JPH10205284A - トンネル掘削方法とトンネル掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】突発的な大量の湧水が生じた場合においても、
その湧水を外部に流出させることができ、湧水を止める
ために掘削機本体外周に設ける流体圧パッキングの寿命
を延命化しうるトンネル掘削方法とトンネル掘削機を提
供する。 【解決手段】ホッパ内６０の水位により送水ポンプ１５
による送水量を制御するか、あるいはサクションポンプ
２１による排水量を制御することにより、ホッパ内の水
位を所定レベルに制御する。ホッパ６０内水位の異常上
昇時にサクションポンプ２１による排水量を増大させる
か、あるいは送水ポンプ１５による送水量を減少あるい
は無くする。切羽３８からの湧水を止める流体圧パッキ
ング３３を設ける。チャンバ２内水位の異常上昇時に、
その水位が高い程流体圧パッキング３３内に供給する流
体圧を高くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カッタディスクに
より切羽を掘削し、掘削土砂をホッパに集積し、集積し
た土砂を水と共に隔壁の外部に排出しながら掘削を行う
トンネル掘削方法とトンネル掘削機に係り、特に湧水に
対する対処方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘削機において、湧水対策を施
したものとして、実公平２−２０３１６号公報に開示さ
れたものがある。このトンネル掘削機は、図６に示すよ
うに、掘削機本体１９が、前胴３９、伸縮式の中胴４
０、後胴３５が屈曲自在に接合されて構成され、前胴３
９および後胴３５に流体圧パッキング３３、３４を設
け、これらの流体圧パッキング３３、３４の内部に流体
を圧入することによって膨張させ、坑壁７へ流体圧パッ
キング３３、３４を密着させることにより、掘削機本体
３９と坑壁７との間の湧水の通過を阻むように構成した
ものである。

【０００３】図６の流体圧パッキング３３、３４を設け
たトンネル掘削機により掘削を行う場合、切羽３８等か
ら湧水が生じた場合には、後胴３５に設けた流体圧パッ
キング３４を坑壁７に向けて膨出させ、この状態でスラ
ストジャッキ６３を伸長させながらモータ５９によりカ
ッタディスク５４を回転させ、カッタディスク５４によ
り掘削した土砂を、隔壁４５とカッタディスク５４との
間に設けたホッパ６０に落し、隔壁５４の外部に、流体
式コンベアである排泥管６１により、取込口６５ａから
水と共に搬出する。この場合、湧水は、土砂と共にホッ
パ６０から搬出される。

【０００４】スラストジャッキ６３の１ストローク分の
掘削が終了すると、前胴３９に設けた流体圧パッキング
３３を坑壁７に向けて膨出させて切羽３８側からの湧水
を止水し、、後胴３５側の流体圧パッキング３４を縮小
させる。そしてスラストジャッキ６３を収縮させ、中胴
４０を収縮させて後胴３５側を切羽３８側に引き寄せ
る。そして再度後胴３５側の流体圧パッキング３４を膨
出させ、前胴３９側流体圧パッキング３３を収縮させ、
前述の掘削工程に入るという動作を繰り返すことによ
り、湧水のある硬岩層を掘削する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
トンネル掘削機においては、流体圧パッキング３３、３
４によって止水することにより、湧水が後方に漏れるこ
とを防止している。しかし、湧水が突発的に起こり、水
圧の高い湧水が生じて隔壁４５とカッタディスク５４と
の間のチャンバ２に充満し、隔壁４５を押した場合、水
圧によっては掘削機本体１９が後方に戻されることがあ
り、危険である。

【０００６】また、突発的に多量の湧水が生じた場合、
その湧水が掘削機本体１９と坑壁７との間を通って後方
に移動し、掘削したトンネル内への湧水が続き、湧水に
対する対応が遅れるという問題点がある。

【０００７】また、いかなる水圧の湧水に対しても流体
圧パッキング３３、３４による流体圧パッキング作用が
有効に機能するためには、流体圧パッキング３３、３４
に圧入する流体圧を、想定される湧水圧の最高圧に設定
しなければならず、流体圧パッキング３３、３４を最高
圧で膨張させることとなり、流体圧パッキング３３、３
４の寿命を短命化するという問題点がある。

