トンネル掘削機とトンネル掘削方法
【課題】 トンネル掘削機によって立坑から前方の地盤に向かってトンネルを掘削する際に、立坑の面積が狭くてこの立坑内に上記トンネル掘削機を設置することができない場合であってもトンネルの掘削を開始することができるようにする。
【解決手段】 立坑内への搬入、設置時には、カッタヘッド３を備えたカッタユニットＡに、短尺筒体21内に電動モータよりも長さの短い油圧モータ22を配設してなる補助モータユニットＣを接続して仮掘削機を構成し、この仮掘削機によって立坑内からのトンネル掘削を開始させ、カッタユニットＡが一定長推進したのち、補助モータユニットＣを切り離してカッタヘッド３を安定的に回転させることができる電動モータ12を備えたモータユニットＢをカッタユニットＡに接続してトンネル掘削機を構成し、このトンネル掘削機によってトンネルを掘進する。
【解決手段】 立坑内への搬入、設置時には、カッタヘッド３を備えたカッタユニットＡに、短尺筒体21内に電動モータよりも長さの短い油圧モータ22を配設してなる補助モータユニットＣを接続して仮掘削機を構成し、この仮掘削機によって立坑内からのトンネル掘削を開始させ、カッタユニットＡが一定長推進したのち、補助モータユニットＣを切り離してカッタヘッド３を安定的に回転させることができる電動モータ12を備えたモータユニットＢをカッタユニットＡに接続してトンネル掘削機を構成し、このトンネル掘削機によってトンネルを掘進する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地中にガス管や下水道管などの小口径管体を埋設するためのトンネル掘削機とこのトンネル掘削機によるトンネル掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小口径の下水管等の管体を地中に埋設するには、立坑内にトンネル掘削機を搬入、設置し、前方の地盤に向けて発進させることによって小口径のトンネルを掘進し、このトンネル掘削機に一定長さの小口径管体を順次後続させて一定長のトンネルが掘削される毎に推進、埋設することによって行われている。
【０００３】
このようなトンネル掘削機としては、例えば、特許文献１に記載されているように、スキンプレートの前半部を形成している筒体の前部内に隔壁を設けてこの隔壁に筒体の前方地盤を掘削するカッタヘッドの回転軸を回転自在に支持させてなるカッタユニットと、スキンプレートの後半部を形成している筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する駆動モータを配設し、且つ、この筒体を前後筒体部に分割してこれらの前後筒体部間を複数本の方向修正ジャッキにより連結してなるモータユニットとを備え、このモータユニットを上記カッタユニットに接続すると共に掘削土砂の排出手段である管路を備えてなる構造のものが知られている。
【０００４】
トンネル掘削機が機能するためには、上記カッタユニットとモータユニットとが最低限必要であるが、トンネルを掘削するに際してこれらのカッタユニットとモータユニットとを立坑内に別々に搬入しても、立坑内では作業空間が極めて狭くてカッタユニットにモータユニットを接続する作業が煩雑化するため、予め、地上においてカッタユニットとモータユニットとを接続した状態にしてトンネル掘削機を組み立てたのち、立坑内に搬入することが行われている。
【特許文献１】特開２００２−４７８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記モータユニット内に配設される駆動モータとしては、油圧モータや電動モータが使用されるが、局部的に高強度の地盤が存在する場合には、油圧モータではオーバーロードがきかないため、圧油がリリーフして回転不能となることがある一方、電動モータではそのような領域でも回転が停止することなくトンネル施工を継続していくことが可能であるため、トンネル掘削機用の駆動モータとしては電動モータが適している。
【０００６】
しかしながら、同じ出力を有する油圧モータと電動モータとの長さを比較した場合、これらは構造の関係から油圧モータに比べて電動モータの方が長さがかなり長くなる。このため、広い立坑の用地が確保できない場合や既設の人孔を立坑として使用する場合などのように、立坑の面積が狭い場合には、電動モータを装着したトンネル掘削機をこの立坑内に搬入できない場合が発生し、立坑内からトンネル掘削が行えない事態が生じる。
【０００７】
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、比較的面積が狭い立坑であっても、該立坑内への搬入、設置を可能にしてトンネルの掘削が行えるようすると共に、トンネルの掘進も電動モータによりカッタヘッドを回転させながら円滑に行えるようにしたトンネル掘削機とこのトンネル掘削機によるトンネル掘削方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機は、請求項１に記載したように、筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットと、上記筒体の後端に着脱可能に連結する長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットとからなり、このモータユニットの長尺筒体の前端をカッタユニットの筒体の後端に連結することによってトンネル掘削機を構成する一方、立坑内から前方地盤に向かって該トンネル掘削機を発進させる際には、上記モータユニットに替えて、上記長尺筒体よりも長さが短い短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを上記カッタユニットに接続して仮掘削機を形成するように構成している。
【０００９】
このように構成したトンネル掘削機において、請求項２に係る発明は、電動モータを配設している上記モータユニットの長尺筒体を互いに屈折自在に接続した前後筒体部に分割し、これらの前後筒体部の内周面間を複数本の方向修正ジャッキによって連結していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、上記トンネル掘削機によるトンネル掘削方法であって、筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットの後端に、短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを接続することにより仮掘削機を形成し、この仮掘削機を立坑内に設置したのち、該仮掘削機によって立坑から前方地盤に向かってトンネルを掘削し、その補助モータユニットがトンネル内に進入する手前まで掘削したのち、カッタユニットからこの補助モータユニットを切り離して該カッタユニットに、補助モータユニットの筒体よりも長い長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットを接続することによってトンネル掘削機を形成し、このトンネル掘削機によって以後のトンネル掘削を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、立坑内に搬入する際のトンネル掘削機として、筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットの後端に、上記筒体よりも短い短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを接続することによって構成した仮掘削機を使用しているので、この仮掘削機の全長が電動モータを備えたモータユニットを接続してなるトンネル掘削機よりも短くなって比較的狭い立坑内への搬入が可能となると共に、この立坑から前方の地盤に向けての該仮掘削機の発進作業も容易に行えてトンネル掘削が能率よく行うことができる。
