JPH08338195A - トンネル掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 矩形状等の異形断面トンネルを経済的に掘削
できるトンネル掘進機を提供する。 【構成】 主カッタヘッド１の機械本体２側にずらして
主カッタヘッド１の上端及び下端の両側部に対峙するよ
うに４個の補助カッタヘッド１５を設け、この補助カッ
タヘッド１５を前記主カッタヘッド１と干渉しない所定
距離Ｌｓでこの主カッタヘッド１の軸心Ｏｓと直交して
ずれた位置に設け、この補助カッタヘッド１５の外形を
前記主カッタヘッド１の掘削投影断面の垂直及び水平方
向の接線ｍが直交する未掘削部ｎを掘削する筒状に形成
して掘削投影断面を正方形状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願に係る発明は、矩形状等
の異形断面のトンネルを掘削するトンネル掘進機に関す
るものであり、更に詳しくは、主カッタヘッドで掘削し
た後の未掘削部を補助カッタヘッドで掘削して矩形等の
異形断面を経済的に掘削するトンネル掘進機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地中にトンネルを形成する機
械としてトンネル掘進機（この出願に係る発明では、軟
弱地層を掘削するシールド掘進機、硬岩層を掘削するト
ンネル掘削機、及び複合地層を掘削するトンネル掘進機
等を全て含む。）が用いられているが、このトンネル掘
進機は、通常、円形断面のトンネルを掘削する円形のカ
ッタヘッドを有するトンネル掘進機が多用されている。

【０００３】このような円形のトンネル掘進機で大断面
の道路トンネルとして、例えば複数車線で幅が約２２ｍ
の道路トンネルを掘削する場合、掘削径が２５ｍ程度の
大径トンネル掘進機によって大断面の円形を掘削した
後、所望の道路断面として、幅が約２２ｍで高さが約１
３ｍ程度の矩形状空間を中央部に残して他の不要断面を
埋め戻すこととなる。

【０００４】また、水力発電所等の導水路トンネルで
は、トンネル上部の強度及び通水断面のより経済的な採
用を目的として、上部がアーチ上で下部が方形となる、
いわゆる馬蹄形状のトンネルが採用されている。この場
合でも、上記大断面の道路トンネルと同様に、円形のト
ンネル掘進機で掘削した後、所望の馬蹄形状空間を残し
て他の不要断面を埋め戻すこととなる。

【０００５】従って、このような複数車線の道路トンネ
ルや発電所等の導水路トンネルを従来の円形トンネル掘
進機で掘削した場合、多くの面積を埋め戻す必要がある
ので非常に不経済なトンネル工事となる。そのため、よ
り経済的にトンネルを掘削する機械として、使用トンネ
ル形状により近い異形断面を掘削できるトンネル掘進機
の開発が進められている。

【０００６】このような異形断面を掘削する従来技術と
して、例えば特開平 5−171898号公報及び特開平 5−17
1899号公報記載のような、矩形状の断面を掘削できるボ
ックスシールド掘進機とその工法が発明されている。こ
のボックスシールド掘進機は、図８の側断面図に示すよ
うに、シールド掘進機５１の前面に水平方向の回転軸を
有する円筒状のカッタヘッド５２とリングカッタ５３と
を上下に並設し、この両カッタ５２，５３を機械中心側
へ回転させることによって、上下のカッタ５２，５３と
でそれぞれ横長円筒状に掘削し、両カッタ５２，５３の
掘削断面を合わせることによって矩形状の掘削投影断面
となるように構成したものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ボック
スシールド掘進機５１では、上下で回転するカッタ５
２，５３の間には相互の回転を許容するために、必ず隙
間を設ける必要がある。そのため、礫層あるいは硬岩層
を掘削した場合、掘削された礫あるいは硬岩片がこの隙
間に噛み込み、カッタの回転を阻止する場合がある。特
に、礫層の掘削では、礫そのものを掘削で破砕すること
が困難であるため、掘削した礫径のままで上記隙間へと
取り込まれるので、この礫の噛み込みによるカッタ５
２，５３の回転停止がより顕著になる。

