隧道挖掘方法
【專利摘要】本隧道挖掘方法使用在將撐靴(12a)按壓在隧道的側壁的狀態(tài)下進行挖掘的挖掘機(10)，其包括：對彼此大致平行的三條第一隧道(T1)進行挖掘的工序(第一挖掘工序)和對與第一隧道(T1)交叉的第二隧道(T2)進行挖掘的工序(第二挖掘工序)。
【專利說明】隧道挖掘方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及對彼此交叉的隧道進行挖掘的隧道挖掘方法。

【背景技術】
[0002]—直以來，使用具有在機械前面包含刀具的刀頭和在機械后方的左右側面設置的撐靴(- 'J y ^ )的挖掘機來進行隧道的挖掘。
[0003]該挖掘機在將左右的撐靴按壓在隧道左右側壁上的狀態(tài)下，使刀頭旋轉并按壓于開挖面，從而挖掘隧道。
[0004]例如，在專利文獻I中公開有一種盾構隧道的分支/接合部的施工方法，其包括使用上述那樣的挖掘機來挖掘隧道的分支部分的工序。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:(日本)特開平3-5600號公報(平成3年I月11日公開)


【發(fā)明內容】

[0008]然而，在上述現有的盾構隧道的分支/接合部的施工方法中，具有以下所示的問題點。
[0009]S卩，在上述公報所公開的隧道挖掘方法中，在挖掘分支/接合區(qū)間時，由于要使挖掘機多次前后移動并挖掘分支/接合區(qū)間，因此非常麻煩，存在施工效率低這樣的問題。
[0010]本發(fā)明的課題在于提供一種能夠高效挖掘隧道的分支部分的隧道挖掘方法。
[0011]第一發(fā)明的隧道挖掘方法使用挖掘機來進行隧道的挖掘，該挖掘機在將撐靴按壓在側壁上的狀態(tài)下使刀頭旋轉而進行挖掘，包括第一挖掘工序和第二挖掘工序。在第一挖掘工序中，對彼此大致平行的三條以上的第一隧道進行挖掘。在第二挖掘工序中，對與第一隧道交叉的第二隧道進行挖掘，在第一隧道與第二隧道的交叉部分的第一隧道側配置具有反作用力承受部的隧道挖掘輔助裝置，該反作用力承受部形成代替面，該代替面成為第二隧道的側壁的一部分。
[0012]在此，在挖掘了彼此大致平行的三條以上的第一隧道之后，挖掘與第一隧道交叉的第二隧道。
[0013]由此，在挖掘了彼此大致平行的三條以上的第一隧道之后，挖掘與第一隧道交叉的第二隧道，由此僅通過大致直線狀的挖掘，就能夠挖掘作為第一隧道的分支的第二隧道。因此，與現有的隧道挖掘方法相比，因為絕大部分是直線狀的挖掘部分，所以能夠提高挖掘作業(yè)的效率。
[0014]此外，在此，使用將左右的撐靴按壓在隧道左右側壁上的狀態(tài)下進行挖掘的挖掘機，為了順暢地進行既存的第一隧道與新挖掘的第二隧道的交叉部分的挖掘，在既存的第一隧道側設置具有反作用力承受部的隧道挖掘輔助裝置，該反作用力承受部形成代替面，該代替面成為第二隧道的側壁的一部分。
[0015]由此，能夠利用反作用力承受部的代替面來堵塞與既存的第一隧道交叉的部分產生的作為第二隧道的不具有側壁的部位。因此，能夠使用承受來自側壁的反作用力并挖掘的現有的挖掘機，挖掘第一隧道與第二隧道的交叉部分。
[0016]第二發(fā)明的隧道挖掘方法在第一發(fā)明的隧道挖掘方法的基礎上，還包括在第二挖掘工序中挖掘了第一隧道與第二隧道的交叉部分之后，使隧道挖掘輔助裝置向其他第一隧道與第二隧道的交叉部分移動的工序。
[0017]在此，在具有多個第一隧道與第二隧道的交叉部分的情況下，使隧道挖掘輔助裝置向各交叉部分移動。
[0018]由此，例如即使在具有多個第一隧道與第二隧道的交叉部分的情況下，也能夠使隧道挖掘輔助裝置高效地向交叉部分移動，從而能夠高效地實施交叉部分的挖掘。
[0019]第三發(fā)明的隧道挖掘方法在第一或第二發(fā)明的隧道挖掘方法的基礎上，在第一挖掘工序中，配置具有拐角反作用力承受部的隧道挖掘輔助裝置，該拐角反作用力承受部形成代替面，該代替面成為使第一隧道彎曲的部分的彎曲部分外側側壁的一部分。
[0020]在此，在挖掘第一隧道的彎曲部分時，在彎曲的外側位置設置具有接受挖掘機的反作用力的反作用力承受部的隧道挖掘輔助裝置。
[0021]由此，在挖掘第一隧道的彎曲部分時，能夠使挖掘機前進并挖掘。
[0022]第四發(fā)明的隧道挖掘方法使用挖掘機來進行隧道的挖掘，該挖掘機在將撐靴按壓在側壁上的狀態(tài)下使刀頭旋轉而進行挖掘，所述隧道挖掘方法包括第一挖掘工序、準備工序、移動設置工序及第二挖掘工序。
[0023]第一挖掘工序對第一隧道進行挖掘。預先確定與第一隧道交叉的第二隧道的挖掘。在準備工序中，準備第一隧道與第二隧道的交叉預定部分中成為第二隧道的側壁的一部分的代替面。在移動設置工序中，使代替面移動設置到第一隧道的交叉預定部分，作為第二隧道的側壁的一部分。在第二挖掘工序中，在對第二隧道進行挖掘的工序中，在交叉預定部分將撐靴按壓在代替面上進行挖掘。
[0024]由此，無需在隧道內對代替面進行施工，因此能夠比以往更容易地對與一個隧道交叉的隧道進行施工。
