JP3170214B2 - トンネル築造方法及びトンネル掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は掘削壁面に吹付けコ
ンクリートによる支保層を施しながらトンネルを築造す
る方法とそのトンネル掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】岩盤を全断面で掘削するＴＢＭ（トンネ
ルボーリングマシン）は、シールド掘削機のようにスキ
ンプレートを有しない場合でも推進用のスラストジャッ
キや掘削壁面に反力をとるグリッパジャッキなどのジャ
ッキ装置、さらにはチャンバーから機内後方に掘削ずり
を排出するベルトコンベア等を装備している関係上、機
内が狭くなっているために、掘削壁面を支保するための
コンクリートの吹付け作業は、一般に作業空間の広いＴ
ＢＭ後方空間部において行っている。

【０００３】一方、薄い粘土層や破砕帯が存在したり亀
裂が発達した地山は外圧に対して脆く、このような地山
をＴＢＭで掘削すると、ＴＢＭの後方での支保作業時に
おいて掘削壁面の緩みによる肌落ち（崩落）が発生し、
その肌落ちした土砂の撤去作業や壁面の修復作業を必要
とするばかりでなく、修復するための材料のロスが生じ
て不経済であり、その上、リバンウドする吹付けコンク
リートによる作業環境の悪化やそのリバウンド材の撤去
作業を必要とする等の問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような肌落ちの
原因としては、カッター板により掘削された周壁面がＴ
ＢＭの後方に露出するまでに弛緩することや、ＴＢＭの
フロントグリッパーおよびメイングリッパーによる押圧
力、さらには、急激な方向制御によるＴＢＭの胴部と掘
削壁面との摺接や、剥離状態の岩塊がカッター板に設け
ているスクレーパに取り込まれなく掘削壁面に残存する
ことなどがあげられる。大規模な肌落ちが予想される地
山を掘削するには、カッター板の前方地盤を事前に改良
することが行われているが、上記のような比較的小規模
な肌落ちが発生し易い地山にこのような前方地盤の改良
を施すことは不経済であるばかりでなく、作業能率が著
しく低下するという問題点がある。

【０００５】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カッター板により掘
削された直後のトンネル掘削壁面の上半部に該掘削壁面
を支保するためのコンクリート吹付けによる支保層を施
して掘削壁面の緩みによる肌落ちを生じさせることなく
円滑且つ精度よく施工し得るトンネル築造方法とこの方
法に使用するトンネル掘削機を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係るトンネル築造方法は、前端
に回転カッター板を配設してなる前胴部に対してトンネ
ル長さ方向に伸縮自在に連結している後胴部をトンネル
周壁面に支持させた状態で前胴部を前進させながら上記
回転カッター板により前胴部よりも大径のトンネルを掘
削する工程と、一定長のトンネルの掘削後、上記カッタ
ー板を回動させながら該カッター板の背面外周壁部に設
けている開閉扉を開き、この開口部を通じてカッター板
の背面土砂取込室側から掘削壁面の上周部にコンクリー
トを吹付けてコンクリート支保層を形成する工程と、該
コンクリート支保層を形成する工程後に、上記開閉扉を
閉めると共に前胴部をコンクリート支保層が施された掘
削壁面に支持させる一方、トンネル周壁面からの後胴部
の支持を解いて該後胴部を前胴部側に引き寄せる工程と
を繰り返し行うことを特徴とするものである。

【０００７】上記トンネル築造方法において請求項２に
係る発明は、上記カッター板を回転させながら上記開口
部を通じて掘削壁面にコンクリートを吹付けると共に該
開口部から整形ビットを突出させて吹付けコンクリート
支保層を前胴部が通過可能なトンネル内径となるように
切削整形することを特徴とするものである。

【０００８】請求項３に係る発明は、上記トンネル築造
方法を実施するためのトンネル掘削機であって、掘削す
べきトンネルの径方向に伸縮自在なフロントグリッパを
備えた前胴部と、該前胴部の後方にスラストジャッキを
介してトンネル長さ方向に伸縮自在に連結され且つトン
ネル径方向に伸縮自在なリアグリッパを備えた後胴部
と、上記前胴部の開口前端に回転自在に装着され且つト
ンネル進行方向の掘削刃とトンネル径方向の掘削刃とを
備えたカッター板と、上記前胴部内に配設された上記カ
ッター板の回転駆動手段と掘削ずりの搬出手段とを備え
てなるトンネル掘削機であって、上記カッター板の外周
部背面に、径方向に貫通した開口部を設けてなる断面リ
ング状の外周壁部を後方に向かって一体に突設している
と共にこの開口部内にその先端がトンネル内周壁に向い
ているコンクリート吹付けノズルを該開口部の前後方向
に移動自在に且つカッター板と一体的に周方向に移動自
在に配設してあり、さらに、上記開口部に開閉扉を配設
し、この開閉扉の基端縁に該開口扉を開放させた際にカ
ッター板の外周壁部の外周面から掘削壁面側に突出する
整形ビットを取付けてなる構造を有している。

