JP2634254B2 - トンネル掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，伸縮可能に構成されるとともに掘削した穴
との間に形成される隙間の体積が伸縮により増減するよ
うに構成されたトンネル掘削機に関するものである。

（従来の技術） 従来の横坑用トンネル掘削機を第5,6図により説明す
ると，（１）が前胴，（２）が後胴，（３）が上記前胴
（１）の前部に回転駆動軸（図示せず）により回転可能
に支持されたカツタヘツド，（４）が同カツタヘツド
（３）の前面に取付けた地山掘削用カツタで，トンネル
掘削機本体が外筒に相当する上記前胴（１）と内筒に相
当する上記後胴（２）とに分割されて，互いの前後部が
一定幅で重複している。また（７）が摺動材で，同摺動
材（７）が上記後胴（２）の前部外周面に取付けられ，
同摺動材（７）の外周面（凸状円弧面）が上記前胴
（１）の後部内周面（凹状円弧面）に摺動自在に接触し
て，前胴（１）と後胴（２）とが中折れ可能になってい
る。また（６）が上記前胴（１）と上記後胴（２）との
間に介装した伸縮ジヤツキ（中間ジヤツキ）で，同伸縮
ジヤツキ（６）を伸長方向に作動し，前胴（１）と後胴
（２）とを中折れ状態にして，トンネル掘削機の推進方
向を制御するようになっている。また（９）が上記後胴
（２）の後部内から後方にかけてリング状に組み立てた
セグメント，（８）が上記セグメント（９）の外周面と
上記後胴（２）の内周面との間，及び上記前胴（１）の
内周面と上記後胴（２）の外周面との間に介装したシー
ル部材（地下水のトンネル掘削機内への侵入を防止する
シール部材），（５）が上記後胴（２）に取付けたシー
ルドジヤツキで，胴シールドジヤツキ（５）を伸長方向
に作動して，その後端部をセグメント（９）に当接させ
ることにより，セグメント（９）で反力をとってトンネ
ル掘削機を水平方向に推進させるようになっている。

また第7,8図は，垂直方向上方へ推進する立坑用トン
ネル掘削機の他の従来例を示している。同7,8図におい
て，（ａ）が立坑，（ｂ）が横坑，（10）が前胴，（1
1）が後胴で，トンネル掘削機本体が前胴（10）と後胴
（11）とに分割されて，互いの前後部が一定幅で重複し
ている。また（14）が摺動材で，同摺動材（14）が上記
重複部に介装されて，前胴（10）と後胴（11）とが中折
れ可能になっている。また（13）がこれらの前胴（10）
及び後胴（11）の間に介装した方向制御用油圧ジヤツキ
で，同方向制御用油圧ジヤツキ（13）を伸縮方向に作動
し，前胴（１）と後胴（２）とを中折れ状態にして，ト
ンネル掘削機の推進方向を制御するようになっている。
また（12）が元押し装置で，同元押し装置（12）が複数
の推進用ジヤツキ（17）と複数のサポートジヤツキ（1
8）と架台（16）とにより構成されている。また同元押
し装置（12）と上記後胴（11）との間に介装されたリン
グ状のセグメントで，各推進用ジヤツキ（17）を伸長方
向に作動して，トンネル掘削機本体（10）（11）を押上
げる押上げ操作と，後胴（11）と各サポートジヤツキ
（18）との間にセグメント（15）（15′）を介装して，
トンネル掘削機本体（10）（11）を支持する支持操作と
を交互に繰り返し行って，トンネル掘削機本体（10）
（11）を垂直方向上方へ推進させるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 前記5,6図に示す従来の横坑用トンネル掘削機では，
伸縮ジヤツキ（中間ジヤツキ）（６）が伸長方向に作動
して，前胴（１）が前進するとき（第９図（Ｉ）→（I
I）参照），トンネル掘削機周辺の泥水（土砂を含む地
下水）が前胴（１）及び後胴（２）の重複部へ侵入する
（第９図（Ｉ）参照）。また伸縮ジヤツキ（中間ジヤツ
キ）（６）が縮み方向に作動して，後胴（２）が前進す
るとき（第９図（III）→（IV）参照），前胴（１）及
び後胴（２）の重複部に侵入している泥水が前胴（１）
及び後胴（２）の重複部からトンネル掘削機外へ排出さ
れる（第９図（III）参照）が，第10図（Ｉ）に示すよ
うに前胴（１）の前進時，前胴（１）と後胴（２）との
重複部へ侵入した泥水中の土砂が次の後胴（２）の前進
時，トンネル掘削機外へ出てゆかずに同重複部内に残
る。この土砂の残留量は，前胴（１）及び後胴（２）の
伸縮回数が増えるにつれて増加してゆき，第10図（II）
に示すように後胴（２）の前進時に圧密されて，遂には
後胴（２）の前進が不可能になるという問題があった。
この問題は，前記第7,8図に示す従来の立坑用トンネル
掘削機でも生じている。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり，そ
の目的とする処は，前胴と（後胴との重複部内での土砂
の残留，圧密を防止できるトンネル掘削機を提供しよう
とする点にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために，本発明は，伸縮可能に
構成されるとともに掘削した穴との間に形成される隙間
の体積が伸縮により増減するように構成されたトンネル
掘削機において，前記隙間に泥水を供給する泥水供給手
段と泥水を排出する泥水排出手段とを接続している。

