JP3971283B2

JP3971283B2 - Tunnel excavator for shaft and its retreating method

Info

Publication number: JP3971283B2
Application number: JP2002283654A
Authority: JP
Inventors: 隆義中山; 直則星野; 哲哉横山; 享一森岡; 好人南
Original assignee: Komatsu Ltd; Okumura Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Okumura Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004116218A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全断面切下がり立坑を掘削する立坑用トンネル掘削機およびその後退方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、立坑の掘削方法としては、ケーソンとクラムシェルバケットを用いる所謂ケーソン工法が知られている。この工法は、立坑の坑壁としてケーソンを使用し、クラムシェルバケットによりケーソンの刃口の下方まで地山を掘削した後、ケーソンを降下させていく方法である。また、前記クラムシェルバケットの代わりにケーソンの刃口の下方を油圧ショベルのバックホウもしくは掘削用カッタで掘削するようにしたものも知られている。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術として、特許文献１および特許文献２に開示されるものがある。ここで、特許文献１に開示されたトンネル掘削機は、斜坑を掘削するのに使用されるトンネル掘削機に関わるもので、掘削機本体の後方に二本のビームを介して後続台車を連結したものにおいて、曲進掘進時においても掘削機本体に対して後続台車をスムーズに追従させるために、二本のビームの一端部と掘削機本体もしくは後続台車との間に油圧ジャッキを介在させるように構成したものである。また、特許文献２に開示されたトンネル掘削機は、小型で簡素な構造の水平坑用トンネル掘削機を提供することを目的とするもので、坑壁に圧着自在なシューを有するサポート手段をメインビームの外周に複数取り付けて、掘進時には、これらサポート手段のシューを坑壁に圧着することにより地山に反力をとって推進するとともに、盛り替え時には、サポート手段を第一サポート手段と第二サポート手段とに分け、これら２つのサポート手段を交互に盛り替えるように構成したものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２９１６９７号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４１２９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、立坑を掘削するのに用いられている従来のケーソン工法では、掘削作業の作業能率が悪いために、特に大深度の立坑掘削には不向きであるという問題点がある。この問題点を解決するために、前記特許文献１もしくは特許文献２に開示されたようなトンネル掘削機を立坑掘削に用いることも考えられるが、これらのトンネル掘削機においては、掘削機本体の後方にそのトンネル掘削機を駆動するための電気機器や油圧機器、更には排土、支保、覆工のための関連設備を搭載した後続台車（後続設備）が配されていて、この後続設備が掘削機本体の推進に追従する構造となっているために、このトンネル掘削機を単に立坑用に転用しただけでは前記後続設備の自重が全て掘削機本体にかかることになって、水平坑もしくは斜坑と同様のスムーズな掘削作業が行えないという問題点がある。
【０００６】
また、前記従来のトンネル掘削機を立坑掘削に用いた場合には、カッタ交換もしくは何らかの切羽作業のために掘削機本体を上昇させる必要が生じた際に、この掘削機本体を坑壁に対して支持するメイングリッパに前記後続設備の重量も支持させる必要があり、グリッパ推力および滑落防止に対して不利になるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、水平坑もしくは斜坑と同様の施工を行うことのできる立坑用トンネル掘削機を提供し、併せて掘削機本体に後続設備の自重をかけずに後退させることのできる立坑用トンネル掘削機の後退方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第１発明による立坑用トンネル掘削機は、
（ａ）地山を掘削するカッタヘッドと、坑壁に押し付けてその坑壁から反力を取る本体保持用グリッパとを有する掘削機本体および
（ｂ）この掘削機本体の上方に配される階層構造の後続デッキを備え、
前記後続デッキに、その後続デッキを坑壁に対して保持する後続デッキ保持用グリッパを設けることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、掘削機本体の上方に階層構造の後続デッキが配されてその後続デッキの自重が掘削機本体にて支持され、掘削機本体は本体保持用グリッパを坑壁に押し付けることでその坑壁から反力を取りつつカッタヘッドの回転により立坑掘削が行われる。こうして、水平坑もしくは斜坑を掘削するトンネル掘削機と同様に立坑の掘削を行うことができる。また、階層構造の後続デッキが設けられているので、この後続デッキの各階層に、トンネル掘削機を駆動するための電気機器、油圧機器を始めとする各種関連設備を搭載して、この後続デッキを掘削機本体の推進に追従させることができる。また、前記後続デッキには、その後続デッキを坑壁に対して保持する後続デッキ保持用グリッパが設けられているので、何らかの切羽作業のためにトンネル掘削機を後退（上昇）させる場合であっても、後続デッキ保持用グリッパにて掘削機本体とは独立に後続デッキの自重を保持して後退させることができ、掘削機本体に後続デッキの自重がかかることがない。したがって、掘削機本体を坑壁に対して保持する本体保持用グリッパの負荷を軽減することができ、滑落に対してより安全に掘削機本体を後退させることが可能となる。
【００１０】
前記第１発明において、前記掘削機本体と前記後続デッキとは、この後続デッキのレベルを調整するために周方向の複数位置に配されるレベル調整ジャッキにより相互に連結されているのが好ましい（第２発明）。このようなレベル調整ジャッキを設けることで、掘削機本体の上方に搭載される後続デッキをそのレベル調整ジャッキを介して支持することができる。したがって、掘削機本体が方向制御のために傾いた場合にも、前記レベル調整ジャッキの調整により後続デッキを常に水平に維持することができ、坑壁と干渉するのを防止することができる。
【００１１】
ここで、前記レベル調整ジャッキは、互いに隣接するジャッキ同士が略ハ字状に配されたラチス式ジャッキであり得る（第３発明）。こうすることで、掘削機本体が掘削トルク反力により推進方向を軸心にしてローリングする場合にも、ラチスジャッキの伸縮量を調整することにより、掘削機本体のローリングが後続デッキに及ぶのを防ぐことができる。
【００１２】
