JP6297832B2

JP6297832B2 - Tunnel excavator and tunnel excavation method

Info

Publication number: JP6297832B2
Application number: JP2013264885A
Authority: JP
Inventors: 杉山　雅彦; 雅彦杉山; 実保苅; 近藤　紀夫; 紀夫近藤; 由梨佐藤; 利之松原; 亮兼松
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: JP2015121034A

Description

本発明は、掘削により発生したずりを複数段のベルトコンベヤによって搬送するトンネル掘削機およびトンネル掘削工法に関する。 The present invention relates to a tunnel excavator and a tunnel excavation method for conveying shear generated by excavation by a plurality of stages of belt conveyors.

一般に、トンネル掘削機においては、カッタヘッドを回転させると共に、既設の覆工体やトンネル坑壁から推進反力を得て、掘削機本体を前進させることにより、前方の地山（切羽）を、カッタヘッドに装着されたカッタによって掘削することができる。このとき、地山の掘削に伴って発生したずりは、カッタヘッドを介して掘削機本体内に取り込まれた後、そのカッタヘッドの後方に設けられた複数段のコンベヤによって、所定の場所に搬送される。 Generally, in a tunnel excavator, while rotating the cutter head and obtaining a driving reaction force from the existing lining body or tunnel pit wall, the excavator body is advanced, It can be excavated by a cutter attached to the cutter head. At this time, the shear generated during excavation of the natural ground is taken into the excavator body via the cutter head, and then transported to a predetermined place by a multi-stage conveyor provided behind the cutter head. Is done.

また、上述したトンネル掘削機の中には、所謂、トンネルボーリングマシンを代表とした、硬質地盤掘削用のトンネル掘削機も提供されている。そして、このような、掘削対象地山を岩盤等の硬質地盤としたトンネル掘削機としては、例えば、特許文献１に開示されている。 Among the tunnel excavators described above, there are also provided tunnel excavators for excavating hard ground such as so-called tunnel boring machines. And as such a tunnel excavator which made the excavation target natural ground hard grounds, such as a rock, it is indicated by patent documents 1, for example.

特開２００２−４７７６号公報JP 2002-4776 A

ここで、硬質地盤掘削用のトンネル掘削機によって、トンネルを掘進していると、当該トンネル掘削機が、粘土層を含む断層破砕帯等の軟弱地盤に遭遇する場合がある。このように、トンネル掘削機が軟弱地盤に遭遇すると、当該トンネル掘削機が切羽の崩落や地山の変位によって拘束されることになる。この結果、その推進反力に抗する摩擦力が増大したり、掘削機本体におけるスライド部分に崩落土砂が噛み込んだりして、トンネル掘削機が掘進不能となるおそれがある。 Here, when a tunnel is excavated by a tunnel excavator for hard ground excavation, the tunnel excavator may encounter soft ground such as a fault crush zone including a clay layer. Thus, when a tunnel excavator encounters soft ground, the tunnel excavator is restrained by the collapse of the face or the displacement of the ground. As a result, the frictional force against the propulsion reaction force may increase, or the fallen earth and sand may bite into the slide portion of the excavator body, and the tunnel excavator may not be able to dig.

そこで、従来から、硬質地盤掘削用のトンネル掘削機が軟弱地盤に遭遇した際には、掘進を一旦停止させて、薬液を切羽前方に注入して、地山改良を行った後、人力や小型機械を利用して、トンネル掘削機に先行する先行トンネルを、軟弱地盤が終わるまで掘削するようにしていた。このとき、カッタヘッドには分割構造が採用されており、その分割されたカッタヘッド片を取り外すことにより、カッタヘッドに開口部を形成し、機材や小型機械の出し入れをその開口部を介して行うようにしている。 Therefore, conventionally, when a tunnel excavator for hard ground excavation encounters soft ground, after stopping the excavation and injecting chemicals in front of the face, improving the natural ground, human power and small size The machine was used to excavate the preceding tunnel preceding the tunnel excavator until the soft ground was finished. At this time, the cutter head has a divided structure, and by removing the divided cutter head piece, an opening is formed in the cutter head, and equipment and small machines are taken in and out through the opening. I am doing so.

しかしながら、上述したように、カッタヘッドの後方には、複数段のコンベヤが設置されているため、機材や小型機械の出し入れを行うための作業スペースを十分に確保することができない。 However, as described above, since a plurality of stages of conveyors are installed behind the cutter head, it is not possible to ensure a sufficient working space for taking in and out equipment and small machines.

このような問題を解決するため、複数段のコンベヤを取り外すことも考えられるが、これらのコンベヤを取り外すためには、コンベヤ自体を分解してばらす必要がある。よって、段取り時間を要するだけでなく、コンベヤの復元等の観点からも、そのような対処については、得策ではないと考えられる。 In order to solve such a problem, it is conceivable to remove a plurality of stages of conveyors. However, in order to remove these conveyors, it is necessary to disassemble the conveyors themselves. Therefore, not only the setup time is required, but also from the viewpoint of restoration of the conveyor and the like, it is considered that such a countermeasure is not a good measure.

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、軟弱地盤に遭遇した際に、人力や小型機械による先行トンネルの掘削作業を容易に行うことができるトンネル掘削機およびトンネル掘削工法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a tunnel excavator and a tunnel excavation method that can easily perform excavation work of a preceding tunnel by human power or a small machine when encountering soft ground when the present invention solves the above-mentioned problem. For the purpose.

