JP2000120385A

JP2000120385A - トンネル掘削機及び掘削工法

Info

Publication number: JP2000120385A
Application number: JP29772198A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Inoue; 年史井上; Masahiko Sugiyama; 雅彦杉山; Tatsuro Tamai; 達郎玉井; Takeshi Nakagawa; 毅中川
Original assignee: Kajima Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-04-25
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP2989592B1

Abstract

(57)【要約】【課題】トンネル掘削機において、構造及び掘削制御
の簡素化を図ると共に掘削作業の円滑化及び効率化を図
る。【解決手段】主掘削機本体１１の前端部に主カッタ機
構１２を装着し、この主掘削機本体１１の側方に前胴１
３ａ，１４ａ及び後胴１３ｂ，１４ｂからなる副掘削機
本体１３，１４を配設し、前胴１３ａ，１４ａの前端部
に副カッタ機構１５，１６を装着し、前胴１３ａ，１４
ａ及び後胴１３ｂ，１４ｂを主掘削機本体１１に対して
支持部１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ及び拡幅ジャッ
キ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂによりそれぞれ独立
して側方移動可能で且つ側方旋回可能に支持し、主掘削
機本体１１及び後胴１３ｂ，１４ｂのシールドジャッキ
２１，２２，２３を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下自動車道路や
地下鉄道などに使用するトンネルを掘削形成するトンネ
ル掘削機及び掘削工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的なシールド掘削機は、筒状の掘削
機本体の前部にカッタヘッドが回転自在に装着されると
共に、この掘削機本体の後部にシールドジャッキ及びセ
グメントエレクタが装着されて構成されている。従っ
て、このカッタヘッドを駆動モータによって旋回させな
がら、シールドジャッキによって掘削機本体を前進させ
ることで、前方の地盤を掘削してトンネルを掘削形成
し、セグメントエレクタによってこの掘削形成されたト
ンネルの内壁面にセグメントを組付けてトンネルを構築
することができる。

【０００３】ところで、掘削形成するトンネルとして、
例えば、地下を通る自動車用高速道路に利用されるもの
がある。この自動車用高速道路は分岐路や出口のために
途中で車線が増加したり、減少したりしている。そのた
め、このような自動車用高速道路に使用するトンネルを
掘削する場合、トンネル掘削断面形状を掘削途中で幅方
向に広くしたり、狭くしたりする必要がある。

【０００４】このようなトンネル掘削断面形状を掘削途
中で幅方向に変更する、所謂、拡幅式のシールド掘削機
としては、従来から例えば、特開平７−２７９５７９号
公報に記載されたものがある。この公報に記載されたシ
ールド掘削機は、シールド本体を固定部と一対の移動部
によって構成すると共に、移動部を前胴部と後胴部によ
って構成し、固定部と前胴部及び後胴部との間に移動ジ
ャッキを架設し、また、固定部の前端部に余掘り用カッ
タを有するカッタヘッドが駆動回転可能に装着されてい
る。従って、移動ジャッキの収縮状態では移動部が固定
部側に位置しており、カッタヘッドによって通常断面の
トンネルを掘削する一方、移動ジャッキの伸長状態では
移動部が固定部から離間しており、カッタヘッドによっ
て拡幅断面のトンネルを掘削することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
シールド掘削機にあっては、シールド本体が固定部と移
動部によって構成され、且つ、この移動部が前胴部と後
胴部とによって構成され、固定部に対してこの前胴部と
後胴部が移動ジャッキによって別々に移動して拡幅可能
となっている。そのため、構造が複雑となってその拡幅
制御が困難となってしまうという問題がある。

【０００６】また、この従来のシールド掘削機を用いて
掘削途中で拡幅する場合には、移動部が固定部側に位置
した状態で、カッタヘッドを回転駆動しながら固定部及
び移動部を前進することで前方の地盤を掘削すると同時
に、余掘カッタによって側方の地盤を掘削し、余掘され
た空洞部の全長が前胴部の全長となったときに移動ジャ
ッキを伸長してこの前胴部を外方に移動する。そして、
余掘された空洞部の全長が前胴部及び後胴部の全長とな
ったときに移動ジャッキを伸長してこの後胴部を外方に
移動する。この繰り返しによって段階的に拡幅したトン
ネルを掘削することとなる。

【０００７】そのため、途中で拡幅したトンネルは壁部
に長手方向に複数の段差が形成されることとなり、これ
を平滑にする後加工が必要となってしまう。また、余掘
された空洞部は前胴部あるいは後胴部が外方に移動する
まで空間部となって地盤の崩落を招く虞があり、空洞部
の全長が前胴部の全長となっても崩落した土砂などによ
って前胴部を外方に移動することができない場合があ
る。

【０００８】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、構造及び掘削制御の簡素化を図ると共に掘削
作業の円滑化及び効率化を図ったトンネル掘削機を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明のトンネル掘削機は、主掘削機本体
と、該主掘削機本体の前端部に装着されて前方の地盤を
掘削する主カッタ機構と、前記主掘削機本体の掘進方向
側方に配設されて該主掘削機本体と共に筒形状をなす前
胴及び後胴からなる副掘削機本体と、該副掘削機本体の
前胴の前端部に装着されて前記主カッタ機構と共に前方
の地盤を掘削する副カッタ機構と、前記副掘削機本体の
前胴及び後胴を前記主掘削機本体に対してそれぞれ独立
して側方移動可能で且つ側方旋回可能とする副掘削機本
体支持機構と、前記主掘削機本体及び前記副掘削機本体
を前進させる推進機構とを具えたことを特徴とするもの
である。

【００１０】また、請求項２の発明のトンネル掘削機で
は、前記副掘削機本体支持機構は、前記主掘削機本体と
前記前胴及び後胴との間に架設された複数の拡幅ジャッ
キであることを特徴としている。

【００１１】また、請求項３の発明のトンネル掘削機で
は、前記複数の拡幅ジャッキは、１組の拡幅ジャッキが
トラス状をなして複数組配設されたパラレルリンク機構
であることを特徴としている。

【００１２】また、請求項４の発明のトンネル掘削機で
は、前記副掘削機本体支持機構は、前記主掘削機本体と
前記前胴及び後胴のいずれか一方に設けられた幅方向に
沿った長孔と、前記他方に設けられて該長孔に移動自在
に係合する支持軸と、前記主掘削機本体と前記前胴及び
後胴との間に架設された拡幅ジャッキとを有することを
特徴としている。

