JP3272984B2 - 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】本発明は岩盤中にトンネルを
掘削するトンネル掘削機の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】亀裂や破砕帯などの脆弱な岩質部を多く
含む崩壊性岩盤にトンネルを掘削するための従来の掘削
機は、図12に示すように、トンネル掘削壁面を全周に亘
ってシールドした筒状のスキンプレートを前胴Ａと後胴
Ｂとに分割し、後胴Ｂの前部を前胴Ａの後部内周面に摺
動自在に内嵌させて互いに伸縮自在に接続してなるテレ
スコープ部Ｃを設けると共に前胴Ａにフロントグリッパ
Ｄを、後胴ＢにリアグリッパＥを夫々装着し、さらに、
前胴Ａの開口前端部にカッタヘッドＦを配設すると共に
前後胴Ａ、Ｂ間をスラストジャッキＧによって連結し且
つ後胴Ｂ内にシールドジャッキＨを装着してなる構造の
ものが広く知られている。

【０００３】そして、比較的岩質が安定している硬質岩
盤を掘削する場合には、リアグリッパＥを伸長させてト
ンネル掘削壁面に圧着させることにより後胴Ｂ側をトン
ネル壁面に固定、支持させた状態で、スラストジャッキ
Ｇを伸長させることにより前胴Ａを前進させてカッタヘ
ッドＦにより掘進し、掘削されたトンネル壁面に吹付け
コンクリートによる覆工を行っている。また、崩壊性岩
盤であってリアグリッパＥをトンネル壁面に圧着させら
れない場合には、トンネル掘削機の後方にセグメントＳ
を組み立て、このセグメントＳに反力をとってシールド
ジャッキＨを伸長させることによりトンネルを掘進して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなトンネル掘削機によれば、スキンプレートを前胴
Ａと後胴Ｂとに分割しているために、これらの前後動
Ａ、Ｂ同士を互いに伸縮自在に接続するには上記のよう
なテレスコピック部Ｃを形成しなければならず、その製
作、加工に著しい手間を要するという問題点があり、そ
の上、前胴Ａ側に後胴Ｂを引き寄せる際に後方に向かっ
て開口しているテレスコピック部Ｃの隙間に掘削ズリや
剥脱した岩石片などの食い込みが生じ易くなると共に後
胴Ｂ全体を引き寄せるものであるから、その作業が緩慢
にして慎重に行わなければならないために作業能率が低
下するものであり、また、テレスコピック部Ｃに食い込
いだ岩石片などの除去が困難である。

【０００５】さらに、掘削時には後胴Ｂをトンネル掘削
壁面にリアグリッパＥを介して固定させた状態で前胴Ａ
を推進させながら行うように構成しているので、トンネ
ル掘進中には掘削壁面が露出しないからコンクリートの
吹き付けを行うことができず、一定長のトンネルの掘削
後、後胴Ｂを引き寄せる際に後方に露出するトンネル掘
削壁面に吹付けコンクリートによる覆工を行うことにな
って施工性が悪いという問題点がある。

【０００６】また、崩壊性岩盤の場合には上述したよう
にトンネル掘削機の後方にセグメントＳを組み立てゝこ
のセグメントＳに反力をとってトンネル掘削機全体を推
進させることにより掘進しているが、セグメントＳに反
力をとって推進させるためのシールドジャッキＨを用い
る必要がある。