【０００８】また、この噛み込みを避けるために上下の
カッタ５２，５３の隙間を大きくした場合、この隙間に
未掘削部分を生じるため、機械の進行によってこの未掘
削部を掘削しながら掘進するには多大な推進力を必要と
する。その上、地質等によっては機械の進行が停止する
こともある。

【０００９】従って、このボックスシールド掘進機５１
は、様々な地質において経済的に効率良く矩形状の異形
断面を掘削できるものではなく、また、このシールド掘
進機５１では矩形状以外の他の異形断面を掘削できな
い。

【００１０】しかも、上述したような複数車線の道路の
ように、高さに比べて幅が広い断面のトンネルをこのボ
ックスシールド掘進機によって掘削するとしても、先行
するボックスシールド掘進機の掘削した矩形状のトンネ
ルに沿って新たな矩形状のトンネルを並設するように掘
削するのは非常に困難であり、しかも掘削したトンネル
を、例えばセグメントによって連結して一体化すること
も難しい。このことは他に地下鉄の駅ホーム等を形成す
る場合においても同様のことがいえ、このボックスシー
ルド掘進機は、高さに比べて幅が広い場合、あるいは幅
に比べて高さが高い場合のトンネル掘削を可能とするも
のではない。

【００１１】なお、他の従来技術として、特開昭６２−
２２５６９４号公報記載の発明があるが、この発明では
大径カッタと小径カッタとの間に未掘削部が残るため、
効率の良い掘削ができず、また、地山が硬質地盤である
と掘進抵抗が増加して掘進が困難になってしまい、経済
的に矩形状等の異形トンネルを掘削でのるものではな
い。

【００１２】この出願に係る発明は上記課題に鑑みて、
矩形状等の異形断面トンネルを経済的に掘削できるトン
ネル掘進機を提供することを一つの目的とし、このトン
ネル掘進機を連結することにより大断面の異形断面トン
ネルを経済的に掘削できるトンネル掘進機を提供するこ
とをもう一つの目的とする。

【００１３】

【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に係るトンネル掘進機は、トンネル掘進機
の前面に円形の主カッタヘッドを有するトンネル掘進機
において、前記主カッタヘッドの機械本体側にずらして
少なくとも一つの補助カッタヘッドを設け、該補助カッ
タヘッドを前記主カッタヘッドと干渉しない所定距離で
該主カッタヘッドの軸心と直交してずれた位置に設け、
該補助カッタヘッド外形を前記主カッタヘッドの掘削投
影断面の垂直及び水平方向の接線が直交する未掘削部を
掘削する筒状に形成したことを特徴とするものである。

【００１４】請求項２に係るトンネル掘進機は、上記請
求項１において、補助カッタヘッドを複数個配設したこ
とを特徴とするものである。

【００１５】請求項３に係るトンネル掘進機は、上記請
求項２において、２個の補助カッタヘッドを、主カッタ
ヘッドの下端両側部に対峙して設け、全体の掘削投影断
面を馬蹄形状に形成したことを特徴とするものである。

【００１６】請求項４に係るトンネル掘進機は、上記請
求項２において、４個の補助カッタヘッドを、主カッタ
ヘッドの上端及び下端の両側部に対峙して設け、全体の
掘削投影断面を正方形状に形成したことを特徴とするも
のである。

【００１７】請求項５に係るトンネル掘進機は、上記請
求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル掘進機を単
一のトンネル掘進機ユニットとして構成し、該トンネル
掘進機ユニットを複数個連結して一体的なトンネル掘進
機を構成したことを特徴とするものである。

【００１８】請求項６に係るトンネル掘進機は、上記請
求項２に記載のトンネル掘進機において、２個の補助カ
ッタヘッドを、主カッタヘッドの下端両側部に対峙して
設け、１個の補助カッタヘッドを、主カッタヘッドの上
端片側部に設けて掘削投影断面を扇状に形成して単一の
トンネル掘進機ユニットとして構成し、該トンネル掘進
機ユニットの上下補助カッタヘッド配設側を連結して一
体的なトンネル掘進機を構成したことを特徴とするもの
である。