【００１３】更に、請求項５の発明のトンネル掘削工法
において、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と該主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び
後胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッ
タとを駆動回転しながら、前記主掘削機本体及び副掘削
機本体を前進することで前方の地盤を掘削してトンネル
を形成し、所定の掘進位置にて、前記主掘削機本体に対
して、まず、前記前胴を外方旋回移動させながら前方及
び側方の地盤を所定長さ掘削した後、前記後胴を外方旋
回移動させながら前記前胴に追従させて所定長さの拡幅
トンネルを掘削形成することを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項６の発明のトンネル掘削工法
では、前記前胴の外方旋回角度を前記後胴の外方旋回角
度よりも大きく維持しながら所定長さの拡幅トンネルを
掘削形成することを特徴としている。

【００１５】また、請求項７の発明のトンネル掘削工法
において、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と該主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び
後胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッ
タとを駆動回転し、前記主掘削機本体に対して、前記前
胴を掘進方向左方あるいは右方の何れか一方へ外方旋回
移動させると共に、前記後胴を前記他方へ外方旋回移動
させながら、前記主掘削機本体及び副掘削機本体を前進
することで前方及び側方の地盤を掘削して曲線トンネル
を掘削形成することを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１７】図１に本発明の一実施形態に係るトンネル
掘削機としてのシールド掘削機の一部切欠平面視、図２
に本実施形態のシールド掘削機の正面視、図３に図１の
III−III断面、図４に図１のIV−IV断面、図５に図１の
Ｖ−Ｖ断面、図６に本実施形態のシールド掘削機の斜
視、図７乃至図９に本実施形態のシールド掘削機による
拡幅トンネル掘削時の作用を表す概略、図１０に本実施
形態のシールド掘削機による縮幅トンネル掘削時の作用
を表す概略、図１１に本実施形態のシールド掘削機によ
る曲線トンネル掘削時の作用を表す概略、図１２に通常
トンネルの掘削断面、図１３に拡幅トンネルの掘削断面
を示す。

【００１８】本実施形態のシールド掘削機１０は、図６
に示すように、箱型をなす主掘削機本体１１と、この主
掘削機本体１１の前端部に装着されて前方の地盤を掘削
する主カッタ機構１２と、主掘削機本体１１の掘進方向
側方に配設されてコ字形状をなす前胴１３ａ，１４ａ及
び後胴１３ｂ，１４ｂからなる副掘削機本体１３，１４
と、この副掘削機本体１３，１４の各前胴１３ａ，１４
ａの前端部に装着されて前方の地盤を掘削する副カッタ
機構１５，１６と、主掘削機本体１１に対して左右の副
掘削機本体１３，１４の前胴１３ａ，１４ａ及び後胴１
３ｂ，１４ｂをそれぞれ独立して側方移動可能で、且
つ、側方旋回可能とする副掘削機本体支持機構としての
支持部１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ及び拡幅ジャッ
キ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂと、主掘削機本体１
１及び副掘削機本体１３，１４を前進させる推進機構と
して主掘削機本体１１と後胴１３ｂ，１４ｂに装着され
たシールドジャッキ２１，２２，２３とから構成されて
いる。

【００１９】即ち、本実施形態のシールド掘削機１０に
おいて、図１乃至図５に示すように、主掘削機本体１１
は上下が弧状をなす矩形筒形状部１１ａの両側に上下一
対の水平部１１ｂ，１１ｃが一体に形成されてなり、こ
の主掘削機本体１１の前部には掘削土砂や泥水等のずり
の内部浸入を防止するバルクヘッド３１が形成されてい
る。この主掘削機本体１１の前端部にはバルクヘッド３
１を貫通するように上下一対の回転軸３２が配設され、
軸受３３によって回転自在に支持されている。そして、
この各回転軸３２の先端部に主カッタ機構１２を構成す
る主カッタヘッド３４がそれぞれ固定されている。この
主カッタヘッド３４は２本のスポーク３４ａが交差して
端部が連結部３４ｂによって連結されてなり、スポーク
３４ａの前面には多数のカッタビット３５が取付けられ
ると共に、移動ジャッキ３６によって伸縮可能なコピー
カッタ３７が装着されている。また、各回転軸３２の後
端部にはリングギヤ３８がそれぞれ固定されており、主
掘削機本体１１に設けられた複数の駆動モータ（油圧モ
ータまたは電気モータ）３９の駆動ギヤ４０がこのリン
グギヤ３７に噛み合っている。従って、駆動モータ３９
を駆動すると、駆動ギヤ４０の駆動力がリングギヤ３８
を介して回転軸３２に伝達され、この回転軸３２と一体
の主カッタヘッド３４を回転駆動することができる。

【００２０】一方、各副掘削機本体１３，１４はそれぞ
れ一側部が主掘削機本体１１の水平部１１ｂ，１１ｃに
嵌合することで、この主掘削機本体１１と共に筒形状を
なしており、この副掘削機本体１３，１４の各前胴１３
ａ，１４ａの前部には主掘削機本体１１のバルクヘッド
３１に係合するバルクヘッド４１，４２が形成されてい
る。この各前胴１３ａ，１４ａの前端部にはバルクヘッ
ド４１，４２を貫通するようにそれぞれ回転軸４３，４
４が配設され、軸受４５，４６によって回転自在に支持
されている。そして、この回転軸４３，４４の先端部に
副カッタ機構１５，１６を構成する副カッタヘッド４
７，４８が固定されている。この副カッタヘッド４７，
４８は２本のスポーク４７ａ，４８ａが交差して端部が
連結リング４７ｂ，４８ｂによって連結されてなり、ス
ポーク４７ａ，４８ａの前面には多数のカッタビット４
９，５０が取付けられると共に、移動ジャッキ５１，５
２によって伸縮可能なコピーカッタ５３，５４が装着さ
れている。また、各回転軸４３，４４の後端部にはリン
グギヤ５５，５６がそれぞれ固定されており、副掘削機
本体１３，１４に設けられた複数の駆動モータ５７，５
８の駆動ギヤ５９，６０がこのリングギヤ５５，５６に
噛み合っている。