【０００９】上記トンネル掘削機において請求項４に係
る発明は、カッター板の外周壁部をカッター板の外径に
等しいリング状プレート板から構成し、このプレート板
の内周面に回転中心に向かって周方向に一定間隔毎にリ
ブプレートを放射状に突設して任意の隣接するリブプレ
ート間の上記リング状プレート板部分を切除することに
より上記開口部を形成していることを特徴とするもので
あり、請求項４に係る発明は、カッター板の外周縁部に
設けた上記トンネル径方向の掘削刃の突出長を調整可能
に構成していることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】リアグリッパを伸長させて掘削壁面側に圧着さ
せることにより後胴部を該掘削壁面に支持させたのち、
その支持部に反力をとってスラストジャッキを伸長させ
ることにより前胴部を前進させ、該前胴部の開口前端に
装着した回転カッター板に突設しているトンネル長さ方
向の掘削刃により前方地盤を掘削すると共にカッター板
の外周縁部に突設しているトンネル径方向の掘削刃によ
りカッター板の外周方の地盤を掘削して一定長のトンネ
ルを掘削する。この掘削中においては、カッター板の背
面外周壁部に設けている径方向の開口部の開口端を開閉
扉で閉止しておく。なお、上記径方向の掘削刃の突出長
を調整することによって所望径のトンネルを掘削するこ
とができる。

【００１１】一定長のトンネルの掘削後、トンネル掘削
機を停止させて上記カッター板の背面外周壁部に設けて
いる開口部の開閉扉を開くと、該開閉扉の先端縁側がこ
の開閉扉の回動中心回りにカッター板の背面側後方に向
かって没入する一方、基端縁が外径方向に回動して上記
外周壁部から突出した状態となる。この状態にして開口
部に配設しているコンクリート吹付けノズルにコンクリ
ートを供給して該ノズルから開口部を通じて掘削壁面に
コンクリートを吹付ける。この際、吹付けノズルを前後
方向に移動させることにより掘削壁面の長さ方向にコン
クリートを吹きつける一方、トンネル掘削機を停止した
状態でカッター板を回動させることにより、開口部をト
ンネル周方向に移動させて該開口部に配設している上記
吹付けノズルからのコンクリートを掘削壁面の周方向に
吹付ける。

【００１２】掘削壁面に対する上記コンクリートの吹付
けは、掘削壁面の緩みにより肌落ちが生じ易い上半部に
行われ、所望厚みの肉厚のコンクリート支保層を施すも
のである。この際、カッター板を往復回動させることに
より吹付けノズルから開口部を通じて掘削壁面の上半部
にコンクリートの吹付けによる支保層を形成してもよ
い。また、コンクリートの吹付けはカッター板による掘
削時に剥離、陥没した掘削壁面に集中的に行ったり、肌
落ちが生じやすい掘削壁面に部分的に行ってもよい。

【００１３】さらに、上記のようにカッター板を回動さ
せながら掘削壁面に吹付けられた所望厚みのコンクリー
ト支保層は、開口部の開閉扉の開放によって掘削壁面に
向かって突出する該開閉扉の基端縁に設けた整形ビット
により、カッター板の回転に従って一定厚みの内周面が
滑らかな支保層に切削、整形され、該支保層の内周面と
前胴部外周面間にトンネル掘削機全体が通過可能な隙間
が形成される。

【００１４】また、開口部を通じてカッター板の背面側
のずり取込室に落ち込む吹付けコンクリートのリバウン
ド材や整形カッターによって切削された切削片、或いは
肌落ちした岩塊片は、ずり取込室内に配設しているベル
トコンベアよりなる搬出手段の搬出始端部上に受け入れ
られると共に受け入れられないリバウンド材や肌落ちし
た岩塊片などはカッター板の背面外周壁部を形成してい
るリング状プレートの内周面に突設した下周部側の隣接
するリブプレート間に収納され、掘削されたずりと共に
カッター板の回転に従ってリブプレートに掻き上げられ
たのち、下方に落下し、上記搬出手段の搬出始端部上に
受け入れらて後方に搬出される。