前記各発明において、前記本体保持用グリッパは、坑壁に押し付けられるシューと、一端部が前記カッタヘッドを支持するメインビームに枢着されるとともに他端部が前記シューに枢着されるサポートジャッキと、このサポートジャッキに交差するように配され、一端部が前記メインビームに枢着されるとともに他端部が前記シューに枢着されるスラストジャッキとを備えて構成されるのが好ましい（第４発明）。このような構成の本体保持用グリッパを用いれば、トンネル掘削機の機長を大幅に短くすることができて、トンネル掘削機を小型で簡素な構造にすることができる。
【００１３】
また、前記第１発明〜第４発明において、前記本体保持用グリッパは、互いに対向位置にある一対の第１グリッパ部と、互いに対向位置にある一対の第２グリッパ部とよりなるものとするのが好ましい（第５発明）。さらに、前記第１発明〜第５発明において、前記後続デッキ保持用グリッパは、弾性体よりなるリング状のチューブ内に注入された液体の圧力によって前記チューブを膨張させて坑壁に押し付ける液圧膨張式のグリッパであるのが良い（第６発明）。このような液圧膨張式のグリッパを用いると、省スペースの構成で、坑壁全体に均等に押し付け力を伝達することができるとともに、坑壁を乱さない低面圧で保持できる。
【００１４】
次に、第７発明による立坑用トンネル掘削機の後退方法は、前記第２発明〜第６発明のいずれかの発明による立坑用トンネル掘削機を後退させる方法であって、
（ａ）前記本体保持用グリッパにより前記掘削機本体を坑壁に保持した状態で、前記後続デッキ保持用グリッパを収縮させる第１工程、
（ｂ）前記レベル調整ジャッキを伸張させて前記後続デッキを後退させた後、前記後続デッキ保持用グリッパにより前記後続デッキを坑壁に保持する第２工程および
（ｃ）前記後続デッキを坑壁に保持した状態で、前記本体保持用グリッパを坑壁から離し、かつ前記レベル調整ジャッキを収縮させながら前記掘削機本体を後退させる第３工程
を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、カッタ交換等何らかの切羽作業のためにトンネル掘削機を後退（上昇）させる場合であっても、後続デッキ保持用グリッパにて後続デッキの自重を保持してレベル調整ジャッキを収縮させることにより掘削機本体を後退させ、また本体保持用グリッパにて掘削機本体の自重を保持してレベル調整ジャッキを伸張させることにより後続デッキを後退させることができる。したがって、掘削機本体を坑壁に対して保持する本体保持用グリッパの負荷を軽減することができ、滑落に対してより安全に掘削機本体を後退させることができる。
【００１６】
また、第８発明による立坑用トンネル掘削機の後退方法は、前記第５発明による立坑用トンネル掘削機を後退させる方法であって、
（ａ）前記本体保持用グリッパにより前記掘削機本体を坑壁に保持した状態で、前記後続デッキ保持用グリッパを収縮させる第１工程、
（ｂ）前記レベル調整ジャッキを伸張させて前記後続デッキを後退させた後、前記後続デッキ保持用グリッパにより前記後続デッキを坑壁に保持する第２工程および
（ｃ）前記後続デッキを坑壁に保持した状態で、前記本体保持用グリッパを坑壁から離し、かつ前記レベル調整ジャッキを収縮させながら前記掘削機本体を後退させる第３工程
を備え、
前記第３工程の前記掘削機本体の後退は、前記第１グリッパ部を坑壁に押し付けた状態で前記第２グリッパ部を後方へ移動させることによって行う後退と、前記第２グリッパ部を坑壁に押し付けた状態で前記第１グリッパ部を後方へ移動させることによって行う後退とを交互に行うことによって行われることを特徴とするものである。
本発明によれば、トンネル掘削機の後退作業の時間を短縮することができる。なお、第１グリッパ部と第２グリッパ部を同時に用いて掘削機本体を後退させることも可能であるが、この場合においても、グリッパの盛替えの際には第１グリッパ部か第２グリッパ部のいずれかを常に坑壁に押し付けて掘削機本体の重量を支えるべきである。これは、掘削機本体の重量は、保持能力のより高い掘削機本体のグリッパで支える方が、後続デッキ保持用グリッパで支えるよりも安全であるという理由による。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による立坑用トンネル掘削機およびその後退方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１には、本発明の第１の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図が示され、図２には、図１のＡ−Ａ断面図が示されている。また、図３には、図１のＢ−Ｂ断面図（ａ）およびＣ−Ｃ断面図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００１９】
本実施形態の立坑用トンネル掘削機１は、前部（下部）にカッタヘッド２を有する掘削機本体３と、この掘削機本体３の後方（上方）に配される後続デッキ４とを備えて構成されている。前記掘削機本体３は、トンネル軸線に沿うように設けられる角筒状のメインビーム５を備えるとともに、このメインビーム５の前部にカッタヘッドサポート６が固着されてなり、このカッタヘッドサポート６に前記カッタヘッド２が回転自在に取り付けられて構成されている。前記カッタヘッドサポート６にはカッタヘッド駆動モータ７が装着され、このカッタヘッド駆動モータ７の駆動によって前記カッタヘッド２が回転駆動されて切羽を掘削するようにされている。なお、掘削された土砂は図示されない空気輸送手段等の搬送手段によって地上（上方）へ向けて搬送される。
【００２０】
前記メインビーム５の外周部には、このメインビーム５を挟んで互いに対向位置にある一対のサイドサポート兼グリッパ（以下、「第１グリッパ部」という。）８と、この第１グリッパ部８に対して９０°位相をずらせた位置に、やはりメインビーム５を挟んで互いに対向位置にある一対のサイドサポート兼グリッパ（以下、「第２グリッパ部」という。）９とが装着され、これら第１グリッパ部８および第２グリッパ部９によって本体保持用グリッパ１０が構成されている。
【００２１】
前記第１グリッパ部８は、坑壁に押し付けられる湾曲板状のシュー１１と、一端部が前記メインビーム５に枢着されるとともに他端部が前記シュー１１に枢着される互いに平行配置の４本のサポートジャッキ１２と、このサポートジャッキ１２に交差するように配され、一端部が前記メインビーム５に枢着されるとともに他端部が前記シュー１１に枢着される正面視でハ字状配置の２本のスラストジャッキ１３とを備えて構成されている。ここで、前記サポートジャッキ１２は、シリンダ側の端部が前記メインビーム５の前部の左右それぞれと、後部の左右それぞれに枢着されるとともに、ロッド側の端部がそのシリンダ側の端部に対して後方（上方）に位置するように配置されて前記シュー１１の後部に枢着されている。これに対して、前記スラストジャッキ１３は、正面視で前記サポートジャッキ１２の外側に位置してシリンダ側の端部が前記メインビーム５の後部の左右それぞれに枢着されるとともに、ロッド側の端部がそのシリンダ側の端部に対して前方（下方）に位置するように配置されて前記シュー１１の前部に枢着されている。
【００２２】
