シールド型トンネル掘削機及びトンネル掘削方法
【課題】より切羽に近い位置で早期に岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリ除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができるシールド型トンネル掘削機を提供する。
【解決手段】カッターヘッド１２と、このカッターヘッド１２を支持、駆動する駆動部１４と、駆動部１４に対する掘削反力を確保する掘削反力支持部１６と、駆動部１４に対して推進力を付与する推進部１８と、カッターヘッド１２の後方で駆動部１４、掘削反力支持部１６及び推進部１８を覆う少なくとも前胴部３２及び後胴部３６を含む胴部２０とを有するシールド型トンネル掘進機１０において、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部６２が設けられている。
【解決手段】カッターヘッド１２と、このカッターヘッド１２を支持、駆動する駆動部１４と、駆動部１４に対する掘削反力を確保する掘削反力支持部１６と、駆動部１４に対して推進力を付与する推進部１８と、カッターヘッド１２の後方で駆動部１４、掘削反力支持部１６及び推進部１８を覆う少なくとも前胴部３２及び後胴部３６を含む胴部２０とを有するシールド型トンネル掘進機１０において、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部６２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド型トンネル掘削機及びトンネル掘削方法に関し、特に、切羽に近い位置で地山性状の観察及び地山補強が可能で、岩ズリによる機体の締め付け緩和も容易になし得るシールド型トンネル掘削機及びトンネル掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に山岳トンネルにはＴＢＭと称されるトンネル掘削機が用いられる。
【０００３】
現在のＴＢＭの型式は、オープン型ＴＢＭと、シールド型ＴＢＭに大別される。
【０００４】
また、オープン型ＴＢＭの中には、オープン型ＴＢＭと、改良オープン型ＴＢＭがある。
【０００５】
オープン型ＴＢＭは、メインビーム式であり、推進はスラストジャッキとメイングリッパーで行われる。
【０００６】
ルーフサポートや短い外殻を装備している場合もあるが、本体全体の外殻は存在しない。
【０００７】
シールド型ＴＢＭは、外殻が本体機長全長で、複数の胴部から構成される。
【０００８】
メイングリッパーは本体に内蔵され、スラストジャッキとメイングリッパーによる推進に加え、機体後方部にライナー、セグメント等を組み立てるためのエレクター、テール部を装備している場合が多く、ライナー、セグメントによるシールドジャッキでの推進も可能である。
【０００９】
そして、この機能により、ＴＢＭ適用地質の拡大が図られた。
【００１０】
また、改良オープン型ＴＢＭは、オープン型ＴＢＭとシールド型ＴＢＭ両型式の利点を取り入れたもので、オープン型ＴＢＭを基本とし、機体前部には外殻があり、その後方で全周にライナーが組み立てられ、このライナーから掘進反力を確保する補助推進ジャッキが装備されている場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−３１４９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
オープン型ＴＢＭは、ルーフ等があるが基本的に外殻が非常に短いため、地盤状況が切羽に近い位置で把握でき、地山の補強が必要なときは、早期に比較的切羽に近い位置で支保工の設置や地盤補強等の施工が可能であるという利点を有する反面、セグメントやライナーが設置できないため、作業員の避難する場所を確保することが困難であるため、落石、落盤に対する事故防止が困難で、また、補助推進ジャッキの装備がないため、多亀裂や軟弱地盤層ではグリッパ面の地山を補強する以外には推進ができないという欠点があった。
【００１３】
また、改良オープン型ＴＢＭは、シールド型ＴＢＭの前胴部の長さ程度までに切羽に近い位置で、地山状況の把握、支保工の設置や地盤補強等の対応を図ることができ、グリッパ反力が取れなくなった脆弱地盤でもグリッパ前方切羽側で全周ライナーやセグメントを組み立て、その端面を反力として推進できるという利点を有する反面、ライナーやセグメントを設置しない限り、作業員の避難する場所を確保することが困難であるため、落石、落盤に対する事故防止が困難で、また、ライナーやセグメントはテール部がないため、シールド型ＴＢＭより組み立てが困難であるという欠点があった。
【００１４】
シールド型ＴＢＭは、外殻が機長全長となっているため、作業員が機内に避難することができ、落石、落盤での事故防止ができ、グリッパ反力が取れなくなった脆弱地盤でも、後方でライナーやセグメントを組み立て、その端面を反力として推進することができるという利点がある反面、支保工の設置や吹き付けによる地盤補強は機体後方でしか実施できず、機長が長いためオープン型ＴＢＭよりも地山の補強を早期に実施できず、また、地盤性状の把握が遅れ、先行ボーリングでの地盤調査や先行地盤改良の際も改良範囲が切羽掘削面よりも大きく離れてしまい、地質調査や地盤強化をするためのボーリング長さが短くなるため、回数も多く施工効率や掘削面により近い地盤調査及び地盤強化達成の効果の度合いが小さくなり、さらには、岩ズリ、地山崩落による機体締め付けでの掘進不能は他の型式よりも大きいという欠点があった。
【００１５】
本発明の目的は、シールド型ＴＢＭを基本とし、オープン型TBMの利点を取り入れることで、より切羽に近い位置で早期に地盤調査や岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリの発生状況の監視や発生した場合の除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、万一切羽が崩落した場合にも切羽に近い位置で地盤補強を施した後に掘削機上部から掘削機を駆動させるための土砂除去が可能で、さらに切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる等、今までにないシールド型ＴＢＭを進化させたシールド型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）前記目的を達成するため、本発明のシールド型トンネル掘削機は、カッターヘッドと、このカッターヘッドを支持、駆動する駆動部と、前記駆動部に対する掘削反力を確保する掘削反力支持部と、前記駆動部に対して推進力を付与する推進部と、前記カッターヘッドの後方で前記駆動部、掘削反力支持部及び推進部を覆う少なくとも前胴部及び後胴部を含む胴部とを有するシールド型トンネル掘進機において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部を設けることにより、より切羽に近い位置で早期に地盤調査や岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリの発生状況の監視や発生した場合の除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、万一切羽が崩落した場合にも切羽に近い位置で地盤補強を施した後に掘削機上部から掘削機を駆動させるための土砂除去が可能で、さらに切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる。