【０００７】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スキンプレートを前
後胴に分割することなく単一胴にして製作、加工を容易
にし且つ岩石片などの食い込み現象が生じ難い構造にす
ると共に掘削作業及び吹付けコンクリートによる覆工作
業が能率よく行えるようにしたトンネル掘削機を提供す
るにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は筒状のスキンプレートと、該
スキンプレートの前端に設けられた掘削手段と、上記ス
キンプレートの前後部内に、該スキンプレートに設けた
開口部を介してトンネル掘削壁面に向かって夫々出没自
在に設けられたフロントグリッパ及びリアグリッパと、
一端がフロントグリッパ側に連結し他端がリアグリッパ
側に連結している推進ジャッキとからなり、且つ上記開
口部のうちリアグリッパが出没する開口部を該リアグリ
ッパを前後動させるように長孔に形成してなるトンネル
掘削機であって、リアグリッパは上記スキンプレート内
に前後動自在に配設したリング状部材に装着されている
と共にこのリング状部材に上記推進ジャッキの他端を連
結してあり、リアグリッパによってトンネル掘削壁面に
推進反力が支持させられない崩壊性岩盤においては、ス
キンプレートの後端部内に形成された空間部内にセグメ
ントを組み立ててこのセグメントの前端面に上記リング
状部材の後端面を当接、受止させ、推進ジャッキを伸長
させることにより、リング状部材を介して上記セグメン
トに推進反力を支持させて掘進するように構成してい
る。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、筒状のスキ
ンプレートと、該スキンプレートの前端に設けられた掘
削手段と、上記スキンプレートの前後部内に、該スキン
プレートに設けた開口部を介してトンネル掘削壁面に向
かって夫々出没自在に設けられたフロントグリッパ及び
リアグリッパと、一端がフロントグリッパ側に連結し他
端がリアグリッパ側に連結している推進ジャッキとから
なり、且つ上記開口部のうちリアグリッパが出没する開
口部を該リアグリッパを前後動させるように長孔に形成
してなるトンネル掘削機であって、上記リアグリッパの
前後側にトンネル掘削壁面に向かって出没自在な可動閉
塞部材を配設し、これらの可動閉塞部材のうち、リアグ
リッパの前側に設けられた可動閉塞部材の先端面を前方
に向かって内方に傾斜した傾斜端面に形成している一
方、後側に設けられた可動閉塞部材 の先端面を後方に向
かって内方に傾斜した傾斜端面に形成して、上記推進ジ
ャッキを収縮させてリアグリッパを上記開口部の前端縁
に達するまで移動させた際に、前側の可動閉塞部材をそ
の傾斜端面を開口部の前端縁に摺接させながら内方に没
入させると共に後側の可動閉塞部材を開口部内に突出さ
せて該開口部を閉塞させる一方、上記推進ジャッキを伸
長させてスキンプレートを前進させた際に、前側の可動
閉塞部材をその傾斜端面を上記開口部の前端面に摺接さ
せながら突出させると共に後側の可動閉塞部材をその傾
斜端面上に開口部の後端縁を摺接させながら没入させて
スキンプレートの内周面に摺接させるように構成してい
る。

【００１０】

【作用及び効果】リアグリッパをスキンプレートの後部
に設けている開口部から突出させてトンネル掘削壁面に
圧着させることにより該トンネル掘削壁面に推進反力を
支持させると共にフロントグリッパをトンネル掘削壁面
から後退させる。この状態にして推進ジャッキを伸長さ
せると共に掘削手段を作動させると、推進ジャッキの伸
長によってスキンプレート全体がトンネル掘削壁面に圧
着しているリアグリッパに反力を支持させた状態で推進
すると共に掘削手段によって切羽側の岩盤が掘削され
る。この際、上記リアグリッパをトンネル掘削壁面側に
臨ませている開口部がスキンプレートの推進に従ってそ
の後端縁をリアグリッパに当接又は近接する位置まで前
方に移動し、この移動距離だけ掘削手段によって一定長
のトンネルが掘削される。

【００１１】さらに、上記のようにスキンプレートを推
進ジャッキによって前進させながら掘削手段によりトン
ネルを掘進していくと、その掘進に従って移動するスキ
ンプレートの後端からトンネル掘削壁面が後方に露出す
るので、トンネル掘削工程と並行してトンネル掘削壁面
にコンクリートの吹付けによる覆工作業を行うことがで
きる。

【００１２】こうして、一定長のトンネルの掘削後、フ
ロントグリッパをトンネル掘削壁面に圧着させる一方、
リアグリッパをトンネル掘削壁面からの圧着を解いて開
口部内に没入させ、しかるのち、推進ジャッキを収縮さ
せることによってリアグリッパをスキンプレートの後部
に設けている上記開口部内を前進させて該開口部の前端
縁に当接又は近接する位置まで引き戻す。そして、再び
上述したように該リアグリッパをトンネル掘削壁面に圧
着させると共にフロントグリッパをトンネル掘削壁面に
対する圧着を解いてスキンプレート内に没入させ、推進
ジャッキを伸長させてスキンプレートを前進させること
により掘削手段によって一定長のトンネルを掘進してい
くものである。

【００１３】このように、単一胴からなるスキンプレー
トの後部に開口部を設けて該開口部内でリアグリッパを
相対的に前後動させるように構成しているので、構造が
簡単で製作、加工が容易となるばかりでなく、上述した
ように、スキンプレート全体を推進させながらその前端
開口部に配設している掘削手段によって掘進していくも
のであるから、掘進に従ってスキンプレートの後端が前
方に移動して掘削工程と同時にトンネル掘削壁面にコン
クリートの吹き付けによる覆工作業を行うことができ、
その上、一定長のトンネルの掘削後、リアグリッパを次
の掘削位置まで移動させるには、従来のように後胴を前
進させるのではなく、推進ジャッキを収縮させて該リア
グリッパを前方に引き寄せるものであるから、その引き
寄せが円滑且つ迅速に行うことができ、従って、覆工作
業の施工性の向上と共に能率よくトンネルの築造が行え
るものである。