一方、前記第２グリッパ部９は、坑壁に押し付けられる湾曲板状のシュー１４と、一端部が前記メインビーム５に枢着されるとともに他端部が前記シュー１４に枢着される互いに平行配置の４本のサポートジャッキ１５と、このサポートジャッキ１５に交差するように配され、一端部が前記メインビーム５に枢着されるとともに他端部が前記シュー１４に枢着される正面視でハ字状配置の２本のスラストジャッキ１６とを備えて構成されている。ここで、前記サポートジャッキ１５は、シリンダ側の端部が前記メインビーム５の前部の左右それぞれと、後部の左右それぞれに枢着されるとともに、ロッド側の端部がそのシリンダ側の端部に対して後方（上方）に位置するように配置されて前記シュー１４の後部に枢着されている。これに対して、前記スラストジャッキ１６は、正面視で前記サポートジャッキ１５の外側に位置してシリンダ側の端部が前記メインビーム５の後部の左右それぞれに枢着されるとともに、ロッド側の端部がそのシリンダ側の端部に対して前方（下方）に位置するように配置されて前記シュー１４の前部に枢着されている。
【００２３】
また、前記メインビーム５の後端部（上端部）には水平配置のデッキ板１７が固着されている。そして、このデッキ板１７の上方には、前記後続デッキ４のレベルを調整するための油圧ジャッキ（以下、「レベル調整ジャッキ」という。）１８を介して前記後続デッキ４が支持されている。ここで、このレベル調整ジャッキ１８は、図３（ｂ）に示されるように周方向に等間隔で配される４本の油圧ジャッキよりなり、各油圧ジャッキが個別に伸縮制御できるようにされていて、掘削機本体３の方向制御時においても後続デッキ４を水平に保つことができるようにされている。なお、図１、図３中、符号１９にて示されるのはロックボルト穴穿孔装置である。
【００２４】
前記後続デッキ４は、デッキ板４ａとそのデッキ板４ａ上に立設される複数本の支柱４ｂとよりなる第１デッキ２０、第２デッキ２１、第３デッキ２２、第４デッキ２３、第５デッキ２４、第６デッキ２５等が階層構造に積み重ねられて構成され、各デッキに、トンネル掘削機１を駆動するための電気機器や油圧機器、更には排土、支保、覆工のための関連設備等が搭載されてなるものである。図示の例では、第１デッキ２０、第２デッキ２１および第３デッキ２２が資機材置場とされるとともに、第３デッキ２２に後述する後続デッキ保持用グリッパ３１のための水タンク２６および水ポンプ２７が、第４デッキ２３および第５デッキ２４にオイルタンク２８，２９等が、第６デッキ２５に高圧トランス３０がそれぞれ搭載されている。
【００２５】
前記第１デッキ２０のデッキ板４ａ上には後続デッキ保持用グリッパ３１が装着されている。この後続デッキ保持用グリッパ３１は、弾性体（例えばゴム）よりなるリング状のチューブ３１ａ内に水等の液体を注入し、この液体の圧力によってチューブ３１ａを膨張させて坑壁に押し付け、それによって後続デッキ４の自重を保持するように構成されたものである。このような液圧膨張式のグリッパを用いると、省スペースの構成で、坑壁全体に均等に押し付け力を伝達することができるとともに、坑壁を乱さない低面圧で保持できるという利点がある。
【００２６】
次に、前述の構成よりなるトンネル掘削機１による掘削作業について説明する。
【００２７】
掘削時には、後続デッキ保持用グリッパ３１を収縮させた状態で、第１グリッパ部８の各サポートジャッキ１２を伸張させてシュー１１を坑壁に押し付けるとともに、第２グリッパ部９の各サポートジャッキ１５を伸張させてシュー１４を坑壁に押し付けて、メインビーム５を坑壁に対して保持する。
【００２８】
この状態において、第１グリッパ部８のスラストジャッキ１３と、第２グリッパ部９のスラストジャッキ１６とを一斉に収縮させると、メインビーム５が前方へ移動して推進力が発生し、メインビーム５の前方に装着されたカッタヘッド２により切羽の掘削が行われる。なお、スラストジャッキ１３，１６の収縮時にサポートジャッキ１２，１５は、シュー１１，１４による坑壁への押し付け力を保持したままそれらスラストジャッキ１３，１６の収縮に合わせて伸張するように制御される。
【００２９】
次いで、スラストジャッキ１３，１６が最大ストローク位置まで収縮されると、まず、第２グリッパ部９のサポートジャッキ１５を収縮させてシュー１４を坑壁から離し、この状態でその第２グリッパ部９のスラストジャッキ１６を伸張させてシュー１４を前方へ移動させる。続いて、この第２グリッパ部９のサポートジャッキ１５を再び伸張させてシュー１４を坑壁に押し付けてメインビーム５を坑壁に対して保持する。
【００３０】
次いで、今度は、第１グリッパ部８のサポートジャッキ１２を収縮させてシュー１１を坑壁から離し、この状態でその第１グリッパ部８のスラストジャッキ１３を伸張させてシュー１１を前方へ移動させる。続いて、この第１グリッパ部８のサポートジャッキ１２を再び伸張させてシュー１１を坑壁に押し付けて盛り替えが終了する。このようにして順次掘削作業が進められていく。
【００３１】
本実施形態のトンネル掘削機１を方向制御する際には、第１グリッパ部８のサポートジャッキ１２およびスラストジャッキ１３、第２グリッパ部９のサポートジャッキ１５およびスラストジャッキ１６のそれぞれの伸張量を調整することで、図４に示されるようにカッタヘッド２およびカッタヘッドサポート６を坑壁に対して所定角度傾斜させるようにされる。このとき、掘削機本体３の揺動によって後続デッキ４が振れることのないように、レベル調整ジャッキ１８を制御して後続デッキ４が常に水平を保持するようにされる。このようにすることで、掘削機本体３が方向制御のために傾いた場合にも、後続デッキ４の上段部が坑壁と干渉するのを防ぐことができ、これによって後方作業に及ぼす影響を未然に防ぐことができる。
【００３２】
次に、例えばカッタヘッド２に装着されているカッタを交換する場合のように、何らかの切羽作業のためにトンネル掘削機１を後退（上昇）させる必要が生じた場合のその後退手順について、図５〜図９を参照しつつ説明する。
【００３３】
まず、図５に示されているように、後続デッキ保持用グリッパ３１を収縮させ（矢印Ｐ_Ｂ）、第１グリッパ部８の各サポートジャッキ１２を伸張させてシュー１１を坑壁に押し付ける（矢印Ｑ_Ａ）とともに、第２グリッパ部９の各サポートジャッキ１５を伸張させてシュー１４を坑壁に押し付けて（矢印Ｒ_Ａ）、メインビーム５を坑壁に対して保持した掘削停止状態から、掘削機本体３の後退を開始する。
【００３４】
この後退に際しては、図６に示されているように、レベル調整ジャッキ１８を伸張させて後続デッキ４を１ストロークｐ分後退させ（矢印Ｓ）、この後退後に後続デッキ保持用グリッパ３１を伸張させてそのチューブ（シュー）３１ａを坑壁に押し付けて（矢印Ｐ_Ａ）、後続デッキ４を坑壁に固定する。
【００３５】
次いで、図７に示されているように、後続デッキ４を坑壁に固定した状態で、レベル調整ジャッキ１８を収縮させながら掘削機本体３を１ストロークｐ分後退させる（矢印Ｔ）。この掘削機本体３の後退は、本体保持用グリッパ１０のうちのいずれかのグリッパ部（本実施形態では第２グリッパ部９）を使用して行われる。すなわち、第１グリッパ部８の各サポートジャッキ１２を伸張させてシュー１１を坑壁に押し付けたまま、第２グリッパ部９のサポートジャッキ１５を収縮させてシュー１４を坑壁から離し（矢印Ｒ_Ｂ）、この状態でその第２グリッパ部９のスラストジャッキ１６を収縮させてシュー１４を後方へ移動させる。続いて、この第２グリッパ部９のサポートジャッキ１５を再び伸張させてシュー１４を坑壁に押し付けてメインビーム５を坑壁に対して保持する。
【００３６】
こうして、図８に示されているように、第１グリッパ部８の各サポートジャッキ１２が伸張される（矢印Ｑ_Ａ）とともに、第２グリッパ部９の各サポートジャッキ１５が伸張されて（矢印Ｒ_Ａ）、掘削機本体３が４基のグリッパにより坑壁に保持された状態となる。この後、後続デッキ保持用グリッパ３１を収縮させ（矢印Ｐ_Ｂ）、レベル調整ジャッキ１８を伸張させて後続デッキ４を１ストロークｐ分後退させる（矢印Ｓ）。
【００３７】
