特開 2016-199912 トンネル掘削機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-199912(P2016-199912A)

(43)【公開日】2016年12月1日

(54)【発明の名称】トンネル掘削機

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/08 20060101AFI20161104BHJP

   E21D 9/06 20060101ALI20161104BHJP

   E21D 9/12 20060101ALI20161104BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/08

   E21D9/06

   E21D9/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-80561(P2015-80561)

(22)【出願日】2015年4月10日

(71)【出願人】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工メカトロシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078499

【弁理士】

【氏名又は名称】光石 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】230112449

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 春平

(74)【代理人】

【識別番号】100102945

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100120673

【弁理士】

【氏名又は名称】松元 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100182224

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲三

(72)【発明者】

【氏名】保苅 実

(72)【発明者】

【氏名】水野 睦夫

(72)【発明者】

【氏名】杉山 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 茂

【テーマコード（参考）】

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D054AC01

2D054BA07

2D054BA14

(57)【要約】

【課題】切羽前方の地盤改良を行うことなく、掘削機の主要構成部材を容易に回収して再利用することができるトンネル掘削機を提供する。
【解決手段】外筒１１の前端部にカッタスポーク３２を回転可能に支持するトンネル掘削機１において、外筒１１内に設けられる前側隔壁１２と、前側隔壁１２に形成され、カッタスポーク３２がトンネル前後方向に通過可能となる開口部１２ａと、外筒１１内に移動可能に支持される可動内筒１３と、可動内筒１３内に設けられ、カッタスポーク３２を回転可能に支持する後側隔壁１４と、カッタスポーク３２と前側隔壁１２との間に形成され、掘削土砂を蓄えるチャンバ１６と、後側隔壁１４に支持されると共に、前端部が開口部１２ａをトンネル前後方向に貫通してチャンバ１６内に配置されるスクリューコンベヤ１９と、開口部１２ａを開閉するゲート２１とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状をなす外筒の前端部に、カッタが装着されたカッタスポークを回転可能に支持するトンネル掘削機において、
前記外筒の前端部内に設けられると共に、前記カッタスポークのトンネル後方に配置される前側隔壁と、
前記前側隔壁に形成され、前記カッタスポークがトンネル前後方向に通過可能となる開口部と、
前記外筒内に配置され、トンネル前後方向に移動可能に支持される可動内筒と、
前記可動内筒の前端部内に設けられると共に、前記前側隔壁のトンネル後方に配置され、前記カッタスポークを回転可能に支持する後側隔壁と、
前記カッタスポークと前記前側隔壁との間に形成され、前記カッタの掘削に伴って発生した掘削土砂を蓄えるチャンバと、
前記後側隔壁に支持されると共に、前端部が前記開口部をトンネル前後方向に貫通して前記チャンバ内に配置され、前記チャンバ内に蓄えられた掘削土砂を、前記外筒のトンネル後方に向けて排出する排土手段と、
前記前側隔壁に設けられ、前記開口部を開閉するゲートとを備える
ことを特徴とするトンネル掘削機。

【請求項2】

請求項１に記載のトンネル掘削機において、
前記後側隔壁に回転可能に支持されると共に、前記カッタスポークを支持し、前記開口部をトンネル前後方向に貫通するカッタ回転軸を備え、
前記カッタスポークは、
カッタ回転軸径方向に延在し、前記開口部の通過時に、径方向外側端部が径方向内側端部を回転中心としてトンネル前方に向けて回動する
ことを特徴とするトンネル掘削機。