【００１４】さらに、このようなトンネル掘削作業にお
いて、上記リアグリッパをスキンプレートの後部内に前
後動自在に配設したリング状部材に装着し、このリング
状部材に上記推進ジャッキの他端を連結させているの
で、推進ジャッキの推進反力を上記リング状部材を介し
てリアグリッパに均一に受止させることができるから、
反力受止面積を広くとることができると共にリング状部
材の前端面における周方向に推進ジャッキを所定間隔毎
に連結して少数本の推進ジャッキで円滑にスキンプレー
トを推進させることができ、しかも、リング状部材であ
るからスキンプレートの内部空間を広くとることができ
て円滑の作業を可能にし得るものである。

【００１５】その上、リアグリッパによりトンネル壁面
に充分な反力を支持させられない崩壊性岩盤において、
コンクリートの吹き付けによる覆工に代えてトンネル掘
削機の後方にセグメントを組み立てる場合には、従来の
ようにシールドジャッキを使用することなく、上記リン
グ状部材の後端面をセグメントの前端面に受止させ、こ
の状態で上記推進ジャッキを伸長させることにより、ス
キンプレートを前進させてトンネルを掘進することがで
きる。

【００１６】また、リング状部材によって開口部を閉塞
した構造とすることができるから、トンネル掘削壁面か
ら肌落ち等による岩石片や土砂が開口部を通じてスキン
プレート内に崩落するのを防止することができると共に
このリング状部材を推進ジャッキによってスキンプレー
トの内周面に沿って円滑に前後動させることができ、従
って、該リング状部材に装着したリアグリッパを所定の
位置まで正確且つ迅速に移動させることができると共に
従来の前後胴同士の嵌合によるテレスコピック部とは異
なってリアグリッパをスキンプレートの一部に設けた開
口部内で前後動させるものであるから、スキンプレート
内への岩石片や土砂の食い込みの可能性が少なくなり、
食い込んでもスキンプレート内からの除去が容易に行え
るものである。

【００１７】一方、請求項２に係る発明によれば、トン
ネル掘削開始直前においては、リアグリッパから後方側
の可動閉塞部材はスキンプレートの開口部内に突出して
開口部を閉塞し、岩石片等がスキンプレート１内に落下
するのを防止する。次いで、この状態から推進ジャッキ
を伸長させることによりトンネルを掘進していくと、ス
キンプレートが前進するに従ってその開口部４の後端縁
がリアグリッパの後方側に配設している可動閉塞部材の
傾斜端面上を摺接しながら前方に移動し、その摺接力に
よって可動閉塞部材が没入してスキンプレートの内周面
にその先端面を摺接させた状態となる。この際、リアグ
リッパの後方側に配設している上記可動閉塞部材の傾斜
端面上に岩石片や土砂等が存在していても開口部の後端
縁の前進によって傾斜端面上を伝って外方に押し出さ
れ、スキンプレート内に食い込む虞れはない。一方、リ
アグリッパの前方側に配設している可動閉塞部材は開口
部の 前端縁にその傾斜端面を摺接しながら突出し、開口
部の前部を閉塞する。

【００１８】また、推進ジャッキを収縮させてリアグリ
ッパのグリッパ部が開口部の前端縁に達するまで移動さ
せると、リアグリッパから前方側の可動閉塞部材がその
傾斜端面を開口部の前端縁に摺接させながら内方に没入
する。この際、この可動閉塞部材の傾斜端面上に岩石片
や土砂等が存在していても開口部の前端縁によって傾斜
端面上を伝って外方に押し出され、スキンプレート内に
食い込む虞れはない。一方、リアグリッパから後方側の
可動閉塞部材が開口部内に突出して開口部を閉塞する。

【００１９】

【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はトンネル掘削機の断面図
であって、このトンネル掘削機は一定長さを有する円筒
形状のスキンプレート１と、該スキンプレート１の前端
開口部に回転自在に配設された前面に多数のローラカッ
タ2bを突設しているカッター板2aとこのカッター板2aの
回転駆動機構（図示せず）とからなる掘削手段２と、ス
キンプレート１の前部の内周面に周方向に一定間隔毎に
装着されている数個のフロントグリッパ３と、スキンプ
レート１の後部の数箇所に周方向に一定間隔毎（図にお
いては２方）に設けている長方形状の長孔からなる開口
部４と、スキンプレート１の後部内周面に長さ方向及び
周方向に摺動自在に内嵌して上記開口部４を閉塞した短
筒形状のスライドプレート５と、このスライドプレート
５の内周面に摺動自在に嵌合した短管形状のリング状部
材６と、上記各開口部４に対応してこのリング状部材６
に周方向に一定間隔（図においては２方）を存して装着
しているリアグリッパ７と、一端がスキンプレート１の
前部側に連結し他端がリング状部材６の前端面に一体に
連結している複数本の推進ジャッキ８とから構成されて
いる。

