JPH1025990A - トンネル掘削機及び掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削機において、機内から掘削障害
物を除去可能として作業の安全性を向上させると共に工
費の節減や工期の短縮を可能として作業性を向上させ
る。 【解決手段】 筒状をなすスキンプレート１１の前部に
テーパ形状の中心部カッタ１２ａと円板形状の外周部カ
ッタ１２ｂとで構成するカッタヘッド１２を装着してカ
ッタ旋回モータ１８によって駆動回転可能とすると共
に、スキンプレート１１をシールドジャッキ２８によっ
て前進可能とし、中心部カッタ１２ａに開口部４２を設
けてカッタヘッド１２による掘削時には掘削ブロック４
４を装着することで土砂の浸入を阻止し、障害物６０を
粉砕するときは開口部４２にスキンプレート１１内のコ
アボーリング装置４１を装着し、コアカッタ５６を前方
に延出して障害物６０を粉砕する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機に
関し、特に、前方の地盤にカッタヘッドでは掘削が困難
な障害物が存在する場合に、この障害物を破砕してトン
ネルを掘削することのできるトンネル掘削機及びトンネ
ル掘削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来のシールド掘削機の概略、図
５に杭切りビットの概略を示す。

【０００３】図４に示すように、従来のシールド掘削機
において、掘削機本体としての円筒形状をなすスキンプ
レート１０１の前部にはカッタヘッド１０２が回転自在
に装着されており、このカッタヘッド１０２の前面には
多数のカッタビット１０３が固定されている。そして、
カッタヘッド１０２の後部にはリングギア１０４が固定
される一方、スキンプレート１０１には油圧モータ１０
５が取付けられ、この油圧モータ１０５の駆動ギア１０
６がこのリングギア１０４に噛み合っている。従って、
油圧モータ１０５を駆動して駆動ギア１０６を回転駆動
すると、リングギア１０４を介してカッタヘッド１０２
を回転することができる。

【０００４】また、スキンプレート１０１にはカッタヘ
ッド１０２の後方に位置してバルクヘッド１０７が取付
けられており、カッタヘッド１０２とこのバルクヘッド
１０７との間にチャンバ室１０８が形成されている。そ
して、このチャンバ室１０８には一端がシールド掘削機
の外部に延設された送泥管１０９及び排泥管１１０の他
端が開口しており、排泥管１１０の開口部分の近傍には
掘削土砂と泥水とを攪拌、混合するアジテータ１１１が
設置されている。なお、カッタヘッド１０２の外周部に
はコピーカッタ１１２が設けられており、スキンプレー
ト１０１の前端部には機外に出るためのマンロック１１
３が設けられ、スキンプレート１０１の外周部には薬液
注入管１１４が設けられている。

【０００５】更に、スキンプレート１０１の後部外周辺
には円周方向に複数のシールドジャッキ１１５が並設さ
れており、このシールドジャッキ１１５がシールド掘削
機の掘進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に
構築された既設のセグメントＳに押し付けることで、そ
の反力によりスキンプレート１０１、即ち、シールド掘
削機全体を前進することができる。一方、スキンプレー
ト１０１の後部中央部には縦梁１１６が形成され、この
縦梁１１６には架台１１７が後方に延設されている。ま
た、スキンプレート１０１の後部にはリングガータ１１
８によってセグメントエレクタ１１９が支持されてお
り、このセグメントエレクタ１１９はシールドジャッキ
１１５によって前進したスキンプレート１０１と既設の
セグメントＳとの間の空所に新しいセグメントＳを装着
してトンネルを構築することができる。更に、シールド
ジャッキ１１５の後方には真円保持装置１２０が設けら
れている。