【００１２】
また、この仮掘削機によるトンネルの掘削長は、その補助モータユニットがトンネル内に進入する手前までの極く僅かな長さ部分だけであるので、その掘削中に油圧がリリーフして油圧モータが回転不能となる事態が殆ど発生することはない。さらに、このカッタユニットの大部分が地盤中に推進した状態になると立坑内の作業面積が広くなると共に、補助モータユニットとカッタユニットとの接続部分が発進坑口からトンネル内に露出した位置にあるので、カッタユニットからの補助モータユニットの切離し作業が容易に行える。
【００１３】
その上、この補助モータユニットを地上に撤去することによってカッタユニットの後方側の立坑内の空間がさらに広くなり、地上側から補助モータユニットよりも長さの長い電動モータを配設してなる長尺のモータユニットを立坑内に搬入してカッタユニットの後端に接続する作業が容易に行うことができるものであり、従って、トンネル計画線上に高強度の地盤が局部的に存在していても確実にトンネルを掘進し得るトンネル掘削機を立坑内で構成することができて立坑からのトンネル掘削を安定的に継続することができる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明によれば、上記電動モータを配設しているモータユニットの長尺筒体を互いに屈折自在に接続した前後筒体部に分割して、これらの前後筒体部の内周面間を複数本の方向修正ジャッキによって連結しているので、上記補助モータユニットをこのモータユニットと交換することによって曲線トンネルが掘削可能なトンネル掘削機を簡単に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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は小径トンネル掘削機の簡略縦断側面図、図２はその正面図であって、トンネル掘削機は、外径が１ｍ以下の一定長さを有する鋼管製筒体１の前部内に、外周端部を該筒体１に溶接等によって一体に固着している隔壁２を設けていると共にこの隔壁２に、筒体１の開口端前方部に配設されて前方の地盤を掘削するカッタヘッド３を回転自在に軸支させてなるカッタユニットＡと、上記筒体１と同一外径を有し且つ後述する補助モータユニットＣの筒体21よりも長さが長い長尺筒体11内に上記カッタヘッド３を回転駆動する電動モータ12を配設してなるモータユニットＢとを備え、上記カッタユニットＡの筒体１の後端にモータユニットＢの長尺筒体11の前端を接続することによって構成されている。
【００１６】
カッタユニットＡの筒体１の開口端前方部に配設している上記カッタヘッド３としては、そのビットの形状等は地盤の掘削に適したものであれば特に限定されないが、図においては、前面に多数の掘削刃を突設している複数個のトリコンビット3aを装着し、且つ、掘削土砂取込み開口部3bを設けてなるカッタヘッドを採用してあり、このカッタヘッド３の後面と上記隔離壁２の前面間の空間部を土砂取込室４に形成している。さらに、この土砂取込室４内において、カッタヘッド３の後面中央部に前端に向かって徐々に小径に形成されている截頭円錐形状のインナコーン5aの前端面を固着すると共に、このインナコーン5aの外周方における上記筒筒体１の前端開口部の内周面に前端に向かって徐々に拡径させたアウタコーン5bの外周面を固着してこれらのインナコーン5aとアウタコーン5bとによってコーンクラッシャを形成している。
【００１７】
上記筒体１の後端開口部には該開口端を密閉した端面板６が固着されてあり、この端面板６の中心部と上記隔壁２の中心部との間に、インナコーン5aを一体に固着させている上記カッタヘッド３の回転軸７を架設状態にして回転自在に軸支してあり、該回転軸７の後端部を端面板６から後方に貫通させて上記電動モータ12の回転軸13又は後述する油圧モータ22の回転軸23の前端を着脱自在に連結させるように構成している。さらに、隔壁２と端面板６との間の空間部における下端部にエアピンチバルブ８を配設し、このエアピンチバルブ８の前端口部を隔壁２の下端部を水密的に貫通して上記土砂取込室４の下端部内に連通させていると共に後端口部を端面板６の下端部を貫通して上記モータユニットＢの長尺筒体11の下端部内に配設した排泥管14の前端部を着脱自在に連結、連通させるように構成している。
【００１８】
また、隔壁２と端面板６との間の空間部には、前端部を隔壁２を水密に貫通して土砂取込室４の上部内に連通させ、後端部を端面板６を貫通して後続する送泥管19を接続させる一定長さの送泥管９が配設されていると共に、上記モータユニットＢの長尺筒体11の上部内にも前端を該長尺筒体11の前端開口部に一体に設けている前側端面板16を貫通して上記送泥管９の後端に着脱自在に連結、連通させた上記送泥管19を配設してあり、該送泥管19の後端部を長尺筒体11の後端開口部に一体に設けている後側の端面板17を貫通して後述する送泥管路30を接続させるように構成している。
【００１９】
上記モータユニットＢの長尺筒体11における前側端面板16の後面中央部に上記電動モータ12を固定、支持させていると共にこの電動モータ12の回転軸13を該端面板16の中央部を貫通して上記カッタヘッド３の回転軸７に着脱自在に連結している。さらに、長尺筒体11は前後筒体部11a 、11b に分割されていて前側筒体部11a の後端部と後側筒体部11b の前端部間を中折れ部15を介して互いに屈折自在に接続していると共に、長尺筒体11の内周面に、周方向に所定間隔毎に複数本の方向修正ジャッキ18（図においては、１本の方向修正ジャッキのみ示している）を配設してこれらの方向修正ジャッキ18の前後端を前側筒体部11a の内周面と後側筒体部11b の内周面とにそれぞれ突設したブラケット間に連結している。
【００２０】
また、この長尺筒体11の下端部内に長さが長尺筒体11の長さに略等しい長さを有する上述した排泥管14を配設してあり、この排泥管14の後端を後側端面板17の下端部に貫通状態で支持されて該後端に排泥管路32の前端を連結、連通せるようにしている。なお、長尺筒体11の前側端面板16はカッタユニットＡの筒体１の端面板６と接合している外周端部を、端面板６の外周端部にボルト20によって連結している。
【００２１】
このように構成したトンネル掘削機によって立坑31内から地中にトンネルを掘削する場合、このトンネル掘削機は、カッタユニットＡにこのカッタユニットＡよりも長さが長い電動モータ12を備えたモータユニットＢを連結してなるものであるから、立坑31の横断面積が狭い時には、該トンネル掘削機を地上から立坑内に搬入できない場合や、搬入が可能であっても立坑31から前方の地盤に向かっての掘進作業が困難な事態が発生する。