次いで、図９に示されているように、後続デッキ保持用グリッパ３１を伸張させてそのチューブ（シュー）３１ａを坑壁に押し付け（矢印Ｐ_Ａ）、後続デッキ４を坑壁に固定する。そして、レベル調整ジャッキ１８を収縮させながら掘削機本体３を１ストロークｐ分後退させる（矢印Ｔ）。この後退は、第２グリッパ部９の各サポートジャッキ１５を伸張させてシュー１４を坑壁に押し付けたまま、第１グリッパ部８のサポートジャッキ１２を収縮させてシュー１１を坑壁から離し（矢印Ｑ_Ｂ）、この状態でその第１グリッパ部８のスラストジャッキ１３を収縮させてシュー１１を後方へ移動させることにより行う。続いて、この第１グリッパ部８のサポートジャッキ１２を再び伸張させてシュー１１を坑壁に押し付けてメインビーム５を坑壁に対して保持する。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、掘削機本体３を後退させるときには、本体保持用グリッパ１０のうちの第１グリッパ部８もしくは第２グリッパ部９のいずれかによって掘削機本体３が坑壁に保持されているので、後続デッキ保持用グリッパ３１に掘削機本体３の自重が加わることがない。また、掘削機本体３にも後続デッキ４の自重が加わることがないので、本体保持用グリッパ１０の負荷が軽減され、滑落に対してより安全に後退することが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態のトンネル掘削機１によれば、掘削機本体３がフロントサポートおよびリアサポート等を有していない簡易型の構造となっているので、トンネル掘削機の機長を大幅に短くすることができて、トンネル掘削機を小型で簡素な構造にすることができるという利点がある。
【００４０】
本実施形態においては、トンネル掘削機１の後退時に、本体保持用グリッパ１０のうちの第１グリッパ部８と第２グリッパ部９とを交互に作動させるようにしたものを説明したが、これら第１グリッパ部８と第２グリッパ部９とを同時に作動させるようにすることもできる。
【００４１】
図１０には、本発明の第２の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図が示されている。
【００４２】
本実施形態の立坑用トンネル掘削機１Ａにおいては、後続デッキ４Ａに、第１の実施形態における後続デッキ保持用グリッパ３１を有していない。これ以外の構成については第１の実施形態と同様である。したがって、第１の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００４３】
本実施形態においては、後続デッキ保持用グリッパ３１が設けられていないので、トンネル掘削機１Ａの後退時に本体保持用グリッパ１０により掘削機本体３および後続デッキ４の両者の自重を支持することになるので、第１の実施形態のものに比べて本体保持用グリッパ１０に加わる負荷は大きくなる。
【００４４】
図１１には、本発明の第３の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図が示されている。
【００４５】
本実施形態の立坑用トンネル掘削機１Ｂにおいては、掘削機本体３Ｂの胴部が、カッタシールド４０とテレスコピックシールド４１とグリッパシールド４２とに分割され、カッタシールド４０に対してグリッパシールド４２が図示されないスラストジャッキを介して前後摺動可能に設けられている。そして、カッタシールド４０にはフロントサポート４３が、グリッパシールド４２にはメイングリッパ４４がそれぞれ設けられている。これ以外の構成については第１の実施形態と同様である。したがって、第１の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００４６】
本実施形態の立坑用トンネル掘削機１Ｂによれば、メイングリッパ４４を伸張させてグリッパシールド４２を坑壁に固定した状態で、スラストジャッキを伸張させることによりカッタヘッド２にて切羽が掘削される。また、スラストジャッキが最大ストロークに達すると、メイングリッパ４４を収縮させるとともに、フロントサポート４３を伸張させてカッタシールド４０を坑壁に固定し、この状態でスラストジャッキを収縮させることにより盛り替えが行われる。
【００４７】
本実施形態の掘削機本体３Ｂの構造によれば、掘削機本体３Ｂの胴部が第１の実施形態のものに比べて長くなるものの、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
図１２には、本発明の第４の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図（ａ）およびそのＤ−Ｄ断面図（ｂ）が示されている。
【００４９】
本実施形態の立坑用トンネル掘削機１Ｃにおいては、掘削機本体３および後続デッキ４はいずれも第１の実施形態と同様構造であるが、これら掘削機本体３と後続デッキ４とを連結するレベル調整ジャッキ１８Ａが、互いに隣接するジャッキ同士が略ハ字状に配されたラチス式ジャッキで構成されたものである。なお、本実施形態において、このレベル調整ジャッキ１８Ａは６本設けられている。これ以外の構成については第１の実施形態と同様である。したがって、第１の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００５０】
本実施形態の立坑用トンネル掘削機１Ｃによれば、レベル調整ジャッキ本来の機能のほか、掘削機本体３が掘削トルク反力により推進方向を軸心にしてローリングする場合にも、ラチス式のレベル調整ジャッキ１８Ａの伸縮量を調整することにより、掘削機本体３のローリングが後続デッキ４に及ぶのを防ぐことができる。なお、ローリングした掘削機本体３のローリング修正は、レベル調整ジャッキ１８Ａではなく、ラチス状に配置されたスラストジャッキ１３，１６により行うが、後続デッキ保持用グリッパによる保持能力に充分な余裕があれば、ラチス式のレベル調整ジャッキ１８Ａで行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ断面図（ａ）およびＣ−Ｃ断面図（ｂ）である。
【図４】図４は、方向制御時の後続デッキの位置を示す図である。
【図５】図５は、後退手順説明図（１）である。
【図６】図６は、後退手順説明図（２）である。
【図７】図７は、後退手順説明図（３）である。
【図８】図８は、後退手順説明図（４）である。
【図９】図９は、後退手順説明図（５）である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施形態に係る立坑用トンネル掘削機の縦断面図（ａ）およびそのＤ−Ｄ断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ立坑用トンネル掘削機
２カッタヘッド
３，３Ｂ掘削機本体
４，４Ａ後続デッキ
５メインビーム
８第１グリッパ部
９第２グリッパ部
１０本体保持用グリッパ
１１，１４シュー
１２，１５サポートジャッキ
１３，１６スラストジャッキ
１８，１８Ａレベル調整ジャッキ
３１後続デッキ保持用グリッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shaft tunnel excavator for excavating a shaft with a section cut down and a method for retreating the tunnel excavator.
