(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転して地山を掘削するカッタヘッドと、このカッタヘッドを支持するカッタヘッドサポートと、このカッタヘッドサポートの周囲のうち、少なくともカッタヘッドサポートの上方を保護するルーフサポートと、このルーフサポートを地山側に出退させるジャッキ部とを備えたトンネルボーリングマシンであって、
前記カッタヘッドサポートとルーフサポートとの間には、地山からルーフサポートに土圧が作用して、このルーフサポートが前記ジャッキ部の押付力に抗して退避するのを防止するストッパを設けたことを特徴とするトンネルボーリングマシン。
【請求項２】
請求項１記載のトンネルボーリングマシンにおいて、
前記ストッパは、前記カッタヘッドサポートに設けられた第１受部と、前記ルーフサポートに設けられた第２受部と、これら第１受部と第２受部とのうちの一方に設置され、伸縮可能でかつ伸張することによって他方を押圧する押圧ジャッキとを備えていることを特徴とするトンネルボーリングマシン。
【請求項３】
請求項１記載のトンネルボーリングマシンにおいて、
前記ストッパは、前記カッタヘッドサポートに設けられて、上端部に前記カッタヘッドの軸方向に対して傾斜する第１傾斜面が形成された第１支持部と、
前記ルーフサポートに設けられて、下端部にカッタヘッドの軸方向に対して傾斜し、かつ、第１傾斜面と反対側に傾斜する第２傾斜面が形成された第２支持部と、
前記第１傾斜面と第２傾斜面との間に挿脱可能に挿入される楔部と、
この楔部をカッタヘッドの軸方向に移動させる駆動部とを備えていることを特徴とするトンネルボーリングマシン。
【請求項４】
回転して地山を掘削するカッタヘッドと、このカッタヘッドを支持するカッタヘッドサポートと、このカッタヘッドサポートの周囲のうち、カッタヘッドサポートの上方を保護するルーフサポートと、前記カッタヘッドサポートの側方を保護するサイドサポートと、前記カッタヘッドサポートの下方を保護するバーチカルサポートと、前記ルーフサポートを地山側に出退させるジャッキ部とを備えたトンネルボーリングマシンであって、
地山からルーフサポートに土圧が作用して、このルーフサポートが前記ジャッキ部の押付力に抗して退避するのを防止するストッパが設けられており、
このストッパは、
前記ルーフサポートと前記サイドサポートが、ボルトが並んで２本入る程度の大きさを有する複数の凹所が側縁に形成された第１接続部材によって接続されるとともに、前記サイドサポートとバーチカルサポートが、ボルトが並んで２本入る程度の大きさを有する複数の凹所が側縁に形成された第２接続部材によって接続されて構成されていることを特徴とするトンネルボーリングマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルボーリングマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８，図９に示すように、オープン型のトンネルボーリングマシン１（以下、ＴＢＭ１という）は、カッタヘッド２を支持するカッタヘッドサポート３の上方にルーフサポート４を備え、さらに側方にサイドサポート９、下方にバーチカルサポート１０を備えている。これらは、地山の掘削時における振動の抑制や周辺の地山からの土砂または岩石の崩落からカッタヘッドサポート３を保護する役割を果たしており、トンネル支保工の設計基準に基づいて設計されている。
ところで、ＴＢＭ１が不良地山に遭遇すると、ＴＢＭ１による掘削が困難となるため、ＴＢＭ１を一旦停止させてＴＢＭ１周囲の地山に改良工事等を施し、地山を安定させてから再掘進を行う。このＴＢＭ１の停止中に、地山に緩みが発生し、ルーフサポート４には設計基準を越えた土圧がかかることがある。その場合、ルーフサポート４を地山に押しつけているジャッキ部５がその土圧に耐えきれなくなり、ジャッキ部５の油圧配管に取り付けられているリリーフバルブから作動油が逃げることによってルーフサポート４は地山から退避する。
ルーフサポート４が退避すると、再掘進するためにある程度ＴＢＭ１を後退させる際に、カッタヘッド２がルーフサポート４上の土砂等に引っかかって後退できなくなるという問題が発生するため、ルーフサポート４上の土砂等を除去していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ルーフサポートが土圧によって地山から退避するたびにルーフサポート上の土砂等を除去するのは施工効率が悪く、施工コストが増大する。