[0025]第五發(fā)明的隧道挖掘方法在第四發(fā)明的隧道挖掘方法的基礎上，第一隧道包括至少三個彼此大致平行的部位。
[0026]在此，存在多個第一隧道與第二隧道的交叉部分。在本發(fā)明中，因為代替面移動，所以交叉部分的挖掘越是增加，與現有的挖掘方法相比，越能夠提高施工效率。
[0027]第六發(fā)明的隧道挖掘方法在第五發(fā)明的隧道挖掘方法的基礎上，第一隧道的大致平行的部位由彎曲部連結而成為連續(xù)的隧道。
[0028]由此，第一隧道挖掘僅通過挖掘機的前進就能夠實現，從而能夠提高施工效率。
[0029]第七發(fā)明的隧道挖掘方法在第四發(fā)明的隧道挖掘方法的基礎上，第二隧道包括至少三個彼此大致平行的部位。
[0030]在此，存在多個第一隧道與第二隧道的交叉部分。在本發(fā)明中，因為代替面移動，所以交叉部分的挖掘越是增加，與現有的挖掘方法相比，越能夠提高施工效率。
[0031]第八發(fā)明的隧道挖掘方法在第七發(fā)明的隧道挖掘方法的基礎上，第二隧道的大致平行的部位由彎曲部連結而成為連續(xù)的隧道。
[0032]由此，第二隧道挖掘僅通過挖掘機的前進就能夠實現，此外，在多個交叉部分的挖掘中，因為代替面的移動小，所以能夠提高施工效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是表示在使用本發(fā)明一實施方式的隧道挖掘輔助裝置的隧道挖掘方法中所使用的挖掘機的結構的側視圖。
[0034]圖2是表示使用圖1的挖掘機和本實施方式的隧道挖掘輔助裝置進行隧道挖掘的狀態(tài)的剖視圖。
[0035]圖3中，(a)是表示圖2的隧道挖掘輔助裝置設置于隧道內的狀態(tài)下的俯視圖。(b)是其后端側的剖視圖。(C)是其側視圖。(d)是其前側剖視圖。
[0036]圖4中，(a)，(b)是表示圖2的隧道挖掘輔助裝置設置于隧道內的狀態(tài)下的俯視圖和立體圖。
[0037]圖5中，(a)是表示圖2的隧道挖掘輔助裝置能夠在隧道內移動的狀態(tài)的俯視圖。(b)是其后端側的剖視圖。(C)是其側視圖。(d)是其前側剖視圖。
[0038]圖6中，(a)，(b)是表示圖2的隧道挖掘輔助裝置能夠在隧道內移動的狀態(tài)的俯視圖和立體圖。
[0039]圖7中，(a)，(b)是表示利用本發(fā)明一實施方式的隧道挖掘方法進行隧道挖掘的順序的圖。
[0040]圖8中，(a)，(b)是表示利用本發(fā)明一實施方式的隧道挖掘方法進行隧道挖掘的順序的圖。
[0041]圖9中，(a)，(b)是表示利用本發(fā)明一實施方式的隧道挖掘方法進行隧道挖掘的順序的圖。
[0042]圖10中，(a), (b)是表示利用本發(fā)明一實施方式的隧道挖掘方法進行隧道挖掘的順序的圖。
[0043]圖11是表示本發(fā)明其他實施方式的隧道挖掘輔助裝置的內部結構的剖視圖。
[0044]圖12中，(a)，(b)是說明調節(jié)圖11的隧道挖掘輔助裝置的反作用力承受部的角度的機構的圖。
[0045]圖13是表示本發(fā)明另一實施方式的隧道挖掘輔助裝置的結構的側視圖。
[0046]圖14是表示本發(fā)明其他實施方式的隧道挖掘方法的說明圖。

【具體實施方式】
[0047]以下使用圖1?圖10(b)說明本發(fā)明一實施方式的隧道挖掘輔助裝置和使用該隧道挖掘輔助裝置的隧道挖掘方法。
[0048]需要說明的是，在本實施方式中出現的挖掘機10(圖1等)被稱作TBM (TunnelBoring Machine，全斷面隧道挖掘機)中的、所謂的撐靴式TBM、硬巖石TBM。另外，在本實施方式中，由挖掘機10挖掘的隧道(第一隧道Tl、第二隧道T2)如圖4(b)所示，都是剖面呈大致圓形的隧道。需要說明的是，本發(fā)明的隧道的剖面形狀不限于圓形，也可以是橢圓形、雙圓形、馬蹄形等。
[0049](挖掘機10的結構)
[0050]在本實施方式中，使用圖1所示的挖掘機10進行第一隧道Tl、第二隧道T2(參照圖2等)的挖掘。需要說明的是，在本實施方式中說明的挖掘機10是在由撐靴支承后方的狀態(tài)下使刀頭旋轉而進行挖掘的具有普通結構的挖掘機。
[0051]挖掘機10是一邊挖掘巖盤等一邊前進而進行隧道的挖掘工事的裝置，如圖1所示，具有刀頭11、撐靴12a及推進液壓缸13。
[0052]如圖1所示，刀頭11配置在挖掘機10的前端側，通過以大致圓形的隧道的中心軸為旋轉中心旋轉，利用在前端側表面設置的多個盤式刀具Ila來挖掘巖盤等。另外，刀頭11將由盤式刀具Ila粉碎后的巖盤、巖石等從形成于表面的開口部(未圖示)取入到內部。
[0053]如圖1所示，撐靴搭載部12配置在挖掘機10的后側，構成挖掘機10的后軀體部。在撐靴搭載部12的寬度方向兩側部設置有撐靴12a。如圖2所示，通過使撐靴12a按壓在挖掘中的第二隧道T2的側壁T2a上，在第二隧道T2內支承挖掘機10。
[0054]如圖1所示，推進液壓缸13配置在挖掘機10的中部，構成挖掘機10的中軀體部。另外，通過使推進液壓缸13在刀頭11與撐靴12a之間伸縮，對第二隧道T2進行挖掘并使挖掘機10逐漸前進。