[0002]
[Prior art]
Generally, a so-called caisson method using a caisson and a clamshell bucket is known as a shaft excavation method. In this method, a caisson is used as the wall of a vertical shaft, and a caisson is lowered after excavating a natural ground below the edge of the caisson with a clamshell bucket. In addition, there is also known one in which the caisson blade edge is excavated by a backhoe of a hydraulic excavator or an excavating cutter instead of the clamshell bucket.
[0003]
In addition, there exist some which are disclosed by patent document 1 and patent document 2 as a prior art relevant to this invention. Here, the tunnel excavator disclosed in Patent Document 1 relates to a tunnel excavator used for excavating a tilt shaft, and a subsequent carriage is connected to the rear of the excavator main body via two beams. In order to make the following carriage smoothly follow the excavator main body even during curved excavation, a hydraulic jack is interposed between one end of the two beams and the excavator main body or the following carriage. It is composed. The tunnel excavator disclosed in Patent Document 2 is intended to provide a horizontal mine tunnel excavator having a small and simple structure, and the support means having a shoe that can be crimped to the pit wall is mainly used. A plurality of beams are attached to the outer periphery of the beam. During excavation, the shoes of the support means are pressed against the pit wall to push the reaction force against the natural ground. This is divided into support means, and these two support means are configured to be rearranged alternately.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-291697
[Patent Document 2]
JP 2001-241294 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional caisson method used for excavating a shaft has a problem that it is not suitable for excavation of a deep shaft due to poor work efficiency of excavation work. In order to solve this problem, it is conceivable to use a tunnel excavator as disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 for shaft excavation. In these tunnel excavators, the rear of the excavator body is used. Is equipped with electrical equipment and hydraulic equipment for driving the tunnel excavator, as well as a follower truck (following equipment) equipped with related equipment for earth removal, support and lining. Since it is structured to follow the propulsion of the machine body, if this tunnel excavator is simply diverted to a vertical shaft, all the weight of the subsequent equipment is applied to the excavator body, There is a problem that the same smooth excavation work cannot be performed.
[0006]
In addition, when the conventional tunnel excavator is used for shaft excavation, when the excavator body needs to be raised for exchanging cutters or for some face work, the excavator body is attached to the pit wall. The supporting main gripper must also support the weight of the subsequent equipment, which is disadvantageous for gripper thrust and slipping prevention.
[0007]
The present invention has been made to solve such problems, and provides a tunnel excavator for shafts that can be constructed in the same manner as a horizontal shaft or a tilt shaft. It is an object of the present invention to provide a method for retreating a shaft tunnel excavator that can be retreated without applying its own weight.
[0008]
[Means for solving the problems and actions / effects]
  In order to achieve the above object, a shaft tunnel excavator according to the first invention comprises:
(A) an excavator main body having a cutter head for excavating natural ground, and a main body holding gripper that presses against a pit wall and takes a reaction force from the pit wall;
(B) A succeeding deck having a hierarchical structure disposed above the excavator body,
  The succeeding deck is provided with a gripper for retaining the succeeding deck for retaining the succeeding deck against the pit wall.It is characterized by this.
[0009]
  According to the present invention, the subsequent deck having a hierarchical structure is arranged above the excavator body, and the weight of the subsequent deck is supported by the excavator body, and the excavator body presses the gripper for holding the main body against the pit wall. Shaft excavation is performed by rotating the cutter head while taking reaction force from the wall. Thus, the shaft can be excavated in the same manner as a tunnel excavator for excavating a horizontal or inclined shaft. In addition, since there is a subsequent deck with a hierarchical structure, each subsequent deck is equipped with various related equipment such as electrical equipment and hydraulic equipment for driving the tunnel excavator. Can follow the propulsion of the excavator body.Further, since the succeeding deck is provided with a succeeding deck retaining gripper for retaining the succeeding deck with respect to the pit wall, it is a case where the tunnel excavator is moved backward (ascended) for some face work. However, the succeeding deck holding gripper can hold and retract the own weight of the succeeding deck independently from the excavator body, and the succeeding deck does not receive the own weight. Therefore, it is possible to reduce the load of the main body holding gripper that holds the excavator main body against the pit wall, and the excavator main body can be retreated more safely against sliding.
[0010]
In the first invention, the excavator body and the subsequent deck are preferably connected to each other by level adjusting jacks arranged at a plurality of circumferential positions in order to adjust the level of the subsequent deck ( Second invention). By providing such a level adjustment jack, the subsequent deck mounted above the excavator body can be supported via the level adjustment jack. Therefore, even when the excavator body is tilted for direction control, the subsequent deck can always be kept horizontal by adjusting the level adjusting jack, and can be prevented from interfering with the pit wall.
[0011]
Here, the level adjustment jack may be a lattice type jack in which adjacent jacks are arranged in a substantially C shape (third invention). In this way, even when the excavator body rolls with the excavating torque reaction force centered on the propulsion direction, the excavator body rolling can reach the subsequent deck by adjusting the expansion and contraction amount of the lattice jack. Can be prevented.
[0012]
In each of the above inventions, the main body holding gripper includes a shoe pressed against the well wall, and a support jack whose one end is pivotally attached to the main beam supporting the cutter head and the other end is pivotally attached to the shoe. And a thrust jack that is arranged so as to intersect with the support jack and has one end pivotally attached to the main beam and the other end pivotally attached to the shoe (first). 4 invention). When the main body holding gripper having such a configuration is used, the length of the tunnel excavator can be greatly shortened, and the tunnel excavator can be made small and simple.
[0013]
  The first1In invention-4th invention,It is preferable that the main body holding gripper includes a pair of first gripper portions at positions facing each other and a pair of second gripper portions at positions facing each other (fifth invention). Furthermore, in the first to fifth inventions, the subsequent deck holding gripper is a hydraulic expansion device that expands the tube by the pressure of the liquid injected into the ring-shaped tube made of an elastic body and presses the tube against the well wall. A gripper of the formula is preferable (sixth invention). When such a hydraulic expansion gripper is used, a pressing force can be transmitted evenly to the entire well wall with a space-saving configuration, and a low surface pressure that does not disturb the well wall can be maintained.
[0014]
  Next, the receding method of the shaft tunnel excavator according to the seventh invention is the above-mentioned2A method for retreating a shaft tunnel excavator according to any of the inventions to 6th invention,
(A) a first step of shrinking the subsequent deck holding gripper in a state where the excavator main body is held on a pit wall by the main body holding gripper;
(B) a second step of holding the subsequent deck on the pit wall by the subsequent deck holding gripper after the level adjusting jack is extended to retract the subsequent deck;
(C) A third step of moving the excavator main body backward while separating the main body holding gripper from the pit wall and contracting the level adjustment jack in a state where the subsequent deck is held on the pit wall.
It is characterized by providing.