そこで、ルーフサポートの退避を防止するために、ジャッキ部を大きくしてルーフサポートの接地圧をさらに上げることが考えられるが、カッタヘッドサポートとルーフサポートとの間は狭いため、ジャッキ部を大きくすることは困難である。また、オープン型のＴＢＭによる地山の掘削工事においては、上述のような不良地山の区間は非常に短いため、その短い区間の不良地山のためにジャッキ部を大きくすることは経済的ではなかった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、ルーフサポートを支持するジャッキを大きくすることなく、不良地山において大きな土圧を受けてもルーフサポートの退避を防止できる経済性に優れたトンネルボーリングマシンを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば、図１〜図５に示すように、回転して地山を掘削するカッタヘッド２と、このカッタヘッドを支持するカッタヘッドサポート３と、このカッタヘッドサポートの周囲のうち、少なくともカッタヘッドサポートの上方を保護するルーフサポート４と、このルーフサポートを地山側に出退させるジャッキ部５とを備えたトンネルボーリングマシン１ａ，１ｂであって、前記カッタヘッドサポートとルーフサポートとの間には、地山からルーフサポートに土圧が作用して、このルーフサポートが前記ジャッキ部の押付力に抗して退避するのを防止するストッパ６，７を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、カッタヘッドサポートとルーフサポートとの間には、地山からルーフサポートに土圧が作用して、このルーフサポートがジャッキ部の押付力に抗して退避するのを防止するストッパが設けられているので、ルーフサポートは、ジャッキ部に加えてストッパによっても支持される。よって、トンネルボーリングマシンが不良地山に遭遇して掘削を一旦停止した際に、地山に緩みが発生し、ルーフサポートに設計基準を越える土圧がかかっても、ジャッキ部とストッパの支持力によって、ルーフサポートが地山から退避するのを防止できる。また、ストッパを設けることにより、ルーフサポートを支持するジャッキ部を大きくする必要がないので、経済性に優れたトンネルボーリングマシンを提供できる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、請求項１記載のトンネルボーリングマシン１ａにおいて、前記ストッパ６は、前記カッタヘッドサポートに設けられた第１受部６ａと、前記ルーフサポートに設けられた第２受部６ｂと、これら第１受部と第２受部とのうちの一方に設置され、伸縮可能でかつ伸張することによって他方を押圧する押圧ジャッキ６ｃとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、ストッパは、第１受部と、第２受部と、押圧ジャッキとを備えているので、押圧ジャッキを伸張することで、ルーフサポートをジャッキ部に加えて押圧ジャッキによっても支持できる。また、押圧ジャッキは、カッタヘッドサポートに設けられた第１受部とルーフサポートに設けられた第２受部とによって支持されているので、カッタヘッドサポート及びルーフサポートの表面が曲面であっても確実に反力をとることができる。また、再掘進する際には、押圧ジャッキを縮めることでルーフサポートは容易に開放されるため、施工効率を高めることができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、例えば、図１，図４，図５に示すように、請求項１記載のトンネルボーリングマシン１ｂにおいて、前記ストッパ７は、前記カッタヘッドサポートに設けられて、上端部に前記カッタヘッドの軸方向に対して傾斜する第１傾斜面７ｅが形成された第１支持部７ａと、前記ルーフサポートに設けられて、下端部にカッタヘッドの軸方向に対して傾斜し、かつ、第１傾斜面と反対側に傾斜する第２傾斜面７ｆが形成された第２支持部７ｂと、前記第１傾斜面と第２傾斜面との間に挿脱可能に挿入される楔部７ｃと、この楔部をカッタヘッドの軸方向に移動させる駆動部７ｄとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、ストッパは、第１傾斜面が形成された第１支持部と、第２傾斜面が形成された第２支持部と、楔部と、駆動部とを備えているので、駆動部によって楔部を第１傾斜面と第２傾斜面との間に挿入することにより、ルーフサポートをジャッキ部に加えて第１支持部と第２支持部と楔部とによっても支持できる。また、楔部は第１傾斜面及び第２傾斜面の間に挿脱されるため、駆動部に大きな負荷をかけなくても楔部を挿脱でき、駆動部を小型化できる。