【請求項3】

請求項２に記載のトンネル掘削機において、
前記開口部をトンネル前後方向に通過可能となるように前記カッタ回転軸に支持され、前記カッタスポークの径方向外側端部をトンネル前方に向けて回動させる傾動手段を備える
ことを特徴とするトンネル掘削機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削機を構成する主要構成部材を回収して再利用可能としたトンネル掘削機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、トンネル掘削機においては、掘削が完了すると、解体された後、一部分が回収される一方、その残りの部分が、トンネルの一部として、地中に埋設される。例えば、トンネル掘削機を構成する構成部材の中でも、カッタヘッド、カッタヘッド駆動装置、シールドジャッキ、エレクタ装置等の高価な主要構成部材が、掘削機本体から回収されて、再利用される一方、残りの掘削機本体が、トンネル構造体の一部として、既設のセグメントに連結された状態で、埋設されることになる。このように、再利用できる構成部材が多くなれば、掘削機の製造コストやトンネル施工費用の削減を図ることができる。

【0003】

また、トンネル掘削機を解体し、その主要構成部材を回収する際には、狭い空間内においての作業となるだけでなく、周辺地盤が、自立しない軟弱地盤等となる場合には、切羽の崩落を考慮しながら、それらの解体回収作業を効率的に行う必要がある。

【0004】

そこで、近年、切羽の崩落を防止しつつ、カッタヘッドをトンネル後方に向けて引き抜き可能としたトンネル掘削機が、種々提供されている。そして、このような従来のトンネル掘削機としては、例えば、特許文献１，２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平４−２７７２９２号公報

【特許文献2】特開２０００−１４５３７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、上記従来のトンネル掘削機においては、カッタヘッドの後方に、２枚の隔壁を前後に並べた構成を採用しており、カッタヘッドを後側隔壁に支持させると共に、カッタヘッドと前側隔壁との間で、掘削土砂を蓄えるためのチャンバを形成するようにしている。このとき、前側隔壁に、カッタヘッドが通過可能となる開口部を形成すると共に、その開口部を開閉するゲートを備えるようにしている。そして、カッタヘッドを引き抜く場合には、当該カッタヘッドを前側隔壁の開口部内に通過させた後、その開口部をゲートによって閉鎖することにより、切羽側から掘削機本体への土砂の侵入を防止して、掘削機本体内における作業性の向上を図るようにしている。

【0007】

しかしながら、上記従来のトンネル掘削機においては、チャンバ内から掘削土砂を排出するためのスクリューコンベヤを、引き抜き対象（回収対象）とはしていない。このスクリューコンベヤには、それを回転駆動させるためのモータ等が一体的に組み込まれており、このようなスクリューコンベヤも、非常に高価なものであって、回収して再利用を図るべきものであると考えられる。

【0008】

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、切羽前方の地盤改良を行うことなく、掘削機の主要構成部材を容易に回収して再利用することができるトンネル掘削機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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、
筒状をなす外筒の前端部に、カッタが装着されたカッタスポークを回転可能に支持するトンネル掘削機において、
前記外筒の前端部内に設けられると共に、前記カッタスポークのトンネル後方に配置される前側隔壁と、
前記前側隔壁に形成され、前記カッタスポークがトンネル前後方向に通過可能となる開口部と、
前記外筒内に配置され、トンネル前後方向に移動可能に支持される可動内筒と、
前記可動内筒の前端部内に設けられると共に、前記前側隔壁のトンネル後方に配置され、前記カッタスポークを回転可能に支持する後側隔壁と、
前記カッタスポークと前記前側隔壁との間に形成され、前記カッタの掘削に伴って発生した掘削土砂を蓄えるチャンバと、
前記後側隔壁に支持されると共に、前端部が前記開口部をトンネル前後方向に貫通して前記チャンバ内に配置され、前記チャンバ内に蓄えられた掘削土砂を、前記外筒のトンネル後方に向けて排出する排土手段と、
前記前側隔壁に設けられ、前記開口部を開閉するゲートとを備える
ことを特徴とする。

【0010】

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、
前記後側隔壁に回転可能に支持されると共に、前記カッタスポークを支持し、前記開口部をトンネル前後方向に貫通するカッタ回転軸を備え、
前記カッタスポークは、
カッタ回転軸径方向に延在し、前記開口部の通過時に、径方向外側端部が径方向内側端部を回転中心としてトンネル前方に向けて回動する
ことを特徴とする。