【００１５】こうして一定長のトンネル掘削壁面の上半
部に吹付けコンクリートによる支保層と該支持層の整形
とを行ったのち、開閉扉を閉じて開口部を閉止し、しか
るのち、前胴部のフロントグリッパを径方向に伸長させ
て既に硬化しているコンクリート支保層を有する掘削壁
面に圧着させることにより、該前胴部を支持させる一
方、後胴部のリアグリッパを収縮させて既に施工してい
るコンクリート覆工層を有する掘削壁面に対する該後胴
部の支持を解き、次いで、スラストジャッキを収縮させ
ることにより後胴部を前胴部側に一定長、引き寄せる。

【００１６】次いで、再び、後胴部を掘削壁面側に支持
させる一方、前胴部側の支持を解いたのち、スラストジ
ャッキを徐々に伸長させながら上記回転カッター板によ
る一定長のトンネルの掘削と、トンネル掘削機を停止さ
せた状態で開口部を開放させると共にカッター板を回動
させながら掘削壁面に対するコンクリートの吹付けと該
吹付けコンクリートの支保層の切削、整形とを行い、次
いで、開口部を閉止させた後、後胴部を前方に引き寄せ
る工程とを繰り返し行ってトンネルを築造していくもの
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】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（ＴＢ
Ｍ）の縦断側面図であって、このトンネル掘削機は、前
端開口部にカッター板３を回転自在に装着した断面円形
状の前胴部１と、該前胴部１の後端部にトンネル長さ方
向に伸縮自在に連結している断面円形状の後胴部２と、
前後胴部１、２間を連結したスラストジャッキ４と、前
後胴部１、２に夫々設けたフロントグリッパ５及びリア
グリッパ６と、上記カッター板３の背面外周壁部3aに径
方向に貫通している開口部７内に配設されてトンネル掘
削壁面Ｔにコンクリートを吹付けるコンクリート吹付け
ノズル８と、上記開口部７の開口端を開閉自在に閉止す
る開閉扉９と、この開閉扉９の基端縁に突設している整
形ビット10と、カッター板３の回転駆動手段11と、掘削
ずり排出手段であるベルトコンベア12とから構成されて
いる。

【００１８】上記前胴部１にはその前部内に前後隔壁板
13、14を張設してあり、この前後隔壁板13、14間の前胴
部１の周壁部数個所にジャッキ15によりトンネル径方向
に伸縮する上記フロントグリッパ５を前胴部１から掘削
壁面Ｔに向かって出没自在に装着している。この前胴部
１の前端開口部に配設した上記カッター板３の前面に
は、中央部と該中央部から外周方向に所定間隔毎に前方
地盤を掘削する複数個のローラカッタからなる掘削刃16
を突設していると共に該カッター板３の外周縁部に周方
向に一定間隔毎にトンネル径方向に向かって斜め前方に
突出したトンネル径方向の掘削刃17を突設している。な
お、このトンネル径方向の掘削刃17はジャッキ（図示せ
ず）によってトンネル径方向に伸縮自在にしてその突出
長を調整できるようにしている。また、上記カッター板
３には、図２に示すように径方向に装着した掘削刃17に
沿って該カッター板３の前後面間に貫通した掘削ずり取
込口18を設けている。

【００１９】さらに、カッター板３の外周部には後方に
向かって突出した一定長さの断面リング状の上記外周壁
部3aを一体に設けてあり、このカッター板３の背面と外
周壁部3aの内周面で囲まれた空間部を掘削ずり取込室19
に形成している。上記外周壁部3aはカッター板３の外径
に等しいリング状プレート板からなり、このプレート板
の内周面に図３に示すように、回転中心に向かって周方
向に一定間隔毎にリブプレート20、20・・・20を放射状
に突設して任意の隣接するリブプレート20、20間の上記
リング状プレート板部分を切除することにより上記開口
部７を形成しているものである。また、上記外周壁部3a
の後端面にドーナツ形状の端面板3bの外周端縁を一体に
固着してあり、この端面板3bとカッター板３の外周部後
端面との対向面に上記各リブプレート20の前後端面をそ
れぞれ一体に固着している。