上記課題を解決する第１の発明に係るトンネル掘削機は、
回転させたカッタヘッドによって地山を掘削しながら、その掘削に伴って発生したずりを、掘削機本体内に取り込んで、当該掘削機本体の後方に搬送することにより、トンネルを掘進するようにしたトンネル掘削機であって、
前記カッタヘッドに開口され、前記掘削機本体内と地山の切羽側とを連通させる開口部と、
前記開口部を開閉するように、前記カッタヘッドに支持される中心部カッタヘッドと、
前記カッタヘッドに形成されるずり取込口から取り込んだずりを、トンネル軸方向後方に向けて搬送する第１ベルトコンベヤと、
前記第１ベルトコンベヤの後端部を、下方に向けて押し下げる押し下げ手段と、
前記第１ベルトコンベヤをトンネル軸方向に移動させる第１移動手段と、
前端部が、前記第１ベルトコンベヤの後端部の下方に位置して、当該第１ベルトコンベヤの後端部と上下方向において重なり合うように配置される一方、後端部が、前記前端部よりも上方に配置され、前記第１ベルトコンベヤから受け渡されたずりを、トンネル軸方向後方に向けて搬送する傾斜ベルトコンベヤと、
前記傾斜ベルトコンベヤの後端部を上下方向に回転可能に支持し、前記傾斜ベルトコンベヤから受け渡されたずりを、トンネル軸方向後方に向けて搬送する水平ベルトコンベヤと、
前記水平ベルトコンベヤに設けられ、前記傾斜ベルトコンベヤの前端部を、当該傾斜ベルトコンベヤの後端部を回転中心として、上方に向けて跳ね上げる跳ね上げ手段と、
前記傾斜ベルトコンベヤ及び前記水平ベルトコンベヤをトンネル軸方向に移動させる第２移動手段とを備え、
前記第１ベルトコンベヤは、
前端部が前記開口部の近傍に位置して、前記ずり取込口から取り込んだずりを、トンネル軸方向後方に向けて搬送する水平部と、
前端部が、前記水平部の後端部に上下方向に回転可能に支持され、前記水平部から受け渡されたずりを、トンネル軸方向後方に向けて搬送する傾斜部と、
を備えたものであり、
前記押し下げ手段は、前記傾斜部の後端部を、前記傾斜部の前端部を回転中心として、下方に向けて押し下げることによって、前記傾斜部が跳ね上げられた傾斜ベルトコンベヤの下側に潜り込むことができるようにするものであり、
前記第１移動手段は、前記水平部の下部に配置されるものである
ことを特徴とする。 The tunnel excavator according to the first invention for solving the above-described problems is
While excavating the natural ground with the rotated cutter head, the shear generated by the excavation was taken into the excavator body and transported to the back of the excavator body to dig the tunnel. A tunnel excavator,
An opening that is opened in the cutter head and communicates the inside of the excavator body with the face of the natural mountain;
A center cutter head supported by the cutter head so as to open and close the opening;
A first belt conveyor that conveys the shear taken in from the shear inlet formed in the cutter head toward the rear in the tunnel axial direction;
Depressing means for depressing the rear end of the first belt conveyor downward;
First moving means for moving the first belt conveyor in the tunnel axial direction;
The front end portion is located below the rear end portion of the first belt conveyor and is arranged so as to overlap the rear end portion of the first belt conveyor in the vertical direction, while the rear end portion is more than the front end portion. And an inclined belt conveyor that conveys the shear transferred from the first belt conveyor toward the rear in the tunnel axial direction,
A horizontal belt conveyor that supports a rear end portion of the inclined belt conveyor so as to be rotatable in the vertical direction, and conveys the shear transferred from the inclined belt conveyor toward the rear in the tunnel axis direction;
Bounce-up means provided on the horizontal belt conveyor, and for raising the front end of the inclined belt conveyor upward with the rear end of the inclined belt conveyor as a rotation center;
A second moving means for moving the inclined belt conveyor and the horizontal belt conveyor in the tunnel axis direction;
The first belt conveyor is
A horizontal portion that transports the shearing taken in from the shearing intake port toward the rear in the tunnel axial direction, the front end portion being positioned in the vicinity of the opening;
A front end portion is supported by the rear end portion of the horizontal portion so as to be rotatable in the vertical direction, and an inclined portion that conveys the shear transferred from the horizontal portion toward the rear in the tunnel axis direction,
With
The pushing-down means pushes the rear end portion of the inclined portion downward with the front end portion of the inclined portion as the center of rotation, thereby entering the lower side of the inclined belt conveyor on which the inclined portion is flipped up. Is to be able to
The first moving means is arranged below the horizontal portion.

上記課題を解決する第２の発明に係るトンネル掘削機は、
前記跳ね上げ手段は、
前記傾斜ベルトコンベヤ及び前記水平ベルトコンベヤが前記第２移動手段によってトンネル軸方向後方に向けて移動した後に、前記傾斜ベルトコンベヤの前端部を跳ね上げ、
前記第１移動手段は、
前記傾斜ベルトコンベヤが前記跳ね上げ手段によって跳ね上げられた後に、前記第１ベルトコンベヤをトンネル軸方向後方に向けて移動させる
ことを特徴とする。 The tunnel excavator according to the second invention for solving the above-mentioned problems is
The jumping means is
After the inclined belt conveyor and the horizontal belt conveyor are moved rearward in the tunnel axial direction by the second moving means, the front end of the inclined belt conveyor is flipped up;
The first moving means includes
The first belt conveyor is moved rearward in the tunnel axial direction after the inclined belt conveyor is flipped up by the jump-up means.

上記課題を解決する第３の発明に係るトンネル掘削機は、
前記傾斜ベルトコンベヤの後端部に形成される長孔と、
前記水平ベルトコンベヤの前端部に設けられ、前記長孔を回転可能に支持する支持軸とを備え、
前記傾斜ベルトコンベヤの後端部を、前記支持軸及び前記長孔を介して、前記水平ベルトコンベヤの前端部に回転可能に支持することにより、前記傾斜ベルトコンベヤの前端部をトンネル幅方向に揺動可能とする
ことを特徴とする。 A tunnel excavator according to a third invention for solving the above-described problem is
A long hole formed in the rear end of the inclined belt conveyor;
A support shaft provided at the front end of the horizontal belt conveyor and rotatably supporting the elongated hole;
The rear end portion of the inclined belt conveyor is rotatably supported on the front end portion of the horizontal belt conveyor via the support shaft and the long hole, thereby swinging the front end portion of the inclined belt conveyor in the tunnel width direction. It is possible to move.

上記課題を解決する第４の発明に係るトンネル掘削機は、
前記押し下げ手段は、
前記傾斜ベルトコンベヤ及び前記水平ベルトコンベヤが前記第２移動手段によってトンネル軸方向後方に向けて移動した後に、前記第１ベルトコンベヤの後端部を押し下げる
ことを特徴とする。
上記課題を解決する第５の発明に係るトンネル掘削工法は、
回転させたカッタヘッドによって地山を掘削しながら、その掘削に伴って発生したずりを、掘削機本体内に取り込んで、当該掘削機本体の後方に搬送することにより、トンネルを掘進するようにしたトンネル掘削工法であって、
前記カッタヘッドに形成されるずり取込口から取り込んだずりをトンネル軸方向後方に向けて搬送する第１ベルトコンベヤを、水平部と傾斜部とで構成し、
前記第１ベルトコンベヤから受け渡されたずりをトンネル軸方向後方に向けて搬送する第２ベルトコンベヤを、傾斜ベルトコンベヤと水平ベルトコンベヤとで構成し、
前記カッタヘッドの後方に作業スペースを確保する際に、
前記第２ベルトコンベヤをトンネル軸方向後方に向けて移動した後に、前記傾斜ベルトコンベヤの前端部を跳ね上げて当該傾斜ベルトコンベヤを前記水平ベルトコンベヤと同じ高さで水平状態とし、
さらに、前記傾斜部の後端部を押し下げて当該傾斜部を前記水平部と同じ高さで水平状態とした後に、前記第１ベルトコンベヤをトンネル軸方向後方に向けて移動することによって、前記傾斜部を傾斜ベルトコンベヤの下側に潜り込ませる
ことを特徴とする。 A tunnel excavator according to a fourth invention for solving the above-described problem is
The pressing means is
After the inclined belt conveyor and the horizontal belt conveyor are moved rearward in the tunnel axis direction by the second moving means, the rear end portion of the first belt conveyor is pushed down.
The tunnel excavation method according to the fifth invention for solving the above problem is as follows.
While excavating the natural ground with the rotated cutter head, the shear generated by the excavation was taken into the excavator body and transported to the back of the excavator body to dig the tunnel. Tunnel excavation method,
A first belt conveyor that conveys the shear taken in from the shear inlet formed in the cutter head toward the rear in the tunnel axis direction is constituted by a horizontal portion and an inclined portion,
A second belt conveyor that conveys the shear transferred from the first belt conveyor toward the rear in the tunnel axial direction, and is composed of an inclined belt conveyor and a horizontal belt conveyor;
When securing a working space behind the cutter head,
After moving the second belt conveyor toward the rear in the tunnel axial direction, the front end of the inclined belt conveyor is flipped up so that the inclined belt conveyor is in a horizontal state at the same height as the horizontal belt conveyor,
Further, the rear end portion of the inclined portion is pushed down so that the inclined portion is in a horizontal state at the same height as the horizontal portion, and then the first belt conveyor is moved rearward in the tunnel axial direction , thereby inclining the inclined portion. It is characterized in that the portion is submerged under the inclined belt conveyor .

