JP3884034B2

JP3884034B2 - トンネル掘削機

Info

Publication number: JP3884034B2
Application number: JP2004210511A
Authority: JP
Inventors: 博伊達; 弘美佐藤; 啓氏片平; 正明本多
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: JP2006028924A

Description

本発明は、地中にトンネルを掘削したのち、トンネル内を通じて撤去、回収し、再使用を可能にしたトンネル掘削機の改良に関するものである。

発進立坑側から地中にトンネルを掘削しながら該掘削壁面にトンネル覆工体を形成していくトンネル掘削機であって、所定長のトンネルを掘削後、トンネル掘削機のスキンプレートからカッタヘッドと駆動部を含む掘削機本体を切り離してスキンプレートを掘削壁面に残したまま該掘削機本体を発進立坑側に回収する、所謂、回収型のトンネル掘削機としては、従来から、例えば、特許文献１に記載されているように、スキンプレートを外胴とし、この外胴の前部内周面に矩形断面の内胴を固着し、この固定内胴に可動内胴を前後補講に摺動自在に装着し、該可動内胴にカッタヘッドと駆動部とを備えている掘削機本体を一体に設けて可動内胴を後方に引き出すことにより、掘削機本体を可動内胴と共に回収するように構成しなるトンネル掘削機が知られている。
特開２００３−２３９６８２号公報

上記トンネル掘削機によれば、掘削機本体を一体に設けている可動内胴を、外胴の内周面に固着している矩形断面の固定内胴の内面に沿うように同じく断面矩形状に形成しているために、カッタヘッドによる回転掘削時にはその回転反力を固定内胴の内周面と可動内胴の外周面とで確実に受止することができるという利点を有する反面、固定内胴と可動内胴間を止水するためのシール材としては、固定内胴と可動内胴の断面形状と同じ矩形状となるように形成してこれらの内胴間に介在させた構造としている。このため、矩形断面の内胴の角部と直線部とにおけるシール材の密着力が不均等となり、止水性が悪くなるといった問題点がある。

また、トンネル掘削時における推進力を固定内胴から可動内胴に伝達してこの可動内胴に一体に設けている掘削機本体に伝達するには、固定内胴と可動内胴とを掘削機本体の駆動部からさらに後方に突出した比較的長い角筒体から形成しておき、可動内胴の後端部内周面に係止部材を固着する一方、この可動内胴の後端から後方に突出した固定内胴の後端部内周面にこの係止部材を受止した推進反力受止部材を取り外し可能に装着した構造としているため、機内での作業空間が狭くなるばかりでなく、カッタヘッドの背面側に設けている土砂を滞留させるチャンバーからの機内後方への排土手段の配設が困難になるといった問題点があった。本発明はこのような問題点を全面的に解消することができるトンネル掘削機の提供を目的とする。

上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機は、請求項１に記載したように、掘削壁面にトンネル覆工体を形成しながら所定長のトンネルを掘削した後、該トンネル覆工体内を通じて後方に回収、撤去可能にしたトンネル掘削機であって、外径がトンネル掘削径と略同径の外胴と、この外胴の前端部内周面にその外周端面を固着し且つその内周端を中心が外胴の中心に対して偏心した偏心円形孔に形成しているリング体と、筒状内胴体の前面側にリング体の内周端面内に形成された上記偏心円形孔を通過可能な径まで縮径可能なカッタヘッドを、後面側に該カッタヘッドの回転駆動モータを設けてなる掘削機主体部とからなり、この掘削機主体部の上記筒状内胴体の円形外周面を上記リング体の偏心円形孔にシール材を介して摺動自在に嵌合、支持させていると共に、上記カッタヘッドの回転中心を筒状内胴体の中心に対して偏心している外胴の中心に合致させた状態で該筒状内胴体に上記カッタヘッドを回転自在に支持させてなる構造としている。

一方、請求項２に係る発明は、上記掘削機主体部の筒状内胴体をリング体の偏心円形孔に直接、前後摺動自在に支持させることなく、掘削機主体部の上記筒状内胴体を上記リング体の偏心円形孔よりも小径に形成して該筒状内胴体に着脱自在に外嵌した中間部材を介して上記リング体の偏心円形孔にシール材を介して摺動自在に嵌合、支持させていると共に、この筒状内胴体の中心に上記カッタヘッドの回転中心軸を合致させていることを特徴とする。