【００２０】スキンプレート１の前部内には隔壁９が張
設されてあり、この隔壁９の前面側に上記カッター板2a
を回転自在に支持させていると共に隔壁９の前面外周部
に周方向に一定間隔毎にフロントグリッパ収納部10を一
体に固着し、各収納部10に上記フロントグリッパ３を装
着してそのグリッパ部3aをスキンプレート１に穿設した
開口孔11を通じてトンネル掘削壁面Ｔに向かって出没自
在に配設している。

【００２１】各リアグリッパ７を臨ませている上記開口
部４はスキンプレート１の後部において周方向に一定間
隔を存した部分、即ち、図においては両側２方に設けら
れており、その開口長さはスキンプレート１を推進させ
て掘削する一回の掘進長とリアグリッパ７の前後方向の
幅との和に等しいかそれ以上に形成していると共に周方
向の開口幅はリアグリッパ７が挿通可能な幅に形成して
いる。

【００２２】スライドプレート５はスキンプレート１の
内周面とリング状部材６の外周面間に介在して上記全て
の開口部４をスキンプレート１の内周面側から閉塞して
あり、その長さ方向の中央部における両側２方に上記各
リアグリッパ７のグリッパ部7aが挿通可能な大きさの開
口孔12を穿設している。また、この開口孔12の前端縁と
スライドプレート５の前端間の長さ、及び、該開口孔12
の後端縁とスライドプレート５の後端間の長さは上記ス
キンプレート１を推進させて掘削する一回の掘進長と同
等若しくは長く形成していると共に上記開口部４の後端
からスキンプレート１の後端間の長さはスライドプレー
ト５に設けている上記開口孔12の後端縁とスライドプレ
ート５の後端間の長さに等しいかそれ以上に形成してい
る。なお、このスライドプレート５はスキンプレート１
の開口部４の前後端の内周面に全周に亘って装着したシ
ールパッキンに摺接している。

【００２３】リング状部材６はその長さ方向の中央部に
おける周方向の２方に上記各開口部４に対向してリアグ
リッパ７の収納部13を設けてあり、各収納部13にリアグ
リッパ７をそのグリッパ部7aがトンネル掘削壁面Ｔに向
かって出没可能に装着している。なお、上記スキンプレ
ート１に設けた開口部４は該スキンプレート１の後端部
における三方、或いは四方に設けておき、各開口部４に
対応して上記リング状部材６の中央部における三方或い
は四方にリアグリッパ７を装着すると共にスライドプレ
ート５の中央部における三方或いは四方に該リアグリッ
パ７のグリッパ部7aが挿通可能な開口孔12を設けておい
てもよい。

【００２４】推進ジャッキ８は、隔壁９とリング状部材
６との間においてスキンプレート１の内周面に沿って周
方向に一定間隔毎に複数本（図においては６本）配設さ
れ、その一端（前端）を隔壁９の後面外周部に連結、固
定させていると共に他端（後端）を上記リング状部材６
の前端面に一体に連結している。なお、この推進ジャッ
キ８は１回の掘進長と同等以上のストロークを有してい
る。

【００２５】このように構成したトンネル掘削機によっ
て岩盤地盤にトンネルを掘削するには、掘削開始直前に
おいては推進ジャッキ８が最大限まで収縮させた状態に
あり且つその収縮によってリング状部材６が前方に引き
寄せられて該リング状部材６に装着しているリアグリッ
パ７がスキンプレート１の開口部４の前端内にあってグ
リッパ部7aをトンネル掘削壁面Ｔに圧着させている。な
お、リアグリッパ７のグリッパ部7aがスライドプレート
５の開口孔12に挿嵌状態で係止してあり、従って、推進
ジャッキ８が収縮するとスライドプレート５はスキンプ
レート１の内周面に摺接しながらリング状部材６及びリ
アグリッパ７と一体的に前進する。

【００２６】リアグリッパ７がスキンプレート１の開口
部４の前端内に位置してそのグリッパ部7aをトンネル掘
削壁面Ｔに圧着させ、且つフロントグリッパ３を掘削壁
面Ｔに対する圧着を解いた状態にして掘削手段２のカッ
ター板2aを回転させながら推進ジャッキ８を徐々に伸長
させると、リアグリッパ７が圧着している掘削壁面Ｔに
反力を支持させてスキンプレート１が前進し、カッター
板2aによって切羽の岩盤が掘削される。この時、スキン
プレート１の前進によってリアグリッパ７を挿通させて
いる開口部４も一体的に前進し、リアグリッパ７が開口
部４の後端側に相対的に移動すると共に掘進に従って前
進するスキンプレート１の後端からトンネル掘削壁面Ｔ
が露出するので、その掘削壁面ＴにコンクリートＣを吹
き付けて覆工を施す。