【００１９】請求項７に係るトンネル掘進機は、上記請
求項３に記載のトンネル掘進機を単一のトンネル掘進機
ユニットとして構成し、該トンネル掘進機ユニットの補
助カッタヘッド配設側を連結して一体的なトンネル掘進
機を構成したことを特徴とするものである。

【００２０】請求項８に係るトンネル掘進機は、上記請
求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル掘進機を単
一のトンネル掘進機ユニットとして構成し、該トンネル
掘進機ユニットを１列に複数個連結して一体的なトンネ
ル掘進機を構成したことを特徴とするものである。

【００２１】請求項９に係るトンネル掘進機は、上記請
求項５〜８のいずれか１項において、隣接する主カッタ
ヘッドが相互に干渉しない所定間隔で軸方向にずらして
複数個のトンネル掘進機ユニットを連結したことを特徴
とするものである。

【００２２】

【作用】請求項１〜９に係るトンネル掘進機によれば、
主カッタヘッドの掘削投影断面の垂直及び水平方向の接
線が直交する未掘削部を掘削する筒状に形成された少な
くとも一つの補助カッタヘッドを、この補助カッタヘッ
ドがトンネル掘進機前面の円形の主カッタヘッドと干渉
しない所定距離で機械本体側にずらすとともに、主カッ
タヘッドの軸心と直交してずれるように軸心を配置して
いるため、トンネル掘進機前面の主カッタヘッドにより
円形に掘削し、この主カッタヘッドが掘削した断面の垂
直及び水平方向の接線が直交する隅部の未掘削部を補助
カッタヘッドによって掘削することができる。

【００２３】特に、請求項２によれば、複数個配設した
補助カッタヘッドによって、円形断面を掘削する主カッ
タヘッドの掘削残部の複数の隅部を掘削することができ
る。

【００２４】特に、請求項３によれば、主カッタヘッド
の下端両側部に対峙して設けた２個の補助カッタヘッド
により、円形断面を掘削する主カッタヘッドの下側２隅
の掘削残部を掘削して全体として馬蹄形状の掘削投影断
面を掘削することができる。

【００２５】特に、請求項４によれば、主カッタヘッド
の上端及び下端の両側部に対峙して設けた４個の補助カ
ッタヘッドにより、円形断面を掘削する主カッタヘッド
の４隅の掘削残部を掘削して全体として正方形状の掘削
投影断面を掘削することができる。

【００２６】特に、請求項５によれば、単一のトンネル
掘進機ユニットとして構成した請求項１〜４のいずれか
のトンネル掘進機を複数個連結して一体的なトンネル掘
進機を構成したので、請求項１〜４のいずれかのトンネ
ル掘進機による掘削断面を連結させた断面のトンネルを
掘削することができる。

【００２７】特に、請求項６によれば、主カッタヘッド
の下端両側部に対峙して設けた２個の補助カッタヘッド
と上端片側部に設けた１個の補助カッタヘッドとによっ
て扇状の掘削投影断面となる単一のトンネル掘進機ユニ
ットを、上下に補助カッタヘッドを配設した側を連結し
て一体的なトンネル掘進機を構成したので、両端上部を
曲面に形成した横長あるいは縦長の広いトンネルを一度
に掘削することができる。

【００２８】特に、請求項７によれば、上記請求項３の
トンネル掘進機の補助カッタヘッド配設側を連結して一
体的なトンネル掘進機を構成したので、横長あるいは縦
長の長円形状トンネルを一度に掘削することができる。

【００２９】特に、請求項８によれば、上記請求項４の
トンネル掘進機を１列に複数個連結して一体的なトンネ
ル掘進機を構成したので、横長あるいは縦長の矩形状ト
ンネルを一度に掘削することができる。

【００３０】特に、請求項９によれば、上記請求項５〜
８のいずれかにおいて、隣接する単一のトンネル掘進機
ユニットのカッタヘッドが相互に干渉しないように軸方
向に所定間隔ずらして複数個を連結したので、隣接する
カッタヘッドが相互に干渉することなく連結した状態の
一体的な掘削断面を一度に掘削することができる。

