シールド掘削機
【課題】 シールド掘削機によって地中に所定長さのトンネルを掘削し、その掘削壁面を管壁で被覆した管路からなるトンネル形状の貯水槽を形成したのち、掘削地盤の崩落防止や切羽面を抑えるスキンプレートとカッタ板とを残置させた状態でカッタ板を回転駆動する回転駆動部を機内側から容易に回収することができるシールド掘削機を提供する。
【解決手段】 スキンプレート１に前端部内に設けている隔壁２にカッタ板３の背面に固着した中空の回転支持部材７の後端部を回転自在に支持させている一方、機内に向かって開口しているこの回転支持部材７の後端部に回転駆動部４の函体4a内に配設している出力回転部材4cの前端をボルトにより取り外し可能に連結すると共に回転駆動部４の函体前面を隔壁２に機内側からボルトにより取り外し可能に連結し、駆動モータ18によって上記回転駆動部４の出力回転部材4cに回転力を伝達するように構成している。
【解決手段】 スキンプレート１に前端部内に設けている隔壁２にカッタ板３の背面に固着した中空の回転支持部材７の後端部を回転自在に支持させている一方、機内に向かって開口しているこの回転支持部材７の後端部に回転駆動部４の函体4a内に配設している出力回転部材4cの前端をボルトにより取り外し可能に連結すると共に回転駆動部４の函体前面を隔壁２に機内側からボルトにより取り外し可能に連結し、駆動モータ18によって上記回転駆動部４の出力回転部材4cに回転力を伝達するように構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネル形状の地下貯水槽、或いは地下貯蔵室等の地下構造物を掘削、形成するシールド掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、シールド掘削機によってトンネルを掘削しながら地下通路や下水管路などを形成する場合、発進立坑から到達立坑に向かってシールド掘削機を掘進させ、一定長のトンネルを掘削する毎に掘削壁面にセグメントを組み立てるか、或いは、発進立坑側から一定長の管体を継ぎ足すことによって管路を形成し、所定長さの管路を形成したのち、シールド掘削機を解体して到達立坑内から地上に回収、撤去することが行われているが、このような管路ではなく、地下貯水槽として使用する一定長の管路を形成する場合には該管路の終端は行き止まり構造となったいるため、シールド掘削機の回収を行うことができず、また、カッタ板によって掘削される切羽地盤の改良を不要にする点から、貯水槽の長さに相当するトンネルを掘削したのちにはシールド掘削機をそのトンネル終端である到達位置に残置しておくのが現状である。
【０００３】
一方、到達立坑などが設けられていなくてもシールド掘削機によって所定長の管路を形成したのち、このシールド掘削機を解体することなく、管路内を通じて発進立坑側に回収、撤去するように構成したシールド掘削機（トンネル掘削機）も知られている。例えば、特許文献１に記載されているように、スキンプレートとしての役目を果たす外筒の前端部内周面に内径が上記管路の内径よりも小径の固定リング体を一体に設け、この固定リング体に掘削機本体を後方に向かって引き出し可能に支持させてなるもので、掘削機本体は外周面を上記リング体の内周面にシール材を介して支持させている内筒と、この内筒の前部に張設、固定している隔壁と、この隔壁に回転自在に支持され、且つ、上記リング体の内径よりも小径に縮小可能に形成しているカッタ板と、隔壁に装着しているカッタ板の回転駆動部と、内筒を外筒の内周面に取り外し可能に連結した推力伝達部材と、排土手段とから構成している。
【０００４】
而して、推力伝達部材を介して推進力を外筒から内筒に伝達して掘削機全体を推進させながら所定長のトンネルを掘削し、掘削壁面を管体によって被覆してなる管路を形成したのち、カッタ板を縮径させると共に推力伝達部材を取り外し、さらに、排土手段を撤去したのち、掘削機本体の内筒を適宜な引張手段によって後方に牽引することにより、外筒の前端部内周面に固着している上記固定リング体からカッタヘッドを内筒と一体に後方に引き出し、予め、上記内筒の外周面に装着しておいたガイドローラを管路上を転動させながら掘削機本体を発進立坑側に回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４６６８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような掘削機本体を回収可能に構成したシールド掘削機によれば、内筒と共にカッタ板も撤去されるので、地下貯水槽のように行き止まり構造の一定長さの管路を形成する場合には、カッタ板の撤去跡のトンネル終端部の周壁面と切羽地盤とがトンネル内に露出した状態となるため、カッタ板の撤去前や撤去後において、その壁面部に地盤の崩落防止や地下水の侵入防止等の地盤改良を行う必要があると共に撤去後の養生が必要となり、地下貯水槽としての工事費が高騰するといった問題点がある。
【０００７】
このような問題点は、掘削機本体をそのまま残置しておく場合においても同様に生じるものである。そのため、トンネル形状の地下貯水槽を構築する場合には、その終端部においてカッタ板をスキンプレートである外筒と共に残置させてカッタ板の回転駆動部や排土手段等を撤去、回収することが望ましいが、従来のシールド掘削機においては、排土手段や回転駆動部の駆動モータを回収することができても、極めて高価である回転駆動部をカッタ板側から取り離して撤去することが困難な構造となっているため、回転支持部材をカッタ板と共にトンネル内に残置しておかざるを得ないのが現状である。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地下貯水槽の掘削、形成後において、カッタ板の回転支持部材を隔壁背面側から簡単且つ確実に取り外すことができ、カッタ板を残置させた状態で撤去可能なシールド掘削機を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明のシールド掘削機は、請求項１に記載したように、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部内に固定している隔壁と、この隔離に回転自在に支持されてスキンプレートの前方地盤を掘削するカッタ板と、隔壁の背面に装着されてカッタ板を回転駆動する回転駆動部と、カッタ板の背面と隔壁の前面間の空間部によって形成された土砂室に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段とを備えているシールド掘削機において、カッタ板の背面中心部に中空の回転支持部材の前端を固着すると共にこの回転支持部材の後端部を上記隔壁の中心部に回転自在に支持させてあり、さらに、上記回転駆動部を隔壁の背面に取り外し可能に装着していると共にこの回転駆動部における出力回転部材をカッタ板の上記回転支持部材の後端開口部に取り外し可能に連結していることを特徴とする。
【００１０】
このように構成したシールド掘削機において、請求項２に係る発明は、上記回転支持部材を、カッタ板の背面中心部に一体に固着した円板状の前端板部と、この前端板部の外周縁から後方に向かって筒状に突設した周壁部と、この周壁部の後端開口縁から内方に向かって突設しているリング形状の後端板部とから構成し、上記周壁部の後端外周面を隔壁の中心部に開設した円形孔の周縁に回転自在に支持させていると共に円環状後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結していることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、上記回転支持部材の周壁部の後端に内外周壁面を貫通してピン挿入孔を穿設している一方、回転支持部材を回転自在に支持した隔壁の円形孔の周縁に、回転駆動部を撤去する際に上記ピン挿入孔から挿入するピンの先端部を受け入れてカッタ板を隔壁に回転不能に連結するピン係止孔を設けていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項４に係る発明は、上記回転駆動部は短筒形状の内外筒体からなる函体と、この函体における内筒体上に回転自在に支持された外歯車と、この外歯車と一体に設