(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブーム先端部に回転ドラムを備え、既設の本線レール及び該本線レールに対して直角に敷設した退避線上を走行可能なトンネル掘削機を利用してトンネルの拡幅掘削を行なうトンネル拡幅掘削工法において、トンネル内の掘削場所までトンネル掘削機を本線レール上を走行させ、該掘削場所でアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ固定し、次いでサイドグリッパによって横ずれ防止を行なった後、前記回転ドラムをブームによって旋回させながらトンネル内壁の拡幅掘削を行ない、該掘削終了後はトンネル掘削機を前記本線レールに対して直角に敷設したトンネル外の退避線に退避させることを特徴としたトンネル拡幅掘削工法。
【請求項２】
ブーム先端部に回転ドラムを備え、既設の本線レール及び該本線レールに対して直角に敷設した退避線上を走行可能なトンネル掘削機を利用してトンネルの拡幅掘削を行なうトンネル拡幅掘削工法において、トンネル内の掘削場所までトンネル掘削機を本線レール上を走行させ、該掘削場所でアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ固定し、次いでサイドグリッパによって横ずれ防止を行なった後、前記回転ドラムをブームによって旋回させながらトンネル内壁の拡幅掘削を行ない、該掘削終了後はトンネル掘削機を前記本線レールに対して直角に敷設したトンネル外の退避線に退避させ、また該掘削による掘削土砂は走行可能なダンプに掘削時に直接積込み搬出させた後、トンネル内壁のライニングを行なうことを特徴としたトンネル拡幅掘削工法。
【請求項３】
ブーム先端部に回転ドラムを備え、既設の本線レール及び該本線レールに対して直角に敷設した退避線上を走行可能なトンネル掘削機を利用してトンネルの拡幅掘削を行なうトンネル拡幅掘削工法において、前記トンネル掘削機をトンネル外の本線レールに対して直角に敷設した退避線に退避させる際、先ずトンネル掘削機をトンネル外の前記退避線に対応する場所に本線レール走行用車輪によって移動させ、アウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ本線レール走行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上において前記退避線延長線上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の横行用車輪を退避用レール上に乗せ、トンネル掘削機を前記退避線に退避させることを特徴としたトンネル拡幅掘削工法。
【請求項４】
ブーム先端部に回転ドラムを備え、既設の本線レール及び該本線レールに対して直角に敷設した退避線上を走行可能なトンネル掘削機を利用してトンネルの拡幅掘削を行なうトンネル拡幅掘削工法において、前記トンネル掘削機をトンネル外の本線レールに対して直角に敷設した退避線から本線レールに移動させる際、先ず前記退避線延長線上の本線レール上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、トンネル掘削機の横行用車輪によって退避線上を本線レール上まで移動させ、アウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ横行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上に敷かれた退避用レールを備えた絶縁板を取り除いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の本線レール走行用車輪を該本線レール上に乗せることを特徴としたトンネル拡幅掘削工法。
【請求項５】
それぞれ独立した油圧シリンダによって伸縮、旋回及び俯仰の各動作が行なえるブーム先端部に回転ドラムを備え、該回転ドラムに取付けた多数の切削ピックによってドラムが回転しながらトンネル内壁を掘削するトンネル拡幅用掘削機において、既設の本線レール上を走行可能な車輪を支持する第１の支持体に、垂直方向に伸縮自在のアウトリガを設けるとともに、前記本線レールに対して直角に敷設した退避線上を走行可能な横行用車輪を支持する前記第１の支持体とは別体の第２の支持体に、水平方向に伸縮自在のサイドグリッパを設け、前記アウトリガは、その底面が前記横行用車輪が前記本線レールに対して直角に敷設した退避線に乗ったときに、前記本線レールの上面よりも上のレベルまで短縮可能とされていることを特徴とするトンネル拡幅用掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は既存のトンネルの内壁を掘削して拡幅を行なうトンネル拡幅掘削工法およびそれに使用される掘削機に係り、特に本線レール上のトンネル拡幅用掘削機を迅速に退避線に退避でき、本線レール上を通過する列車の運行に支障きたすことなく、トンネルの拡幅掘削作業が施工できるトンネル拡幅掘削工法およびそれに使用される掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネルなどを掘削する掘削機として、複数個のピックが配設された回転ドラムを減速機を介して回転駆動する電動機と、前記回転ドラムをそれぞれ旋回及び俯仰させる油圧シリンダと、該油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプとを具備した掘削機が使用されており、これは駆動モータからの回転駆動力を駆動軸に伝達し、この駆動軸に取付けられた回転ドラムを回転させて、回転ドラムに固定された多数の切削用のピックで岩石を切削するように構成されている。そしてこの回転ドラムはそれぞれ独立した油圧シリンダにより伸縮、旋回及び俯仰の各移動動作が行なわれる。