【０００８】本発明は、上記した問題点に鑑み、突発的
な大量の湧水が生じた場合においても、その湧水を外部
に流出させることができ、掘削機本体内が大量の湧水が
漏出し滞留することが防止でき、湧水によって掘削機本
体が後方に押される事態の発生を回避できるトンネル掘
削方法とトンネル掘削機を提供することを第１の目的と
する。

【０００９】本発明の第２の目的は、湧水を止めるため
に掘削機本体外周に設ける流体圧パッキングの寿命を延
命化しうるトンネル掘削方法とトンネル掘削機を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１〜請求項４は上
記第１の目的を達成するものであり、請求項１の発明
は、 掘削機本体の前部に設けたカッタディスクにより
切羽を掘削し、掘削した土砂を隔壁とカッタディスクと
の間のチャンバ内に設けたホッパに集積させ、該ホッパ
内に隔壁の外部から送水ポンプにより水を供給すると共
に、ホッパ内の泥水を土砂と共にサクションポンプによ
り排水し、ホッパ内の水位により前記送水ポンプによる
送水量を制御することにより、ホッパ内の水位を所定レ
ベルに制御し、ホッパ内水位の異常上昇時にサクション
ポンプによる排水量を増大させることを特徴とするトン
ネル掘削方法である。

【００１１】請求項２の発明は、掘削機本体の前面に設
けられたカッタディスクと、カッタディスクと隔壁との
間に形成されるチャンバと、前記チャンバ内に設けら
れ、カッタディスクの回転により掘削された土砂を集積
するホッパと、該ホッパ内に水を供給する送水ポンプ
と、前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排水するサクショ
ンポンプと、前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手
段と、該水位検出手段により検出される水位により前記
送水ポンプによる送水量を制御して該ホッパ内水位を所
定レベルに保つ水位制御手段と、ホッパ内水位の異常上
昇時に前記サクションポンプによる排水量を増大させる
排水制御装置とを備えたことを特徴とするトンネル掘削
機である。

【００１２】請求項３の発明は、掘削機本体の前面に設
けたカッタディスクにより切羽を掘削し、掘削した土砂
を隔壁とカッタディスクとの間のチャンバ内に設けたホ
ッパに集積させ、該ホッパ内に隔壁の外部から送水ポン
プにより水を供給すると共に、ホッパ内の泥水を土砂と
共にサクションポンプにより排水し、ホッパ内の水位に
より前記サクションポンプによる排水量を制御すること
により、ホッパ内の水位を所定レベルに制御し、ホッパ
内水位の異常上昇時に送水ポンプによる送水量を減少ま
たは無くすことを特徴とするトンネル掘削方法である。

【００１３】請求項４の発明は、掘削機本体の前面に設
けられたカッタディスクと、カッタディスクと隔壁との
間に形成されるチャンバと、前記チャンバ内に設けら
れ、カッタディスクの回転により掘削された土砂を集積
するホッパと、該ホッパ内に水を供給する送水ポンプ
と、前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排水するサクショ
ンポンプと、前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手
段と、該水位検出手段により検出される水位により前記
サクションポンプによる排水量を制御して該ホッパ内水
位を所定レベルに保つ水位制御手段と、ホッパ内水位の
異常上昇時に前記送水ポンプによる送水量を減少または
無くす送水制御装置とを備えたことを特徴とするトンネ
ル掘削機である。

【００１４】請求項５の発明は、掘削機本体の外周側ス
キンプレートに、全周にわたって凹部を設け、該凹部
に、内部に流体を圧入することにより膨張して坑壁に押
し付けられることにより、切羽からの湧水を止める流体
圧パッキングを設け、チャンバ内水位の異常上昇時に、
その水位が高い程前記流体圧パッキング内に供給する流
体圧を高くすることを特徴とするトンネル掘削方法であ
る。

【００１５】請求項６の発明は、掘削機本体の外周側ス
キンプレートに、全周にわたって設けた凹部と、該凹部
に設けられ、内部に流体を圧入することにより膨張して
坑壁に押し付けられることにより、切羽からの湧水を止
める流体圧パッキングと、チャンバ内水位の異常上昇を
検出する水位検出手段と、該水位検出手段により水位以
上が検出された際に、その水位が高い程前記流体圧パッ
キングに供給する流体圧を大とする流体圧制御手段とを
備えたことを特徴とするトンネル掘削機である。

