JP2007146464A

JP2007146464A - トンネル掘削機の回収方法および装置

Info

Publication number: JP2007146464A
Application number: JP2005341490A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tanaka; 雅彦田中; Eiichi Hatayama; 栄一畑山
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2025-11-28
Also published as: JP4547326B2

Abstract

【課題】管路を形成しながら所定長のトンネルの掘削後、該管路を損傷させることなく掘削機本体を管路の内底面上に沿って後方に移動させて、確実に回収、撤去させることができるトンネル掘削機の回収装置を提供する。
【解決手段】上面を掘削機本体の下周面を支持する摺動支持面に形成したレール部材をエアバッグによって持ち上げ自在に構成している第１移動台と第２移動台とを管路の内底面上にレール部材の一部が並列状になるように前後に組み合わせ、これらの第１、第２移動台のレール部材の並列部分上に掘削機本体を支持させた状態から後側に配している第１移動台のレール部材を下げて後方に移動させたのち上昇させて該レール部材の前部上に第２移動台上から掘削機本体を後方に移動させ、次いで、第１移動台を下げて後方に移動させたのち、上昇させて掘削機本体を支持する手順を繰り返し行って回収する。
【選択図】図１

Description

本発明はトンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら所定長の管路を形成したのち、該管路内を通じて掘削機本体を回収、撤去するトンネル掘削機の回収方法とこの方法を実施するための装置に関するものである。

地中に管路を形成するための推進工法やシールド工法によるトンネル築造工事においては、発進立坑側からトンネル掘削機を到達立坑に向かって掘進させ、一定長のトンネルを掘削する毎に該トンネル掘削機に後続させて一定長の埋設管を順次、継ぎ足すことにより管路を形成しており、到達立坑に達したトンネル掘削機は、通常、該到達立坑内から地上に回収しているが、到達側に既存の人孔が設けられている等の事情によって到達立坑が設けられていない場合や、或いは、到達立坑を通じて回収することができない場合には、掘削終了後にトンネル掘削機を解体してトンネル内を通じて発進立坑側に撤去、回収しなければならず、その撤去、回収作業に著しい手間と労力を要するといった問題点がある。

このため、特許文献１に記載されているように、地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管路を形成していくトンネル掘削機において、上記管路の外径と略同一外径を有する円筒形状の外殻と、この外殻内に配設された掘削機本体とからなり、この掘削機本体は上記管路よりも小径に形成され且つ上記外殻内に後方に向かって引き出し可能に連結、支持されている内殻を備えていると共に、この内殻の前部に一体に設けている隔壁に外径が管路の内径よりも縮小可能なカッタヘッドを回転自在に支持させてあり、さらに、このカッタヘッドの駆動手段と、カッタヘッドによって掘削された掘削土砂の排出手段とを備えたトンネル掘削機が開発された。

そして、このトンネル掘削機によって管路を形成しながら所定長さまでトンネルを掘削すると、上記掘削土砂排出手段を管路内を通じて回収、撤去すると共に該カッタヘッドを管路の内径よりも小径になるまで縮径させ且つ外殻に対する内殻の連結を解き、さらに、該内殻の後端部下周面にガイドローラを装着したのち、外殻を掘削壁面に残置させた状態で掘削機本体を後方に牽引することにより、上記ガイドローラと予め内殻の前端部下周面に装着しておいたガイドローラとを管路の内底面上で転動させながら掘削機本体を発進立坑側に向かって回収している。
特開２００４−３４６６８８号公報

しかしながら、上記のようなトンネル掘削機の回収方法によれば、掘削機本体をその内殻の前後端部の下周面に装着した前後ガイドローラによって支持させ、これらのガイドローラを管路の内底面上で転動させながら回収するものであるから、掘削機本体の大きな荷重が前後ガイドローラを介してこれらのガイドローラが転動する管路の内底面に集中的に作用し、築造された管路に亀裂や損傷が発生してその供用に不具合が生じる虞れがある。