さらに、請求項３に係る発明は、上記リング体の偏心円形孔を内周面に設けている短筒体によって形成してあり、この筒状体に掘削機主体部の前部を支持させていると共に、その支持部の前後方向の長さよりも筒状内胴体の前端面とこの筒状内胴体に回転自在に支持されているカッタヘッドの背面間の間隔を長くしていることを特徴とする。

本発明のシールド掘削機によれば、外径がトンネル掘削径と略同径の外胴と、この外胴の前端部内周面にその外周端面を固着し且つその内周端を中心が外胴の中心に対して偏心した偏心円形孔に形成しているリング体と、筒状内胴体の前面側に上記偏心円形孔を通過可能な径まで縮径可能なカッタヘッドを、後面側に該カッタヘッドの回転駆動モータを設けてなる掘削機主体部とからなり、この掘削機主体部の上記筒状内胴体の円形外周面を上記リング体の偏心円形孔にシール材を介して摺動自在に嵌合、支持させているので、この円形リング状のシール材によって全周に亘り均一にして確実な止水性を発揮させることができると共に、掘削機主体部の筒状内胴体はその外周面が円形であり且つこの筒状内胴体を支持するリング体の内周面も偏心円形孔に形成しているので、加工性がよく、精度のよい掘削機主体部の支持構造を構成することができる。

さらに、上記カッタヘッドの回転中心を筒状内胴体の中心に対して偏心している外胴の中心に合致させた状態で該筒状内胴体に上記カッタヘッドを回転自在に支持させているので、カッタヘッドの回転中心が外胴の中心に一致させているにもかかわらず、筒状内胴体の外周面がリング体の偏心円形孔に支持されており、且つ、この筒状内胴体の中心に対して偏心した部分にカッタヘッドを回転自在に支持しているいるから、カッタヘッドの回転による掘削時に筒状内胴体がその中心回りに回転しようとしてもリング体の偏心円形孔の孔壁にその外周面が係止してカッタヘッドの回転反力を確実に受止させることができる。

一方、請求項２に係る発明によれば、上記掘削機主体部の筒状内胴体をリング体の偏心円形孔に直接、前後摺動自在に支持させることなく、掘削機主体部の上記筒状内胴体を上記リング体の偏心円形孔よりも小径に形成して該筒状内胴体に着脱自在に外嵌した中間部材を介して上記リング体の偏心円形孔にシール材を介して摺動自在に嵌合、支持させていると共に、この筒状内胴体の中心に上記カッタヘッドの回転中心軸を合致させているので、上記請求項１に記載の発明と同様に、円形リング状のシール材によって全周に亘り均一にして確実な止水性を発揮させることがことができ、さらに、カッタヘッドの回転反力を中間部材を介してリング体の偏心円形孔に確実に受止させることができる。

その上、カッタヘッドを回転自在に支持している掘削機主体部の筒状内胴体の外径をリング体の偏心円形孔よりも小径に形成してこの筒状内胴体と偏心円形孔との間に中間部材を介在して筒状内胴体を偏心円形孔に支持させているので、掘削機主体部を後方に回収、撤去する際に、筒状内胴体の外周面とリング体の偏心円形孔間に介在している中間部材を除去したのち、筒状内胴体をその中心が偏心円形孔の中心に合致する位置まで移動させれば、カッタヘッドの回転中心も偏心円形孔の中心に位置するので、カッタヘッドを偏心円形孔に引っ掛かることなく簡単に偏心円形孔を通過させて機内に回収することができ、掘削機主体部の撤去作業が容易に行える。

また、請求項３に係る発明によれば、リング体の偏心円形孔は、その内周面に設けている短筒体によって偏心円形孔を形成してあり、この筒状体に掘削機主体部の前部を支持させているので、掘削機主体部の筒状内胴体を支持する部分の長さが短くなって機内空間を広くとることができ、作業性が良好となるばかりでなく、その支持部分と外胴の前端部内周面間の隙間の前後方向の長さも短くなるから、小口径のトンネル掘削機であってもその隙間を通じての土砂排出管路等の排出手段の配管が容易となると共に、この排出手段に邪魔されることなく上記カッタヘッドの駆動部や推進ジャッキ等を配置することができる。