【０００３】
このような構成の掘削機により、回転ドラムを回転駆動させながら岩石中に貫入し、かつ回転ドラムを前後、左右、上下に移動させながら岩石を各方向に切削する。このとき回転ドラム前面に設けられたピックは機体反力によって岩石に押付けられ、切削中の側面ピックは油圧シリンダで岩石に押付けられて、ピック先端に与えられる回転トルクによって岩石を切削するようになっている。
そして、この種のトンネル掘削機としては特公昭５６−５１２７９号公報により提案されたカッタヘッドがあらゆる方向に枢着可能なカッタブームに装備されたものが知られている。
【０００４】
さらに、この種の掘削機においては、切削ドラム自身の改良について実開平３−３２６８４号公報によって提案されたものや、回転ドラムに取付ける掘削ピックの改良については実公平４−４２３９１号公報によって提案された回転ドラムに設けたピック外周面に高圧水の通過する溝部を形成し、そのピックの後方に位置して高圧水を噴射させる噴射ノズルを設け、その噴射ノズルからの高圧噴射水が前記ピックに形成した溝部を通過してピック先端に当るように構成したものがある。また、掘削機の回転ドラムを回転駆動する電動機の負荷を制御して掘削時における電動機の過負荷の発生を防止し、電動機や減速機などの故障の発生を防止するものとしては実公平５−３５９６号公報により知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように新規にトンネルを掘削する装置は様々研究され、開発されてきているが、一旦トンネルが完成され、列車が本線レール上を通過するようになった場合に、列車の運行に支障をきたすことなく、そのトンネルの拡幅掘削作業が施工できる専用の大型掘削機は未だ開発されていない。
その理由は、従来の大型掘削機をトンネル内に入れ列車が通る本線レールを破損することなしにトンネルの拡幅掘削作業をし、その掘削土砂を迅速にトンネル外に搬出することが難しく、しかも本線レール上の大型掘削機を迅速にトンネル外の本線レール以外の退避線に退避させるための簡便な退避線の敷設方法が開発されておらず、さらにまた、それに使用される専用の掘削機が開発されていなかったためである。
【０００６】
したがって、既存のトンネルにおいては列車の電化などの必要性により行なわれる拡幅掘削作業は、ブレーカやバケットなどを用いて人力により細々と行なわれていたにすぎず、作業効率が非常に低く、しかも本線レールの掘削土砂による使用不能または破損のために列車の運行を停止せざるを得なかった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、本線レール上のトンネル拡幅用掘削機を迅速に退避線に退避でき、本線レール上を通過する列車の運行に支障をきたすことなしに、トンネルの拡幅掘削作業が施工できるトンネル拡幅掘削工法およびそれに使用される大型の掘削機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、ブーム先端部に回転ドラムを備え、既設の本線レール及び該本線レールに対して直角に敷設した退避線上を走行可能なトンネル掘削機を利用してトンネルの拡幅掘削を行なうトンネル拡幅掘削工法において、トンネル内の掘削場所までトンネル掘削機を本線レール上を走行させ、該掘削場所でアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ固定し、次いでサイドグリッパによって横ずれ防止を行なった後、前記回転ドラムをブームによって旋回させながらトンネル内壁の拡幅掘削を行ない、該掘削終了後はトンネル掘削機を前記本線レールに対して直角に敷設したトンネル外の退避線に退避させることを特徴としており、またトンネル掘削機によりトンネル内壁の拡幅掘削作業中、その掘削による掘削土砂は走行可能なダンプに掘削時に直接積込み搬出させ、その後にトンネル内壁のライニングを行なうことを特徴としている。
【０００９】
また、ブーム先端部に回転ドラムを備え、既設の本線レール上を走行可能なトンネル掘削機を利用してトンネルの拡幅掘削を行なうトンネル拡幅掘削工法において、前記トンネル掘削機をトンネル外の本線レールに対して直角に敷設した退避線に退避させる際は、先ずトンネル掘削機をトンネル外の前記退避線に対応する場所に本線レール走行用車輪によって移動させ、アウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ本線レール走行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上において前記退避線延長線上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の横行用車輪を退避用レール上に乗せ、トンネル掘削機を前記退避線に退避させることを特徴とし、また反対に退避線から本線レールに移動させる際には、先ず前記退避線延長線上の本線レール上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、トンネル掘削機の横行用車輪によって退避線上を本線レール上まで移動させ、アウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ横行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上に敷かれた退避用レールを備えた絶縁板を取り除いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の本線レール走行用車輪を該本線レール上に乗せることを特徴としている。