特に、管路が六角セグメントなどのように、隣接するセグドメント同士が順次セグメント内をトンネル長さ方向又は螺旋方向に貫通する連結棒によって一体に組み込まれてセグメント内表面にボルト締結用の凹部をなくして二次覆工を不要にしている場合やヒューム管の場合には、その亀裂や損傷を十分に補修することが困難である。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、築造された管路の内底面に亀裂や損傷を生じさせることなく、掘削機本体の回収を確実に行えるトンネル掘削機の回収方法とこの方法を実施するための装置を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機の回収方法は、請求項１に記載したように、トンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に所定長の管路を形成したのち、この管路内を通じて上記トンネル掘削機における掘削機本体を後方に回収する方法であって、掘削機本体の後方の管路上に、上面を掘削機本体の摺動支持面に形成し且つその摺動支持面の高さを上下方向に変動可能に構成した第１移動台と第２移動台とを前後に配すると共にこれらの第１、第２移動台を前後に延びる摺動支持面の少なくとも一部がトンネル周方向に並列状となるように配設したのち、この並列部分の摺動支持面上に掘削機本体を載置し、この状態から、第１移動台の摺動支持面を下げて掘削機本体を第２移動台の摺動支持面のみで支持させた状態にして該第１移動台を後方に所定長だけ移動させたのちその摺動支持面を第２移動台の摺動支持面と同一高さにまで上げて掘削機本体を支持する工程と、第２移動台の摺動支持面上から第１移動台の摺動支持面上に掘削機本体を後退移動させる工程と、第２移動台の摺動支持面を下げて第１移動台の摺動支持面上で掘削機本体を支持させた状態にして該第２移動台を後方に所定長さだけ移動させたのちその摺動支持面を第１移動台の摺動支持面と同一高さにまで上げてこれらの第１、第２移動台の並列部分の摺動支持面上で掘削機本体を支持する工程とを順次繰り返し行うことにより掘削機本体を回収することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記方法を実施するための装置であって、トンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に所定長の管路を形成したのち、この管路内を通じて上記トンネル掘削機における掘削機本体を後方に回収する装置であって、上面を掘削機本体の摺動支持面に形成している支持部材と、この支持部材の下面と管路の内底面との間に介在させた持ち上げ手段とを備えている第１移動台と第２移動台とからなり、これらの第１、第２移動台を管路の内底面上に前後に配して、第１、第２移動台の対向する支持部材の少なくとも一部をトンネル周方向に並列状態にしてトンネル長さ方向に移動可能に組み合わせた構造を有している。

このように構成したトンネル掘削機の回収装置において、請求項３に係る発明は、上記第１、第２移動台を、管路の内周面と同じ湾曲度でもって管路の内底面に沿って周方向に円弧状に湾曲した前後支持フレームの上面両側部間に上面を掘削機本体の摺動支持面に形成している両側レール部材を架設状態に固着してなる支持部材と、上記前後支持フレームの下面に装着しているエアバッグからなる持ち上げ手段とから構成していると共に、第１移動台の前側支持フレームを第２移動台の前後支持フレーム間に介在させ且つ第１移動台の両側レール部材を第２移動台の後側支持フレーム上を通じて該第２移動台の両側レール部材間に配設した状態に組み合わせ、第１移動台と第２移動台とのいずれか一方のエアバッグを膨脹させると共に他方のエアバッグを収縮させることによって一方の移動台の両側レール部材の上面を他方の移動台の両側レール部材の上面よりも上方に突出させ、且つ該他方の移動台を後方に移動可能に構成していることを特徴とする。

また、上記請求項３に係る発明における持ち上げ手段として、エアバッグに代えて請求項４に記載したように、複数本のジャッキから構成しておいてもよい。

請求項１及び請求項２に係る発明によれば、掘削機本体の回収時に、該掘削機本体の後方の管路上に、上面を掘削機本体の摺動支持面に形成し且つその摺動支持面の高さを上下方向に変動可能に構成した第１移動台と第２移動台とを前後に配すると共にこれらの第１、第２移動台の対向する前後部の少なくとも一部をトンネル周方向に並列状に配設しているので、前側に配した第２移動台の摺動支持面を掘削機本体の後端下周面と同一高さにすることによって掘削機本体をこの第２移動台の摺動支持面上に簡単且つ確実に移載させることができると共に、この第２移動台の摺動支持面を通じて第１、第２移動台における摺動支持面の並列部分上に載せた状態にすることができる。

この状態にして後方側の第１移動台を下げることにより、この第１移動台による掘削機本体の支持を解いて第２移動台の摺動支持面上でのみ、掘削機本体を支持させた状態にして掘削機本体からの荷重が掛かっていない第１移動台を所定長だけ、後方に簡単に移動させることができ、しかるのち、この第１移動台の摺動支持面を上昇させてこの摺動支持面と上記第２移動台の摺動支持面とによって掘削機本体を支持させた状態にすることにより、掘削機本体を第２移動台の摺動支持面上から上記第１移動台の摺動支持面上にこの第１移動台の上記移動距離に相当する距離だけ確実に後方に摺動移動させることができる。

さらに、第１移動台の摺動支持面上に向かって掘削機本体を移動させたのち、第２移動台を下げることにより、この第２移動台による掘削機本体の支持を解けば、該第２移動台を上記掘削機本体の移動量に等しい距離だけ後方に簡単に移動させることができ、しかるのち、この第２移動台を上昇させることにより、再び、第１移動台と第２移動台との摺動支持面をトンネル周方向に互いに同じ高さにした状態で並列させてその並列部分上で掘削機本体を支持させることができる。

このように、掘削機本体の後方への移動時には第１、第２移動台を停止させた状態にして、これらの移動台の摺動支持面上を滑動させながら掘削機本体を後方に移動させるので、掘削機本体を安定した姿勢を保持させながら円滑且つ確実に所定距離だけ後方に移動させることができると共に、その掘削機本体の移動時においても、管路の内底面は何等、掘削機本体の移動による摺接力や集中荷重を受けることがないので、管路に亀裂や損傷を生じさせることなく、掘削機本体の回収を行うことができる。