[0015]
According to the present invention, even when the tunnel excavator is moved backward (raised) for some face work such as cutter replacement, the leveling jack is contracted while the weight of the subsequent deck is held by the gripper for holding the subsequent deck. Thus, the excavator body can be moved backward, and the subsequent deck can be moved backward by extending the level adjustment jack while holding the weight of the excavator body with the gripper for holding the main body. Therefore, the load of the main body holding gripper for holding the excavator main body against the pit wall can be reduced, and the excavator main body can be retreated more safely against sliding.
[0016]
  The shaft tunnel excavator retreating method according to the eighth invention is the same as that according to the fifth invention.A method of retreating a shaft tunnel excavator,
(A) a first step of shrinking the subsequent deck holding gripper in a state where the excavator main body is held on a pit wall by the main body holding gripper;
(B) a second step of holding the subsequent deck on the pit wall by the subsequent deck holding gripper after the level adjusting jack is extended to retract the subsequent deck;
(C) A third step of moving the excavator main body backward while separating the main body holding gripper from the pit wall and contracting the level adjustment jack in a state where the subsequent deck is held on the pit wall.
With
  The retraction of the excavator body in the third step is performed by the first gripper portion.This is done by moving the second gripper portion backward while pressing against the pit wall.Retraction and the second gripper partIs performed by moving the first gripper portion rearward in a state where it is pressed against the pit wallRetreat andTheAlternating rowsBy lineBe calledIt is characterized by this.
  According to the present invention,It is possible to reduce the time for the tunnel excavator to move backward. It is also possible to retract the excavator body using the first gripper part and the second gripper part at the same time, but in this case as well, the first gripper part or the second gripper part can be used when replacing the gripper. One of these should always be pressed against the pit wall to support the weight of the excavator body. This is because the weight of the excavator main body is safer to support with the gripper of the excavator main body having a higher holding capacity than to be supported with the gripper for holding the subsequent deck.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of a shaft tunnel excavator and its retreating method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vertical tunnel excavator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. Further, FIG. 3 shows a BB sectional view (a) and a CC sectional view (b) of FIG.
[0019]
A vertical shaft tunnel excavator 1 according to this embodiment includes an excavator body 3 having a cutter head 2 at a front portion (lower portion), and a subsequent deck 4 disposed behind (upward) the excavator body 3. It is configured. The excavator body 3 includes a rectangular tube-shaped main beam 5 provided along the tunnel axis, and a cutter head support 6 is fixed to a front portion of the main beam 5. The cutter head 2 is rotatably mounted. A cutter head driving motor 7 is mounted on the cutter head support 6, and the cutter head 2 is driven to rotate by driving the cutter head driving motor 7 to excavate the face. The excavated earth and sand are transported toward the ground (upward) by transport means such as a pneumatic transport means (not shown).
[0020]
On the outer periphery of the main beam 5, a pair of side support and grippers (hereinafter referred to as “first gripper portions”) 8 that are opposed to each other with the main beam 5 interposed therebetween, and the first gripper portion 8. A pair of side supports and grippers (hereinafter referred to as “second gripper portions”) 9 that are also opposed to each other with the main beam 5 interposed therebetween are mounted at positions shifted by 90 ° in phase, and these first gripper portions. A main body holding gripper 10 is configured by the 8 and the second gripper portion 9.
[0021]
The first gripper portion 8 includes a curved plate-like shoe 11 pressed against a well wall, and one end portion pivotally attached to the main beam 5 and the other end portion pivotally attached to the shoe 11. The four support jacks 12 are arranged so as to intersect the support jacks 12, one end portion is pivotally attached to the main beam 5 and the other end portion is pivotally attached to the shoe 11. And two thrust jacks 13 arranged in a shape. Here, the support jack 12 is pivotally attached to the left and right of the front part of the main beam 5 and to the left and right of the rear part of the main beam 5, and the end of the rod side is the end of the cylinder side. It is arrange | positioned so that it may be located back (upper) with respect to the above, and it is pivotally attached to the rear part of the said shoe 11. FIG. On the other hand, the thrust jack 13 is located outside the support jack 12 in a front view, and the cylinder side ends are pivotally attached to the left and right of the rear part of the main beam 5, respectively, and the rod end The portion is disposed so as to be positioned forward (downward) with respect to the end portion on the cylinder side, and is pivotally attached to the front portion of the shoe 11.
[0022]
On the other hand, the second gripper portion 9 includes a curved plate-like shoe 14 pressed against the well wall, and one end portion pivotally attached to the main beam 5 and the other end portion pivotally attached to the shoe 14. In the front view, the four support jacks 15 are arranged so as to intersect the support jacks 15, and one end portion is pivotally attached to the main beam 5 and the other end portion is pivotally attached to the shoe 14. And two thrust jacks 16 arranged in a C-shape. Here, the support jack 15 is pivotally attached to the left and right of the front portion of the main beam 5 and the left and right of the rear portion of the main beam 5, and the end of the rod side is the end of the cylinder side. It arrange | positions so that it may be located back (upper) with respect to, and is pivotally attached to the rear part of the shoe 14. On the other hand, the thrust jack 16 is located outside the support jack 15 in a front view, and the cylinder side ends are pivotally attached to the left and right of the rear part of the main beam 5, respectively, and the rod end The portion is disposed so as to be positioned forward (downward) with respect to the end portion on the cylinder side, and is pivotally attached to the front portion of the shoe 14.
[0023]
A horizontally arranged deck plate 17 is fixed to the rear end (upper end) of the main beam 5. The subsequent deck 4 is supported above the deck plate 17 via a hydraulic jack 18 (hereinafter referred to as “level adjusting jack”) 18 for adjusting the level of the subsequent deck 4. Here, the level adjusting jack 18 is composed of four hydraulic jacks arranged at equal intervals in the circumferential direction as shown in FIG. 3 (b), and each hydraulic jack can be individually expanded and contracted. Thus, the subsequent deck 4 can be kept horizontal even during the direction control of the excavator body 3. 1 and 3, reference numeral 19 denotes a lock bolt hole punching device.
[0024]
The succeeding deck 4 includes a first deck 20, a second deck 21, a third deck 22, a fourth deck 23, a fifth deck including a deck plate 4a and a plurality of columns 4b standing on the deck plate 4a. The deck 24, the sixth deck 25, and the like are stacked in a hierarchical structure, and each deck has electrical and hydraulic equipment for driving the tunnel excavator 1, and also related to earth removal, support, and lining. Equipment etc. are installed. In the illustrated example, the first deck 20, the second deck 21, and the third deck 22 are used as materials and equipment storage areas, and a water tank 26 and a water pump for a subsequent deck holding gripper 31 described later on the third deck 22. 27, oil tanks 28, 29 and the like are mounted on the fourth deck 23 and the fifth deck 24, and a high voltage transformer 30 is mounted on the sixth deck 25, respectively.
[0025]
A succeeding deck holding gripper 31 is mounted on the deck plate 4 a of the first deck 20. The following deck holding gripper 31 injects a liquid such as water into a ring-shaped tube 31a made of an elastic body (for example, rubber), expands the tube 31a by the pressure of the liquid, and presses it against the well wall, thereby It is configured to hold the weight of the subsequent deck 4. When such a hydraulic expansion gripper is used, it is possible to transmit a pressing force evenly to the entire well wall with a space-saving configuration and to maintain a low surface pressure without disturbing the well wall. .
