JP4731507B2 - トンネル掘削機における掘削機本体の回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、トンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら所定長の管路を形成したのち、該管路内を通じて掘削機本体を回収、撤去するトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法に関するものである。

発進立坑側からトンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら該掘削壁面に管路を施工していくトンネル工事においては、トンネル掘削機が到達立坑に達すると、この到達立坑内から地上に回収して再利用することが行われているが、到達側に既存の人孔が設けられていたり、周辺に建物等が存在していて到達立坑を設けることができない場合、或いは、既設トンネルに達する管路を施工したのち、この既設トンネル内を通じて回収できない場合等においては、従来からトンネル掘削機を解体することなくその外殻体を残した状態で掘削機本体を上記管路内を通じて発進立坑側に回収、撤去することが行われている。

このような回収型のトンネル掘削機としては、例えば、特許文献１に記載したように、内外径が上記管路と略同一の内外径に形成され、且つ、その前端部内周面に円環形状の第一隔壁を設けてなる外殻体と、この外殻体の第一隔壁に後方に向かって引き抜き可能に支持された内殻体の前端部に第二隔壁を一体に設けていると共にこの第二隔壁の背面にカッタ板の回転駆動手段を装着し且つ上記内殻体の外周面における前端両側部に第一隔壁の内底面上から管路の内底面上を転動可能な複数個のガイドローラを装着してなる掘削機本体と、第二隔壁に回転自在に支持され且つ上記第一隔壁を通過可能な外径に縮径可能なカッタ板と、スクリューコンベア等の掘削土砂排出手段とを備えてなるトンネル掘削機が知られている。

そして、このトンネル掘削機によってトンネルを掘削する場合には、掘削機本体の内殻体の後端部複数箇所を外殻体の内周面に推進反力伝達部材を介して連結した状態にして、発進立坑側からの推進力を管路からトンネル掘削機に伝達しながらカッタ板により前方のの地盤を掘進させ、所定長さまでトンネルを掘削すると、上記掘削土砂排出手段を管路内を通じて回収、撤去すると共に該カッタヘッドを上記外殻体の内径以下にまで縮径させ、且つ推進反力伝達部材を取り外してその取り外した跡に後側のガイドローラを装着したのち、掘削機本体を後方に牽引し、前後ガイドローラによって掘削機本体を支持させながら管路内を通じて回収、撤去している。
特許第３８３０９１８号公報

しかしながらこのような掘削機本体の回収方法によれば、掘削機本体を回収する際に、その内殻体の後端部側に後部ガイドローラを装着しなければならないために、回収作業に手間を要するばかりでなく、掘削機本体から掘削土砂排出手段を取り外したのちこの掘削機本体を牽引して、外殻体の前端部内周面に一体に固着している円環形状の第一隔壁の内周面から該掘削機本体の内殻体の前端部を後方に離脱させることにより第一隔壁による内殻体の前端部の支持を解いた際には、内殻体から前方に突出しているカッタ板の重量によって掘削機本体が全体的に内殻体の後端から前端に向かって僅かに斜め下向きに傾動する事態、換言すれば、前屈み状態となる事態が発生する。

このような掘削機本体の傾動は、その内殻体の前後部をガイドローラによって支持していても、これらのガイドローラと外殻体の内周面間には該ガイドローラを円滑に転動させるための遊びを設けている関係上発生するものであり、このため、縮径したカッタ板の下周部外端がその傾動によって下方に偏移し、掘削機本体の支持が不安定となって管路内を通じての回収作業が円滑に行えなくなる虞れがある。特に、内殻体の胴長を短くして軽量化や方向制御の容易性を図った場合には、カッタ板の重量による掘削機本体の傾動傾向が著しく発生し、管路の内周面を損傷させる虞れもあって、従来のトンネル掘削機では内殻体の胴長を短くすることが困難であった。