また、管路が順次直列状に接続してなるヒューム管からなる場合であって、管の継手部に段差が生じていても、或いは、管路がスチールセグメントのように内面に凹部を有する部材からなる場合であっても、このような段差や凹部に何等の影響も受けることなく、第１、第２移動台を管路の内底面上に配置してこれらの摺動支持面上で掘削機本体を摺動させながら確実に後方に回収することができる。さらに、曲線トンネル部分であっても、その管路内で上記第１、第２移動台を後方に向かって交互に尺取り虫状に移動させて掘削機本体を確実にその曲線方向に第１、第２移動台の摺動支持面上で摺動移動させながら回収することができる。

請求項３に係る発明によれば、回収装置を構成する上記第１、第２移動台は、管路の内周面と同じ湾曲度でもって管路の内底面に沿って周方向に円弧状に湾曲した前後支持フレームの上面両側部間に上面を掘削機本体の摺動支持面に形成している両側レール部材を架設状態に固着してなる支持部材と、上記前後支持フレームの下面に装着しているエアバッグからなる持ち上げ手段とから構成していると共に、第１移動台の前側支持フレームを第２移動台の前後支持フレーム間に介在させ且つ第１移動台の両側レール部材を第２移動台の後側支持フレーム上を通じて該第２移動台の両側レール部材間に配設した状態に組み合わせてなるものであるから、構造が簡単で安価に製作することができるのは勿論、第１、第２移動台の前後支持フレームを管路の内底面に沿って周方向に円弧状に湾曲させていると共にこれらの前後支持フレームの上面両側部間に両側レール部材を架設状態に固着しているので、掘削機本体における円筒形状の内殻の下周部を安定した状態で両側レール部材の摺動支持面間に跨がって支持させることができると共に、この状態で摺動支持面上を摺動させながら左右に妄動したり、ローリングを生じさせることなく正確に回収方向に移動させることができる。

さらに、第１、第２移動台における支持部材の持ち上げ手段としてエアバッグを使用しているので、管路の内底面を損傷させる虞れはないと共に、該エアバッグを収縮させることによって、このエアバッグを備えた移動台による掘削機本体の支持を簡単に解除することができ、その状態にしてエアバッグを管路の内底面上を摺動させながら小さい牽引力でもって該移動台を簡単に後退させることができる。その上、このエアバッグを掘削機本体を支持している移動台における膨脹したエアバックに衝突させることによって、常に一定の後退距離を得ることができ、従って、第１移動台と第２移動台とを順次、その距離だけ尺取り虫状に後方に移動させる毎に、掘削機本体をこれらの移動台の両側レール部材の摺動支持面上で同一距離だけ後方に移動させながら、掘削機本体の回収を確実に行うことができる。また、これらの第１、第２移動台における摺動支持面に多数個のコロを直列状に配設しておくことにより、摺動支持面上での掘削機本体の移動が小さな牽引力でもって円滑に行うことができる。

次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１はトンネル掘削機における回収すべき掘削機本体10を回収装置に載置した状態の側面図、図２はその正面図、図３は回収装置の斜視図であって、この回収装置は、上面を掘削機本体10の摺動支持面1aに形成している支持部材1Aとこの支持部材1Aの下面に装着されて該支持部材1Aを持ち上げるエアバッグ2Aからなる持ち上げ手段とを備えている第１移動台Ａと、同じく上面を掘削機本体10の摺動支持面1bに形成している支持部材1Bとこの支持部材1Bの下面に装着されて該支持部材1Bを持ち上げるエアバッグ2Bからなる持ち上げ手段とを備えている第２移動台Ｂとからなり、これらの第１、第２移動台Ａ、Ｂをトンネル掘削壁面を覆工している管路30の内底面上に第１移動台Ａを後方側、即ち、トンネル掘削機の発進側に、第２移動台Ｂを前方側、即ち、トンネル掘進側にそれぞれ配すると共に、これらの第１、第２移動台Ａ、Ｂを支持部材1A、1Bにおける前後に延びるこれらの摺動支持面1a、1bの少なくとも一部がトンネル周方向に並列状態となるように配設してそれぞれトンネル長さ方向に移動可能に組み合わせている。

詳しくは、上記第１移動台Ａにおける支持部材1Aは、管路30の内周面に沿って周方向に円弧状に湾曲している２本の支持フレーム1A1 、1A2 を前後に一定の間隔を存して対設すると共にこれらの前後支持フレーム1A1 、1A2 の一側部間と他側部間に上面を上記摺動支持面1a、1aに形成しているトンネル長さ方向に長いＩ形鋼又は角棒状のレール部材1A3 、1A3 をトンネルの長さ方向に水平に架設し、これらの両側レール部材1A3 、1A3 の前後端部の下面を前後支持フレーム1A1 、1A2 の両側部上面に溶接等によって一体に固着してなるものである。