【００１８】
この場合、開口部の開閉は、油圧駆動、電動駆動または手動によるボルト締結で、止水性を持たせるようにするのが好ましい。
【００１９】
（２）本発明においては、（１）において、前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられルようにすることができる。
【００２０】
このような構成とすることにより、（１）の開口部と近接した位置に注入孔を設けることで、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時には開口部よりも安全に使用できることとなる。
【００２１】
また、注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることが可能となる。
【００２２】
（３）本発明においては、（１）または（２）において、カッターヘッドのカッター面板、隔壁及び前記複数の胴部には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブが複数設けられるようにすることができる。
【００２３】
このような構成とすることにより、岩ズリや落石・落盤ひいては切羽崩壊での機体締め付けが生じた場合、カッターから機体後方まで加泥材・泡等の滑材・落石防止材をすべてあるいは必要に応じて部分的に注入することにより、機体と締め付けられている土砂の摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００２４】
また、注入材を地盤と外殻との間に注入することによって、地山の緩み、肌落ちを防止することも可能である。
【００２５】
（４）本発明においては、（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記複数の胴部には、それぞれ開閉可能な点検兼用の洗浄窓が複数設けられるようにすることができる。
【００２６】
このような構成とすることにより、点検兼用の洗浄窓を用いて切羽前方から機体後方までの岩盤性状や岩ズリ等による機体締め付け状態の一連の流れの状態を監視することができ、その時々の状態に応じて早期の対策を施すことができる。
【００２７】
また、この点検兼用の洗浄窓は、ハイウオッシャーでの洗浄や胴部の収縮部の土砂溜まりをバキューム等で洗浄することができるようになっている。
【００２８】
（５）本発明のトンネルの掘削方法は、（１）記載のシールド型トンネル掘削機を用いたトンネル掘削方法であって、
掘削反力支持部により掘削反力を確保した状態でカッターヘッドにより切羽を掘削しつつ推進部により推進力を付与して掘進する際に、岩ズリや地山崩落による機体締め付けや地山性状の観察、地山補強等が必要になった場合に、
カッターヘッドによる切羽の掘削を停止する工程と、
前胴部の上部で、切羽に近接した位置に設けられた開口部を開放する工程と、
開放された開口部より必要な岩ズリの除去、地山性状の観察あるいは地山補強等の作業を行う工程と、
前記作業終了後、前記開口部を閉じ、掘削を再開する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部を設けることにより、より切羽に近い位置で早期に岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリ除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる。
【００３０】
（６）本発明においては、（５）において、前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられ、
前記注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させる工程を含むようにすることができる。
【００３１】
このような構成とすることにより、開口部と近接した位置に注入孔を設けることで、注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるシールド型トンネル掘削機の概略縦断面図である。
【図２】図１の開口部を開放してボーリング機を用いた作業を行っている状態を示す概略断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う上半分の拡大断面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う拡大断面図である。
【図５】図３のV−V線に沿う拡大断面図である。
【図６】図４および図５の開口部および注入孔の外観斜視図で、（Ａ）は開口部閉時の外観斜視図、（Ｂ）は開口部開時の外観斜視図である。
【図７】図１のVII−YII線に沿う右半分の拡大断面図である。
【図８】図１のVIII−VIII線に沿う右半分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３４】
図１〜図８は、本発明の一実施の形態にかかるシールド型トンネル掘削機を示す図である。
【００３５】
図１は、本発明の一実施の形態にかかるシールド型トンネル掘削機の概略縦断面図で、
このシールド型トンネル掘削機１０は、カッターヘッド１２と、駆動部１４と、掘削反力支持部１６と、推進部１８と、胴部２０（前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６）とを有している。
【００３６】
カッターヘッド１２は、岩を圧砕する複数のディスクカッター２２を搭載し、回転することによって切羽２４を圧砕し、ズリをチャンバー２６内に取り込むようになっている。
【００３７】
駆動部１４は、カッターヘッド１２を支持、駆動するもので、胴部２０（前胴部３２）との間に設けられたカッターヘッド支持ベアリング２８と、胴部２０（前胴部３２）内に設けられたカッターヘッド駆動装置３０とを有している。
【００３８】
掘削反力支持部１６は、坑壁に押し付けて駆動部１４に対する掘削反力を確保するもので、メイングリッパー４０を有している。
【００３９】
推進部１８は、駆動部１４に対して推進力を付与する後胴部３６と前胴部３２とを連結するスラストジャッキ４２を有している。
【００４０】
また、メイングリッパー４０にて掘削反力を得、スラストジャッキ４２にて推進力を付与して掘進した後、胴部２０の伸縮部を元に戻すための伸縮反力支持部として前胴部３２にフロントグリッパー３８が設けられている。
【００４１】
