ２のフレーム２４または
第１支持部材２３に固定されている。

前記第２可動フレーム１５には、第１支持部材
２３と平行に延長する管体からなる第２支持部材
３５が摺動自在に嵌設され、その第２支持部材３
５の後端部は開閉バルブ３６および空気供給用ホ
ース３７を介して圧縮空気供給源に接続され、か
つ第２支持部材３５の前端部には、前記カツタ２
の前端部に向かつて斜め後方に空気を噴射する噴
射口３８を有する切削屑排出用空気吹込管３の後
端部が連結され、さらに前記第２支持部材３５に
はこれと平行に延長するチエーン３９の両端部が
連結され、また第２可動フレーム１５に固定され
た前後移動用モータ４０により回転されるスプロ
ケツト４１は前記チエーン３９に噛み合わされて
いる。

前記第３可動フレーム１６には、第２支持部材
３５と平行に延長する管体からなる第３支持部材
４２が摺動自在に嵌設させ、その第３支持部材４
２にはそれと平行に延長するチエーン４３の両端
部が連結され、かつ第３可動フレーム１６に固定
された前後移動用モータ４４により回転されるス
プロケツト４５は前記チエーン４３に噛み合わさ
れ、さらに第３支持部材４２には前記カツタ２と
平行に延長する保持管４６の後半部が、回動自在
にかつ摺動不能に貫通されている。

保持管４６の前半部には、閉塞部材挿通用スリ
ツト４７が設けられ、さらに保持管４６に対し回
動自在にかつ摺動不能に嵌挿された保持軸４８の
前半部には、前後方向に延長する板状の第１閉塞
部材４９の巾方向の一側部すなわち基端部が固定
され、また保持管４６の前半部には、前後方向に
延長する板状の第２閉塞部材５０の巾方向の一側
部すなわち基端部が固定され、各閉塞部材４９，
８０によりチエーン式カツタ２と反対側に向かつ
て開口する断面Ｖ字状の閉塞具４が構成されてい
る。

前記保持軸４８の後端部に固定された第１アー
ム５１と前記保持管４６の後端部に固定された第
２アーム５２との間には、各閉塞部材４９，５０
により形成された断面Ｖ字状溝の開き角を拡大さ
せるように働く拡開用ばね５３が介在され、かつ
保持管４６の後端部に固定された支持部材５４に
は押ねじ５５が螺合され、前記閉塞部材４９，５
０からなる閉塞具４をチエーン式カツタ２により
切削形成された透し溝６に挿入するとき、各アー
ム５１，５２を相対的に接近する方向に回動させ
ることにより、各閉塞部材４９，５０を相対的に
接近する方向に回動させて各閉塞部材４９，５０
の先端部の間隔を縮小させ、この状態で押ねじ５
５により保持管４６と保持軸４８とを相対的に回
動しないように固定し、閉塞具を透し溝６に挿入
したのち、前記押ねじ５５を弛緩してばね５３の
弾力により各閉塞部材４９，５０の先端縁部を透
し溝６の壁面に圧接させる。

前記第４可動フレーム１７には、第３支持部材
４２と平行に延長する管体からなる第４支持部材
５６が摺動自在に嵌設され、その第４支持部材５
６の後端部は開閉バルブ５７および硬化性材料吹
付用ホース５８を介し硬化性材料供給用ポンプに
接続され、かつ第４支持部材５６の前端部には前
後方向に延長する硬化性材料吹付管５の後端部が
連結され、その硬化性材料吹付管５の吹付口５９
はチエーン式カツタ２と反対の方向に約45゜の角
度で屈曲している。また第４支持部材５６にはこ
れと平行に延長するチエーン６０の両端部が連結
され、かつ第４可動フレーム１７に固定された前
後移動用モータ６１により回転されるスプロケツ
ト６２は前記チエーン６０に噛み合わされてい
る。