従って、本発明に係るトンネル掘削機およびトンネル掘削工法によれば、ずり搬送用に設けた複数段のベルトコンベヤを、トンネル軸方向後方に向けて効率良く退避させることができるので、カッタヘッドの後方において、機材や小型機械の出し入れを行うための作業スペースを、十分に確保することができる。これにより、軟弱地盤に遭遇した際における、人力や小型機械による先行トンネルの掘削作業を、その作業スペースを使用して、容易に行うことができる。 Therefore, according to the tunnel excavator and the tunnel excavation method according to the present invention, the plurality of belt conveyors provided for shear transfer can be efficiently retracted toward the rear in the tunnel axial direction, so that the rear of the cutter head Therefore, it is possible to secure a sufficient working space for taking in and out of equipment and small machines. Thereby, when encountering the soft ground, excavation work of the preceding tunnel by human power or a small machine can be easily performed using the work space.

本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の断面図である。It is sectional drawing of the tunnel excavator which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の正面図である。1 is a front view of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention. カッタヘッドの中心部カッタヘッドが全開したときの様子を示した図である。It is the figure which showed the mode when the center part cutter head of a cutter head opened fully. 第２ベルトコンベヤにおけるヒンジ構造を示した図であって、（ａ）はそのヒンジ構造の平面図、（ｂ）はそのヒンジ構造の側面図である。It is the figure which showed the hinge structure in the 2nd belt conveyor, Comprising: (a) is a top view of the hinge structure, (b) is a side view of the hinge structure. 第１ベルトコンベヤ及び第２ベルトコンベヤの後退動作を順に示した図であって、（ａ）はずりを搬送するときの様子を示した図、（ｂ）は第２ベルトコンベヤを後退させたときの様子を示した図、（ｃ）は傾斜ベルトコンベヤを跳ね上げたときの様子を示した図、（ｄ）は第１ベルトコンベヤを後退させたときの様子を示した図である。It is the figure which showed reverse operation of a 1st belt conveyor and a 2nd belt conveyor in order, Comprising: (a) The figure which showed the mode at the time of conveying a bend, (b) is when the 2nd belt conveyor is retracted The figure which showed the mode, (c) is the figure which showed the mode when the inclined belt conveyor was flipped up, (d) is the figure which showed the mode when the 1st belt conveyor was retracted. 第１ベルトコンベヤ及び第２ベルトコンベヤの他の後退動作を順に示した図であって、（ａ）は第２ベルトコンベヤを後退させたときの様子を示した図、（ｂ）は傾斜部を押し下げると共に傾斜ベルトコンベヤを跳ね上げたときの様子を示した図、（ｃ）は第１ベルトコンベヤを後退させたときの様子を示した図である。It is the figure which showed the other backward movement of the 1st belt conveyor and the 2nd belt conveyor in order, Comprising: (a) is a figure which showed the mode when the 2nd belt conveyor was retracted, (b) is an inclined part. The figure which showed the mode when the inclined belt conveyor was pushed up while pushing down, (c) is the figure which showed the mode when the 1st belt conveyor was retracted.

以下、本発明に係るトンネル掘削について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, tunnel excavation according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１及び図２に示すように、トンネル掘削機１は、例えば、硬質地盤掘削用のトンネルボーリングマシンであって、円筒状の掘削機本体（スキンプレート）１０と、円盤状のカッタヘッド２０とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the tunnel excavator 1 is a tunnel boring machine for hard ground excavation, for example, and includes a cylindrical excavator body (skin plate) 10, a disc-shaped cutter head 20, and the like. It has.

カッタヘッド２０の中央部には、枠状の支持部材２１が設けられており、この支持部材２１の内側には、矩形の開口部２１ａが形成されている。この開口部２１ａは、掘削機本体１０と地山の切羽側とを連通するものとなっている。そして、開口部２１ａには、中心部カッタヘッド２２が開閉可能に支持されている。この枠状の中心部カッタヘッド２２は、その下辺部が支持部材２１の下辺部にヒンジを介して支持されており、掘削機本体１０の後方（トンネル軸方向後方）に向けて開くようになっている。 A frame-shaped support member 21 is provided at the center of the cutter head 20, and a rectangular opening 21 a is formed inside the support member 21. The opening 21a communicates the excavator body 10 with the face of the natural ground. A center cutter head 22 is supported by the opening 21a so as to be openable and closable. The frame-shaped central cutter head 22 has a lower side supported by a lower side of the support member 21 via a hinge, and opens toward the rear of the excavator body 10 (backward in the tunnel axis direction). ing.

また、カッタヘッド２０の前面には、長尺となる１本のカッタスポーク２３と、短尺となる２本のカッタスポーク２４とが、そのカッタヘッド２０の径方向に延設されている。これらカッタスポーク２３，２４は、支持部材２１を跨ぐように配置されると共に、中心部カッタヘッド２２内において互いに直交するように接続されている。つまり、カッタスポーク２３は、カッタヘッド２０の中心を通るように配置されており、カッタスポーク２４は、その径方向内側端部がカッタスポーク２３の中央部を左右両側から挟み込むように配置されている。 In addition, on the front surface of the cutter head 20, one long cutter spoke 23 and two short cutter spokes 24 extend in the radial direction of the cutter head 20. The cutter spokes 23 and 24 are disposed so as to straddle the support member 21 and are connected to be orthogonal to each other in the center cutter head 22. That is, the cutter pork 23 is disposed so as to pass through the center of the cutter head 20, and the cutter pork 24 is disposed such that the radially inner end thereof sandwiches the central portion of the cutter pork 23 from both the left and right sides. .

更に、カッタヘッド２０の前面には、４枚の面板２５が設けられている。これら面板２５は、支持部材２１及びカッタスポーク２３，２４に囲まれた位置において、扇状をなして配置されている。 Further, four face plates 25 are provided on the front surface of the cutter head 20. These face plates 25 are arranged in a fan shape at a position surrounded by the support member 21 and the cutter spokes 23 and 24.

ここで、中心部カッタヘッド２２には、ずり取込口２２ａが、その中心部カッタヘッド２２の外枠とカッタスポーク２３，２４とに囲まれた４つの角部において、開口している。また、カッタスポーク２３には、ずり取込口２３ａが開口している。更に、カッタヘッド２０の前面には、ずり取込口２６が、支持部材２１、カッタスポーク２３，２４、及び、面板２５に囲まれた位置において、開口している。 Here, in the central cutter head 22, a shear inlet 22 a is opened at four corners surrounded by the outer frame of the central cutter head 22 and the cutter spokes 23 and 24. Further, the cut-in porch 23 has a shear inlet 23a. Further, a shear inlet 26 is opened on the front surface of the cutter head 20 at a position surrounded by the support member 21, the cutter spokes 23 and 24, and the face plate 25.

そして、カッタスポーク２３，２４及び面板２５には、複数のディスクカッタ２７が回転可能に支持されている。これらディスクカッタ２７は、カッタスポーク２３，２４及び面板２５の前面から突出した状態で、支持されている。一方、カッタスポーク２３，２４の長手方向左右両縁部には、複数のカッタビット２８が、その長手方向に沿うように、且つ、ずり取込口２２ａ，２６を臨むように装着されている。 A plurality of disc cutters 27 are rotatably supported by the cutter spokes 23 and 24 and the face plate 25. These disk cutters 27 are supported in a state of protruding from the front surfaces of the cutter spokes 23 and 24 and the face plate 25. On the other hand, a plurality of cutter bits 28 are mounted on the left and right edges of the longitudinal direction of the cutter spokes 23, 24 so as to extend along the longitudinal direction and face the shear inlets 22a, 26.