【0011】

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、
前記開口部をトンネル前後方向に通過可能となるように前記カッタ回転軸に支持され、前記カッタスポークの径方向外側端部をトンネル前方に向けて回動させる傾動手段を備える
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

従って、本発明に係るトンネル掘削機によれば、外筒の前側隔壁に、開口部及び当該開口部を開閉するゲートを備える一方、可動内筒の後側隔壁に、カッタスポーク及び排土手段を支持することにより、可動内筒をトンネル後方に向けて移動させて、カッタスポーク及び排土手段を、開口部内にトンネル後方に向けて通過させた後、その開口部をゲートによって閉鎖することができる。これにより、切羽前方の地盤改良を行うことなく、掘削機の主要構成部材を容易に回収して再利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の縦断面図である。

【図2】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。

【図3】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図4】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図5】本発明の一実施例に係るトンネル掘削機を用いて掘削する際の動作手順を示した動作説明図であって、掘進直前の様子を示した縦断面図である。

【図6】図５に続く動作説明図であって、掘進完了直後の様子を示した縦断面図である。

【図7】図６に続く動作説明図であって、掘削機の主要構成部材を引き抜く様子を示した縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係るトンネル掘削機について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態においては、本発明に係るトンネル掘削機を、避難坑や機材坑となるトンネルを掘削するためのシールド掘削機に適用した場合について説明する。

【実施例】

【0015】

先ず、図１に示したシールド掘削機１は、例えば、円形断面の本線トンネルを施工するための本線用シールド掘削機（トンネル掘削機）内に収納可能となっており、その本線用シールド掘削機によって構築された本線コンクリートＣからその幅方向外側に向けて突出するトンネルＴを掘削するものとなっている。

【0016】

なお、シールド掘削機１によって掘削されたトンネルＴは、その断面が馬蹄形をなしており、例えば、本線トンネルの利用者が避難時に使用する避難坑や、本線トンネル内で使用する電力の供給源となる電気設備等を設置するための機材坑として、使用されるものとなっている。また、円形断面の本線コンクリートＣは、例えば、本線用シールド掘削機の機体内に設置されたエレクタ装置を用いて、コンクリート製セグメントをリング状に組み付けることによって構築されたものとなっている。

【0017】

そこで、図１乃至図４に示すように、シールド掘削機１には、筒状をなす外筒１１が設けられており、この外筒１１の内側には、筒状をなす可動内筒１３がトンネル前後方向に移動可能に支持されている。また、外筒１１の前端部内には、前側隔壁１２設けられる一方、可動内筒１３の前端部内には、後側隔壁１４が設けられている。即ち、前側隔壁１２及び後側隔壁１４は、トンネル前後方向に並設されており、前側隔壁１２は、後側隔壁１４よりもトンネル前方側に配置されている。

【0018】

そして、前側隔壁１２には、開口部１２ａがトンネル前後方向に貫通するように形成されており、この開口部１２ａは、長辺が上下方向に延在するような矩形をなしている。これに対して、前側隔壁１２の後面には、左右一対のゲート２１が、トンネル幅方向にスライド可能に支持されている。更に、ゲート２１のトンネル幅方向左右両側には、左右二対のゲート開閉用ジャッキ２２が上下２段に亘って設けられており、これらのゲート開閉用ジャッキ２２における駆動ロッドの先端は、各ゲート２１に連結されている。

【0019】

従って、ゲート開閉用ジャッキ２２の駆動ロッドを伸長させることにより、左右一対のゲート２１を、トンネル幅方向内側に向けて互いに接近するように、スライドさせることができる。これにより、開口部１２ａをゲート２１によって閉鎖することができる。一方、ゲート開閉用ジャッキ２２の駆動ロッドを短縮させることにより、左右一対のゲート２１を、トンネル幅方向外側に向けて互いに離間するように、スライドさせることができる。これにより、開口部１２ａをゲート２１によって開放することができる。