同様に、上記第２移動台Ｂにおける支持部材1Bは、管路30の内周面に沿って周方向に円弧状に湾曲している２本の支持フレーム1B1 、1B2 を前後に上記第１移動台Ａにおける前後支持フレーム1A1 、1A2 と同一間隔を存して対設すると共にこれらの前後支持フレーム1B1 、1B2 の一側部間と他側部間に上面を上記摺動支持面1b、1bに形成しているトンネル長さ方向に長いＩ形鋼又は角棒状のレール部材1B3 、1B3 をトンネルの長さ方向に水平に架設し、該両側レール部材1B3 、1B3 の前後端部の下面を前後支持フレーム1B1 、1B2 の両側部上面に溶接等によって一体に固着してなるものであるが、この第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の対向内側面間の幅を上記第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の外側面間の幅よりも広くして、第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の前部を、第２移動台Ｂの後側支持フレーム1B2 上を直交するように乗り越えて第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 間にこれらのレール部材1B3 、1B3 と並列状に配設すると共に第１移動台Ａにおける前側支持フレーム1A1 を第２移動台Ｂの前後支持フレーム1B1 、1B2 間に介在させた状態に組み合わせている。

また、これらの支持部材1A、1Bの上記持ち上げ手段としてのエアバッグ2A、2Bは、前後方向に一定幅を有し、且つ周方向には支持部材1A、1Bにおける上記前後支持フレーム1A1 、1A2 、1B1 、1B2 の周方向の長さに略等しい平面横長長方形状に形成されていて、その上面を上記前後支持フレーム1A1 、1A2 、1B1 、1B2 の下面に一体に固着している。さらに、前側支持部材1Aの前後支持フレーム1A1 、1A2 を支持している前後エアバッグ2A、2Aと、後側支持部材1Bの前後支持フレーム1B1 、1B2 を支持している前後エアバッグ2B、2Bとは、図示していないが圧縮空気供給源から切り替え弁を介して圧縮空気供給、排気用ホースに連結、連通している。

そして、前側に配している第２移動台Ｂの前後エアバッグ2B、2Bを膨脹させてその支持部材1Bを上昇させる一方、後側に配している第１移動台Ａの前後エアバッグ2A、2Aを収縮させてその支持部材1Aを降下させた際に、この第１移動台Ａの支持部材1Aにおける両側レール部材1A3 、1A3 の長さ方向の中間部下面が上記第２移動台Ｂの後側の支持フレーム1B2 の両側部上面に接近あるいは当接、受止された状態になるが、この状態においては、該第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の上面によって形成している摺動支持面1b、1bが、第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の上面によって形成している摺動支持面1a、1aよりも高くなるように構成している。

さらに、後側に配している第１移動台Ａの前後エアバッグ2A、2Aを膨脹させてその支持部材1Aを上昇させる一方、前側に配している第２移動台Ｂの前後エアバッグ2B、2Bを収縮させてその支持部材1Bを降下させた際に、この第２移動台Ｂの支持部材1Bにおける両側レール部材1B3 、1B3 の長さ方向の中間部下面が上記第１移動台Ａの前側の支持フレーム1A1 の両側端部上面に接近あるいは当接、受止された状態になるが、この状態においては、該第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aが、第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1bよりも高くなるように構成している。

このような構成は、例えば、第１、第２移動台Ａ、Ｂの前後エアバッグ2A、2Bを同一大きさ、同一構造のエアバッグを使用した場合において、第２移動台Ｂにおける前後支持フレーム1B1 、1B2 の上下面間の厚みを全長に亘って同一に形成すると共に、これらの前後支持フレーム1B1 、1B2 間に架設している両側レール部材1B3 、1B3 の上下面間の厚みを第１移動台Ａ側の両側レール部材1A3 、1A3 の厚みよりも厚くしておけば、第２移動台Ｂ側の前後エアバッグ2B、2Bを膨脹させると共に第１移動台Ａ側の前後エアバッグ2A、2Aを収縮させることによって第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1bを第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aよりも高くすることができる。

さらに、第２移動台Ｂの前後支持フレーム1B1 、1B2 間に介在している第１移動台Ａの前側支持フレーム1A1 における両側端部に第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の下面を受け入れる凹部３、３を形成し、この凹部３の上面から第１移動台Ａにおける上記レール部材1A3 、1A3 の上面までの高さ（厚み）を第２移動台Ｂ側の両側レール部材1A3 、1A3 の高さ（厚み）よりも高くしておけば、第１移動台Ａ側の前後エアバッグ2A、2Aを膨脹させると共に第２移動台Ｂ側の前後エアバッグ2B、2Bを収縮させることによって第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aを第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1bよりも高くすることができる。また、この状態から第２移動台Ｂ側の前後エアバッグ2B、2Bを膨脹させることによって、その両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1bを第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aと同一高さ以上にすることができる。なお、第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の後端部が後側の支持フレーム1B2 から後方に突出している場合には、第１移動台Ａの後側支持フレーム1A2 の両側端部にも上記と同大、同形の凹部３、３を形成しておけばよい。