【００２０】上記開口部７の開閉扉９は左右の扉板9a、
9bを両開き状に形成してなり、図３に示すように、これ
らの扉板9a、9bの基端近傍部分を隣接するリブプレート
20、20の対向面外端部に突設した軸受片21、21の先端に
回動自在にそれぞれ枢着されていると共に先端部を開口
部７の両側方における外周壁部3aの内面に枢支された開
閉用ジャッキ22、22のロッド先端にそれぞれ枢着されて
あり、この開閉用ジャッキ22、22のロッドを伸長させる
ことにより扉板9a、9bを開口部７側に回動させてその開
口端を閉止させると共にロッドを収縮させることにより
扉板9a、9bの先端側をリブプレート20側に没入させると
一方、軸受片21と基端面間の基端部を開口部７側に回動
させて該基端面に全長に亘って取付けている上記一定高
さの整形ビット10を開口部７の開口端から掘削壁面側に
突出させるように構成している。

【００２１】なお、扉板9a、9bを枢着させている上記左
右のリブプレート20、20には、開閉用ジャッキ22のロッ
ドが内外方向に移動可能な長孔23が穿設されている。ま
た、上記カッター板３の上記端面板3bの背面内周部には
リング部材24を介して内歯車25を固着してあり、カッタ
ー板３はそのリング部材24を前胴部１の前側隔壁板13に
突設した内外円環部材26、27間に回転自在に支持させて
いる。

【００２２】上記コンクリート吹付けノズル８は、可撓
性を有するコンクリート供給管8Aの先端に装着されてい
ると共に上記開口部７を形成している両側のリブプレー
ト20、20間においてカッター板３と端面板3bとの対向面
の中央内端部間に固着したラック28に沿ってそのコンク
リート吹付け開口端を開口部７の開口端に臨ませた状態
で前後移動自在に配設されている。このノズル８の前後
移動手段は、該ノズル８の中央部に支持部材29を一体に
取付け、該支持部材29を上記ラック20に摺動自在に挿
通、支持させると共にこの支持部材29内に配設したモー
タ（図示せず）の回転軸に固着しているピニオン（図示
せず）を上記ラック20に噛合させ、モータを遠隔操作に
より作動させることによってラックとピニオンを介し、
ノズル８を前後方向に移動させるように構成しているも
のである。

【００２３】なお、上記コンクリート供給管8Aは前胴部
１の前後隔壁板13、14の中心部を貫通して後方のコンク
リート供給源にまで延設されているものであるが、前側
隔壁板13の中心部に装着した自在継手（図示せず）を介
してノズル８側のコンクリート供給管8Aの前端部分をカ
ッター板３と一体的に回転可能に構成している。

【００２４】一方、上記後胴部２はその前部外周面を前
胴部１の後端部内周面に前後摺動自在に挿嵌していると
共に内部に円環状の前後隔壁板30、31を張設してあり、
この前側隔壁板30と上記前胴部１の後側隔壁板14との対
向面間に周方向に一定間隔毎に上記スラストジャッキ４
を配設し、これらのスラストジャッキ４の両端を上記隔
壁板14、30の対向面に連結している。さらに、後胴部２
の前後隔壁板30、31間にはジャッキ（図示せず）により
トンネル径方向に伸縮する上記リアグリッパ６を後胴部
２から掘削壁面Ｔに向かって出没自在に装着している。
なお、このリアグリッパ６は後胴部２の両側部又は上下
部に設けられている。

【００２５】カッター板３の回転駆動手段11は、前胴部
１の前後隔壁板13、14間に固着したカッター板回転駆動
用モータ11a と、このモータ11a の回転軸に固着した小
歯車11b とからなり、該小歯車11b を上記カッター板３
の背面に固着している内歯車25に噛合させているもの
で、モータ11a の駆動により小歯車11b と内歯車25を介
してカッター板３を回転させるように構成している。ま
た、掘削ずり排出手段であるベルトコンベア12は、その
前端部を上記カッター板３の上記掘削ずり取込室19の後
方部に配設し、該前端部から前胴部１の前後隔壁板13、
14を貫通して後胴部２に向かって斜め上方に傾斜させた
状態で配設していると共に、このベルトコンベア12の前
端部上に上向きに開口したホッパー32を配設している。