【0020】

また、外筒１１の前端部には、カッタヘッド１５が回転可能に支持されている。そして、カッタヘッド１５と前側隔壁１２との間には、チャンバ１６が区画形成されている。このチャンバ１６は、掘削土砂を一時的に蓄えるための空間（室）となっており、当該チャンバ１６内には、カッタヘッド１５の地盤掘削に伴って発生した掘削土砂が、取り込まれるようになっている。

【0021】

これに対して、後側隔壁１４には、カッタ回転軸１７が回転可能に貫通支持されており、このカッタ回転軸１７の前端部は、カッタヘッド１５の中心部に連結されている。このとき、カッタ回転軸１７は、前側隔壁１２の開口部１２ａ及びチャンバ１６をトンネル前後方向に貫通した状態で、カッタヘッド１５と連結している。

【0022】

更に、カッタ回転軸１７の外周部には、リング状をなすリングギヤ１７ａが嵌装されている。そして、カッタ回転軸１７の周囲には、複数のカッタ旋回用モータ１８が設けられており、これらのカッタ旋回用モータ１８は、後側隔壁１４に支持されている。このとき、カッタ旋回用モータ１８のモータ軸には、駆動ギヤ１８ａが設けられており、各駆動ギヤ１８ａは、リングギヤ１７ａと噛み合っている。従って、カッタ旋回用モータ１８を駆動させることにより、駆動ギヤ１７ａの回転を、リングギヤ１７ａを介して、カッタ回転軸１７に伝達させることができる。これにより、カッタヘッド１５を回転させることができる。

【0023】

また、後側隔壁１４には、スクリューコンベヤ（排土手段）１９が、前端から後端に向かうに従って上方に向けて傾斜するように、貫通支持されている。このスクリューコンベヤ１９は、カッタ回転軸１７の下方に配置されており、その前端開口部は、前側隔壁１２の開口部１２をトンネル前後方向に貫通して、チャンバ１６内に挿入されている。従って、スクリューコンベヤ１９を回転駆動させることにより、チャンバ１６内に蓄えられた掘削土砂を、外筒１１のトンネル後方に向けて排出することができる。

【0024】

次に、カッタヘッド１５の構成について、図１乃至図４を用いて説明する。

【0025】

図１乃至図４に示すように、カッタヘッド１５の中心部には、矩形状をなすカッタ中心部材３１が設けられている。このカッタ中心部材３１には、カッタ回転軸１７の前端部が嵌入されている。

【0026】

また、カッタ中心部材３１の外端部には、２本のカッタスポーク３２が、カッタ回転軸１７の径方向（カッタヘッド１５の径方向）に延在するように支持されている。つまり、２本のカッタスポーク３２は、カッタ回転軸１７を通過するような、一直線状に配置されており、それぞれの径方向内側端部（基端部）が、支持軸３３を介して、カッタ中心部材３１に回転可能に支持されている。

【0027】

なお、カッタスポーク３２の幅は、開口部１２ａの開口幅よりも狭くなっている。更に、一直線状に配置された２本のカッタスポーク３２の連結長さ（径方向長さ）は、開口部１２ａの開口長さ（長手方向長さ）よりも長くなっている。

【0028】

そして、カッタスポーク３２の前面には、多数の先行ビット３４が着脱可能に装着されており、カッタスポーク３２の長手方向左右両縁部には、多数のカッタビット３５が着脱可能に装着されている。更に、カッタスポーク３２の径方向外側端部（先端部）内には、コピーカッタ３６が収納されており、このコピーカッタ３６は、その径方向外側端面に対して、出没可能に支持されている。