【００３１】

【実施例】以下、この出願に係る発明を、トンネル掘進
機の一例として円形の主カッタヘッドの上下端の両側４
隅部に４個の補助カッタヘッドを設けて正方形状のトン
ネルを掘削するシールド掘進機を例にした図面に基づい
て説明する。図１はそのシールド掘進機の側断面図であ
り、図２は図１のＡ−Ａ矢視図で、図３は図２のＢ−Ｂ
断面図である。

【００３２】図示するように、シールド掘進機Ｔの前部
には円形の主カッタヘッド１が設けられており、この主
カッタヘッド１は通常の円形のトンネル掘進機と同様に
カッタヘッドフレーム１ｂにカッタビット１ａが設けら
れ、機械本体２からカッタヘッド高さＬｃだけ前方に突
出するように設けられている。この機械本体２の外郭
は、縦断面がほぼ正方形状に形成されたスキンプレート
２ａによって形成されている。なお、２ｂはバルクヘッ
ドである。

【００３３】上記主カッタヘッド１は、この主カッタヘ
ッド１を旋回支持する軸受３に形成された内歯ギヤ３ａ
と噛合するギヤ４が先端に固定された駆動軸５を、この
駆動軸５の機械本体２側に設けられたギヤ６を、機械本
体２内に設けられた駆動機７によって駆動されるピニオ
ン８と噛合させることにより、駆動機７の動力によって
旋回駆動させている。なお、駆動軸５は軸受９，１０に
よって支持されている。１１は軸受３を外部から保護す
るシールである。

【００３４】また、機械本体２の後部にはセグメントエ
レクタ１２が設けられ、このセグメントエレクタ１２で
組んだセグメント１３にシールドジャッキ１４で反力を
取って掘進するように構成されている。

【００３５】一方、この出願に係る発明では、上記主カ
ッタヘッド１の機械本体２側に円筒状に形成された補助
カッタヘッド１５が設けられており、この補助カッタヘ
ッド１５は、上記主カッタヘッド１と干渉しない所定距
離Ｌｓで機械本体２側にずらすとともに主カッタヘッド
１の軸心Ｏｃと直交して上下にずれた軸心Ｏｓで水平方
向に配設されている。しかも、この補助カッタヘッド１
５の外形は、上記主カッタヘッド１の掘削投影断面の垂
直及び水平方向の接線ｍが直交する隅部の未掘削部ｎを
掘削できる筒状に形成されており、主カッタヘッド１と
補助カッタヘッド１５との間に隙間を生じることはな
い。１５ａはカッタビットである。なお、補助カッタヘ
ッド１５の外形は、主カッタヘッド１の掘削した未掘削
部ｎを掘削できる形状であれば円筒以外の形状であって
もよく、補助カッタヘッド１５の軸心Ｏｓを主カッタヘ
ッド１の軸心Ｏｃからずらす方向も上下以外に左右であ
ってもよい。

【００３６】また、この実施例では、主カッタヘッド１
の上端と下端の両側部に４個の補助カッタヘッド１５を
対峙するように設けて、主カッタヘッド１の切り残し４
隅部の未掘削部ｎが掘削できるようにしており、この補
助カッタヘッド１５を正面視において主カッタヘッド１
の半径よりも小径でほぼスキンプレート２ａの外面まで
掘削できる円筒形状に形成し、主カッタヘッド１の掘削
断面と補助カッタヘッド１５の掘削断面との間に切り残
しがないようにして正方形状の掘削投影断面が掘削でき
るように構成されている。従って、主カッタヘッド１に
よる円形の掘削軌跡の隅部において未掘削部を補助カッ
タヘッド１５で掘削して掘削投影断面を正方形状とした
全断面掘削を同時に可能としている。この補助カッタヘ
ッド１５の最外側を設ける位置は、スキンプレート２ａ
の外面までほぼ掘削できる位置であればよい。