前記各可動フレーム１４〜１７は、それぞれ前
端部および後端部にガイドローラ１９を備えてい
る内側フレーム１４Ａ〜１７Ａと、その内側フレ
ーム１４Ａ〜１７Ａの後端部に対しピンにより後
端部が枢着されている外側フレーム１４Ｂ〜１７
Ｂと、内側フレーム１４Ａ〜１７Ａの前端部およ
び外側フレーム１４Ｂ〜１７Ｂの前端部を連結す
るリンク１４Ｃ〜１７Ｃとにより構成され、かつ
リンク１４Ｃ〜１７Ｃと内側フレーム１４Ａ〜１
７Ａおよび外側フレーム１４Ｂ〜１７Ｂとはボル
トまたはピンにより着脱自在に連結され、異なる
長さのリンクを付け替えることにより、トンネル
軸線に対する外側フレーム１４Ｂ〜１７Ｂの前端
側の開き角を調節することができる。

前記実施例においては、第１〜第４可動フレー
ム１４〜１７からなる屈曲式可動フレーム１３を
使用しているが、可動フレーム１３としては非屈
曲式のものを使用してもよい。また前記走行装置
１０としては、例えば走行用駆動装置および固定
用レールクランプ（図示を省略した）を有するも
のを使用する。

次に前記実施例の掘進装置を使用してトンネル
を掘進する場合の施工順序について説明する。

まず掘進予定のトンネルアーチ線１の一端部例
えば第２図の左下位置Ｉにおいて、カツタチエー
ン２５を循環駆動しながらチエーン式カツタ２を
前進移動して、溝を切込形成すると共にカツタチ
エーン２５により切削屑を排出し、次いで屈曲式
可動フレーム１３を第２図の矢印Ｅ方向に移動し
てアーチ周囲方向に約50cm程度溝を切り進む。

次に切削を一たん中断して、空気吹込管３を透
し溝６内に挿入し、その空気吹込管３から噴射さ
れる空気により、透し溝内に残されている僅かな
切削屑を集塵用カバー２９内に吹込んで透し溝６
内を清掃し、かつ集塵用カバー２９内に吹込まれ
た切屑を各吸引管３０，３１および吸引ホース３
２を経てフアン３３により吸引して集塵用装置３
４に供給し、さらに透し溝６内に閉塞具４および
硬化性材料吹付管５を挿入する。

次に再びカツタチエーン２５を循環駆動すると
共に屈曲式可動フレーム１３をトンネルアーチ周
囲方向に移動させることにより、前記トンネルア
ーチ線１に沿つて透し溝６を連続的に切削し、か
つ透し溝内に残されている僅かな切削屑を空気吹
込みにより排除して清掃し、前記硬化性材料吹付
管５を前後方向に往復移動させながら、前記清掃
直後の透し溝内にコンクリートまたはセメントモ
ルタルあるいは石こう等の常温硬化性材料７を吹
付け充填して、前方に向かつて若干拡開するよう
に傾斜するアーチ状（リング状）の硬化性材料製
仮支保６３を連続的に形成していく。

前記トンネルアーチ線１の他端部例えば第２図
の右下位置まで切削したのち、チエーン式カツ
タ２を抜出し個所の透し溝内の切削屑を空気吹込
管３からの吹込空気により排除し、次いで閉塞具
３を抜出してから、前記各部材の抜出個所の透し
溝に硬化性材料を吹付け充填し、続いて硬化性材
料吹付管５を引抜いて１工程を完了する。

このようにして順次硬化性材料の仮支保６３を
施工し、かつその仮支保６３をその周囲の地盤に
挿入固定したアンカーボルト６４により繋止し、
さらに仮支保６３により囲まれた部分の地盤を掘
削してトンネルを掘進していくと共に、トンネル
内面にコンクリートの覆工を施工していく。

なおアーチの頂部から下端部に向かつて透し溝
を切削しながら硬化性材料を吹付けていく場合
は、硬化性材料の吹付けが上向きになるが、通
常、適当なスランプ値に練り上げた硬化性材料を
吹付けることにより硬化性材料の仮支保を連続的
に施工していくことができる。

第１０図は閉塞具４の他の例を示すものであつ
て、前記第３支持部材４２に回転自在にかつ摺動
不能に嵌挿された保持軸４８に、同一平面上に配
置された第１閉塞板４９および第２閉塞板５０の
基端部が固着され、かつ保持軸４８および第３支
持部材の後端部に固定したアームは、各閉塞板４
９，５０を閉塞方向に回動させるばね（図示を省
略した）を介して連結されている。