けられてその前面を回転支持部材の後端板部にボルトにより取り外し可能に連結したリング形状の出力回転部材と、函体の背面に取り外し可能に装着した駆動モータの回転軸に固着している歯車を収納、配設してこの歯車を上記外歯車に噛合させている歯車配設空間部とを備えてなり、その外筒体の前端に隔壁にボルトにより装着する取付板を取付けていると共に外筒体の後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、上記函体の下部内に排土手段であるスクリューコンベアの前端開口部をその後端開口部に着脱自在に連結、連通させる排土筒を配設、固定してあり、この排土筒の前端開口部を隔壁の下部に開口している土砂取込口に臨ませていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、本発明のシールド掘削機は、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部内に固定している隔壁と、この隔離に回転自在に支持されてスキンプレートの前方地盤を掘削するカッタ板と、隔壁の背面に装着されてカッタ板を回転駆動する回転駆動部と、カッタ板の背面と隔壁の前面間の空間部によって形成された土砂室に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段とを備えているので、通常のシールド掘削機と同様に、推進力をスキンプレートからこのスキンプレートに一体に固定している隔壁を介してカッタ板に伝達してトンネルを円滑に掘進することができると共に、所定長さのトンネル掘削後、カッタ板の駆動モータやスキリューコンベア等の排土手段の回収が簡単に行える。
【００１５】
その上、本発明によれば、上記カッタ板の背面中心部に中空の回転支持部材の前端を固着し、この回転支持部材の後端部を上記隔壁の中心部に回転自在に支持させてあり、さらに、上記回転駆動部を隔壁の背面に取り外し可能に装着していると共にこの回転駆動部における出力回転部材をカッタ板の上記回転支持部材の後端開口部に取り外し可能に連結した構造を有しているので、隔壁の中心部に回転自在に支持されているカッタ板の回転支持部材は、隔壁後方の機内に向かって開口している中空構造を有しているから、カッタ板の背面と隔壁との間の掘削土砂室を隔壁と共にこの中空の回転支持部材によって隔壁後方の機内に対して完全に遮断させた状態にして機内側から該中空回転支持部材の後端開口部に連結している回転駆動部における出力回転部材の連結解除作業と、隔壁の背面に装着してているこの回転駆動部の取り外し作業とを容易に行うことができる。
【００１６】
従って、地下貯水槽のような地下構造物を構築する場合に、所定長さのトンネル掘削後にカッタ板を残置させながら高価な回転駆動部の回収が簡単に行えると共に、残置したカッタ板によってトンネル終端部の掘削周壁面と切羽地盤との安定化を図ることができて、地盤改良を殆ど行う必要はなく回転支持部材の回収が行え、再使用を可能にしてシールド掘削機のコストの低減を図ることができる。
【００１７】
さらに、請求項２に係る発明によれば、上記回転支持部材は、カッタ板の背面中心部に一体に固着した円板状の前端板部と、この前端板部の外周縁から後方に向かって筒状に突設した周壁部と、この周壁部の後端開口縁から内方に向かって突設しているリング形状の後端板部とからなり、周壁部の後端外周面を隔壁の中心部に開設した円形孔の周縁に回転自在に支持させていると共に円環状後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結しているので、この回転支持部材の周壁部によってカッタ板と隔壁との対向面間の空間部によって形成されている土砂室を隔壁後方の機内に対して遮断し、且つ、該回転支持部材の後端開口部を機内に臨ませておくことができると共に、この後端開口縁から内方に向かってリング形状の後端板部を突設して該後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結しているから、機内からのこのボルトの取り外し作業が簡単に行え、カッタ板の回転支持部材に対する回転駆動部の出力回転部材の連結解除作業が容易に行うことができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、上記回転支持部材の周壁部の後端に内外周壁面を貫通してピン挿入孔を穿設している一方、回転支持部材を回転自在に支持した隔壁の円形孔の周縁に、回転駆動部を撤去する際に上記ピン挿入孔から挿入するピンの先端部を受け入れてカッタ板を隔壁に回転不能に連結するピン係止孔を設けているので、回転駆動部の撤去時にカッタ板を固定して回転駆動部の取り外し作業の円滑化と共に、隔壁に対するカッタ板の支持、固定を強固に行うことができ、また、ピン係止孔に介するピンの装着作業は機内に向かって開口している回転支持部材の内部を通じて簡単に行うことができる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明によれば、上記回転駆動部は、短筒形状の内外筒体からなる函体と、この函体における内筒体上に回転自在に支持された外歯車と、この外歯車と一体に設けられてその前面を回転支持部材の後端板部にボルトにより取り外し可能に連結したリング形状の出力回転部材と、函体の背面に取り外し可能に装着した駆動モータの回転軸に固着している歯車を収納、配設してこの歯車を上記外歯車に噛合させている歯車配設空間部とを備えてなり、その外筒体の前端に隔壁にボルトにより装着する取付板を取付けていると共に外筒体の後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させているので、この回転支持部材をユニット体として取り扱うことができて、その外筒体の前端に取付けている取付板と出力回転部材とを機内側から隔壁の背面と回転支持部材の後端板部とにそれぞれボルトによって取付けることにより、隔壁に対する回転支持部材の装着作業が容易に行えるばかりでなく、その回収、撤去作業も円滑に能率よく行うことができ、また、この回転支持部材の背面に対する駆動モータの取付け、取り外しも簡単に行うことができる。
【００２０】
さらに、この回転支持部材における函体の外筒体後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させるので、回転支持部材の装着状態が安定すると共に、回収時にはブラケットからの取り外し作業が容易に行うことができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、函体の下部内に排土手段であるスクリューコンベアの前端開口部をその後端開口部に着脱自在に連結、連通させる排土筒を配設、固定してあり、この排土筒の前端開口部を隔壁の下部に開口している土砂取込口に臨ませているので、機内から排土筒に対するスクリューコンベアの着脱作業が容易に行えると共に、スクリューコンベアの回収後に上記排土筒を回転駆動部と共に回収することができて経済的であるばかりでなく、回転駆動部の回収、撤去後においては、隔壁の下部に設けている上記土砂取込口が機内に露呈するので、その土砂取込口の密閉処理作業も簡単且つ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明シールド掘削機の縦断側面図。
【図２】その要部の拡大縦断側面図
【図３】排土手段を撤去している状態の縦断側面図。
【図４】排土手段と駆動モータ等を撤去した状態の縦断側面図。
【図５】回転駆動部を撤去している状態の縦断側面図。
【図６】その要部の拡大縦断側面図。
【図７】スキンプレートとカッタ板とを残置させた貯水槽終端部の簡略縦断側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１、図２において、シールド掘削機は、外径が地中に形成すべき管路Ａの外径に略等しい径を有する一定長さの筒状のスキンプレート１と、このスキンプレート１の前端開口部における内周面に外周端面を溶接等により水密状態に固着している隔壁２と、この隔壁２の中心部に回転自在に支持されてスキンプレート１の前方地盤を掘削する面板形状のカッタ板３と、隔壁２の背面に取り外し可能に装着されてカッタ板３を回転駆動する回転駆動部４と、カッタ板３の背面と隔壁２の前面間の空間部によって形成された土砂室５に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段６とを備えていると共に、カッタ板３の背面中央部にカッタ板３の回転中心軸となる中空の回転支持部材７の前端を固着して、この回転支持部材７の後端部を上記隔壁２の中心部に開設している円形孔８の内周縁に前方に向かって突設した短筒形状の軸受部９に回転自在に支持させている。