【００１６】

【作用】請求項１ないし４においては、通常のホッパ内
の水位制御は送水ポンプまたはサクションポンプの流量
制御により行い、突発的な湧水によりホッパ内（チャン
バ内）水位が通常制御では制御できないレベルにまで達
すると、サクションポンプの排水量を増大させるか、あ
るいは送水ポンプの送水量を減少あるいはゼロとする。

【００１７】請求項５、６においては、チャンバ内の水
位の異常上昇時には、その水位に応じて掘削機本体外周
の流体圧パッキングの流体圧を変化させることにより、
流体圧パッキングには湧水の水圧に適した流体圧が供給
され、不必要に高い流体圧が流体圧パッキングに供給さ
れない。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるトンネル掘削
方法を実施するトンネル掘削機の一実施例を示す縦断面
図、図２は該トンネル掘削機の構成図、図３は該実施例
の前部の拡大断面図、図４（Ａ）は流体圧パッキングを
示す図３のＡ部拡大図である。

【００１９】図１において、１９は鋼材でなる円筒状の
掘削機本体であり、本例においては、前胴３９、中胴４
０、後胴３５によりそれぞれ中折れ部４１、４２におい
て屈曲可能に接合させて構成しているが、一体構造とし
ても良い。中胴４０は前部筒（内筒）４０ａと後部筒
（外筒）４０ｂとが摺動自在に嵌合され、掘削機本体１
９の内面に添って複数本配設されたスラストジャッキ６
３により中胴４０の伸縮がなされると共に、スラストジ
ャッキ６３のストローク差により、中折れ部４２におけ
る屈曲角が設定される。前胴３９と中胴４０との中折れ
角は、両者間に掘削機本体１９の内面に添って複数本配
設された中折れジャッキ７３のストローク差により設定
される。

【００２０】７０は前部筒４０ａに設けられたフロント
グリッパ、７１は後胴３５に設けられたリヤーグリッパ
であり、それぞれ掘削機本体１９から坑壁７に突出させ
て圧接させることにより、地山に掘削機本体１９の前
部、後部を固定するものである。なお、本実施例におい
ては、フロントグリッパ７０を実公平２−２０３１６号
公報に記載のように前胴３９に設けるのではなく、前部
筒４０ａに設け、また、スラストジャッキ６３の前端を
前部筒４０ａに連結することにより、隔壁４５近傍のス
ペースを広くして隔壁４５に設ける出入り口を広くし、
これにより、カッタディスク５４のカッタ５１の摩耗に
よる交換が容易となるように構成している。

【００２１】カッタディスク５４は、前胴３９の隔壁４
５より前方にカッターシール４３、４４を設けて回転自
在に取付けられ、カッタディスク５４と隔壁４５との間
にはチャンバ２が形成される。カッタディスク５４には
カッタ５１とバケット５４ａが取付けられる。隔壁４５
の左右には、カッタディスク５４を回転駆動するための
駆動モータ５９が取付けられ、駆動力伝達機構（図示せ
ず）によりカッタディスク５４が回転されるように構成
される。

【００２２】チャンバ２内には、隔壁４５に固定して、
カッタディスク５４による掘削土砂を集積させるホッパ
６０が設けられる。１１はホッパ６０内に水を供給する
送水装置であり、該送水装置１１は、図２に示す地上の
送水タンク１２と、送水管１４と、送水ポンプ１５と、
開閉バルブ１７とからなり、送水管１４は前記隔壁４５
を貫通し、ホッパ６０内の前方の底部において、噴出口
１３を後向きに配置し、これにより土砂が水により押さ
れて容易に搬出できるようにしている。

【００２３】６１はホッパ６０内の掘削土砂を水と共に
隔壁４５の外部に排出する排泥管であり、該排泥管６１
の吸込口６１ａは、ホッパ６０内において前記噴出口１
３に対向して設ける。排泥管６１には、開閉バルブ２８
と、サクションポンプ２１が設けられる。サクションポ
ンプ２１の吐出側には、上流側から、クラッシャ２２、
オープンタンク２３および排泥ポンプ２４が順次配置さ
れ、各々の間は排泥管６１ｂ〜６１ｄにより接続され、
排泥ポンプ２４の吐出側排泥管６１ｅは地上の処理装置
２９に接続される。