また、掘削機本体１０の前端部における内周面には、カッタ旋回用モータ１１及び軸受１３が設けられており、このうち、カッタ旋回用モータ１１の出力軸には、駆動ギヤ１２が装着されている。一方、カッタヘッド２０の後部には、リング状の摺動部３１が形成されており、この摺動部３１の後端面には、内歯を有するリングギヤ３２が設けられている。即ち、摺動部３１は、軸受１３を介して、掘削機本体１０の内周面に回転可能に支持されており、リングギヤ３２は、カッタ旋回用モータ１１の駆動ギヤ１２と噛み合っている。 Further, a cutter turning motor 11 and a bearing 13 are provided on the inner peripheral surface of the front end portion of the excavator body 10, and among these, a drive gear 12 is attached to the output shaft of the cutter turning motor 11. ing. On the other hand, a ring-shaped sliding portion 31 is formed at the rear portion of the cutter head 20, and a ring gear 32 having internal teeth is provided on the rear end surface of the sliding portion 31. That is, the sliding portion 31 is rotatably supported on the inner peripheral surface of the excavator body 10 via the bearing 13, and the ring gear 32 is engaged with the drive gear 12 of the cutter turning motor 11.

従って、カッタ旋回用モータ１１を駆動させることにより、駆動ギヤ１２及びリングギヤ３２を介して、カッタヘッド２０をその中心軸周りに回転させることができる。これにより、カッタヘッド２０に装着されたディスクカッタ２７及びカッタビット２８が、カッタヘッド２０の中心軸周りに旋回することになり、当該ディスクカッタ２７及びカッタビット２８によって、地山の切羽を掘削することができる。このとき、地山の掘削に伴って発生したずりは、ずり取込口２２ａ，２３ａ，２６を介して、カッタヘッド２０の後方に（掘削機本体１０の前端部内に）取り込まれる。 Therefore, by driving the cutter turning motor 11, the cutter head 20 can be rotated around the central axis via the drive gear 12 and the ring gear 32. As a result, the disc cutter 27 and the cutter bit 28 mounted on the cutter head 20 turn around the central axis of the cutter head 20, and the face of the natural ground is excavated by the disc cutter 27 and the cutter bit 28. be able to. At this time, the shear generated during excavation of the natural ground is taken into the rear of the cutter head 20 (in the front end portion of the excavator main body 10) through the shear inlets 22a, 23a, and 26.

また、掘削機本体１０の後端部内には、覆工部材としてのセグメントＳを組み立てるためのエレクタ装置（図示省略）が設けられている。セグメントＳは、掘削したトンネルの内壁面形状に沿うような環片となっている。従って、エレクタ装置を駆動させることにより、複数のセグメントＳをトンネル周方向に沿ってリング状に組み付けて、その真円保持を行うことができる。これにより、トンネル構造体を構築することができる。 Further, in the rear end portion of the excavator body 10, an erector device (not shown) for assembling the segment S as a lining member is provided. The segment S is a ring piece along the inner wall surface shape of the excavated tunnel. Accordingly, by driving the erector device, the plurality of segments S can be assembled in a ring shape along the circumferential direction of the tunnel, and the perfect circle can be held. Thereby, a tunnel structure can be constructed.

更に、掘削機本体１０に設けられたエレクタ装置の後方には、推進装置（図示省略）が設けられている。この推進装置においては、グリッパによって、組み立てられたセグメントＳ（トンネル構造体）から推進反力を取り、スラストジャッキによって、回転駆動するカッタヘッド２０を前進させることが基本構成となっており、それぞれが独立駆動する２組のグリッパ及びスラストジャッキを備えたダブルグリッパ方式を採用している。 Further, a propulsion device (not shown) is provided behind the erector device provided in the excavator body 10. In this propulsion apparatus, the basic structure is that the propulsion reaction force is taken from the assembled segment S (tunnel structure) by the gripper, and the cutter head 20 that is rotationally driven is advanced by the thrust jack. A double gripper system with two sets of grippers and thrust jacks that are driven independently is adopted.

つまり、トンネル掘削機１においては、一方の組のグリッパをセグメントＳの内周面に押し付けて、そのセグメントＳとの摩擦力を推進反力として掘進し、一方の組のスラストジャッキのストローク分掘進した後、他方の組のグリッパをセグメントＳの内周面に押し付けて、一方の組のグリッパを縮めてから、一方の組のスラストジャッキを縮めるようにしている。 That is, in the tunnel excavator 1, one set of grippers is pressed against the inner peripheral surface of the segment S, and the frictional force with the segment S is digged as a propulsion reaction force. After that, the other set of grippers is pressed against the inner peripheral surface of the segment S to shrink one set of grippers and then the other set of thrust jacks.

このように、一方の組のグリッパ及びスラストジャッキの伸長によって掘進を行っている間に、他方の組のグリッパ及びスラストジャッキの短縮によって次の掘進準備を行い、これら掘進及び掘進準備を交互に繰り返すことにより、トンネル掘削機１全体が絶え間なく掘進することができる。 In this way, while performing excavation by extending one set of grippers and thrust jacks, preparation for the next excavation is performed by shortening the other set of grippers and thrust jacks, and these excavations and preparations are repeated alternately. As a result, the entire tunnel excavator 1 can dig continuously.

そして、掘削機本体１０の前端部内に取り込まれたずりは、第１ベルトコンベヤ４１及び第２ベルトコンベヤ５１によって、ずり台車６０に搬送されるようになっている（図５（ａ）参照）。 And the shear taken in in the front-end part of the excavator main body 10 is conveyed by the 1st belt conveyor 41 and the 2nd belt conveyor 51 to the shear cart 60 (refer Fig.5 (a)).

ここで、図１，図４，及び、図５（ａ）に示すように、第１ベルトコンベヤ４１及び第２ベルトコンベヤ５１は、掘削機本体１０の内部から既設のセグメントＳ（トンネル構造体）の内部に亘って順に配置されている。 Here, as shown in FIGS. 1, 4, and 5 (a), the first belt conveyor 41 and the second belt conveyor 51 are provided from the inside of the excavator body 10 with an existing segment S (tunnel structure). Are arranged in order over the interior of each.

第１ベルトコンベヤ４１は、前方側の水平部４１ａと、後方側の傾斜部４１ｂとから構成されている。 The first belt conveyor 41 includes a front horizontal portion 41a and a rear inclined portion 41b.

水平部４１ａは、トンネル軸方向に水平となるように延在しており、掘削機本体１０の内部とトンネル構造体とに跨って配置されている。そして、水平部４１ａの前端部は、カッタヘッド２０の中心部カッタヘッド２２が後方に向けて全開したときにその中心部カッタヘッド２２と接触する程度に、カッタヘッド２０の後部に接近して配置されている。 The horizontal portion 41a extends so as to be horizontal in the tunnel axis direction, and is disposed across the inside of the excavator body 10 and the tunnel structure. The front end portion of the horizontal portion 41a is disposed close to the rear portion of the cutter head 20 to such an extent that the center portion cutter head 22 of the cutter head 20 contacts the center portion cutter head 22 when fully opened rearward. Has been.

また、水平部４１ａの前端部には、ホッパ４２が設けられており、このホッパ４２は、カッタヘッド２０のずり取込口２２ａ，２３ａ，２６を介して取り込まれたずりを捕集するものとなっている。更に、水平部４１ａの下部には、第１移動台車（第１移動手段）４３が設けられており、この第１移動台車４３は、トンネル軸方向に移動可能となっている。即ち、第１移動台車４３を移動させることにより、第１ベルトコンベヤ４１をトンネル軸方向に移動させることができる。 Further, a hopper 42 is provided at the front end portion of the horizontal portion 41a, and this hopper 42 collects the shear taken in through the shear inlets 22a, 23a, 26 of the cutter head 20. It has become. Further, a first moving carriage (first moving means) 43 is provided below the horizontal portion 41a, and the first moving carriage 43 is movable in the tunnel axis direction. That is, by moving the first moving carriage 43, the first belt conveyor 41 can be moved in the tunnel axis direction.