胴部２０は、前述のように、前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６を含む複数のものからなり、掘削反力支持部１６及び推進部１８を覆うようになっている。
【００４２】
前胴部３２の前端面には、バケット４４がチャンバー２６内に突出して設けられ、チャンバー２６内に取り込まれたズリがカッターヘッド１２の回転によって上方に持ち上げられてバケット４４内に投入されるようになっている。
【００４３】
バケット４４内に投入されたズリは、バケット４４を介してチャンバー２６内に挿入されたベルトコンベア４６上に供給されるようになっている。
【００４４】
ベルトコンベア４６は、胴部２０内にわたって設けられ、先端部が隔壁４８に形成されたゲート装置５０部分よりチャンバー２６内に挿入されるようになっている。
【００４５】
ゲート装置５０は、隔壁４８に形成された開口部７８をゲートプレート８０で覆うとともに、このゲートプレート８０を開閉ジャッキ５２によりスライドさせることにより開口部７８を開閉可能とされている。
【００４６】
なお、掘削する地山の性状によっては、ベルトコンベア４６に代えて、スクリューコンベア（図示せず）をゲート装置５０部分に換装できるようにしている。
【００４７】
また、後胴部３６内には、エレクター５４が設けられ、後胴部３６の後方にセグメント５６が組み立てられるようになっている。
【００４８】
また、後胴部３６内には、補助推進用のシールドジャッキ５８が設けられ、前記組み立てられたセグメントの端面を反力として推進力が得られるようになっている。
【００４９】
なお、後胴部３６の後部にはテールシール６０が設けられている。
そして、本実施の形態においては、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に、人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部６２が複数設けられている。
【００５０】
この開口部６２は、図２及び図５に示すように、前胴部３２の周方向に４個並べて設けられた状態となっており、各開口部６２には開閉用の蓋体６４が設けられ、この蓋体６４が図４および図５に示すように、開閉用ジャッキ６６によりトンネルの軸方向にスライド可能にされ、図４及び図６（Ａ）に示すように開口部６２を閉、または、図６（Ｂ）に示すように開口部６２を開にし得るようになっている。
【００５１】
また、この開口部６２は、人の出入りが可能な大きさ、たとえば略１ｍ四方程度の大きさのものとされている。
【００５２】
このように、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部６２を設けることにより、より切羽２４に近い位置で早期に地盤調査や岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリの発生状況の監視や発生した場合の除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、万一切羽が崩落した場合にも切羽に近い位置で地盤補強を施した後に掘削機上部から掘削機を駆動させるための土砂除去が可能で、さらに、図２に示すように、切羽２４に近い位置でのボーリング機６８を用いたボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができることとなる。
【００５３】
なお、図２において符号８２はボーリング機のガイド管である。
【００５４】
また、図３、図５及び図６に示すように、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔７０が複数設けられている。
【００５５】
この注入孔７０は、図３及び図６に示すように、開口部６２は、掘削断面の天端１２０度以上で地盤補強材の注入が可能なように開口部６２の近接位置に５個設けるようになっている。
【００５６】
なお、この注入孔７０の数は５個以下でも５個以上であってもよく、しかも、地盤補強材の注入角度は掘削断面の天端１２０度以下でも以上であってもよい。
【００５７】
このように、開口部６２と近接した位置に注入孔７０を設けることで、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時には開口部６２よりも安全に使用できることとなる。
【００５８】
また、注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることが可能となる。
【００５９】
さらに、本実施の形態においては、カッターヘッド１２のカッター面板７２、隔壁４８及び複数の胴部３２〜３６には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブ７４（図８参照）が複数設けられるようになっている。
【００６０】
このように、注入バルブ７４を用いて、岩ズリや落石・落盤ひいては切羽崩壊での機体締め付けが生じた場合、カッターから機体後方まで加泥材・泡等の滑材・落石防止材をすべてあるいは必要に応じて部分的に注入することにより、機体と締め付けられている土砂の摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００６１】
また、注入材を地盤と胴部２０との間に注入することによって、地山の緩み、肌落ちを防止することも可能である。
【００６２】
そしてさらに、本実施の形態においては、前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６には、それぞれ開閉可能な点検兼用の洗浄窓７６（図７及び図８参照）が複数設けられるようになっている。
【００６３】
このように、点検兼用の洗浄窓７６を用いて切羽２４前方から機体後方までの岩盤性状や岩ズリ等による機体締め付け状態の一連の流れの状態を監視することができ、その時々の状態に応じて早期の対策を施すことができる。
【００６４】
また、この点検兼用の洗浄窓７６は、ハイウオッシャーでの洗浄や胴部２０の収縮部の土砂溜まりをバキューム等で洗浄することができるようになっている。
【００６５】
次に、本実施の形態におけるシールド型トンネル掘削機１０を用いたトンネルの掘削方法について説明する。
【００６６】
まず、掘削反力支持部１６であるフロントグリッパー３８及びメイングリッパー４０により坑壁に押し付けて掘削反力を確保した状態で、駆動部１４によりカッターヘッド１２を回転駆動させ、カッターヘッド１２により切羽２４を掘削しつつ推進部１８のスラストジャッキ４２により推進力を付与して掘進を行う。
【００６７】
掘削により発生した土砂及び岩片は、カッターヘッド１２よりチャンバー２６内に取り込まれ、カッターヘッド１２の回転に伴ってバケット４４よりベルトコンベア４６に供給され、ベルトコンベアからズリトロ運搬車にて坑外に排出されることとなる。
【００６８】
そして、この掘進する際に、岩ズリや地山崩落による機体締め付けや地山性状の観察、地山補強等が必要になった場合には、まず、カッターヘッド１２による切羽２４の掘削を停止する。
【００６９】