一方、発進立坑側からトンネルを掘進するトンネル掘削機は、図４に示すように、外径がトンネル掘削径と略同径に形成された円筒形状の鋼管からなる外殻20と、この外殻20の前端部内周面にその外周端面を溶接等により一体に固着していると共に中央部に、トンネル掘削壁面に施工された管路30の内径よりも小径の円形孔21を設けている円環板形状の隔壁22と、この隔壁22の上記円形孔21に後方に向かって引き出し可能に支持され且つカッタヘッド13を備えている掘削機本体10と、外殻20の長さ方向の中間部内周面に配設された複数本の推進ジャッキ23と、方向修正用の中折れジャッキ24と、セグメント組立用エレクタ25と、掘削土砂排出手段であるスクリューコンベア26とを備えた構造を有している。

上記掘削機本体10は、短筒形状の内殻11の前部外周面に円環形状の中間殻体12を一体に固着してなり、この中間殻体12を上記隔壁22の円形孔21の周縁に固着している固定支持筒27に後方に向かって引き出し可能に挿嵌，支持させていると共に上記内殻11の前後開口端を閉止している前後面板11a 、11b の中央部間にカッタヘッド13の回転軸14を貫通状態で回転自在に支持させ、この回転軸14を上記後面板11b に装着している駆動モータ15によって適宜な伝達機構を介し回転させるように構成している。

カッタヘッド13は、トンネル掘削時にはその外径を外殻20の外径に略等しくし、掘削機本体10の回収時にはその外径を管路30の内径よりも小径の上記円形孔21を通過可能に縮径するように構成されている。具体的には、このカッタヘッド13は回転軸14の前端から外径方向に向かって上記円形孔21を通過可能な長さを有する複数本の中空スポーク13a を放射状に突設していると共に各中空スポーク13a 内に外側スポーク部材13b を収納してあり、この外側スポーク部材13b を中空スポーク13a 内に装着しているジャッキ16の伸縮動作によって中空スポーク13a の開口端から出没させてこれらの中空スポーク13a と外側スポーク部材13b とからなるスポークの長さ、即ち、カッタヘッド13の外径を、外殻20の外径に略等しい長さから上記円形孔21よりも小径となる長さにまで拡縮させるように構成している。これらの中空スポーク13a の外側スポーク部材13b との前面に長さ方向に所定間隔毎に複数本の掘削ビット13c を前方に向かって突設している。

なお、外径が拡縮自在なカッタヘッド13としては、このようなスポークタイプのカッタヘッドに限らず、外径が上記円形孔21を通過可能な径に形成されている面板形状のカッタ板の外周端面に、円環形状に組立可能な外周側カッタ板部を着脱自在に連結したカッタ板であってもよい。

また、上記外殻20は前胴部20a と後胴部20b とに分割されてあり、後胴部20b の前端に中折れ部を介して前胴部20a の後端部を上下左右方向に屈折自在に接続していると共に、中折れ部の内周面と前胴部20a の後部間を周方向に一定間隔毎に装着した複数本の上記中折れジャッキ24により連結してあり、さらに、前胴部20a の後部内周面に複数本の上記推進ジャッキ23を周方向に一定間隔毎に装着している。

上記隔壁22の後方側における掘削機本体10の内殻11の下周部と前胴部20a の内周面との間の空間部には、下面を前胴部20a にボルト等によって着脱自在に固着すると共に前面を掘削機本体10の内殻11の後面に当接状態で係止させている数個の推力伝達部材28を配設し、推進ジャッキ23による推進力を前胴部20a からこの推力伝達部材28を介して掘削機本体10に伝達するように構成している。

さらに、上記カッタヘッド13の後面と隔壁22の前面間の空間部を、カッタヘッド13によって掘削された土砂を取り込んで一旦滞留させておく土砂室29に形成していると共に隔壁22の下部からこの土砂室29内に土砂排出手段である上記スクリューコンベア26の前端開口部を臨ませてあり、土砂室29からこのスクリューコンベア26によって掘削土砂を後方に排出するように構成している。

このように構成したトンネル掘削機は、発進立坑（図示せず）内に設置されて該発進立坑から所定方向にトンネルを掘削していく。トンネルの掘進は、カッタヘッド13の外径を外殻20の外径に略等しくしたのち、駆動モータ15により該カッタヘッド13を回転させると共に推進ジャッキ23をセグメント30a の組み立てによるトンネル覆工体からなる管路30の前端面に推進反力を受止させた状態で伸長させることにより行われる。詳しくは、推進ジャッキ23のロッドを伸長させると、その推進力が該推進ジャッキ23を装着している外殻20の前胴部20a に伝達される共に、前胴部20a に固着している推力伝達部材28からこの推力伝達部材28の前端面を後端面に係止させている掘削機本体10の内殻11に伝達されて、該掘削機本体10が外殻20と一体的に前進し、カッタヘッド13によってトンネルを掘進していくものである。