【0029】

従って、カッタスポーク３２を、カッタ回転軸１７を中心として、回転させることにより、先行ビット３４及びカッタビット３５によって、前方の地盤に切羽を掘削することができる。このとき、カッタスポーク３２の回転時において、コピーカッタ３６の突出量を制御することにより、馬蹄形断面となるトンネルＴを掘削することができる。

【0030】

ここで、支持軸３３は、カッタ中心部材３１の外端部とカッタスポーク３２の径方向内側端部との間において、最もトンネル前方側に配置されている。これにより、カッタスポーク３２は、前傾が許容されると共に、後傾が規制されている。

【0031】

具体的に、カッタスポーク３２の径方向外側端部は、径方向内側端部の支持軸３３を回転中心として、トンネル前後方向に回動するものの、径方向内側端部よりもトンネル前方側への回転が許容される一方、径方向内側端部よりもトンネル後方への回動が規制されている。即ち、カッタスポーク３２の傾動方向は、切羽からトンネル後方に向けて発生する土水圧及び掘削反力の発生方向と反対方向となっている。

【0032】

また、カッタ中心部材３１の後部には、ジャッキ支持部材３７が固定されており、このジャッキ支持部材３７の中央部には、カッタ回転軸１７が嵌入されている。そして、ジャッキ支持部材３７は、カッタ回転軸１７の径方向に延在すると共に、カッタスポーク３２の後面とトンネル前後方向において対向している。

【0033】

更に、ジャッキ支持部材３７の内部には、２つのスポーク傾動用ジャッキ（傾動手段）３８が収納されており、各スポーク傾動用ジャッキ３８における駆動ロッドの先端は、カッタスポーク３２の後部にそれぞれ連結されている。つまり、スポーク傾動用ジャッキ３８は、カッタスポーク３２のそれぞれとトンネル前後方向において対向すると共に、当該カッタスポーク３２と共に、カッタ回転軸１７周りに回転する。

【0034】

従って、スポーク傾動用ジャッキ３８の駆動ロッドを伸長させることにより、カッタスポーク３２を、径方向外側端部が最も径方向外側に位置した起立状態から、径方向外側端部が最も径方向内側に位置した前傾状態（折り畳み状態）に、移行させることができる。一方、スポーク傾動用ジャッキ３８の駆動ロッドを短縮させることにより、前傾状態から起立状態に移行させることができる。

【0035】

そして、カッタスポーク３２が前傾状態になると、その径方向外側端部は、前側隔壁１２の開口部１２ａにおける外側開口縁よりも、径方向内側に配置されることになる。つまり、カッタスポーク３２は、トンネル掘削時において、起立状態となる一方、後述する引き抜き時において、前傾状態となっており、このように前傾状態になることにより、前側隔壁１２の開口部１２ａ内をトンネル前後方向に通過可能となる。

【0036】

なお、図１及び図５に示すように、シールド掘削機１においては、これを前進させるための推進手段として、推進ジャッキ４１、推進管４２、及び、押し管４３を使用する。推進ジャッキ４１は、本線コンクリートＣの内周面に固定されるものであって、外筒１１に推進力を与えるものとなっている。また、推進管４２は、推進ジャッキ４１における駆動ロッドの先端に装着されており、押し管４３を押圧可能となっている。このとき、推進管４２及び押し管４３は、外筒１１の外形形状と一致した外形形状を有する既成管（コンクリート管や鋼管）となっている。

【0037】

よって、シールド掘削機１を掘進させる場合には、推進ジャッキ４１の駆動ロッドを伸長させて、推進管４２の前端面と外筒１１の後端面との間に隙間を形成させた後、その隙間内に押し管４３を挿入した状態で、推進ジャッキ４１の駆動ロッドを短縮させる。これにより、外筒１１を、挿入した押し管４３の幅の分だけ、前進することになる。そして、上述した動作を繰り返し行うことにより、シールド掘削機１を、順次挿入した押し管４３の幅の分ずつ、掘進させることができる。