【０００６】従って、トンネルを掘削形成するには、ま
ず、油圧モータ１０５によりカッタヘッド１０２を回転
させながら、複数のシールドジャッキ１１５を伸長し、
既設のセグメントＳへの押し付け反力によってスキンプ
レート１０１を前進させことで、カッタヘッド１０２の
多数のカッタビット１０３が前方の地盤を掘削する。そ
して、カッタビット１０３によって掘削された土砂はチ
ャンバ室１０８内に取り込まれ、送泥管１０９から給水
されてアジテータ１１１により掘削土砂と送水とが攪
拌、混合され、排泥管１１０により外部に排出される。
次に、シールドジャッキ１１５の何れか一つを縮み方向
に作動して既設のセグメントＳとの間に空所を形成し、
セグメントエレクタ１１９によってこの空所に新しいセ
グメントＳを装着する。この作業の繰り返しによって所
定長さのトンネルを掘削形成していく。

【０００７】ところで、トンネルを掘削中に、前方の地
盤に予期せぬ障害物、例えば、シートパイルやＨ型鋼
杭、鉄筋コンクリート杭などが発見された場合、上述し
た従来のシールド掘削機のカッタヘッド１０２では破砕
することができない。そのため、従来はトンネルの上方
の地面を開削してこの障害物を除去したり、振動杭打ち
機などを利用して障害物を抜き取っていた。

【０００８】また、地上からアクセスできない場合に
は、チャンバ室１０８に圧縮空気を送給して地下水を排
出したのち、作業員がマンロック１１３に入ってカッタ
ヘッド１０２の前方に圧縮空気を送給することで、チャ
ンバ室１０８室と同圧とする。そして、作業員がカッタ
ヘッド１０２に形成された図示しないマンホールを通っ
てカッタヘッド１０２の前方に行き、土砂を排出した
後、障害物に接近してピックやガス切断機などを用いて
障害物を小さく破砕し、マンロック１１３から外部に搬
出する。なお、掘削地盤が不安定である場合は、事前に
薬液注入管１１４を用いて地盤に固化剤を注入し、地盤
を固めてから作業員が作業を行う。

【０００９】更に、障害物がコンクリート杭や木杭など
の場合には、カッタヘッド１０２にカッタビット１０３
と共に、図５に示すような杭切りビット２０１を装着
し、このコンクリート杭や木杭などの障害物を切削、破
砕して土砂と一緒にスクリューコンベヤなどで排出す
る。なお、この杭切りビット２０１はカッタヘッド１０
２に固定するベース２０２に円弧状の超硬ビット２０３
が固着されて構成されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の障害物除去方法にあっては、下記に示すような問題
があった。即ち、トンネルは一般的に公共用地である道
路の地下に構築されるものであり、トンネルの上方の道
路を開削することは、工事自体がこの道路を占拠するこ
ととなり、交通を妨げてしまうという問題がある。ま
た、道路を開削した孔から障害物を除去することも交通
の妨げとなってしまう。

【００１１】また、作業員がカッタヘッド１０２の前方
に行って障害物を除去する場合には地盤の崩落を考慮
し、固化剤を注入して地盤を固めてから作業を行うこと
となり、工事費用が高くなってしまうと共に、工期が長
くなってしまうとい問題がある。また、作業員が機外に
でると言うことは、固化剤で地盤を固めてはいても、危
険を伴うものであり、機内から障害物を除去することが
望ましい。

【００１２】更に、カッタヘッド１０２に杭切りビット
２０１を装着して障害物を切削、破砕して除去すること
は、障害物がコンクリート杭や木杭などに限定されるも
のであり、シートパイルやＨ型鋼杭などは破砕できな
い。また、鉄筋コンクリートであっても、鉄筋が切断さ
れず、長尺の鉄筋を排出するのが困難である。そして、
この杭切りビット２０１は切削性が良くなく、且つ、カ
ッタヘッド１０２の回転速度が土砂に対応して設定され
ているために遅く、掘削機自体が大きな推進力を必要と
する。すると、周囲の地盤が崩れて地盤沈下が発生した
り、それによって反力が不足して障害物が動いて切り残
しが発生し、排出不能に陥ってしまう。更に、杭切りビ
ット２０１が破損するごとに交換しなければならず、作
業性が良くないという問題があった。