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、掘削機本体の回収時において、該掘削機本体を傾動させることなく、縮径したカッタ板を安定した状態で支持しながら掘削機本体と一体に円滑且つ能率よく後方に回収することができると共に、その回収準備作業も簡単に行うことができるトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法は、は、請求項１に記載したように、前端部内周面に、その内周面に前後に延びる支持面を備えた円環形状の第一隔壁を設けていると共にこの第一隔壁の支持面の下周部における両側部に周方向に一定の間隔を存して後方に解放した一定幅のローラ装着用凹部を設けてなる外殻体と、この外殻体の第一隔壁に引き抜き可能に支持された内殻体に第二隔壁を一体に設けていると共にこの第二隔壁にカッタ板の回転駆動手段を配設し且つ内殻体の下周部外周面における前後端部に左右一対のローラを装着している掘削機本体と、第二隔壁に回転自在に支持されて上記外殻体の前方地盤を掘削するカッタ板とを備えてなるトンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら掘削跡に管路を形成したのち、この管路内を通じて上記掘削機本体を回収する方法であって、所定長のトンネルの掘削完了後に上記外殻体に対する内殻体の連結を解くと共に上記カッタ板を上記第一隔壁を通過可能な外径に縮小させたのち、掘削機本体と一体に後方に牽引して該カッタ板を第一隔壁の内周面に嵌合、支持させた状態で一旦停止させ、この状態にして第一隔壁に設けているローラ装着用凹部に面したカッタ板の外周面に該ローラ装着用凹部の空間を利用して左右一対のカッタ板支持ローラを装着し、しかるのち、掘削機本体と一体に牽引してそのカッタ板支持ローラを掘削機本体の上記ローラと共に管路上を転動させながら掘削機本体とカッタ板とを一体的に回収することを特徴とする。

このように構成したトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法において、請求項２に係る発明は、上記外殻体の内周面の下周部に、第一隔壁に設けている左右一対のローラ装着用凹部から管路の前端に達し、且つ、頂面が管路の内周面と面一に連続する高さを有する軌条部材を敷設してあり、これらの軌条部材上を掘削機本体の支持ローラとカッタ板支持ローラとを転動させるように構成していることを特徴とする

さらに、請求項３に係る発明は、上記カッタ板を、回転中心から外径方向に向かって放射状に設けられ且つ前面に複数の掘削ビットを突設している複数本のスポーク体の外端部間を第一隔壁の内周面に沿うように円弧状に湾曲したフレーム部材によって連結して第一隔壁の内径よりも小径に形成したカッタ板部と、このカッタ板部における各スポーク体の外端から延長方向に出没自在に又は取り外し可能に突設していると共に前面に複数の掘削ビットを突設してなる外側スポーク体とから構成している一方、このカッタ板の支持ローラはローラ枠に回転自在に支持されてあり、このローラ枠と連結片とによって上記フレーム部材の外周面における装着部分を該ローラ枠を外周面側にして配してボルトによりこれらのフレーム部材と連結片とをフレーム部材に着脱自在に挟着させることにより取付けてられていることを特徴とする。

本発明のトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法によれば、掘削機本体は、その内殻体の下周部外周面における前後端部に左右一対のローラを装着しているので、組立時における外殻体内への挿入、組み込み作業が円滑に行えると共に、回収時においても、掘削機本体へのローラの装着作業を不要にして外殻体との連結を解いたのちに、直ちに、回収作業に移ることができる。その上、カッタ板を縮径させた後に回収を開始する際には、掘削機本体の牽引によって該縮径したカッタ板を一体に後退させて第一隔壁の内周面に備えている支持面に簡単に挿嵌、支持させた状態にすることができるばかりでなく、この第一隔壁の支持面の下周部における両側部には、周方向に一定の間隔を存して後方に解放した一定幅のローラ装着用凹部が設けられているので、このローラ装着用凹部の空間を利用して該ローラ装着用凹部に面したカッタ板の外周面にカッタ板支持ローラを容易に装着することができる。

このように、カッタ板の下周部外周面に左右一対のカッタ板支持ローラを装着したのち再び掘削機本体を牽引してカッタ板と共に回収するものであるから、カッタ板の重量によって掘削機本体の重心が前方側に移動して掘削機本体が前屈み状に下向きに傾動する不安定な姿勢となろうとするのをカッタ板支持ローラによって確実に防止することができ、掘削機本体の内殻体の長さが短尺であっても掘削機本体の外周面前後部における下周部に装着したローラと共に、掘削機本体の軸芯をカッタ板と共に外殻体の中心線上に正確に合致させた安定した姿勢に保持しながら管路内を通じて円滑に回収することができ、その上、外殻体も掘削機本体の内殻体の長さに応じて短くすることができて方向制御も容易に且つ正確に行うことができるばかりでなく、掘削機本体の軽量化を図ることができて搬送等の取扱性が容易となるものであり、また、再度使用する際の搬送作業等も比較的安全に且つ容易に行うことができる。