一方、傾斜部４１ｂは、その前端部から後端部に向かうに従って、上方に漸次傾斜しており、トンネル構造体の内部に配置されている。つまり、傾斜部４１ｂの前端部は、水平部４１ａと同じ高さに位置しており、傾斜部４１ｂの後端部は、水平部４１ａよりも上方に位置している。そして、その傾斜部４１ｂの後端部は、吊り具４４によって、セグメントＳの内周面に支持されている。なお、吊り具４４は、セグメントＳ及び傾斜部４１ｂに対して、取り外し可能となっている。 On the other hand, the inclined portion 41b is gradually inclined upward as it goes from the front end portion to the rear end portion, and is disposed inside the tunnel structure. That is, the front end portion of the inclined portion 41b is located at the same height as the horizontal portion 41a, and the rear end portion of the inclined portion 41b is located above the horizontal portion 41a. The rear end portion of the inclined portion 41 b is supported on the inner peripheral surface of the segment S by the hanger 44. The hanger 44 is removable from the segment S and the inclined portion 41b.

これに対して、第２ベルトコンベヤ５１は、前方側の傾斜ベルトコンベヤ５２と、後方側の水平ベルトコンベヤ５３とから構成されており、それら双方がトンネル構造体の内部に配置されている。 On the other hand, the 2nd belt conveyor 51 is comprised from the inclination belt conveyor 52 of the front side, and the horizontal belt conveyor 53 of the back side, and both are arrange | positioned inside the tunnel structure.

傾斜ベルトコンベヤ５２は、その前端部から後端部に向かうに従って、上方に漸次傾斜するように配置されている。傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部は、傾斜部４１ｂの後端部よりも下方に位置しており、その傾斜部４１ｂの後端部とは上下方向において重なり合うように配置されている。更に、傾斜ベルトコンベヤ５２の後端部は、傾斜部４１ｂの後端部よりも上方に位置しており、水平ベルトコンベヤ５３の前端部に上下方向に回転可能に支持されている。 The inclined belt conveyor 52 is disposed so as to be gradually inclined upward from the front end portion toward the rear end portion. The front end portion of the inclined belt conveyor 52 is located below the rear end portion of the inclined portion 41b, and is arranged so as to overlap the rear end portion of the inclined portion 41b in the vertical direction. Further, the rear end portion of the inclined belt conveyor 52 is positioned above the rear end portion of the inclined portion 41 b and is supported by the front end portion of the horizontal belt conveyor 53 so as to be rotatable in the vertical direction.

一方、水平ベルトコンベヤ５３は、トンネル軸方向に水平となるように延在している。また、水平ベルトコンベヤ５３の下部には、第２移動台車（第２移動手段）５６が設けられており、この第２移動台車５６は、トンネル軸方向に移動可能となっている。即ち、第２移動台車５６を移動させることにより、第２ベルトコンベヤ５１をトンネル軸方向に移動させることができる。 On the other hand, the horizontal belt conveyor 53 extends so as to be horizontal in the tunnel axis direction. A second moving carriage (second moving means) 56 is provided below the horizontal belt conveyor 53, and the second moving carriage 56 is movable in the tunnel axis direction. That is, by moving the second movable carriage 56, the second belt conveyor 51 can be moved in the tunnel axis direction.

ここで、第２ベルトコンベヤ５１においては、傾斜ベルトコンベヤ５２の後端部と水平ベルトコンベヤ５３の前端部との連結に、ヒンジ構造を採用している。 Here, in the second belt conveyor 51, a hinge structure is employed to connect the rear end portion of the inclined belt conveyor 52 and the front end portion of the horizontal belt conveyor 53.

具体的に、図４（ａ），（ｂ）に示すように、水平ベルトコンベヤ５３の前端部における左右両側部には、左右一対の支持軸５４が固定されると共に、左右一対の連結板５３ａが形成されている。連結板５３ａは、水平ベルトコンベヤ５３の前端部から前方に向かうに従って下方に傾斜して、その下端部が傾斜ベルトコンベヤ５２の後端部の下側に潜り込むように配置されている。そして、連結板５３ａの下端部には、油圧式のリフトジャッキ（跳ね上げ手段）５５が支持されている。 Specifically, as shown in FIGS. 4A and 4B, a pair of left and right support shafts 54 are fixed to the left and right sides of the front end of the horizontal belt conveyor 53, and a pair of left and right connecting plates 53a. Is formed. The connecting plate 53 a is arranged so as to incline downward from the front end portion of the horizontal belt conveyor 53 toward the front, and the lower end portion of the connecting plate 53 a sinks below the rear end portion of the inclined belt conveyor 52. A hydraulic lift jack (bounce-up means) 55 is supported at the lower end of the connecting plate 53a.

更に、対向した連結板５３ａ間には、傾斜板５３ｂが支持されている。この傾斜板５３ｂは、所定の傾斜角度で前方に向かうに従って下方に傾斜しており、傾斜ベルトコンベヤ５２の後端部における下面をその下方から支えるものとなっている。 Further, an inclined plate 53b is supported between the opposing connecting plates 53a. The inclined plate 53b is inclined downward toward the front at a predetermined inclination angle, and supports the lower surface of the rear end portion of the inclined belt conveyor 52 from below.

一方、傾斜ベルトコンベヤ５２の後端部における左右両側部には、左右一対の長孔５２ａが形成されている。この長孔５２ａは、水平ベルトコンベヤ５３に固定された支持軸５４に回転可能に支持されており、その長径が傾斜ベルトコンベヤ５２の長手方向に沿うように開口されている。また、上記左右両側部には、リフトジャッキ５５が連結されている。 On the other hand, a pair of left and right elongated holes 52 a are formed in the left and right sides of the rear end of the inclined belt conveyor 52. The long hole 52 a is rotatably supported by a support shaft 54 fixed to the horizontal belt conveyor 53, and the long diameter of the long hole 52 a is opened along the longitudinal direction of the inclined belt conveyor 52. Further, lift jacks 55 are connected to the left and right sides.

これにより、リフトジャッキ５５を短縮させた状態では、傾斜ベルトコンベヤ５２の後端部が水平ベルトコンベヤ５３の傾斜板５３ｂ上に保持されることになる。よって、傾斜ベルトコンベヤ５２は、所定の傾斜角度で傾斜する傾斜状態となり、ずりの搬送が可能となる。 Thereby, in a state where the lift jack 55 is shortened, the rear end portion of the inclined belt conveyor 52 is held on the inclined plate 53 b of the horizontal belt conveyor 53. Therefore, the inclined belt conveyor 52 is in an inclined state inclined at a predetermined inclination angle, and can carry a shear.

また、リフトジャッキ５５を伸長させた状態では、傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部が、その後端部（支持軸５４）を回転中心として、上方に向けて跳ね上がることになる。よって、傾斜ベルトコンベヤ５２は、水平ベルトコンベヤ５３と同じ高さで水平状態となり、詳細は後述するが、第１ベルトコンベヤ４１のトンネル軸方向後方への退避を許可とする。 In the state where the lift jack 55 is extended, the front end portion of the inclined belt conveyor 52 jumps upward with the rear end portion (support shaft 54) as the rotation center. Therefore, the inclined belt conveyor 52 is in a horizontal state at the same height as the horizontal belt conveyor 53, and the details will be described later, but the first belt conveyor 41 is allowed to be retracted rearward in the tunnel axis direction.