【００１３】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、機内から掘削障害物を除去可能として作業の安
全性の向上を図ると共に工費の節減や工期の短縮を可能
として作業性の向上を図ったトンネル掘削機及びトンネ
ル掘削方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のトンネル掘削機は、筒状をなす掘削機本体
と、該掘削機本体を推進する推進手段と、テーパ形状の
中心部カッタと該中心部カッタの外周部に取付けられた
円板形状の外周部カッタとを有して前記掘削機本体の前
部に回転自在に装着されたカッタヘッドと、該カッタヘ
ッドを駆動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記掘削
機本体内に前記中心部カッタと外周部カッタとで区画さ
れて前記カッタヘッドによって掘削した土砂を取り込む
チャンバ室と、該チャンバ室に取り込まれた掘削土砂を
後方に送給して外部に排出する掘削土砂排出手段と、前
記掘削機本体の内部から前記カッタヘッドにおける前記
中心部カッタの中心部近傍を貫通して前方に延出可能な
障害物破砕手段とを具えたことを特徴とするものであ
る。

【００１５】また、本発明のトンネル掘削機は、前記カ
ッタヘッドにおける前記中心部カッタの中心部近傍には
前記掘削機本体の内部と該カッタヘッドの前方の外部と
を連通する開口部が形成され、該開口部には掘削ブロッ
クが着脱自在に装着されると共に、該開口部から該掘削
ブロックが取り外されたときに、前記掘削機本体の内部
に収納された障害物破砕部材を該開口部から前記カッタ
ヘッドを貫通して前方に延出可能であることを特徴とす
るものである。

【００１６】更に、本発明のトンネル掘削方法は、掘削
機本体の前部に装着されたカッタヘッドをテーパ形状の
中心部カッタと該中心部カッタの外周部に取付けられた
円板形状の外周部カッタとで構成し、該カッタヘッドを
駆動回転させながら、前記掘削機本体を前進させること
で該カッタヘッドによって前方の地盤を掘削し、該カッ
タヘッドによって掘削した土砂を前記掘削機本体内にお
ける前記中心部カッタと外周部カッタとで区画されたチ
ャンバ室に取り込み、後方に送給して外部に排出してト
ンネルを形成する一方、前方の地盤に前記カッタヘッド
では掘削不能な障害物が存在する場合には、前記掘削機
本体の内部から前記カッタヘッドにおける前記中心部カ
ッタの中心部近傍を貫通して障害物破砕部材を前方に延
出し、該障害物破砕部材によって前記障害物を破砕し、
その後、該障害物破砕部材を前記掘削機本体内に収納
し、再び、前記カッタヘッドによって前方の地盤を掘削
してトンネルを形成するようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１８】図１に本発明の一実施形態に係るトンネル
掘削機としてのシールド掘削機の概略断面、図２に本実
施形態のシールド掘削機の正面視、図３にカッタヘッド
に形成された開口部が掘削ブロックによって閉塞された
状態を表す断面を示す。

【００１９】図１及び図２に示すように、本実施形態の
シールド掘削機において、掘削機本体としての円筒形状
をなすスキンプレート１１の前部にはカッタヘッド１２
が回転自在に装着されている。このカッタヘッド１２
は、前部側がテーパ形状となる中心部カッタ１２ａと、
この中心部カッタ１２ａの先端外周部に連結固定された
円板形状をなす外周部カッタ１２ｂとから構成されてい
る。そして、この中心部カッタ１２ａと外周部カッタ１
２ｂの各前面部に多数のカッタビット１３が固定される
一方、後面部には中間ビーム１４及びカッタドラム１５
が固着され、このカッタドラム１５が軸受１６に回転自
在に支持されている。そして、このカッタドラム１５に
はリングギア１７が固定される一方、スキンプレート１
１には油圧モータ１８が取付けられ、このカッタ旋回モ
ータ１８の駆動ギア１９がこのリングギア１７に噛み合
っている。従って、カッタ旋回モータ１８を駆動して駆
動ギア１９を回転駆動すると、リングギア１７を介して
カッタヘッド１２を回転駆動することができる。