【００３７】この補助カッタヘッド１５の旋回駆動は、
図３に示すように、補助カッタヘッド１５の駆動軸１６
に設けられたギヤ１７を、中間ギヤ１８を介して駆動機
１９に設けられたピニオン２０と噛合させることによ
り、駆動機１９によって旋回駆動させている。また、こ
の駆動軸１６は軸受２１によって支持され、この軸受２
１や上記ギヤ１７等は補助カッタヘッド１５の基部にお
いて回転摺動するシール２２によって外部雰囲気から保
護されている。上記駆動機１９は中間ギヤ１８を介する
ことによってバルクヘッド２ｂよりも機械本体２側に配
設されている。１８ａは中間ギヤ１８の軸受であり、２
３はギヤケースである。

【００３８】また、この実施例では、図２に示すように
補助カッタヘッド１５の回転方向を、４個の補助カッタ
ヘッド１５の内、上部補助カッタヘッド１５を上側から
中心側へ、下部補助カッタヘッド１５を下側から中心側
へ対称の方向で回転させているが、他に、上下の補助カ
ッタヘッド１５を同一方向へ回転させたり、左右を逆方
向に回転させたりしても良く、補助カッタヘッド１５の
個々の回転方向は地質や掘削断面寸法等の掘削条件に応
じて最適な条件を適宜決定すればよい。

【００３９】なお、上記実施例における主カッタヘッド
１による円形の掘削断面は、正方形状の掘削断面全体の
内の約７８％を掘削できるため、この出願に係る発明の
掘進機の主カッタヘッド１及び補助カッタヘッド１５の
能力等は従来の回転式掘削機における結果（実績）から
掘削メカニズムをほぼ決定することが可能であり、この
主カッタヘッド１と補助カッタヘッド１５によって掘削
した掘削ズリは、主カッタヘッド１後方の補助カッタヘ
ッド１５間の機械中心付近バルクヘッド２ｂから、従来
より用いられている図示しない排出方法（例えば、泥水
式，泥土式，コンベヤ式等）によって機外へ排出するこ
とができる。

【００４０】以上のように構成されたシールド掘進機Ｔ
によれば、以下のようにして正方形状のトンネルを掘削
することができる。

【００４１】すなわち、図１及び図２に示すように、シ
ールド掘進機Ｔの前端で旋回する円形の主カッタヘッド
１により、通常のシールド掘進機Ｔと同様に円形に掘削
し、この主カッタヘッド１の機械本体２側に設けられた
補助カッタヘッド１５により主カッタヘッド１の外径の
垂直及び水平方向の接線ｍが直交する隅部における未掘
削部ｎを掘削する。従って、図４に示す掘削投影断面の
説明図のように、この実施例におけるシールド掘進機Ｔ
で掘削したトンネルの掘削投影断面Ｓは、主カッタヘッ
ド１による円形の掘削投影断面Ｓ₁ と補助カッタヘッド
１５による未掘削部ｎにおける掘削投影断面Ｓ₂ とによ
って全体として正方形状とすることができる。しかも、
この出願に係る発明によれば、主カッタヘッド１と補助
カッタヘッド１５との間に隙間を生じることなく掘削で
きるので、掘削ズリを噛み込むことなく全断面掘削を行
うことが可能となるとともに、これらのカッタヘッド
１，１５の間での切り残しがないため、この切り残しに
よる機械進行の阻止もカッタヘッド（補助カッタヘッ
ド）の回転阻止もなく効率的に正方形状のトンネルを掘
削することが可能となる。

【００４２】一方、図５の馬蹄形状の掘削投影断面を示
す説明図のように、上述したような水力発電所等の導水
路トンネル等で上部がアーチ状で下部が方形となる、い
わゆる馬蹄形状のトンネルを掘削する場合には、上記実
施例における補助カッタヘッド１５を主カッタヘッド１
の下端両側部のみに対峙するように設ければ、主カッタ
ヘッド１の掘削投影断面Ｓ₁ と補助カッタヘッド１５の
掘削投影断面Ｓ₂ とによって馬蹄形状のトンネルの掘削
投影断面Ｓを掘削することができる。

