(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘進機の掘進に伴い、その後部側で掘削面に沿って順次組立てられる拡径式簡易ライナーにおいて、
前記拡径式簡易ライナーは、前記掘削面の天端部に配置されるクラウンピースと、
前記掘削面の両側面側に配置されるサイドピースと、
前記簡易ライナーの拡径維持部材とを備え、
前記クラウンピースと前記サイドピースとを相互にヒンジ結合して、折畳み可能に構成し、
前記クラウンおよびサイドピースを拡径させて前記掘削面の天端部と両側部とに押圧し、トンネルのインバート部にライナーを設置しない状態で、当該インバート部の上方に位置するようにして、前記サイドピースの下端側間に前記拡径維持部材を設置固定することを特徴とする拡径式簡易ライナー。
【請求項２】
前記クラウンおよびサイドピースは、前記掘削面の内周曲率と概略同一曲率で湾曲し、所定の間隔を隔てて平行に配置される一対の湾曲プレートと、両端が前記湾曲プレートにそれぞれ固設され、所定の間隔をおいて平行に配置される複数の連結ロッド,アングル,チャンネルなどの鋼材からなる連結材とを有することを特徴とする請求項１記載の拡径式簡易ライナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、拡径式簡易ライナーに関し、特に、この種のライナーの拡径構造の改良技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルボーリングマシン（以下、ＴＢＭと略す）を用いるトンネルの構築方法は、例えば、先進導抗の掘削などに採用されていて、シールド工法と異なり、掘進反力を地山より確保することを基本原則としている。
【０００３】
また、ＴＢＭ工法でトンネルを構築する際には、山岳トンネルがその殆どで、地山自体の支保効果が期待できること、および、発破掘削のように地山を傷めることも少ないので、支保工は、地山の性状にもよるが、比較的軽微なもので済む。
【０００４】
ところが、ＴＢＭ工法では、掘進速度が速いため、支保作業が掘進速度よりも全体の掘進サイクルに大きな影響を及ぼし、このため、極力簡易な支保構造が求められている。
【０００５】
このような要請に応えるために、例えば、特開平９−１２５８８７号公報には、組立および解体が容易に行える拡径式簡易ライナーが提案されている。この公報に提案されている拡径式簡易ライナーは、環状に組立てられるライナーピースの天端側の接続部分に拡張，収縮させる拡径手段を設けている。
【０００６】
上記公報に開示されている拡径式簡易ライナーでは、ライナーピースを拡径させる拡径手段に、油圧ジャッキを用いており、環状に組立てたライナーピースをジャッキの操作により拡径させる。
【０００７】
ところで、ＴＢＭ工法によるトンネルの掘削工事では、簡易ライナーを設置するまでの間に、掘削面の天端から肌落ちが発生したり、あるいは、カッターヘッド部での掘削ズリのすくい残しなどにより、掘削面のインバート部に不陸が生じることがあるが、このような場合に、従来の拡径式簡易ライナーには、以下に説明する技術的な問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、前述した従来の拡径式簡易ライナーは、天端側の拡径個所を除いて、全周にライナーピースが存在しているので、インバート部に不陸があると、その整形を行うか、あるいは、不陸を無視して、拡径操作を行うことになる。
【０００９】