【００２１】また、各前胴１３ａ，１４ａの前端部外側
に位置して副カッタ機構１５，１６を構成する上下一対
のコーナーカッタ６１，６２がそれぞれ回転軸６３，６
４によって回転自在に支持されており、各副掘削機本体
１３，１４に設けられた駆動モータ６５，６６によって
回転駆動可能となっている。このコーナーカッタ６１，
６２はスポーク６１ａ，６２ａを有しており、このスポ
ーク６１ａ，６２ａの前面には多数のカッタビット６
７，６８が取付けられると共に、移動ジャッキ６９，７
０によって伸縮可能な余掘カッタ７１，７２が装着され
ている。なお、左右の副掘削機本体１３，１４における
各コーナーカッタ６１，６２の装着位置が相違するが、
これは後述する枠状トンネルＴ_a，Ｔ_bの隅部を適正の
掘削するためである。即ち、図３に示すように、一方の
副掘削機本体１３の側部にスペーサ１３ｃを介してコー
ナーカッタ５９の支持部分１３ｄを形成しているが、左
右同様の構成にしてもよい。

【００２２】従って、駆動モータ５７，５８を駆動する
と、駆動ギヤ５９，６０の駆動力がリングギヤ５５，５
６を介して回転軸４３，４４に伝達され、この回転軸４
３，４４と一体の副カッタヘッド４７，４８を回転駆動
することができる。また、各駆動モータ６５，６６を駆
動すると、回転軸６３，６４と共にコーナーカッタ６
１，６２を回転駆動するすることができる。

【００２３】ところで、この主掘削機本体１１と各副掘
削機本体１３，１４の前後胴１３ａ，１３ｂ，１４ａ，
１４ｂとの間にはそれぞれ支持部１７ａ，１７ｂ，１８
ａ，１８ｂが介在し、主掘削機本体１１に対して前後胴
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが接近離間するように
水平移動自在で、且つ、垂直軸回りに水平旋回自在に支
持されている。即ち、主掘削機本体１１の左右の水平部
１１ｂの前部には支持軸７３ａ，７４ａがそれぞれ前後
に固定されている。一方、前胴１３ａ，１４ａには幅方
向に沿って長孔７５ａ，７６ａが形成され、各支持軸７
３ａ，７４ａが長孔７５ａ，７６ａに移動自在に嵌合し
ている。また、主掘削機本体１１の左右の水平部１１ｂ
の後部には支持軸７３ｂ，７４ｂがそれぞれ前後に固定
されている。一方、後胴１３ｂ，１４ｂには幅方向に沿
って長孔７５ｂ，７６ｂが形成され、各支持軸７３ｂ，
７４ｂが長孔７５ｂ，７６ｂに移動自在に係合してい
る。この場合、前側に位置する各支持軸７３ａ，７３
ｂ，７４ａ，７４ｂと長孔７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７
６ｂとはほとんど隙間のない嵌合状態であるが、後側に
位置する各支持軸７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂと長
孔７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂとは隙間Ｓをもった
遊嵌状態となっている。

【００２４】更に、主掘削機本体１１と各前胴１３ａ，
１４ａ及び後胴１３ｂ，１４ｂとの間にはそれぞれ各２
本の拡幅ジャッキ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂが架
設されており、この主掘削機本体１１及び各前胴１３
ａ，１４ａ及び後胴１３ｂ，１４ｂにおける拡幅ジャッ
キ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂの各端部は玉軸受に
より上下左右に揺動自在に連結されている。

【００２５】従って、各拡幅ジャッキ１９ａ，２０ａを
伸縮することで、主掘削機本体１１に対して両側の各前
胴１３ａ，１４ａを側方に移動させることができ、各拡
幅ジャッキ１９ａ，２０ａ，２０ａ，２０ｂを伸縮する
ことで、主掘削機本体１１に対して両側の各後胴１３
ｂ，１４ｂを側方に移動させることができる。このと
き、各拡幅ジャッキ１９ａ，２０ａの前後の伸縮量を同
じにすると、支持軸７３ａ，７４ａが長孔７５ａ，７６
ａ内を移動し、前胴１３ａ，１４ａは主掘削機本体１１
に対してその角度姿勢を維持したままで側方に平行移動
することとなる。また、拡幅ジャッキ１９ａ，２０ａの
前後の伸縮量を変えると、支持軸７３ａ，７４ａが長孔
７５ａ，７６ａ内を移動しながら隙間Ｓの範囲内で回動
し、前胴１３ａ，１４ａは主掘削機本体１１に対してそ
の角度を変化させるように側方に旋回することとなる。
同様に、各拡幅ジャッキ１９ｂ，２０ｂの前後の伸縮量
を同じにすると、後胴１３ｂ，１４ｂは主掘削機本体１
１に対して側方に平行移動し、拡幅ジャッキ１９ｂ，２
０ｂの前後の伸縮量を変えると、隙間Ｓの範囲内で後胴
１３ｂ，１４ｂは主掘削機本体１１に対してその角度を
変化させるように側方に旋回することとなる。

【００２６】つまり、図７に示すように、主掘削機本体
１１に対して両側の前胴１３ａ，１４ａのみを外方へ水
平旋回し、副カッタ機構１５，１６を外方に向けて前進
することで、トンネルの掘削幅を拡大させたり、図８に
示すように、主掘削機本体１１に対して両側の前胴１３
ａ，１４ａに続いて後胴１３ｂ，１４ｂを前胴１３ａ，
１４ａに追従して外方へ水平旋回し、トンネルの掘削幅
を更に拡大させたりすることができる。また、図９に示
すように、トンネルの最大拡幅位置で、両側の前胴１３
ａ，１４ａを内方へ水平旋回することで、前胴１３ａ，
１４ａを主掘削機本体１１と平行にしてトンネルの拡幅
幅を一定にしたりすることができる。更に、図１０に示
すように、両側の前胴１３ａ，１４ａを内方へ水平旋回
し、副カッタ機構１５，１６を内方に向けて前進するこ
とで、トンネルの掘削幅を縮小することができる。

