JP3830917B2 - 管路形成用トンネル掘削機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に所定長までトンネルを掘削しながら管体を埋設することによって管路を形成したのち、該管路内を通じて後方に撤去、回収可能にした管路形成用トンネル掘削機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地中に管路を形成するためのシールド工事においては、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、一定長のトンネルが掘削され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、到達立坑が既設のマンホール等の狭隘な立坑である場合、或いは、到達立坑が設けられない場合や、2基のトンネル掘削機を地中でドッキングさせる場合のように到達立坑を設けない場合には、到達側からトンネル掘削機を取り出すことができない。
【0003】
従って、掘削終了後にトンネル掘削機を解体して管路内を通じて発進立坑側に撤去、回収しなけれならず、その撤去、回収作業に著しい手間と労力を要するという問題点があった。特に、径が3000mm以下の小径の管路を形成するトンネル掘削機の場合には、狭い作業空間での撤去作業が極めて困難である。
【0004】
このため、先頭の施設管内にトンネル掘削機を挿入、固定しておき、先頭の施設管の開口端から前方に突設している該トンネル掘削機のカッタヘッドを回転させながら発進立坑側で施設管を押し進めることにより、トンネル掘削機を掘進させてトンネルを掘削すると共に、一定長のトンネルが掘削される毎に施設管を順次継ぎ足すことにより管路を形成し、次いで、掘削終了後には、カッタヘッドを施設管の内径よりも小径となるように縮小させると共に先頭の施設管に対するシールド掘削機の固定を解いたのち、シールド掘削機を解体することなく管路内を通じて発進立坑まで後退させ、発進立坑から地上側に回収することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特公平7−68871号公報(第2〜5頁、第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のよう管路の形成工法によれば、施設管内に対する掘削機本体の固定手段として、スキンプレートに押圧ボルトを内外面間に亘って貫通させてスキンプレート外に突出した該押圧ボルト先端に取り付けている押止板を施設管の内面に圧着させてなり、この固定手段によって掘削機本体に作用する推進反力を支持させるようにしているため、推進反力が上記押圧ボルトの長さ方向に対して直角方向に作用して充分な支持力を得ることができず、掘削機本体が後退したり施設管に破損が生じたりする虞れがある。
【0007】
また、トンネル掘削機と施設管との間のシール機構は、スキンプレートに外嵌している金属製のホルダの溝内にシールリングを嵌入し、この金属製ホルダを先頭の施設管の先端面に当接させると共に上記シールリングを該施設管の外周面から突設している前補助プレートに密接させた構造としているため、トンネル掘削機を管路内を通じて後退させる際に、この金属製ホルダを取り外さなければならないが、スキンプレート内から該スキンプレート外の金属製ホルダを除去する作業は極めて困難であり、撤去作業に著しい手間を要するという問題点がある。
【0008】
本発明は上記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、トンネル掘進時における推進反力を強固に受止し得ると共に、トンネル掘削後において管路を通じてのトンネル掘削機の回収、撤去作業が円滑且つ能率よく行うことができる管路形成用トンネル掘削機を提供するにある。
【0009】