【００２０】また、スキンプレート１１の前部にはカッ
タヘッド１２の後方に位置してリング状のバルクヘッド
２０が取付けられており、スキンプレート１１内におい
て、カッタヘッド１２の中心部カッタ１２ａと外周部カ
ッタ１２ｂとこのバルクヘッド２０とによって区画され
る部分がチャンバ室２１として形成されている。即ち、
チャンバ室２１はスキンプレート１１の前部にドーナッ
ツ状に設けられることとなり、カッタヘッド１２によっ
て掘削した土砂を図示しない開口部から取り込んで蓄積
することができる。そして、このチャンバ室２１には一
端がシールド掘削機の外部に延設された送泥管２２及び
排泥管２３の他端が開口しており、排泥管２３の開口部
分の近傍には掘削土砂と泥水とを攪拌、混合する駆動モ
ータ２４を有するアジテータ２５が設置されている。な
お、カッタヘッド１２の外周部にはコピーカッタ２６が
設けられており、スキンプレート１１の外周部には薬液
注入管２７が設けられている。

【００２１】更に、スキンプレート１１の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキ２８が並設されて
おり、このシールドジャッキ２８がシールド掘削機の掘
進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に構築さ
れた既設のセグメントＳに押し付けることで、その反力
によりスキンプレート１１、即ち、シールド掘削機全体
を前進することができる。一方、スキンプレート１１の
後部中央部には縦梁３９が形成され、この縦梁２９には
架台３０が後方に延設されている。また、スキンプレー
ト１１の後部にはリングガータ３１によってセグメント
エレクタ３２が支持されており、このセグメントエレク
タ３２はシールドジャッキ２８によって前進したスキン
プレート１１と既設のセグメントＳとの間の空所に新し
いセグメントＳを装着してトンネルを構築することがで
きる。

【００２２】ところで、本実施形態のシールド掘削機に
あっては、スキンプレート１１の内部からカッタヘッド
１２における中心部カッタ１２ａの中心部近傍を貫通し
て前方に延出可能な障害物破砕手段としてのコアボーリ
ング装置４１が設けられている。即ち、図２及び図３に
示すように、カッタヘッド１２の中心部カッタ１２ａに
はその中心部より若干上部にスキンプレート１１の内部
とカッタヘッド１２の前方の外部とを連通する開口部４
２が形成されている。通常、この開口部４２にはシール
部材４３を介して掘削ブロック４４が嵌合固定されてお
り、カッタヘッド１２が回転することで、前方の地盤を
掘削し、且つ、スキンプレート１１内部への土砂の浸入
が防止されている。また、このカッタヘッド１２の前面
部にはこの開口部４２を開閉自在なゲート４５及びこの
ゲート４５をスライド可能なゲートシリンダ４６が設け
られている。

【００２３】前述したように、スキンプレート１１内に
はコアボーリング装置４１が収容されており、必要に応
じてカッタヘッド１２の開口部４２から掘削ブロック４
４を取り外し、このコアボーリング装置４１を装着する
ことができる。このコアボーリング装置４１において、
図１に示すように、スキンプレート１１の内部を前後に
長尺な支持架台４７は前端部に接続金物４８を介して球
面軸受４９が取付けられており、支持架台４７はこの球
面軸受４９によってカッタヘッド１２の開口部４２に装
着され、且つ、揺動自在となっている。そして、カッタ
ヘッド１２の中間ビーム１４と支持架台４７との間には
揺動シリンダ５０が架設されており、この揺動シリンダ
５０の伸縮駆動によって支持架台４７の角度を調整する
ことができる。

【００２４】この支持架台４７上には後端部に移動台５
１が前後移動自在に装着され、この移動台５１上には駆
動モータ５２が搭載されており、駆動モータ５２はスラ
ストシリンダ５３によって移動台５１と共に前後に移動
することができる。そして、駆動モータ５２の出力軸に
はチャック５４が固結されており、このチャック５４に
は連結ロッド５５を介してコアカッタ５６が接続されて
いる。この連結ロッド５５及びコアカッタ５６は円筒形
状をなし、接続金物４８及び球面軸受４９内の貫通孔５
７内にシール部材５８を介して嵌合しており、この場
合、必要に応じて連結ロッド５５を増やすことで、コア
カッタ５６を接続金物４８及び球面軸受４９内の貫通孔
５７内を貫通してカッタヘッド１２の前方の延設するこ
とができる。そして、このコアカッタ５６の先端部には
ダイヤモンドのような硬質な材料で形成された超硬チッ
プ５８が取付けられている。