【００２２】
このため、立坑内への搬入時には、カッタユニットＡからモータユニットＢを切り離しておき、このモータユニットＢに替えて図３に示すように、カッタユニットＡの筒体１やモータユニットＢの長尺筒体11よりも長さが短い短尺筒体21内にカッタユニットＡの上記カッタヘッド３を回転駆動する油圧モータ22を配設してなる補助モータユニットＣを採用してこの補助モータユニットＣを上記カッタユニットＡに接続することにより、上記トンネル掘削機よりも長さが短くて立坑31内に搬入可能な仮掘削機を構成している。
【００２３】
補助モータユニットＣの上記短尺筒体21は、上記モータユニットＢの長尺筒体11と同一外径を有し且つその前端開口部に端面板25を固着してあり、この端面板25の前面外周端部を上記カッタユニットＡの筒体１の端面板６の後面外周端部に接合して、筒体１と上記長尺筒体11との上述した連結構造と同じく、ボルト20により着脱自在に連結している。この端面板25の後面中央部に上記油圧モータ22を固定、支持させていると共にこの油圧モータ22の回転軸23を該端面板25の中央部を貫通して上記カッタヘッド３の回転軸７に着脱自在に連結している。
【００２４】
さらに、短尺筒体21の下端部内には該短尺筒体21と略同一長さを有する排泥管24を配設してその前端開口部を端面板25の下端部を貫通してカッタユニットＡの上記エアピンチバルブ８の後端口部に着脱自在に連結、連通させていると共に上部内に短尺筒体11と略同一長さを有する送泥管26を配設してその前端部を端面板25に挿通状態で支持させてあり、その前端を上記カッタユニットＡに配設している送泥管９の後端に着脱自在に連結、連通させている。
【００２５】
このように補助モータユニットＣをカッタユニットＡに接続することによって構成した仮掘削機を立坑31内にクレーン等で吊り下げて搬入し、図４に示すように、立坑31の内底部上に配設している発進架台40上に前方地盤に向けて設置する。
【００２６】
この発進架台40は図10、図11に示すように、立坑31の内底面の両側部に前後方向に向けて支持フレーム41、41を互いに平行に敷設すると共にこれらの支持フレーム41、41の対向内側面間を数本の連結フレーム42によって一体に連結し、さらに、支持フレーム41、41間の中央部に前後方向に向けて上記仮掘削機のカッタユニットＡの筒体１と補助モータユニットＣの短尺筒体21の下周面を摺動自在に支持する水平発進台43を配設して該水平発進台43をこの水平発進台43と直交する連結フレーム42、42の中央部上面にボルト等によって固定している。
【００２７】
さらに、上記仮掘削機の両側方における上記支持フレーム41、41上に左右一対の推進ジャッキ44、44を配設し、これらの推進ジャッキ44、44の後方に向かって突設している伸縮ロッド44a 、44a を立坑31の後壁面上に固定した反力受台45に受止させていると共に該ロッド44a 、44a の伸長に従って前進するこれらの推進ジャッキ44、44のシリンダ部44b 、44b を押し板46の両側端部に穿設している孔46a 、46a に挿通してこれらのシリンダ部44b 、44b の後端鍔部44b'、44b'に該孔46a 、46a を係止させ、且つ、この押し板46の前面中央部を水平発進台43上に設置された仮掘削機における補助モータユニットＣの短尺筒体21の後端面に押し付けている。なお、押し板46の中央部に通孔47を設けてこの通孔47を通じて上記送排泥管24、26の後端にアダプタ33、34を接続し、このアダプタ33、34に送排泥管路30、32の前端を接続している。また、上記推進ジャッキ44、44としては２段ジャッキを採用している。
【００２８】
このように、発進架台40上に仮掘削機を設置したのち、左右一対の推進ジャッキ44、44を作動させてそのロッド44a 、44a を伸長させると、反力受台45を支点として推進ジャッキ44、44のシリンダ部44b 、44b が前進し、これらのシリンダ部44b 、44b 間に架設状態で連結している押し板46が一体に前進してその前面で仮掘削機の補助モータユニットＣの短尺筒体21の後端面を押圧しながら該仮掘削機を水平発進台43上で発進坑口48に向かって推進させ、この発進坑口48から前方の地盤の掘削を開始する。
【００２９】
地盤の掘削は補助モータユニットＣ内の油圧モータ22を駆動することによってその回転をカッタヘッド３の回転軸７に伝達してカッタヘッド３を回転させながら、仮掘削機を推進させることによって行われ、掘削された土砂は土砂取込室４内に取り込まれる。この際、大塊土が該土砂取込室４内に取り込まれた場合には、インナコーン5aとアウタコーン5bとによって細かく破砕する。
【００３０】
また、掘削中において、地上から送泥管路30を通じて泥水を補助モータユニットＣ内の送泥管26に供給し、この送泥管26と連結、連通したカッタユニットＡ内の送泥管９を通じて土砂取込室４に泥水を供給、充満させて上記掘削土砂と混合させ、掘削土砂を泥土化させると共に、この土砂取込室４に充満した泥水圧によって切羽を押さえて該切羽地盤の崩壊を防止しながらカッタヘッド３により前方の地盤を掘削する一方、土砂取込室４内で泥土化した土砂はエアピンチバルブ８を通じて補助モータユニットＣ内の排泥管24に送り出され、排泥管路32を通じて泥水と共に立坑31から地上に設置した分離槽（図示せず）に送給され、この分離槽で掘削土砂を泥水から分離させたのち、該泥水を再び送泥管路30に供給する。なお、土砂取込室４内の泥土圧の調整はエアピンチバルブ８の開度を調節することによって行われる。
【００３１】
こうして、仮掘削機によって立坑から前方地盤に向かってトンネルの掘削を開始し、カッタユニットＡとこの補助モータユニットＣとの接続部分がトンネル内に進入する手前、即ち、発進坑口48に入る直前まで掘進すると、その位置でトンネルの掘削を停止し、カッタユニットＡの筒体１内の送泥管９とピンチバルブ８に対する送排泥管24、26の連結を解くと共にカッタユニットＡの筒体１の端面板６に対する補助モータユニットＣの短尺筒体21の端面板25の連結を解いたのち、該補助モータユニットＣを後退させることによってカッタヘッド３の回転軸７に対する油圧モータ22の回転軸23の連結を解くと共にカッタユニットＡから補助モータユニットＣを切り離し、該補助モータユニットＣをクレーン等によって地上側に撤去、回収する（図５参照）。
【００３２】
次いで、電動モータ12や方向修正ジャッキ18、送排泥管14、19を内装しているモータユニットＢをクレーン等で吊り下げて立坑31内に搬入し、発進架台40上に設置したのち、左右一対の推進ジャッキ44、44のロッド44a 、44a を伸長させることにより、該モータユニットＢの後端面を押し板46を介して前進させてその長尺筒体11の前側端面板16をカッタユニットＡの後端端面板６に接合させた状態にして図１に示すようにボルト20により一体に連結すると共に電動モータ12の回転軸13をカッタヘッド３の回転軸７に連結し、さらに、送排泥管14、19をカッタユニットＡの筒体１内の送泥管９とピンチバルブ８とにそれぞれ連結、連通させると共にこれらの送排泥管14、19に送排泥管路30、32の前端を接続する。また、電動モータ12を地上に設置した発電機50に配線を介して接続する（図６参照）。