【００２７】また、各カッタヘッド３４，４７，４８と
バルクヘッド３１，４１，４２との間にはチャンバ７７
が形成され、各副掘削機本体１３，１４の前胴１３ａ，
１４ａにはスクリューコンベヤ７８，７９が装着され、
前端部がこのチャンバ７７に位置しており、後端部は配
管８０に連結され、この配管８０は主掘削機本体１１内
を通って後方に延設されている。なお、拡幅ジャッキ１
９ａ，２０ａを伸縮して主掘削機本体１１に対して各前
胴１３ａ，１４ａが水平旋回すると、バルクヘッド３１
と４１，４２の係合関係がずれる虞があるが、この場
合、例えば、バルクヘッド３１と４１，４２とが常時密
着するように拡幅ジャッキ１９ａ，２０ａの伸縮量を制
御したり、バルクヘッド３１，４１，４２を弾性体とし
たり、両者の間に別のシール部材を設けることで、各掘
削機本体１１，１３，１４内への掘削土砂の浸入を防止
できる。更に、拡幅ジャッキ１９ａ，２０ａ及び１９
ｂ，２０ｂを伸縮して各前胴１３ａ，１４ａ及び後胴１
３ｂ，１４ｂが水平旋回すると、各掘削機本体１１，１
３，１４の隔壁部１３ｅ，１３ｆと前胴１３ａ，１４ａ
の後端部及び後胴１３ｂ，１４ｂの前端部との係合関係
がずれる虞があるが、この場合でも、例えば、前胴１３
ａ，１４ａの後端部及び後胴１３ｂ，１４ｂの前端部と
隔壁部１３ｅ，１３ｆとが常時密着するように拡幅ジャ
ッキ１９ａ，２０ａ及び１９ｂ，２０ｂの伸縮量を制御
したり、両者の間に別のシール部材を設けることで、各
掘削機本体１１，１３，１４内への掘削土砂の浸入を防
止できる。

【００２８】更に、主掘削機本体１１及び各副掘削機本
体１３，１４の後部には周方向に沿ってそれぞれ複数の
シールドジャッキ２１，２２，２３が並設されており、
その後方に伸びる駆動ロッドの先端部にはそれぞれスプ
レッダ２１ａ，２２ａ，２３ａが取付けられている。従
って、このシールドジャッキ２１，２２，２３を作動し
て掘進方向後方に駆動ロッドを伸長させると、掘削した
トンネル内周面に組み立てられた鋼殻Ｓにスプレッダ２
１ａ，２２ａ，２３ａが押しつけられ、その反力により
主掘削機本体１１及び副掘削機本体１３，１４を前進さ
せることができる。

【００２９】また、主掘削機本体１１及び各副掘削機本
体１３，１４の後部には既設トンネルの内壁面に鋼殻Ｓ
を組付けるエレクタ装置８１，８２，８３が装備されて
いる。この各エレクタ装置８１，８２，８３はほぼ同様
の構造となっているが、主掘削機本体１１に装着された
エレクタ装置８１は矩形断面トンネルの中央部の上下壁
面に鋼殻Ｓを組付けるものであり、各副掘削機本体１
３，１４に装着されたエレクタ装置８２，８３は矩形断
面トンネルの両側部の上下壁面及び側壁面に鋼殻Ｓを組
付けるものである。

【００３０】即ち、エレクタ装置８１，８２，８３にお
いて、各掘削機本体１１，１３，１４には幅方向に沿っ
て水平レール８４が固定され、水平移動体８５が移動自
在となっており、この水平移動体８５には垂直方向に沿
って垂直レール８６が固定され、垂直移動体８７が移動
自在となっている。そして、この垂直移動体８７には旋
回体８８が旋回自在に支持されており、この旋回体８８
に鋼殻把持部材８９が装着されている。従って、既設ト
ンネル内に搬入された鋼殻Ｓを鋼殻把持部材８９が把持
した状態で、水平移動、垂直移動、旋回することで、把
持した鋼殻Ｓを所定の組付位置に移動することができ
る。

【００３１】なお、主掘削機本体１１及び各副掘削機本
体１３，１４の後部内周面には既設の鋼殻Ｓの外周面に
密着して内部への掘削土砂等の浸入を防止するテールシ
ール９１，９２，９３が装着されている。

【００３２】ここで、上述した本実施形態のシールド掘
削機による矩形断面トンネルの掘削作業について説明す
る。

【００３３】本実施形態では、上述したシールド掘削機
１０を用いて、図１２及び図１３に示すように、正方形
に近い枠状のトンネルＴを掘削形成し、その後、内部の
土砂を排出することで、この内部を自動車用高速道路の
ためのトンネルとして使用する。このトンネルＴは所定
距離をもった２つの立坑を連通するように掘削するもの
であり、ここでは、横長トンネル用のシールド掘削機１
０と縦長トンネル用のシールド掘削機１０ａの２種類の
シールド掘削機を図示しない２つの立坑間で往復移動し
て枠状のトンネルＴを掘削する。この場合、掘削当初は
図１２に示す正方形に近い枠状のトンネルＴ_aを掘削す
るが、分岐路や出口路を同一工程にて掘削するために、
掘削途中でシールド掘削機を拡幅し、図１３に示すよう
に、トンネル幅が拡大した矩形の枠状のトンネルＴ_bを
連続して掘削する。

【００３４】即ち、掘削当初は図１２に示す正方形に近
い枠状のトンネルＴ_aを掘削する必要があることから、
前後の拡幅ジャッキ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂを
収縮して副掘削機本体１３，１４（前胴１３ａ，１４ａ
及び後胴１３ｂ，１４ｂ）を主掘削機本体１１側に移動
して平行状態とし、主掘削機本体１１と２つの副掘削機
本体１３，１４で構成する掘削機本体の幅を狭くする。

【００３５】そして、両側の副掘削機本体１３，１４を
主掘削機本体１１側に移動した縮幅状態で、図１に示す
ように、複数の駆動モータ３９を駆動して主カッタヘッ
ド３４を回転駆動し、また、複数の駆動モータ５７，５
８を駆動して各副カッタヘッド４７，４８を回転駆動す
ると共に、駆動モータ６５，６６を駆動してコーナーカ
ッタ６１，６２を回転駆動する。そして、各カッタヘッ
ド３４，４７，４８及びコーナーカッタ６１，６２を回
転しながら、複数のシールドジャッキ２１，２２，２３
を伸長させると、主掘削機本体１１及び副掘削機本体１
３，１４は既設の鋼殻Ｓからの反力により一体となって
前進し、多数のカッタビット３５，４９，５０，６７，
６８が前方の地盤を掘削することでトンネルを掘削す
る。このとき、主カッタヘッド３４と副カッタヘッド４
７，４８との回転角度に応じて、移動ジャッキ３６，５
１，５２によってコピーカッタ３７，５３，５４を伸縮
することで、主カッタヘッド３４と副カッタヘッド４
７，４８との間の上下領域を掘削して矩形のトンネルと
することができる。