さらに、その支持部の前後方向の長さよりも筒状内胴体の前端面とこの筒状内胴体に回転自在に支持されているカッタヘッドの背面間の間隔を長くしているので、掘削機主体部を回収する際に、カッタヘッドの背面がリング体の前面に当接する前に、掘削機主体部の筒状内胴体をリング体の偏心円形孔から後方に抜き取ることができ、しかるのち、カッタヘッドの回転中心を偏心円形孔の回転中心に合致するように径方向に移動させることができるから、カッタヘッドの中心とリング体の偏心円形孔との中心が合致していないにもかかわらず、容易に掘削機主体部全体を回収、撤去することができる。

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Ｔを掘削しながらその掘削壁面にセグメント等のトンネル覆工体Ｓを形成していくトンネル掘削機の簡略縦断側面図であって、外径がトンネル掘削径と略同径の円筒形状の外胴１と、この外胴１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上記トンネル覆工体Ｓの内径よりも小径で且つ中心O₁を図２、図５及び図６に示すように外胴１の中心Ｏに対して水平方向（横方向）に偏心させた偏心円形孔３を設けている円環板形状のリング体２と、筒状内胴体７の前面側にカッタヘッド６を、後面側に該カッタヘッド６の回転駆動モータ５を設けてなる掘削機主体部４とを備え、この掘削機主体部４における上記筒状内胴体７の前部の外径をリング体２の偏心円形孔３の径に略等しい径に形成してその円形外周面の前部を上記リング体２の偏心円形孔３にシール材13を介して摺動自在に嵌合、支持させていると共に、上記カッタヘッド６の回転中心O₃を筒状内胴体７の中心O₂、即ち、偏心円形孔３の中心O₁に対して偏心している上記外胴１の中心Ｏに合致させた状態で該筒状内胴体７にこのカッタヘッドを回転自在に支持させている。

さらに、筒状内胴体７の後方側における外胴１の内周面に複数本の中折れジャッキ9Aと推進ジャッキ9Bを装着していると共に、上記カッタヘッド６の後面とリング体２及び筒状内胴体７の前面間の空間部によって形成しているチャンバー10内の土砂を排出するための土砂排出手段11とを備えている。12はセグメントを組み立てるエレクターである。

なお、このトンネル掘削機は泥水式シールド工法に使用される掘削機を示しており、従って、上記土砂排出手段11としては還流泥水による掘削土砂排出手段を採用しているが、推進工法に使用するトンネル掘削機であってもよく、この場合には、土砂排出手段11としてスクリューコンベア等を採用することができる。

上記リング体２は、その内周部を後方に向かって直角に屈折させて短筒部を形成し、この短筒部の内周面によって上記偏心円形孔３を形成してもよいが、図においては、リング体２の内周面に該リング体２とは別体の短筒部2aの前端外周面を溶接等によって一体に固着し、この短筒部2aの内周面によって偏心円形孔３を形成していると共に該短筒部2aの前端内周面に上記シール材13を装着している。なお、偏心円形孔３の偏心によって幅広い部分と幅狭い部分とが形成されているリング体２の環状面板部における幅広い部分に図３に示すように作業孔や土砂排出口、或いは点検口30が設けられている。なお、偏心円形孔３の偏心方向は、上述したように外胴１の中心Ｏに対して水平方向（図においては右方向）であるが、左方向に偏心させておいてもよく、さらには、上下方向に偏心させた構造としてもよい。

筒状内胴体７は、前部外周面を上記リング体２の短筒部2aにシール材13を介して前後方向に摺動自在に挿嵌、支持させていると共に後端部の数カ所を固定部材14によって外胴１の内周面に固定、支持させている。なお、この固定部材14は筒状内胴体７と外胴１に対して取り外し可能に取り付けられている。