この場合、不陸の整形を行うと、作業時間がかかり、トンネルの掘削作業に影響を及ぼす。また、不陸を無視して、拡径操作を行うと、拡径時に不陸の影響により、ライナーピースに歪みが生じ、設置が困難になるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、不陸整形が不要で、設置が容易に行える拡径式簡易ライナーを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、トンネル掘進機の掘進に伴い、その後部側で掘削面に沿って順次組立てられる拡径式簡易ライナーにおいて、前記拡径式簡易ライナーは、前記掘削面の天端部に配置されるクラウンピースと、前記掘削面の両側面側に配置されるサイドピースと、前記簡易ライナーの拡径維持部材とを備え、前記クラウンピースと前記サイドピースとを相互にヒンジ結合して、折畳み可能に構成し、前記クラウンおよびサイドピースを拡径させて前記掘削面の天端部と両側部とに押圧し、トンネルのインバート部にライナーを設置しない状態で、当該インバート部の上方に位置するようにして、前記サイドピースの下端側間に前記拡径維持部材を設置固定するようにした。
このように構成した拡径式簡易ライナーでは、掘削面の天端部に配置されるクラウンピースと、掘削面の両側面側に配置されるサイドピースと、拡径維持部材とを備え、クラウンおよびサイドピースを拡径させて掘削面の天端部と両側部とに押圧した状態で、サイドピースの下端側に拡径維持部材を設置固定すると、アーチ状のライナー形状が維持されるので、掘削面のインバート部に不陸があったとしても、インバート部には、ライナーを設置しないので、その整形を行う必要がない。
また、拡径式簡易ライナーは、クラウンピースとサイドピースとを相互にヒンジ結合して、折畳み可能に構成しているので、折畳み状態でそのままトンネル内へ搬入することができ、ライナーの組立ても容易に行える。
前記クラウンおよびサイドピースは、前記掘削面の内周曲率と概略同一曲率で湾曲し、所定の間隔を隔てて平行に配置される一対の湾曲プレートと、両端が前記湾曲プレートにそれぞれ固設され、所定の間隔をおいて平行に配置される複数の連結ロッド,アングル,チャンネルなどの鋼材からなる連結材とで構成することができる。
この構成によれば、拡径式簡易ライナーを湾曲プレートと連結ロッド,アングル,チャンネルなどの鋼材からなる連結材との骨組構造とすることができるので、ライナーのコストダウンも図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかる拡径式簡易ライナーの一実施例を示している。
【００１３】
図１は、本発明の拡径式簡易ライナーを用いるＴＢＭの全体図であって、同図には、シールドタイプのＴＢＭマシンを示している。
【００１４】
図１に示したＴＢＭマシンは、円筒状の本体部１０を備え、本体部１０は、前胴部１２と、後胴部１４とを有している。
【００１５】
前胴部１２の先端には、地山を掘削するカッターヘッド１６が、回転自在に配置されている。また、前胴部１２内には、掘削された地山坑壁に向けて伸縮するフロントグリッパ１８と、カッターヘッド１６を回転駆動する駆動モータ（図示省略）が設けられている。
【００１６】
フロントグリッパ１８は、周方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された複数個から構成され、グリッパプレートを掘削された坑壁側に向けて伸縮させるジャッキが内蔵され、このジャッキの圧力を制御する電磁リリーフ弁などが設けられている。
【００１７】
前および後胴部１２,１４間には、前胴部１２を前進させるスラストジャッキ２０が、周方向に所定の間隔を隔てて、複数設けられている。後胴部１４内には、メイングリッパ２２が出没自在に設置されている。
【００１８】
このメイングリッパ２２には、フロントグリッパ１８と同様に、グリッパプレートを掘削された坑壁側に向けて伸縮させるジャッキが内蔵されているとともに、各ジャッキの圧力を制御するリリーフ弁などが設けられている。
【００１９】
また、後胴部１４の後端には、地山が悪い場合などに、その後方に設置される拡径式簡易ライナー３０や、剛性の大きい他の形式のライナーなどに反力を取って、本体部１０を掘進させるシールドシャッキ２４が設けられている。
【００２０】