【００３６】そして、シールドジャッキ２１，２２，２
３が所定ストローク伸長して主掘削機本体１１及び副掘
削機本体１３，１４が所定距離掘進して矩形トンネルを
掘削すると、シールドジャッキ２１，２２，２３の何れ
か一つを縮み方向に作動し、スプレッダ２１ａ，２２
ａ，２３ａと既設の鋼殻Ｓとの間に空所を形成し、この
空所にエレクタ装置８１，８２，８３によって新しい鋼
殻Ｓを装着し、隣接する既設の鋼殻Ｓと連結固定する。
この作動の繰り返しによって縮幅Ｗ_Sの矩形トンネルＴ
₁を掘削形成する。

【００３７】このように縮幅の矩形トンネルＴ₁を所定
距離掘削し、分岐路や出口路のためにトンネル幅を拡大
した拡幅の矩形トンネルを掘削する位置までくると、図
７に示すように、前側の拡幅ジャッキ１９ａ，２０ａを
伸長することで、主掘削機本体１１に対する各副掘削機
本体１３，１４の前胴１３ａ，１４ａの外方旋回を開始
する。この場合、拡幅トンネルの掘削開始位置の手前か
ら、コーナーカッタ６１，６２の回転角度に応じて移動
ジャッキ６９，７０によって余掘カッタ７１，７２を伸
縮し、各カッタヘッド３４，４７，４８、コーナーカッ
タ６１，６２、コピーカッタ３７，５３，５４による主
掘削機本体１１及び副掘削機本体１３，１４の前方地盤
掘削と共に、余掘カッタ７１，７２によって副掘削機本
体１３，１４の外側方の地盤の掘削を行う。そして、余
掘カッタ７１，７２によって形成された余掘空間部を利
用し、主掘削機本体１１に対して副掘削機本体１３，１
４の前胴１３ａ，１４ａを外方旋回させる。

【００３８】この前胴１３ａ，１４ａの外方旋回は、当
初、小さい旋回角度で行い、前側の拡幅ジャッキ１９
ａ，２０ａを徐々に伸長することで前胴１３ａ，１４ａ
の旋回角度を徐々に大きくしていく。そして、図８に示
すように、主掘削機本体１１及び副掘削機本体１３，１
４が前胴１３ａ，１４ａの長さだけ掘進すると、続いて
後側の拡幅ジャッキ１９ｂ，２０ｂを伸長することで、
主掘削機本体１１に対する後胴１３ｂ，１４ｂの外方旋
回を開始し、後胴１３ｂ，１４ｂを前胴１３ａ，１４ａ
に追従させる。この場合、前胴１３ａ，１４ａの外方旋
回角度は後胴１３ｂ，１４ｂの外方旋回角度よりも大き
く設定されるものである。

【００３９】なお、この主掘削機本体１１及び副掘削機
本体１３，１４の掘進動作に伴い、各エレクタ装置８
１，８２，８３は既設トンネルの内壁面に鋼殻Ｓを組み
付けていく。

【００４０】そして、主掘削機本体１１に対して副掘削
機本体１３，１４が外方移動しながら掘進することで、
一定角度で幅の拡大したトンネルを掘削していき、この
副掘削機本体１３，１４の前胴１３ａ，１４ａが所定の
拡幅位置まで地盤を掘削すると、前側の拡幅ジャッキ１
９ａ，２０ａを収縮し、主掘削機本体１１に対して前胴
１３ａ，１４ａを内方旋回し、主掘削機本体１１と前胴
１３ａ，１４ａとを平行な状態とする。そして、この状
態で、移動ジャッキ６９，７０による余掘カッタ７１，
７２の伸縮動作を停止し、各カッタヘッド３４，４７，
４８、コーナーカッタ６１，６２、コピーカッタ３７，
５３，５４により、主掘削機本体１１及び副掘削機本体
１３，１４（前胴１３ａ，１４ａ）の前方の地盤を掘削
し、その後、後側の拡幅ジャッキ１９ｂ，２０ｂも収縮
して後胴１３ｂ，１４ｂを内方旋回し、主掘削機本体１
１とこの後胴１３ｂ，１４ｂとを平行な状態とすること
で、幅Ｗ_Lに拡幅した矩形トンネルを連続して掘削する
ことができる。

【００４１】その後、拡幅Ｗ_Lの矩形トンネルを所定距
離掘削すると、図１０に示すように、前側の拡幅ジャッ
キ１９ａ，２０ａを収縮して前胴１３ａ，１４ａを主掘
削機本体１１に対して内方に旋回させ、各カッタヘッド
３４，４７，４８、コーナーカッタ６１，６２、コピー
カッタ３７，５３，５４により、主掘削機本体１１及び
副掘削機本体１３，１４の前方の地盤を掘削していく。
そして、主掘削機本体１１及び副掘削機本体１３，１４
が前胴１３ａ，１４ａの長さだけ掘進すると、続いて後
側の拡幅ジャッキ１９ｂ，２０ｂを伸長することで、主
掘削機本体１１に対する後胴１３ｂ，１４ｂの外方旋回
を開始し、後胴１３ｂ，１４ｂを前胴１３ａ，１４ａに
追従させる。この場合、前胴１３ａ，１４ａの内方旋回
角度は後胴１３ｂ，１４ｂの内方旋回角度よりも大きく
設定されるものである。その後、主掘削機本体１１及び
副掘削機本体１３，１４が所定距離掘進すると、拡幅ジ
ャッキ１９ａ，２０ａを伸縮して前胴１３ａ，１４ａを
主掘削機本体１１と平行とした後、拡幅ジャッキ１９
ｂ，２０ｂを伸縮して後胴１３ｂ，１４ｂを主掘削機本
体１１と平行とし、再び、幅Ｗ_Sに縮幅した矩形トンネ
ルを掘削する。