【0038】

次に、シールド掘削機１の動作について、図５乃至図７を用いて説明する。

【0039】

先ず、図５に示すように、本線コンクリートＣ内における上部及び下部に、エントランス部材５１及び発進架台５２を設置した後、これらのエントランス部材５１と発進架台５２と間に、シールド掘削機１を構成する構成部材を順次組み込んで、当該シールド掘削機１を組み立てる。続いて、推進ジャッキ４１を、ジャッキ固定部材５３を介して、エントランス部材５１に固定した後、その推進ジャッキ４１の駆動ロッドに、推進管４２を取り付ける。

【0040】

次いで、推進ジャッキ４１の駆動ロッドを伸長させて、外筒１１の後端面と推進管４２の前端面との間に、隙間を形成した後、その隙間内に、１段目の押し管４３を挿入する。

【0041】

そして、外筒１１と推進管４２との間に押し管４３を介在させた状態で、推進ジャッキ４１を徐々に短縮させて、１段目の押し管４２を推進管４２によってトンネル前方に向けて押圧しながら、カッタ旋回用モータ１８を駆動させて、カッタヘッド１５を回転させると共に、スクリューコンベヤ１９を回転駆動させる。

【0042】

これにより、外筒１１に対して、推進ジャッキ４１による駆動ロッドの引き込み力（推進管４２による押圧力）が推進力として作用するため、当該外筒１１が発進架台５２上を前進すると共に、回転するカッタスポーク３２に装着された先行ビット３４、カッタビット３５、及び、コピーカッタ３６が、前方の地盤に切羽を掘削する。

【0043】

また、地盤掘削によって発生した掘削土砂は、チャンバ１６内に充填されることになり、このチャンバ１６は、その充填された掘削土砂によって、所定の内圧に維持される。その後、チャンバ１６内に充填された掘削土砂は、スクリューコンベヤ１９の回転駆動によって、トンネル後方に向けて排出される。

【0044】

つまり、掘削土砂をチャンバ１６内に充填させて、そのチャンバ１６の内圧を切羽からの土水圧に対抗させながら、当該チャンバ１６内から排土することにより、切羽の安定化を図りつつ、トンネルＴを掘進することができる。

【0045】

次いで、シールド掘削機１が、１段目の押し管４３の幅の分だけ、掘進すると、推進ジャッキ４１の駆動ロッドを伸長させて、１段目の押し管４２の後端面と推進管４２の前端面との間に、隙間を形成した後、その隙間内に、２段目の押し管４３を挿入する。

【0046】

そして、図６に示すように、上述したような、推進ジャッキ４１の伸長、押し管４３の挿入、及び、推進ジャッキ４１の短縮を、順次繰り返し行って、所定段数の押し管４３が挿入されると、シールド掘削機１によるトンネルＴの掘削が完了する。

【0047】

なお、上述したトンネル掘削時においては、土水圧及び掘削反力が切羽からトンネル後方に向けて発生することになり、それらの土水圧及び掘削反力は、カッタヘッド１５の前面に作用する。このとき、カッタスポーク３２の傾動方向は、トンネル前方に向かう方向となっているため、その傾動方向と土水圧及び掘削反力の発生方向とは、トンネル前後方向において逆向きとなっている。これにより、カッタスポーク３２は、トンネル前方に向けて倒れることは無く、起立状態が維持される。

【0048】

次いで、図７に示すように、トンネルＴの掘削が完了すると、シールド掘削機１の主要構成部材を、トンネル後方に向けて引き抜くことになる。

【0049】

具体的に、先ず、カッタヘッド１５を回転させて、そのカッタスポーク３２を、上下方向に延在するように配置させる。即ち、カッタスポーク３２の延在方向を、前側隔壁１２の開口部１２ａにおける開口長さ方向と一致させる。