さらに、駆動部は土圧を直接受けないので、楔部を挿脱するだけの駆動力を有しておればよく、駆動部を小型化できる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、例えば、図１，図６，図７に示すように、回転して地山を掘削するカッタヘッドと、このカッタヘッドを支持するカッタヘッドサポートと、このカッタヘッドサポートの周囲のうち、カッタヘッドサポートの上方を保護するルーフサポートと、前記カッタヘッドサポートの側方を保護するサイドサポートと、前記カッタヘッドサポートの下方を保護するバーチカルサポートと、前記ルーフサポートを地山側に出退させるジャッキ部とを備えたトンネルボーリングマシンであって、地山からルーフサポートに土圧が作用して、このルーフサポートが前記ジャッキ部の押付力に抗して退避するのを防止するストッパが設けられており、このストッパは、前記ルーフサポートと前記サイドサポートが、ボルトが並んで２本入る程度の大きさを有する複数の凹所が側縁に形成された第１接続部材によって接続されるとともに、前記サイドサポートとバーチカルサポートが、ボルトが並んで２本入る程度の大きさを有する複数の凹所が側縁に形成された第２接続部材によって接続されて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、ストッパは、ルーフサポートとサイドサポートを第１接続部材によって接続するとともに、サイドサポートとバーチカルサポートを第２接続部材によって接続することによって構成されている。これにより、ルーフサポート、サイドサポート、バーチカルサポートとが一体化され、ルーフサポートにかかる土圧は、これら各サポートの地山への押付力として分散される。
よって、トンネルボーリングマシンが不良地山に遭遇して掘削を一旦停止した際に、地山に緩みが発生し、ルーフサポートに設計基準を越える土圧がかかっても、一体化されたルーフサポート、サイドサポート、バーチカルサポートに土圧は分散され、ルーフサポートが地山から退避するのを防止できる。また、第１接続部材及び第２接続部材によって、ルーフサポート、サイドサポート、バーチカルサポートとが一体化されるので、ルーフサポートを支持するジャッキ部を大きくする必要がなく、経済性に優れたトンネルボーリングマシンを提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態のオープン型のトンネルボーリングマシン（以下、ＴＢＭという）について詳細に説明する。なお、上述の従来の技術で紹介したＴＢＭ１と同様の構成要素には同一符号を付して説明する。
〔第１の実施の形態〕
最初に、ＴＢＭの構成について説明する。
図１〜図３に示すように、ＴＢＭ１ａは、カッタヘッド２、カッタヘッドサポート３、ルーフサポート４、ジャッキ部５、ストッパ６、サイドサポート９、バーチカルサポート１０等を備えている。
【００１４】
カッタヘッド２は、地山を掘削するカッタ２ａを支持するとともに、ＴＢＭ１ａの前面の地山の崩壊を防ぐものであり、ＴＢＭ１ａの先端に取り付けられている。カッタヘッド２には、例えば、トリコンカッタやディスクカッタ等のカッタ２ａが複数備えられており、このカッタヘッド２及びカッタ２ａを回転させて地山を掘削する。
カッタヘッドサポート３は、カッタヘッド２が地山の土圧によって傾倒するのを防止するものであり、カッタヘッド２が地山に対向する面の裏面に設けられている。また、カッタヘッドサポート３には、ジャッキ部５やストッパ６が備えられている。
【００１５】
ルーフサポート４は、カッタヘッドサポート３の上方を保護するものであり、ジャッキ部５を介してカッタヘッドサポート３の上面に取り付けられている。ルーフサポート４は、例えば、長方形の鋼板を円弧形状に湾曲したものであり、その内面側には４ヶ所にジャッキ部５の一端が接続されている。
ジャッキ部５は、ルーフサポート４を地山側に出退させるものであり、例えば、汎用の油圧ジャッキが用いられ、カッタヘッドサポート３上に取り付けられている。ジャッキ部５の一端は、上述のようにルーフサポート４の内面側に取り付けられており、ジャッキ部５を伸縮することでジャッキ部５の一端と接続されたルーフサポート４が地山を押し付ける位置と地山への押し付けを開放する位置との間で移動可能になっている。
【００１６】
ストッパ６は、ＴＢＭ１ａが不良地山に遭遇した際に、緩んだ地山からの土圧によってルーフサポート４がジャッキ部５の押付力に抗して退避するのを防止するものであり、第１受部６ａ、第２受部６ｂ、押圧ジャッキ６ｃを備えている。
【００１７】
第１受部６ａは、カッタヘッドサポート３の上端部に、例えば、４ヶ所に設けられており、その上端部は鋼板や強化樹脂等が敷設されて水平となるように形成されている。上端部が水平にされているのは、押圧ジャッキ６ｃを鉛直方向に伸縮させるためである。