【００３３】
こうして、カッタユニットＡの後端にモータユニットＢを接続したのち、左右一対の推進ジャッキ44、44を作動させてそのロッド44a 、44a を伸長させることにより、上記同様に反力受台45を支点としてモータユニットＢを押し板46を介して推進させると共に、モータユニットＢ内の電動モータ12を駆動してカッタヘッド３を回転させることにより、トンネルを掘進する。掘削された土砂は、上述したように、土砂取込室４内に取り込み、インナコーン5aとアウタコーン5bとによって細かく破砕したのち、ピンチバルブ８、排泥管14、排泥管路32を通じて排出する。
【００３４】
カッタユニットＡに後続しているモータユニットＢの長尺筒体11が発進坑口48に入る直前まで掘進すると一旦トンネルの掘削を停止し、左右一対の推進ジャッキ44、44のロッド44a 、44a を収縮させることにより、押し板46を後退させてモータユニットＢの長尺筒体の後端と該押し板46との間に一定長さを有する管体Ｐが介在可能な間隔を設け、まず、管体Ｐとして外径が長尺筒体11と略同一外径で、且つ、内部に方向修正ジャッキ18等の油圧機器の作動用油圧ユニットや制御盤、掘削方向を求めるターゲット等を配設している第１制御管P1をモータユニットＢに接続する。この際、送排泥管路30、32もこの第１制御管P1内を通じてモータユニットＢ内の送排泥管14、19に接続する（図７参照）。
【００３５】
しかるのち、電動モータ12を作動させてカッタヘッド３を回転させると共に推進ジャッキ44、44を作動させてそのロッド44a 、44a を伸長させることにより、押し板46で第１制御管P1の後端面を前方に押圧して該第１制御管P1を押し進めてカッタユニットＡとモータユニットＢと一体に推進させ、カッタユニットＡによってトンネルを掘進する。そして、この第１制御管P1の長さに相当する一定長のトンネルが掘削されると、図８に示すように該第１制御管P1に滑材注入口やバイパスバルブ等を備えている第２制御管P2を後続させたのち、上記同様にしてこの第２制御管P2の管長に応じた一定長のトンネルを掘進しながら該第２制御管P2を上記第１制御管P1と一体に推進する。
【００３６】
次いで、この第２制御管P2に引き続いて図９に示すように、管体Ｐとして上記第１、第２制御管P1、P2よりもやや小径で一定長を有するヒューム管等の埋設管P3を継ぎ足し、その後端を上記同様に推進ジャッキ44、44によって押し板46を介して押し進めてカッタユニットＡにより掘削されるトンネル内に推進させる。そして、一本の埋設管P3に相当する一定長のトンネルを掘削する毎に順次埋設管P3を継ぎ足しながら、推進させることにより、上記立坑31から到達側の立坑（図示せず）に達したトンネルの全長に亘って埋設管P3列からなる下水管等の管路を形成するものである。なお、カッタユニットＡやモータユニットＢ及び制御管P1、P2は到達立坑に達した時に順次、切り離されて地上側に撤去される。
【００３７】
以上の実施例においては、カッタユニットＡに備えている前方の地盤を掘削するカッタヘッド３として、前面に複数個のトリコンビット3aを突設している構造のものを採用しているが、図12に示すように、回転軸３の中心部から外径方向に向かって複数本のスポーク3cを放射状に設けて、隣接するスポーク3c、3c間に土砂取込み開口部を設けると共に各スポークの前面に複数個のカッタビット3a' を突設している通常のカッタヘッド3'を使用してもよく、また、地質によってはインナコーン5aとアウタコーン5bとからなるコーンクラッシャを必ずしも設けておく必要はない。
【００３８】
また、上記実施例においては、モータユニットＢの長尺筒体11として前後筒体部11a 、11b に二分割し、これらの前後筒体部11a 、11b を中折れ部15を介して屈折自在に接続して方向修正ジャッキ18によりトンネルの掘削方向の修正を可能に構成しているが、立坑間に設けるトンネルが直線トンネルである場合には、屈折自在に構成しておくことなく、図13に示すように、モータユニットＢの長尺筒体11' を直管から構成しておいてもよい。この場合には、方向修正ジャッキ18を設ける必要はないのは勿論である。その他の構造については上記実施例と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】トンネル掘削機の簡略縦断側面図。
【図２】その正面図。
【図３】仮掘削機の簡略縦断側面図。
【図４】立坑内から前方地盤の掘削の準備が完了した状態の簡略側面図。
【図５】補助モータユニットを撤去する状態の簡略側面図。
【図６】カッタユニットにモータユニットを接続した状態の簡略側面図。
【図７】モータユニットに第１制御管を接続した状態の簡略側面図。
【図８】第２制御管を接続した状態の簡略側面図。
【図９】埋設管体を後続させた状態の簡略側面図。
【図１０】発進架台の平面図。
【図１１】その背面図。
【図１２】別な構造のカッタヘッドを備えたカッタユニットの簡略縦断側面図。
【図１３】別なモータユニットを備えたトンネル掘削機の簡略縦断側面図。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ カッタユニット
１ 筒体
２ 隔壁
３ カッタヘッド
７ 回転軸
Ｂ モータユニット
11 長尺筒体
12 電動モータ
13 回転軸
Ｃ 補助モータユニット
21 短尺筒体
22 油圧モータ
23 回転軸
31 立坑
40 発進架台
【技術分野】
【０００１】
本発明は地中にガス管や下水道管などの小口径管体を埋設するためのトンネル掘削機とこのトンネル掘削機によるトンネル掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小口径の下水管等の管体を地中に埋設するには、立坑内にトンネル掘削機を搬入、設置し、前方の地盤に向けて発進させることによって小口径のトンネルを掘進し、このトンネル掘削機に一定長さの小口径管体を順次後続させて一定長のトンネルが掘削される毎に推進、埋設することによって行われている。
【０００３】
このようなトンネル掘削機としては、例えば、特許文献１に記載されているように、スキンプレートの前半部を形成している筒体の前部内に隔壁を設けてこの隔壁に筒体の前方地盤を掘削するカッタヘッドの回転軸を回転自在に支持させてなるカッタユニットと、スキンプレートの後半部を形成している筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する駆動モータを配設し、且つ、この筒体を前後筒体部に分割してこれらの前後筒体部間を複数本の方向修正ジャッキにより連結してなるモータユニットとを備え、このモータユニットを上記カッタユニットに接続すると共に掘削土砂の排出手段である管路を備えてなる構造のものが知られている。
【０００４】
トンネル掘削機が機能するためには、上記カッタユニットとモータユニットとが最低限必要であるが、トンネルを掘削するに際してこれらのカッタユニットとモータユニットとを立坑内に別々に搬入しても、立坑内では作業空間が極めて狭くてカッタユニットにモータユニットを接続する作業が煩雑化するため、予め、地上においてカッタユニットとモータユニットとを接続した状態にしてトンネル掘削機を組み立てたのち、立坑内に搬入することが行われている。