この発明を実施する場合、チエーン式カツタ２
と空気吹込管３と閉塞具４とを全く一体化してト
ンネルアーチ周囲方向に連続移動してもよいが、
硬化性材料吹付管５は、吹付距離を一定に保つ目
的で前後方向に往復移動されるのが好ましい。さ
らにまた、走行装置１０としては無限軌道車を使
用し、アーチ状のガイド部材１１の両端部をそれ
ぞれその無限軌道車により支持してもよい。

この発明によれば、掘進予定のトンネルアーチ
線１に沿つて移動されるチエーン式カツタ２によ
り、透し溝６を連続的に切削していくと共に切削
屑を排出し、続いて前記透し溝６内に硬化性材料
７を直ちに吹付け充填していくので、軟弱地盤に
対して高能率でアーチ状の硬化性材料の仮支保６
３を施工することができ、かつ透し溝を切削した
のち迅速に硬化性材料７を吹付け充填するので、
硬化性材料充填前に透し溝の巾が縮小するのを防
止して、所定厚さの硬化性材料の仮支保６３を施
工することができ、さらに切削部と硬化性材料吹
付け部とは閉塞具４により仕切られているので、
切削屑が硬化性材料吹付け部に侵入するのを防止
して、良質の硬化性材料吹付管５の仮支保を施工
することができ、しかも作業が連続的であるの
で、自動化および省力化が容易である等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであつて、
第１図はトンネルを掘進している状態を示す概略
縦断側面図、第２図はその概略縦断正面図、第３
図はトンネル掘進装置の一部を示す拡大平面図、
第４図はそのＡ―Ａ線断面図、第５図は第３図の
Ｂ―Ｂ線断面図、第６図は第３図のＣ―Ｃ線断面
図、第７図は第３図のＤ―Ｄ線断面図、第８図は
第７図における閉塞具の部分を拡大して示す図、
第９図は閉塞具の開き角調整機構を示す断面図、
第１０図は閉塞具の他の例を示す断面図である。 図において、１はトンネルアーチ線、２は透し
溝切削用チエーン式カツタ、３は切削屑排出用空
気吹込管、４は閉塞具、５は硬化性材料吹付管、
６は透し溝、７は硬化性材料、８は下盤、９はレ
ール、１０は走行装置、１１はガイド部材、１２
はアーチ周囲方向移動用モータ、１３は可動フレ
ーム、１４は第１可動フレーム、１５は第２可動
フレーム、１６は第３可動フレーム、１７は第４
可動フレーム、１８はピン、１９はガイドロー
ラ、２３は第１支持部材、２５はカツタチエー
ン、２７はカツタ前後移動用モータ、２９は集塵
用カバー、３０は前部吸引管、３１は後部吸引
管、３４は集塵装置、３５は第２支持部材、４０
は前後移動用モータ、４２は第３支持部材、４４
は前後移動用モータ、４６は保持管、４７は閉塞
部材挿通用スリツト、４８は保持軸、４９は第１
閉塞部材、５０は第２閉塞部材、５３は拡開用ば
ね、５５は押ねじ、５６は第４支持部材、６１は
前後移動用モータ、６３は硬化性材料の仮支保で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 循環駆動されるカツタチエーン２５を有する
   透し溝切削用チエーン式カツタ２と透し溝切進方
   向の後方に順次並ぶ閉塞具４および硬化性材料吹
   付管５とを、トンネルアーチ線１に沿つて移動さ
   せることにより、前記チエーン式カツタ２によつ
   てトンネルアーチ線１に沿う透し溝６を連続的に
   切削すると共に切削屑を排出し、続いて前記硬化
   性材料吹付管５から前記透し溝内に常温硬化性材
   料７を連続的に吹付けて充填していくことを特徴
   とするリングカツト式トンネル掘進工法。 ２ 下盤８上を走行する走行装置１０にアーチ状
   のガイド部材１１が固定され、そのガイド部材１
   １に沿つてアーチ周囲方向移動用モータ１２によ
   り移動される可動フレーム１３には、循環駆動さ
   れるカツタチエーン２５を有する透し溝切削用チ
   エーン式カツタ２と透し溝切進方向の後方に順次
   並ぶ閉塞具４および硬化性材料吹付管５とがトン
   ネル長手方向に移動し得るように設けられている
   ことを特徴とするリングカツト式トンネル掘進装
   置。