【００４２】このようにして本実施形態のシールド掘削
機１０を２つの立坑間で往復移動することで、図１２に
示すように、まず、幅Ｗ_Sを有する矩形トンネルＴ₁を
水平に隣接して３本形成し、続いて、同様にして別のシ
ールド掘削機１０ａにより、この隣接する矩形トンネル
Ｔ₁の両側に矩形トンネルＴ₂を垂直に隣接してそれぞ
れ３本形成する。そして、再び、シールド掘削機１０に
より、左右の矩形トンネルＴ₂の上部に水平に隣接する
矩形トンネルＴ₁を水平に隣接して３本形成する。この
場合、前述したように、シールド掘削機１０によって掘
削する矩形トンネルＴ₁は、図１３に示すように、途中
で幅Ｗ_Lに拡幅した矩形トンネルＴ₃となっている。そ
して、図１２及び図１３に示すように、多数の矩形トン
ネルＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃を枠状に掘削形成し、互いに隣接
する各トンネルＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃同志をコンクリートま
たはモルタル等によって連結して枠状のトンネルＴ_a，
Ｔ _bとを形成し、内部の土砂を排出することでここを自
動車用高速道路のためのトンネルとして使用することが
できる。なお、各トンネルＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃の内部は電
気ケーブルや通信ケーブルなどを配設する共同溝として
使用したり、コンクリートを充填して強度部材として使
用することもできる。

【００４３】また、上述した各トンネルＴ₁，Ｔ₃を掘
削する場合、トンネル自体が曲線となる区間がある。こ
の場合、図１１に示すように、前側の拡幅ジャッキ１９
ａを収縮する一方、拡幅ジャッキ２０ａを伸長すること
で、主掘削機本体１１に対して左側の前胴１３ａを内方
に旋回し、右側の前胴１４ａを外方に旋回する。また、
後側の拡幅ジャッキ１９ｂを伸長する一方、拡幅ジャッ
キ２０ｂを収縮することで、主掘削機本体１１に対して
左側の後胴１３ｂを外方に旋回し、右側の後胴１４ｂを
内方に旋回する。この場合、主掘削機本体１１に対して
各胴１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂが右方を向くこと
となり、主掘削機本体１１から左側の副掘削機本体１３
のシールドジャッキ２２の推進力を大きくすると、各カ
ッタヘッド３４，４７，４８、コーナーカッタ６１，６
２、コピーカッタ３７，５３，５４によって主掘削機本
体１１及び副掘削機本体１３，１４の前方地盤を掘削す
ると共に、右側の余掘カッタ７２によって副掘削機本体
１４の右側方の地盤の掘削を行う。従って、主掘削機本
体１１及び副掘削機本体１３，１４は右方に急旋回する
ように推進し、曲線状のトンネルを掘削することができ
る。

【００４４】なお、上述の実施形態では、副掘削機本体
支持機構として、支持部１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８
ｂ及び拡幅ジャッキ１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂと
したが、その代わりに、主掘削機本体１１と副掘削機本
体１３，１４の前胴１３ａ，１４ａ及び後胴１３ｂ，１
４ｂとの間に架設された複数の拡幅ジャッキからなるパ
ラレルリンク機構を用いてもよい。このパラレルリンク
機構は、例えば、２本の拡幅ジャッキをトラス状に複数
組配設してなるものであり、具体的には主掘削機本体１
１と各前胴１３ａ，１４ａとの間にそれぞれ２組、後胴
１３ｂ，１４ｂとの間にそれぞれ２組のパラレルリンク
機構を配設する必要がある。

【００４５】また、上述の実施形態において、拡幅の矩
形トンネルを掘削するときに、副掘削機本体１３，１４
を主掘削機本体１１に対して旋回すると共に、移動ジャ
ッキ６９，７０によって余掘カッタ７１，７２を伸縮
し、この余掘カッタ７１，７２により副掘削機本体１
３，１４の外側方の地盤を掘削したが、副掘削機本体１
３，１４が外方に旋回すると副カッタヘッド４７，４８
及びコーナーカッタ６１，６２が外方を向くため、余掘
カッタ７１，７２を用いなくともトンネルの側方を掘削
できる。

【００４６】更に、上述の実施形態にて、枠状のトンネ
ルＴ_a，Ｔ_bを２つのシールド掘削機１０，１０ａによ
って掘削したが、これはトンネルＴ₁，Ｔ₃の内部を共
同溝として使用するために掘削断面の大きなシールド掘
削機を使用したからであり、１つのシールド掘削機１０
によって掘削することもできる。また、本実施形態で
は、鋼殻Ｓによって矩形トンネルＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃を形
成したが、セグメントを用いて矩形トンネルＴ₁，
Ｔ₂，Ｔ₃を形成してもよい。そして、本発明のトンネ
ル掘削機をシールド掘削機以外に、岩盤を掘削してトン
ネルを形成するトンネルボーリングマシンとして用いる
こともできる。

【００４７】また、本実施形態では、主掘削機本体１１
の左右両側に副掘削機本体１３，１４を配設して横方向
に拡幅可能としたが、主掘削機本体１１の上下両側に副
掘削機本体１３，１４を配設して縦方向に拡幅可能とし
てもよく、あるいは、主掘削機本体１２に対して左側だ
け、あるいは、上側だけに副掘削機本体１３，１４を配
設して片方だけ拡幅可能としてもよい。更に、主掘削機
本体１１の外側に副掘削機本体１３，１４を嵌合した
が、主掘削機本体１１の内側に副掘削機本体１３，１４
を嵌合してもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明のトンネル掘削機によれば、主掘
削機本体の前端部に主カッタ機構を装着し、この主掘削
機本体の側方に前胴及び後胴からなる副掘削機本体を配
設してその前端部に副カッタ機構を装着し、副掘削機本
体支持機構によって副掘削機本体の前胴及び後胴を主掘
削機本体に対してそれぞれ独立して側方移動可能で且つ
側方旋回可能とし、主掘削機本体及び副掘削機本体を前
進させる推進機構を設けたので、掘削途中でトンネル幅
を変更する場合、前胴及び後胴を主掘削機本体に対して
順に旋回しながら掘削することとなるため、トンネルの
壁部は長手方向に沿って段差ができずに平滑面となって
後加工が不要となると共に、余掘による空洞部が発生す
ることはほとんどなく、掘削トンネルの崩落を阻止する
ことができ、その結果、構造及び掘削制御の簡素化を図
ると共に、容易に拡幅トンネルを掘削することで掘削作
業の円滑化及び効率化を図ることができる。