次に、まず、注入孔７０を開にし、土砂の崩落状況を観察し、安全を確認してから、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に設けられた開口部６２を少しずつ開放する。
【００７０】
この場合、開閉ジャッキ６６により蓋体６４を開方向に作動させて、開口部６２を開放する。
【００７１】
次いで、開放された開口部６２より必要な岩ズリの除去、地山性状の観察あるいは地山補強等の作業を行う。
【００７２】
この場合、必要に応じてボーリング機その他各種機器等を用いて作業を行う。
【００７３】
作業終了後、開口部６２を閉じ、掘削を再開すればよく、より切羽２４に近い位置で早期に岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリ除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる。
【００７４】
また、開口部６２の開放に先立って、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時等に、開口部６２を用いた作業に替えて、掘削停止中に注入孔７０を用いてボーリング調査や地盤補強等の作業を行うことにより、開口部と同じ位置に設けた注入孔７０により、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時には開口部６２よりも安全に使用できることとなる。
【００７５】
このように、シールド型トンネル掘削機１０は、注入孔７０や開口部６２を使用して、事前に掘削部の地盤を地盤観察あるいはボーリング調査をすることによって、掘削地盤の脆弱部を発見し、必要な地盤には地盤改良を注入して地盤改良を施し、切羽の崩壊を防止しながら掘進することができる。
【００７６】
万が一、地山観察や脆弱地盤の発見が遅れ、切羽が崩壊した場合は、注入孔７０や開口部６２を使用して、崩壊部の地盤補強を施した後、土砂・岩片の除去、またチャンバー２６内からも人力で土砂・岩片の除去を行い、必要に応じて、それぞれ注入孔７０からカッターヘッド１２、チャンバー２６、胴部２０に滑材・泡等を注入して摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００７７】
カッターヘッド１２のカッター面板７２、隔壁４８及び胴部２０（前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６）には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブ７４が複数設けられており、岩ズリや落石・落盤ひいては切羽崩壊での機体締め付けが生じた場合、注入バルブ７４を用いてカッターから機体後方まで加泥材・泡等の滑材・落石防止材をすべてあるいは必要に応じて部分的に注入することにより、機体と締め付けられている土砂の摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００７８】
また、注入材を地盤と外郭との間に注入することによって、地山の緩み、肌落ちを防止することも可能である。
さらに、前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６のそれぞれに設けられた点検兼用の洗浄窓７６を用いて切羽前方から機体後方までの岩盤性状や岩ズリ等による機体締め付け状態の一連の流れの状態を監視することができ、その時々の状態に応じて早期の対策を施すことができる。
【００７９】
また、この点検兼用の洗浄窓７６は、ハイウオッシャーでの洗浄や胴部の収縮部の土砂溜まりをバキューム等で洗浄することができるようになっている。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００８１】
たとえば、前記実施の形態では、前胴部の上部で、切羽に近接した位置に設けられる開口部は、開閉用ジャッキを用いて蓋体を作動させることにより開閉可能としているが、この例に限らず、蓋体は手動によるヒンジ構造あるいはボルト締結で開閉するようにすることもでき、しかも止水性を持たせるようにすることも可能である。
【００８２】
また、蓋体は、トンネル軸方向にスライドするようにしているが、この例に限らず、トンネルの周方向にスライドするようにすることも可能である。
【００８３】
さらに、開口部は４個設けられているが、この数量は適宜選択可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ シールド型トンネル掘削機
１２ カッターヘッド
１４ 駆動部
１６ 掘削反力支持部
１８ 推進部
２０ 胴部
２４ 切羽
３２ 前胴部
３４ 中胴部
３６ 後胴部
４８ 隔壁
６２ 開口部
６４ 蓋体
６６ 開閉用ジャッキ
７０ 注入孔
７２ カッター面版
７４ 注入バルブ
７６ 点検兼用の洗浄窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド型トンネル掘削機及びトンネル掘削方法に関し、特に、切羽に近い位置で地山性状の観察及び地山補強が可能で、岩ズリによる機体の締め付け緩和も容易になし得るシールド型トンネル掘削機及びトンネル掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に山岳トンネルにはＴＢＭと称されるトンネル掘削機が用いられる。
【０００３】
現在のＴＢＭの型式は、オープン型ＴＢＭと、シールド型ＴＢＭに大別される。
【０００４】
また、オープン型ＴＢＭの中には、オープン型ＴＢＭと、改良オープン型ＴＢＭがある。
【０００５】
オープン型ＴＢＭは、メインビーム式であり、推進はスラストジャッキとメイングリッパーで行われる。
【０００６】
ルーフサポートや短い外殻を装備している場合もあるが、本体全体の外殻は存在しない。
【０００７】
シールド型ＴＢＭは、外殻が本体機長全長で、複数の胴部から構成される。
【０００８】
メイングリッパーは本体に内蔵され、スラストジャッキとメイングリッパーによる推進に加え、機体後方部にライナー、セグメント等を組み立てるためのエレクター、テール部を装備している場合が多く、ライナー、セグメントによるシールドジャッキでの推進も可能である。
【０００９】
そして、この機能により、ＴＢＭ適用地質の拡大が図られた。
【００１０】
また、改良オープン型ＴＢＭは、オープン型ＴＢＭとシールド型ＴＢＭ両型式の利点を取り入れたもので、オープン型ＴＢＭを基本とし、機体前部には外殻があり、その後方で全周にライナーが組み立てられ、このライナーから掘進反力を確保する補助推進ジャッキが装備されている場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−３１４９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