また、筒状内胴体７は、その前後開口端をそれぞれの開口端に一体に固着した前面板7aと後面板7bとによって閉止されてあり、これらの前後面板7a、7bにおける上記外胴１の中心Ｏと合致する部分に上記カッタヘッド６の回転軸16を回転自在に挿通、支持していると共に前面板7aから突出した回転軸16の前端にカッタヘッド６の中心部を一体に固着している。さらに、後面板7bの背面にカッタヘッド６の回転駆動モータ５を装着してあり、図４に示すようにこの駆動モータ５の回転軸に固着した小径歯車17を筒状内胴体７内において上記回転軸16に固着している大径歯車17に噛合させて駆動モータ５によりカッタヘッド６を回転させるように構成している。

カッタヘッド６は回転軸16の前端から外径方向に向かって、この回転軸16の中心からの長さが上記リング体２の円形孔３を通過可能な長さ、即ち、円形孔３の半径よりも僅かに短い長さに形成されている複数本の中空スポーク6aを放射状に突設していると共に、各中空スポーク6a内に外端側スポーク片6bを中空スポーク6aの開口端から外方に向かって出没自在に収納し、これらの中空スポーク6aと外端側スポーク片6bに長さ方向に所定間隔毎に複数本の掘削ビット6cを前方に向かって突設してなるスポークタイプのカッタヘッドに形成されている。

さらに、各中空スポーク6a内に収納した外端側スポーク片6bは、中空スポーク6a内に装着しているジャッキ19の作動により外端側スポーク片6bを中空スポーク6aの開口端から出没させてスポーク長、即ち、カッタヘッド６の外径を外胴１の外径に略等しい長さから上記リング体２の偏心円形孔３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。なお、上記回転軸16の前面にセンタビット6c' を突設している。また、このカッタヘッド６の背面と筒状内胴体７（リング体２）の前面板7a間の間隔、即ち、チャンバー10の前後幅を筒状内胴体７の前部を支持しているリング体２の偏心円形孔３の前後方向の長さ、即ち、短筒体2aの長さよりも長くしている。

上記外胴１は、前胴部1aと後胴部1bとに分割されていると共に、後胴部1bの前端部内周面にリングガータ20の外周面を固着してあり、このリングガータ20の外周部前端から前方に向かって外周面を凸円弧状湾曲面に形成している中折れ部21を突設して、その外周面をシール材を介して前胴部1aの後端部内周面に屈折自在に接続している。さらに、上記中折れジャッキ9Aを前胴部1aの後部内周面に沿って周方向に所定間隔毎（図においては四方）に配設し、各中折れジャッキ9Aの前後端を前胴部1aの内周面に突設しているブラケット22a と中折れ部21の内周面に突設しているブラケット22b 間に連結してこれらの中折れジャッキ9Aを伸縮させることにより、後胴部1bに対して前胴部1aを所定方向に屈折させるように構成している。一方、上記リングガータ20に周方向に所定間隔毎に上記複数本の推進ジャッキ9Bを前後方向に挿通状態で支持させている。

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Ｔを掘削していく。トンネルＴの掘進は、カッタヘッド６の外端側スポーク片6bを中空スポーク6aから外径方向に突出させて外胴１の外径に等しい外径にしたのち、駆動モータ５により該カッタヘッド６を回転させると共に推進ジャッキ9Bをトンネル覆工体Ｓの前端面に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9Bを伸長させると、その推進力がリングガータ20からこのリングガータ20を固着させている外胴１に伝達され、外胴１から該外胴１と掘削機主体部４の筒状内胴体７の後端部間を連結、固定している固定部材14に伝達されてこの固定部材14によりカッタヘッド６の掘削時の反力を支持させながら、カッタヘッド６を軸支している該筒状内胴体７を外胴１と一体に前進させてトンネルＴを掘進していくものである。

この際、カッタヘッド６の回転によって筒状内胴体７が一体に回転しようとするが、筒状内胴体７はその中心O₂をリング体２の偏心円形孔３の中心O₁に合致させている一方、カッタヘッド６の回転中心O₃は外胴１の中心Ｏに合致するように筒状内胴体７の中心O₂に対して偏心した部分に回転自在に支持させているので、カッタヘッド６の回転に伴って筒状内胴体７が供回りしようとしても、リング体２の偏心円形孔３の孔壁にその筒状内胴体７が係止して回転する虞れはなく、この筒状内胴体７を介してリング体２の偏心円形孔３にカッタヘッドの回転反力を確実に受止させることができる。