【００２７】こうして、推進ジャッキ８を伸長させてス
キンプレート１をその開口部４の後端がリアグリッパ７
の背面に達するまで前進させることにより一定長のトン
ネルが掘削されると推進ジャッキ８の作動を停止させ、
しかるのち、フロントグリッパ３のグリッパ部3aを径方
向に伸長させてトンネル掘削壁面Ｔに圧着させる一方リ
アグリッパ７のグリッパ部7aを収縮させて掘削壁面Ｔか
らの圧着を解き、次いで、推進ジャッキ８を収縮させ
る。

【００２８】推進ジャッキ８を収縮させると、リング状
部材６が前方に引き寄せられ、該リング状部材６に装着
しているリアグリッパ７がスキンプレート１の開口部４
の前端部内に達すると共にスライドプレート５もリアグ
リッパ７と一体的にスキンプレート１の内周面に摺接し
ながら前進する。この際、従来のトンネル掘削機におい
てはリアグリッパと共に後胴を前進させるので、該後胴
の前進に従って露出するトンネル掘削壁面Ｔから岩石や
土砂が崩落しないかどうかの注意を払いながら徐々に前
進させなければならないが、本発明のトンネル掘削機に
おいては、リアグリッパ７を前進させる際にはスキンプ
レート１は全く移動しなく、且つリアグリッパ７を装着
したリング状部材６のみを引き寄せればよいので、その
作業は推進ジャッキ８を最大速度でもって収縮させるこ
とにより迅速に行え、次のトンネル掘削の準備が能率よ
く行えるものである。また、開口部４内の前後端間でリ
アグリッパ７を移動させても、該開口部４は常にスライ
ドプレート５によって閉塞された状態を維持し、岩石片
等がスキンプレート１内に落下或いは侵入するのを防止
することができる。

【００２９】リアグリッパ７をスキンプレート１の開口
部４の前端部内まで移動させたのち再び、上述したよう
に該リアグリッパ７のグリッパ部7aをトンネル掘削壁面
Ｔに圧着させる一方、フロントグリッパ３の圧着を解い
たのち、掘削手段２のカッター板2aを回転させながら推
進ジャッキ８を徐々に伸長させて一定長のトンネルを掘
進するものである。

【００３０】次に、リアグリッパ７によりトンネル掘削
壁面Ｔに充分な反力を支持させられない崩壊性岩盤にお
いては、コンクリートの吹き付けによる覆工に代えてト
ンネル掘削機の後方にセグメントＳを組み立て、図４に
示すように該セグメントＳにトンネル掘削機全体の反力
を支持させて掘進するものである。即ち、推進ジャッキ
８を収縮させてリング状部材６に装着しているリアグリ
ッパ７をスキンプレート１の開口部４の前端部内に位置
させると共にリング状部材６の後端面を既に組立てゝい
るセグメントＳの前端面に当接、受止させ、フロントグ
リッパ３及びリアグリッパ７のグリッパ部を後退させて
掘削壁面Ｔから離した状態で掘削手段２のカッター板2a
を回転させながら推進ジャッキ８を伸長させることによ
り、リング状部材６を介してセグメントＳに推進反力を
支持させてスキンプレート１を前進させながらトンネル
を掘進するものである。

【００３１】こうして、一定長のトンネルが掘削される
と、上述したようにスキンプレート１の開口部４の後端
内にリアグリッパ７が達した状態となり、次いで、フロ
ントグリッパ３のグリッパ部3aをトンネル掘削壁面Ｔに
圧着させたのち、推進ジャッキ８を収縮させてリアグリ
ッパ７を備えているリング状部材６を該リアグリッパ７
のグリッパ部7aがスキンプレート１の開口部４の前端部
に達するまで引き寄せる。このリング状部材６の前進に
よって該リング状部材６とセグメントＳの前端間のスキ
ンプレート後端部内に空間が形成され、この空間部内に
次のセグメントＳを組立てたのち、再び、上述したよう
に、該セグメントＳの前端面にリング状部材６の後端を
当接、受止させて推進ジャッキ８を伸長させることによ
り一定長のトンネルを掘進するものである。

【００３２】このように、セグメントＳに推進反力を支
持させながらトンネルを掘進する際においては、図５に
示すように、リアグリッパ７のグリッパ部7aをスライド
プレート５の開口孔12から内径方向に没入させてリング
状部材６の収納部13内に収納した状態にすると共にスラ
イドプレート５を周方向に回動移動させて上記開口孔12
をスキンプレート１の内周面で被覆させ、且つスライド
プレート５によってスキンプレート１の開口部４を全面
的に閉塞した状態にする。この状態にして推進ジャッキ
８を伸長させて上述したようにスキンプレート１を推進
させながらトンネルを掘進すると共に一定長のトンネル
の掘削後、推進ジャッキ８を収縮させてリング状部材６
を引き寄せるものであり、この際、スライドプレート５
がスキンプレート１の内周面に接した状態を維持し、こ
のスライドプレート５の内周面に沿ってリング状部材６
が前後動するものである。