さらに、請求項２に係る発明によれば、外殻体の内周面の下周部に、第一隔壁に設けている左右一対のローラ装着用凹部から管路の前端に達し、且つ、頂面が管路の内周面と面一に連続する高さを有する軌条部材を敷設してあり、これらの軌条部材上を掘削機本体の支持ローラとカッタ板支持ローラとを転動させるように構成しているので、トンネルを掘削するに際して、地上或いは発進立坑内でトンネル掘削機を組み立てる際に、外殻体の内周面下周部に設けた軌条部材上に掘削機本体の外周面下周部における前後に回転自在に軸支した左右一対のローラを転動させながら掘削機本体を第一隔壁内に容易に且つ正確な位置に組み立てることができると共に、回収時においては、第一隔壁に設けているローラ装着用凹部を利用して該ローラ装着用凹部に面したカッタ板の外周面に装着したローラを掘削機本体を支持している上記ローラと共に軌条部材上を介して管路上に円滑に移動させてカッタ板と共に掘削機本体を能率よく回収することができる。

また、請求項３に係る発明によれば、カッタ板支持ローラはローラ枠に回転自在に支持されてあり、このローラ枠と連結片とでカッタ板部における隣接するスポーク体の外端部間を連結した円弧状のフレーム部材を挟着してボルトによりローラを所定部分に取付けるものであるから、上記第一隔壁に設けているローラ装着用凹部を利用してこの凹部内にローラ枠を配する一方、円弧状フレームの内周面側に連結片を配した状態にしてカッタ板部に対するローラの取付作業が簡単且つ強固に行うことができる。

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は推進工法によってトンネルＴを掘削しながらそのトンネルＴ内に管体ｐを推進、埋設することにより管路Ｐ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、前端部内周面に内径が管路Ｐの内径よりも小径の円環形状の第一隔壁２の外周端面を一体に固着させている一定長さを有する円筒形状の外殻体１と、この外殻体１の第一隔壁２に引き抜き可能に支持された内殻体４を有すると共にこの内殻体４の長さ方向の中間部内周面にその外周端面を一体に固着させている第二隔壁５を有し、且つ、この第二隔壁にカッタ板６の回転駆動手段７を設けていると共に上記内殻体４の下周部と上周部との外周面における前後端部に周方向に一定の間隔を存して左右一対のローラ11、11を装着している掘削機本体３と、第二隔壁５の前面に回転自在に支持されて上記外殻体１の前方地盤を掘削するカッタ板６と、掘削土砂の排出手段８とを備えている。

上記第一隔壁２の内周端面には内周が管路Ｐの内径よりも小径の短筒形状の支持部材2'の前端部外周面を一体に固着してこの支持部材2'の円形内周面によって第一隔壁２の内周端面を上記掘削機本体３の内殻体４の前端部を引き抜き可能に挿嵌、支持した支持面に形成している。一方、掘削機本体３の上記内殻体４は外殻体１の長さの１／２程度の短い長さを有する円筒体からなり、この内殻体４の前端外周面に一体に固着している一定厚みを有するリング状のスペーサ部材4'の外周面を上記支持部材2'の円形内周面によって形成された支持面に摺動自在に支持させている。なお、内殻体４の前端部外周面に上記スペーサ部材4'を設けることなく、その前端部外周面を直接、支持部材2'によって形成されて内殻体４の内周面（支持面）に挿嵌して支持指せるように構成しておいてもよい。

外殻体１はその外径を管路Ｐの外径に略等しい径に形成されていると共に、内周面の下周部と上周部とに、上記第一隔壁２の後面から管路Ｐの前端に達する長さを有し、且つ、その頂面が管路Ｐの内周面と面一に連続する高さを有すると共に上記第一隔壁２の支持面よりも低い高さの一定幅の軌条部材10、10を、図３、図６に示すように、周方向に上記左右一対のローラ11、11と同一間隔を存して互いに平行に敷設、固定してこれらの軌条部材10、10上を上記掘削機本体３を支持したローラ11、11が前後方向に転動するように構成している。