そして、トンネル掘削機によって一定長のトンネルが掘削される毎にエレクター12によって後胴部1bの後部内で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トンネル覆工体Ｓを施工していく。セグメント等はトンネル覆工体Ｓの内底面上に敷設しているレール上を走行する台車（図示せず）によって搬入される。また、カッタヘッド６によって掘削された土砂はチャンバー10内に取り込まれ、送泥管11a を通じてこのチャンバー10内に供給、充満させている泥水と共に排泥管11b を通じて後方に排出される。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9Aを作動させて後胴部1bに対して前胴部1aを所定方向に屈折させることにより行う。

次ぎに、このシールド掘削機によって所定長のトンネルＴを掘削したのち、掘削機主体部４等を発進立坑側に撤去、回収するには、まず、土砂掘削手段11やエレクター12等を解体して上記台車上に載せ、発進立坑Ｂ側に撤去、回収する一方、カッタヘッド６の各中空スポーク6a内に設けているジャッキ19を収縮させることによって全ての外端側スポーク片6bを中空スポーク6a内に収納し、カッタヘッド６の外径をリング体２の偏心円形孔３の径よりも小径にすると共に固定部材14を取り外して撤去する。

しかるのち、この掘削機主体部４を後方に牽引して筒状内胴体７の前部をリング２の偏心円形孔３から後方に引き出す。この時、カッタヘッド６の背面と筒状内胴体７（リング体２）の前面間の間隔が、中間部材８を介して筒状内胴体７の前部を支持している偏心円形孔３に支持部（短筒部2a）の長さよりも長く形成しているので、筒状内胴体７をリング体２の偏心円形孔３から離脱させてもカッタヘッド６はリング体２の前面側に位置し、従って、この状態から、まず、筒状内胴体７をその中心O₂が外胴１の中心Ｏに合致するように径方向に移動させてカッタヘッド６の回転中心をリング体２の偏心円形孔３の中心O₁に合致させ、しかるのち、筒状内胴体７を後方に移動させてカッタヘッド６を偏心円形孔３を通過させて機内に取り込む。

こうして、機内に取り込んだ掘削機主体部４を発進立坑Ｂ側に搬出するには、該掘削機主体部４の筒状内胴体７の下周部に、トンネル覆工体Ｓの内底面上に敷設している上記レール上を転動する車輪を装着することによって行うことができ、また、レール上を走行する台車に載せて搬出することもできる。一方、掘削壁面を覆っている上記外胴１はそのトンネル掘削機到達個所に残しておくが、この外胴１の内周面に装着している中折れジャッキ9Aや推進ジャッキ9Bは外胴１から取り外して回収し、上記掘削機主体部４と共に次のトンネル掘削工事に使用する。

以上の実施の形態においては、掘削機主体部４の筒状内胴体７をリング体２の偏心円形孔３に直接、内嵌可能な径、即ち、偏心円形孔３と略同径に形成しているが、図７〜図12に示すように、該筒状内胴体７の径を偏心円形孔３の径よりも小径に形成してその前部に上記リング体２の短筒部2aの長さに略等しいか僅かに短い厚み（前後方向の長さ）を有する環状の中間部材８を着脱自在に外嵌し、該中間部材８をリング体２の偏心円形孔３にシール材13を介して前後方向に摺動自在に内嵌させた構造としておいてもよい。

詳しくは、掘削機主体部４は図８、図11、図12に示すようにリング体２の偏心円形孔３よりも小径に形成している筒状内胴体７の中心O₂にカッタヘッド６の回転中心O₃を合致させた状態で該筒状内胴体７にカッタヘッド６を回転自在に軸支させ、この筒状内胴体７の円形外周面7cの前部に上記中間部材８の中央孔8aを被嵌して筒状内胴体７に該中間部材８を着脱自在に固定し、この中間部材８の外周面をその中央孔8aの中心、即ち、筒状内胴体７の中心O₂に対して水平方向（横方向）に偏心しているリング体の偏心円形孔３の中心O₁を中心とした円形外周面に形成し、筒状内胴体７をその中心O₂を外胴１の中心Ｏに合致させた状態で中間部材８の円形外周面をリング体２の偏心円形孔３を形成している短筒体2aに上記シール材13を介して摺動自在に支持させているものである。なお、リング体２の偏円形孔３の偏心方向は上述したように上下方向であってもよい。