【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管路形成用トンネル掘削機は、請求項1に記載したように、地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管体を順次、埋設することにより管路を形成していくトンネル掘削機において、先頭の管体の前方に設けられ外径が該管体の外径と略同一径の外筒と、この外筒の前端部内に一体に設けられ、内径が上記管体の内径よりも小径のリング体と、このリング体の内周端面にシール材を介して摺接した内筒と、この内筒の前部に設けられた隔壁と、この隔壁に回転自在に支持されて上記外筒の開口端から前方の地盤を掘削するカッタヘッドとを備えた管路形成用トンネル掘削機であって、上記内筒と隔壁とカッタヘッドとからなるこの掘削機本体を上記外筒の内周面に切り離し可能な推進反力伝達部材を介して連結してなり、該推進反力伝達部材は互いに直交する2つの接続面を有していて、一方の接続面を掘削機本体に、他方の接続面を外筒の内周面にそれぞれ切り離し可能に固着してなる構造としている。
【0010】
このように構成した管路形成用トンネル掘削機において、請求項2に係る発明は上記推進反力伝達部材の一方の接続面を掘削機本体の隔壁より後方の内筒に、他方の接続面を外筒の内周面にそれぞれ切り離し可能に固着していることを特徴とするものであり、請求項3は上記直交する2つの接続面における一方の接続面を掘削機本体の隔壁背面に、他方の接続面を外筒の内周面にそれぞれ切り離し可能に固着していることを特徴とする。
【0011】
【作用】
発進立坑内において、先頭の管体の先端面に外筒の後端を連結し、且つこの外筒内に掘削機本体を設置した状態にして、この掘削機本体の開口端に配設しているカッタヘッドを外管と略同一径にまで拡径させて回転させながら発進立坑内から先頭の管体を押し進めることにより地中にトンネルを掘削しながら該管体を推進、埋設する。この先頭の管体が地中内に押し進められると次の管体を後続させ、以下、このトンネル掘削機によって一定長、掘削される毎に管体を継ぎ足して順次トンネル掘削機に後続させながら管路を形成していく。
【0012】
この管路形成時には、管体の推進力は先頭の管体から該管体と連結している外筒に伝達され、さらに、この外筒の内周面とトンネル掘削機の内筒とを一体に連結している推進反力伝達部材を介してトンネル掘削機に伝達されると共に、トンネル掘削機に作用する推進反力はこの推進反力伝達部材を介して管体と一体の外筒に支持される。
【0013】
この場合、上記推進反力伝達部材として、互いに直交する2つの接続面を有していて、一方の接続面を掘削機本体の内筒の後端又は隔壁の背面に一体に固着し、他方の接続面を外筒の内周面に切り離し可能に固着しておくことによって、上記推進反力をこの推進反力伝達部材を介して外筒から管体に確実且つ強固に支持させることができ、トンネル掘削機によるトンネルの掘進を円滑に行いながら管路を形成することができる。
【0014】
さらに、所定長の管路を形成後に掘削機本体を回収する場合、掘削機本体内から上記推進反力伝達部材の切り離し作業が簡単に行え、カッタヘッドを管路の内径よりも縮径させたのち、管路を通じての掘削機本体の回収、撤去作業が能率よく行えるものである。なお、管体の埋設は、上述したような推進工法だけではなく、シールド工法を採用して行うこともできる。
【0015】
【発明の実施の形態】
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、トンネル掘削機は、外径が埋設すべき管体Pの外径に等しい鋼管製の外筒1と、この外筒1内に配設された掘削機本体10とからなり、掘削機本体10は外径が管体Pの内径よりも小径の内筒11と、この内筒11の前部に設けられてその外周端面を内筒11の内周面に一体に固着している隔壁12と、この隔壁12に回転自在に支持されて上記外筒の開口端に面した地盤を掘削するカッタヘッド13とを備えている。
【0016】
上記外筒1は内外二重の筒状周壁部1a、1bからなり、これらの筒状周壁部1a、1bはその前後端部を円環状連結部材1c、1dによって一体に連結していると共に、外側周壁部1aの前後端部を内側周壁部1bの前後端からそれぞれ一定長さだけ突出1a1 、1a2 させてあり、また、内側周壁部1bの内径は上記管体Pの内径に略等しい径に形成している。この外筒1の内側周壁部1b内に上記掘削機本体10がその内筒11を内側周壁部1bの内周面から小間隔を存した状態で配設されてあり、内筒11の前端部における少なくとも下周部の複数個所にガイドローラ2を回転自在に軸支して外筒1の内周面、即ち、上記内側周壁部1bの内周面前端部上に支持させている。
【0017】