さらに、外殻体１の下周部側の軌条部材10、10の前端部に対向する上記第一隔壁２に、図３、図６に示すように、その支持部材2'の内周面によって形成している上記支持面から軌条部材10、10の頂面に達した一定幅を有するローラ装着用凹部９、９を該第一隔壁２の前後面間に貫通した状態で切欠くことにより設けている。このローラ装着用凹部９、９はローラ11および後述するカッタ板支持ローラ16よりも広い幅に形成されていて通常は、掘削機本体３を支持している前側の左右一対のローラ11、11を後方に引き出し可能に収納にしている。なお、このローラ装着用凹部９、９は軌条部材10、10の頂面からさらに深くなるように設けておいてもよい。また、外殻体１の上周部側には必ずしもこれらの軌条部材10、10を設けておく必要はない。

また、上記外殻体１は長尺の前側外殻部1aと短尺の後側外殻部1bとに分割して、これらの前側外殻部1aの後端部と後側外殻部1bの前端部とを中折れ部12を介して上下左右方向に屈折自在に接続していると共に前側外殻部1aの後端部と後側外殻部1bの前端部間を周方向に適宜間隔毎に配設した複数本の方向修正ジャッキ13によって連結している。さらに、前側外殻部1aの後部内周面四方に、図３に示すように、高さが第一隔壁２の内周端面に固着した支持部材2'の高さよりも僅かに低い固定脚部材14を固着していると共にこの固定脚部材14上に、上記掘削機本体３の内殻体４の後端面とこの固定脚部14の頂面間をボルト等によって連結する側面Ｌ字状の連結部材15を取り外し可能に固定している。

外殻体１の前方地盤を掘削する上記カッタ板６は、トンネル掘削時にはその外径を外殻体１の外径に略等しくし、掘削機本体３の回収時にはその外径を上記第一隔壁２の短筒形状の支持部材2'の内径や管路Ｐの内径よりも小径となるように縮小可能に構成してあり、縮小したカッタ板部6Aの外周端における下周部には、掘削機本体３の回収時に、周方向に上記軌条部材10、10や掘削機本体３の支持ローラ11、11と同一間隔を存して図５、図６に示すように、カッタ板支持ローラ16、16を取付けるように構成している。

詳しくは、カッタ板６は図１、図２に示すように、その回転中心から外径方向に向かって、長さが第一隔壁２の短筒形状の支持部材2'の内径よりも短い複数本（図においては４本）のスポーク体6a1 を放射状に突設していると共に隣接するスポーク体6a1 、6a1 の外端部間を上記支持部材2'の内周面に沿うように円弧状に湾曲したフレーム部材6a2 によって連結して支持部材2'の内径よりも小径に形成されているカッタ板部6Aと、このカッタ板部6Aにおける各スポーク体6a1 の外端から延長方向に突出している外側スポーク体6bとからなり、これらのスポーク体6a1 、6bの前面両側部には長さ方向に所定間隔毎に前方に向かって複数本の掘削ビット6cを突設している。

小径カッタ板部6Aの各スポーク体6a1 は中空に形成されていてその中空内に上記外側スポーク体6bを収納し、中空スポーク体6a1 内に設けているジャッキ（図示せず）によって該外側スポーク体6bをスポーク体6a1 から出没自在に突出させるように構成しているが、各スポーク体6a1 の外端面に外側スポーク体6bの内端面を取り外し可能に固着するように構成しておいてもよく、或いは、折り畳み自在に構成しておいてもよい。なお、カッタ板としてはこのようなスポークタイプのカッタ板６に限らず、面板構造のカッタ板であってもよい。

上記カッタ板支持ローラ16、16は図６、図７に示すように、前後方向の長さがカッタ板部6Aの上記フレーム部材6a2 の前後方向の幅よりも長い正面門形状のローラ枠16a に回転自在に軸支されてあり、このローラ枠16a の上端面をフレーム部材6a2 の外周面におけるローラ装着部分に当接させる一方、該ローラ枠16a と略同一長さを有する長方形状の連結片16b をこのローラ枠16a と対向させてフレーム部材6a2 の内周面に当接させ、このフレーム部材6a2 の前後端面から突出する前後方向に突出するこれらのローラ枠16a と連結片16b との前後端部間とをボルト16c によって連結することにより、ローラ枠16a と連結片16b とでフレーム部材6a2 を挟着してローラ16をフレーム部材6a2 の所定箇所に着脱自在に装着するように構成している。