【特許文献１】特開２００２−４７８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記モータユニット内に配設される駆動モータとしては、油圧モータや電動モータが使用されるが、局部的に高強度の地盤が存在する場合には、油圧モータではオーバーロードがきかないため、圧油がリリーフして回転不能となることがある一方、電動モータではそのような領域でも回転が停止することなくトンネル施工を継続していくことが可能であるため、トンネル掘削機用の駆動モータとしては電動モータが適している。
【０００６】
しかしながら、同じ出力を有する油圧モータと電動モータとの長さを比較した場合、これらは構造の関係から油圧モータに比べて電動モータの方が長さがかなり長くなる。このため、広い立坑の用地が確保できない場合や既設の人孔を立坑として使用する場合などのように、立坑の面積が狭い場合には、電動モータを装着したトンネル掘削機をこの立坑内に搬入できない場合が発生し、立坑内からトンネル掘削が行えない事態が生じる。
【０００７】
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、比較的面積が狭い立坑であっても、該立坑内への搬入、設置を可能にしてトンネルの掘削が行えるようすると共に、トンネルの掘進も電動モータによりカッタヘッドを回転させながら円滑に行えるようにしたトンネル掘削機とこのトンネル掘削機によるトンネル掘削方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機は、請求項１に記載したように、筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットと、上記筒体の後端に着脱可能に連結する長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットとからなり、このモータユニットの長尺筒体の前端をカッタユニットの筒体の後端に連結することによってトンネル掘削機を構成する一方、立坑内から前方地盤に向かって該トンネル掘削機を発進させる際には、上記モータユニットに替えて、上記長尺筒体よりも長さが短い短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを上記カッタユニットに接続して仮掘削機を形成するように構成している。
【０００９】
このように構成したトンネル掘削機において、請求項２に係る発明は、電動モータを配設している上記モータユニットの長尺筒体を互いに屈折自在に接続した前後筒体部に分割し、これらの前後筒体部の内周面間を複数本の方向修正ジャッキによって連結していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、上記トンネル掘削機によるトンネル掘削方法であって、筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットの後端に、短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを接続することにより仮掘削機を形成し、この仮掘削機を立坑内に設置したのち、該仮掘削機によって立坑から前方地盤に向かってトンネルを掘削し、その補助モータユニットがトンネル内に進入する手前まで掘削したのち、カッタユニットからこの補助モータユニットを切り離して該カッタユニットに、補助モータユニットの筒体よりも長い長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットを接続することによってトンネル掘削機を形成し、このトンネル掘削機によって以後のトンネル掘削を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、立坑内に搬入する際のトンネル掘削機として、筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットの後端に、上記筒体よりも短い短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを接続することによって構成した仮掘削機を使用しているので、この仮掘削機の全長が電動モータを備えたモータユニットを接続してなるトンネル掘削機よりも短くなって比較的狭い立坑内への搬入が可能となると共に、この立坑から前方の地盤に向けての該仮掘削機の発進作業も容易に行えてトンネル掘削が能率よく行うことができる。
【００１２】
また、この仮掘削機によるトンネルの掘削長は、その補助モータユニットがトンネル内に進入する手前までの極く僅かな長さ部分だけであるので、その掘削中に油圧がリリーフして油圧モータが回転不能となる事態が殆ど発生することはない。さらに、このカッタユニットの大部分が地盤中に推進した状態になると立坑内の作業面積が広くなると共に、補助モータユニットとカッタユニットとの接続部分が発進坑口からトンネル内に露出した位置にあるので、カッタユニットからの補助モータユニットの切離し作業が容易に行える。
【００１３】
その上、この補助モータユニットを地上に撤去することによってカッタユニットの後方側の立坑内の空間がさらに広くなり、地上側から補助モータユニットよりも長さの長い電動モータを配設してなる長尺のモータユニットを立坑内に搬入してカッタユニットの後端に接続する作業が容易に行うことができるものであり、従って、トンネル計画線上に高強度の地盤が局部的に存在していても確実にトンネルを掘進し得るトンネル掘削機を立坑内で構成することができて立坑からのトンネル掘削を安定的に継続することができる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明によれば、上記電動モータを配設しているモータユニットの長尺筒体を互いに屈折自在に接続した前後筒体部に分割して、これらの前後筒体部の内周面間を複数本の方向修正ジャッキによって連結しているので、上記補助モータユニットをこのモータユニットと交換することによって曲線トンネルが掘削可能なトンネル掘削機を簡単に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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は小径トンネル掘削機の簡略縦断側面図、図２はその正面図であって、トンネル掘削機は、外径が１ｍ以下の一定長さを有する鋼管製筒体１の前部内に、外周端部を該筒体１に溶接等によって一体に固着している隔壁２を設けていると共にこの隔壁２に、筒体１の開口端前方部に配設されて前方の地盤を掘削するカッタヘッド３を回転自在に軸支させてなるカッタユニットＡと、上記筒体１と同一外径を有し且つ後述する補助モータユニットＣの筒体21よりも長さが長い長尺筒体11内に上記カッタヘッド３を回転駆動する電動モータ12を配設してなるモータユニットＢとを備え、上記カッタユニットＡの筒体１の後端にモータユニットＢの長尺筒体11の前端を接続することによって構成されている。