【００２４】
さらに、スキンプレート１の後部内周面に、周方向に所定間隔毎に複数本の推進ジャッキ10を装着していると共にスキンプレート１の後端部内にセグメントＳを組み立てて掘削壁面に上記管路Ａを形成するためのエレクタ11を配設している。
【００２５】
上記中空の回転支持部材７は、カッタ板３の背面中心部にその前面を固着している円板状の前端板部7aと、この前端板部の外周縁から後方に向かって徐々に拡開しながら突設している断面コーン形状の周壁部7bと、この周壁部7bの後端部を全長に亘ってその外径を同一径の短筒形状の周壁部7b' に形成して該周壁部7b' を上記隔壁２の中心円形孔８に一体に設けている円形の軸受部９に回転自在に挿嵌、支持させてなり、さらに、周壁部7b' の後端開口縁から内方に向かって垂直にリング形状の後端板部7cを突設してあり、この後端板部7cの後面に上記回転駆動部４における後述する出力回転部材4cの前端面をボルト12により連結していると共に、上記リング形状の後端板部7cの内周端面によって囲まれた回転支持部材７の後端開口部7dを隔壁２の後方機内に向かって臨ませている。また、上記コーン形状の周壁部7bに土砂室５内に連通する点検口30が設けられてあり、この点検口30は回転支持部材７の内部側から開閉自在な蓋31によって密に閉止されている。
【００２６】
また、回転支持部材７における上記後端周壁部7b' の一箇所又は周方向に一定間隔を存した数カ所にピン挿入孔22を内外周面に亘って貫通した状態で設けている一方、このピン挿通孔22に対応して上記隔壁２の円形孔内周縁に一体に設けている上記軸受部９にピン係止孔23を設けてあり、所定長さまでトンネルを掘削したのち、回転駆動部４を撤去する際に、ピン挿入孔22からピン24をピン係止孔23に挿嵌させることによって、カッタ板３を回転不能に固定するように構成している。
【００２７】
また、上記後端板部7cは周壁部7bの内周面に周方向に一定間隔毎に固着している補強ブラケット7eの後端面に一体に固着している。さらに、この後端板部7cには、その内外周部に前後面間に亘って貫通したボルト取付孔13を周方向に一定間隔毎に貫設している。なお、上記回転支持部材７の周壁部7bは断面コーン形状に形成しているが、全長に亘って同一外径を有する円筒形状であってもよく、要するに後端が機内に向かって開口した中空の筒状に形成しておけばよい。
【００２８】
上記カッタ板３の回転駆動部４は、前後枠板4a3 、4a4 によって一体に連結している内外筒体4a1 、4a2 からなる中空円環形状の函体4aと、この函体4a内において、内筒体4a2
の後半部外周面上に回転自在に支持されているリング状の外歯車4bと、後端面をこの外歯車4bの前端面に一体に固着して内筒体4a2 の前半部外周面上に回転自在に支持されているリング形状の出力回転部材4cと、外歯車4bの外周面と外筒体4a1 の内周面との間の空間部によって形成してなる歯車配設空間部4dとを備えてなり、この歯車配設空間部4dに、函体4aの背面に取り外し可能に装着した駆動モータ18の回転軸に固着している歯車28を収納してこの歯車28を上記外歯車4bに噛合させている。また、上記出力回転部材4cの前端面に固着している円環板形状の連結板4c' の内外周部に上記回転支持部材７の後端板部7cに穿設しているボルト取付孔13と同一間隔毎に前端が前方に向かって開口している螺子孔14を穿設している。
【００２９】
さらに、回転駆動部材４の外筒体4a1 の前端側において、前側枠板4a3 の前面外周部にリング形状の取付板15を一体に固着してあり、この取付板15の外周部を外筒体4aの前端から外方に突出させていると共にその突出外周部に前後面間に亘って貫通したボルト取付孔16を周方向に一定間隔毎に貫設している一方、上記隔壁２の外周部にはこれらの各ボルト取付孔16に対応してこのボルト取付孔16と周方向に同一間隔毎に後方に向かって開口している螺子孔17を穿設している。
【００３０】
回転駆動部材４の函体4aにおける上記内筒体4a2 の内径は上記カッタ板３の回転支持部材７の後端板部7cの内径に略等しく形成されてあり、この内筒体4a2 の前半外周面上に配設している上記出力回転部材4cの前端取付板4c' を函体4aの前側枠板4a3 の前面から前方に突出させてその前面を上記外筒体4a1 の前端に固着している取付板15の前面と垂直面上で面一となる位置に設けている。この前側枠板4a3 は前後方向に小間隔を存してその外周端面外筒体4a1 の前端内周面に固着している円環形状の前後二重枠板部を備え、この二重枠板部の内周端面間に内筒体4a2 の前半外周面と共に上記出力回転部材4cを回転自在に支持している支持筒部4a3-1 を設けている。
【００３１】
また、内外筒体4a1 、4a2 の後端部対向面に上記後側枠板4a4 の内外周端面を固着していると共にこの後側枠板4a4 の上周部に上記歯車配設空間部4dに連通した通孔29を前後面間に亘って貫設してあり、この通孔29の背面側の周囲に上記駆動モータ18の前端面外周部をボルト32によって着脱自在に連結、固定させるリング状の取付枠19を固着している。そして、駆動モータ18の回転軸に固着している歯車28を上記通孔29を通じて上記歯車配設空間部4d内に挿入して外歯車4bの上周部に噛合させた状態にして該駆動モータ18を取付枠19にボルト32により装着している。
【００３２】
さらに、上記函体4aにおける前側枠板4a3 の下周部には上記隔壁２の下部に設けている土砂取込口20に連通した排土口（図示せず）を開設していると共にこの排土口に前端開口部を連結、連通させた状態にして函体4aの下周部内に短い排土筒21を配設、固定している。この排土筒21は前端から後端に向かって斜め上方に傾斜させていると共にその後端に機内に配設したスクリューコンベアからなる上記排土手段６の筒状ケースの前端開口部をボルト等によって着脱自在に連結し、そのスクリューの先端部をこの排土筒21内を通じて土砂取込口20から土砂室５の下端部内に突出させている。
【００３３】
上記のように構成している回転駆動部４を隔壁２の背面に取付けるには、機内側においてその函体4aの前端面の外周部に装着している取付板15と、函体4aの前面内周部から外部に突設している出力回転部材4cの連結板4c' とを隔壁２の背面外周部と回転支持部材７の後端板部7cとにそれぞれ当接させ、機内側から取付板15に設けている上記ボルト取付孔16を通じて隔壁２の外周部に穿設している螺子孔17にボルト25を螺合させると共に、回転支持部材７の中空内部を通じて機内側から上記回転支持部材７の後端板部7cに穿設しているボルト取付孔13から出力回転部材4cの連結板4c' に設けている螺子孔14にボルト12を螺合させることによって隔壁２の背面に回転駆動部４を固定する。
【００３４】
しかるのち、機内側において駆動モータ16を回転駆動部４の函体4aの上部背面に対向させてその回転軸に固着している歯車28を函体4aの後側枠板4a4 に穿設している通孔29を通じて上記歯車配設空間部4d内に挿入して外歯車4bに噛合させ、この状態にして駆動モータ16の前端面の外周部を通孔29の周縁に設けている上記リング状の取付枠19に当接させてボルト32により駆動モータ16をこの取付枠19に装着、固定する。
【００３５】
さらに、この回転駆動部４における函体4aの外筒体4a1 の後端部をスキンプレート１の内周面に内方に向かって突設している固定ブラケット26の内端部にボルト等によって取り外し可能に連結、支持させる。
【００３６】