上記カッタ板６の回転駆動手段７は、掘削機本体３における第二隔壁５の背面外周部に装着されている駆動モータ7aと、第二隔壁５の前面側における内殻体４の前端部内周面に回転自在に支持されている回転リング部材7bと、この回転リング部材7bの後面に一体に固着しているリング状の内歯車7cと、第二隔壁５を貫通した上記駆動モータ7aの回転軸に固着してこの内歯車7cと噛合している小歯車7dとからなり、上記カッタ板６における小径カッタ板部6Aを形成している各スポーク体6a1 の後面外周部に後方に向かって突設したアーム部材6dを上記回転リング部材7bの前面に一体に固着して、回転駆動手段７の駆動モータ7aの作動によりカッタ板６を回転させるように構成している。なお、カッタ板６の回転中心には、第二隔壁５の中央部に回転自在に支持された回転中心軸6eの前端が一体に設けられている。

また、上記カッタ板６の後面と第二隔壁５の前面間の空間部を、カッタ板６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17に形成していると共に第二隔壁５の下部にはこの土砂室17の下端部内に臨ませている土砂取込み口を設けてあり、この土砂取込み口にスクリューコンベアからなる上記土砂排出手段８の前端開口部を貫通状態に接続して、土砂室17からこの土砂排出手段８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。

本発明の実施の形態においては図１、図３に示すように、上記外殻体１の前側外殻部1aの外周面に円筒体を周方向に複数分割した形状を有する複数枚の可動フード18を前後方向に摺動自在に配設して、これらの可動フード18により前側外殻部1aを被覆していると共に、該前側外殻部1aの内周面に各可動フード18に対応させて内部にフード作動用ジャッキ19を配設している円筒状枠体20を沿わせてあり、この円筒状枠体20の前端を前側外殻部1aの前端から前方に突出した可動フード18の前端部内周面に一体に連結していると共にフード作動用ジャッキ19の前端を円筒状枠体20の前端部内面に連結し、後端を前側外殻部1aの後端内周面に突設しているブラケット21に連結してフード作動用ジッャキ19を伸長させることにより、それぞれのジッャキに対応した可動フード18を前方に突出させて地中に打ち込むように構成しているが、このような可動フード18を設けることなく、外殻体１の外周面を掘削壁面に摺接させながらトンネルを掘削するように構成しておいてもよい。

次に、以上のように構成したトンネル掘削機によって地中に管路Ｐを施工するには、まず、このトンネル掘削機を発進立坑（図示せず）内に設置すると共に一定長のヒューム管等からなる管体ｐを外殻体１の後側外殻部1bの後端面に接続し、外側スポーク体6bを外方に突出させてカッタ板６を大径にした状態で回転駆動手段８を作動させて該カッタ板６を回転させると共に管体ｐの後端面を発進立坑内に配設している複数本の推進ジャッキよりなる推進手段（図示せず）によって押し進めることによりトンネル掘削機を地中に掘進させる。

そして、トンネル掘削機が発進立坑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によって押し進めて、先頭の管体ｐに該管体ｐに後続させながらトンネル掘削機をさらにトンネル計画線に沿って掘進させ、以下、トンネル掘削機によって一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑側において管体ｐを順次、継ぎ足しながら押し進めて管路Ｐを形成していく。

推進手段による推進力は管体ｐから外殻体１の後側外殻部1b、方向修正ジャッキ13、前側外殻部1a、連結部材15を介して内殻体４に伝達され、外殻体１と掘削機本体３とを一体に推進させてカッタ板６により前方の地盤を掘進する。カッタ板６によって掘削された土砂は土砂室17内に取り込み、土砂排出手段８によって排出する。なお、トンネルＴ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、方向制御ジャッキ13を作動させて後側外殻部1bに対して前側外殻部1aを所定方向に屈折させることにより行う。

このトンネル掘削機が図１に２点鎖線手示す既設トンネルT'に対して交差するように該既設トンネルT'まで達すると、カッタ板６が既設トンネルT'の外周面に近接した状態で掘進を停止したのち、上記フード作動用ジッャキ19を順次伸長させることにより、各可動フード18をカッタ板６の外周から前方の地盤に打ち込んでその先端を既設トンネルT'の外周壁面に当接させることにより、これらの可動フード18で囲まれた地盤と外側の地盤とを縁切りし、しかるのち、可動フード18で囲まれた地盤を掘削、除去すると共に可動フード18の先端が当接している既設トンネルT'の外周壁面部を解体することによって上記管路Ｐをこの既設トンネルT'に該既設トンネルT'から分岐した状態に連通させる。