オープン型ＴＢＭは、ルーフ等があるが基本的に外殻が非常に短いため、地盤状況が切羽に近い位置で把握でき、地山の補強が必要なときは、早期に比較的切羽に近い位置で支保工の設置や地盤補強等の施工が可能であるという利点を有する反面、セグメントやライナーが設置できないため、作業員の避難する場所を確保することが困難であるため、落石、落盤に対する事故防止が困難で、また、補助推進ジャッキの装備がないため、多亀裂や軟弱地盤層ではグリッパ面の地山を補強する以外には推進ができないという欠点があった。
【００１３】
また、改良オープン型ＴＢＭは、シールド型ＴＢＭの前胴部の長さ程度までに切羽に近い位置で、地山状況の把握、支保工の設置や地盤補強等の対応を図ることができ、グリッパ反力が取れなくなった脆弱地盤でもグリッパ前方切羽側で全周ライナーやセグメントを組み立て、その端面を反力として推進できるという利点を有する反面、ライナーやセグメントを設置しない限り、作業員の避難する場所を確保することが困難であるため、落石、落盤に対する事故防止が困難で、また、ライナーやセグメントはテール部がないため、シールド型ＴＢＭより組み立てが困難であるという欠点があった。
【００１４】
シールド型ＴＢＭは、外殻が機長全長となっているため、作業員が機内に避難することができ、落石、落盤での事故防止ができ、グリッパ反力が取れなくなった脆弱地盤でも、後方でライナーやセグメントを組み立て、その端面を反力として推進することができるという利点がある反面、支保工の設置や吹き付けによる地盤補強は機体後方でしか実施できず、機長が長いためオープン型ＴＢＭよりも地山の補強を早期に実施できず、また、地盤性状の把握が遅れ、先行ボーリングでの地盤調査や先行地盤改良の際も改良範囲が切羽掘削面よりも大きく離れてしまい、地質調査や地盤強化をするためのボーリング長さが短くなるため、回数も多く施工効率や掘削面により近い地盤調査及び地盤強化達成の効果の度合いが小さくなり、さらには、岩ズリ、地山崩落による機体締め付けでの掘進不能は他の型式よりも大きいという欠点があった。
【００１５】
本発明の目的は、シールド型ＴＢＭを基本とし、オープン型TBMの利点を取り入れることで、より切羽に近い位置で早期に地盤調査や岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリの発生状況の監視や発生した場合の除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、万一切羽が崩落した場合にも切羽に近い位置で地盤補強を施した後に掘削機上部から掘削機を駆動させるための土砂除去が可能で、さらに切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる等、今までにないシールド型ＴＢＭを進化させたシールド型トンネル掘削機およびトンネル掘削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）前記目的を達成するため、本発明のシールド型トンネル掘削機は、カッターヘッドと、このカッターヘッドを支持、駆動する駆動部と、前記駆動部に対する掘削反力を確保する掘削反力支持部と、前記駆動部に対して推進力を付与する推進部と、前記カッターヘッドの後方で前記駆動部、掘削反力支持部及び推進部を覆う少なくとも前胴部及び後胴部を含む胴部とを有するシールド型トンネル掘進機において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部を設けることにより、より切羽に近い位置で早期に地盤調査や岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリの発生状況の監視や発生した場合の除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、万一切羽が崩落した場合にも切羽に近い位置で地盤補強を施した後に掘削機上部から掘削機を駆動させるための土砂除去が可能で、さらに切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる。
【００１８】
この場合、開口部の開閉は、油圧駆動、電動駆動または手動によるボルト締結で、止水性を持たせるようにするのが好ましい。
【００１９】
（２）本発明においては、（１）において、前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられルようにすることができる。
【００２０】
このような構成とすることにより、（１）の開口部と近接した位置に注入孔を設けることで、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時には開口部よりも安全に使用できることとなる。
【００２１】
また、注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることが可能となる。
【００２２】
（３）本発明においては、（１）または（２）において、カッターヘッドのカッター面板、隔壁及び前記複数の胴部には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブが複数設けられるようにすることができる。
【００２３】
このような構成とすることにより、岩ズリや落石・落盤ひいては切羽崩壊での機体締め付けが生じた場合、カッターから機体後方まで加泥材・泡等の滑材・落石防止材をすべてあるいは必要に応じて部分的に注入することにより、機体と締め付けられている土砂の摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００２４】
また、注入材を地盤と外殻との間に注入することによって、地山の緩み、肌落ちを防止することも可能である。
【００２５】
（４）本発明においては、（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記複数の胴部には、それぞれ開閉可能な点検兼用の洗浄窓が複数設けられるようにすることができる。
【００２６】
このような構成とすることにより、点検兼用の洗浄窓を用いて切羽前方から機体後方までの岩盤性状や岩ズリ等による機体締め付け状態の一連の流れの状態を監視することができ、その時々の状態に応じて早期の対策を施すことができる。
【００２７】
また、この点検兼用の洗浄窓は、ハイウオッシャーでの洗浄や胴部の収縮部の土砂溜まりをバキューム等で洗浄することができるようになっている。
【００２８】
（５）本発明のトンネルの掘削方法は、（１）記載のシールド型トンネル掘削機を用いたトンネル掘削方法であって、
掘削反力支持部により掘削反力を確保した状態でカッターヘッドにより切羽を掘削しつつ推進部により推進力を付与して掘進する際に、岩ズリや地山崩落による機体締め付けや地山性状の観察、地山補強等が必要になった場合に、
カッターヘッドによる切羽の掘削を停止する工程と、
前胴部の上部で、切羽に近接した位置に設けられた開口部を開放する工程と、
開放された開口部より必要な岩ズリの除去、地山性状の観察あるいは地山補強等の作業を行う工程と、