このように構成したトンネル掘削機によって地中に地下貯水槽となる管路Ａを施工するには、このトンネル掘削機を発進立坑（図示せず）から地中に発進させ、駆動モータ18を作動させることによってその回転駆動力を回転駆動部４からカッタ板３の回転支持部材７に伝達してカッタ板３を回転させると共にスキンプレート１を前進させることによって前方地盤を掘削し、一定長さのトンネルが掘削される毎にスキンプレート１の後端部内でエレクタ11によりトンネル掘削壁面にセグメントＳを組み立てて掘削地盤を被覆し、且つ、地下水の浸入を防止する１リング分の管壁を形成し、この管壁の前端面に推進ジャッキ10のロッド端を受止させて再び該ロッドを伸長させることにより上述したようにスキンプレート１を推進させてカッタ板３により一定長のトンネルを掘削する。この作業を繰り返し行うことによって管路Ａを形成していく。
【００３７】
駆動モータ18によるカッタ板３の回転駆動は、該駆動モータ18の回転軸に固着している歯車28からこの歯車28に噛合している函体4a内の外歯車4bに伝達して該外歯車4bを出力回転部材4cと一体的に函体4aの内筒体4a2 回りを回転させながらこの出力回転部材4cの前端連結板4c' にその後端板部7cを一体に連結しているカッタ板３の回転支持部材７を出力回転部材4cと共に回転させることにより行われる。
【００３８】
また、カッタ板３により掘削された土砂は、カッタ板３の背面側に設けている土砂室５に取り込まれ、さらに、隔壁２の下部に設けている土砂取込口20から土砂室５の下端部内に先端部を突設しているスクリューコンベアからなる排土手段６によって取り込まれてスクリュー羽根の回転に従って後方に搬送され、排土手段６の後端から取り出されて管路Ａ内を走行する台車（図示せず）によって発進立坑側に排出される。
【００３９】
こうして、シールド掘削機によって掘削されるトンネルの掘削壁面にセグメント覆工による管壁を施工することによって貯水槽となる一定長の管路Ａを形成したのち、この管路Ａの突き当たりのトンネル終端部に達しているシールド掘削機において、該トンネル終端部の掘削壁面を被覆しているスキンプレート１と切羽地盤を抑えているカッタ板３とを残置させた状態でカッタ板３に回転駆動力を伝達するギヤボックスを構成している回転駆動部４の回収を行う。
【００４０】
まず、この回転駆動部４の回収を行う前に、図３に示すように、排土手段６とエレクタ11の回収、撤去を行う。排土手段６の撤去は、排土口21から取り外す前に、該排土手段６を構成しているスクリューコンベア内の土砂を排出すると共に隔壁２の適所に設けている注入孔（図示せず）から土砂室５内に硬化剤を注入して土砂を硬化させて止水改良を行ったのち、スクリューコンベアの筒状ケースの前端を回転駆動部４の函体4aの下周部内に取付けている排土筒21の後端から連結ボルト等を取り外すことによって切り離し、移動台車上に載置して後方に回収、撤去する。この排土手段６の撤去によって開口した上記排土筒21の後端開口部を仮蓋33によって閉止する。さらに、エレクタ11を解体、撤去すると共に駆動モータ18を取付けている函体背面のリング状取付枠19から該駆動モータ18を取り外して後方に回収、撤去すると共に推進ジャッ10等の機内に設置している部材も回収する。
【００４１】
さらに、カッタ板３の回転支持部材７における後端周壁部7b' に穿設しているピン挿入孔22を、隔壁２の中心部から前方に突設している軸受部９に設けているピン係止孔23に合致させて、ピン挿入孔22から図４に示すようにピン24をこのピン係止孔23に挿嵌させることによって、カッタ板３を隔壁２に回転不能に固定、支持させる。しかるのち、隔壁２の背面に装着している回転駆動部４を回収する。
【００４２】
この回転駆動部４の回収作業は、回転駆動部４の函体4aを機内側において適宜な支持手段（図示せず）により支持させた状態にして、回転駆動部４の函体4aの外筒体4a1 を支持している固定ブラケット26をスキンプレート１から切除して回収し、さらに、機内側からカッタ板３の回転支持部材７内を通じて、該カッタ板３の回転支持部材７の後端板部7cと回転駆動部４の函体4a内に配設している上記出力回転部材4cの連結板4c' とを連結しているボルト12を取り外すと共に、隔壁２の背面外周部にボルト25によって固着している回転駆動部４の函体4aの前面外周部に設けている取付板15を、上記ボルト25を取り外すことによって回転駆動部４全体を図５、図６に示すように隔壁２の背面から切り離し、この回転駆動部４を横臥状態となるように転倒させて台車等に載置して回収する。一方、回転駆動部４を隔壁２から切り離すと、この回転駆動部４の函体4aの下部に配設している排土筒21も撤去され、この排土筒21が連結、連通していた隔壁２下部に設けている土砂取込口20が機内に向かって開口するので、この土砂取込口20を密閉蓋34によって閉塞する。
【００４３】
こうして、スキンプレート１とカッタ板３を残置させた状態で回転駆動部４を回収、撤去することによってトンネル終端部の掘削地盤がスキンプレート１によって被覆され、且つ、切羽地盤がカッタ板３によって抑えられていると共に隔壁２と回転支持部材７の筒状周壁部7bによって土砂室５を管路Ａ側に対して遮断した図７に示すようなトンネル終端部を有する管路Ａからなる貯水槽Ｃを施工することができる。なお、カッタ板３の回転支持部材７の後端外周部を支持している隔壁２の中心部に設けている軸受部９をシール材によって密閉すると共にスキンプレート１の内周面に必要に応じて管路Ａの内周面と面一状態となるようにコンクリート層を設けておいてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ スキンプレート
２ 隔壁
３ カッタ板
４ 回転駆動部
4a 函体
4b 外歯車
4c 出力回転部材
５ 土砂室
６ 排土手段
７ 回転支持部材
7a 前端板部
7b 周壁部
7c 後端板部
８ 円形孔
18 駆動モータ
19 取付枠
22 ピン挿入孔
23 ピン係止孔
24 ピン
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネル形状の地下貯水槽、或いは地下貯蔵室等の地下構造物を掘削、形成するシールド掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、シールド掘削機によってトンネルを掘削しながら地下通路や下水管路などを形成する場合、発進立坑から到達立坑に向かってシールド掘削機を掘進させ、一定長のトンネルを掘削する毎に掘削壁面にセグメントを組み立てるか、或いは、発進立坑側から一定長の管体を継ぎ足すことによって管路を形成し、所定長さの管路を形成したのち、シールド掘削機を解体して到達立坑内から地上に回収、撤去することが行われているが、このような管路ではなく、地下貯水槽として使用する一定長の管路を形成する場合には該管路の終端は行き止まり構造となったいるため、シールド掘削機の回収を行うことができず、また、カッタ板によって掘削される切羽地盤の改良を不要にする点から、貯水槽の長さに相当するトンネルを掘削したのちにはシールド掘削機をそのトンネル終端である到達位置に残置しておくのが現状である。
【０００３】
一方、到達立坑などが設けられていなくてもシールド掘削機によって所定長の管路を形成したのち、このシールド掘削機を解体することなく、管路内を通じて発進立坑側に回収、撤去するように構成したシールド掘削機（トンネル掘削機）も知られている。例えば、特許文献１に記載されているように、スキンプレートとしての役目を果たす外筒の前端部内周面に内径が上記管路の内径よりも小径の固定リング体を一体に設け、この固定リング体に掘削機本体を後方に向かって引き出し可能に支持させてなるもので、掘削機本体は外周面を上記リング体の内周面にシール材を介して支持させている内筒と、この内筒の前部に張設、固定している隔壁と、この隔壁に回転自在に支持され、且つ、上記リング体の内径よりも小径に縮小可能に形成しているカッタ板と、隔壁に装着しているカッタ板の回転駆動部と、内筒を外筒の内周面に取り外し可能に連結した推力伝達部材と、排土手段とから構成している。
【０００４】