（作用） 本発明のトンネル掘削機は前記のように構成されてお
り，前胴が前進して，前胴と後胴との間の隙間が増大す
るときには，泥水を泥水供給手段を経て上記隙間へ供給
し，後胴が前進して，前胴と後胴との間の隙間が減少す
るときには，隙間内の泥水を泥水排出手段を経て排出す
る。

（実施例） 次に本発明のトンネル掘削機を横坑用トンネル掘削機
に適用した第１図に示す一実施例により説明すると，
（１）が前胴，（２）が後胴で，トンネル掘削機本体が
上記前胴（１）と上記後胴（２）とに分割され，互いの
前後部が一定幅で重複して，互いの間に隙間（Ｂ）が形
成されている。また（７）が上記前胴（１）と上記後胴
（２）との間に介装した摺動材，（19）が上記後胴
（２）内に設置した泥水ポンプ，（20）が仕切弁，（2
1）が泥水タンク，（22）がチエツク弁である。

次に前記第１図に示す横坑用トンネル掘削機の作用を
具体的に説明する。前胴（１）が前進して，前胴（１）
と後胴（２）との間の隙間（Ｂ）が増大するとき，泥水
ポンプ（19）を駆動して，泥水タンク（21）内の泥水を
ポンプ（19）→チエツク弁（22）→上記隙間（Ｂ）へ供
給する。このとき、仕切弁（20）は閉じておく。次いで
後胴（２）が前進して，前胴（１）と後胴（２）との間
の隙間（Ｂ）が減少する。このときには，泥水ポンプ
（19）を停止し，仕切弁（20）を開いて，上記隙間
（Ｂ）内の泥水をチエツク弁（22）→仕切弁（20）→泥
水タンク（21）へ戻す。なお上記泥水ポンプ（19）の吐
出圧は，トンネル掘削機周辺の地下水圧よりも若干高め
に設定されており，トンネル掘削機周辺の地下水が隙間
（Ｂ）へ侵入しない。

次に本発明のトンネル掘削機を横坑用トンネル掘削機
に適用した第２図に示す他の実施例により説明すると，
（１）が前胴，（２）が後胴，（20a）（20b）が仕切
弁，（23）が送泥管，（24）が排泥管である。

次に前記第２図に示す横坑用トンネル掘削機の作用を
具体的に説明する。前胴（１）が前進して，前胴（１）
と後胴（２）との間の隙間（Ｂ）が増大するとき，仕切
弁（20a）を開いて，送泥管（23）中の泥水を仕切弁（2
0a）→チエツク弁（22）→上記隙間（Ｂ）へ供給する。
このとき，仕切弁（20b）は閉じておく。次いで後胴
（２）が前進して，前胴（１）と後胴（２）との間の隙
間（Ｂ）が減少する。このときには，仕切弁（20a）を
閉じ，仕切弁（20b）を開いて，上記隙間（Ｂ）内の泥
水をチエツク弁（22）→仕切弁（20b）→排泥管（24）
を経て排出する。