そして、一定長のトンネルが掘削される毎に、後胴部20b 内でエレクタ25によってセグメント30a （例えば、六角セグメント）を組み立て、掘進に従って後方に送り出すことにより管路（トンネル覆工体）30を施工していく一方、カッタヘッド13によって掘削された土砂はスクリューコンベア26を通じた後方に排出し、管路上を走行する土砂搬送台車等によって後方に搬出する。なお、トンネルの掘進中において、トンネル掘削機の方向を修正したり曲線トンネル部を掘削する場合には、中折れジャッキ24を作動させてトンネル掘削機を所定方向に向ける。

次いで、トンネル掘削機によって所定長のトンネルを掘削したのち、このシールド掘削機の掘削機本体10を発進立坑側に撤去、回収する方法について説明する。まず、図５、図６に示すように、エレクタ25やスクリューコンベアを解体してセグメント搬入台車等の台車を使用することにより該台車上に載せ、発進立坑側に回収すると共に、推進ジャッキ24も取り外して撤去する。次いで、図７に示すように、管路30の内底面上に該管路30の周方向に沿って湾曲した一定幅と長さを有する敷鉄板31をトンネル掘削機から発進立坑に至るまで順次接続しながら敷設して管路30の内底面を被覆、保護した状態にすると共に推力伝達部材28も取り外して撤去することにより、掘削機本体10を隔壁22の円形孔21における固定支持筒27から後方に引き出し可能に支持させた状態にする。

しかるのち、図８に示すように、トンネル掘削機の後方近傍部における敷鉄板31上に掘削機本体10の回収装置を配設する。なお、上記敷鉄板31は必ずしも敷設しておく必要はなく、管路30の内底面上に直接、回収装置を設置してもよい。回収装置はその第１移動台Ａを後方側に向けた状態で配設され、まず、第１、第２移動台Ａ、Ｂの前後エアバッグ2A、2Bを収縮させた状態にし、前方側に配している第２移動台Ｂを掘削機本体10側に移動させて第１移動台Ａの前後支持フレーム1A1 、1A2 間に介在している後側支持フレーム1B2 側のエアバッグ2Bの前面を第１移動台Ａの前側支持フレーム1A1 のエアバッグ2A後面に当接させると共に、該第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の前端を掘削機本体10の内殻11の後端部下周面の下方近傍部に位置させたのち、この第２移動台Ｂの前後エアバッグ2B、2Bを膨脹させて支持部材1Bを掘削機本体10の下周面と同一高さ位置まで上昇させる。

一方、カッタヘッド13における外側スポーク部材13b を中空スポーク13a 内に収納することによって該カッタヘッド13の外径を隔壁22の円形孔21よりも小径にしておく。この状態にして、適宜な牽引手段を使用して掘削機本体10を後方に牽引すると、その内殻11を被覆している中間殻体12が隔壁22の円形孔21から後方に突設している固定支持筒27から後方に引き出されながら、その下周面を第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 における前端部上間に跨がった状態で該前端部上に移載させられると共に掘削機本体10に支持されている上記カッタヘッド13も掘削機本体10と一体に後方に移動して隔壁22の上記円形孔21を通過する。

この状態から掘削機本体10をカッタヘッド13と共にさらに両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1b上を摺動させながら後方に移動させ、該掘削機本体10を両側レール部材1B3 、1B3 の後端部上に達した時に停止させる（図１参照）。

なお、掘削機本体10としては、このような中間殻体12を設けておくことなく、内殻11を直接、隔壁22の円形孔21における上記固定支持筒27に後方に引き出し可能に支持させた構造のものであってもよい。また、カッタヘッド13をレール部材上に支持させることなく浮かした状態とし、カッタヘッド13を支持している内殻11を中間殻体12を介して、或いはこの中間殻体12を設けていない場合には直接、レール部材上に摺動移動自在に支持させておいてもよいが、カッタヘッド13の重量によって掘削機本体10全体が前方に向かって斜め下方に傾動する場合が生じるので、カッタヘッド13を掘削機本体10と共にレール部材上に受止させて安定した状態でレール部材上を後方に向かって摺動移動可能に支持するように構成している。

こうして、掘削機本体10を第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の後端部上にまで移動させると、この両側レール部材1B3 、1B3 の後端部間の下方には、後方側に配している第１移動台Ａの支持部材1Aにおける両側レール部材1A3 、1A3 の前端部が第２移動台Ｂの上記両側レール部材1B3 、1B3 と周方向に並列した状態に配置されているので、次に、この第１移動台Ａのエアバッグ2A、2Aを膨脹させると、該第１移動台Ａの支持部材1Aが上昇してその両側レール部材1A3 、1A3 の前端部摺動支持面1a、1aが掘削機本体10の下周面両側部に押接し、図９に示すように掘削機本体10は第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の後端部上と、第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の前端部上とで支持された状態となる。