而して、推力伝達部材を介して推進力を外筒から内筒に伝達して掘削機全体を推進させながら所定長のトンネルを掘削し、掘削壁面を管体によって被覆してなる管路を形成したのち、カッタ板を縮径させると共に推力伝達部材を取り外し、さらに、排土手段を撤去したのち、掘削機本体の内筒を適宜な引張手段によって後方に牽引することにより、外筒の前端部内周面に固着している上記固定リング体からカッタヘッドを内筒と一体に後方に引き出し、予め、上記内筒の外周面に装着しておいたガイドローラを管路上を転動させながら掘削機本体を発進立坑側に回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４６６８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような掘削機本体を回収可能に構成したシールド掘削機によれば、内筒と共にカッタ板も撤去されるので、地下貯水槽のように行き止まり構造の一定長さの管路を形成する場合には、カッタ板の撤去跡のトンネル終端部の周壁面と切羽地盤とがトンネル内に露出した状態となるため、カッタ板の撤去前や撤去後において、その壁面部に地盤の崩落防止や地下水の侵入防止等の地盤改良を行う必要があると共に撤去後の養生が必要となり、地下貯水槽としての工事費が高騰するといった問題点がある。
【０００７】
このような問題点は、掘削機本体をそのまま残置しておく場合においても同様に生じるものである。そのため、トンネル形状の地下貯水槽を構築する場合には、その終端部においてカッタ板をスキンプレートである外筒と共に残置させてカッタ板の回転駆動部や排土手段等を撤去、回収することが望ましいが、従来のシールド掘削機においては、排土手段や回転駆動部の駆動モータを回収することができても、極めて高価である回転駆動部をカッタ板側から取り離して撤去することが困難な構造となっているため、回転支持部材をカッタ板と共にトンネル内に残置しておかざるを得ないのが現状である。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地下貯水槽の掘削、形成後において、カッタ板の回転支持部材を隔壁背面側から簡単且つ確実に取り外すことができ、カッタ板を残置させた状態で撤去可能なシールド掘削機を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明のシールド掘削機は、請求項１に記載したように、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部内に固定している隔壁と、この隔離に回転自在に支持されてスキンプレートの前方地盤を掘削するカッタ板と、隔壁の背面に装着されてカッタ板を回転駆動する回転駆動部と、カッタ板の背面と隔壁の前面間の空間部によって形成された土砂室に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段とを備えているシールド掘削機において、カッタ板の背面中心部に中空の回転支持部材の前端を固着すると共にこの回転支持部材の後端部を上記隔壁の中心部に回転自在に支持させてあり、さらに、上記回転駆動部を隔壁の背面に取り外し可能に装着していると共にこの回転駆動部における出力回転部材をカッタ板の上記回転支持部材の後端開口部に取り外し可能に連結していることを特徴とする。
【００１０】
このように構成したシールド掘削機において、請求項２に係る発明は、上記回転支持部材を、カッタ板の背面中心部に一体に固着した円板状の前端板部と、この前端板部の外周縁から後方に向かって筒状に突設した周壁部と、この周壁部の後端開口縁から内方に向かって突設しているリング形状の後端板部とから構成し、上記周壁部の後端外周面を隔壁の中心部に開設した円形孔の周縁に回転自在に支持させていると共に円環状後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結していることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、上記回転支持部材の周壁部の後端に内外周壁面を貫通してピン挿入孔を穿設している一方、回転支持部材を回転自在に支持した隔壁の円形孔の周縁に、回転駆動部を撤去する際に上記ピン挿入孔から挿入するピンの先端部を受け入れてカッタ板を隔壁に回転不能に連結するピン係止孔を設けていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項４に係る発明は、上記回転駆動部は短筒形状の内外筒体からなる函体と、この函体における内筒体上に回転自在に支持された外歯車と、この外歯車と一体に設けられてその前面を回転支持部材の後端板部にボルトにより取り外し可能に連結したリング形状の出力回転部材と、函体の背面に取り外し可能に装着した駆動モータの回転軸に固着している歯車を収納、配設してこの歯車を上記外歯車に噛合させている歯車配設空間部とを備えてなり、その外筒体の前端に隔壁にボルトにより装着する取付板を取付けていると共に外筒体の後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、上記函体の下部内に排土手段であるスクリューコンベアの前端開口部をその後端開口部に着脱自在に連結、連通させる排土筒を配設、固定してあり、この排土筒の前端開口部を隔壁の下部に開口している土砂取込口に臨ませていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、本発明のシールド掘削機は、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部内に固定している隔壁と、この隔離に回転自在に支持されてスキンプレートの前方地盤を掘削するカッタ板と、隔壁の背面に装着されてカッタ板を回転駆動する回転駆動部と、カッタ板の背面と隔壁の前面間の空間部によって形成された土砂室に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段とを備えているので、通常のシールド掘削機と同様に、推進力をスキンプレートからこのスキンプレートに一体に固定している隔壁を介してカッタ板に伝達してトンネルを円滑に掘進することができると共に、所定長さのトンネル掘削後、カッタ板の駆動モータやスキリューコンベア等の排土手段の回収が簡単に行える。
【００１５】
その上、本発明によれば、上記カッタ板の背面中心部に中空の回転支持部材の前端を固着し、この回転支持部材の後端部を上記隔壁の中心部に回転自在に支持させてあり、さらに、上記回転駆動部を隔壁の背面に取り外し可能に装着していると共にこの回転駆動部における出力回転部材をカッタ板の上記回転支持部材の後端開口部に取り外し可能に連結した構造を有しているので、隔壁の中心部に回転自在に支持されているカッタ板の回転支持部材は、隔壁後方の機内に向かって開口している中空構造を有しているから、カッタ板の背面と隔壁との間の掘削土砂室を隔壁と共にこの中空の回転支持部材によって隔壁後方の機内に対して完全に遮断させた状態にして機内側から該中空回転支持部材の後端開口部に連結している回転駆動部における出力回転部材の連結解除作業と、隔壁の背面に装着してているこの回転駆動部の取り外し作業とを容易に行うことができる。
【００１６】
従って、地下貯水槽のような地下構造物を構築する場合に、所定長さのトンネル掘削後にカッタ板を残置させながら高価な回転駆動部の回収が簡単に行えると共に、残置したカッタ板によってトンネル終端部の掘削周壁面と切羽地盤との安定化を図ることができて、地盤改良を殆ど行う必要はなく回転支持部材の回収が行え、再使用を可能にしてシールド掘削機のコストの低減を図ることができる。
【００１７】