【００４３】なお、図示しないが、補助カッタヘッド１
５を設ける隅部は、主カッタヘッド１の上下端対角位置
の片方のみでも、上端の片方と下端の両方であってもよ
く、目的とするトンネル断面に近い掘削投影断面Ｓが得
られるように適宜配置すればよい。

【００４４】ところで、上記実施例においては単一のシ
ールド掘進機Ｔによって正方形状や馬蹄形状等のトンネ
ルを掘削する例を説明したが、他の異形大断面のトンネ
ルを掘削する例を以下に説明する。

【００４５】まず、図６の掘削投影断面を示す説明図の
ように、上述したような複数車線の道路トンネル等のよ
うに高さに対して幅が広い横長長方形状のトンネルを掘
削する場合、上述した正方形状に掘削するシールド掘進
機Ｔを単一のシールド掘進機ユニットＴととして構成
し、このシールド掘進機ユニットＴを１列に複数個（こ
の例では３個）連結して一体的なシールド掘進機として
構成すれば、主カッタヘッド１の掘削投影断面Ｓ₁ と補
助カッタヘッド１５の掘削投影断面Ｓ₂ とによって全体
として横長長方形状の掘削投影断面Ｓを掘削することが
できる。この場合、図１に示すカッタヘッド高さＬｃよ
りも所定距離Ｌｓを大きくし、この距離Ｌｓの間に隣接
するシールド掘進機ユニットの主カッタヘッド１が位置
するように互いの機械本体２を軸方向にずらして連結す
れば、隣接する主カッタヘッド１が相互に干渉しないよ
うに構成することができる。この時、補助カッタヘッド
１５は、隣接するカッタヘッドの回転軸を一致させて、
少なくとも回転方向の相互の相対変位が生じないように
カッタヘッド相互を固着し、一体化して回転時の干渉を
防止する。なお、シールド掘進機ユニットの連結は相互
の機械本体２のスキンプレート２ａを連結すればよい。
また、シールド掘進機ユニットを縦に連結すれば縦長長
方形状のトンネルを掘削することができる。

【００４６】一方、このような横長の長方形状の断面で
はなく、正方形状の大断面を掘削する場合には、上記単
一のシールド掘進機ユニットＴを上下左右に連結すれ
ば、大断面の正方形状を一度に掘削することができるシ
ールド掘進機を構成することができる。この方法によれ
ば、例えば上下左右に約２０ｍの大断面を掘削できるシ
ールド掘進機の製作よりも、約１０ｍの掘削断面のシー
ルド掘進機を製作して上下左右に組み合せた方が費用や
労力等の面からも経済的に実現できる。

【００４７】次に、図７(a) の掘削投影断面を示す説明
図のように、高さに対して幅が広い、例えば地下鉄の駅
等の横長長円形状の掘削投影断面Ｓを掘削する場合、上
記馬蹄形状の掘削断面となるシールド掘進機Ｔを単一の
シールド掘進機ユニットとして構成し、このシールド掘
進機ユニットの補助カッタヘッド１５を配設した側を連
結することにより、主カッタヘッド１の掘削投影断面Ｓ
₁ と補助カッタヘッド１５の掘削投影断面Ｓ₂ とによっ
て馬蹄形状に掘削した断面を組合せた長円形状の掘削投
影断面Ｓを掘削できるシールド掘進機を構成することが
できる。このようにして連結したシールド掘進機によれ
ば、一度に長円形状のトンネル断面を掘削することがで
きる。

【００４８】また、図７(b) の掘削投影断面を示す説明
図のように、補助カッタヘッド１５を主カッタヘッド１
の上端の片側と下端の両側の３箇所の隅部に設けて単一
のシールド掘進機ユニットとして構成し、この補助カッ
タヘッド１５を配設した側を連結すれば、主カッタヘッ
ド１の掘削投影断面Ｓ₁ と補助カッタヘッド１５の掘削
投影断面Ｓ₂ とによって、トンネルの両端上部を曲面に
形成した、例えば幅の広い地下道となるような掘削投影
断面Ｓを一度に掘削できるシールド掘進機を構成するこ
とができる。この場合、両シールド掘進機ユニットの中
間に上述した正方形状に掘削するシールド掘進機Ｔを連
結すれば、更に幅の広いトンネルを掘削することができ
る。これらの例でもシールド掘進機ユニットを縦に連結
してもよい。