前記作業終了後、前記開口部を閉じ、掘削を再開する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部を設けることにより、より切羽に近い位置で早期に岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリ除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる。
【００３０】
（６）本発明においては、（５）において、前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられ、
前記注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させる工程を含むようにすることができる。
【００３１】
このような構成とすることにより、開口部と近接した位置に注入孔を設けることで、注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるシールド型トンネル掘削機の概略縦断面図である。
【図２】図１の開口部を開放してボーリング機を用いた作業を行っている状態を示す概略断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う上半分の拡大断面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う拡大断面図である。
【図５】図３のV−V線に沿う拡大断面図である。
【図６】図４および図５の開口部および注入孔の外観斜視図で、（Ａ）は開口部閉時の外観斜視図、（Ｂ）は開口部開時の外観斜視図である。
【図７】図１のVII−YII線に沿う右半分の拡大断面図である。
【図８】図１のVIII−VIII線に沿う右半分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３４】
図１〜図８は、本発明の一実施の形態にかかるシールド型トンネル掘削機を示す図である。
【００３５】
図１は、本発明の一実施の形態にかかるシールド型トンネル掘削機の概略縦断面図で、
このシールド型トンネル掘削機１０は、カッターヘッド１２と、駆動部１４と、掘削反力支持部１６と、推進部１８と、胴部２０（前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６）とを有している。
【００３６】
カッターヘッド１２は、岩を圧砕する複数のディスクカッター２２を搭載し、回転することによって切羽２４を圧砕し、ズリをチャンバー２６内に取り込むようになっている。
【００３７】
駆動部１４は、カッターヘッド１２を支持、駆動するもので、胴部２０（前胴部３２）との間に設けられたカッターヘッド支持ベアリング２８と、胴部２０（前胴部３２）内に設けられたカッターヘッド駆動装置３０とを有している。
【００３８】
掘削反力支持部１６は、坑壁に押し付けて駆動部１４に対する掘削反力を確保するもので、メイングリッパー４０を有している。
【００３９】
推進部１８は、駆動部１４に対して推進力を付与する後胴部３６と前胴部３２とを連結するスラストジャッキ４２を有している。
【００４０】
また、メイングリッパー４０にて掘削反力を得、スラストジャッキ４２にて推進力を付与して掘進した後、胴部２０の伸縮部を元に戻すための伸縮反力支持部として前胴部３２にフロントグリッパー３８が設けられている。
【００４１】
胴部２０は、前述のように、前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６を含む複数のものからなり、掘削反力支持部１６及び推進部１８を覆うようになっている。
【００４２】
前胴部３２の前端面には、バケット４４がチャンバー２６内に突出して設けられ、チャンバー２６内に取り込まれたズリがカッターヘッド１２の回転によって上方に持ち上げられてバケット４４内に投入されるようになっている。
【００４３】
バケット４４内に投入されたズリは、バケット４４を介してチャンバー２６内に挿入されたベルトコンベア４６上に供給されるようになっている。
【００４４】
ベルトコンベア４６は、胴部２０内にわたって設けられ、先端部が隔壁４８に形成されたゲート装置５０部分よりチャンバー２６内に挿入されるようになっている。
【００４５】
ゲート装置５０は、隔壁４８に形成された開口部７８をゲートプレート８０で覆うとともに、このゲートプレート８０を開閉ジャッキ５２によりスライドさせることにより開口部７８を開閉可能とされている。
【００４６】
なお、掘削する地山の性状によっては、ベルトコンベア４６に代えて、スクリューコンベア（図示せず）をゲート装置５０部分に換装できるようにしている。
【００４７】
また、後胴部３６内には、エレクター５４が設けられ、後胴部３６の後方にセグメント５６が組み立てられるようになっている。
【００４８】
また、後胴部３６内には、補助推進用のシールドジャッキ５８が設けられ、前記組み立てられたセグメントの端面を反力として推進力が得られるようになっている。
【００４９】
なお、後胴部３６の後部にはテールシール６０が設けられている。
そして、本実施の形態においては、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に、人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部６２が複数設けられている。
【００５０】
この開口部６２は、図２及び図５に示すように、前胴部３２の周方向に４個並べて設けられた状態となっており、各開口部６２には開閉用の蓋体６４が設けられ、この蓋体６４が図４および図５に示すように、開閉用ジャッキ６６によりトンネルの軸方向にスライド可能にされ、図４及び図６（Ａ）に示すように開口部６２を閉、または、図６（Ｂ）に示すように開口部６２を開にし得るようになっている。
【００５１】
また、この開口部６２は、人の出入りが可能な大きさ、たとえば略１ｍ四方程度の大きさのものとされている。
【００５２】
このように、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部６２を設けることにより、より切羽２４に近い位置で早期に地盤調査や岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリの発生状況の監視や発生した場合の除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、万一切羽が崩落した場合にも切羽に近い位置で地盤補強を施した後に掘削機上部から掘削機を駆動させるための土砂除去が可能で、さらに、図２に示すように、切羽２４に近い位置でのボーリング機６８を用いたボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができることとなる。
【００５３】
なお、図２において符号８２はボーリング機のガイド管である。
【００５４】
また、図３、図５及び図６に示すように、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔７０が複数設けられている。