【００２４】４はホッパ６０内の水位検出手段としてホ
ッパ６０の底部に設けた水圧計であり、該水圧計４の検
出信号を送る信号ケーブル２６ａ、２６ｂは、それぞれ
送水ポンプ１５の制御装置１５ａと、サクションポンプ
２１の制御装置２１ａに接続されている。本例において
は、該水圧計４と信号ケーブル２６ａと送水ポンプ１５
の制御装置１５ａとホッパ６０内の水位を所定レベルに
保つ水位制御手段を構成している。また、サクションポ
ンプ２１の制御装置２１ａとにより、湧水による異常増
水時の排水制御手段を構成している。

【００２５】掘削機本体１９の外周のスキンプレートに
は、全周にわたって図４（Ａ）に示すように凹部１９ａ
が形成され、該凹部１９ａに、流体圧パッキング３３が
全周一体にエンドレスに設けられている。本例において
は、該流体圧パッキング３３の両側にプレート３３ｂを
重ね、ボルト３３ｃによってプレート３３ｂと共に流体
圧パッキング３３の両側を固定することにより、流体圧
パッキング３３の内側に、注水管３３ｄから注水するこ
とにより流体圧パッキング３３を膨出させる圧力室３３
ａを形成している。

【００２６】図２に示すように、流体圧パッキング３３
に圧送する流体である水を供給する装置８は、オープン
タンク２３の水を前記圧力室３３ａに供給するための前
記注水管３３ｄと、該注水管３３ｄに設けられ、制御装
置９ａを有する注水ポンプ９と、開閉バルブ１０とから
なる。

【００２７】図２、図３、図４（Ａ）において、５は圧
力室３３ａ内の圧力を検出する圧力計であり、該圧力計
５の検出信号を送る信号ケーブル２７は、圧力室３３ａ
の流体圧を制御するための流体圧コントローラ８０に接
続され、また、前記水圧計４の検出信号を送る信号ケー
ブル２５が該流体圧コントローラ８０に接続されてい
る。

【００２８】前記圧力室３３ａには、その中の流体
（水）の圧力が高すぎる場合に水抜きを行うため、開閉
バルブ３０を有する水抜き管２０の一端が接続され、該
水抜き管２０の他端はオープンタンク２３に接続されて
いる。前記流体圧コントローラ８０の制御信号は、注水
ポンプ９の制御装置９ａと、開閉バルブ１０、３０の開
閉装置に加えられる。

【００２９】図４（Ｂ）は前記流体圧コントローラ８０
の構成を示す図であり、該コントローラ８０は、水圧計
４の検出信号から図４（Ｃ）に示すように、通常の水位
の範囲Ｅの上限Ｌ１（あるいはこの上限Ｌ１より所定レ
ベル高い）の水位を超えることを表示する検出信号が発
生した場合に、湧水と判断して圧力室３３ａの設定信号
Ｐ１を発生させる圧力信号発生手段８１と、該圧力信号
発生手段８１による設定信号Ｐ１と圧力計５による圧力
室３３ａの圧力検出信号Ｐ２とを比較する比較制御手段
８２と、比較結果の偏差がある場合にＰ１＝Ｐ２となる
ように前記注水ポンプ９の制御装置９ａに起動、停止信
号を送ると共に、開閉バルブ１０、３０に開閉信号を送
るドライバ回路８３と、通常の水位の範囲Ｅの上限Ｌ１
の水位を超えることを表示する検出信号が発生した場合
に、ドライバ回路８３の入力回路を、手動操作装置８５
側の出力側から比較制御手段８２の出力側に切り換える
スイッチ回路８４からなるものである。

【００３０】このトンネル掘削機の作動は次のようにな
される。まず、開閉バルブ１７を開き、送水ポンプ１５
の作動により送水タンク１２内の水を送水管１４を介し
てホッパ６０に送る。そしてある程度ホッパ６０内の水
位Ｌが上がった時点で排泥管６１に設けた開閉バルブ２
８を開くと共に、サクションポンプ２１を作動させる。
そして所定のレベルに水位Ｌが保たれるように送水量を
制御する。

【００３１】この状態として、駆動モータ５９の運転に
よりカッタディスク５４を回転させ、カッタ５１が切羽
３８を掘削する。掘削された土砂３はバケット５４ａに
載り、カッタディスク５４の回転によって周期的にホッ
パ６０に落下する。落下した土砂は、送水管１４によっ
て予めホッパ６０内に供給された水６と共に、回転する
サクションポンプ２１の回転力により吸引される。吸引
された土砂は、クラッシャ２２に送られ、クラッシャ２
２で処理した後、オープンタンク２３に送られる。オー
プンタンク２３の送られた土砂は、排泥ポンプ２４によ
り処理装置２９に排出される。