[0026]
Next, excavation work by the tunnel excavator 1 having the above-described configuration will be described.
[0027]
At the time of excavation, with the subsequent deck holding gripper 31 contracted, each support jack 12 of the first gripper portion 8 is extended to press the shoe 11 against the well wall, and each support jack 15 of the second gripper portion 9 is The main beam 5 is held against the well wall by extending the shoe 14 against the well wall.
[0028]
In this state, when the thrust jack 13 of the first gripper portion 8 and the thrust jack 16 of the second gripper portion 9 are contracted at the same time, the main beam 5 moves forward to generate a propulsive force, and the main beam 5 The face is excavated by the cutter head 2 mounted in front of the head. When the thrust jacks 13 and 16 are contracted, the support jacks 12 and 15 are controlled to extend in accordance with the contraction of the thrust jacks 13 and 16 while maintaining the pressing force against the well wall by the shoes 11 and 14. .
[0029]
Next, when the thrust jacks 13 and 16 are contracted to the maximum stroke position, first, the support jack 15 of the second gripper part 9 is contracted to separate the shoe 14 from the well wall, and in this state, the second gripper part 9 The thrust jack 16 is extended to move the shoe 14 forward. Subsequently, the support jack 15 of the second gripper portion 9 is extended again, and the shoe 14 is pressed against the well wall to hold the main beam 5 against the well wall.
[0030]
Next, this time, the support jack 12 of the first gripper portion 8 is contracted to separate the shoe 11 from the well wall. In this state, the thrust jack 13 of the first gripper portion 8 is extended to move the shoe 11 forward. . Subsequently, the support jack 12 of the first gripper portion 8 is extended again and the shoe 11 is pressed against the pit wall to complete the refilling. In this way, excavation work is progressed sequentially.
[0031]
When the direction of the tunnel excavator 1 of this embodiment is controlled, the extension amounts of the support jack 12 and the thrust jack 13 of the first gripper portion 8 and the support jack 15 and the thrust jack 16 of the second gripper portion 9 are adjusted. Thus, as shown in FIG. 4, the cutter head 2 and the cutter head support 6 are inclined at a predetermined angle with respect to the well wall. At this time, the succeeding deck 4 is always kept horizontal by controlling the level adjustment jack 18 so that the succeeding deck 4 does not swing due to the swinging of the excavator body 3. By doing in this way, even when the excavator body 3 is tilted for direction control, it is possible to prevent the upper stage portion of the succeeding deck 4 from interfering with the pit wall, thereby affecting the rear work. It can be prevented in advance.
[0032]
Next, a procedure for retreating when the tunnel excavator 1 needs to be retreated (raised) for some face work as in the case of exchanging the cutter mounted on the cutter head 2 will be described with reference to FIG. Description will be made with reference to FIG.
[0033]
First, as shown in FIG. 5, the subsequent deck holding gripper 31 is contracted (arrow P)._B) Each support jack 12 of the first gripper portion 8 is extended to press the shoe 11 against the well wall (arrow Q)_A) And the support jacks 15 of the second gripper section 9 are extended to push the shoe 14 against the well wall (arrow R)._A) The excavator body 3 starts to move backward from the excavation stop state in which the main beam 5 is held against the pit wall.
[0034]
In this backward movement, as shown in FIG. 6, the level adjusting jack 18 is extended to cause the subsequent deck 4 to move backward by one stroke p (arrow S), and after this backward movement, the subsequent deck holding gripper 31 is extended. The tube (shoe) 31a is pressed against the well wall (arrow P_A), The subsequent deck 4 is fixed to the pit wall.
[0035]
Next, as shown in FIG. 7, the excavator body 3 is retracted by one stroke p while the level adjustment jack 18 is contracted in a state where the subsequent deck 4 is fixed to the pit wall (arrow T). The retreat of the excavator main body 3 is performed by using any one of the main body holding grippers 10 (second gripper portion 9 in the present embodiment). That is, while the support jacks 12 of the first gripper portion 8 are extended and the shoe 11 is pressed against the well wall, the support jack 15 of the second gripper portion 9 is contracted to release the shoe 14 from the well wall (arrow R)._BIn this state, the thrust jack 16 of the second gripper portion 9 is contracted to move the shoe 14 backward. Subsequently, the support jack 15 of the second gripper portion 9 is extended again, and the shoe 14 is pressed against the well wall to hold the main beam 5 against the well wall.
[0036]
Thus, as shown in FIG. 8, each support jack 12 of the first gripper portion 8 is extended (arrow Q)._A) And the support jacks 15 of the second gripper section 9 are extended (arrow R)._A), The excavator body 3 is held on the pit wall by four grippers. Thereafter, the subsequent deck holding gripper 31 is contracted (arrow P)._B), The level adjustment jack 18 is extended, and the subsequent deck 4 is moved backward by one stroke p (arrow S).
[0037]
Next, as shown in FIG. 9, the trailing deck holding gripper 31 is extended and its tube (shoe) 31a is pressed against the pit wall (arrow P)._A), The subsequent deck 4 is fixed to the pit wall. Then, the excavator body 3 is moved backward by one stroke p while the level adjustment jack 18 is contracted (arrow T). In this retreat, the support jacks 15 of the second gripper portion 9 are extended and the shoes 14 are pressed against the well wall, while the support jacks 12 of the first gripper portion 8 are contracted to separate the shoe 11 from the well wall (arrows). Q_BIn this state, the thrust jack 13 of the first gripper portion 8 is contracted to move the shoe 11 backward. Subsequently, the support jack 12 of the first gripper portion 8 is extended again, and the shoe 11 is pressed against the well wall to hold the main beam 5 against the well wall.
[0038]
Thus, according to the present embodiment, when the excavator main body 3 is moved backward, the excavator main body 3 is moved by the first gripper portion 8 or the second gripper portion 9 of the main body holding gripper 10. Therefore, the weight of the excavator body 3 is not added to the subsequent deck holding gripper 31. Further, since the weight of the succeeding deck 4 is not applied to the excavator main body 3, the load on the main body holding gripper 10 is reduced, and the excavator main body 3 can be retreated more safely against sliding.
[0039]
Moreover, according to the tunnel excavator 1 of the present embodiment, the excavator body 3 has a simple structure that does not have a front support, a rear support, and the like, so that the length of the tunnel excavator is significantly shortened. Therefore, there is an advantage that the tunnel excavator can have a small and simple structure.
[0040]
In the present embodiment, when the tunnel excavator 1 is moved backward, the first gripper portion 8 and the second gripper portion 9 of the main body holding gripper 10 are alternately operated. The first gripper portion 8 and the second gripper portion 9 can be operated simultaneously.
[0041]
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a vertical tunnel excavator according to the second embodiment of the present invention.