【００１８】
第２受部６ｂは、ルーフサポート４の内面側に、第１受部６ａに対向する位置に設けられており、その下端部は、鋼板や強化樹脂等が敷設されて水平となるように形成されている。下端部が水平にされているのは、押圧ジャッキ６ｃのピストンを正面で受け止めるためである。
【００１９】
押圧ジャッキ６ｃは、土圧によるルーフサポート４の退避を防止するものであり、例えば、ジャーナルジャッキが用いられ、第１受部６ａ上に設けられている。押圧ジャッキ６ｃは、ピストンが鉛直方向に伸縮するように配置されており、カッタヘッドサポート３とルーフサポート４とが最も離れた位置にあっても、押圧ジャッキ６ｃのピストンが伸びきる前にその先端が第２受部６ｂに当接するようになっている。なお、押圧ジャッキ６ｃは、第２受部６ｂに設けてもよい。
【００２０】
サイドサポート９は、カッタヘッドサポート２の側方を保護するものであり、ジャッキ部５１を介してカッタヘッドサポート３の側面に取り付けられている。サイドサポート９は、例えば、長方形の鋼板を円弧形状に湾曲したものであり、その内面側には４ヶ所にジャッキ部５１の一端が接続されている。
【００２１】
バーチカルサポート１０は、カッタヘッドサポート２の下方を保護するものであり、カッタヘッドサポート３の下面に取り付けられている。また、バーチカルサポート１０は、その後部に設けられた補助推進ジャッキ１１によりカッタヘッド２の軸方向に沿って移動可能であり、スラストジャッキ１３によるＴＢＭ１ａの推進の補助的な役割を担っている。バーチカルサポート１０は、例えば、長方形の鋼板を円弧形状に湾曲し、その側縁にその鋼板と同程度に湾曲された他の鋼板が設けられたものであり、その内面側には、例えば、４ヶ所に補助推進ジャッキ１１が備えられている。
【００２２】
ＴＢＭ１ａのその他の設備について説明すると、図１に示すように、カッタヘッド２の回転中心には、カッタヘッド２を前方に推進させるためのスラストジャッキ１３が接続されている。また、カッタヘッドサポート３は、メインビーム１４によって支持されており、カッタヘッドサポート３の後部には、必要に応じてセグメント等の支保工を組み付けるためのエレクタ１２が備えられている。ＴＢＭ１ａの後方には、スラストジャッキ１３を伸ばして掘進する際の反力を取るためのグリッパ１５が設けられており、さらに後方には掘削土砂を後続設備（図示しない）へ運搬するためのベルトコンベア１６が備えられている。
なお、後続設備には、ズリ出し設備や、油圧機器、電気機器等が搭載されている。
【００２３】
次に、ＴＢＭ１ａによる地山の掘削方法と、ＴＢＭ１ａが不良地山を通過する際のルーフサポート４の退避を防止する方法について説明する。
ＴＢＭ１ａで地山を掘削するには、ＴＢＭ１ａを掘削する位置に設置した後、グリッパ１５を地山の壁面に押し付けて反力を取り、カッタヘッド２及びカッタ２ａを回転させながらスラストジャッキ１３を伸ばしてＴＢＭ１ａ本体を推進する。次いで、所定の距離の掘削を完了した後、グリッパ１５のジャッキを収縮して地山の壁面への押し付けを解除するとともに、グリッパ１５をスラストジャッキ１３の収縮によりメインビーム１４に対して前進させることを繰り返し行い、連続的にトンネルを構築する。また、カッタヘッド２内に取り込まれた掘削土はベルトコンベア１６により後続設備を経由しズリトロや連続コンベアにより坑外へ搬出される。
【００２４】
ここで、良好な地山での掘削作業においては、地山が自立しているため、ルーフサポート４に土砂や岩石が崩落することはなく、ルーフサポート４に設計基準以上の土圧がかかることはないので、ルーフサポート４はジャッキ部５のみで支持できる。しかし、ＴＢＭ１ａが不良地山に遭遇すると、掘削が困難となり、ＴＢＭ１ａを一旦停止させてＴＢＭ１ａ周囲の地山を改良する。この時、ルーフサポート４には、設計基準以上の土圧がかかり、ジャッキ部５のみではルーフサポート４の地山からの退避を防止できない。そこで、押圧ジャッキ６ｃを伸ばし、ルーフサポート４をジャッキ部５と押圧ジャッキ６ｃとによって支持することにより、ルーフサポート４の地山からの退避を防止する。
【００２５】
本実施の形態によれば、不良地山に遭遇してＴＢＭ１ａを一旦停止させた場合に、ルーフサポート４に設計基準を越える土圧がかかっても、ジャッキ部５とストッパ６の支持力によって、ルーフサポート４が地山から退避するのを防止できる。また、ストッパ６を設けることにより、ルーフサポート４を支持するジャッキ部５を大きくする必要がないので、経済性に優れたＴＢＭ１ａを提供できる。