【0050】

次いで、スポーク傾動用ジャッキ３８の駆動ロッドを徐々に伸長させて、カッタスポーク３８をトンネル前方に向けて折り畳みながら、可動内筒１３をトンネル後方に向けて移動させる。これにより、カッタ回転軸１７、前傾状態のカッタスポーク３８、スポーク傾動用ジャッキ３８、及び、スクリューコンベヤ１９が、前側隔壁１２の開口部１２ａ内をトンネル後方に向けて通過する。つまり、可動内筒１３、カッタヘッド１５、カッタ回転軸１７、カッタ旋回用モータ１８、及び、スクリューコンベヤ１９は、外筒１１からトンネル後方に向けて引き抜かれて回収され、例えば、次のトンネルＴを掘削する際に、再利用される。

【0051】

そして、カッタスポーク３８及びスクリューコンベヤ１９が前側隔壁１２の開口部１２ａ内を通過し終えると、直ちに、ゲート開閉用ジャッキ２２の駆動ロッドを伸長させて、ゲート２１を閉鎖する。これにより、開口部１２ａがゲート２１によって閉鎖されるため、前側隔壁１２を境にして、切羽側と外筒１１内とが遮断される。よって、外筒１１内への土砂の侵入が防止される。

【0052】

更に、ゲート２１を閉じた後、ゲート開閉用ジャッキ２２を取り外して回収すると共に、推進ジャッキ４１、推進管４２、押し管４３、エントランス部材５１、発進架台５２、及び、ジャッキ固定部材５３を取り外して回収する。取り外されたそれらも、再利用されることになる。

【0053】

従って、本発明に係るシールド掘削機１によれば、外筒１１の前側隔壁１２に、開口部１２ａ及び当該開口部１２ａを開閉するゲート２１を備える一方、可動内筒１３の後側隔壁１４に、スクリューコンベヤ１９及びカッタスポーク３２を支持することにより、可動内筒１３をトンネル後方に向けて移動させて、スクリューコンベヤ１９及びカッタスポーク３２を、開口部１２ａ内にトンネル後方に向けて通過させた後、その開口部１２ａをゲート２１によって閉鎖することができる。

【0054】

これにより、スクリューコンベヤ１９及びカッタスポーク３２を引き抜くための開口部１２ａを形成しても、その開口部１２ａをゲート２１によって閉鎖することにより、切羽側から外筒１１内への土砂の侵入を防止することができるため、切羽前方の地盤改良を行う必要が無くなる。また、可動内筒１３をトンネル後方に後退させるだけで、掘削機の主要構成部材となるスクリューコンベヤ１９及びカッタスポーク３２を容易に回収して再利用することができる。

【0055】

また、カッタスポーク３２をトンネル前方に向けて傾動可能に支持することにより、カッタスポーク３２の回転半径が前側隔壁１２の外形よりも大きくなっても、そのカッタスポーク３２を、前側隔壁１２の開口部１２ａ内に通過させることができる。

【0056】

更に、カッタスポーク３２を傾動させるためのスポーク傾動用ジャッキ３７を、開口部１２ａ内にトンネル後方に向けて通過させることができるので、スポーク傾動用ジャッキ３７についても、容易に回収して再利用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明に係るトンネル掘削機は、主要構成部材を回収して再利用することができるため、トンネル施工費用の削減対策に、極めて有益に利用することができる。

【符号の説明】

【0058】

１ シールド掘削機
１１ 外筒
１２ 前側隔壁
１２ａ 開口部
１３ 可動内筒
１４ 後側隔壁
１５ カッタヘッド
１６ チャンバ
１７ カッタ回転軸
１８ カッタ旋回用モータ
１９ スクリューコンベヤ
２１ ゲート
２２ ゲート開閉用ジャッキ
３２ カッタスポーク
３３ 支持軸
３８ スポーク傾動用ジャッキ
４１ 推進ジャッキ
Ｃ 本線コンクリート
Ｔ トンネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】