この状態にして掘削機本体10を後方に牽引して第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1b上から第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aの後部側に移動させ、該第１移動台Ａの後部支持フレーム1A2 の前方近傍側の上方における両側レール部材1A3 、1A3 の後部上に掘削機本体10の下周面が達した時にその位置で停止させ、該両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aの後部間上で該掘削機本体10の下周部両側面を支持させ、且つ、カッタヘッド13を該摺動支持面1a、1aの前部間上で支持させた状態にする。

一方、掘削機本体10が後方に移動してこの掘削機本体10の支持を解かれた第２移動台Ｂは、その前後エアバッグ2B、2B内の圧縮空気を逃がしてこれらのエアバッグ2B、2Bを収縮させることによりその両側レール部材1B3 、1B3 を降下させたのち、収縮した前後エアバッグ2B、2Bを管路30上に敷設している敷鉄板31上で摺動させながら後方に牽引移動させ、図10に示すように第１移動台Ａの前後支持フレーム1A1 、1A2 間に介在している該第２移動台Ｂの後側支持フレーム1B2 のエアバッグ2Bの後面を第１移動台Ａの後側支持フレーム1A2 のエアバッグ2A前面に、第２移動台Ｂの前側支持フレーム1B1 のエアバッグ2Bの後面を第１移動台Ａの前側支持フレーム1A1 のエアバッグ2A前面にそれぞれ当接させてその位置で停止させる。

しかるのち、この第２移動台Ｂの前後エアバッグ2B、2Bに圧縮空気を供給して膨脹させることにより、その支持部材1Bを第１移動台Ａの支持部材1Aと同一高さにまで上昇させて両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1bを掘削機本体10の下周部両側面に圧着させることにより、その膨脹圧で第１移動台Ａの前後エアバッグ2A、2Aと共に掘削機本体10を支持する。

そして、この状態から、第１移動台Ａの前後エアバッグ2A、2Aを収縮させて第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 上で掘削機本体10とカッタヘッド13とを支持させた状態にし、該第１移動台Ａをその前側のエアバッグ2Aの後端面が第２移動台Ｂの後側のエアバッグ2Bの前端面に当接するまで図１に示すように後方に牽引移動させたのち、該第１移動台Ａの前後エアバッグ2A、2Aを膨脹させてその両側レール部材1A3 、1A3 と第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 との並列部分上で掘削機本体10を支持させる工程と、第２移動台Ｂの両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1b上から第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aの後部上に掘削機本体10を牽引移動させる工程と、第２移動台Ｂの前後エアバッグ2B、2Bを収縮させることにより両側レール部材1B3 、1B3 を下げて第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1a上で掘削機本体10を支持させた状態にして該第２移動台Ｂを後方にその前後エアバッグ2B、2Bが第１移動台Ａの前後エアバッグ2A、2Aにそれぞれ当接する所定長さだけ移動させたのち、前後エアバッグ2B、2Bを膨脹させてその両側レール部材1B3 、1B3 の摺動支持面1b、1bを第１移動台Ａの両側レール部材1A3 、1A3 の摺動支持面1a、1aと同一高さまだ上げることにより、これらの第１、第２移動台Ａ、Ｂのレール部材1A3 、1A3 、1B3 、1B3 の並列部分で掘削機本体10を支持する工程とを順次、繰り返し行って、発進立坑側に掘削機本体10をカッタヘッド13と共に回収するものである。

一方、トンネルの前端部における掘削壁面に残したトンネル掘削機の外殻20は、管路の一部として使用するか、或いは、到達立坑が該外殻20を引き上げ可能な空間を有している場合には、該到達立坑を通じて回収すればよい。また、外殻20内に装着した中折れジャッキ24等も図11に示すように撤去、回収して、次のトンネル掘削時に再使用する。

なお、以上の実施の形態においては、第１、第２移動台Ａ、Ｂにおける支持部材1A、1Bの持ち上げ手段としてエアバッグ2A、2Bを採用しているが、エアバッグ2A、2Bに代えて油圧ジャッキ等のジャッキを使用して、複数本のジャッキを支持部材1A、1Bにおける前後支持フレーム1A1 、1A2 、1B1 、1B2 の下面と管路30の内底面間に複数本、介在させることによって持ち上げ手段を構成しておいてもよい。その際、ジャッキの下面と管路30の内底面間に、敷鉄板などの面状部材を介在させ、ジャッキの上下面をそれぞれ前後支持フレームと面状部材とに接続することにより、ジャッキに作用する集中荷重を面状部材に分散させ、管路の内底面に集中荷重が作用しないようにするのが望ましい。