【００２５】ここで、本実施形態のシールド掘削機を用
いたトンネルを掘削形成方法について説明する。カッタ
ヘッド１２による通常の掘削作業では、コアボーリング
装置４１をスキンプレート内に収容し、図２及び図３に
示すように、カッタヘッド１２の開口部４２に掘削ブロ
ック４４を固定してある。この状態で、図１に示すよう
に、まず、カッタ旋回モータ１８によってカッタヘッド
１２を回転させながら、複数のシールドジャッキ２８を
伸長し、既設のセグメントＳへの押し付け反力によって
スキンプレート１１を前進させことで、カッタヘッド１
２の多数のカッタビット１３が前方の地盤を掘削する。
そして、カッタビット１３によって掘削された土砂はチ
ャンバ室２１内に取り込まれ、送泥管２２から給水され
てアジテータ２５により掘削土砂と送水とが攪拌、混合
され、排泥管２３により外部に排出される。次に、シー
ルドジャッキ２８の何れか一つを縮み方向に作動して既
設のセグメントＳとの間に空所を形成し、セグメントエ
レクタ３２によってこの空所に新しいセグメントＳを装
着する。この作業の繰り返しによって所定長さのトンネ
ルを掘削形成していく。

【００２６】このようなカッタヘッド１２によるトンネ
ル掘削作業中に、前方の地盤にカッタヘッド１２では破
砕不能な障害物６０が発見された場合、コアボーリング
装置４１を用いてこの障害物６０を破砕する。即ち、カ
ッタヘッド１２の回転を停止し、開口部４２から掘削ブ
ロック４４を取り外し、コアボーリング装置４１を球面
軸受４９を介してこの開口部４２に装着する。このと
き、ゲートシリンダ４６によってゲート４５をスライド
させることで、開口部４２を一時的に閉鎖し、内部への
土砂の浸入を阻止する。また、このような作業を行う作
業空間は、スキンプレート１１とカッタヘッド１２の中
心部カッタ１２ａとバルクヘッド２０とで形成された掘
削機本体内であって、作業者は掘削機本体内を中心部カ
ッタ１２ａのすぐ後方まで進入し、この開口部４２から
の掘削ブロック４４の取り外し作業やコアボーリング装
置４１の取付け作業を行うことができる。

【００２７】このようにしてコアボーリング装置４１の
装着が完了すると、駆動モータ５３を駆動し、連結ロッ
ド５５を介してコアカッタ５６を回転させながら、スラ
ストシリンダ５３によって移動台５１と共に駆動モータ
５３及びチャック５４、連結ロッド５５、コアカッタ５
６を前方に移動し、障害物６０を破砕する。このとき、
障害物６０までの距離が長いときは、スラストシリンダ
５３が伸長した状態でチャック５４と連結ロッド５５と
の接続を解除してから、このスラストシリンダ５３を収
縮し、チャック５４と連結ロッド５５との間の空間部に
別の連結ロッド５５を装着することで全長を長くし、再
び、スラストシリンダ５３が伸長することでコアカッタ
５６を前方に延出する。また、このとき、揺動シリンダ
５０を伸縮することで支持架台４７の角度を調整し、カ
ッタヘッド１２の中心位置に対して偏心した位置から前
方に延出したコアカッタ５６を広い範囲で移動し、障害
物６０の破砕し易い位置に移動することができる。

【００２８】このようにして回転するコアカッタ５６の
超硬チップ５８が障害物６０を破砕すると、障害物６０
の破片はコアカッタ５６の内部からスキンプレート１１
内に取り込まれ、図示しないスクリューコンベヤなどに
よって外部に排出される。障害物６０を全て除去した後
は、コアボーリング装置４１の連結ロッド５５を取り外
してコアカッタ５６をカッタヘッド１２内に戻し、この
カッタヘッド１２の開口部４２からコアボーリング装置
４１を取り外す。そして、この開口部４２に掘削ブロッ
ク４４を固定し、再び、カッタヘッド１２を回転させな
がらスキンプレート１１を前進し、カッタヘッド１２に
よって前方の地盤を掘削してトンネルを掘削する。