【００４９】このように、最終目的とするトンネル形状
に近いトンネルを単一のシールド掘進機Ｔで一度に掘削
すれば、埋め戻す面積が大幅に削減されて非常に経済的
なトンネル掘削工事を行うことが可能となる。

【００５０】なお、上記実施例では、トンネル掘進機の
一例として軟弱地層を掘削するシールド掘進機Ｔを例に
説明したが、この出願に係る発明は、硬岩層を掘削する
トンネル掘削機や複合地層を掘削するトンネル掘進機で
あっても同様に異形断面トンネルの全断面掘削を同時に
可能とするものである。

【００５１】

【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うに構成しているので、以下に記載するような効果を奏
する。

【００５２】請求項１〜９に係るトンネル掘進機によれ
ば、トンネル掘進機の前面に有する円形の主カッタヘッ
ドによって円形に掘削し、この主カッタヘッドの機械本
体側に設けた補助カッタヘッドにより、主カッタヘッド
の掘削投影断面の垂直及び水平方向の接線が直交する隅
部の未掘削部を掘削できるので、円形の主カッタヘッド
で掘削できない隅部を補助カッタヘッドで掘削して使用
形状に近い異形断面を両カッタヘッドによって一度に全
掘削してトンネルを経済的に掘削することが可能とな
る。

【００５３】特に、請求項２によれば、複数個配設した
補助カッタヘッドによって、円形断面を掘削する主カッ
タヘッドの掘削残部の複数の隅部を掘削したトンネルを
形成することができるので、目的に応じた形状のトンネ
ルを一度に掘削できるトンネル掘進機を構成することが
可能となる。

【００５４】特に、請求項３によれば、主カッタヘッド
の下端両側部に対峙して設けた２個の補助カッタヘッド
により、円形断面の下側２隅を掘削して全体として馬蹄
形状の掘削投影断面を掘削できるトンネル掘進機を構成
することが可能となる。

【００５５】特に、請求項４によれば、主カッタヘッド
の上端及び下端の両側部に対峙して設けた４個の補助カ
ッタヘッドにより、円形断面の４隅の隅部を掘削して全
体として正方形状の掘削投影断面を掘削できるトンネル
掘進機を構成することが可能となる。

【００５６】特に、請求項５によれば、単一のトンネル
掘進機ユニットとして構成した請求項１〜４のいずれか
のトンネル掘進機による掘削断面を複数個連結させた断
面のトンネルを一度に掘削できるトンネル掘進機を構成
することが可能となる。

【００５７】特に、請求項６によれば、扇状の掘削投影
断面を連結した両端上部が曲面の横長あるいは縦長の広
いトンネルを一度に掘削できるトンネル掘進機を構成す
ることが可能となる。

【００５８】特に、請求項７によれば、上記請求項３の
トンネル掘進機の補助カッタヘッド配設側を連結した横
長あるいは縦長の長円形状トンネルを一度に掘削できる
トンネル掘進機を構成することが可能となる。

【００５９】特に、請求項８によれば、上記請求項４の
トンネル掘進機を１列に複数個連結した横長あるいは縦
長の矩形状トンネルを一度に掘削できるトンネル掘進機
を構成することが可能となる。

【００６０】請求項９によれば、上記請求項５〜８のい
ずれかにおいて、連結した単一のトンネル掘進機ユニッ
トの隣接するカッタヘッドが相互に干渉することなくず
れているので、簡単な構成で連結した状態の掘削断面を
一度に掘削できるトンネル掘進機を構成することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願に係る発明の一例を示すトンネル掘進
機の側断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】図１のトンネル掘進機による正方形状の掘削投
影断面を示す説明図である。