更に、傾斜ベルトコンベヤ５２を水平ベルトコンベヤ５３に回転可能に支持する際の支持孔（取付孔）として、長孔５２ａを採用し、この長孔５２ａをその長径が傾斜ベルトコンベヤ５２の長手方向に沿うように形成させることにより、傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部は、その後端部（支持軸５４）を支点として、トンネル幅方向に揺動可能となる。 Further, a long hole 52 a is adopted as a support hole (mounting hole) when the inclined belt conveyor 52 is rotatably supported by the horizontal belt conveyor 53, and the long diameter of the long hole 52 a extends in the longitudinal direction of the inclined belt conveyor 52. By forming it along, the front end portion of the inclined belt conveyor 52 can swing in the tunnel width direction with the rear end portion (support shaft 54) as a fulcrum.

よって、トンネル掘削機１が屈曲したトンネルを掘削する場合には、その曲率の大きさに応じて、傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部をトンネル幅方向に揺動させることができるので、傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部を第１ベルトコンベヤ４１における傾斜部４１ｂの後端部に追従させることができる。よって、屈曲したトンネルを掘削する場合でも、第１ベルトコンベヤ４１から第２ベルトコンベヤ５１へのずりの受け渡しを高精度に行うことができる。 Therefore, when the tunnel excavator 1 excavates a bent tunnel, the front end portion of the inclined belt conveyor 52 can be swung in the tunnel width direction according to the magnitude of the curvature. The front end portion of the first belt conveyor 41 can be made to follow the rear end portion of the inclined portion 41b. Therefore, even when excavating a bent tunnel, the transfer of the shear from the first belt conveyor 41 to the second belt conveyor 51 can be performed with high accuracy.

次に、上述したトンネル掘削機１の動作について、図１、図３、図５を用いて詳細に説明する。 Next, operation | movement of the tunnel excavator 1 mentioned above is demonstrated in detail using FIG.1, FIG.3, FIG.5.

先ず、トンネル掘削機１が岩盤等の硬質地盤を掘削する場合には、図１に示すように、カッタヘッド２０を回転させながら、上述した推進装置及びエレクタ装置を駆動させることにより、地山の切羽をディスクカッタ２７及びカッタビット２８によって掘削すると共に、セグメントＳをトンネル周方向に沿って組み立てる。つまり、掘削作業と覆工作業とが同時進行で行われることになる。 First, when the tunnel excavator 1 excavates hard ground such as rock, as shown in FIG. 1, the propulsion device and the erector device described above are driven while rotating the cutter head 20, thereby The face is excavated by the disc cutter 27 and the cutter bit 28, and the segment S is assembled along the circumferential direction of the tunnel. That is, excavation work and lining work are performed simultaneously.

これと同時に、第１ベルトコンベヤ４１及び第２ベルトコンベヤ５１も駆動されている。これにより、図１及び図５（ａ）に示すように、地山の掘削に伴って発生したずりは、カッタヘッド２０のずり取込口２２ａ，２３ａ，２６を介して、ホッパ４２内に取り込まれた後、第１ベルトコンベヤ４１における水平部４１ａの前端部上に受け渡される。 At the same time, the first belt conveyor 41 and the second belt conveyor 51 are also driven. As a result, as shown in FIGS. 1 and 5 (a), the shear generated in the excavation of the natural ground is taken into the hopper 42 through the shear inlets 22a, 23a, and 26 of the cutter head 20. Then, it is delivered onto the front end portion of the horizontal portion 41a in the first belt conveyor 41.

次いで、水平部４１ａの前端部上に受け渡されたずりは、その第１ベルトコンベヤ４１における傾斜部４１ｂの後端部に向けて搬送された後、第２ベルトコンベヤ５１における傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部上に受け渡される。そして、傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部上に受け渡されたずりは、その第２ベルトコンベヤ５１における水平ベルトコンベヤ５３の後端部に向けて搬送された後、ずり台車６０に排出される。 Next, the shear transferred on the front end of the horizontal portion 41 a is conveyed toward the rear end of the inclined portion 41 b in the first belt conveyor 41, and then the inclined belt conveyor 52 in the second belt conveyor 51. Delivered on the front end. The shear delivered to the front end portion of the inclined belt conveyor 52 is conveyed toward the rear end portion of the horizontal belt conveyor 53 in the second belt conveyor 51 and then discharged to the shear cart 60.

ここで、トンネル掘削機１による掘削対象地山が、岩盤等の硬質地盤から、粘土層を含む断層破砕帯等の軟弱地盤に変化した場合、即ち、トンネル掘削機１が軟弱地盤に遭遇した場合には、トンネル掘削機１が切羽の崩落や地山の変位によって拘束され、その推進反力に抗する摩擦力が増大することになり、当該トンネル掘削機１が掘進不能となるおそれがある。 Here, when the ground excavated by the tunnel excavator 1 changes from a hard ground such as a rock to a soft ground such as a fault fracture zone including a clay layer, that is, when the tunnel excavator 1 encounters a soft ground. In this case, the tunnel excavator 1 is restrained by the collapse of the face or the displacement of the ground, and the frictional force against the propulsion reaction force increases, which may cause the tunnel excavator 1 to be unable to dig.

そこで、本発明に係るトンネル掘削機１においては、軟弱地盤の掘削に対応するため、当該軟弱地盤に遭遇すると、掘進を一旦停止して、薬液を薬液注入装置（図示省略）によって切羽前方に注入して、地山改良を行う。その後、人力や小型機械を利用して、トンネル掘削機１に先行する先行トンネルＴ（図３参照）を、軟弱地盤が終わるまで掘削する。 Therefore, in the tunnel excavator 1 according to the present invention, in order to cope with the excavation of the soft ground, when encountering the soft ground, the excavation is temporarily stopped and the chemical solution is injected in front of the face by a chemical solution injection device (not shown). Then, improve the natural ground. Thereafter, the preceding tunnel T (see FIG. 3) preceding the tunnel excavator 1 is excavated by using human power or a small machine until the soft ground is finished.

そして、トンネル掘削機１においては、上述したような先行トンネルＴの掘削作業に先立って、開口部２１ａに対して機材や小型機械の出し入れを行うための作業スペースを確保することを目的として、ずり搬送用に設けた第１ベルトコンベヤ４１及び第２ベルトコンベヤ５１の後退作業を行うようにしている。 Then, in the tunnel excavator 1, prior to excavation work of the preceding tunnel T as described above, for the purpose of securing a work space for taking in and out equipment and small machines with respect to the opening 21a, shearing is performed. The first belt conveyor 41 and the second belt conveyor 51 provided for conveyance are moved backward.

具体的には、先ず、図５（ａ）に示すように、トンネル掘削機１が硬質地盤中を掘進しているときには、取り込んだずりを、第１ベルトコンベヤ４１と第２ベルトコンベヤ５１とに順に受け渡して、ずり台車６０に排出する。 Specifically, first, as shown in FIG. 5A, when the tunnel excavator 1 is excavating in the hard ground, the taken-in shear is transferred to the first belt conveyor 41 and the second belt conveyor 51. The materials are sequentially delivered and discharged to the shear cart 60.