【００１０】
さらに、それぞれ独立した油圧シリンダによって伸縮、旋回及び俯仰の各動作が行なえるブーム先端部に回転ドラムを備え、該回転ドラムに取付けた多数の切削ピックによってドラムが回転しながらトンネル内壁を掘削するトンネル拡幅用掘削機において、既設の本線レール上を走行可能な車輪を支持する第１の支持体に、垂直方向に伸縮自在のアウトリガを設けるとともに、前記本線レールに対して直角に敷設した退避線上を走行可能な横行用車輪を支持する前記第１の支持体とは別体の第２の支持体に、水平方向に伸縮自在のサイドグリッパを設け、前記アウトリガは、その底面が前記横行用車輪が前記本線レールに対して直角に敷設した退避線に乗ったときに、前記本線レールの上面よりも上のレベルまで短縮可能とされていることを特徴とするトンネル拡幅用掘削機である。
【００１１】
【作用】
次に、本発明の作用について説明すると、トンネル内壁の拡幅掘削作業は先ずトンネル内の掘削場所までトンネル掘削機を本線レール上を走行させ、その掘削場所でアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ固定し、次いでサイドグリッパによって横ずれ防止を行なった後、回転ドラムをブームによって旋回させながらトンネル内壁の拡幅掘削を行ない、そのトンネル掘削機によりトンネル内壁の拡幅掘削作業中に、その掘削による掘削土砂は走行可能なダンプに直接積込み搬出させ、その後にトンネル内壁のライニングを行なう。
【００１２】
次に、前記トンネル掘削機をトンネル外の本線レールに対して直角に敷設した退避線に退避させる際は、先ずトンネル掘削機をトンネル外の前記退避線に対応する場所に本線レール走行用車輪によって移動させ、そこでアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ本線レール走行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上において前記退避線延長線上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の横行用車輪を退避用レール上に乗せ、この横行用車輪によってトンネル掘削機を前記退避線に退避させる。
また、反対に退避線から本線レールへ移動させる際には、先ず前記退避線延長線上の本線レール上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、トンネル掘削機の横行用車輪によって退避線上を本線レール上まで移動させ、そこでアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ横行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上に敷かれた退避用レールを備えた絶縁板を取り除いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の本線レール走行用車輪を本線レール上に乗せ、この本線レール走行用車輪によって本線レール上を走行できる。
【００１３】
【実施例】
本発明に係るトンネル拡幅掘削工法およびそれに使用する掘削機の一実施例について図面を参照して説明する。図１および図２は、それぞれ本実施例のトンネル拡幅用掘削機のトンネル内における側面図および正面図であり、この状態においてトンネル拡幅用掘削機の本体１はブーム２先端部に回転ドラム３を備え、ブーム２はそれぞれ独立した油圧シリンダ４、５、６によって伸縮、旋回及び俯仰の各動作が行なえる。また回転ドラム３には多数の切削ピックが取付けられており、この切削ピックによってドラム３が回転しながらトンネル内壁を掘削する。
【００１４】
また、上記トンネル拡幅用掘削機本体１の前後には既設の本線レール７上を走行可能な一対の車輪８の支持体９，９と、この本線レール７に対して直角に敷設された退避線１０上を走行可能な一対の横行用車輪１１の支持体１２，１２とが枠体１３にそれぞれ配設されている。上記本実施例のトンネル掘削機１の横行用車輪１１はエンドレスコロからなっている。さらに、車輪８の支持体９の両端にはアウトリガ１４を設け、また退避線１０上を走行可能な横行用車輪１１の支持体１２の両端にはサイドグリッパ１５が設けられている。
【００１５】
上記本実施例のトンネル拡幅用掘削機１によりトンネルＴ内の内壁の拡幅掘削作業を行なう場合は、先ずトンネルＴ内の掘削場所までトンネル掘削機１を本線レール７上を車輪８によって走行させ、所定の掘削場所でアウトリガ１４を伸ばしてトンネル掘削機１を持ち上げ固定し、次いでサイドグリッパ１５を伸ばして横ずれ防止を行なった後、前記回転ドラム３をブーム２によって旋回させながらトンネルＴ内壁の拡幅掘削を行なう。この掘削作業終了後はトンネル掘削機１をトンネルＴ外の退避線１０に退避させる。またトンネル掘削機１によりトンネルＴ内壁の拡幅掘削作業中、その掘削により発生する掘削土砂は走行可能なダンプに掘削しながら直接積込み、トンネル外に搬出させる。その後にトンネル内壁のライニングを行なって拡幅作業を終了する。