さらに、後胴部１４の後端側には、拡径式簡易ライナー３０を把持するエレクター２６が設置されている。そして、本体部１０内には、前および後胴部１２,１４間を貫通するようにして、掘削土砂搬出用の第１コンベア２８が設置されている。
【００２１】
この第１コンベア２８の後端側には、第２コンベア２９が設置され、これらのコンベア２８,２９間で掘削土砂の受け渡しが行えるようになっている。
【００２２】
また、後胴部１４の後端側には、拡径式簡易ライナー３０の拡径装置３２が設置されている。この拡径装置３２は、図２にも示すように、エレクタ２６に固設された横桁３４の上面側に設置されたガイドレール３６に沿って前後移動可能に設けられており、ＴＢＭの本体部１０の掘進に伴って牽引移動されるガイドレール３６に対して、拡径式簡易ライナー３０を設置する位置に移動させる。
【００２３】
本実施例の拡径装置３２は、側面にガイドレール３６に沿って転動する車輪３２ａが取付けられた側面がコ字形のフレーム３２ｂと、複数の天端押圧用ジャッキ３２ｃと、複数の左および右側壁押圧用ジャッキ３２ｄ,３２ｅとを備えている。
【００２４】
天端押圧用ジャッキ３２ｃは、フレーム３６ｂの対向する部分の上端側に、上下方向に伸縮するように配置されている。側壁押圧用ジャッキ３２ｄ,３２ｅは、天端押圧用ジャッキ３２ｃの側部にピンを介して揺動自在に支持されている。
【００２５】
なお、図２,３には、天端および側壁押圧用ジャッキ３２ｃ,３２ｄ,３２ｅを、左右方向に一対ずつ配置したものを図示しているが、実際には、各図の紙面と直交する方向にも所定の間隔を隔てて同一構成のジャッキ３２ｃ,３２ｄ,３２ｅが配置されている。
【００２６】
拡径式簡易ライナー３０は、図４にその詳細を示すように、掘削面の天端部に配置されるクラウンピース３０ａと、掘削面の両側面側に配置される一対のサイドピース３０ｂと、拡径維持部材３０ｃとを備えている。
【００２７】
クラウンピース３０ａは、掘削面の内周曲率と概略同一曲率で湾曲し、所定の間隔を隔てて平行に配置される一対の湾曲プレート３００ａと、両端が前記湾曲プレート３００ａにそれぞれ固設され、所定の間隔をおいて平行に配置される複数の連結ロッド３０１ａとを有している。
【００２８】
また、一対のサイドピース３０ｂは、クラウンピース３０ａと実質的に同じ構成であって、一対の湾曲プレート３００ｂと、複数の連結ロッド３０１ｂとを有している。なお、この連結ロッド３０１ｂは、アングル,チャンネルなどの鋼材を使用することができる。
【００２９】
このよう構成されたクラウンピース３０ａの両端に、サイドピース３０ｂがそれぞれ配置され、クラウンピース３０ａと各サイドピース３０ｂとの間は、ピン３０ｄを介装したヒンジ結合となっている。
【００３０】
このようにヒンジ結合されたクラウンピース３０ａとサイドピース３０ｂとは、図４（Ａ）に示すように、一方のサイドピース３０ｂの湾曲プレート３００ｂ上に、他方のサイドピース３０ｂの湾曲プレート３００ｂを載せるようにすると、湾曲プレート３００ａ,ｂが、それぞれ上,下方に膨出した凸レンズ状に折畳むことができ、このような形状に折畳むと、全幅が掘削しているトンネル断面内に収まるので、分解することなく搬入することができるので、組立て作業の効率化を図れる。
【００３１】
なお、クラウンピース３０ａとサイドピース３０ｂの寸法は、トンネル断面内で制約がある場合、さらにヒンジ結合部を増やして、より小さく折畳むようにすることもできる。
【００３２】
また、このように構成したクラウンおよびサイドピース３０ａ,３０ｂを用いると、拡径式簡易ライナー３０を湾曲プレート３００ａ,３００ｂと連結ロッド３０１ａ,３０１ｂとの骨組構造とすることができるので、ライナーのコストダウンも図ることができる。
【００３３】
一方、拡径維持部材３０ｃは、鋼材などで構成され、トンネル掘削面の断面方向に設置される桁材を備えている。
【００３４】