こうして、既設トンネルT'から上記管路Ｐを分岐させた状態で連通させたのち、トンネル掘削機における掘削機本体３を管路Ｐ内を通じて発進立坑側に回収する作業に移る。なお、管路Ｐを既設トンネルT'に分岐させることなく、トンネル掘削機の掘進によって狭い到達立坑等に達した所定長の管路Ｐを施工したのち、掘削機本体３を回収する場合には、外殻体１に上記のような可動フード18やフード作動用ジャッキ19等を設けておく必要はない。また、管路Ｐは管体ｐを順次、継ぎ足すことによって形成しているが、トンネル掘削面にセグメントを組立てることによって形成してもよい。この場合には、公知のように、トンネル掘削機の機内に周方向に適宜間隔毎に複数本の推進ジャッキを装着しておき、この推進ジャッキを上記セグメント覆工よりなる管路の前端面に反力をとって推進させることによりトンネルを掘進するように構成している。

トンネル掘削機によって所定長のトンネルを掘削して管路Ｐを形成したのち、この管路Ｐ内を通じて上記掘削機本体３を発進立坑側に回収、撤去する方法を説明すると、まず、掘削機本体３の第二隔壁５に取付けているスクリューコンベアからなる土砂排出手段８を取り外して管路Ｐ内を通じて発進立坑側に回収、撤去する。この土砂排出手段８の回収作業は、管路Ｐの内底部に予め配設されている後続台車移動用の軌条上を走行する台車上に載せて行うことができる。また、この軌条を撤去した後に管路Ｐの内底面上を走行するローラ台車上に載せて行ってもよい。そうすることにより移動空間が広く取れ、搬送性がよくなる。

土砂排出手段８の回収と軌条の撤去作業と共に掘削機本体３の第二隔壁５に回転自在に支持されたカッタ板６を、その外側スポーク体6bを中空スポーク体6a1 内に収納するか、或いは外側スポーク体6bを取り外すことによって、図４に示すように第一隔壁２の短筒形状の支持部材2'の内径とその外径が同径もしくは僅かに小径のカッタ板部6Aにする。このカッタ板６の縮径と共に掘削機本体３を外殻体１に連結している連結部材15を取り外す。なお、カッタ板部6Aの背面側に掘削機本体３の回収に邪魔になる土砂攪拌棒22が設けられている場合には、この土砂攪拌棒22も撤去しておく。

しかるのち、掘削機本体３の第二隔壁５の後端に突設しているブラケット23等に牽引用ロープ（図示せず）を連結して後方に牽引すると、掘削機本体３はその内殻体４の外周面に装着しているローラ11を外殻体１の内周面に敷設している軌条部材10上で転動させながら後方に移動し、第一隔壁２の短筒形状の支持部材2'に支持させている前部を、その前端部外周面に装着しているスペーサ部材4'を支持部材2'の内周面上を後方に摺動させながらこの支持部材2'から後方に離脱させると共にこの状態からさらに掘削機本体３を後退させて、カッタ板部6Aの外周面を図５、図６に示す第一隔壁２の支持部材2'の内周面上に挿嵌させた状態にして一旦、この位置で掘削機本体３の後退を停止させる。なお、カッタ板部6Aの外周面と支持部材2'の内周面との間に隙間が設けられていてもよい。

この状態においては、掘削機本体３の内殻体４の外周面における前側に装着しているローラ11、11は、第一隔壁２に設けているローラ装着用凹部９、９内から後方に離脱しているので、これらのローラ装着用凹部９、９の後方側から該ローラ装着用凹部９、９上に対向しているカッタ板部6Aの両側円弧状フレーム部材6a2 、6a2 の部分にカッタ板支持ローラ16、16を装着する。

このカッタ板支持ローラ16の装着作業は、該ローラ16を軸支しているローラ枠16a の上端面をフレーム部材6a2 の外周面におけるローラ装着部分に当接させる一方、このローラ枠16a と対向させて連結片16b をフレーム部材6a2 の内周面に当接させ、フレーム部材6a2 の前後端面から前後方向うに突設するこれらのローラ枠16a と連結片16b の前端部間と後端部間とをボルト16c によって連結してローラ枠16a と連結片16b とでフレーム部材6a2 を挟着することにより行われる。