【００４９】また、請求項２の発明のトンネル掘削機に
よれば、副掘削機本体支持機構を、主掘削機本体と前胴
及び後胴との間に架設された複数の拡幅ジャッキとした
ので、簡単な構成で前胴及び後胴を主掘削機本体に対し
て独立して旋回移動させることができ、容易に拡幅トン
ネルを掘削することができる。

【００５０】また、請求項３の発明のトンネル掘削機に
よれば、複数の拡幅ジャッキを、１組の拡幅ジャッキが
トラス状をなして複数組配設されたパラレルリンク機構
としたので、拡幅ジャッキのみで副掘削機本体を主掘削
機本体に対して旋回移動させることができ、構造の簡素
化を図ることができる。

【００５１】また、請求項４の発明のトンネル掘削機に
よれば、副掘削機本体支持機構を、主掘削機本体と副掘
削機本体のいずれか一方に設けられた幅方向に沿った長
孔と、他方に設けられて長孔に移動自在に嵌合する支持
軸と、主掘削機本体と副掘削機本体との間に架設された
拡幅ジャッキとで構成したので、簡単な構造で且つ少な
い拡幅ジャッキで副掘削機本体を主掘削機本体に対して
旋回移動させることができ、容易に拡幅トンネルを掘削
することができる。

【００５２】更に、請求項５の発明のトンネル掘削工法
によれば、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び後
胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッタ
とを駆動回転しながら、主掘削機本体及び副掘削機本体
を前進することで前方の地盤を掘削してトンネルを形成
し、所定の掘進位置にて、主掘削機本体に対して、ま
ず、前胴を外方旋回移動させながら前方及び側方の地盤
を所定長さ掘削した後、後胴を外方旋回移動させながら
前胴に追従させて所定長さの拡幅トンネルを掘削形成す
るようにしたので、掘削途中でトンネル幅を変更する場
合、主掘削機本体に対して前胴と後胴を順に旋回しなが
ら掘削することで、トンネルの壁部は長手方向に沿って
段差ができずに平滑面となって後加工が不要となると共
に、余掘による空洞部が発生することはほとんどなく、
掘削トンネルの崩落を阻止することができ、その結果、
容易に拡幅トンネルを掘削することで掘削作業の円滑化
及び効率化を図ることができる。

【００５３】また、請求項６の発明のトンネル掘削工法
によれば、前胴の外方旋回角度を後胴の外方旋回角度よ
りも大きく維持しながら所定長さの拡幅トンネルを掘削
形成するようにしたので、トンネル幅を変更する場合、
主掘削機本体に対して前胴を旋回してから、後胴を旋回
して掘削することとなり、このとき、前胴の外方旋回角
度を後胴の外方旋回角度よりも大きくすることで、徐々
にトンネル幅が広くなったり、狭くなったりするトンネ
ルが形成され、滑らかに壁面が連続するトンネルを掘削
することができる。

【００５４】また、請求項７の発明のトンネル掘削工法
によれば、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び後
胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッタ
とを駆動回転し、主掘削機本体に対して、前胴を掘進方
向左方あるいは右方の何れか一方へ外方旋回移動させる
と共に、後胴を前記他方へ外方旋回移動させながら、主
掘削機本体及び副掘削機本体を前進することで前方及び
側方の地盤を掘削して曲線トンネルを掘削形成するよう
にしたので、曲線トンネルを掘削施工するとき、主掘削
機本体に対して前胴と後胴の旋回方向を逆にすること
で、急旋回が可能となり、計画線に適合した適正なトン
ネルを掘削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機とし
てのシールド掘削機の一部切欠平面図である。

【図２】本実施形態のシールド掘削機の正面図である。

【図３】図１のIII−III断面図である。

【図４】図１のIV−IV断面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】本実施形態のシールド掘削機の斜視図である。

【図７】本実施形態のシールド掘削機による拡幅トンネ
ル掘削時の作用を表す概略図である。

【図８】本実施形態のシールド掘削機による拡幅トンネ
ル掘削時の作用を表す概略図である。

【図９】本実施形態のシールド掘削機による拡幅トンネ
ル掘削時の作用を表す概略図である。

【図１０】本実施形態のシールド掘削機による縮幅トン
ネル掘削時の作用を表す概略図である。

【図１１】本実施形態のシールド掘削機による曲線トン
ネル掘削時の作用を表す概略図である。

【図１２】通常トンネルの掘削断面図である。

【図１３】拡幅トンネルの掘削断面図である。

【符号の説明】

１１主掘削機本体１２主カッタ機構１３，１４副掘削機本体１３ａ，１４ａ前胴１３ｂ，１４ｂ後胴１５，１６副カッタ機構１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ支持部（副掘削機本
体支持機構）１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ拡幅ジャッキ（副掘
削機本体支持機構）２１，２２，２３シールドジャッキ（推進機構）３４主カッタヘッド３７コピーカッタ３９駆動モータ４７，４８副カッタヘッド５３，５４コピーカッタ５７，５８駆動モータ６１，６２コーナーカッタ６５，６６駆動モータ７１，７２余掘カッタ７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ支持軸７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂ長孔８１，８２，８３エレクタ装置Ｓ鋼殻Ｔ，Ｔ_a，Ｔ_b 枠状トンネルＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃ 矩形トンネル