[0055]如圖1所示，支撐部14配置在刀頭11與推進液壓缸13之間，與刀頭11 一起構成挖掘機10的前軀體部。另外，支撐部14在第二隧道T2內支撐挖掘機10的前軀體部。
[0056]利用以上結構，通過使撐靴12a壓接于第二隧道T2的側壁T2a，使挖掘機10在保持為在第二隧道T2內不移動的狀態(tài)下，使前端側的刀頭11旋轉，并且使推進液壓缸13伸長而將刀頭11按壓于開挖面，從而挖掘巖盤等而前進。此時，在挖掘機10中，使用未圖示的帶傳送裝置等將粉碎后的巖石等向后方運搬。如此一來，能夠在第二隧道T2(參照圖2)內掘進。
[0057]也就是說，在挖掘機10中，配置在比進行挖掘的刀頭11靠后方位置的撐靴12a成為按壓于挖掘中的第二隧道T2的側壁T2a的狀態(tài)，并且成為用于挖掘第二隧道T2的條件。
[0058](隧道挖掘輔助裝置20的結構)
[0059]如圖2所示，本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20設置在挖掘與既存的第一隧道Tl交叉的第二隧道T2時，第一隧道Tl與第二隧道T2交叉部分的第一隧道Tl側。而且，隧道挖掘輔助裝置20在第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分以從兩側面夾住第二隧道T2的方式在第一隧道Tl內設置有兩個。
[0060]在此，隧道挖掘輔助裝置20在挖掘第二隧道T2時，在第一隧道Tl中的形成于與第二隧道T2交叉的交叉部分的無側壁T2a的部分形成成為側壁T2a的替代面的代替面。
[0061]更詳細而言，如圖2所示，隧道挖掘輔助裝置20具有反作用力承受部21、第一分割部22及第二分割部23。
[0062](反作用力承受部21)
[0063]反作用力承受部21為了在第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分產生的無第二隧道T2的側壁的部分形成代替面而設置在既存的第一隧道Tl側。而且，如圖2所示，反作用力承受部21配置在隧道挖掘輔助裝置20的前端，具有液壓缸21a、反作用力承受面(代替面)21b、行駛輪(行駛部)21c及被切削部21d。
[0064]為了在挖掘第二隧道T2時在形成于第一隧道Tl、第二隧道T2的交叉部分的無第二隧道T2的側壁T2a的部分配置反作用力承受面21b作為側壁T2a的代替面，液壓缸21a設置成相對于第一隧道Tl的側壁Tla進退自如。另外，如圖3(d)所示，液壓缸21a在反作用力承受部21的側面沿縱向排列配置有兩個。
[0065]也就是說，如圖3(a)及圖4(a)等所示，液壓缸21a在隧道挖掘輔助裝置20設置在第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分時，使反作用力承受面21b移動到規(guī)定的進出位置，從而使其成為利用挖掘機10挖掘中的第二隧道T2的側壁T2a的一部分。
[0066]另一方面，如圖5 (a)、圖6 (a)等所示，為了在新的第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分配置隧道挖掘輔助裝置20而使隧道挖掘輔助裝置20在第一隧道Tl內移動時，使液壓缸21a移動至規(guī)定的退避位置。
[0067]反作用力承受面21b以利用液壓缸21a進退自如的狀態(tài)設置在反作用力承受部21上，當移動至規(guī)定的進出位置時，構成挖掘中的第二隧道T2的側壁T2a的一部分。
[0068]如圖3(a)所示，行駛輪21c為了能夠在隧道內實現反作用力承受部21 (隧道挖掘輔助裝置20)的行駛，相對于第一隧道Tl的底面設置有四個。
[0069]被切削部21d在反作用力承受面21b的表面通過噴出混凝土等而形成，從而達到所希望的厚度。被切削部21d在挖掘第二隧道T2時，一部分被挖掘機10切削，由此能夠容易地形成與第二隧道T2的側壁T2a大致相同形狀的代替面。
[0070]由此，無需使反作用力承受面21b的形狀或反作用力承受面21b的角度與第二隧道T2的側壁T2a的形狀準確一致。
[0071](第一分割部22)
[0072]第一分割部22為了在第一隧道Tl內支撐隧道挖掘輔助裝置20而設置，如圖2所示，與反作用力承受部21的后部連結。如圖3(a)所示，第一分割部22具有支撐液壓缸(支撐部)22a、支撐液壓缸(支撐部)22b及行駛輪22c。需要說明的是，在本實施方式中，反作用力承受部21與第一分割部22連結，但是也可以不連結而是在隧道施工時使反作用力承受部21與第一分割部22抵接。
[0073]支撐液壓缸22a在設置有隧道挖掘輔助裝置20的第一隧道Tl內以相對于第一隧道Tl的側壁Tla能夠進退的狀態(tài)設置。
[0074]支撐液壓缸22b設置在支撐液壓缸22a的相反側的側面，與支撐液壓缸22a同樣地，以相對于第一隧道Tl的側壁Tla能夠進退的狀態(tài)設置。