以上のように構成された拡径式簡易ライナー３０を設置する際には、折畳んだ状態で、ＴＢＭ本体部１０の後端側まで運搬する。そして、運搬された拡径式簡易ライナー３０は、図２に示すように、拡径装置３２に取付けられる。
【００３５】
拡径装置３２へ取付ける際には、拡径式簡易ライナー３０のクラウンピース３０ａを、トンネル掘削面の天端側に位置させ、両側のサイドピース３０ｂを若干広げた状態にして、エレクタ２６で把持させる。
【００３６】
そして、この状態で、拡径式簡易ライナー３０のクラウンピース３０ａを、天端押圧用ジャッキ３２ｃの伸縮端に係止し、サイドピース３０ｂを左および右側壁押圧用ジャッキ３２ｄ,３２ｅの伸縮端にそれぞれ係止して保持させる。
【００３７】
このようなライナー３０の係止保持が終了すると、図３に示すように、天端押圧用ジャッキ３２ｃを伸長駆動させて、クラウンピース３０ａを掘削面の天端部に押圧するとともに、左および右側壁押圧用ジャッキ３２ｄ,３２ｅを伸長駆動させて、サイドピース３０ｂを掘削面の両側部に押圧する。
【００３８】
クラウンピース３０ａおよびサイドピース３０ｂの掘削面への押圧が行われると、サイドピース３０ｂの下端側間を繋ぐようにして、拡径維持部材３０ｃを設置し、拡径維持部材３０ｃ両端を掘削面に固定する。このようにして拡径維持部材３０を固定すると、拡径維持部材３０は、図３から明らかなように、トンネルインバート部の上方に位置する。
【００３９】
拡径維持部材３０ｃの設置固定が終了すると、天端押圧用ジャッキ３２ｃおよび左,右側壁押圧用ジャッキ３２ｄ,３２ｅと、クラウンおよびサイドピース３０ａ,３０ｂとの間の係止状態を解除して、各ジャッキ３２ｃ,３２ｄ,３２ｅを収縮させる。
【００４０】
このようにして拡径維持部材３０ｃを設置固定すると、各ジャッキ３２ｃ,３２ｄ,３２ｅの押圧力を解除しても、相互にヒンジ結合されたクラウンピース３０ａとサイドピース３０ｂとがアーチ状になるので、拡径式簡易ライナー３０は、クラウンピース３０ａが掘削面の天端部に押圧された状態で、また、サイドピース３０ｂが掘削面の両側部に押圧された状態でその形状が維持される。
【００４１】
さて、以上のように構成された拡径式簡易ライナー３０によれば、クラウンおよびサイドピース３０ａ,３０ｂを拡径させて掘削面の天端部と両側部とに押圧した状態で、サイドピース３０ｂの下端側に拡径維持部材３０ｃを設置固定すると、その形状が維持されるので、掘削面のインバート部に不陸があったとしても、インバート部には、ライナーを設置しないので、その整形を行う必要がない。
【００４２】
また、拡径式簡易ライナー３０は、クラウンピース３０ａとサイドピース３０ｂとを相互にヒンジ結合して、折畳み可能に構成しているので、折畳み状態でそのままトンネル内へ搬入することができ、ライナー３０の組立ても容易に行える。
【００４３】
【発明の効果】
以上、実施例および実験例で詳細に説明したように、本発明にかかる拡径式簡易ライナーによれば、不陸整形が不要で、設置が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる拡径式簡易ライナーを用いたＴＢＭマシンの一例を示す全体説明図である。
【図２】本発明の拡径式簡易ライナーを拡径装置に取付けた状態の説明図である。
【図３】本発明の拡径式簡易ライナーを拡径装置出拡径させて掘削面に押圧した状態の説明図である。
【図４】本発明にかかる拡径式簡易ライナーの一実施例を示す折畳み状態の側面図と上面図である。
【符号の説明】
３０          拡径式簡易ライナー
３０ａ        クラウンピース
３０ｂ        サイドピース
３０ｃ        拡径維持部材
３２          拡径装置
【図１】
0003770043.tif 000002
【図２】
0003770043.tif 000003
【図３】
0003770043.tif 000004
【図４】
0003770043.tif 000005