【００３３】スライドプレート５を移動させることなく
リング状部材６をその内周面に沿って前後動可能にする
には、スキンプレート１に対するスライドプレート５の
摺接力をスライドプレート５とリング状部材６との摺接
力よりも大きくしておくか、或いはスライドプレート５
をスキンプレート１の内周面に長さ方向への移動が不能
で周方向にのみ回動可能にしておけばよく、また、スラ
イドプレート５の周方向の回動操作は推進ジャッキ８、
８間におけるスキンプレート１の内周面にスライドプレ
ート５の前端部と連結した数個のジャッキを配設してお
き、これらのジャッキによってスライドプレート５を周
方向に回動させるようにしておけばよい。また、リング
状部材６の前端部にモータにより回転する複数個の摩擦
車を装着しておき、これらの摩擦車を隣接する推進ジャ
ッキ８、８間におけるスライドプレート５の内周面に摺
接させ、該摩擦車の回転によってスライドプレート５を
周方向に回動させるようにしてもよい。このような摩擦
車はスキンプレート１の内周面側に配設しておくことも
できる。

【００３４】このように、スキンプレート１の開口部４
を閉塞したスライドプレート５の内周面に沿ってリング
状部材６を前後移動させるようにすると、該リング状部
材６に装着したリアグリッパ７が開口部４の前後端に規
制されることなく、それ以上の長さに亘ってリング状部
材６を前後動させることができ、従って、推進ジャッキ
８の伸縮長を大きくして一回のトンネル掘削長を長くし
得ると共にリング状部材６を前方に引き寄せた際におけ
る該リング状部材６とセグメントＳとの間の空間部を広
くすることができ、セグメントＳの組立作業が容易に能
率よく行えるものである。

【００３５】なお、スライドプレート５は必ずしも周方
向に回動させるように構成しておく必要はなく、トンネ
ル掘削壁面Ｔにコンクリートの吹き付けを行う上記トン
ネル掘削時と同様にリング状部材６と一体的に前後動さ
せてもよい。この場合には、上述したように、リアグリ
ッパ７のグリッパ部7aをスライドプレート５の開口孔12
に係止させる必要はなく、該グリッパ部7aを開口孔12か
ら挿通可能にしてスライドプレート５をリング状部材６
の外周面に一体的に固着しておき、リング状部材６の前
後移動によってスライドプレート５をスキンプレート１
の内周面に摺動移動させるように構成しておけばよい。

【００３６】以上の実施例においては、スライドプレー
ト５を短筒形状に形成したが、スキンプレート１の各開
口部４に対応した一定幅と長さを有する平面矩形状のス
ライドプレート5Aに形成しておいてもよい。図６〜図８
はその実施例を示すもので、このスライドプレート5Aは
スキンプレート１の内周面に沿って湾曲した一定幅と一
定長さの湾曲板からなり、その幅は開口部４の幅よりも
僅かに広くして該開口部４をスキンプレート１の内側か
ら閉塞し得る寸法を有していると共に長さは上記実施例
における短筒形状のスライドプレート５と同一寸法に形
成している。このスライドプレート5Aの長さ方向の中央
部には上記実施例と同様にリング状部材６に装着したリ
アグリッパ７のグリッパ部7aが挿通可能な大きさの開口
孔12が設けられている。なお、スライドプレート5Aはリ
ング状部材６の外周面に一体に固着しているが、摺動可
能にしてリアグリッパ７のグリッパ部7aと開口孔12との
係止によって一体に前後動させるようにしておいてもよ
い。

【００３７】また、スキンプレート１の上記開口部４の
四方周縁における内面側にはシールパッキン15を装着し
た段部16が設けられてあり、このシールパッキン15にス
ライドプレート5Aを摺接させている。その他の構成につ
いては上記実施例と同様であり、同一部分には同一符号
を付してその説明を省略する。

【００３８】このように構成したので、トンネル掘削時
においては上記実施例と同様にリアグリッパ７のグリッ
パ部7aをトンネル掘削壁面Ｔに圧着させ且つフロントグ
リッパ３のトンネル掘削壁面Ｔに対する圧着を解いた状
態で該リアグリッパ７を装着しているリング状部材６の
前端面に連結した推進ジャッキ８を伸長させることによ
りスキンプレート１を前進させながら掘削手段２によっ
てトンネルを掘進していくものであり、一定長のトンネ
ルの掘削後、フロントグリッパ３をトンネル掘削壁面Ｔ
に圧着すると共にリアグリッパ７の圧着を解いて推進ジ
ャッキ８を収縮させることによりリング状部材６を次の
位置まで前進させるものである。

【００３９】上記いずれの実施例においても、スキンプ
レート１の開口部４を閉塞するにはスライドプレート５
を使用しているが、このようなスライドプレート５を用
いることなくリング状部材によって開口部４を閉塞させ
るように構成しておくことができる。