また、ストッパ６の押圧ジャッキ６ｃは、カッタヘッドサポート３に設けられた第１受部６ａとルーフサポート４に設けられた第２受部６ｂとによって支持されているので、カッタヘッドサポート３及びルーフサポート４の表面が曲面であっても確実に反力をとることができる。また、再掘進する際には、押圧ジャッキ６ｃを縮めることでルーフサポート４は容易に開放されるため、施工効率を高めることができる。
さらに、ルーフサポート４が地山から退避しなくなれば、従来のように再掘進する際にルーフサポート４上の土砂や岩石を除去する必要がなくなり、容易にＴＢＭ１ａを後退させることができる。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
図１，図４，図５は、本発明の第２の実施の形態を示すものである。図４，図５に示すＴＢＭ１ｂが図２，図３に示したＴＢＭ１ａと異なる点は、ストッパ６をストッパ７に変更した点であるので、以下では、ストッパ７について説明し、その他の共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４，図５に示すように、ストッパ７は、ストッパ６と同様、ＴＢＭ１ｂが不良地山を通過する際に、地山からの土圧によってルーフサポート４がジャッキ部５の押付力に抗して退避するのを防止するものであり、第１支持部７ａ、第２支持部７ｂ、楔部７ｃ、駆動部７ｄを備えている。
【００２８】
第１支持部７ａは、カッタヘッドサポート３の上面に、例えば、４ヶ所に設けられており、その上端部にはカッタヘッド２の軸方向に対して傾斜する第１傾斜面７ｅが形成されている。また、第１傾斜面７ｅには、楔部７ｃとの接触による摩耗を防ぐために、例えば、耐摩耗性を有する強化樹脂等が敷設されている。
【００２９】
第２支持部７ｂは、ルーフサポート４の内面側に、第１支持部７ａに対向する位置に設けられており、その下端部には、カッタヘッド２の軸方向に対して傾斜し、かつ、第１傾斜面７ｅと反対側に傾斜する第２傾斜面７ｆが形成されている。また、第２傾斜面７ｆには、楔部７ｃとの接触による摩耗を防ぐために、例えば、耐摩耗性を有する強化樹脂等が敷設されている。
【００３０】
楔部７ｃは、第１支持部７ａと第２支持部７ｂとの間に挿脱可能に挿入することで、土圧によるルーフサポート４の退避を防止するものであり、例えば、鋼や強化樹脂等を四角錘台状に形成したものである。楔部７ｃは、駆動部７ｄであるジャッキのピストンの先端に取り付けられており、ピストンを伸ばすことで第１支持部７ａと第２支持部７ｂとの間に挿入される。
【００３１】
駆動部７ｄは、楔部７ｃを第１支持部７ａと第２支持部７ｂとの間に挿脱可能に挿入するための動力であり、二本のピストンを備え、互いが相反する方向に伸縮可能なジャッキが用いられている。このジャッキは、二本のピストンが伸びきる前にそれぞれの端部に設けられた楔部７ｃが第１支持部７ａと第２支持部７ｂとの間に挿入されるようになっている。なお、駆動部７ｄは、上述のジャッキに限らず、各支持部ごとに１つずつジャッキを設けてもよい。
【００３２】
次に、ＴＢＭ１ｂが不良地山を通過する際のルーフサポート４の退避を防止する方法について説明する。なお、ＴＢＭ１ｂによる地山の掘削方法は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
ＴＢＭ１ｂが、不良地山に遭遇すると、掘削が困難となり、ＴＢＭ１ｂを一旦停止させてＴＢＭ１ｂ周囲の地山を改良する。この時、ルーフサポート４には、設計基準以上の土圧がかかり、ジャッキ部５のみではルーフサポート４の地山からの退避を防止できない。そこで、二本のピストンを備え、相反する方向に伸縮可能なジャッキの両方のピストンを伸ばし、両ピストンの端部に設けられた楔部７ｃをそれぞれに対応する第１支持部７ａと第２支持部７ｂとの間に挿入する。これにより、ルーフサポート４はジャッキ部５と、第１支持部７ａと第２支持部７ｂと楔部７ｃとによって形成されたストッパ７とによって支持されることとなり、ルーフサポート４の地山からの退避を防止する。
【００３３】
本実施の形態によれば、ルーフサポート４は、ジャッキ部５以外に第１支持部７ａと第２支持部７ｂと楔部７ｃとによって形成されたストッパ７によって支持することが可能なため、不良地山に遭遇してＴＢＭ１ｂを一旦停止させた場合に、ルーフサポート４に設計基準を越える土圧がかかっても、ジャッキ部５とストッパ７の支持力によって、ルーフサポート４が地山から退避するのを防止できる。また、ストッパ７を設けることにより、ルーフサポート４を支持するジャッキ部５を大きくする必要がないので、経済性に優れたＴＢＭ１ｂを提供できる。
さらに、ルーフサポート４が地山から退避しなくなれば、従来のように再掘進する際にルーフサポート４上の土砂や岩石を除去する必要がなくなり、容易にＴＢＭ１ｂを後退させることができる。