【００２９】また、コアボーリング装置４１による障害
物の破砕時に、薬液注入管２７から周囲の地盤に固化剤
を注入することで、周囲の地盤の崩壊を防止することが
できる。なお、この薬液注入管をコアボーリング装置４
１に設けても良いものである。

【００３０】このように本実施形態のシールド掘削機に
あっては、カッタヘッド１２による掘削作業中に発見さ
れた障害物６０に対して、カッタヘッド１２の開口部４
２にコアボーリング装置４１を装着し、コアカッタ５６
によって障害物６０を破砕することで、容易に障害物６
０を除去することができる。そのため、障害物６０を除
去するために、トンネルの上方の道路を開削して交通を
妨げることはない。また、作業員がカッタヘッドの前方
にでて障害物の除去作業を行うこともなくなって安全性
が確保される。更に、カッタヘッドに杭切りビットを装
着して障害物を切削、破砕する必要もなく、周囲の地盤
の崩壊や地盤沈下を抑制できる。

【００３１】また、本実施形態のシールド掘削機にあっ
ては、カッタヘッド１２をテーパ形状の中心部カッタ１
２ａに円板形状をなす外周部カッタ１２ｂを固定して構
成し、この中心部カッタ１２ａをスキンプレート１１に
取付けられたバルクヘッド２０に回転自在に支持したこ
とで、チャンバ室２１がドーナッツ状となっている。従
って、スキンプレート１１で構成する掘削機本体内を広
く確保し、且つ、カッタヘッド１２（中心部カッタ１２
ａ）の背面部まで延設することができ、コアボーリング
装置４１や掘削ブロック４４等の着脱作業を容易に短時
間で行うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のトンネル掘削機によれば、筒状をなす掘
削機本体の前部にテーパ形状の中心部カッタと円板形状
の外周部カッタとで構成するカッタヘッドを回転自在に
装着してカッタヘッド駆動手段によって駆動回転可能と
すると共に、掘削機本体を推進手段によって前進可能と
し、また、掘削機本体内に中心部カッタと外周部カッタ
とで区画されてカッタヘッドによって掘削した土砂を取
り込むチャンバ室を設けると共に、このチャンバ室内の
土砂を後方に送給して外部に排出する掘削土砂排出手段
を設け、掘削機本体の内部から中心部カッタの中心部近
傍を貫通して前方に延出可能な障害物破砕手段を設けた
ので、カッタヘッドでは掘削できない障害物に対して、
障害物破砕手段を用いて破砕して除去することができ、
トンネルの上方の道路を開削して交通を妨げることもな
く、作業員が機外にでて障害物除去作業を行う必要もな
く、また、カッタヘッドに別のビットを装着して障害物
を切削、破砕する必要もない。更に、掘削機本体の内部
をカッタヘッドの後部まで延設して広く確保すること
で、掘削土砂排出手段の操作等を容易に、且つ、短時間
で行うことができる。その結果、機内から障害物の除去
を可能として作業の安全性の向上を図ることができると
共に、工費の節減や工期の短縮を可能として作業性の向
上を図ることができる。

【００３３】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
中心部カッタの中心部近傍に掘削機本体の内部とカッタ
ヘッドの前方の外部とを連通する開口部を形成し、この
開口部に掘削ブロックを着脱自在に装着すると共に、開
口部から掘削ブロックが取り外されたときに、掘削機本
体の内部に収納された障害物破砕部材を開口部からカッ
タヘッドを貫通して前方に延出可能としたので、カッタ
ヘッドを回転させて前方の地盤を掘削するときは、カッ
タヘッドの前面部開口部に掘削ブロックを装着すること
で、掘削機本体の内部を密閉して掘削土砂の浸入を阻止
する一方、カッタヘッドでは破砕不能な障害物が発見さ
れた場合には、この開口部に障害物破砕部材を装着して
障害物を破砕することができる。