【００３２】このようなサクションポンプ２１による土
砂の排出を行う場合、ホッパ６０に集積される土砂３と
送水量と、排出される水量とがアンバランスとなり、水
位Ｌが下がって空気を吸込み、排出ができなくなる事態
の発生を防止する必要がある。このため、水圧計４によ
り検出される信号を信号ケーブル２６ａによって送水ポ
ンプ１５の制御部１５ａに伝送し、送水ポンプ１５の単
位時間ｔ当りの送水量Ｑの制御を行う。この送水量Ｑの
制御は、図５（Ａ）に示すように、水位Ｌが高いほど送
水量を減少させるように行うことによって、水位を所定
のレベルに維持する。

【００３３】湧水の発生が作業員によって確認された場
合、図４（Ｂ）に示した手動操作装置８５を操作して注
水ポンプ９の作動、開閉バルブ１０の開閉を行って流体
圧パッキング３３を膨張させて止水する。この場合、圧
力計５の表示を監視できるようにしておいて、漏水の程
度に応じた流体圧が設定されるようにする。

【００３４】湧水により、図３に示すように、水位Ｌが
Ｌ’のように上昇すると、通常の水位レベルＬにおける
水圧計４からの深さＨから深さがΔＨだけ増えたＨ’と
なり、このため、水圧計４の検出信号が増大する。ここ
で、水位がＬ１を超えると、流体圧パッキング３３が膨
出しているか否かに拘らず、図４（Ｂ）のスイッチ回路
８４が比較制御手段８２側に自動的に切り換わり、流体
圧コントローラ８０により開閉バルブ１０を開け、かつ
注水ポンプ９を作動させて流体圧パッキング３３の圧力
室３３ａに水を供給して流体圧パッキング３３を地山７
に押し付けることにより、湧水が掘削機本体１９の後方
に流れることを防止する。

【００３５】また、図５（Ａ）に示すように、水位がＬ
１以下である場合にはサクションポンプ２１による排水
量を一定（制御線ｃで示す）または水位増大と共に増加
（制御線ｄで示す）させることとし、この範囲Ｅを超え
る（すなわち水位がＬ１を超える）と、排水量をｅで示
すように通常範囲Ｅより排水量を増やすか、あるいは水
位に対する割合を増やす制御を行うことにより、突発的
な湧水による水位の急激な増大を防止することができ
る。

【００３６】図５（Ｂ）は水位制御の他の例であり、本
例においては、ホッパ６０内の水位Ｌが通常範囲の上限
Ｌ１を超えた場合等には、線ｇ、ｈに示すように、サク
ションポンプ２１を最大流量に設定し、送水量をゼロに
したものである。このように設定すれば、より迅速に通
常範囲Ｅに戻すことが可能となる。この他、送水量や排
水量を段階的に増減させる方法もあり、また、図５
（Ａ）の制御線ｅと図５（Ｂ）の制御線ｈの組み合わせ
や、図５（Ａ）の制御線ｆと図５（Ｂ）の制御線ｇの組
み合わせ等、種々の制御態様を採用することができる。

【００３７】ここで、図４（Ｃ）に示すように、ホッパ
６０の水位の増大、すなわち水圧計４の検出信号に呼応
して流体圧パッキング３３の圧力室３３ａへの水圧を増
大させ、図４（Ｂ）に示すように、圧力信号発生手段８
１による設定信号Ｐ１と圧力計５による圧力室３３ａの
圧力検出信号Ｐ２とを比較してＰ１＝Ｐ２となるまで前
記注水ポンプ９の注水を行い、圧力室３３ａの水圧を制
御することにより、湧水の圧力に応じた流体圧を設定で
きる。また、圧力室３３ａの水圧が湧水圧に対して高す
ぎる場合には、流体圧コントローラ８０は開閉バルブ３
０を開いて圧力室３３ａ内の水の一部をオープンタンク
２３に逃がして水圧を低下させる。これにより必要以上
の流体圧が流体圧パッキング３３に供給されることによ
り生じる流体圧パッキング３３の短命化を防ぐことがで
きる。