【００１６】
次ぎに、本実施例のトンネル拡幅用掘削機１をトンネルＴ外の退避線１０に退避させる場合は、図３および図４に示すように先ずトンネル掘削機１をトンネルＴ外の上記退避線１０に対応する場所まで本線レール７上を走行用車輪８によって移動させ、そこでアウトリガ１４を伸ばしてトンネル掘削機１を持ち上げて本線レール走行用車輪８を浮き上がらせ、次にその退避線１０の延長線上で本線レール７上にこのトンネル掘削機１の下に退避用レール１６を備えた絶縁板１７を敷いた後、アウトリガ１４を縮めてトンネル掘削機１の横行用車輪１１を今敷いた退避用レール１６上に乗せ、この退避用レール１６からトンネル掘削機１を既設の退避線１０に退避させる。
【００１７】
また、反対に退避線１０から本線レール７に移動させる際には、先ず前記退避線１０の延長線上の本線レール７上に退避用レール１６を備えた絶縁板１７を敷いた後、トンネル掘削機１の横行用車輪１１によって退避線１０から退避用レール１６によって本線レール７の真上まで移動させ、そこでアウトリガ１４を伸ばしてトンネル掘削機１を持ち上げ横行用車輪１１を浮き上がらせ、次に本線レール７上に敷かれた退避用レール１６を備えた絶縁板１７を取り除いた後、アウトリガ１１を縮めてトンネル掘削機１の本線レール走行用車輪８を本線レール７上に乗せる。
【００１８】
本実施例によれば、トンネル掘削機１を迅速に退避線に退避できるから、本線レール７上を通過する列車の運行を止めることなく、既存のトンネルの拡幅掘削作業が効率良くでき、しかもその掘削土砂を迅速にトンネル外に搬出することができる。またトンネル掘削機１をトンネル外の退避線１０に退避させる際には、トンネル掘削機を本線レール７から迅速に退避でき、しかも本線レール上に置く退避用レール１６を備えた板に絶縁板１７を用いているから、列車を運行させる信号電流には全く影響を与えることがなく安全である。反対に退避線１０から本線レール７へ移動させる際には、トンネル掘削機を持ち上げ、本線レール７上に敷かれた退避用レール１６を備えた絶縁板１７を取り除くだけでトンネル掘削機を本線レール上に乗せ、本線レール走行用車輪８によって本線レール上を走行できるから、トンネル掘削機の作業現場への移動が迅速にできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、それぞれ独立した油圧シリンダによって伸縮、旋回及び俯仰の各動作が行なえるブーム先端部に回転ドラムを備え、該回転ドラムに取付けた多数の切削ピックによってドラムが回転しながらトンネル内壁を掘削するトンネル拡幅用掘削機を使用し、掘削終了後はトンネル掘削機をトンネル外の退避線に迅速に退避させることができるから、本線レール上を通過する列車の運行を止めることなく、既存のトンネルの拡幅掘削作業が効率良くでき、しかもその掘削土砂を迅速にトンネル外に搬出することができる。
【００２０】
また、トンネル掘削機をトンネル外の本線レールに対して直角に敷設した退避線に退避させる際は、先ずトンネル掘削機をトンネル外の前記退避線に対応する場所に本線レール走行用車輪によって移動させ、そこでアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ本線レール走行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上において前記退避線延長線上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の横行用車輪を退避用レール上に乗せ、この横行用車輪によってトンネル掘削機を前記退避線に退避させるから、トンネル掘削機を本線レールから迅速に退避でき、しかも本線レール上に置く退避用レールを備えた板に絶縁板を用いているから、列車を運行させる信号電流には全く影響を与えることがなく、退避でき安全である。
【００２１】
また、反対に退避線から本線レールへ移動させる際には、先ず前記退避線延長線上の本線レール上に退避用レールを備えた絶縁板を敷いた後、トンネル掘削機の横行用車輪によって退避線上を本線レール上まで移動させ、そこでアウトリガを伸ばしてトンネル掘削機を持ち上げ横行用車輪を浮き上がらせ、次に本線レール上に敷かれた退避用レールを備えた絶縁板を取り除いた後、アウトリガを縮めてトンネル掘削機の本線レール走行用車輪を本線レール上に乗せ、この本線レール走行用車輪によって本線レール上を走行できるから、トンネル掘削機の作業現場への移動が迅速にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のトンネル内の側面図である。
【図２】本実施例のトンネル内の正面図である。
【図３】本実施例のトンネル外の退避線に退避させる(退避線から本線レールに移動させる)ときの側面図である。
【図４】本実施例のトンネル外の退避線に退避させる(退避線から本線レールに移動させる)ときの平面図である。
【符号の説明】
１ 掘削機
２ ブーム
３ 回転ドラム
４，５，６ 油圧シリンダ
７ 本線レール
８ 車輪
９，１２ 支持体
１０ 退避線
１１ 横行車輪
１３ 枠体
１４ アウトリガ
１５ サイドグリッパ
１６ 退避用レール
１７ 絶縁板
Ｔ トンネル
【図１】
0003574936.tif 000002
【図２】
0003574936.tif 000003
【図３】
0003574936.tif 000004
【図４】
0003574936.tif 000005