[0075]也就是說，如圖2及圖3(a)等所示，在第一隧道Tl內固定隧道挖掘輔助裝置20時，支撐液壓缸22a，22b從任一側面移動至進出位置，從而能夠使第一分割部22的另一面按壓在第一隧道Tl的側壁Tla上。由此，使第一分割部22以在第一隧道Tl內不能移動的狀態(tài)被保持。
[0076]如圖3(a)所示，為了能夠在隧道內實現第一分割部22(隧道挖掘輔助裝置20)的行駛，行駛輪22c相對于第一隧道Tl的底面設置有四個。
[0077](第二分割部23)
[0078]第二分割部23與第一分割部22同樣地，為了在第一隧道Tl內支撐隧道挖掘輔助裝置20而設置,如圖2所不,與第一分割部22的后部連結。如圖3 (a)所不，第二分割部23具有支撐液壓缸(支撐部)22a、支撐液壓缸(支撐部)22b、行駛輪22c及連結部23d。
[0079]支撐液壓缸23a在設置有隧道挖掘輔助裝置20的第一隧道Tl內以相對于第一隧道Tl的側壁Tla能夠進退的狀態(tài)設置。另外，如圖3(b)所示，支撐液壓缸23a在第二分割部23的側面上沿縱向排列配置有兩個。
[0080]支撐液壓缸23b設置在支撐液壓缸23a的相反側的側面，與支撐液壓缸23a同樣地，以相對于第一隧道Tl的側壁Tla能夠進退的狀態(tài)設置。另外，如圖3(b)以及圖3(c)所示，支撐液壓缸23b與支撐液壓缸23a同樣地，在第二分割部23的支撐液壓缸23a的相反側的側面上沿縱向排列配置有兩個。
[0081]也就是說，如圖2及圖3(a)等所示，在第一隧道Tl內固定隧道挖掘輔助裝置20時，支撐液壓缸23a，23b從任一側面移動至進出位置，從而能夠使第二分割部23的另一方的面按壓在第一隧道Tl的側壁Tla上。由此，第二分割部23以在第一隧道Tl內不能移動的狀態(tài)被保持。
[0082]如圖3(a)所示，為了能夠在隧道內實現第二分割部23(隧道挖掘輔助裝置20)的行駛，行駛輪23c相對于第一隧道Tl的底面設置有四個。
[0083]連結部23d設置在第二分割部23的后端面，使未圖示的牽引車與隧道挖掘輔助裝置20連結。
[0084]<本隧道挖掘輔助裝置20的固定狀態(tài)>
[0085]本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20如上所述，在挖掘與既存的第一隧道Tl交叉的第二隧道T2時，為了設置第二隧道T2的側壁的代替面而配置在第一隧道Tl偵U。
[0086]在此，在利用挖掘機10來挖掘第二隧道T2時，由于一邊將撐靴12a按壓在第二隧道T2的側壁T2a上一邊挖掘，因此從撐靴12a向利用隧道挖掘輔助裝置20設置的側壁T2a的代替面施加較大的壓力。因此，隧道挖掘輔助裝置20需要在既存的第一隧道Tl內承受撐靴12a的壓力。
[0087]因此，在本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20中，在被挖掘機10的撐靴12a施加壓力的情況下，為了避免在第一隧道Tl內移動，如圖3及圖4所示，使支撐液壓缸22b，23b從第一分割部22，第二分割部23的一個側面突出。
[0088]需要說明的是，在本實施方式中，通過這樣使第一分割部22和第二分割部23的寬度方向的一個支撐液壓缸伸長，使第一分割部22和第二分割部23相對于隧道側壁固定，也可以使寬度方向的兩個支撐液壓缸伸長來固定。
[0089]由此，如圖4(a)所示，第一分割部22和第二分割部23成為按壓在第一隧道Tl的側壁Tla的一個側面的狀態(tài)。因此，即使在挖掘第二隧道T2中的挖掘機10的撐靴12a向反作用力承受部21的反作用力承受面21b施加壓力的情況下，也能夠保持隧道挖掘輔助裝置20整體在第一隧道Tl內不移動。
[0090]<本隧道挖掘輔助裝置20的可移動狀態(tài)>
[0091]另一方面，隧道挖掘輔助裝置20例如在進行具有多個第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分的挖掘工事的情況下等，在各交叉部分設置第二隧道T2的側壁T2a的代替面時，如圖5和圖6所示，使從第一分割部22、第二分割部23的一個側面突出的支撐液壓缸22b、23b移動至退避位置。
[0092]在此，如圖5(c)等所示，隧道挖掘輔助裝置20在反作用力承受部21、第一分割部22及第二分割部23的底面分別具有行駛輪21c，22c, 23c。
[0093]由此，通過使未圖示的牽引車與第二分割部23的連結部23d連結，能夠被牽引車順暢地牽引而在第一隧道Tl、第二隧道T2內移動。
[0094]需要說明的是，在本實施方式中，通過這樣利用底面的行駛輪21c，22c，23c的滾動而使裝置在隧道內移動，但是也可以在裝置底面設置橇，通過滑動而移動。
[0095]此外，為了使隧道挖掘輔助裝置20順暢地移動至新的第一隧道Tl、第二隧道T2的交叉部分，需要通過彎曲的轉彎部分等。
[0096]因此，在本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20中，如圖5(c)所示，能夠使反作用力承受部21、第一分割部22、第二分割部23彼此分割而進行移動。另外，通過采用將隧道挖掘輔助裝置20分割為多個組件(反作用力承受部21及第一分割部22、第二分割部23)的構造，能夠獲得容易通過彎曲的轉彎部分等這樣的效果。