さらに、第１、第２移動台Ａ、Ｂの支持部材1A、1Bにおける両側のレール部材1A3 、1A3 、1B3 、1B3 を摺動支持面1a、1bとして、掘削機本体10を直接この摺動支持面1a、1b上に載せて滑らかに摺動移動させることができる平滑な面に形成しているが、その表面は、摺動時の摩擦低減のため、ポリテトラフルオロエチレン加工をしたり、グリースを塗布するなどして摩擦抵抗を軽減することが望ましい。またさらに、図12に示すように、これらのレール部材1A3 、1A3 、1B3 、1B3 の上面に、長さ方向に小間隔毎に多数個のコロ（ローラ）４を回転自在に配設しておいてもよく、このように構成しておくことによってレール部材1A3 、1A3 、1B3 、1B3 の摺動支持面上を一層小さい牽引力でもって迅速且つ正確に所定の位置まで摺動移動させることができる。

回収すべき掘削機本体を回収装置に載置した状態の側面図。その正面図。回収装置の斜視図。トンネル掘削機の簡略縦断側面図。エレクタを撤去、回収している状態の簡略縦断側面図。スクリューコンベアを撤去、回収している状態の簡略縦断側面図。敷鉄板を敷設している状態の簡略縦断側面図。回収装置を配設した状態の簡略縦断側面図。回収装置上で掘削機本体を後方に移動させた状態の簡略側面図。第２移動台を後退移動させた状態の簡略側面図。中折れジャッキ等の回収状態を示す簡略縦断側面図。レール部材の上面に多数個のコロを配設した移動台の簡略側面図。

符号の説明

Ａ第１移動台
Ｂ第２移動台
1A、1B 前後支持部材
1a、1b 摺動支持面
1A1 、1A2 、1B1 、1B2 前後支持フレーム
1A3 、1A3 、1B3 、1B3 レール部材
2A、2B エアバッグ
10 掘削機本体
11 内殻
13 カッタヘッド

Claims

トンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に所定長の管路を形成したのち、この管路内を通じて上記トンネル掘削機における掘削機本体を後方に回収する方法であって、掘削機本体の後方の管路上に、上面を掘削機本体の摺動支持面に形成し且つその摺動支持面の高さを変動可能に構成した第１移動台と第２移動台とを前後に配すると共にこれらの第１、第２移動台を前後に延びる摺動支持面の少なくとも一部がトンネル周方向に並列状となるように配設したのち、この並列部分の摺動支持面上に掘削機本体を載置し、この状態から、第１移動台の摺動支持面を下げて掘削機本体を第２移動台の摺動支持面のみで支持させた状態にして該第１移動台を後方に所定長だけ移動させたのちその摺動支持面を第２移動台の摺動支持面と同一高さにまで上げて掘削機本体を支持する工程と、第２移動台の摺動支持面上から第１移動台の摺動支持面上に掘削機本体を後退移動させる工程と、第２移動台の摺動支持面を下げて第１移動台の摺動支持面上で掘削機本体を支持させた状態にして該第２移動台を後方に所定長さだけ移動させたのちその摺動支持面を第１移動台の摺動支持面と同一高さにまで上げてこれらの第１、第２移動台の並列部分の摺動支持面上で掘削機本体を支持する工程とを順次繰り返し行うことにより掘削機本体を回収することを特徴とするトンネル掘削機の回収方法。
トンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に所定長の管路を形成したのち、この管路内を通じて上記トンネル掘削機における掘削機本体を後方に回収する装置であって、上面を掘削機本体の摺動支持面に形成している支持部材と、この支持部材の下面と管路の内底面との間に介在させた持ち上げ手段とを備えている第１移動台と第２移動台とからなり、これらの第１、第２移動台を管路の内底面上に前後に配して、第１、第２移動台の対向する支持部材の少なくとも一部をトンネル周方向に並列状態にしてトンネル長さ方向に移動可能に組み合わせていることを特徴とするトンネル掘削機の回収装置。
第１、第２移動台は、管路の内底面に沿って周方向に円弧状に湾曲した前後支持フレームの上面両側部間に上面を掘削機本体の摺動支持面に形成している両側レール部材を架設状態に固着してなる支持部材と、上記前後支持フレームの下面に装着しているエアバッグからなる持ち上げ手段とから構成していると共に、第１移動台の前側支持フレームを第２移動台の前後支持フレーム間に介在させ且つ第１移動台の両側レール部材を第２移動台の後側支持フレーム上を通じて該第２移動台の両側レール部材間に配設した状態に組み合わせ、第１移動台と第２移動台とのいずれか一方のエアバッグを膨脹させると共に他方のエアバッグを収縮させることによって一方の移動台の両側レール部材の上面を他方の移動台の両側レール部材の上面よりも上方に突出させ、且つ該他方の移動台を後方に移動可能に構成していることを特徴とする請求項２に記載のトンネル掘削機の回収装置。
持ち上げ手段としてエアバッグに代えて複数本のジャッキから構成していることを特徴とする請求項３に記載のトンネル掘削機の回収装置。