【００４０】図９〜図11はその一実施例を示すもので、
スキンプレート１における開口部４を設けている後部内
周面に長さ寸法（前後端間の寸法）が上記スライドプレ
ート５と同じ長さに形成されているリング状部材6Aを前
後移動自在に内装している。このリング状部材6Aにおい
て、スキンプレート１の開口部４に対向した部分にはそ
の長さ方向の中央部に開口部４を通じて出没自在なグリ
ッパ部7aを有するリアグリッパ７が装着されていると共
にこのリアグリッパ７の前後側に前後方向に小間隔毎に
トンネル掘削壁面Ｔに向かって出没自在な可動閉塞部材
20が配設されている。

【００４１】これらの可動閉塞部材20はそのトンネル周
方向の幅をリアグリッパ７のグリッパ部7aと同一幅に形
成され且つトンネル掘削壁面Ｔと対向する先端面が該掘
削壁面Ｔに沿って円弧状に湾曲している板材からなり、
リアグリッパ７の前方側に並設した各可動閉塞部材20の
先端面は前方に向かって内方に傾斜した傾斜端面21に形
成されている一方、リアグリッパ７の後方側に並設した
各可動閉塞部材20の先端面は後方に向かって内方に傾斜
した傾斜端面22に形成されている。

【００４２】リング状部材6Aは中空に形成されてあり、
リアグリッパ７を中央にして長さ方向に一定間隔毎に仕
切壁23を設けて隣接する仕切壁23、23間に該仕切壁23を
ガイドとして内外方向に出没自在に上記可動閉塞部材20
を挿嵌させている。さらに、各可動閉塞部材20の内端面
とリング状部材6Aの内底面との間にスプリング24を介在
させてこのスプリング24により可動閉塞部材20を常時ト
ンネル掘削壁面Ｔ側に向かって弾圧していると共に各可
動閉塞部材20の内端面にボルト体25を固着して該ボルト
体25をリング状部材6Aの内周面から突出させ、その突出
端部にナット26を螺合させて、このナット26を螺進、螺
退させることによりリング状部材6Aの外面からの可動閉
塞部材20の突出長を調整するように構成している。リン
グ状部材6Aは上記実施例と同様にその前端面を推進ジャ
ッキ８の後端に一体に連結している。このトンネル掘削
機のその他の構成については上記実施例と同様である。

【００４３】このように構成したトンネル掘削機によっ
て岩盤地盤にトンネルを掘削するには、掘削開始直前に
おいては推進ジャッキ８が最大限まで収縮させた状態に
あり且つその収縮によってリング状部材6Aが図９に示す
ように、前方に引き寄せられて該リング状部材6Aに装着
しているリアグリッパ７がスキンプレート１の開口部４
の前端内にあってグリッパ部7aをトンネル掘削壁面Ｔに
圧着させていると共にリアグリッパ７から前方側の可動
閉塞部材20はスプリング24の力に抗して内方に没入し、
その先端面をスキンプレート１の内周面に当接させてい
る。一方、リアグリッパ７から後方側の可動閉塞部材20
はスキンプレート１の開口部４内に突出してその先端面
とリング状部材６の仕切壁23の外端面とによって開口部
４を閉塞し、岩石片等がスキンプレート１内に落下する
のを防止している。

【００４４】この状態から上記実施例と同様に推進ジャ
ッキ８を伸長させることによりスキンプレート１を前進
させて掘削手段２によりトンネルを掘進していくと、ス
キンプレート１が前進するに従ってその開口部４の後端
縁がリアグリッパ７の後方側に配設している可動閉塞部
材20の傾斜端面22上を摺接しながら前方に移動し、その
摺接力によって可動閉塞部材20がスプリング24の力に抗
して没入してスキンプレート１の内周面にその先端面を
摺接させた状態となる。この際、可動閉塞部材20の傾斜
端面22上に岩石片や土砂等が存在していても開口部４の
後端縁の前進によって傾斜端面21上を伝って外方に押し
出され、スキンプレート１内に食い込む虞れはない。一
方、リアグリッパ７の前方側に配設している可動閉塞部
材20は開口部４の前端縁にその傾斜端面21を摺接しなが
らスプリング24の力によって突出し、開口部４の前部を
閉塞する。