【００３８】なお圧力室３３ａに供給する流体としては
水ではなく空気を使用することができる。

【００３９】図５（Ｃ）、（Ｄ）はホッパ６０内水位Ｌ
の他の制御例であり、これらは、通常の水位レベルの範
囲Ｅにおいては、主としてサクションポンプ２１の排出
量を制御線ｉで示すように変化させることによって水位
Ｌを所定レベルに制御し、かつ送水量Ｑは制御線ｊで示
すようにほぼ一定とし、湧水発生により、通常範囲Ｅの
上限レベルＬ１を超えた場合等においては、図５（Ｃ）
の制御線ｈに示すように、送水量Ｑをゼロにして排水量
を制御線ｅで示すように増大させるか、あるいは図５
（Ｄ）の制御線ｇに示すように、サクションポンプ２１
の排水量を最大限に増大させ、かつ制御線ｆに示すよう
に送水量を水位上昇に伴って減少させる等の制御を行う
ものである。このようにポンプ１５、２１を制御して
も、湧水によりチャンバ２内が充満し、なおかつ湧水が
隔壁４５を押して掘削機本体１９を後方に押すという危
険の発生を防止できる。

【００４０】なお、上記実施例においては、掘削機本体
１９の外周の１箇所に流体圧パッキング３３を設けた例
について示したが、実公平２−２０３１６号公報に示し
たように、前胴３９と後胴３５にそれぞれ流体圧パッキ
ングを設け、地山に対して移動していない流体圧パッキ
ングのみを坑壁７に当接させるような制御を行ってもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】請求項１ないし請求項４によれば、突発
的な湧水によりホッパ内（チャンバ内）水位が通常制御
では制御できないレベルにまで達すると、サクションポ
ンプの排水量を増大させるか、あるいは送水ポンプの送
水量を減少あるいはゼロとするようにしたので、突発的
に大量の湧水が生じた場合においても、その湧水を外部
に流出させることができ、掘削機本体内が大量の湧水が
漏出し滞留することが防止できる。また、湧水がチャン
バ内に充満して掘削機本体が後方に押されるという危険
を回避することができる。

【００４２】また、湧水に対して、専用のポンプ等の特
別の設備を必要としないので、経済的に実施できる。

【００４３】また、掘進停止時においては、水圧計等の
水位検出手段、流体圧パッキングへの流体供給手段、排
出ライン等が作動できるように電源を入れておくことに
より、湧水量に応じてサクションポンプによる自動排水
が可能であり、安全性が高まる。

【００４４】また、請求項３、４のように、湧水による
異常水位上昇時には送水ポンプによる送水量を減少また
は無くすことにより、湧水による土砂の排出が可能とな
り、ホッパ内への供給水の量を減少あるいは無くするこ
とができ、経済的である。

【００４５】請求項５、６によれば、チャンバ内の水位
の異常上昇時には、その水位に応じて掘削機本体外周の
流体圧パッキングの流体圧を変化させることにより、流
体圧パッキングには湧水の水圧に適した流体圧が供給さ
れ、不必要に高い流体圧が流体圧パッキングに供給され
ないようにしたので、湧水を止めるために掘削機本体外
周に設ける流体圧パッキングの寿命を延命化しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトンネル掘削方法を実施するトン
ネル掘削機の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１の実施例のトンネル掘削機の構成図であ
る。

【図３】図１の実施例のトンネル掘削機の前部の拡大断
面図である。

【図４】（Ａ）は流体圧パッキングを示す図３のＡ部拡
大図、（Ｂ）は流体圧コントローラの構成図、（Ｃ）は
流体圧コントローラの制御を説明する水位と圧力室設定
圧力信号との関係図である。