さらに、請求項２に係る発明によれば、上記回転支持部材は、カッタ板の背面中心部に一体に固着した円板状の前端板部と、この前端板部の外周縁から後方に向かって筒状に突設した周壁部と、この周壁部の後端開口縁から内方に向かって突設しているリング形状の後端板部とからなり、周壁部の後端外周面を隔壁の中心部に開設した円形孔の周縁に回転自在に支持させていると共に円環状後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結しているので、この回転支持部材の周壁部によってカッタ板と隔壁との対向面間の空間部によって形成されている土砂室を隔壁後方の機内に対して遮断し、且つ、該回転支持部材の後端開口部を機内に臨ませておくことができると共に、この後端開口縁から内方に向かってリング形状の後端板部を突設して該後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結しているから、機内からのこのボルトの取り外し作業が簡単に行え、カッタ板の回転支持部材に対する回転駆動部の出力回転部材の連結解除作業が容易に行うことができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、上記回転支持部材の周壁部の後端に内外周壁面を貫通してピン挿入孔を穿設している一方、回転支持部材を回転自在に支持した隔壁の円形孔の周縁に、回転駆動部を撤去する際に上記ピン挿入孔から挿入するピンの先端部を受け入れてカッタ板を隔壁に回転不能に連結するピン係止孔を設けているので、回転駆動部の撤去時にカッタ板を固定して回転駆動部の取り外し作業の円滑化と共に、隔壁に対するカッタ板の支持、固定を強固に行うことができ、また、ピン係止孔に介するピンの装着作業は機内に向かって開口している回転支持部材の内部を通じて簡単に行うことができる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明によれば、上記回転駆動部は、短筒形状の内外筒体からなる函体と、この函体における内筒体上に回転自在に支持された外歯車と、この外歯車と一体に設けられてその前面を回転支持部材の後端板部にボルトにより取り外し可能に連結したリング形状の出力回転部材と、函体の背面に取り外し可能に装着した駆動モータの回転軸に固着している歯車を収納、配設してこの歯車を上記外歯車に噛合させている歯車配設空間部とを備えてなり、その外筒体の前端に隔壁にボルトにより装着する取付板を取付けていると共に外筒体の後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させているので、この回転支持部材をユニット体として取り扱うことができて、その外筒体の前端に取付けている取付板と出力回転部材とを機内側から隔壁の背面と回転支持部材の後端板部とにそれぞれボルトによって取付けることにより、隔壁に対する回転支持部材の装着作業が容易に行えるばかりでなく、その回収、撤去作業も円滑に能率よく行うことができ、また、この回転支持部材の背面に対する駆動モータの取付け、取り外しも簡単に行うことができる。
【００２０】
さらに、この回転支持部材における函体の外筒体後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させるので、回転支持部材の装着状態が安定すると共に、回収時にはブラケットからの取り外し作業が容易に行うことができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、函体の下部内に排土手段であるスクリューコンベアの前端開口部をその後端開口部に着脱自在に連結、連通させる排土筒を配設、固定してあり、この排土筒の前端開口部を隔壁の下部に開口している土砂取込口に臨ませているので、機内から排土筒に対するスクリューコンベアの着脱作業が容易に行えると共に、スクリューコンベアの回収後に上記排土筒を回転駆動部と共に回収することができて経済的であるばかりでなく、回転駆動部の回収、撤去後においては、隔壁の下部に設けている上記土砂取込口が機内に露呈するので、その土砂取込口の密閉処理作業も簡単且つ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明シールド掘削機の縦断側面図。
【図２】その要部の拡大縦断側面図
【図３】排土手段を撤去している状態の縦断側面図。
【図４】排土手段と駆動モータ等を撤去した状態の縦断側面図。
【図５】回転駆動部を撤去している状態の縦断側面図。
【図６】その要部の拡大縦断側面図。
【図７】スキンプレートとカッタ板とを残置させた貯水槽終端部の簡略縦断側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１、図２において、シールド掘削機は、外径が地中に形成すべき管路Ａの外径に略等しい径を有する一定長さの筒状のスキンプレート１と、このスキンプレート１の前端開口部における内周面に外周端面を溶接等により水密状態に固着している隔壁２と、この隔壁２の中心部に回転自在に支持されてスキンプレート１の前方地盤を掘削する面板形状のカッタ板３と、隔壁２の背面に取り外し可能に装着されてカッタ板３を回転駆動する回転駆動部４と、カッタ板３の背面と隔壁２の前面間の空間部によって形成された土砂室５に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段６とを備えていると共に、カッタ板３の背面中央部にカッタ板３の回転中心軸となる中空の回転支持部材７の前端を固着して、この回転支持部材７の後端部を上記隔壁２の中心部に開設している円形孔８の内周縁に前方に向かって突設した短筒形状の軸受部９に回転自在に支持させている。
【００２４】
さらに、スキンプレート１の後部内周面に、周方向に所定間隔毎に複数本の推進ジャッキ10を装着していると共にスキンプレート１の後端部内にセグメントＳを組み立てて掘削壁面に上記管路Ａを形成するためのエレクタ11を配設している。
【００２５】
上記中空の回転支持部材７は、カッタ板３の背面中心部にその前面を固着している円板状の前端板部7aと、この前端板部の外周縁から後方に向かって徐々に拡開しながら突設している断面コーン形状の周壁部7bと、この周壁部7bの後端部を全長に亘ってその外径を同一径の短筒形状の周壁部7b' に形成して該周壁部7b' を上記隔壁２の中心円形孔８に一体に設けている円形の軸受部９に回転自在に挿嵌、支持させてなり、さらに、周壁部7b' の後端開口縁から内方に向かって垂直にリング形状の後端板部7cを突設してあり、この後端板部7cの後面に上記回転駆動部４における後述する出力回転部材4cの前端面をボルト12により連結していると共に、上記リング形状の後端板部7cの内周端面によって囲まれた回転支持部材７の後端開口部7dを隔壁２の後方機内に向かって臨ませている。また、上記コーン形状の周壁部7bに土砂室５内に連通する点検口30が設けられてあり、この点検口30は回転支持部材７の内部側から開閉自在な蓋31によって密に閉止されている。
【００２６】
また、回転支持部材７における上記後端周壁部7b' の一箇所又は周方向に一定間隔を存した数カ所にピン挿入孔22を内外周面に亘って貫通した状態で設けている一方、このピン挿通孔22に対応して上記隔壁２の円形孔内周縁に一体に設けている上記軸受部９にピン係止孔23を設けてあり、所定長さまでトンネルを掘削したのち、回転駆動部４を撤去する際に、ピン挿入孔22からピン24をピン係止孔23に挿嵌させることによって、カッタ板３を回転不能に固定するように構成している。
【００２７】
また、上記後端板部7cは周壁部7bの内周面に周方向に一定間隔毎に固着している補強ブラケット7eの後端面に一体に固着している。さらに、この後端板部7cには、その内外周部に前後面間に亘って貫通したボルト取付孔13を周方向に一定間隔毎に貫設している。なお、上記回転支持部材７の周壁部7bは断面コーン形状に形成しているが、全長に亘って同一外径を有する円筒形状であってもよく、要するに後端が機内に向かって開口した中空の筒状に形成しておけばよい。
【００２８】
上記カッタ板３の回転駆動部４は、前後枠板4a3 、4a4 によって一体に連結している内外筒体4a1 、4a2 からなる中空円環形状の函体4aと、この函体4a内において、内筒体4a2
の後半部外周面上に回転自在に支持されているリング状の外歯車4bと、後端面をこの外歯車4bの前端面に一体に固着して内筒体4a2 の前半部外周面上に回転自在に支持されているリング形状の出力回転部材4cと、外歯車4bの外周面と外筒体4a1 の内周面との間の空間部によって形成してなる歯車配設空間部4dとを備えてなり、この歯車配設空間部4dに、函体4aの背面に取り外し可能に装着した駆動モータ18の回転軸に固着している歯車28を収納してこの歯車28を上記外歯車4bに噛合させている。また、上記出力回転部材4cの前端面に固着している円環板形状の連結板4c' の内外周部に上記回転支持部材７の後端板部7cに穿設しているボルト取付孔13と同一間隔毎に前端が前方に向かって開口している螺子孔14を穿設している。
【００２９】