【００３４】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、カッタヘッドをテーパ形状の中心部カッタと円板形
状の外周部カッタとで構成し、このカッタヘッドを駆動
回転させながら掘削機本体を前進させることでカッタヘ
ッドによって前方の地盤を掘削し、掘削した土砂を掘削
機本体内における中心部カッタと外周部カッタとで区画
されたチャンバ室に取り込んで後方に送給して外部に排
出することでトンネルを形成し、前方の地盤にカッタヘ
ッドでは掘削不能な障害物が存在する場合には、掘削機
本体の内部からカッタヘッドを貫通して障害物破砕部材
を前方に延出し、この障害物破砕部材によって障害物を
破砕し、破砕完了後、障害物破砕部材を掘削機本体内に
収納して再びカッタヘッドによって前方の地盤を掘削し
てトンネルを形成するようにしたので、カッタヘッドに
よる掘削作業中に発見された障害物に対して、障害物破
砕部材を用いて破砕して除去することができ、作業者が
機外に出る必要がなくなって安全を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機とし
てのシールド掘削機の概略断面図である。

【図２】本実施形態のシールド掘削機の正面図である。

【図３】カッタヘッドに形成された開口部の断面図であ
る。

【図４】従来のシールド掘削機の概略図である。

【図５】杭切りビットの概略図である。

【符号の説明】

１１ スキンプレート（掘削機本体） １２ カッタヘッド １２ａ 中心部カッタ １２ｂ 外周部カッタ １８ カッタ旋回モータ（カッタヘッド駆動手段） ２３ 排泥管（掘削土砂排出手段） ２８ シールドジャッキ（推進手段） ３２ セグメントエレクタ ４１ コアボーリング装置４１（障害物破砕手段） ４２ 開口部 ４４ 掘削ブロック ５６ コアカッタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体
   を推進する推進手段と、テーパ形状の中心部カッタと該
   中心部カッタの外周部に取付けられた円板形状の外周部
   カッタとを有して前記掘削機本体の前部に回転自在に装
   着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを駆動回転す
   るカッタヘッド駆動手段と、前記掘削機本体内に前記中
   心部カッタと外周部カッタとで区画されて前記カッタヘ
   ッドによって掘削した土砂を取り込むチャンバ室と、該
   チャンバ室に取り込まれた掘削土砂を後方に送給して外
   部に排出する掘削土砂排出手段と、前記掘削機本体の内
   部から前記カッタヘッドにおける前記中心部カッタの中
   心部近傍を貫通して前方に延出可能な障害物破砕手段と
   を具えたことを特徴とするトンネル掘削機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のトンネル掘削機におい
   て、前記カッタヘッドにおける前記中心部カッタの中心
   部近傍には前記掘削機本体の内部と該カッタヘッドの前
   方の外部とを連通する開口部が形成され、該開口部には
   掘削ブロックが着脱自在に装着されると共に、該開口部
   から該掘削ブロックが取り外されたときに、前記掘削機
   本体の内部に収納された障害物破砕部材を該開口部から
   前記カッタヘッドを貫通して前方に延出可能であること
   を特徴とするトンネル掘削機。
3. 【請求項３】 掘削機本体の前部に装着されたカッタヘ
   ッドをテーパ形状の中心部カッタと該中心部カッタの外
   周部に取付けられた円板形状の外周部カッタとで構成
   し、該カッタヘッドを駆動回転させながら、前記掘削機
   本体を前進させることで該カッタヘッドによって前方の
   地盤を掘削し、該カッタヘッドによって掘削した土砂を
   前記掘削機本体内における前記中心部カッタと外周部カ
   ッタとで区画されたチャンバ室に取り込み、後方に送給
   して外部に排出してトンネルを形成する一方、前方の地
   盤に前記カッタヘッドでは掘削不能な障害物が存在する
   場合には、前記掘削機本体の内部から前記カッタヘッド
   における前記中心部カッタの中心部近傍を貫通して障害
   物破砕部材を前方に延出し、該障害物破砕部材によって
   前記障害物を破砕し、その後、該障害物破砕部材を前記
   掘削機本体内に収納し、再び、前記カッタヘッドによっ
   て前方の地盤を掘削してトンネルを形成するようにした
   ことを特徴とするトンネル掘削方法。