[0097]<本隧道挖掘輔助裝置20的效果>
[0098](I)
[0099]如圖2所示，在使用以將撐靴12a按壓在側壁T2a上的狀態(tài)進行挖掘的挖掘機10，進行與既存的第一隧道Tl交叉的第二隧道T2的挖掘時，本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20配置在第一隧道Tl側。并且，隧道挖掘輔助裝置20具有:反作用力承受部21，其包括反作用力承受面21b，該反作用力承受面21b在不存在第二隧道T2的側壁T2a的、第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分成為代替面；第一分割部22及第二分割部23，其中第一分割部22包括支撐液壓缸22a和22b，第二分割部23包括支撐液壓缸23a和23b，從而保持反作用力承受部21在第一隧道Tl內不移動。
[0100]由此，能夠在第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分設置成為第二隧道T2的側壁T2a的代替面的反作用力承受面21b。因而，能夠比以往更順利地在彼此交叉的第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分使用挖掘機10實施挖掘作業(yè)。其結果是，即使在對彼此交叉的第一隧道Tl、第二隧道T2進行挖掘的情況下，也能夠比以往縮短隧道挖掘操作的工事所需要的時間。
[0101](2)
[0102]本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20在構成隧道挖掘輔助裝置20的反作用力承受部21及第一分割部22、第二分割部23上全部設置有行駛輪21c，22c, 23c。因此，隧道挖掘輔助裝置20被未圖示的牽引車牽引，由此能夠在第一隧道Tl、第二隧道T2內自由地移動。
[0103](3)
[0104]如上所述，本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20以分割為反作用力承受部21及第一分割部22、第二分割部23這三個構件的狀態(tài)構成。
[0105]由此，通過采用分割構造，即使在包括第一隧道Tl、第二隧道T2的隧道的轉彎部分，也能夠使隧道挖掘輔助裝置20通過。
[0106]另外，由于能夠在拐彎移動并且能夠使裝置變長，因此能夠降低支撐部相對于隧道側壁的面壓。此外，因為反作用力承受部21與第一分割部22、第二分割部23分離，所以僅通過變更反作用力承受部21，就能夠實現交叉角不同的隧道施工。
[0107](4)
[0108]本實施方式的隧道挖掘輔助裝置20在反作用力承受部21中的面向第二隧道T2的部分具有被切削部21d，該被切削部21d以成為規(guī)定的厚度以上的方式通過噴出混凝土等而形成。
[0109]由此，在利用挖掘機10挖掘第二隧道T2的情況下，利用挖掘機10的前端的刀頭11將被切削部21d的一部分切削為與第二隧道T2的側壁T2a的形狀大致同等的形狀。由此，之后，能夠在挖掘機10前進時，使撐靴12a以與在第二隧道T2的側壁T2a相同的狀態(tài)，在反作用力承受面21b處使撐靴12a抵接。因而，無需考慮與第二隧道T2的側壁T2a的形狀吻合地形成反作用力承受面21b的形狀、或者準確地進行反作用力承受面21b的角度調整等。
[0110]<隧道挖掘方法>
[0111]以下使用圖7(a)?圖10(b)說明本實施方式的隧道挖掘方法。
[0112]S卩，在本實施方式中，使用上述的挖掘機10及隧道挖掘輔助裝置20，按照以下順序進行隧道的挖掘。
[0113]首先，如圖7 (a)所示，在步驟SI中，為了從既存的兩條隧道TO挖掘彼此大致平行的三條第一隧道Tl，設定第一挖掘線LI。
[0114]接下來，如圖7(b)所示，在步驟S2中，挖掘機10在后方帶著支援拖車15，利用牽引車使挖掘機10移動到既存的隧道TO與第一隧道Tl的分支位置。
[0115]此時，在從既存的隧道TO向第一隧道Tl分支的部分設置有拐角用反作用力承受部30。由此，即使在向第一隧道Tl分支的彎曲部分處，挖掘機10也能夠使撐靴12a與拐角用反作用力承受部30抵接，并且進行第一隧道Tl的挖掘。
[0116]在此，拐角用反作用力承受部30的反作用力承受面優(yōu)選具有與第一隧道Tl的側壁Tla相同的形狀。或者，也可以如上述的隧道挖掘輔助裝置20的反作用力承受面21b那樣，在表面設置被挖掘部21d，其被挖掘機10挖掘并成為易于與撐靴12a抵接的形狀。
[0117]接下來，如圖8 (a)所示，在步驟S3中，沿著第一挖掘線LI，利用挖掘機10挖掘巖盤等，并且使挖掘機10移動。由此，能夠將第一隧道Tl形成在所希望的位置。此時，也可以使支援拖車15與挖掘機10 —起移動。