【００５５】
この注入孔７０は、図３及び図６に示すように、開口部６２は、掘削断面の天端１２０度以上で地盤補強材の注入が可能なように開口部６２の近接位置に５個設けるようになっている。
【００５６】
なお、この注入孔７０の数は５個以下でも５個以上であってもよく、しかも、地盤補強材の注入角度は掘削断面の天端１２０度以下でも以上であってもよい。
【００５７】
このように、開口部６２と近接した位置に注入孔７０を設けることで、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時には開口部６２よりも安全に使用できることとなる。
【００５８】
また、注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることが可能となる。
【００５９】
さらに、本実施の形態においては、カッターヘッド１２のカッター面板７２、隔壁４８及び複数の胴部３２〜３６には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブ７４（図８参照）が複数設けられるようになっている。
【００６０】
このように、注入バルブ７４を用いて、岩ズリや落石・落盤ひいては切羽崩壊での機体締め付けが生じた場合、カッターから機体後方まで加泥材・泡等の滑材・落石防止材をすべてあるいは必要に応じて部分的に注入することにより、機体と締め付けられている土砂の摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００６１】
また、注入材を地盤と胴部２０との間に注入することによって、地山の緩み、肌落ちを防止することも可能である。
【００６２】
そしてさらに、本実施の形態においては、前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６には、それぞれ開閉可能な点検兼用の洗浄窓７６（図７及び図８参照）が複数設けられるようになっている。
【００６３】
このように、点検兼用の洗浄窓７６を用いて切羽２４前方から機体後方までの岩盤性状や岩ズリ等による機体締め付け状態の一連の流れの状態を監視することができ、その時々の状態に応じて早期の対策を施すことができる。
【００６４】
また、この点検兼用の洗浄窓７６は、ハイウオッシャーでの洗浄や胴部２０の収縮部の土砂溜まりをバキューム等で洗浄することができるようになっている。
【００６５】
次に、本実施の形態におけるシールド型トンネル掘削機１０を用いたトンネルの掘削方法について説明する。
【００６６】
まず、掘削反力支持部１６であるフロントグリッパー３８及びメイングリッパー４０により坑壁に押し付けて掘削反力を確保した状態で、駆動部１４によりカッターヘッド１２を回転駆動させ、カッターヘッド１２により切羽２４を掘削しつつ推進部１８のスラストジャッキ４２により推進力を付与して掘進を行う。
【００６７】
掘削により発生した土砂及び岩片は、カッターヘッド１２よりチャンバー２６内に取り込まれ、カッターヘッド１２の回転に伴ってバケット４４よりベルトコンベア４６に供給され、ベルトコンベアからズリトロ運搬車にて坑外に排出されることとなる。
【００６８】
そして、この掘進する際に、岩ズリや地山崩落による機体締め付けや地山性状の観察、地山補強等が必要になった場合には、まず、カッターヘッド１２による切羽２４の掘削を停止する。
【００６９】
次に、まず、注入孔７０を開にし、土砂の崩落状況を観察し、安全を確認してから、前胴部３２の上部で、切羽２４に近接した位置に設けられた開口部６２を少しずつ開放する。
【００７０】
この場合、開閉ジャッキ６６により蓋体６４を開方向に作動させて、開口部６２を開放する。
【００７１】
次いで、開放された開口部６２より必要な岩ズリの除去、地山性状の観察あるいは地山補強等の作業を行う。
【００７２】
この場合、必要に応じてボーリング機その他各種機器等を用いて作業を行う。
【００７３】
作業終了後、開口部６２を閉じ、掘削を再開すればよく、より切羽２４に近い位置で早期に岩盤補強等のための地山性状の目視点検ができ、早期に岩ズリ除去が可能で、岩ズリによる締め付けを緩和し、切羽に近い位置でのボーリングを可能にして掘削断面に近い岩盤採集と、同じ能力のボーリング機であればロングスパンの調査が可能で、脆弱地盤での支保能力強化のための注入ができる。
【００７４】
また、開口部６２の開放に先立って、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時等に、開口部６２を用いた作業に替えて、掘削停止中に注入孔７０を用いてボーリング調査や地盤補強等の作業を行うことにより、開口部と同じ位置に設けた注入孔７０により、ボーリングのためのガイド及び削孔水の防止や地山崩壊時には開口部６２よりも安全に使用できることとなる。
【００７５】
このように、シールド型トンネル掘削機１０は、注入孔７０や開口部６２を使用して、事前に掘削部の地盤を地盤観察あるいはボーリング調査をすることによって、掘削地盤の脆弱部を発見し、必要な地盤には地盤改良を注入して地盤改良を施し、切羽の崩壊を防止しながら掘進することができる。
【００７６】
万が一、地山観察や脆弱地盤の発見が遅れ、切羽が崩壊した場合は、注入孔７０や開口部６２を使用して、崩壊部の地盤補強を施した後、土砂・岩片の除去、またチャンバー２６内からも人力で土砂・岩片の除去を行い、必要に応じて、それぞれ注入孔７０からカッターヘッド１２、チャンバー２６、胴部２０に滑材・泡等を注入して摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００７７】
カッターヘッド１２のカッター面板７２、隔壁４８及び胴部２０（前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６）には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブ７４が複数設けられており、岩ズリや落石・落盤ひいては切羽崩壊での機体締め付けが生じた場合、注入バルブ７４を用いてカッターから機体後方まで加泥材・泡等の滑材・落石防止材をすべてあるいは必要に応じて部分的に注入することにより、機体と締め付けられている土砂の摩擦抵抗の低減や土砂の流動性を促進させてカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させることができる。
【００７８】
また、注入材を地盤と外郭との間に注入することによって、地山の緩み、肌落ちを防止することも可能である。
さらに、前胴部３２、中胴部３４及び後胴部３６のそれぞれに設けられた点検兼用の洗浄窓７６を用いて切羽前方から機体後方までの岩盤性状や岩ズリ等による機体締め付け状態の一連の流れの状態を監視することができ、その時々の状態に応じて早期の対策を施すことができる。
【００７９】
また、この点検兼用の洗浄窓７６は、ハイウオッシャーでの洗浄や胴部の収縮部の土砂溜まりをバキューム等で洗浄することができるようになっている。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００８１】