さらに、掘削機本体10の内筒11の後端部を上記外筒1の内側周壁部1bの後端内周面に対して切り離し可能な推進反力伝達部材3を介して外筒1に連結し、トンネル掘削機の掘進時に発生する推進反力を掘削機本体10の内筒11からこの推進反力伝達部材3、外筒1、後述する環状部材5を介して管体に支持させるように構成している。
【0018】
この推進反力伝達部材3は、垂直矩形状板片3aと水平矩形状板片3bとを互いに直角に組み合わせて補強リブ3cにより一体に連結、固着してなり、垂直矩形状板片3aの前面と水平矩形状板片3bの外面とによって互いに直交する2つの接続面を形成している。一方、上記掘削機本体10の内筒11の後端部における周方向の複数個所(図においては四方)に、上記推進反力伝達部材3の垂直矩形状板片3aと面接合する垂直連結板片3dを補強部材3eと共に一体に固着してあり、これらの各垂直連結板片3dに推進反力伝達部材3の垂直矩形状板片3aを接合して複数個のボルト3fにより連結、固定している。
【0019】
さらに、推進反力伝達部材3における水平矩形状板片3bを上記外筒1の後端内周面、即ち、該外筒1の内側周壁部1bの後端内周面に切り離し可能に固着している水平連結板片3gに面接合させて複数個のボルト3fにより一体に連結、固定している。この内筒11に対して推進反力伝達部材3の水平矩形状板片3bを切り離し可能にするには、上記水平連結板片3gを内筒11の内周面に溶接によって固着しておき、この水平連結板片3gに水平矩形状板片3bをボルト3fによって切り離し可能に固着しておいてもよく、上記水平連結板片3gを内筒11の内周面に溶接によって固着することなく水平矩形状板片3bと共にボルト3fによって内筒11に切り離し可能に固着しておいてもよい。
【0020】
また、上記外筒1の前端部においては、上記内側周壁部1bの先端内周面に、前側の円環状連結部材1cの内周端から内方に延長する方向にリング体1eを一体に突設してあり、このリング体1eの内周端面に上記掘削機本体10の内筒11の前端外周面をシール材4を介して摺接させている。
【0021】
上記外筒1の後端は、管体の前端に直接、連結することなく、管体に対してトンネル掘削機を屈折可能にして方向修正が可能となるようにするために、管体1の前端に一体に固着した環状部材5を介して連結している。
【0022】
詳しくは、環状部材5は内径が管体P及び外筒1の内径と同一径であって外径が管体P及び外筒1の外径よりも僅かに小径の断面中空の横長矩形状に形成されてあり、その後端面5aと該後端外周面から後方に突出している突片5bとを管体Pの前端面と前端外周面とにそれぞれ密接させた状態で一体に固着している一方、該環状部材5の前端面に外筒1の後端面を固定することなく接合、受止させていると共に、外筒1の外側周壁部1aの後端突出部1a2 をシール材4aを介して環状部材5の外周面前端部に屈折可能に被嵌させている。
【0023】
この環状部材5の内周面における上部の2個所に、図3に示すように、周方向に小宜間隔を存して前後方向に長い横長長方形状の突出片6a、6aを掘削機本体10の内筒11の後端部外周面に向かって突設している一方、該内筒11の後端部外周面の上部2個所に、上記突出片6a、6a間に介挿した横長長方形状の介入片6bを突設してこれらの突出片6a、6aと介入片6bとによってトンネル掘削機のローリング防止手段6を形成している。即ち、内筒11と一体のこの介入片6bの両側面を環状部材5と一体の突出片6a、6aの対向内側面に受止させることによって、外筒1と掘削機本体10とからなるトンネル掘削機全体が管体Pに対してローリングするのを防止するように構成している。なお、内筒11側に突出片6a、6aを、環状部材5側に介入片6bを設けておいてもよい。
【0024】
また、外筒1と環状部材5との上下左右の4個所間を方向修正ジャッキ7によって連結している。具体的には、外筒1の内側周壁部1bにおける後半部の上下左右部分を切除してその切除部における外側周壁部1aの内周面の上下左右に沿って方向修正ジャッキ7を配設し、この方向修正ジャッキ7の前端部を外筒1の外側周壁部1aの内周面から突設している軸受片8にピン8aによって回動自在に連結する一方、後端部を上記環状部材5の前端部に固着している軸受片9にピン9aによって回動自在に連結している。
【0025】