[0118]接下來，如圖8(b)所示，在步驟S4中，在挖掘達到形成在分開位置的既存的隧道TO而結束，從而使第一隧道Tl貫穿隧道TO、TO之間時，挖掘機10利用牽引車返回到如圖7(b)所示的初始位置。
[0119]需要說明的是，如圖8(a)所示，與步驟S2同樣地，在第一隧道Tl到達隧道TO的部分設置有拐角用反作用力承受部30。
[0120]接下來，如圖9(a)所示，在步驟S5(第一挖掘工序)中，為了挖掘與挖掘好的第一隧道Tl大致平行的新的第一隧道Tl，再次沿著第一挖掘線LI使挖掘機10移動。
[0121]接下來，如圖9(b)所示，在步驟S6(第一挖掘工序)中，在重復上述步驟S3?S5而挖掘了三條彼此大致平行的第一隧道Tl之后，為了形成與這三條第一隧道Tl交叉的多條第二隧道T2，設定第二挖掘線L2。將第一隧道Tl與第二挖掘線L2交叉的部位、即預先設定有第一隧道Tl與第二隧道T2交叉的部位作為交叉預定部分。
[0122]接下來，如圖10 (a)所示，在步驟S7 (第二挖掘工序)中，利用挖掘機10沿第二挖掘線L2挖掘巖盤等，并且使挖掘機10移動。由此，能夠將與既存的第一隧道Tl交叉的第二隧道T2形成在所希望的位置。
[0123]此時，如圖10(a)所示，在既存的第一隧道Tl與第二挖掘線L2交叉的部分(交叉預定部分)的第一隧道Tl側，預先被準備好的上述隧道挖掘輔助裝置20在第一隧道Tl內移動而被移動設置，以夾住上述交叉部分的方式設置為兩個。另外，在從第一隧道Tl向第二隧道T2分支的部分、合流的部分分別設置上述拐角用反作用力承受部30。
[0124]接下來，如圖10(b)所示，在步驟S8中，通過使挖掘機10沿第二挖掘線L2前進，能夠通過第一隧道Tl與第二隧道Τ2的交叉部分而挖掘至與既存的第一隧道Tl合流的部分。
[0125]需要說明的是，在挖掘機10通過了配置有隧道挖掘輔助裝置20的交叉部分之后，隧道挖掘輔助裝置20被牽引車等牽引，向接下來挖掘機10要通過的第一隧道Tl與第二隧道Τ2的交叉部分移動(移動工序)。
[0126]移動至第一隧道Tl的挖掘機經由未圖示的環(huán)狀隧道移動，通過重復上述工序而依次挖掘平行的多條第二隧道Τ2。
[0127]<本隧道挖掘方法的效果>
[0128](I)
[0129]如圖7(a)?圖10(b)所示，本實施方式的隧道挖掘方法使用在將撐靴12a按壓在隧道的側壁上的狀態(tài)下進行挖掘的挖掘機10，包括對三條彼此大致平行的第一隧道Tl進行挖掘的工序(第一挖掘工序)和對與第一隧道Tl交叉的第二隧道T2進行挖掘的工序(第二挖掘工序)。
[0130]由此，當進行包括多個隧道分支、合流的部分的隧道挖掘工事時，挖掘機10呈大致直線狀地移動即可，因此能夠比以往縮短隧道挖掘工事工期。
[0131](2)
[0132]本實施方式的隧道挖掘方法在挖掘與既存的第一隧道Tl交叉的第二隧道T2的工序中，在第一隧道Tl與第二隧道T2交叉的部分配置具有反作用力承受部21的隧道挖掘輔助裝置20，該反作用力承受部21形成第二隧道T2的側壁T2a的代替面。
[0133]由此，能夠在形成于第二隧道T2的第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分的無側壁T2a的部分設置成為代替面的反作用力承受面21b。由此，在包括多個隧道的交叉部分的隧道挖掘工事中，能夠比以往提高工事效率而縮短工期。
[0134](3)
[0135]本實施方式的隧道挖掘方法在形成有多個第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分的隧道挖掘工事中，當挖掘機10通過設置有隧道挖掘輔助裝置20的交叉部分時，使隧道挖掘輔助裝置20向挖掘機10接著要通過的交叉部分移動。
[0136]由此，即便在具有多個第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分的情況下，也能夠實施挖掘機10的挖掘，從而能夠比以往縮短隧道挖掘工事的工期。
[0137](4)
[0138]本實施方式的隧道挖掘方法在從隧道TO向第一隧道Tl的分支/合流部分、或者從第一隧道Tl向第二隧道T2的分支/合流部分設置拐角用反作用力承受部30。
[0139]由此，即使在隧道的分支/合流部分處也能夠使用挖掘機10進行挖掘，從而能夠比以往縮短隧道挖掘工事的工期。
[0140][其他實施方式]
[0141]以上說明了本發(fā)明的一實施方式，但是本發(fā)明不限于上述實施方式，可以在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內進行各種變更。
[0142](A)
[0143]在上述實施方式中，例舉說明了在隧道挖掘輔助裝置20的反作用力承受部21的反作用力承受面21b設置由混凝土等構成的被切削部21d，使挖掘機10挖掘該被切削部21d并挖掘第二隧道T2，但是本發(fā)明不限于此。
[0144]例如，也可以如圖11所示，是具有搭載有角度調整機構122的反作用力承受部121的隧道挖掘輔助裝置120，該角度調整機構122對與被挖掘的第二隧道T2的側壁的形狀相吻合地形成的反作用力承受面進行角度調整。