さらに、回転駆動部材４の外筒体4a1 の前端側において、前側枠板4a3 の前面外周部にリング形状の取付板15を一体に固着してあり、この取付板15の外周部を外筒体4aの前端から外方に突出させていると共にその突出外周部に前後面間に亘って貫通したボルト取付孔16を周方向に一定間隔毎に貫設している一方、上記隔壁２の外周部にはこれらの各ボルト取付孔16に対応してこのボルト取付孔16と周方向に同一間隔毎に後方に向かって開口している螺子孔17を穿設している。
【００３０】
回転駆動部材４の函体4aにおける上記内筒体4a2 の内径は上記カッタ板３の回転支持部材７の後端板部7cの内径に略等しく形成されてあり、この内筒体4a2 の前半外周面上に配設している上記出力回転部材4cの前端取付板4c' を函体4aの前側枠板4a3 の前面から前方に突出させてその前面を上記外筒体4a1 の前端に固着している取付板15の前面と垂直面上で面一となる位置に設けている。この前側枠板4a3 は前後方向に小間隔を存してその外周端面外筒体4a1 の前端内周面に固着している円環形状の前後二重枠板部を備え、この二重枠板部の内周端面間に内筒体4a2 の前半外周面と共に上記出力回転部材4cを回転自在に支持している支持筒部4a3-1 を設けている。
【００３１】
また、内外筒体4a1 、4a2 の後端部対向面に上記後側枠板4a4 の内外周端面を固着していると共にこの後側枠板4a4 の上周部に上記歯車配設空間部4dに連通した通孔29を前後面間に亘って貫設してあり、この通孔29の背面側の周囲に上記駆動モータ18の前端面外周部をボルト32によって着脱自在に連結、固定させるリング状の取付枠19を固着している。そして、駆動モータ18の回転軸に固着している歯車28を上記通孔29を通じて上記歯車配設空間部4d内に挿入して外歯車4bの上周部に噛合させた状態にして該駆動モータ18を取付枠19にボルト32により装着している。
【００３２】
さらに、上記函体4aにおける前側枠板4a3 の下周部には上記隔壁２の下部に設けている土砂取込口20に連通した排土口（図示せず）を開設していると共にこの排土口に前端開口部を連結、連通させた状態にして函体4aの下周部内に短い排土筒21を配設、固定している。この排土筒21は前端から後端に向かって斜め上方に傾斜させていると共にその後端に機内に配設したスクリューコンベアからなる上記排土手段６の筒状ケースの前端開口部をボルト等によって着脱自在に連結し、そのスクリューの先端部をこの排土筒21内を通じて土砂取込口20から土砂室５の下端部内に突出させている。
【００３３】
上記のように構成している回転駆動部４を隔壁２の背面に取付けるには、機内側においてその函体4aの前端面の外周部に装着している取付板15と、函体4aの前面内周部から外部に突設している出力回転部材4cの連結板4c' とを隔壁２の背面外周部と回転支持部材７の後端板部7cとにそれぞれ当接させ、機内側から取付板15に設けている上記ボルト取付孔16を通じて隔壁２の外周部に穿設している螺子孔17にボルト25を螺合させると共に、回転支持部材７の中空内部を通じて機内側から上記回転支持部材７の後端板部7cに穿設しているボルト取付孔13から出力回転部材4cの連結板4c' に設けている螺子孔14にボルト12を螺合させることによって隔壁２の背面に回転駆動部４を固定する。
【００３４】
しかるのち、機内側において駆動モータ16を回転駆動部４の函体4aの上部背面に対向させてその回転軸に固着している歯車28を函体4aの後側枠板4a4 に穿設している通孔29を通じて上記歯車配設空間部4d内に挿入して外歯車4bに噛合させ、この状態にして駆動モータ16の前端面の外周部を通孔29の周縁に設けている上記リング状の取付枠19に当接させてボルト32により駆動モータ16をこの取付枠19に装着、固定する。
【００３５】
さらに、この回転駆動部４における函体4aの外筒体4a1 の後端部をスキンプレート１の内周面に内方に向かって突設している固定ブラケット26の内端部にボルト等によって取り外し可能に連結、支持させる。
【００３６】
このように構成したトンネル掘削機によって地中に地下貯水槽となる管路Ａを施工するには、このトンネル掘削機を発進立坑（図示せず）から地中に発進させ、駆動モータ18を作動させることによってその回転駆動力を回転駆動部４からカッタ板３の回転支持部材７に伝達してカッタ板３を回転させると共にスキンプレート１を前進させることによって前方地盤を掘削し、一定長さのトンネルが掘削される毎にスキンプレート１の後端部内でエレクタ11によりトンネル掘削壁面にセグメントＳを組み立てて掘削地盤を被覆し、且つ、地下水の浸入を防止する１リング分の管壁を形成し、この管壁の前端面に推進ジャッキ10のロッド端を受止させて再び該ロッドを伸長させることにより上述したようにスキンプレート１を推進させてカッタ板３により一定長のトンネルを掘削する。この作業を繰り返し行うことによって管路Ａを形成していく。
【００３７】
駆動モータ18によるカッタ板３の回転駆動は、該駆動モータ18の回転軸に固着している歯車28からこの歯車28に噛合している函体4a内の外歯車4bに伝達して該外歯車4bを出力回転部材4cと一体的に函体4aの内筒体4a2 回りを回転させながらこの出力回転部材4cの前端連結板4c' にその後端板部7cを一体に連結しているカッタ板３の回転支持部材７を出力回転部材4cと共に回転させることにより行われる。
【００３８】
また、カッタ板３により掘削された土砂は、カッタ板３の背面側に設けている土砂室５に取り込まれ、さらに、隔壁２の下部に設けている土砂取込口20から土砂室５の下端部内に先端部を突設しているスクリューコンベアからなる排土手段６によって取り込まれてスクリュー羽根の回転に従って後方に搬送され、排土手段６の後端から取り出されて管路Ａ内を走行する台車（図示せず）によって発進立坑側に排出される。
【００３９】
こうして、シールド掘削機によって掘削されるトンネルの掘削壁面にセグメント覆工による管壁を施工することによって貯水槽となる一定長の管路Ａを形成したのち、この管路Ａの突き当たりのトンネル終端部に達しているシールド掘削機において、該トンネル終端部の掘削壁面を被覆しているスキンプレート１と切羽地盤を抑えているカッタ板３とを残置させた状態でカッタ板３に回転駆動力を伝達するギヤボックスを構成している回転駆動部４の回収を行う。
【００４０】
まず、この回転駆動部４の回収を行う前に、図３に示すように、排土手段６とエレクタ11の回収、撤去を行う。排土手段６の撤去は、排土口21から取り外す前に、該排土手段６を構成しているスクリューコンベア内の土砂を排出すると共に隔壁２の適所に設けている注入孔（図示せず）から土砂室５内に硬化剤を注入して土砂を硬化させて止水改良を行ったのち、スクリューコンベアの筒状ケースの前端を回転駆動部４の函体4aの下周部内に取付けている排土筒21の後端から連結ボルト等を取り外すことによって切り離し、移動台車上に載置して後方に回収、撤去する。この排土手段６の撤去によって開口した上記排土筒21の後端開口部を仮蓋33によって閉止する。さらに、エレクタ11を解体、撤去すると共に駆動モータ18を取付けている函体背面のリング状取付枠19から該駆動モータ18を取り外して後方に回収、撤去すると共に推進ジャッ10等の機内に設置している部材も回収する。
【００４１】
さらに、カッタ板３の回転支持部材７における後端周壁部7b' に穿設しているピン挿入孔22を、隔壁２の中心部から前方に突設している軸受部９に設けているピン係止孔23に合致させて、ピン挿入孔22から図４に示すようにピン24をこのピン係止孔23に挿嵌させることによって、カッタ板３を隔壁２に回転不能に固定、支持させる。しかるのち、隔壁２の背面に装着している回転駆動部４を回収する。
【００４２】