中間部材８を筒状内胴体７の前部外周面に一体に固定するには、図８、図10に示すように、該中間部材８の前端面にリング状の当て片31の後面外周部を溶接等により一体に固着し、この当て片31の後面内周部を筒状内胴体７の前端外周部に当接させて該筒状内同体７にボルト32により着脱自在に固着している。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。

このように構成したトンネル掘削機は、上記実施の形態と同様に、カッタヘッド６の外端側スポーク片6bを中空スポーク6aから外径方向に突出させてこのカッタヘッド６を外胴１の外径に等しい外径にした状態で駆動モータ５により該カッタヘッド６を回転させると共に推進ジャッキ9Bをトンネル覆工体Ｓの前端面に反力を受止させた状態で伸長させることによりトンネルＴを掘進していく。

この際、カッタヘッド６の回転によって筒状内胴体７が一体に回転しようとするが、この筒状内胴体７の前部の円形外周面7cに、この筒状内胴体７の中心O₂に対して偏心しているリング体２の偏心円形孔３の中心O₁を中心とした円形外周面を有する中間部材８を着脱自在に外嵌し、この中間部材８の円形外周面を上記偏心円形孔３に前後摺動自在に支持させているので、筒状内胴体７の中心線上に回転中心を設けているカッタヘッド６の回転に伴って筒状内胴体７が供回りしようとしても、リング体２の偏心円形孔３の孔壁に中間部材８の外周面が係止して回転する虞れはなく、この中間部材８を介してリング体２の偏心円形孔３にカッタヘッドの回転反力を確実に受止させることができる。

次ぎに、このシールド掘削機によって所定長のトンネルＴを掘削したのち、掘削機主体部４等を発進立坑側に撤去、回収するには、上記実施の形態と同様に、まず、土砂掘削手段11やエレクター12等を解体して上記台車上に載せ、発進立坑側に撤去、回収する一方、カッタヘッド６の各中空スポーク6a内に設けているジャッキ19を収縮させることによって全ての外端側スポーク片6bを中空スポーク6a内に収納し、カッタヘッド６の外径をリング体２の偏心円形孔３の径よりも小径にすると共に固定部材14を取り外して撤去する。

しかるのち、この掘削機主体部４を後方に牽引して筒状内胴体７の前部をリング２の偏心円形孔３から後方に引き出す。この時、カッタヘッド６の背面と筒状内胴体７の前面間の間隔が、中間部材８を介して筒状内胴体７の前部を支持している偏心円形孔３に支持部（短筒部2a）の長さよりも広く形成しているので、筒状内胴体７をリング体２の偏心円形孔３から離脱させてもカッタヘッド６はリング体２の前面側に位置し、従って、この状態から、まず、筒状内胴体７をその中心O₂がリング体２の偏心円形孔３の中心O₁に合致するように径方向に移動させてカッタヘッド６の回転中心O₃をリング体２の偏心円形孔３の中心O₁に合致させ、しかるのち、筒状内胴体７を後方に移動させてカッタヘッド６を偏心円形孔３を通過させて機内に取り込む。

こうして、機内に取り込んだ掘削機主体部４を、その筒状内胴体７から中間部材８を取り外したのち、または、取り外すことなくそのまま発進立坑Ｂ側に搬出する。筒状内胴体７から中間部材８を取り外しには、まず、中間部材８の前端面に固着している当て片30をボルト31を取り外すことにより、筒状内胴体７との連結を解き、しかるのち、中間部材８を筒状内胴体７の前方側に移動させて筒状内胴体７から離脱させればよい。また、中間部材８と当て片30とをボルト等によって分解可能に連結しておいてもよい。