ここで、カッタヘッド２０が軟弱地盤に到達すると、トンネル掘削機１の掘進を停止させる。即ち、カッタ旋回用モータ１１、エレクタ装置、推進装置、第１ベルトコンベヤ４１、及び、第２ベルトコンベヤ５１等の駆動を停止させる。 Here, when the cutter head 20 reaches the soft ground, the excavation of the tunnel excavator 1 is stopped. That is, the drive of the cutter turning motor 11, the erector device, the propulsion device, the first belt conveyor 41, the second belt conveyor 51, and the like is stopped.

次いで、図５（ｂ）に示すように、第２移動台車５６をトンネル軸方向後方に移動させることにより、第２ベルトコンベヤ５１をトンネル軸方向後方に退避させる。このとき、第２ベルトコンベヤ５１を後退させる際には、傾斜部４１ｂの後端部と傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部との間で、上下方向において重なり合う部分が無くなるまで、第２移動台車５６を移動させる。 Next, as shown in FIG. 5B, the second belt conveyor 51 is retracted rearward in the tunnel axial direction by moving the second movable carriage 56 rearward in the tunnel axial direction. At this time, when the second belt conveyor 51 is moved backward, the second movable carriage 56 is moved until there is no overlapping portion in the vertical direction between the rear end portion of the inclined portion 41b and the front end portion of the inclined belt conveyor 52. Move.

そして、図５（ｃ）に示すように、リフトジャッキ５５を伸長させることにより、傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部を、その後端部を回転中心として、上方に向けて跳ね上げる。このとき、跳ね上げられた傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部は、傾斜部４１ｂの後端部よりも上方に配置され、当該傾斜ベルトコンベヤ５２は、水平ベルトコンベヤ５３と同じ高さで水平状態となる。 And as shown in FIG.5 (c), by extending the lift jack 55, the front-end part of the inclination belt conveyor 52 jumps up toward the upper part centering on the rear-end part. At this time, the front end portion of the inclined belt conveyor 52 that is flipped up is disposed above the rear end portion of the inclined portion 41b, and the inclined belt conveyor 52 is in a horizontal state at the same height as the horizontal belt conveyor 53. .

次いで、図５（ｄ）に示すように、吊り具４４を取り外した後、第１移動台車４３をトンネル軸方向後方に移動させることにより、第１ベルトコンベヤ４１をトンネル軸方向後方に退避させる。これにより、傾斜部４１ｂが、跳ね上げられた傾斜ベルトコンベヤ５２の下側に潜り込み、第１ベルトコンベヤ４１は掘削機本体１０内から完全に後退する。これに伴って、カッタヘッド２０の後方（掘削機本体１０内）に、開口部２１ａに対して機材や小型機械の出し入れを行うための作業スペースが確保される。 Next, as shown in FIG. 5 (d), the first belt conveyor 41 is retracted rearward in the tunnel axial direction by moving the first movable carriage 43 rearward in the tunnel axial direction after removing the suspension tool 44. As a result, the inclined portion 41b sinks under the slanted belt conveyor 52 that is flipped up, and the first belt conveyor 41 is completely retracted from the excavator body 10. Along with this, a working space is secured behind the cutter head 20 (inside the excavator body 10) for inserting and removing equipment and small machines with respect to the opening 21a.

そして、図３及び図５（ｄ）に示すように、カッタヘッド２０の中心部カッタヘッド２２を開けて、開口部２１ａを開放する。このとき、第１ベルトコンベヤ４１が掘削機本体１０内から完全に後退しているため、中心部カッタヘッド２２は、第１ベルトコンベヤ４１に接触することなく、開閉可能となっている。 Then, as shown in FIG. 3 and FIG. 5D, the center cutter head 22 of the cutter head 20 is opened to open the opening 21a. At this time, since the first belt conveyor 41 is completely retracted from the excavator body 10, the center cutter head 22 can be opened and closed without contacting the first belt conveyor 41.

次いで、作業者が使用する機材や、ショベルカー等の小型機械を、掘削機本体１０内の作業スペースに運んだ後、その作業スペースに運んだ機材や小型機械を、開口部２１ａを介して、切羽側に搬出して、それらを利用して先行トンネルＴを掘削する。 Next, after the equipment used by the operator and a small machine such as an excavator are carried to the work space in the excavator body 10, the equipment and the small machine carried to the work space are passed through the opening 21a. It is carried out to the face side, and the preceding tunnel T is excavated using them.

そして、上述した先行トンネルＴが硬質地盤に到達すると、その掘削済みの先行トンネルＴに沿って、トンネル掘削機１を前進（掘進）させ、再び、トンネル掘削機１によって、硬質地盤の掘削を開始する。 When the preceding tunnel T reaches the hard ground, the tunnel excavator 1 is advanced (excavated) along the excavated preceding tunnel T, and the excavation of the hard ground is started by the tunnel excavator 1 again. To do.

なお、上述した実施形態においては、第１移動手段及び第２移動手段を、第１移動台車４３及び第２移動台車５６としているが、これらに替えて、油圧ジャッキによって、第１ベルトコンベヤ４１及び第２ベルトコンベヤ５１をトンネル軸方向に移動させるようにしても構わない。 In the embodiment described above, the first moving means and the second moving means are the first moving carriage 43 and the second moving carriage 56, but instead of these, the first belt conveyor 41 and The second belt conveyor 51 may be moved in the tunnel axis direction.

また、第２ベルトコンベヤ５１においては、傾斜ベルトコンベヤ５２を水平ベルトコンベヤ５３に対して跳ね上げ可能としているが、これに加えて、第１ベルトコンベヤ４１においても、傾斜部４１ｂを水平部４１に対して押し下げ可能としても構わない。即ち、図６（ａ）に示すように、傾斜部４１ｂの後端部を、その前端部を回転中心として、油圧ジャッキ（押し下げ手段）４５によって、下方に向けて押し下げるようにしても構わない。 Further, in the second belt conveyor 51, the inclined belt conveyor 52 can be flipped up with respect to the horizontal belt conveyor 53. In addition, in the first belt conveyor 41, the inclined portion 41b is changed to the horizontal portion 41. On the other hand, it may be possible to push down. That is, as shown in FIG. 6A, the rear end portion of the inclined portion 41b may be pushed downward by a hydraulic jack (pushing means) 45 with the front end portion as the rotation center.

これにより、第１ベルトコンベヤ４１及び第２ベルトコンベヤ５１を後退させる場合には、先ず、図６（ｂ）に示すように、第２ベルトコンベヤ５２を、第２移動台車５６の移動によって、トンネル軸方向後方に退避させた後、リフトジャッキ５５を伸長させることにより、傾斜ベルトコンベヤ５２の前端部を、その後端部を回転中心として、上方に向けて跳ね上げる。一方、水平部４１ａに支持された油圧ジャッキ４５を伸長させることにより、傾斜部４１ｂの後端部を、その前端部を回転中心として、下方に押し下げる。このとき、傾斜部４１ｂは、水平部４１ａと同じ高さで水平状態となる。 Thus, when the first belt conveyor 41 and the second belt conveyor 51 are moved backward, first, the second belt conveyor 52 is moved to the tunnel by the movement of the second moving carriage 56 as shown in FIG. After retreating back in the axial direction, the lift jack 55 is extended so that the front end portion of the inclined belt conveyor 52 is flipped upward with the rear end portion as the center of rotation. On the other hand, by extending the hydraulic jack 45 supported by the horizontal portion 41a, the rear end portion of the inclined portion 41b is pushed downward with the front end portion as the rotation center. At this time, the inclined portion 41b is in a horizontal state at the same height as the horizontal portion 41a.