【００２６】以上のように構成したトンネル掘削機によ
ってトンネルを築造する方法を説明すると、前胴部１の
フロントグリッパ５を後述する掘削壁面Ｔに既に施工し
ているコンクリート支保層C'に圧着させた状態でスラス
トジャッキ４を収縮させて後胴部２を前胴部１側に引き
寄せたのち、該後胴部２のリアグリッパ６をジャッキの
伸長によってトンネル径方向に押し出すことにより、既
に施工しているコンクリート支保層C'を有する掘削壁面
Ｔに圧着させる。このように、リアグリッパ６を介して
後胴部２を掘削壁面Ｔに支持させたのち、カッター板回
転駆動用モータ11a を駆動してカッター板３を回転させ
ると共にスラストジャッキ４を伸長させることにより掘
削壁面Ｔに前胴部１の推進反力を支持させて該前胴部１
を前進させながらカッター板３にトンネル長さ方向に突
設している掘削刃16とトンネル径方向に突設している掘
削刃17とによって、図４に示すように一定長のトンネル
を掘削する。この際、トンネル径方向の掘削刃17の突出
長をジャッキによって調整し、該掘削刃17によって掘削
されるトンネル掘削壁面Ｔの外径を予定径よりも大径と
なる所望径に設定しておく。

【００２７】カッター板３によって掘削されたずりは、
土砂取込口18から取込室19内に取込まれてカッター板３
の下周部側の隣接するリブプレート20、20間に収容さ
れ、カッター板３の回転に従って、リブプレート20の板
面により上方に搬送さられたのち、該リブプレート20の
板面が下向き傾斜となった時にこのリブプレート20から
下方に落下して上記ホッパー32内に受け入れられ、その
開口下端からベルトコンベア12の搬送始端上に載置され
て該ベルトコンベア12によって後方に搬出されるもので
ある。

【００２８】こうして、一定長のトンネルを掘削後、ス
ラストジャッキ４の伸長を停止させると共にカッター板
３の背面外周壁部3aに設けている開口部７が図３におい
て、左側に水平状に向いた位置にくるようにカッター板
３を回動させたのち一旦停止させる。しかるのち、開閉
用ジャッキ22、22のロッドを収縮させることにより開閉
扉９の両扉板9a、9bを内方に回動させて開口部７の開口
端を開放させると共に該両扉板9a、9bの基端面に全長に
亘って固着している整形ビット10を外周壁部3aの外周面
から掘削壁面Ｔに向かって突出させる。

【００２９】この状態にして機内の後方からコンクリー
ト供給管8Aを通じて吹付けノズル８にコンクリートを供
給し、該ノズル８により開口部７の開口端から掘削壁面
Ｔにコンクリートを吹付ける。この際、吹付けノズル８
の支持部材29内に設けているモータを駆動して開口部７
の長さ方向に架設しているラック28に沿って吹付けノズ
ル８を前後方向に往復動させることにより掘削壁面Ｔに
長さ方向のコンクリート吹付けを行う一方、カッター板
３を上記停止状態から図３において時計方向に徐々に回
動させることにより吹付けノズル８を一体的に周方向に
移動させ、開口部７が図３において右側に水平状に向く
まで掘削壁面Ｔに周方向のコンクリートの吹付けを行
う。

【００３０】こうして、吹付けノズル８を前後方向並び
に周方向に移動させることにより、図５に示すようにカ
ッター板３で掘削された直後の掘削壁面Ｔの上半部に所
定厚みよりも肉厚のコンクリート吹付けによる支保層Ｃ
を形成する。なお、トンネル周方向のコンクリートの吹
付けは、必要に応じてカッター板３を左右に往復回動さ
せることにより行ってもよい。また、掘削壁面Ｔの上半
部に全面的に吹付けコンクリートによる支保層Ｃを形成
することなく、岩質に応じて支保が必要な個所や掘削時
に剥離、陥没した掘削壁面に部分的に支保層Ｃを施して
もよい。

【００３１】さらに、上記のようにしてカッター板３の
開口部７から吹付けノズル８によって掘削壁面Ｔに吹付
けられた支保層Ｃは、カッター板３の回動による開口部
７の周方向の移動に従って、該開口部７の開口端から突
設している両扉板9a、9bの基端面に固着した整形ビット
10によって内周面が滑らかな一定厚みの支保層C'に切
削、整形され、この支保層C'の内周面と前胴部１の外周
面間に前後胴部１、２が通過可能て隙間が形成される。