【００１６】
カッタユニットＡの筒体１の開口端前方部に配設している上記カッタヘッド３としては、そのビットの形状等は地盤の掘削に適したものであれば特に限定されないが、図においては、前面に多数の掘削刃を突設している複数個のトリコンビット3aを装着し、且つ、掘削土砂取込み開口部3bを設けてなるカッタヘッドを採用してあり、このカッタヘッド３の後面と上記隔離壁２の前面間の空間部を土砂取込室４に形成している。さらに、この土砂取込室４内において、カッタヘッド３の後面中央部に前端に向かって徐々に小径に形成されている截頭円錐形状のインナコーン5aの前端面を固着すると共に、このインナコーン5aの外周方における上記筒筒体１の前端開口部の内周面に前端に向かって徐々に拡径させたアウタコーン5bの外周面を固着してこれらのインナコーン5aとアウタコーン5bとによってコーンクラッシャを形成している。
【００１７】
上記筒体１の後端開口部には該開口端を密閉した端面板６が固着されてあり、この端面板６の中心部と上記隔壁２の中心部との間に、インナコーン5aを一体に固着させている上記カッタヘッド３の回転軸７を架設状態にして回転自在に軸支してあり、該回転軸７の後端部を端面板６から後方に貫通させて上記電動モータ12の回転軸13又は後述する油圧モータ22の回転軸23の前端を着脱自在に連結させるように構成している。さらに、隔壁２と端面板６との間の空間部における下端部にエアピンチバルブ８を配設し、このエアピンチバルブ８の前端口部を隔壁２の下端部を水密的に貫通して上記土砂取込室４の下端部内に連通させていると共に後端口部を端面板６の下端部を貫通して上記モータユニットＢの長尺筒体11の下端部内に配設した排泥管14の前端部を着脱自在に連結、連通させるように構成している。
【００１８】
また、隔壁２と端面板６との間の空間部には、前端部を隔壁２を水密に貫通して土砂取込室４の上部内に連通させ、後端部を端面板６を貫通して後続する送泥管19を接続させる一定長さの送泥管９が配設されていると共に、上記モータユニットＢの長尺筒体11の上部内にも前端を該長尺筒体11の前端開口部に一体に設けている前側端面板16を貫通して上記送泥管９の後端に着脱自在に連結、連通させた上記送泥管19を配設してあり、該送泥管19の後端部を長尺筒体11の後端開口部に一体に設けている後側の端面板17を貫通して後述する送泥管路30を接続させるように構成している。
【００１９】
上記モータユニットＢの長尺筒体11における前側端面板16の後面中央部に上記電動モータ12を固定、支持させていると共にこの電動モータ12の回転軸13を該端面板16の中央部を貫通して上記カッタヘッド３の回転軸７に着脱自在に連結している。さらに、長尺筒体11は前後筒体部11a 、11b に分割されていて前側筒体部11a の後端部と後側筒体部11b の前端部間を中折れ部15を介して互いに屈折自在に接続していると共に、長尺筒体11の内周面に、周方向に所定間隔毎に複数本の方向修正ジャッキ18（図においては、１本の方向修正ジャッキのみ示している）を配設してこれらの方向修正ジャッキ18の前後端を前側筒体部11a の内周面と後側筒体部11b の内周面とにそれぞれ突設したブラケット間に連結している。
【００２０】
また、この長尺筒体11の下端部内に長さが長尺筒体11の長さに略等しい長さを有する上述した排泥管14を配設してあり、この排泥管14の後端を後側端面板17の下端部に貫通状態で支持されて該後端に排泥管路32の前端を連結、連通せるようにしている。なお、長尺筒体11の前側端面板16はカッタユニットＡの筒体１の端面板６と接合している外周端部を、端面板６の外周端部にボルト20によって連結している。
【００２１】
このように構成したトンネル掘削機によって立坑31内から地中にトンネルを掘削する場合、このトンネル掘削機は、カッタユニットＡにこのカッタユニットＡよりも長さが長い電動モータ12を備えたモータユニットＢを連結してなるものであるから、立坑31の横断面積が狭い時には、該トンネル掘削機を地上から立坑内に搬入できない場合や、搬入が可能であっても立坑31から前方の地盤に向かっての掘進作業が困難な事態が発生する。
【００２２】
このため、立坑内への搬入時には、カッタユニットＡからモータユニットＢを切り離しておき、このモータユニットＢに替えて図３に示すように、カッタユニットＡの筒体１やモータユニットＢの長尺筒体11よりも長さが短い短尺筒体21内にカッタユニットＡの上記カッタヘッド３を回転駆動する油圧モータ22を配設してなる補助モータユニットＣを採用してこの補助モータユニットＣを上記カッタユニットＡに接続することにより、上記トンネル掘削機よりも長さが短くて立坑31内に搬入可能な仮掘削機を構成している。
【００２３】
補助モータユニットＣの上記短尺筒体21は、上記モータユニットＢの長尺筒体11と同一外径を有し且つその前端開口部に端面板25を固着してあり、この端面板25の前面外周端部を上記カッタユニットＡの筒体１の端面板６の後面外周端部に接合して、筒体１と上記長尺筒体11との上述した連結構造と同じく、ボルト20により着脱自在に連結している。この端面板25の後面中央部に上記油圧モータ22を固定、支持させていると共にこの油圧モータ22の回転軸23を該端面板25の中央部を貫通して上記カッタヘッド３の回転軸７に着脱自在に連結している。
【００２４】
さらに、短尺筒体21の下端部内には該短尺筒体21と略同一長さを有する排泥管24を配設してその前端開口部を端面板25の下端部を貫通してカッタユニットＡの上記エアピンチバルブ８の後端口部に着脱自在に連結、連通させていると共に上部内に短尺筒体11と略同一長さを有する送泥管26を配設してその前端部を端面板25に挿通状態で支持させてあり、その前端を上記カッタユニットＡに配設している送泥管９の後端に着脱自在に連結、連通させている。
【００２５】
このように補助モータユニットＣをカッタユニットＡに接続することによって構成した仮掘削機を立坑31内にクレーン等で吊り下げて搬入し、図４に示すように、立坑31の内底部上に配設している発進架台40上に前方地盤に向けて設置する。
【００２６】
この発進架台40は図10、図11に示すように、立坑31の内底面の両側部に前後方向に向けて支持フレーム41、41を互いに平行に敷設すると共にこれらの支持フレーム41、41の対向内側面間を数本の連結フレーム42によって一体に連結し、さらに、支持フレーム41、41間の中央部に前後方向に向けて上記仮掘削機のカッタユニットＡの筒体１と補助モータユニットＣの短尺筒体21の下周面を摺動自在に支持する水平発進台43を配設して該水平発進台43をこの水平発進台43と直交する連結フレーム42、42の中央部上面にボルト等によって固定している。
【００２７】