【手続補正書】

【提出日】平成１１年８月３０日（１９９９．８．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明のトンネル掘削機は、主掘削機本体
と、該主掘削機本体の前端部に装着されて前方の地盤を
掘削する主カッタ機構と、前記主掘削機本体の掘進方向
側方に配設されて該主掘削機本体と共に筒形状をなす前
胴及び後胴からなる副掘削機本体と、該副掘削機本体の
前胴の前端部に装着されて前記主カッタ機構と共に前方
の地盤を掘削する副カッタ機構と、前記副掘削機本体を
前記主掘削機本体に対して独立して側方旋回して角度を
変更可能とする副掘削機本体支持機構と、前記主掘削機
本体及び前記副掘削機本体を前進させる推進機構とを具
えたことを特徴とするものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】更に、請求項５の発明のトンネル掘削工法
において、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と該主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び
後胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッ
タとを駆動回転しながら、前記主掘削機本体及び副掘削
機本体を前進することで前方の地盤を掘削してトンネル
を形成し、所定の掘進位置にて、前記主掘削機本体に対
して、まず、前記前胴を外方旋回して掘削角度を拡大さ
せながら前方及び側方の地盤を所定長さ掘削した後、前
記後胴を外方旋回させながら前記前胴に追従させて所定
長さの拡幅トンネルを掘削形成することを特徴とするも
のである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】また、請求項７の発明のトンネル掘削工法
において、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と該主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び
後胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッ
タとを駆動回転し、前記主掘削機本体に対して、前記前
胴を掘進方向左方あるいは右方の何れか一方へ外方旋回
して角度を変更させると共に、前記後胴を前記他方へ外
方旋回させながら、前記主掘削機本体及び副掘削機本体
を前進することで前方及び側方の地盤を掘削して曲線ト
ンネルを掘削形成することを特徴とするものである。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明のトンネル掘削機によれば、主掘
削機本体の前端部に主カッタ機構を装着し、この主掘削
機本体の側方に前胴及び後胴からなる副掘削機本体を配
設してその前端部に副カッタ機構を装着し、副掘削機本
体支持機構によって副掘削機本体を主掘削機本体に対し
て独立して側方旋回して角度を変更可能とし、主掘削機
本体及び副掘削機本体を前進させる推進機構を設けたの
で、掘削途中でトンネル幅を変更する場合、前胴及び後
胴を主掘削機本体に対して順に旋回しながら掘削するこ
ととなるため、トンネルの壁部は長手方向に沿って段差
ができずに平滑面となって後加工が不要となると共に、
余掘による空洞部が発生することはほとんどなく、掘削
トンネルの崩落を阻止することができ、その結果、構造
及び掘削制御の簡素化を図ると共に、容易に拡幅トンネ
ルを掘削することで掘削作業の円滑化及び効率化を図る
ことができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】更に、請求項５の発明のトンネル掘削工法
によれば、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び後
胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッタ
とを駆動回転しながら、主掘削機本体及び副掘削機本体
を前進することで前方の地盤を掘削してトンネルを形成
し、所定の掘進位置にて、主掘削機本体に対して、ま
ず、前胴を外方旋回して掘削角度を拡大させながら前方
及び側方の地盤を所定長さ掘削した後、後胴を外方旋回
させながら前胴に追従させて所定長さの拡幅トンネルを
掘削形成するようにしたので、掘削途中でトンネル幅を
変更する場合、主掘削機本体に対して前胴と後胴を順に
旋回しながら掘削することで、トンネルの壁部は長手方
向に沿って段差ができずに平滑面となって後加工が不要
となると共に、余掘による空洞部が発生することはほと
んどなく、掘削トンネルの崩落を阻止することができ、
その結果、容易に拡幅トンネルを掘削することで掘削作
業の円滑化及び効率化を図ることができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】また、請求項７の発明のトンネル掘削工法
によれば、主掘削機本体の前端部に装着された主カッタ
と主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴及び後
胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副カッタ
とを駆動回転し、主掘削機本体に対して、前胴を掘進方
向左方あるいは右方の何れか一方へ外方旋回して角度を
変更させると共に、後胴を前記他方へ外方旋回させさせ
ながら、主掘削機本体及び副掘削機本体を前進すること
で前方及び側方の地盤を掘削して曲線トンネルを掘削形
成するようにしたので、曲線トンネルを掘削施工すると
き、主掘削機本体に対して前胴と後胴の旋回方向を逆に
することで、急旋回が可能となり、計画線に適合した適
正なトンネルを掘削することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山雅彦兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者玉井達郎東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者中川毅東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内Ｆターム(参考） 2D054 AA05 AB05 AD02 BA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主掘削機本体と、該主掘削機本体の前端
部に装着されて前方の地盤を掘削する主カッタ機構と、
前記主掘削機本体の掘進方向側方に配設されて該主掘削
機本体と共に筒形状をなす前胴及び後胴からなる副掘削
機本体と、該副掘削機本体の前胴の前端部に装着されて
前記主カッタ機構と共に前方の地盤を掘削する副カッタ
機構と、前記副掘削機本体の前胴及び後胴を前記主掘削
機本体に対してそれぞれ独立して側方移動可能で且つ側
方旋回可能とする副掘削機本体支持機構と、前記主掘削
機本体及び前記副掘削機本体を前進させる推進機構とを
具えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】請求項１記載のトンネル掘削機におい
て、前記副掘削機本体支持機構は、前記主掘削機本体と
前記前胴及び後胴との間に架設された複数の拡幅ジャッ
キであることを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項３】請求項２記載のトンネル掘削機におい
て、前記複数の拡幅ジャッキは、１組の拡幅ジャッキが
トラス状をなして複数組配設されたパラレルリンク機構
であることを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項４】請求項１記載のトンネル掘削機におい
て、前記副掘削機本体支持機構は、前記主掘削機本体と
前記前胴及び後胴のいずれか一方に設けられた幅方向に
沿った長孔と、前記他方に設けられて該長孔に移動自在
に係合する支持軸と、前記主掘削機本体と前記前胴及び
後胴との間に架設された拡幅ジャッキとを有することを
特徴とするトンネル掘削機。
【請求項５】主掘削機本体の前端部に装着された主カ
ッタと該主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴
及び後胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副
カッタとを駆動回転しながら、前記主掘削機本体及び副
掘削機本体を前進することで前方の地盤を掘削してトン
ネルを形成し、所定の掘進位置にて、前記主掘削機本体
に対して、まず、前記前胴を外方旋回移動させながら前
方及び側方の地盤を所定長さ掘削した後、前記後胴を外
方旋回移動させながら前記前胴に追従させて所定長さの
拡幅トンネルを掘削形成することを特徴とするトンネル
掘削工法。
【請求項６】請求項５記載のトンネル掘削工法におい
て、前記前胴の外方旋回角度を前記後胴の外方旋回角度
よりも大きく維持しながら所定長さの拡幅トンネルを掘
削形成することを特徴とするトンネル掘削工法。
【請求項７】主掘削機本体の前端部に装着された主カ
ッタと該主掘削機本体の掘進方向側方に配設された前胴
及び後胴からなる副掘削機本体の前端部に装着された副
カッタとを駆動回転し、前記主掘削機本体に対して、前
記前胴を掘進方向左方あるいは右方の何れか一方へ外方
旋回移動させると共に、前記後胴を前記他方へ外方旋回
移動させながら、前記主掘削機本体及び副掘削機本体を
前進することで前方及び側方の地盤を掘削して曲線トン
ネルを掘削形成することを特徴とするトンネル掘削工
法。