[0145]具體地說，如圖11所示，隧道挖掘輔助裝置120具有反作用力承受部121，該反作用力承受部121包括角度調整機構122、第一承受部123及第二承受部124。需要說明的是，與上述實施方式I同樣地，在反作用力承受部121的挖掘側的相反側連結有第一分割部22和第二分割部23。
[0146]如圖11所示，角度調整機構122具有液壓缸122a、轉動軸122b、轉動軸122c。
[0147]通過使液壓缸122a伸縮，進行成為第二隧道T2的側壁T2a的代替面的反作用力承受面123a，124a的角度調整。
[0148]轉動軸122b，122c設在液壓缸122a的兩端，在液壓缸122a伸縮時，通過使第一承受部123、第二承受部124轉動，能夠進行成為第二隧道T2的側壁T2a的代替面的反作用力承受面123a，124a的角度調整。
[0149]第一承受部123具有反作用力承受面(代替面)123a、液壓缸123b。
[0150]反作用力承受面123a構成第二隧道T2的側壁T2a的代替面的一部分。
[0151]為了在第二隧道T2的挖掘時在形成于第一隧道Tl與第二隧道T2的交叉部分的無第二隧道T2的側壁T2a的部分配置反作用力承受面123a作為側壁T2a的代替面，液壓缸123b被設置成相對于第一隧道Tl的側壁Tla進退自如。
[0152]需要說明的是，在使隧道挖掘輔助裝置120在隧道內移動時，通過使液壓缸123b收縮，能夠使反作用力承受面123a向退避位置移動。
[0153]第二承受部124具有反作用力承受面(代替面)124a、轉動軸124b。
[0154]反作用力承受面124a與第一承受部123的反作用力承受面123a —起構成第二隧道T2的側壁T2a的代替面。
[0155]轉動軸124b在角度調整機構122的液壓缸122a伸縮時成為使反作用力承受面124a轉動的轉動中心。
[0156]如圖12(a)所示，本實施方式的隧道挖掘輔助裝置120利用以上結構，通過使角度調整機構122的液壓缸122a從初始位置收縮，能夠將第一反作用力承受部123、第二反作用力承受部124的反作用力承受面123a、124a的角度向相對于基準面退避的位置調整。
[0157]另一方面，如圖12(b)所示，通過使角度調整機構122的液壓缸122a從初始位置伸長，能夠將第一反作用力承受部123、第二反作用力承受部124的反作用力承受面123a、124a的角度向相對于基準面突出的位置調整。
[0158]由此，像上述實施方式那樣，即使不設置向反作用力承受面123a、124a的表面噴出混凝土等而形成的被挖掘部，也能夠調整反作用力承受面123a、124a的角度，以成為與第二隧道T2的側壁T2a的形狀相應的適當角度。
[0159](B)
[0160]在上述實施方式中，舉例說明了在隧道挖掘輔助裝置20的第二分割部23設置連結部23d、使連結部23與牽引車連結、從而實現隧道挖掘輔助裝置20在隧道內能夠移動。但是，本發(fā)明不限于此。
[0161]例如，可以如圖13所示，在反作用力承受部21搭載發(fā)動機221，通過向行駛輪21c施加旋轉驅動力，來實現能夠自走的隧道挖掘輔助裝置220。
[0162]該情況也能夠使隧道挖掘輔助裝置220順暢地移動，因此能夠比以往縮短進行包括多個隧道交叉部分的隧道挖掘工事時的挖掘工事的工期。
[0163]需要說明的是，作為搭載上述發(fā)動機221的位置，不限于反作用力承受部21，也可以是第一分割部22或第二分割部23。
[0164]另外，作為驅動行駛輪旋轉的驅動源，不限于發(fā)動機，也可以將由電池等驅動的馬達作為驅動源。
[0165](C)
[0166]在上述實施方式中，舉例說明了挖掘與三條第一隧道Tl交叉的第二隧道T2的隧道挖掘方法。但是，本發(fā)明不限于此。
[0167]例如，在第二隧道T2的挖掘前進行挖掘的既存第一隧道Tl的條數也可以是四條以上。
[0168]在該情況下，也能夠如上所述，高效地挖掘包括彼此交叉部分的第一隧道Tl與第二隧道T2，因此能夠比以往縮短工期。
[0169](D)
[0170]在上述實施方式中，作為隧道挖掘輔助裝置20，舉例說明了分割為反作用力承受部21、第一分割部22及第二分割部23這三個構件的結構。但是，本發(fā)明不限于此。
[0171]例如，也可以構成為單體的隧道挖掘輔助裝置。
[0172]另外，在采用分割構造的情況下，也可以采用分割為兩個構件的構造、分割為四個以上構件的構造。
[0173](E)
[0174]在上述實施方式中,在挖掘了一條第一隧道Tl之后,挖掘機10在該一條第一隧道Tl內后退，然后對與該一條第一隧道Tl平行的第一隧道Tl進行挖掘。另外，在挖掘了一條第二隧道T2之后，挖掘機10在與其交叉的第一隧道Tl所相連的環(huán)狀隧道內移動，然后對與該一條第二隧道T2平行的第二隧道T2進行挖掘。換言之，在挖掘第一隧道Tl、第二隧道T2時，舉例說明了挖掘機10向相同的方向進行挖掘。但是，本發(fā)明不限于此。