さらに、上記仮掘削機の両側方における上記支持フレーム41、41上に左右一対の推進ジャッキ44、44を配設し、これらの推進ジャッキ44、44の後方に向かって突設している伸縮ロッド44a 、44a を立坑31の後壁面上に固定した反力受台45に受止させていると共に該ロッド44a 、44a の伸長に従って前進するこれらの推進ジャッキ44、44のシリンダ部44b 、44b を押し板46の両側端部に穿設している孔46a 、46a に挿通してこれらのシリンダ部44b 、44b の後端鍔部44b'、44b'に該孔46a 、46a を係止させ、且つ、この押し板46の前面中央部を水平発進台43上に設置された仮掘削機における補助モータユニットＣの短尺筒体21の後端面に押し付けている。なお、押し板46の中央部に通孔47を設けてこの通孔47を通じて上記送排泥管24、26の後端にアダプタ33、34を接続し、このアダプタ33、34に送排泥管路30、32の前端を接続している。また、上記推進ジャッキ44、44としては２段ジャッキを採用している。
【００２８】
このように、発進架台40上に仮掘削機を設置したのち、左右一対の推進ジャッキ44、44を作動させてそのロッド44a 、44a を伸長させると、反力受台45を支点として推進ジャッキ44、44のシリンダ部44b 、44b が前進し、これらのシリンダ部44b 、44b 間に架設状態で連結している押し板46が一体に前進してその前面で仮掘削機の補助モータユニットＣの短尺筒体21の後端面を押圧しながら該仮掘削機を水平発進台43上で発進坑口48に向かって推進させ、この発進坑口48から前方の地盤の掘削を開始する。
【００２９】
地盤の掘削は補助モータユニットＣ内の油圧モータ22を駆動することによってその回転をカッタヘッド３の回転軸７に伝達してカッタヘッド３を回転させながら、仮掘削機を推進させることによって行われ、掘削された土砂は土砂取込室４内に取り込まれる。この際、大塊土が該土砂取込室４内に取り込まれた場合には、インナコーン5aとアウタコーン5bとによって細かく破砕する。
【００３０】
また、掘削中において、地上から送泥管路30を通じて泥水を補助モータユニットＣ内の送泥管26に供給し、この送泥管26と連結、連通したカッタユニットＡ内の送泥管９を通じて土砂取込室４に泥水を供給、充満させて上記掘削土砂と混合させ、掘削土砂を泥土化させると共に、この土砂取込室４に充満した泥水圧によって切羽を押さえて該切羽地盤の崩壊を防止しながらカッタヘッド３により前方の地盤を掘削する一方、土砂取込室４内で泥土化した土砂はエアピンチバルブ８を通じて補助モータユニットＣ内の排泥管24に送り出され、排泥管路32を通じて泥水と共に立坑31から地上に設置した分離槽（図示せず）に送給され、この分離槽で掘削土砂を泥水から分離させたのち、該泥水を再び送泥管路30に供給する。なお、土砂取込室４内の泥土圧の調整はエアピンチバルブ８の開度を調節することによって行われる。
【００３１】
こうして、仮掘削機によって立坑から前方地盤に向かってトンネルの掘削を開始し、カッタユニットＡとこの補助モータユニットＣとの接続部分がトンネル内に進入する手前、即ち、発進坑口48に入る直前まで掘進すると、その位置でトンネルの掘削を停止し、カッタユニットＡの筒体１内の送泥管９とピンチバルブ８に対する送排泥管24、26の連結を解くと共にカッタユニットＡの筒体１の端面板６に対する補助モータユニットＣの短尺筒体21の端面板25の連結を解いたのち、該補助モータユニットＣを後退させることによってカッタヘッド３の回転軸７に対する油圧モータ22の回転軸23の連結を解くと共にカッタユニットＡから補助モータユニットＣを切り離し、該補助モータユニットＣをクレーン等によって地上側に撤去、回収する（図５参照）。
【００３２】
次いで、電動モータ12や方向修正ジャッキ18、送排泥管14、19を内装しているモータユニットＢをクレーン等で吊り下げて立坑31内に搬入し、発進架台40上に設置したのち、左右一対の推進ジャッキ44、44のロッド44a 、44a を伸長させることにより、該モータユニットＢの後端面を押し板46を介して前進させてその長尺筒体11の前側端面板16をカッタユニットＡの後端端面板６に接合させた状態にして図１に示すようにボルト20により一体に連結すると共に電動モータ12の回転軸13をカッタヘッド３の回転軸７に連結し、さらに、送排泥管14、19をカッタユニットＡの筒体１内の送泥管９とピンチバルブ８とにそれぞれ連結、連通させると共にこれらの送排泥管14、19に送排泥管路30、32の前端を接続する。また、電動モータ12を地上に設置した発電機50に配線を介して接続する（図６参照）。
【００３３】
こうして、カッタユニットＡの後端にモータユニットＢを接続したのち、左右一対の推進ジャッキ44、44を作動させてそのロッド44a 、44a を伸長させることにより、上記同様に反力受台45を支点としてモータユニットＢを押し板46を介して推進させると共に、モータユニットＢ内の電動モータ12を駆動してカッタヘッド３を回転させることにより、トンネルを掘進する。掘削された土砂は、上述したように、土砂取込室４内に取り込み、インナコーン5aとアウタコーン5bとによって細かく破砕したのち、ピンチバルブ８、排泥管14、排泥管路32を通じて排出する。
【００３４】
カッタユニットＡに後続しているモータユニットＢの長尺筒体11が発進坑口48に入る直前まで掘進すると一旦トンネルの掘削を停止し、左右一対の推進ジャッキ44、44のロッド44a 、44a を収縮させることにより、押し板46を後退させてモータユニットＢの長尺筒体の後端と該押し板46との間に一定長さを有する管体Ｐが介在可能な間隔を設け、まず、管体Ｐとして外径が長尺筒体11と略同一外径で、且つ、内部に方向修正ジャッキ18等の油圧機器の作動用油圧ユニットや制御盤、掘削方向を求めるターゲット等を配設している第１制御管P1をモータユニットＢに接続する。この際、送排泥管路30、32もこの第１制御管P1内を通じてモータユニットＢ内の送排泥管14、19に接続する（図７参照）。
【００３５】
しかるのち、電動モータ12を作動させてカッタヘッド３を回転させると共に推進ジャッキ44、44を作動させてそのロッド44a 、44a を伸長させることにより、押し板46で第１制御管P1の後端面を前方に押圧して該第１制御管P1を押し進めてカッタユニットＡとモータユニットＢと一体に推進させ、カッタユニットＡによってトンネルを掘進する。そして、この第１制御管P1の長さに相当する一定長のトンネルが掘削されると、図８に示すように該第１制御管P1に滑材注入口やバイパスバルブ等を備えている第２制御管P2を後続させたのち、上記同様にしてこの第２制御管P2の管長に応じた一定長のトンネルを掘進しながら該第２制御管P2を上記第１制御管P1と一体に推進する。
【００３６】
次いで、この第２制御管P2に引き続いて図９に示すように、管体Ｐとして上記第１、第２制御管P1、P2よりもやや小径で一定長を有するヒューム管等の埋設管P3を継ぎ足し、その後端を上記同様に推進ジャッキ44、44によって押し板46を介して押し進めてカッタユニットＡにより掘削されるトンネル内に推進させる。そして、一本の埋設管P3に相当する一定長のトンネルを掘削する毎に順次埋設管P3を継ぎ足しながら、推進させることにより、上記立坑31から到達側の立坑（図示せず）に達したトンネルの全長に亘って埋設管P3列からなる下水管等の管路を形成するものである。なお、カッタユニットＡやモータユニットＢ及び制御管P1、P2は到達立坑に達した時に順次、切り離されて地上側に撤去される。
【００３７】