次いで、図６（ｃ）に示すように、第１移動台車４３をトンネル軸方向後方に移動させることにより、第１ベルトコンベヤ４１をトンネル軸方向後方に退避させる。これにより、押し下げられた傾斜部４１ｂが、跳ね上げられた傾斜ベルトコンベヤ５２の下側に潜り込み、第１ベルトコンベヤ４１は掘削機本体１０内から完全に後退する。 Next, as shown in FIG. 6C, the first moving carriage 43 is moved rearward in the tunnel axial direction by moving the first movable carriage 43 rearward in the tunnel axial direction. As a result, the inclined portion 41 b that has been pushed down enters the lower side of the inclined belt conveyor 52 that has been flipped up, and the first belt conveyor 41 is completely retracted from the excavator body 10.

但し、上述したように、傾斜部４１ｂを押し下げると共に、傾斜ベルトコンベヤ５２を跳ね上げる場合には、それらの動作の順番は、どちらが先でも後でも良く、同時でも構わない。 However, as described above, when the inclined portion 41b is pushed down and the inclined belt conveyor 52 is flipped up, the order of these operations may be either first or second, or may be simultaneous.

従って、本発明に係るトンネル掘削機１によれば、ずり搬送用に設けた複数段のベルトコンベヤ４１，５２，５３を、トンネル軸方向後方に向けて効率良く退避させることができるので、カッタヘッド２０の後方（掘削機本体１０内）において、機材や小型機械の出し入れを行うための作業スペースを十分に確保することができる。これにより、崩落性の高い軟弱地盤に遭遇した際における、人力や小型機械による先行トンネルＴの掘削作業を、その作業スペースを使用して、容易に行うことができる。 Therefore, according to the tunnel excavator 1 according to the present invention, the plurality of belt conveyors 41, 52, and 53 provided for shear conveyance can be efficiently retracted toward the rear in the tunnel axial direction. A sufficient working space for loading and unloading equipment and small machines can be secured behind 20 (inside the excavator body 10). Thereby, when encountering a soft ground having a high collapse property, excavation work of the preceding tunnel T by human power or a small machine can be easily performed using the work space.

本発明は、硬質地盤における掘削作業と軟弱地盤における掘削作業との切り替えを容易に行うことを目的としたトンネル掘削機に適用可能である。 The present invention can be applied to a tunnel excavator for the purpose of easily switching between excavation work on hard ground and excavation work on soft ground.

１トンネル掘削機
１０掘削機本体
２０カッタヘッド
２１支持部材
２１ａ開口部
２２中心部カッタヘッド
２６ずり取込口
４１第１ベルトコンベヤ
４１ａ水平部
４１ｂ傾斜部
４３第１移動台車
４５油圧ジャッキ
５１第２ベルトコンベヤ
５２傾斜ベルトコンベヤ
５２ａ長孔
５３ａ連結板
５３ｂ傾斜板
５３水平ベルトコンベヤ
５４支持軸
５５リフトジャッキ
５６第２移動台車
Ｓセグメント
Ｔ先行トンネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel excavator 10 Excavator main body 20 Cutter head 21 Support member 21a Opening part 22 Center part cutter head 26 Slip intake 41 First belt conveyor 41a Horizontal part 41b Inclined part 43 1st moving trolley 45 Hydraulic jack 51 Second belt Conveyor 52 Inclined belt conveyor 52a Long hole 53a Connecting plate 53b Inclined plate 53 Horizontal belt conveyor 54 Support shaft 55 Lift jack 56 Second moving carriage S Segment T Leading tunnel

Claims

While excavating the natural ground with the rotated cutter head, the shear generated by the excavation was taken into the excavator body and transported to the back of the excavator body to dig the tunnel. A tunnel excavator,
An opening that is opened in the cutter head and communicates the inside of the excavator body with the face of the natural mountain;
A center cutter head supported by the cutter head so as to open and close the opening;
A first belt conveyor that conveys the shear taken in from the shear inlet formed in the cutter head toward the rear in the tunnel axial direction;
Depressing means for depressing the rear end of the first belt conveyor downward;
First moving means for moving the first belt conveyor in the tunnel axial direction;
The front end portion is located below the rear end portion of the first belt conveyor and is arranged so as to overlap the rear end portion of the first belt conveyor in the vertical direction, while the rear end portion is more than the front end portion. And an inclined belt conveyor that conveys the shear transferred from the first belt conveyor toward the rear in the tunnel axial direction,
A horizontal belt conveyor that supports a rear end portion of the inclined belt conveyor so as to be rotatable in the vertical direction, and conveys the shear transferred from the inclined belt conveyor toward the rear in the tunnel axis direction;
Bounce-up means provided on the horizontal belt conveyor, and for raising the front end of the inclined belt conveyor upward with the rear end of the inclined belt conveyor as a rotation center;
A second moving means for moving the inclined belt conveyor and the horizontal belt conveyor in the tunnel axis direction;
The first belt conveyor is
A horizontal portion that transports the shearing taken in from the shearing intake port toward the rear in the tunnel axial direction, the front end portion being positioned in the vicinity of the opening;
A front end portion is supported by the rear end portion of the horizontal portion so as to be rotatable in the vertical direction, and an inclined portion that conveys the shear transferred from the horizontal portion toward the rear in the tunnel axis direction,
With
The pushing-down means pushes the rear end portion of the inclined portion downward with the front end portion of the inclined portion as the center of rotation, thereby entering the lower side of the inclined belt conveyor on which the inclined portion is flipped up. Is to be able to
The first exciter is disposed below the horizontal portion. A tunnel excavator, wherein:

The tunnel excavator according to claim 1,
The jumping means is
After the inclined belt conveyor and the horizontal belt conveyor are moved rearward in the tunnel axial direction by the second moving means, the front end of the inclined belt conveyor is flipped up;
The first moving means includes
A tunnel excavator, wherein the first belt conveyor is moved rearward in the tunnel axial direction after the inclined belt conveyor is flipped up by the jump-up means.

The tunnel excavator according to claim 1 or 2,
A long hole formed in the rear end of the inclined belt conveyor;
A support shaft provided at the front end of the horizontal belt conveyor and rotatably supporting the elongated hole;
The rear end portion of the inclined belt conveyor is rotatably supported on the front end portion of the horizontal belt conveyor via the support shaft and the long hole, thereby swinging the front end portion of the inclined belt conveyor in the tunnel width direction. A tunnel excavator characterized by being movable.

The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 3,
The pressing means is
A tunnel excavator that pushes down a rear end portion of the first belt conveyor after the inclined belt conveyor and the horizontal belt conveyor are moved rearward in the tunnel axis direction by the second moving means.

While excavating the natural ground with the rotated cutter head, the shear generated by the excavation was taken into the excavator body and transported to the back of the excavator body to dig the tunnel. Tunnel excavation method,
A first belt conveyor that conveys the shear taken in from the shear inlet formed in the cutter head toward the rear in the tunnel axis direction is constituted by a horizontal portion and an inclined portion,
A second belt conveyor that conveys the shear transferred from the first belt conveyor toward the rear in the tunnel axial direction, and is composed of an inclined belt conveyor and a horizontal belt conveyor;
When securing a working space behind the cutter head,
After moving the second belt conveyor toward the rear in the tunnel axial direction, the front end of the inclined belt conveyor is flipped up so that the inclined belt conveyor is in a horizontal state at the same height as the horizontal belt conveyor,
Further, the rear end portion of the inclined portion is pushed down so that the inclined portion is in a horizontal state at the same height as the horizontal portion, and then the first belt conveyor is moved rearward in the tunnel axial direction , thereby inclining the inclined portion. Tunnel excavation method, characterized in that the part is buried under the inclined belt conveyor .