この回転駆動部４の回収作業は、回転駆動部４の函体4aを機内側において適宜な支持手段（図示せず）により支持させた状態にして、回転駆動部４の函体4aの外筒体4a1 を支持している固定ブラケット26をスキンプレート１から切除して回収し、さらに、機内側からカッタ板３の回転支持部材７内を通じて、該カッタ板３の回転支持部材７の後端板部7cと回転駆動部４の函体4a内に配設している上記出力回転部材4cの連結板4c' とを連結しているボルト12を取り外すと共に、隔壁２の背面外周部にボルト25によって固着している回転駆動部４の函体4aの前面外周部に設けている取付板15を、上記ボルト25を取り外すことによって回転駆動部４全体を図５、図６に示すように隔壁２の背面から切り離し、この回転駆動部４を横臥状態となるように転倒させて台車等に載置して回収する。一方、回転駆動部４を隔壁２から切り離すと、この回転駆動部４の函体4aの下部に配設している排土筒21も撤去され、この排土筒21が連結、連通していた隔壁２下部に設けている土砂取込口20が機内に向かって開口するので、この土砂取込口20を密閉蓋34によって閉塞する。
【００４３】
こうして、スキンプレート１とカッタ板３を残置させた状態で回転駆動部４を回収、撤去することによってトンネル終端部の掘削地盤がスキンプレート１によって被覆され、且つ、切羽地盤がカッタ板３によって抑えられていると共に隔壁２と回転支持部材７の筒状周壁部7bによって土砂室５を管路Ａ側に対して遮断した図７に示すようなトンネル終端部を有する管路Ａからなる貯水槽Ｃを施工することができる。なお、カッタ板３の回転支持部材７の後端外周部を支持している隔壁２の中心部に設けている軸受部９をシール材によって密閉すると共にスキンプレート１の内周面に必要に応じて管路Ａの内周面と面一状態となるようにコンクリート層を設けておいてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ スキンプレート
２ 隔壁
３ カッタ板
４ 回転駆動部
4a 函体
4b 外歯車
4c 出力回転部材
５ 土砂室
６ 排土手段
７ 回転支持部材
7a 前端板部
7b 周壁部
7c 後端板部
８ 円形孔
18 駆動モータ
19 取付枠
22 ピン挿入孔
23 ピン係止孔
24 ピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部内に固定している隔壁と、この隔離に回転自在に支持されてスキンプレートの前方地盤を掘削するカッタ板と、隔壁の背面に装着されてカッタ板を回転駆動する回転駆動部と、カッタ板の背面と隔壁の前面間の空間部によって形成された土砂室に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段とを備えているシールド掘削機において、カッタ板の背面中心部に中空の回転支持部材の前端を固着すると共にこの回転支持部材の後端部を上記隔壁の中心部に回転自在に支持させてあり、さらに、上記回転駆動部を隔壁の背面に取り外し可能に装着していると共にこの回転駆動部における出力回転部材をカッタ板の上記回転支持部材の後端開口部に取り外し可能に連結していることを特徴とするシールド掘削機。
【請求項２】
回転支持部材は、カッタ板の背面中心部に一体に固着した円板状の前端板部と、この前端板部の外周縁から後方に向かって筒状に突設した周壁部と、この周壁部の後端開口縁から内方に向かって突設しているリング形状の後端板部とからなり、周壁部の後端外周面を隔壁の中心部に開設した円形孔の周縁に回転自在に支持させていると共に円環状後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結していることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機。
【請求項３】
回転支持部材の周壁部の後端に内外周壁面を貫通してピン挿入孔を穿設している一方、回転支持部材を回転自在に支持した隔壁の円形孔の周縁に、回転駆動部を撤去する際に上記ピン挿入孔から挿入するピンの先端部を受け入れてカッタ板を隔壁に回転不能に連結するピン係止孔を設けていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘削機。
【請求項４】
回転駆動部は、短筒形状の内外筒体からなる函体と、この函体における内筒体上に回転自在に支持された外歯車と、この外歯車と一体に設けられてその前面を回転支持部材の後端板部にボルトにより取り外し可能に連結したリング形状の出力回転部材と、函体の背面に取り外し可能に装着した駆動モータの回転軸に固着している歯車を収納、配設してこの歯車を上記外歯車に噛合させる歯車配設空間部とを備えてなり、その外筒体の前端に隔壁にボルトにより装着する取付板を取付けていると共に外筒体の後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘削機。
【請求項５】
函体の下部内に排土手段であるスクリューコンベアの前端開口部をその後端開口部に着脱自在に連結、連通させる排土筒を配設、固定してあり、この排土筒の前端開口部を隔壁の下部に開口している土砂取込口に臨ませていることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機。
【請求項１】
筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部内に固定している隔壁と、この隔離に回転自在に支持されてスキンプレートの前方地盤を掘削するカッタ板と、隔壁の背面に装着されてカッタ板を回転駆動する回転駆動部と、カッタ板の背面と隔壁の前面間の空間部によって形成された土砂室に取り込まれる掘削土砂を後方に排出する排土手段とを備えているシールド掘削機において、カッタ板の背面中心部に中空の回転支持部材の前端を固着すると共にこの回転支持部材の後端部を上記隔壁の中心部に回転自在に支持させてあり、さらに、上記回転駆動部を隔壁の背面に取り外し可能に装着していると共にこの回転駆動部における出力回転部材をカッタ板の上記回転支持部材の後端開口部に取り外し可能に連結していることを特徴とするシールド掘削機。
【請求項２】
回転支持部材は、カッタ板の背面中心部に一体に固着した円板状の前端板部と、この前端板部の外周縁から後方に向かって筒状に突設した周壁部と、この周壁部の後端開口縁から内方に向かって突設しているリング形状の後端板部とからなり、周壁部の後端外周面を隔壁の中心部に開設した円形孔の周縁に回転自在に支持させていると共に円環状後端板部に回転駆動部の出力回転部材をボルトにより連結していることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機。
【請求項３】
回転支持部材の周壁部の後端に内外周壁面を貫通してピン挿入孔を穿設している一方、回転支持部材を回転自在に支持した隔壁の円形孔の周縁に、回転駆動部を撤去する際に上記ピン挿入孔から挿入するピンの先端部を受け入れてカッタ板を隔壁に回転不能に連結するピン係止孔を設けていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘削機。
【請求項４】
回転駆動部は、短筒形状の内外筒体からなる函体と、この函体における内筒体上に回転自在に支持された外歯車と、この外歯車と一体に設けられてその前面を回転支持部材の後端板部にボルトにより取り外し可能に連結したリング形状の出力回転部材と、函体の背面に取り外し可能に装着した駆動モータの回転軸に固着している歯車を収納、配設してこの歯車を上記外歯車に噛合させる歯車配設空間部とを備えてなり、その外筒体の前端に隔壁にボルトにより装着する取付板を取付けていると共に外筒体の後端をスキンプレートの内周面に取り外し可能に取付けたブラケットにより支持させていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘削機。
【請求項５】
函体の下部内に排土手段であるスクリューコンベアの前端開口部をその後端開口部に着脱自在に連結、連通させる排土筒を配設、固定してあり、この排土筒の前端開口部を隔壁の下部に開口している土砂取込口に臨ませていることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２１１７（Ｐ２０１３−２１１７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３５７４（Ｐ２０１１−１３３５７４）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
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