【図５】この出願に係る発明のトンネル掘進機による馬
蹄形状の掘削投影断面を示す説明図である。

【図６】図１のトンネル掘進機を１列に複数個連結した
掘削投影断面を示す説明図である。

【図７】(a) は図５のトンネル掘進機の補助カッタヘッ
ド配設側を連結した掘削投影断面を示す説明図であり、
(b) は他の掘削投影断面を示す説明図である。

【図８】従来のボックスシールド掘進機を示す側断面図
である。

【符号の説明】

１…主カッタヘッド ２…機械本体 ３…軸受 ３ａ…内歯ギヤ ４…ギヤ ５…駆動軸 ６…ギヤ ７…駆動機 ８…ピニオン ９，１０…軸受 １１…シール １２…セグメントエレクタ １３…セグメント １４…シールドジャッキ １５…補助カッタヘッド １６…駆動軸 １７…ギヤ １８…中間ギヤ １９…駆動機 ２０…ピニオン ２１…軸受 ２２…シール ２３…ギヤケース Ｔ…シールド掘進機 Ｌｃ…カッタヘッド高さ Ｏｃ…主カッタヘッド軸心 Ｌｓ…所定距離 Ｏｓ…補助カッタヘッド軸心 Ｓ…掘削投影断面 ｍ…接線 ｎ…未掘削部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘進機の前面に円形の主カッタ
   ヘッドを有するトンネル掘進機において、 前記主カッタヘッドの機械本体側にずらして少なくとも
   一つの補助カッタヘッドを設け、該補助カッタヘッドを
   前記主カッタヘッドと干渉しない所定距離で該主カッタ
   ヘッドの軸心と直交してずれた位置に設け、該補助カッ
   タヘッド外形を前記主カッタヘッドの掘削投影断面の垂
   直及び水平方向の接線が直交する未掘削部を掘削する筒
   状に形成したことを特徴とするトンネル掘進機。
2. 【請求項２】 補助カッタヘッドを複数個配設したこと
   を特徴とする請求項１記載のトンネル掘進機。
3. 【請求項３】 ２個の補助カッタヘッドを、主カッタヘ
   ッドの下端両側部に対峙して設け、全体の掘削投影断面
   を馬蹄形状に形成したことを特徴とする請求項２記載の
   トンネル掘進機。
4. 【請求項４】 ４個の補助カッタヘッドを、主カッタヘ
   ッドの上端及び下端の両側部に対峙して設け、全体の掘
   削投影断面を正方形状に形成したことを特徴とする請求
   項２記載のトンネル掘進機。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のト
   ンネル掘進機を単一のトンネル掘進機ユニットとして構
   成し、該トンネル掘進機ユニットを複数個連結して一体
   的なトンネル掘進機を構成したことを特徴とするトンネ
   ル掘進機。
6. 【請求項６】 請求項２に記載のトンネル掘進機におい
   て、２個の補助カッタヘッドを、主カッタヘッドの下端
   両側部に対峙して設け、１個の補助カッタヘッドを、主
   カッタヘッドの上端片側部に設けて掘削投影断面を扇状
   に形成して単一のトンネル掘進機ユニットとして構成
   し、該トンネル掘進機ユニットの上下補助カッタヘッド
   配設側を連結して一体的なトンネル掘進機を構成したこ
   とを特徴とするトンネル掘進機。
7. 【請求項７】 請求項３に記載のトンネル掘進機を単一
   のトンネル掘進機ユニットとして構成し、該トンネル掘
   進機ユニットの補助カッタヘッド配設側を連結して一体
   的なトンネル掘進機を構成したことを特徴とするトンネ
   ル掘進機。
8. 【請求項８】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のト
   ンネル掘進機を単一のトンネル掘進機ユニットとして構
   成し、該トンネル掘進機ユニットを１列に複数個連結し
   て一体的なトンネル掘進機を構成したことを特徴とする
   トンネル掘進機。
9. 【請求項９】 隣接する主カッタヘッドが相互に干渉し
   ない所定間隔で軸方向にずらして複数個のトンネル掘進
   機ユニットを連結したことを特徴とする請求項５〜８の
   いずれか１項に記載のトンネル掘進機。