【００３２】一方、吹付けノズル７からのコンクリート
吹付けによるリバウンド材や肌落ちする岩塊片、さらに
は整形ビット10による切削屑は、開口部７を通じて該開
口部両側のリブプレート20、20間に入り、下方に落下し
てその一部はホッパー32内に受け入れられる一方、受け
入れられないリバウンド材や肌落ちした岩塊片などはカ
ッター板３の下周部において隣接するリブプレート20、
20間に収容され、カッター板３の回転に従って、リブプ
レート20の板面により上方に持ち上げられたのち、該リ
ブプレート20の板面が下向き傾斜となった時にこのリブ
プレート20から下方に落下して上記ホッパー32内に受け
入れられ、その開口下端からベルトコンベア12の搬送始
端上に載置されて上記掘削ずりと同様に該ベルトコンベ
ア12によって後方に搬出される。

【００３３】こうして一定長のトンネルの掘削壁面Ｔの
上半部に対する一定厚みのコンクリート覆工層C'の施工
後、開閉扉９の両扉板9a、9bを閉じて開口部７を閉止
し、しかるのち、前胴部１のフロントグリッパ５を伸長
させて上記支保層C'を設けている掘削壁面Ｔに圧着させ
て該前胴部１を支持させる一方、後胴部２のリアグリッ
パ６を収縮させたのち、スラストジャッキ４を収縮させ
ることにより後胴部２を前胴部側に一定長、引き寄せる
（図６参照）。

【００３４】次いで、再び、後胴部２を掘削壁面側に支
持させる一方、前胴部側の支持を解いたのち、スラスト
ジャッキ４を徐々に伸長させながら上記回転カッター板
３による地盤の掘進と、その掘進を停止させたのちに掘
削された直後の一定長の掘削壁面Ｔに対する吹付けノズ
ル８からのコンクリート吹付けによる支保層Ｃの形成
と、この支保層Ｃの形成に従って該支保層Ｃを整形ビッ
ト10により一定厚みに切削、整形する工程を繰り返すこ
とによってトンネルを築造するものである。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トンネル
掘削機の後胴部を掘削壁面側に支持させた状態で前胴部
を前進させることにより該前胴部の開口前端に装着した
回転カッター板によって一定長のトンネルを掘削し、し
かるのち、トンネル掘削機を停止させると共に前胴部の
背面外周壁部に設けている径方向の開口部の開閉扉を開
放させ、カッター板を回転させながら該開口部を通じて
吹付けノズルから掘削壁面の上周部にコンクリートを吹
付けるものであるから、掘削壁面が緩む前の掘削直後の
壁面に吹付けコンクリートによる支保層を形成すること
ができ、従って、肌落ちの生じない品質の良好な所望厚
みの支保層を施工し得ると共にそのコンクリート吹付け
時に発生する粉塵が機内に拡散することもなく作業環境
が良好となるものである。

【００３６】さらに、コンクリートの吹付けノズルは、
上記カッター板の外周壁部に設けている開口部に前後動
自在に設けられているので、カッター板により掘削され
た一定長の掘削壁面に対して長さ方向にコンクリートの
吹付けが行えると共に吹付けノズルはカッター板の回動
により周方向に一体的に移動するから、上記掘削壁面に
対して周方向のコンクリートの吹付けが行え、従って、
一定長の掘削壁面の上半部に対して全面的に或いは支保
が必要な所望個所に円滑且つ能率よく吹付けコンクリー
トによる支保層を施工することができるものである。

【００３７】その上、コンクリート吹付け時に開口部を
開放した開閉扉の基端面にカッター板の外周壁部の外周
面から掘削壁面側に突出する整形ビットを取付けている
ので、上記掘削壁面に支保層を施工しながらカッター板
が回動すると、その回動に従って整形ビットが一体回動
して該整形ビットにより支保層を内面が平坦で且つ一定
厚みの均質な支保層に能率よく整形することができ、そ
の上、この際発生するコンクリート切削くずや上記コン
クリート吹付け時に発生するリバウンドしたコンクリー
ト材、さらには肌落ちした岩盤の小塊を開口部を通じて
ずり取込室に落とし込んでカッター板の背面外周壁部に
放射状に突設しているリブプレート間に収納することが
でき、カッター板の回転に従ってリブプレート間から搬
出手段の搬出始端上に投入して後方に搬出することがで
きる。