【図５】（Ａ）ないし（Ｄ）は図１ないし図３の実施例
におけるホッパ内水位制御態様を説明する水位と送水量
および排水量との関係図である。

【図６】従来のトンネル掘削機を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２：チャンバ、４：水圧計、５：圧力計、６：水、７：
坑壁、８：注水装置、９：注水ポンプ、９ａ：制御装
置、１０、３０：開閉バルブ、１１：送水装置、１２：
送水タンク、１４：送水管、１５：送水ポンプ、１５
ａ：制御装置、１９：掘削機本体、２０：水抜き管、２
１：サクションポンプ、２１ａ：制御装置、２２：クラ
ッシャ、２３：オープンタンク、２４：排泥ポンプ、２
５、２６ａ、２６ｂ、２７：信号ケーブル、２９：処理
装置、３３：流体圧パッキング、３３ａ：圧力室、３
５：後胴、３９：前胴、４０：中胴、４０ａ：前部筒、
４０ｂ：後部筒、４１、４２：中折れ部、４５：隔壁、
５４：カッタディスク、５９：カッタディスク回転用駆
動モータ、６０：ホッパ、６１：排泥管、７０：フロン
トグリッパ、７１：リヤーグリッパ、８０：流体圧コン
トローラ、８１：圧力信号発生手段、８２：比較制御手
段、８３：ドライバ回路、８４：スイッチ回路、８５：
手動操作回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削機本体の前部に設けたカッタディスク
   により切羽を掘削し、 掘削した土砂を隔壁とカッタディスクとの間のチャンバ
   内に設けたホッパに集積させ、 該ホッパ内に隔壁の外部から送水ポンプにより水を供給
   すると共に、ホッパ内の泥水を土砂と共にサクションポ
   ンプにより排水し、 ホッパ内の水位により前記送水ポンプによる送水量を制
   御することにより、ホッパ内の水位を所定レベルに制御
   し、 ホッパ内水位の異常上昇時にサクションポンプによる排
   水量を増大させることを特徴とするトンネル掘削方法。
2. 【請求項２】掘削機本体の前面に設けられたカッタディ
   スクと、 カッタディスクと隔壁との間に形成されるチャンバと、 前記チャンバ内に設けられ、カッタディスクの回転によ
   り掘削された土砂を集積するホッパと、 該ホッパ内に水を供給する送水ポンプと、 前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排水するサクションポ
   ンプと、 前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手段と、 該水位検出手段により検出される水位により前記送水ポ
   ンプによる送水量を制御して該ホッパ内水位を所定レベ
   ルに保つ水位制御手段と、 ホッパ内水位の異常上昇時に前記サクションポンプによ
   る排水量を増大させる排水制御装置とを備えたことを特
   徴とするトンネル掘削機。
3. 【請求項３】掘削機本体の前面に設けたカッタディスク
   により切羽を掘削し、 掘削した土砂を隔壁とカッタディスクとの間のチャンバ
   内に設けたホッパに集積させ、 該ホッパ内に隔壁の外部から送水ポンプにより水を供給
   すると共に、ホッパ内の泥水を土砂と共にサクションポ
   ンプにより排水し、 ホッパ内の水位により前記サクションポンプによる排水
   量を制御することにより、ホッパ内の水位を所定レベル
   に制御し、 ホッパ内水位の異常上昇時に送水ポンプによる送水量を
   減少または無くすことを特徴とするトンネル掘削方法。
4. 【請求項４】掘削機本体の前面に設けられたカッタディ
   スクと、 カッタディスクと隔壁との間に形成されるチャンバと、 前記チャンバ内に設けられ、カッタディスクの回転によ
   り掘削された土砂を集積するホッパと、 該ホッパ内に水を供給する送水ポンプと、 前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排水するサクションポ
   ンプと、 前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手段と、 該水位検出手段により検出される水位により前記サクシ
   ョンポンプによる排水量を制御して該ホッパ内水位を所
   定レベルに保つ水位制御手段と、 ホッパ内水位の異常上昇時に前記送水ポンプによる送水
   量を減少または無くす送水制御装置とを備えたことを特
   徴とするトンネル掘削機。
5. 【請求項５】掘削機本体の外周側スキンプレートに、全
   周にわたって凹部を設け、 該凹部に、内部に流体を圧入することにより膨張して坑
   壁に押し付けられることにより、切羽からの湧水を止め
   る流体圧パッキングを設け、 チャンバ内水位の異常上昇時に、その水位が高い程前記
   流体圧パッキング内に供給する流体圧を高くすることを
   特徴とするトンネル掘削方法。
6. 【請求項６】掘削機本体の外周側スキンプレートに、全
   周にわたって設けた凹部と、 該凹部に設けられ、内部に流体を圧入することにより膨
   張して坑壁に押し付けられることにより、切羽からの湧
   水を止める流体圧パッキングと、 チャンバ内水位の異常上昇を検出する水位検出手段と、 該水位検出手段により水位以上が検出された際に、その
   水位が高い程前記流体圧パッキングに供給する流体圧を
   大とする流体圧制御手段とを備えたことを特徴とするト
   ンネル掘削機。