掘削機本体10の上記カッタヘッド13は、その回転中心軸14を隔壁12の中央部に回転自在に支持されていると共に、この回転中心軸14の前端から該回転中心軸14に対して直交する方向(外径方向)に向かって図2に示すように、長さが外筒1や管体Pの内周面の半径よりも小径で内筒11の半径に略等しい長さを有する複数本(図においては、6本)のスポーク部13a を放射状に突設し、隣接するスポーク部13a の外端対向面間を円弧状の連結部材13b によって一体に連結している。
【0026】
さらに、これらのスポーク部13a に長さ方向に適宜間隔毎にカッタビット15a を前方に向かって突設していると共に、これらの複数本のスポーク部13a において、一本おきに配設されているスポーク部13a'はその長さを上記のように外筒1や管体Pの内周面の半径よりも短い長さから外筒1の外周面に達する長い長さまで伸長可能で且つこの長い形状から短い形状となるまで縮小可能に形成してカッタヘッドの外径を、外筒1の外径に略等しい径から管体Pの内径よりも小径に縮径可能に構成されている。
【0027】
この拡縮可能な上記スポーク部13a'の具体的な構造としては、該スポーク部13a'をその先端面が開口した筒状の中空スポーク部13a'に形成し、この中空スポーク部13a'内に、前面両側部に前方に向かって複数個のカッタビット15b を突設しているスポーク片13a'' を収納し、図1に示すように中空スポーク部13a'内の奥底部に装着しているジャッキ16の作動により、このスポーク片13a'' を中空スポーク部13a'の開口端から出没させるように構成している。なお、上記カッタヘッド13の回転中心軸14の前面にセンタビット15c を突設している。
【0028】
また、カッタヘッド13の背面外周部数カ所に、後方に向かってアーム部材17を突設していると共に、これらのアーム部材17、17の後端を円環枠材18によって一体に連結して該円環状枠材18を内筒11の内周面に回転自在に支持させてあり、さらに、この円環状枠材18の後端面に内歯車19を固着している一方、掘削機本体10の上記隔壁12の外周部後面に駆動モータ20を装着してこの駆動モータ20の回転軸に固着している小歯車21を上記内歯車19に噛合させ、駆動モータ20によってカッタヘッド13を回転させるように構成している。
【0029】
さらに、カッタヘッド13の後面と上記隔壁12の前面間の空間部を、カッタヘッド12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22に形成してあり、この土砂室22から排土手段23を通じて掘削土砂を後方に排出するように構成している。
【0030】
この排土手段23は図1に示すようにスクリューコンベアからなり、その前端開口部を隔壁12の下部を貫通して上記土砂室22の下端部内に臨ませていると共に隔壁12から後方に向かって斜め上方に傾斜させた状態で配設されている。
【0031】
次に、以上のように構成した管路形成用トンネル掘削機Aによって地中に管路を形成する方法について説明する。まず、このトンネル掘削機Aを発進立坑B内に設置し、そのカッタヘッド13を拡径させた状態にすると共に、このトンネル掘削機Aの後端に環状部材5を介してヒューム管からなる管体Pの前端を一体に連結する。この状態にしてカッタヘッド12を回転させると共に管体Pの後端面を発進立坑Bの後部内に配設している推進ジャッキ等の推進手段Cによって押し進めてトンネルを掘進する。
【0032】
そして、トンネル掘削機Aが発進立坑Bから地中内に一定長推進すると、管体Pの後端に次の管体Pの前端を接続させ、この管体Pの後端を上記推進手段Cによって押し進めて、先頭の管体Pに該管体Pを後続させた状態でトンネル掘削機Aをさらにトンネル計画線に沿って掘進させ、以下、トンネル掘削機Aによって一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑B側において管体Pを順次、継ぎ足しながら押し進めて図4に示すように、管路を形成していく。なお、カッタヘッド13によって掘削された土砂は、土砂室22から排土手段23を通じて発進立坑B側に排出する。
【0033】