[0042]
In the shaft tunnel excavator 1A of the present embodiment, the subsequent deck 4A does not have the subsequent deck holding gripper 31 in the first embodiment. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Accordingly, the same reference numerals are given to the parts common to the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
[0043]
In the present embodiment, since the gripper 31 for holding the subsequent deck is not provided, the weights of both the excavator main body 3 and the subsequent deck 4 are supported by the main body holding gripper 10 when the tunnel excavator 1A moves backward. Therefore, the load applied to the main body holding gripper 10 is larger than that of the first embodiment.
[0044]
FIG. 11 shows a longitudinal sectional view of a vertical tunnel excavator according to the third embodiment of the present invention.
[0045]
In the shaft tunnel excavator 1B of the present embodiment, the trunk portion of the excavator body 3B is divided into the cutter shield 40, the telescopic shield 41, and the gripper shield 42, and the gripper shield 42 is not illustrated with respect to the cutter shield 40. It is provided to be slidable back and forth through a thrust jack. The cutter shield 40 is provided with a front support 43, and the gripper shield 42 is provided with a main gripper 44. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Accordingly, the same reference numerals are given to the parts common to the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
[0046]
According to the shaft excavator 1B of this embodiment, the face is excavated by the cutter head 2 by extending the thrust jack while the main gripper 44 is extended and the gripper shield 42 is fixed to the pit wall. . When the thrust jack reaches the maximum stroke, the main gripper 44 is contracted, and the front support 43 is extended to fix the cutter shield 40 to the pit wall. In this state, the thrust jack is contracted to perform reordering. Is called.
[0047]
According to the structure of the excavator body 3B of this embodiment, the trunk of the excavator body 3B is longer than that of the first embodiment, but the same effects as those of the first embodiment can be obtained. it can.
[0048]
FIG. 12 shows a longitudinal sectional view (a) and a DD sectional view (b) of a vertical tunnel excavator according to the fourth embodiment of the present invention.
[0049]
In the vertical shaft tunnel excavator 1C of the present embodiment, the excavator body 3 and the subsequent deck 4 have the same structure as that of the first embodiment, but the level at which the excavator body 3 and the subsequent deck 4 are connected to each other. The adjusting jack 18A is configured by a lattice type jack in which adjacent jacks are arranged in a substantially C shape. In the present embodiment, six level adjustment jacks 18A are provided. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Accordingly, the same reference numerals are given to the parts common to the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
[0050]
According to the tunnel excavator 1C for shafts of this embodiment, in addition to the original function of the level adjustment jack, the level of the lattice type is also used when the excavator body 3 rolls around the propulsion direction by the excavation torque reaction force. By adjusting the amount of expansion / contraction of the adjustment jack 18 </ b> A, the rolling of the excavator body 3 can be prevented from reaching the subsequent deck 4. The rolling correction of the rolled excavator body 3 is performed not by the level adjustment jack 18A but by the thrust jacks 13 and 16 arranged in a lattice shape. However, if there is a sufficient margin for the holding ability by the subsequent deck holding gripper. It is also possible to use a lattice type level adjustment jack 18A.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shaft tunnel excavator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 (a) and a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3 (b).
FIG. 4 is a diagram illustrating a position of a subsequent deck at the time of direction control.
FIG. 5 is an explanatory diagram (1) of a backward movement procedure;
FIG. 6 is an explanatory diagram (2) of a backward movement procedure.
FIG. 7 is an explanatory diagram (3) of a backward movement procedure;
FIG. 8 is an explanatory diagram (4) of the reverse procedure.
FIG. 9 is an explanatory diagram (5) of a backward movement procedure;
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a shaft tunnel excavator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a shaft tunnel excavator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view (a) and a DD sectional view (b) of a vertical tunnel excavator according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,1A, 1B, 1C Tunnel excavator for shaft
2 Cutter head
3,3B excavator body
4,4A Subsequent deck
5 Main beam
8 First gripper
9 Second gripper
10 Gripper for holding the body
11,14 shoe
12,15 Support jack
13,16 Thrust jack
18,18A Level adjustment jack
31 Gripper for holding the subsequent deck

Claims

(A) an excavator body having a cutter head for excavating a natural ground, and a main body holding gripper that presses against the pit wall and takes a reaction force from the pit wall; and (b) a hierarchy disposed above the excavator body. With a subsequent deck of structure,
A tunnel excavator for shafts, wherein the succeeding deck is provided with a gripper for retaining the succeeding deck with respect to the well wall.

2. The tunnel excavation for shafts according to claim 1, wherein the excavator body and the subsequent deck are connected to each other by level adjusting jacks arranged at a plurality of positions in the circumferential direction in order to adjust the level of the subsequent deck. Machine.

3. The tunnel excavator for shafts according to claim 2, wherein the level adjusting jack is a lattice type jack in which adjacent jacks are arranged in a substantially C shape.

The main body holding gripper includes a shoe pressed against a well wall, a support jack having one end pivotally attached to a main beam supporting the cutter head and the other end pivotally attached to the shoe, and the support jack. A thrust jack that is arranged so as to intersect with the main beam and has one end pivotally attached to the main beam and the other end pivotally attached to the shoe. Tunnel excavator for vertical shafts.

The shaft tunnel excavator according to any one of claims 1 to 4, wherein the main body holding gripper includes a pair of first gripper portions at positions facing each other and a pair of second gripper portions at positions facing each other. .

The gripper for holding the subsequent deck is a hydraulic expansion gripper that expands the tube by the pressure of the liquid injected into the ring-shaped tube made of an elastic body and presses the tube against the well wall. A tunnel excavator for shafts as described in Crab.

A method for retreating a shaft tunnel excavator according to any one of claims 2 to 6,
(A) a first step of shrinking the subsequent deck holding gripper in a state where the excavator main body is held on a pit wall by the main body holding gripper;
(B) a second step of extending the level adjusting jack to retract the succeeding deck and then retaining the succeeding deck on the well wall by the succeeding deck holding gripper; and (c) the succeeding deck on the well wall. A retracting method for a tunnel excavator for shafts, comprising a third step of moving the excavator main body backward while separating the main body holding gripper from the well wall and contracting the level adjustment jack in a held state. .

A method for retreating a shaft tunnel excavator according to claim 5,
(A) a first step of shrinking the subsequent deck holding gripper in a state where the excavator main body is held on a pit wall by the main body holding gripper;
(B) a second step of extending the level adjusting jack to retract the succeeding deck and then retaining the succeeding deck on the well wall by the succeeding deck holding gripper; and (c) the succeeding deck on the well wall. A third step of moving the excavator body backward while releasing the main body holding gripper from the pit wall and contracting the level adjustment jack in a held state;
The retreat of the excavator body in the third step is performed by moving the second gripper portion backward while the first gripper portion is pressed against the well wall, and the second gripper portion is moved to the well wall. A method for retreating a tunnel excavator for shafts, wherein the retreat is performed by alternately performing retreat performed by moving the first gripper portion backward while being pressed against the shaft.