[0175]例如，可以如圖14所示，與第一隧道T3交叉的第二隧道T4由多個平行部位T4a, T4b，T4c以及連結多個平行部位T4a，T4b，T4c的彎曲部位T4d，T4e形成。并且，也可以使挖掘機10總是前進而連續(xù)地挖掘第二隧道T4。在挖掘鄰接的平行部位(例如T4a，T4b)時，挖掘機10的行進方向成為相反方向。關于第一隧道T3,可以是相同的結構。
[0176]在該實施方式中，由于不存在挖掘機10的后退、迂回，因此能夠提高施工效率。
[0177]工業(yè)實用性
[0178]本發(fā)明的隧道挖掘方法由于起到能夠高效地挖掘隧道的分支部分、尤其是交叉部分這樣的效果，因此能夠廣泛應用于包括分支部分、尤其是交叉部分的隧道的挖掘方法。
[0179]附圖標記說明
[0180]10挖掘機
[0181]11 刀頭
[0182]Ila盤式刀具
[0183]12撐靴搭載部
[0184]12a 撐靴
[0185]13推進液壓缸
[0186]14支撐部
[0187]15支援拖車
[0188]20隧道挖掘輔助裝置
[0189]21反作用力承受部
[0190]21a液壓缸
[0191]21b反作用力承受面(代替面)
[0192]21c行駛輪(行駛部)
[0193]2Id被切削部
[0194]22 第一分割部
[0195]22a支撐液壓缸(支撐部)
[0196]22b支撐液壓缸(支撐部)
[0197]22c行駛輪
[0198]23 第二分割部
[0199]23a支撐液壓缸(支撐部)
[0200]23b支撐液壓缸(支撐部)
[0201]23c行駛輪
[0202]23d連結部
[0203]30 拐角用反作用力承受部
[0204]120隧道挖掘輔助裝置
[0205]121反作用力承受部
[0206]122角度調整機構
[0207]122a 液壓缸
[0208]122b 轉動軸
[0209]122c 轉動軸
[0210]123第一承受部
[0211]123a反作用力承受面(代替面)
[0212]123b 液壓缸
[0213]124第二承受部
[0214]124a反作用力承受面(代替面)
[0215]124b 轉動軸
[0216]220隧道挖掘輔助裝置
[0217]221發(fā)動機
[0218]LI 第一挖掘線
[0219]L2 第二挖掘線
[0220]TO 隧道
[0221]T1，T3 第一隧道
[0222]Tla 側壁
[0223]Τ2, Τ4 第二隧道
[0224]T2a 側壁
[0225]T4a，T4b，T4c 平行的部位
[0226]T4d，T4e 彎曲部位
【權利要求】
1.一種隧道挖掘方法，使用挖掘機來進行隧道的挖掘，該挖掘機在將撐靴按壓在側壁上的狀態(tài)下使刀頭旋轉而進行挖掘，該隧道挖掘方法的特征在于， 包括: 第一挖掘工序，其對彼此大致平行的三條以上的第一隧道進行挖掘； 第二挖掘工序，其對與所述第一隧道交叉的第二隧道進行挖掘，在所述第一隧道與所述第二隧道的交叉部分的所述第一隧道側配置具有反作用力承受部的隧道挖掘輔助裝置，該反作用力承受部形成代替面，該代替面成為所述第二隧道的側壁的一部分。
2.如權利要求1所述的隧道挖掘方法，其特征在于，還包括: 在所述第二挖掘工序中挖掘了所述第一隧道與第二隧道的交叉部分之后，使所述隧道挖掘輔助裝置向其他的所述第一隧道與第二隧道的交叉部分移動的工序。
3.如權利要求1或2所述的隧道挖掘方法，其特征在于， 在所述第一挖掘工序中配置具有拐角反作用力承受部的隧道挖掘輔助裝置，所述拐角反作用力承受部形成代替面，該代替面成為使所述第一隧道彎曲的部分的彎曲部分外側側壁的一部分。
4.一種隧道挖掘方法，其使用挖掘機來進行隧道的挖掘，該挖掘機在將撐靴按壓在側壁上的狀態(tài)下使刀頭旋轉而進行挖掘，所述隧道挖掘方法的特征在于， 包括: 第一挖掘工序，其挖掘第一隧道； 準備工序，其準備所述第一隧道與第二隧道的交叉預定部分中成為所述第二隧道的側壁的一部分的代替面； 移動設置工序，其使所述代替面移動設置到所述第一隧道的所述交叉預定部分，使所述代替面作為所述第二隧道的側壁的一部分； 第二挖掘工序，其利用所述挖掘機挖掘所述第二隧道，在所述交叉預定部分將所述撐靴按壓在所述代替面上進行挖掘。
5.如權利要求4所述的隧道挖掘方法，其特征在于， 所述第一隧道包括至少三個彼此大致平行的部位。
6.如權利要求5所述的隧道挖掘方法，其特征在于， 所述大致平行的部位由彎曲部位連結，所述第一隧道成為連續(xù)的隧道。
7.如權利要求4所述的隧道挖掘方法，其中， 所述第二隧道包括至少三個彼此大致平行的部位。
8.如權利要求7所述的隧道挖掘方法，其中， 所述大致平行的部位由彎曲部位連結，所述第二隧道成為連續(xù)的隧道。
【文檔編號】E21F17/00GK104334832SQ201380026346
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權日:2012年7月9日
【發(fā)明者】川合一成, 寺田紳一, 兒玉佑一, 植竹正明, 淺野浩, 南敬, 谷本潤也 申請人:株式會社小松制作所