推進手段Cによる推進力は、最後尾の管体Pから先頭の管体Pの前端に一体に固着している環状部材5を介してこの環状部材5の前端に当接、受止されているトンネル掘削機Aの外筒1に伝達され、さらに、該外筒1から推進反力伝達部材3を介して掘削機本体10に伝達されてカッタヘッド13を切羽に押し付けながら掘進する。なお、方向修正ジャッキ7のシリンダ部における長さ方向の中央部の内側外周面に突片7aを突設しておき、該突片7aを図1に示すように、掘削機本体10の内筒11の外周面に突設している突片11a にボルトによって連結しておけば、上記推進力を環状部材5から方向修正ジャッキ7、突片7a、11a を介して掘削機本体10の内筒11に伝達することができる。
【0034】
一方、上記推進力の反力は、カッタヘッド13を支持している掘削機本体10から内筒11と外筒1とを一体に連結している上記推進反力伝達部材3を介して外筒1に支持され、さらに、この外筒1の後端を受止している環状部材5を介して管体Pに支持される。この際、推進反力伝達部材3は垂直矩形状板片3aと水平矩形状板片3bとを互いに直角に組み合わせて補強リブ3cにより一体に連結、固着してなり、この推進反力伝達部材3における垂直矩形状板片3aの前面に掘削機本体10の内筒11の後端部に固着した垂直連結板片3dを面接合させてボルト3fにより連結、固着していると共に、水平矩形状板片3bを上記外筒1の後端内周面に切り離し可能に固着している水平連結板片3gに面接合させて複数個のボルト3eにより一体に連結、固定しているので、カッタヘッド13に作用する推進反力をこの推進反力伝達部材3を介して管体P側に強固に受止させることができる。
【0035】
また、トンネルの掘進中において、カッタヘッド13の回転反力により掘削機本体10の内筒11がローリングしようとするが、この内筒11の後端部外周面に突設している横長長方形状の介入片6bを、先頭の管体Pの前端に一体に固着している上記環状部材5の内周面に並列状態に突設した突出片6a、6a間に介挿させているので、介入片6bが突出片6a、6aの対向内面のいずれか一方に受止されて、管体Pに対しローリングするのを確実に防止することができ、さらに、内筒11がローリングしようとする回動力が外筒1に伝達することもなく、トンネル掘削機A全体のローリング防止を行うことができる。
【0036】
さらに、トンネル掘削機Aによるトンネル掘進中において、管路を形成するための計画トンネルが湾曲している場合、又は、方向を修正する必要が生じた場合、トンネル掘削機Aの外筒1と先頭の管体Pの先端に固着した上記環状部材5間を連結している四方の方向修正ジャッキ7のうち、所定の方向修正ジャッキ7を作動させてトンネル掘削機A全体の向きを環状部材5に対して計画曲線トンネル方向に、又は、修正したい方向に向ける。
【0037】
例えば、トンネル掘削機Aの向きを右側に変えたい場合には、右側の方向修正ジャッキ7を不作動状態又は収縮させると共に左側の方向修正ジャッキ7を伸長させると、環状部材5の前部外周面に対してトンネル掘削機Aの外筒1の後端突出部1a1 がシール材4aを介して右方向に屈折する。この屈折角度は左側の方向修正ジャッキ7の伸長量によって大小に調整することができ、掘削中における方向修正や曲線トンネル施工が容易に且つ正確に行うことができる。
【0038】
次に、上記トンネル掘削機Aによって所定長のトンネルを掘削して管路を形成したのち、掘削機本体10を撤去、回収するには、カッタヘッド13における中空スポーク部13a'の開口端から突出してカッタヘッド13を拡径しているスポーク片13a'' をジャッキ16の収縮によって図5に示すようにスポーク部13a'内に収納し、カッタヘッド13の全体の外径を外筒1及び管体Pの内径よりも小径にする。
【0039】
さらに、内筒11の後端部と外筒1とを連結している推進反力伝達部材3における外筒1の内側周壁部1bの後端内周面に固着した水平連結板片3gを外筒1から切り離して除去すると共に推進反力伝達部材3の垂直矩形状板片3aと水平矩形状板片3bとを一体に連結している補強リブ3cの一部を切除して図6に示すように、該補強リブ3cに後側ガイドローラ2'を回転自在に軸支させて外筒1の内周面に支持させた状態にする。この際、推進反力伝達部材3の水平連結板片3gの除去や後側ガイドローラ2'の取り付け作業等は、推進反力伝達部材3がトンネル掘削機A内に配設されているので、容易に行うことができる。
【0040】