また、楔部７ｃは、第１傾斜面７ｅ及び第２傾斜面７ｆの間に挿脱されるため、駆動部７ｄに大きな負荷をかけなくても楔部７ｃを挿脱でき、駆動部７ｄを小型化できる。さらに、駆動部７ｄは土圧を直接受けないので、楔部７ｃを挿脱するだけの駆動力を有しておればよく、駆動部７ｄを小型化できる。
【００３４】
〔第３の実施の形態〕
図１，図６，図７は、本発明の第３の実施の形態を示すものである。図６，図７に示すＴＢＭ１ｃが図２，図３に示したＴＢＭ１ａと異なる点は、ストッパ６をストッパ８に変更した点であるので、以下では、ストッパ８について説明し、その他の共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
ストッパ８は、ストッパ６と同様、ＴＢＭ１ｃが不良地山を通過する際に、地山からの土圧によってルーフサポート４がジャッキ部５の押付力に抗して退避するのを防止するものであり、第１接続部材８ａ、第２接続部材８ｂを備えている。
第１接続部材８ａは、ルーフサポート４とサイドサポート９とを接続するものであり、例えば、鋼板から形成されている。この第１接続部材８ａの長尺側の側縁には、ボルトが並んで２本入る程度の大きさを有する複数の凹所８ｃが形成されており、その凹所８ｃを介してルーフサポート４とサイドサポート９とがボルトにて接続される。また、第１接続部材８ａは、ルーフサポート４及びサイドサポート９の内面上に設けられた接続部８ｄを介して取り付けられている。なお、接続部８ｄは、例えば、ボルトの螺合孔が形成された鋼や樹脂等から形成されている。
第２接続部材８ｂは、サイドサポート９とバーチカルサポート１０とを接続するものであり、その構造は第１接続部材８ａと同様であるため、図中に同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
次に、ＴＢＭ１ｃが不良地山を通過する際のルーフサポート４の退避を防止する方法について説明する。なお、ＴＢＭ１ｃによる地山の掘削方法は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
ＴＢＭ１ｃが、不良地山に遭遇すると、掘削が困難となり、ＴＢＭ１ｃを一旦停止させてＴＢＭ１ｃ周囲の地山を改良する。この時、ルーフサポート４には、設計基準以上の土圧がかかり、ジャッキ部５のみではルーフサポート４の地山からの退避を防止できない。そこで、ルーフサポート４とサイドサポート９とを第１接続部材８ａで接続し、サイドサポート９とバーチカルサポート１０とを第２接続部材８ｂで接続する。これにより、カッタヘッドサポート３の周囲を保護する各サポートは一体化され、ルーフサポート４に設計基準以上の土圧がかかっても、その土圧はサイドサポート９及びバーチカルサポート１０に分散され、ルーフサポート４の地山からの退避を防止する。
【００３７】
本実施の形態によれば、ルーフサポート４、サイドサポート９、バーチカルサポート１０とが第１接続部材８ａ及び第２接続部材８ｂによって一体化されるので、ルーフサポート４にかかる土圧は、これら各部分の地山の押付力に分散され、ルーフサポート４に局所的な土圧がかかることがなく、ルーフサポート４が地山から退避するのを防止できる。また、ストッパ８によって、ルーフサポート４、サイドサポート９、バーチカルサポート１０とが一体化されるので、ルーフサポート４を支持するジャッキ部５を大きくする必要がなく、経済性に優れたＴＢＭ１ｃを提供できる。
さらに、ルーフサポート４が地山から退避しなくなれば、従来のように再掘進する際にルーフサポート４上の土砂や岩石を除去する必要がなくなり、容易にＴＢＭ１ｃを後退させることができる。
【００３８】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例に過ぎず、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、ジャッキの種類、楔部の挿脱構造、第１接続部材及び第２接続部材の形状、ルーフサポート、サイドサポート、バーチカルサポート間の接続構造等は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で設計変更が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、トンネルボーリングマシンが不良地山に遭遇して掘削を一旦停止した際に、地山に緩みが発生し、ルーフサポートに設計基準を越える土圧がかかっても、ジャッキ部とストッパの支持力によって、ルーフサポートが地山から退避するのを防止できる。