【００４５】こうして、スキンプレート１を前進させな
がら掘削手段２により一定長のトンネルが掘削されると
リアグリッパ７のグリッパ部7aが開口部４の後端縁に達
し、該リアグリッパ７から後方側の可動閉塞部材20が全
てスキンプレート１の内周面にその先端面を当接させた
収納状態となる一方、リアグリッパ７から前方側の全て
の可動閉塞部材20が開口部４内に突出して該開口部４を
閉塞した状態となる。この状態から次のトンネルを掘削
するに際して、掘削壁面Ｔに対するリアグリッパ７のグ
リッパ部7aの圧着を解いたのち、推進ジャッキ８を収縮
させてリング状部材6Aをグリッパ部7aが開口部４の前端
縁に達するまで移動させると、リアグリッパ７から前方
側の可動閉塞部材20がその傾斜端面21を開口部４の前端
縁に摺接させながら内方に没入する。この際、可動閉塞
部材20の傾斜端面21上に岩石片や土砂等が存在していて
も開口部４の前端縁によって傾斜端面21上を伝って外方
に押し出され、スキンプレート１内に食い込む虞れはな
い。一方、リアグリッパ７から後方側の可動閉塞部材20
が開口部４内に突出して開口部４を閉塞するものであ
る。以下、同様にして一定長のトンネルを順次掘削す
る。

【００４６】なお、以上の説明においては、リアグリッ
パはリング状部材に装着されているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、隔壁９より後方へビーム体を
取付け、これを反力としてリアグリッパを掘削壁面に圧
着させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル掘削機の簡略横断面図、

【図２】その簡略側面図、

【図３】リアグリッパ部分の縦断正面図、

【図４】セグメントに反力を支持させた状態の簡略横断
面図、

【図５】スライドプレートを周方向に回動させた状態の
縦断正面図、

【図６】本発明の別な実施例を示すリング状部材部分の
横断面図、

【図７】その縦断面図、

【図８】その側面図、

【図９】本発明のさらに別な実施例を示すリング状部材
部分の横断面図、

【図１０】その簡略縦断正面図、

【図１１】その側面図、

【図１２】従来例を示す簡略縦断側面図。

【符号の説明】

１ スキンプレート ２ 掘削手段 ３ フロントグリッパ ４ 開口部 ５ スライドプレート ６ リング状部材 ７ リアグリッパ ８ 推進ジャッキ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のスキンプレートと、該スキンプレ
   ートの前端に設けられた掘削手段と、上記スキンプレー
   トの前後部内に、該スキンプレートに設けた開口部を介
   してトンネル掘削壁面に向かって夫々出没自在に設けら
   れたフロントグリッパ及びリアグリッパと、一端がフロ
   ントグリッパ側に連結し他端がリアグリッパ側に連結し
   ている推進ジャッキとからなり、且つ上記開口部のうち
   リアグリッパが出没する開口部を該リアグリッパを前後
   動させるように長孔に形成してなるトンネル掘削機であ
   って、リアグリッパは上記スキンプレート内に前後動自
   在に配設したリング状部材に装着されていると共にこの
   リング状部材に上記推進ジャッキの他端を連結してあ
   り、リアグリッパによってトンネル掘削壁面に推進反力
   が支持させられない崩壊性岩盤においては、スキンプレ
   ートの後端部内に形成された空間部内にセグメントを組
   み立ててこのセグメントの前端面に上記リング状部材の
   後端面を当接、受止させ、推進ジャッキを伸長させるこ
   とにより、リング状部材を介して上記セグメントに推進
   反力を支持させて掘進するように構成していることを特
   徴とするトンネル掘削機。
2. 【請求項２】 筒状のスキンプレートと、該スキンプレ
   ートの前端に設けられた掘削手段と、上記スキンプレー
   トの前後部内に、該スキンプレートに設けた開口部を介
   してトンネル掘削壁面に向かって夫々出没自在に設けら
   れたフロントグリッパ及びリアグリッパと、一端がフロ
   ントグリッパ側に連結し他端がリアグリッパ側に連結し
   ている推進ジャッキとからなり、且つ上記開口部のうち
   リアグリッパが出没する開口部を該リアグリッパを前後
   動させるように長孔に形成してなるトンネル掘削機であ
   って、上記リアグリッパの前後側にトンネル掘削壁面に
   向かって出没自在な可動閉塞部材を配設し、これらの可
   動閉塞部材のうち、リアグリッパの前側に設けられた可
   動閉塞部材の先端面を前方に向かって内方に傾斜した傾
   斜端面に形成している一方、後側に設けられた可動閉塞
   部材の先端面を後方に向かって内方に傾斜した傾斜端面
   に形成して、上記推進ジャッキを収縮させてリアグリッ
   パを上記開口部の前端縁に達するまで移動させた際に、
   前側の可 動閉塞部材をその傾斜端面を開口部の前端縁に
   摺接させながら内方に没入させると共に後側の可動閉塞
   部材を開口部内に突出させて該開口部を閉塞させる一
   方、上記推進ジャッキを伸長させてスキンプレートを前
   進させた際に、前側の可動閉塞部材をその傾斜端面を上
   記開口部の前端面に摺接させながら突出させると共に後
   側の可動閉塞部材をその傾斜端面上に開口部の後端縁を
   摺接させながら没入させてスキンプレートの内周面に摺
   接させるように構成したことを特徴とするトンネル掘削
   機。