次に本発明のトンネル掘削機を立坑用トンネル掘削機
に適用した第３図に示す他の実施例により説明すると，
（10）が前胴，（11）が後胴，（14）が同前胴（10）と
同後胴（10）との間に介装した摺動材，（19）が泥水ポ
ンプ，（20）が仕切弁，（21）が泥水タンク，（22）が
チエツク弁である。

次に前記第３図に示す立坑用トンネル掘削機の作用を
具体的に説明する。前胴（１）が上昇（前進）して，前
胴（１）と後胴（２）との間の隙間（Ｃ）が増大すると
き，ポンプ（19）を駆動して，泥水タンク（21）内の泥
水を泥水ポンプ（19）→チエツク弁（22）→上記隙間
（Ｃ）へ供給する。このとき，仕切弁（20）は閉じてお
く。次いで後胴（２）が上昇（前進）して，前胴（１）
と後胴（２）との間の隙間（Ｃ）が減少する。このとき
には，泥水ポンプ（19）を停止し，仕切弁（20）を開い
て，上記隙間（Ｃ）内の泥水をチエツク弁（22）→仕切
弁（20）→泥水タンク（21）へ戻す。

次に本発明のトンネル掘削機を立坑用トンネル掘削機
に適用した第４図に示すさらに他の実施例により説明す
ると，（10）が前胴，（11）が後胴，（14）が同前胴
（10）と同後胴（11）との間に介装した摺動材，（20
a）（20b）が仕切弁，（23）が送泥管，（24）が排泥管
である。

次に前記第４図に示す立坑用トンネル掘削機の作用を
具体的に説明する。前胴（１）が上昇（前進）して，前
胴（１）と後胴（２）との間の隙間（Ｃ）が増大すると
き，仕切弁（20a）を開いて，送泥管（23）中の泥水を
仕切弁（20a）→チエツク弁（22）→上記隙間（Ｃ）へ
供給する。このとき，仕切弁（20b）は閉じておく。次
いで後胴（２）が上昇（前進）して，前胴（１）と後胴
（２）との間の隙間（Ｃ）が減少する。このときには，
仕切弁（20a）を閉じ，仕切弁（20b）を開いて，上記隙
間（Ｃ）内の泥水をチエツク弁（22）→仕切弁（20b）
→排泥管（24）を経て排出する。

（発明の効果） 本発明のトンネル掘削機は前記のように前胴が前進し
て，前胴と後胴との間の隙間が増大するときには，泥水
を泥水供給手段を経て上記隙間へ供給し，後胴が前進し
て，前胴と後胴との間の隙間が減少するときには，隙間
内の泥水を泥水排出手段を経て排出するので，前胴と後
胴との重複部内での土砂の残留，圧密を防止できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるトンネル掘削機の一実施例を示
す縦断側面図，第2,3,4図は他の各実施例を示す縦断側
面図，第５図は従来のトンネル掘削機を示す縦断側面
図，第６図は第５図の矢印VI部分の拡大縦断側面図，第
7,8図はトンネル掘削機の他の従来例を示す縦断側面
図，第9,10図は従来のトンネル掘削機の問題点を示す説
明図である。 （１）または（10）……前胴，（２）または（11）……
後胴，（19）（21）または（20a）（23）……泥水供給
手段，（20）または（20b）（24）……泥水排出手段，
（Ｂ）または（Ｃ）……隙間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 弘一郎 東京都港区赤坂４丁目13番13号 協和電 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−125496（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−148811（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伸縮可能に構成されるとともに掘削した穴
   との間に形成される隙間の体積が伸縮により増減するよ
   うに構成されたトンネル掘削機において，前記隙間に泥
   水を供給する泥水供給手段と泥水を排出する泥水排出手
   段とを接続したことを特徴とするトンネル掘削機。