また、ローリング防止手段6を構成している上記突出片6a、6aと介入片6bも切除等により除去すると共に、図7に示すように、掘削機本体10の隔壁12に装着しているスクリューコンベアからなる排土手段23を取り外して管路内を通じて発進立坑B側に回収、撤去する。なお、ローリング防止手段6における外筒1の内周面に固着している突出片6a、6aがカッタヘッド13の後退の支障にならない場合には、必ずしも除去する必要はない。
【0041】
このように、カッタヘッド13を縮径させると共にトンネル掘削機Aにおける外筒1に対する掘削機本体10の内筒11の連結、固定を解除し、且つ排土手段23を撤去したのち、掘削機本体10を後方側から適宜な引っ張り手段(図示せず)によって引っ張ると、内筒11の前端外周面が外筒1の前端内周面に内方に向かって突出しているリング体1eのシール材4に摺接しながら後退して該シール材4から離脱し、図8に示すように、前後のガイドローラ2、2'を管体Pの内周面上を転動させながら掘削機本体10を発進立坑B側に回収し、この発進立坑B内から地上に撤去する。しかるのち、図9に示すように方向修正ジャッキを取り外して撤去、回収する。なお、トンネル掘削機Aの回収時には、カッタヘッド前方の地盤を薬液注入などにより固化処理しておけばよい。
【0042】
以上の実施の形態においては、掘削機本体10における内筒11の後端部を推進反力伝達部材3によって外筒1の内側周壁部1bの後端内周面に切り離し可能に連結しているが、図10、図11に示すように、隔壁12の背面側における内筒11の前端部に、推進反力伝達部材3が装着し得る大きさの切欠部24を周方向に所定間隔毎に設けて該切欠部24における隔壁背面に垂直連結板片3d' を固着し、この垂直連結板片3d' に推進反力伝達部材3の垂直矩形状板片3aをボルト3fによって一体に固着する共に、該推進反力伝達部材3の水平矩形状板片3bを外筒1の内側周壁部1bの後端内周面に切り離し可能に固着している水平連結板片3gに面接合させて複数個のボルト3fにより一体に連結、固定しておいてもよい。その他の構造については上記実施の形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0043】
また、管路を形成する管体Pとしてヒューム管を採用しているが、鋼管であってもよく、さらに、トンネル掘削機における上記外筒1としては、鋼製であることが望ましいがコンクリート製であっても適用できないことはない。
【0044】
さらに、カッタヘッド13のスポーク部13a'は、このスポーク部13a'を中空に形成してこの中空スポーク部13a'内に、前面両側部に前方に向かって複数個のカッタビット15b を突設しているスポーク片13a'’を収納し、中空スポーク部13a'内の奥底部に装着しているジャッキ16の作動により、スポーク片13a'’を中空スポーク部13a'の開口端から出没させてカッタヘッド13の外径を拡縮させるように構成しているが、スポーク部13a'の外端に一定長のスポーク片を切り離し自在に連結して、該スポーク片を連結した状態においてはカッタヘッド13を外筒1の外径に略等しい外径とし、スポーク片を取り外した状態においては、カッタヘッド13の外径を管路内を通じて撤去可能な径となるように構成しておいてもよい。
【0045】
さらにまた、管路は管体Pを推進工法によって順次、推進、埋設することにより形成しているが、トンネル掘削機によって一定長のトンネルを掘削する毎に、セグメントを組立て、トンネル掘削機に装着している複数本の推進ジャッキをこのセグメントの前端面に押しつけて伸長させることによりトンネルを掘進するシールド工法にも適用してもよい。
【0046】
【発明の効果】
以上のように本発明の管路形成用トンネル掘削機によれば、請求項1に記載したように、地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管体を順次、埋設することにより管路を形成していくトンネル掘削機であって、先頭の管体の前方に設けられ外径が該管体の外径と略同一径の外筒と、この外筒の前端部内に一体に設けられ、内径が上記管体の内径よりも小径のリング体と、このリング体の内周端面にシール材を介して摺接した内筒と、この内筒の前部に設けられた隔壁と、この隔壁に回転自在に支持されて上記外筒の開口端から前方の地盤を掘削するカッタヘッドとを備え、上記内筒と隔壁とカッタヘッドとからなるこの掘削機本体を上記外筒の内周面に切り離し可能な推進反力伝達部材を介して連結してなるものであるから、管路形成時には、トンネル掘削機の後方側からの推進力を外筒及び推進反力伝達部材を介して掘削機本体の内筒に確実に伝達することができ、内筒の前部に設けている隔壁に回転自在に支持されたカッタヘッドによってトンネルを円滑に掘削することができる。