また、ストッパを設けることにより、ルーフサポートを支持するジャッキ部を大きくする必要がないので、経済性に優れたトンネルボーリングマシンを提供できる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、ルーフサポートが地山から退避するおそれのあるときは、押圧ジャッキを伸張することで、ルーフサポートをジャッキ部に加えて押圧ジャッキによっても支持できる。また、押圧ジャッキは、カッタヘッドサポートに設けられた第１受部とルーフサポートに設けられた第２受部とによって支持されているので、カッタヘッドサポート及びルーフサポートの表面が曲面であっても確実に反力をとることができる。また、再掘進する際には、押圧ジャッキを縮めることでルーフサポートは容易に開放されるため、施工効率を高めることができる。
【００４１】
請求項３記載の発明によれば、駆動部によって楔部を第１傾斜面と第２傾斜面との間に挿入することにより、ルーフサポートをジャッキ部に加えて第１支持部と第２支持部と楔部とによっても支持できる。また、楔部は第１傾斜面及び第２傾斜面の間に挿脱されるため、駆動部に大きな負荷をかけなくても楔部を挿脱でき、駆動部を小型化できる。さらに、駆動部は土圧を直接受けないので、楔部を挿脱するだけの駆動力を有しておればよく、駆動部を小型化できる。
【００４２】
請求項４記載の発明によれば、ルーフサポート、サイドサポート、バーチカルサポートとが一体化され、ルーフサポートにかかる土圧は、これら各サポートの地山への押付力として分散されるため、トンネルボーリングマシンが不良地山に遭遇して掘削を一旦停止した際に、地山に緩みが発生し、ルーフサポートに設計基準を越える土圧がかかっても、ルーフサポートが地山から退避するのを防止できる。また、第１接続部材及び第２接続部材によって、ルーフサポート、サイドサポート、バーチカルサポートとが一体化されるので、ルーフサポートを支持するジャッキ部を大きくする必要がなく、経済性に優れたトンネルボーリングマシンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトンネルボーリングマシンを説明するための側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のトンネルボーリングマシンを説明するための縦断面図である。
【図３】上記実施の形態におけるトンネルボーリングマシンを説明するための側面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のトンネルボーリングマシンを説明するための縦断面図である。
【図５】上記実施の形態におけるトンネルボーリングマシンを説明するための側面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態のトンネルボーリングマシンを説明するための縦断面図である。
【図７】上記実施の形態における第１接続部材及び第２接続部材を説明するための平面図である。
【図８】従来技術におけるトンネルボーリングマシンを説明するための縦断面図である。
【図９】従来技術におけるトンネルボーリングマシンを説明するための側面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ      トンネルボーリングマシン
２                    カッタヘッド
３                    カッタヘッドサポート
４                    ルーフサポート
５                    ジャッキ部
６，７，８            ストッパ
６ａ                  第１受部
６ｂ                  第２受部
６ｃ                  押圧ジャッキ
７ａ                  第１支持部
７ｂ                  第２支持部
７ｃ                  楔部
７ｄ                  駆動部
７ｅ                  第１傾斜面
７ｆ                  第２傾斜面
８ａ                  第１接続部材
８ｂ                  第２接続部材
９                    サイドサポート
１０                  バーチカルサポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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