以上の実施例においては、カッタユニットＡに備えている前方の地盤を掘削するカッタヘッド３として、前面に複数個のトリコンビット3aを突設している構造のものを採用しているが、図12に示すように、回転軸３の中心部から外径方向に向かって複数本のスポーク3cを放射状に設けて、隣接するスポーク3c、3c間に土砂取込み開口部を設けると共に各スポークの前面に複数個のカッタビット3a' を突設している通常のカッタヘッド3'を使用してもよく、また、地質によってはインナコーン5aとアウタコーン5bとからなるコーンクラッシャを必ずしも設けておく必要はない。
【００３８】
また、上記実施例においては、モータユニットＢの長尺筒体11として前後筒体部11a 、11b に二分割し、これらの前後筒体部11a 、11b を中折れ部15を介して屈折自在に接続して方向修正ジャッキ18によりトンネルの掘削方向の修正を可能に構成しているが、立坑間に設けるトンネルが直線トンネルである場合には、屈折自在に構成しておくことなく、図13に示すように、モータユニットＢの長尺筒体11' を直管から構成しておいてもよい。この場合には、方向修正ジャッキ18を設ける必要はないのは勿論である。その他の構造については上記実施例と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】トンネル掘削機の簡略縦断側面図。
【図２】その正面図。
【図３】仮掘削機の簡略縦断側面図。
【図４】立坑内から前方地盤の掘削の準備が完了した状態の簡略側面図。
【図５】補助モータユニットを撤去する状態の簡略側面図。
【図６】カッタユニットにモータユニットを接続した状態の簡略側面図。
【図７】モータユニットに第１制御管を接続した状態の簡略側面図。
【図８】第２制御管を接続した状態の簡略側面図。
【図９】埋設管体を後続させた状態の簡略側面図。
【図１０】発進架台の平面図。
【図１１】その背面図。
【図１２】別な構造のカッタヘッドを備えたカッタユニットの簡略縦断側面図。
【図１３】別なモータユニットを備えたトンネル掘削機の簡略縦断側面図。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ カッタユニット
１ 筒体
２ 隔壁
３ カッタヘッド
７ 回転軸
Ｂ モータユニット
11 長尺筒体
12 電動モータ
13 回転軸
Ｃ 補助モータユニット
21 短尺筒体
22 油圧モータ
23 回転軸
31 立坑
40 発進架台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットと、上記筒体の後端に着脱可能に連結する長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットとからなり、このモータユニットの長尺筒体の前端をカッタユニットの筒体の後端に連結することによってトンネル掘削機を構成する一方、立坑内から前方地盤に向かって該トンネル掘削機を発進させる際には上記モータユニットに替えて、上記長尺筒体よりも長さが短い短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを上記カッタユニットに接続して仮掘削機を形成するように構成したことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
電動モータを配設しているモータユニットの長尺筒体は、互いに屈折自在に接続した前後筒体部に分割されてあり、これらの前後筒体部の内周面間を複数本の方向修正ジャッキによって連結していることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項３】
筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットの後端に、短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを接続することにより仮掘削機を形成し、この仮掘削機を立坑内に設置したのち、該仮掘削機によって立坑から前方地盤に向かってトンネルを掘削し、その補助モータユニットがトンネル内に進入する手前まで掘削したのち、カッタユニットからこの補助モータユニットを切り離して該カッタユニットに、補助モータユニットの筒体よりも長い長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットを接続することによってトンネル掘削機を形成し、このトンネル掘削機によって以後のトンネル掘削を行うことを特徴とするトンネル掘削方法。
【請求項１】
筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットと、上記筒体の後端に着脱可能に連結する長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットとからなり、このモータユニットの長尺筒体の前端をカッタユニットの筒体の後端に連結することによってトンネル掘削機を構成する一方、立坑内から前方地盤に向かって該トンネル掘削機を発進させる際には上記モータユニットに替えて、上記長尺筒体よりも長さが短い短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを上記カッタユニットに接続して仮掘削機を形成するように構成したことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
電動モータを配設しているモータユニットの長尺筒体は、互いに屈折自在に接続した前後筒体部に分割されてあり、これらの前後筒体部の内周面間を複数本の方向修正ジャッキによって連結していることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機。
【請求項３】
筒体の前部内に設けている隔壁に前方地盤を掘削するカッタヘッドを回転自在に軸支してなるカッタユニットの後端に、短尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する油圧モータを配設してなる補助モータユニットを接続することにより仮掘削機を形成し、この仮掘削機を立坑内に設置したのち、該仮掘削機によって立坑から前方地盤に向かってトンネルを掘削し、その補助モータユニットがトンネル内に進入する手前まで掘削したのち、カッタユニットからこの補助モータユニットを切り離して該カッタユニットに、補助モータユニットの筒体よりも長い長尺筒体内に上記カッタヘッドを回転駆動する電動モータを配設してなるモータユニットを接続することによってトンネル掘削機を形成し、このトンネル掘削機によって以後のトンネル掘削を行うことを特徴とするトンネル掘削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１６３６２４（Ｐ２００８−１６３６２４Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３８０５（Ｐ２００６−３５３８０５）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
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