【0047】
さらに、掘削機本体に作用する推進反力を上記推進反力伝達部材を介して外管から管体に強固に支持させることができると共に、推進反力伝達部材はトンネル掘削機内に露呈した状態に設けられているから、所定長の管路の形成後、外筒の内周面からの該推進反力伝達部材の切り離し作業が機内から容易に行うことができ、カッタヘッドの外径を管体の内径よりも小径に形成したのち、外管を地中に残した状態でリング体の内周端面に装着しているシール材から内筒を後方に離脱させ、該外管と管体の内周面をガイド面として掘削機本体全体の回収、撤去作業が能率よく行うことができる。
【0048】
また、上記推進反力伝達部材は互いに直交する2つの接続面を有していて、一方の接続面を掘削機本体の内筒の後端又は掘削機本体の隔壁背面に一体に固着し、他方の接続面を外筒の内周面に切り離し可能に固着しているので、上記掘削機本体を作用する推進反力をこの推進反力伝達部材の直角な2つの接続面を介して外筒の内周面から管体に確実且つ強固に支持させることができ、トンネル掘削機によるトンネルの掘進を円滑に行いながら管路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 管体の先端に接続したトンネル掘削機全体の簡略縦断側面図、
【図2】 カッタヘッドの正面図、
【図3】 推進反力伝達部材とローリング防止手段部分の簡略縦断背面図、
【図4】 管路を形成している状態の簡略縦断側面図、
【図5】 管路形成後にカッタヘッドを縮径させた状態の簡略横断平面図、
【図6】 掘削機本体を回収可能な状態にした簡略縦断側面図、
【図7】 排土手段を撤去する状態の簡略縦断側面図、
【図8】 掘削機本体を回収している状態の簡略縦断側面図、
【図9】 方向修正ジャッキを回収している状態の簡略縦断側面図、
【図10】 本発明の別な実施の形態を示す簡略縦断側面図、
【図11】 推進反力伝達部材を取り外した状態の簡略縦断側面図。
【符号の説明】
A シールド掘削機
B 発進立坑
1 外筒
3 推進反力伝達部材
3a 垂直矩形状板片
3b 水平矩形状板片
5 環状部材
6 ローリング防止手段
7 方向修正ジャッキ
10 掘削機本体
11 内筒
12 隔壁
13 カッタヘッド

Claims (3)

  1. 地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管体を順次、埋設することにより管路を形成していくトンネル掘削機において、先頭の管体の前方に設けられ外径が該管体の外径と略同一径の外筒と、この外筒の前端部内に一体に設けられ、内径が上記管体の内径よりも小径のリング体と、このリング体の内周端面にシール材を介して摺接した内筒と、この内筒の前部に設けられた隔壁と、この隔壁に回転自在に支持されて上記外筒の開口端から前方の地盤を掘削するカッタヘッドとを備えた管路形成用トンネル掘削機であって、上記内筒と隔壁とカッタヘッドとからなるこの掘削機本体を上記外筒の内周面に切り離し可能な推進反力伝達部材を介して連結してなり、該推進反力伝達部材は互いに直交する2つの接続面を有していて、一方の接続面を掘削機本体に、他方の接続面を外筒の内周面にそれぞれ切り離し可能に固着していることを特徴とする管路形成用トンネル掘削機。
  2. 推進反力伝達部材の一方の接続面を掘削機本体の隔壁より後方の内筒に、他方の接続面を外筒の内周面にそれぞれ切り離し可能に固着していることを特徴とする請求項1に記載の管路形成用トンネル掘削機。
  3. 推進反力伝達部材の一方の接続面を掘削機本体の隔壁背面に、他方の接続面を外筒の内周面にそれぞれ切り離し可能に固着していることを特徴とする請求項1に記載の管路形成用トンネル掘削機。
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