筒状内胴体７を発進立坑Ｂ側に搬出するには、上記実施の形態と同様に該掘削機主体部４の筒状内胴体７の下周部に、トンネル覆工体Ｓの内底面上に敷設している上記レール上を転動する車輪を装着することによって行うことができ、また、レール上を走行する台車に載せて搬出することもできる。一方、掘削壁面を覆っている上記外胴１はそのトンネル掘削機到達個所に残しておくが、この外胴１の内周面に装着している中折れジャッキ9Aや推進ジャッキ9Bは外胴１から取り外して回収し、上記掘削機主体部４と共に次のトンネル掘削工事に使用する。

なお、カッタヘッド６の径を拡縮させる機構としては、中空スポーク6aから外端側スポーク片6bをジャッキ19の作動により出没させる機構を採用しているが、スポーク6a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６を外胴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６の外径をリング体２の円形孔３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。さらに、スポークタイプに限らず、面板形状のカッタヘッドの外周部を着脱自在な部分に形成してその部分を取付けている場合には、カッタヘッドを外胴１の外径に略等しい外径とし、取り外した場合には、リング体２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。なお、図５において、筒状内胴体７も外胴１に対して偏心させておいてもよい。そうすることにより中間部材を筒状内胴体７を回転方向に強固に連結する必要はなくなる。

トンネル掘削機の簡略縦断側面図。その主腰部の横断面図。図４におけるＸ−Ｘ線における断面図。その主要部の縦断側面図。外胴とリング体と筒状内胴体との位置関係を示す説明図。トンネル掘削機の構造の概略図。本発明の別な実施の形態を示す簡略縦断側面図。その主腰部の横断面図。図10におけるＸ−Ｘ線における断面図。その主要部の縦断側面図。リング体と中間部材と筒状内胴体との位置関係を示す説明図。トンネル掘削機の構造の概略図。

符号の説明

１外胴
２リング体
３偏心円形孔
４掘削機主体部
５駆動モータ
６カッタヘッド
７筒状内胴体
7c 円形外周面
８中間部材
13 シール材

Claims

掘削壁面にトンネル覆工体を形成しながら所定長のトンネルを掘削した後、該トンネル覆工体内を通じて後方に回収、撤去可能にしたトンネル掘削機であって、外径がトンネル掘削径と略同径の外胴と、この外胴の前端部内周面にその外周端面を固着し且つその内周端を中心が外胴の中心に対して偏心した偏心円形孔に形成しているリング体と、筒状内胴体の前面側にリング体の内周端面内に形成された上記偏心円形孔を通過可能な径まで縮径可能なカッタヘッドを、後面側に該カッタヘッドの回転駆動モータを設けてなる掘削機主体部とからなり、この掘削機主体部の上記筒状内胴体の円形外周面を上記リング体の偏心円形孔にシール材を介して摺動自在に嵌合、支持させていると共に上記カッタヘッドの回転中心を筒状内胴体の中心に対して偏心している外胴の中心に合致させた状態で該筒状内胴体に上記カッタヘッドを回転自在に支持させていることを特徴とするトンネル掘削機。
掘削壁面にトンネル覆工体を形成しながら所定長のトンネルを掘削した後、該トンネル覆工体内を通じて後方に回収、撤去可能にしたトンネル掘削機であって、外径がトンネル掘削径と略同径の外胴と、この外胴の前端部内周面にその外周端面を固着し且つその内周端を中心が外胴の中心に対して偏心した偏心円形孔に形成しているリング体と、筒状内胴体の前面側にリング体の内周端面内に形成された上記偏心円形孔を通過可能な径まで縮径可能なカッタヘッドを、後面側に該カッタヘッドの回転駆動モータを設けてなる掘削機主体部とからなり、この掘削機主体部の上記筒状内胴体を上記リング体の偏心円形孔よりも小径に形成して該筒状内胴体に着脱自在に外嵌した中間部材を介して上記リング体の偏心円形孔にシール材を介して摺動自在に嵌合、支持させていると共に、この筒状内胴体の中心に上記カッタヘッドの回転中心軸を合致させていることを特徴とするトンネル掘削機。
リング体の偏心円形孔は、その内周面に設けている短筒体によって偏心円形孔を形成してあり、この筒状体に掘削機主体部の前部を支持させていると共に、その支持部の前後方向の長さよりも筒状内胴体の前端面とこの筒状内胴体に回転自在に支持されているカッタヘッドの背面間の間隔を長くしていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネル掘削機。