しかるのち、再び、掘削機本体３を牽引すると、図７に示すように掘削機本体３を支持しながらガイドするローラ11とカッタ板支持ローラ16とが軌条部材10、10上を転動しながら掘削機本体３と共にカッタ板部6Aを管路Ｐ側に向かって移動させ、これらのローラ11、16が軌条部材10、10上からこの軌条部材10、10の頂面と面一に連続した管路Ｐの前端に達すると、図８に示すように軌条部材10からこの管路Ｐの内周面上を連続的に転動して掘削機本体３と共にカッタ板部6Aを発進立坑側に回収するものである。この回収時においては、カッタ板部6Aはカッタ板支持ローラ16、16によって支持されているので、ガイドローラ11、11によって支持されている掘削機本体３と共に安定した姿勢でもって円滑に回収することができる。

なお、回収された掘削機本体３やカッタ板部6A、土砂排出手段８等は、次のトンネル施工時に再び使用され、また、外殻体１はトンネル掘削壁面に埋設状態で残置させるが、この外殻体１に装着されている方向制御ジャッキ10等も取り外して撤去し、再使用を可能にするものである。

トンネル掘削機の縦断側面図。 カッタヘッドの正面図。 一部を断面したトンネル掘削機の背面図。 掘削機本体の回収開始時の状態を示す一部縦断側面図。 カッタ板部を第一隔壁の支持面に挿嵌させた状態の一部縦断側面図。 カッタ板支持ローラを装着した状態の正面図。 掘削機本体を再び回収を開始した状態の一部の縦断側面図。 管路内を回収中の一部を断面した側面面。

符号の説明

Ｔ トンネル
Ｐ 管路
１ 外殻体
２ 第一隔壁
３ 掘削機本体
４ 内殻体
５ 第二隔壁
６ カッタ板
6A 小径カッタ板部
７ 回転駆動手段
８ 掘削土砂排出手段
９ ローラ装着用凹部
10 軌条部材
11 掘削機本体のガイドローラ
16 カッタ板支持ローラ

Claims (3)

1. 前端部内周面に、その内周面に前後に延びる支持面を備えた円環形状の第一隔壁を設けていると共にこの第一隔壁の支持面の下周部における両側部に周方向に一定の間隔を存して後方に解放した一定幅のローラ装着用凹部を設けてなる外殻体と、この外殻体の第一隔壁に引き抜き可能に支持された内殻体に第二隔壁を一体に設けていると共にこの第二隔壁にカッタ板の回転駆動手段を配設し且つ内殻体の下周部外周面における前後端部に左右一対のローラを装着している掘削機本体と、第二隔壁に回転自在に支持されて上記外殻体の前方地盤を掘削するカッタ板とを備えてなるトンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら掘削跡に管路を形成したのち、この管路内を通じて上記掘削機本体を回収する方法であって、所定長のトンネルの掘削完了後に上記外殻体に対する内殻体の連結を解くと共に上記カッタ板を上記第一隔壁を通過可能な外径に縮小させたのち、掘削機本体と一体に後方に牽引して該カッタ板を第一隔壁の内周面に嵌合、支持させた状態で一旦停止させ、この状態にして第一隔壁に設けているローラ装着用凹部に面したカッタ板の外周面に該ローラ装着用凹部の空間を利用して左右一対のカッタ板支持ローラを装着し、しかるのち、掘削機本体と一体に牽引してそのカッタ板支持ローラを掘削機本体の上記ローラと共に管路上を転動させながら掘削機本体とカッタ板とを一体的に回収することを特徴とするトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法。
2. 外殻体の内周面の下周部に、第一隔壁に設けている左右一対のローラ装着用凹部から管路の前端に達し、且つ、頂面が管路の内周面と面一に連続する高さを有する軌条部材を敷設してあり、これらの軌条部材上を掘削機本体の支持ローラとカッタ板支持ローラとを転動させるように構成していることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法。
3. カッタ板は、回転中心から外径方向に向かって放射状に設けられ且つ前面に複数の掘削ビットを突設している複数本のスポーク体の外端部間を第一隔壁の内周面に沿うように円弧状に湾曲したフレーム部材によって連結して第一隔壁の内径よりも小径に形成したカッタ板部と、このカッタ板部における各スポーク体の外端から延長方向に出没自在に又は取り外し可能に突設していると共に前面に複数の掘削ビットを突設してなる外側スポーク体とからなる一方、カッタ板支持ローラはローラ枠に回転自在に支持されてあり、このローラ枠と連結片とによって上記フレーム部材の外周面における装着部分を該ローラ枠を外周面側にして配してボルトによりこれらのフレーム部材と連結片とをフレーム部材に着脱自在に挟着させることにより取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機における掘削機本体の回収方法。

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