たとえば、前記実施の形態では、前胴部の上部で、切羽に近接した位置に設けられる開口部は、開閉用ジャッキを用いて蓋体を作動させることにより開閉可能としているが、この例に限らず、蓋体は手動によるヒンジ構造あるいはボルト締結で開閉するようにすることもでき、しかも止水性を持たせるようにすることも可能である。
【００８２】
また、蓋体は、トンネル軸方向にスライドするようにしているが、この例に限らず、トンネルの周方向にスライドするようにすることも可能である。
【００８３】
さらに、開口部は４個設けられているが、この数量は適宜選択可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ シールド型トンネル掘削機
１２ カッターヘッド
１４ 駆動部
１６ 掘削反力支持部
１８ 推進部
２０ 胴部
２４ 切羽
３２ 前胴部
３４ 中胴部
３６ 後胴部
４８ 隔壁
６２ 開口部
６４ 蓋体
６６ 開閉用ジャッキ
７０ 注入孔
７２ カッター面版
７４ 注入バルブ
７６ 点検兼用の洗浄窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッターヘッドと、このカッターヘッドを支持、駆動する駆動部と、前記駆動部に対する掘削反力を確保する掘削反力支持部と、前記駆動部に対して推進力を付与する推進部と、前記カッターヘッドの後方で前記駆動部、掘削反力支持部及び推進部を覆う少なくとも前胴部及び後胴部を含む胴部とを有するシールド型トンネル掘進機において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部が設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項２】
請求項１において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項３】
請求項１または２において、
カッターヘッドのカッター面板、隔壁及び前記複数の胴部には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブが複数設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記複数の胴部には、それぞれ開閉可能な点検兼用の洗浄窓が複数設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項５】
請求項１記載のシールド型トンネル掘削機を用いたトンネル掘削方法であって、
掘削反力支持部により掘削反力を確保した状態でカッターヘッドにより切羽を掘削しつつ推進部により推進力を付与して掘進する際に、岩ズリや地山崩落による機体締め付けや地山性状の観察、地山補強等が必要になった場合に、
カッターヘッドによる切羽の掘削を停止する工程と、
前胴部の上部で、切羽に近接した位置に設けられた開口部を開放する工程と、
開放された開口部より必要な岩ズリの除去、地山性状の観察あるいは地山補強等の作業を行う工程と、
前記作業終了後、前記開口部を閉じ、掘削を再開する工程と、
を含むことを特徴とするトンネルの掘削方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられ、
前記注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させる工程を含むことを特徴とするトンネルの掘削方法。
【請求項１】
カッターヘッドと、このカッターヘッドを支持、駆動する駆動部と、前記駆動部に対する掘削反力を確保する掘削反力支持部と、前記駆動部に対して推進力を付与する推進部と、前記カッターヘッドの後方で前記駆動部、掘削反力支持部及び推進部を覆う少なくとも前胴部及び後胴部を含む胴部とを有するシールド型トンネル掘進機において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置に人の出入りが可能な大きさの開閉可能な開口部が設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項２】
請求項１において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項３】
請求項１または２において、
カッターヘッドのカッター面板、隔壁及び前記複数の胴部には、それぞれ各種注入材を注入するための開閉可能な注入バルブが複数設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記複数の胴部には、それぞれ開閉可能な点検兼用の洗浄窓が複数設けられていることを特徴とするシールド型トンネル掘削機。
【請求項５】
請求項１記載のシールド型トンネル掘削機を用いたトンネル掘削方法であって、
掘削反力支持部により掘削反力を確保した状態でカッターヘッドにより切羽を掘削しつつ推進部により推進力を付与して掘進する際に、岩ズリや地山崩落による機体締め付けや地山性状の観察、地山補強等が必要になった場合に、
カッターヘッドによる切羽の掘削を停止する工程と、
前胴部の上部で、切羽に近接した位置に設けられた開口部を開放する工程と、
開放された開口部より必要な岩ズリの除去、地山性状の観察あるいは地山補強等の作業を行う工程と、
前記作業終了後、前記開口部を閉じ、掘削を再開する工程と、
を含むことを特徴とするトンネルの掘削方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記前胴部の上部で、切羽に近接した位置にボーリング調査や地盤補強用あるいは滑材・泡材等の各種の注入材を注入するための開閉可能な注入孔が複数設けられ、
前記注入孔から滑材・泡材等を注入してカッター回転や推力を補助し、稼動を推進させる工程を含むことを特徴とするトンネルの掘削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２８９５１（Ｐ２０１３−２８９５１Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５４７３（Ｐ２０１１−１６５４７３）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【特許番号】特許第４８９２７６８号（Ｐ４８９２７６８）
【特許公報発行日】平成２４年３月７日（２０１２．３．７）
【出願人】（５０９２５０３７５）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【特許番号】特許第４８９２７６８号（Ｐ４８９２７６８）
【特許公報発行日】平成２４年３月７日（２０１２．３．７）
【出願人】（５０９２５０３７５）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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