【００３８】また、トンネル掘削機の後方側では上記整
形ビットにより整形された一定厚みの硬化したコンクリ
ート支保層が存在するので、トンネル掘削機の後方側で
の作業が安全に且つ能率よく行えると共に支保層の平坦
な内周面に後胴部のリアグリッパを確実に圧着、支持さ
せることができ、トンネルの掘進作業も円滑に行えるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル掘削機の縦断側面図、

【図２】そのカッター板の正面図、

【図３】カッター板の外周壁部部分の縦断側面図、

【図４】一定長のトンネルを掘進した状態の簡略縦断側
面図、

【図５】コンクリートを吹付けている状態の簡略縦断側
面図、

【図６】後胴部を前方に引き寄せた状態の簡略縦断側面
図。

【符号の説明】

１ 前胴部 ２ 後胴部 ３ カッター板 ４ スラストジャッキ ５ フロントグリッパ ６ リアグリッパ ７ 開口部 ８ 吹付けノズル ９ 開閉扉 10 整形ビット 11 回転駆動手段 12 ベルトコンベア 17 トンネル径方向掘削刃 19 ずり取込室 20 リブプレート Ｃ、C' コンクリート支保層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−239000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−123397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/10 E21D 11/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端に回転カッター板を配設してなる前
   胴部に対してトンネル長さ方向に伸縮自在に連結してい
   る後胴部をトンネル周壁面に支持させた状態で前胴部を
   前進させながら上記回転カッター板により前胴部よりも
   大径のトンネルを掘削する工程と、一定長のトンネルの
   掘削後、上記カッター板を回動させながら該カッター板
   の背面外周壁部に設けている開閉扉を開き、この開口部
   を通じてカッター板の背面土砂取込室側から掘削壁面の
   上周部にコンクリートを吹付けてコンクリート支保層を
   形成する工程と、該コンクリート支保層を形成する工程
   後に、上記開閉扉を閉めると共に前胴部をコンクリート
   支保層が施された掘削壁面に支持させる一方、トンネル
   周壁面からの後胴部の支持を解いて該後胴部を前胴部側
   に引き寄せる工程とを繰り返し行うことを特徴とするト
   ンネル築造方法。
2. 【請求項２】 上記カッター板を回転させながら上記開
   口部を通じて掘削壁面にコンクリートを吹付けると共に
   該開口部から整形ビットを突出させて吹付けコンクリー
   ト支保層を前胴部が通過可能なトンネル内径となるよう
   に切削整形することを特徴とする請求項１記載のトンネ
   ル築造方法。
3. 【請求項３】 掘削すべきトンネルの径方向に伸縮自在
   なフロントグリッパを備えた前胴部と、該前胴部の後方
   にスラストジャッキを介してトンネル長さ方向に伸縮自
   在に連結され且つトンネル径方向に伸縮自在なリアグリ
   ッパを備えた後胴部と、上記前胴部の開口前端に回転自
   在に装着され且つトンネル進行方向の掘削刃とトンネル
   径方向の掘削刃とを備えたカッター板と、上記前胴部内
   に配設された上記カッター板の回転駆動手段と掘削ずり
   の搬出手段とを備えてなるトンネル掘削機であって、上
   記カッター板の外周部背面に、径方向に貫通した開口部
   を設けてなる断面リング状の外周壁部を後方に向かって
   一体に突設していると共にこの開口部内にその先端がト
   ンネル周壁面に向いているコンクリート吹付けノズルを
   該開口部の前後方向に移動自在に且つカッター板と一体
   的に周方向に移動自在に配設してあり、さらに、上記開
   口部に開閉扉を配設し、この開閉扉の基端縁に該開口扉
   を開放させた際にカッター板の外周壁部の外周面から掘
   削壁面側に突出する整形ビットを取付けていることを特
   徴とするトンネル掘削機。
4. 【請求項４】 カッター板の外周壁部は、カッター板の
   外径に等しいリング状プレート板からなり、このプレー
   ト板の内周面に回転中心に向かって周方向に一定間隔毎
   にリブプレートを放射状に突設して任意の隣接するリブ
   プレート間の上記リング状プレート板部分を切除するこ
   とにより上記開口部を形成していることを特徴とする請
   求項３記載のトンネル掘削機。
5. 【請求項５】 カッター板の外周縁部に設けた上記トン
   ネル径方向の掘削刃の突出長を調整可能に構成している
   ことを特徴とする請求項３記載のトンネル掘削機。