掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法
【課題】構築した坑を有効に用いて掘進機の全部を発進位置まで引戻し、掘進機を容易に再利用可能な掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法を提供する。
【解決手段】掘進機(1)を、前後寸法(D1,D2)が構築したトンネル坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法(H)が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割する(2a,4a,10b,30b,42b)。
【解決手段】掘進機(1)を、前後寸法(D1,D2)が構築したトンネル坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法(H)が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割する(2a,4a,10b,30b,42b)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法に係り、詳しくは、坑を構築した掘進機を回収する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中にトンネル等の坑を掘削するための掘進機は、海中トンネルのように深い場合には掘削終了後であっても回収できないことが多い一方、都市部における比較的浅いトンネルでは掘削終了後に掘進機を回収して再利用することが可能である。
特に最近では、大断面トンネルを構築する際に矩形形状の小断面トンネルを複数構築して最終的に大断面トンネルを形成する手法が採用されつつ有り、このような場合には小断面トンネルを繰り返し構築する必要があり、掘進機の回収は必須である。
【０００３】
このようなことから、従来、掘進機の回収方法が種々考案されており、例えば、掘進機を外胴と内胴とで構成し、掘削後に外胴から内胴を離脱させて構築したトンネル内を引き戻す手法や（特許文献１等参照）、トンネルの入口と出口とに立坑を設け、掘削後に掘進機の全部または一部を出口側の立坑から一旦地上に引き上げて移送し、入口側の立坑に戻す手法（特許文献２等参照）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−３１７２８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示される技術は、構築したトンネル内を有効に利用できるものの、このような手法では掘進機の一部分しか回収することができないという問題がある。
また、上記特許文献２に開示される技術では、掘進機の全部または一部を一旦地上に引き上げて移送するという作業が発生し、特に都市部において道路の下方に上記小断面トンネルを繰り返し構築するような場合には、掘進機の移送のために頻繁に且つ長時間に亘り地上の交通を妨げるという問題があり好ましいことではない。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、構築した坑を有効に用いて掘進機の全部を発進位置まで引戻し、掘進機を容易に再利用可能な掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１の掘進機の分割構造は、掘進機を、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
請求項２の掘進機の分割構造は、請求項１において、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、前記カッタユニット及び前記テールユニットをそれぞれ上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の掘進機の分割構造では、請求項２において、前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
請求項４の掘進機の分割構造では、請求項２または３において、前記テールユニットは方向制御ジャッキを複数備え、前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
【０００８】
請求項５の掘進機の引戻し方法は、掘進機によって坑を構築した後、該掘進機を前後寸法が前記構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で分割解体するとともに上下寸法が前記構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で分割解体し、該分割解体した掘進機の各部分をそれぞれ前記構築した坑内を通り得る向きに変えて該坑内を発進位置まで引き戻すことを特徴とする。
【０００９】
請求項６の掘進機の引戻し方法は、請求項５において、掘進機によって坑を構築した後、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で分割解体するとともに、前記カッタユニット及び前記テールユニットを上下方向で分割解体することを特徴とする。
【００１０】
請求項７の掘進機の引戻し方法では、請求項６において、前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で分割解体することを特徴とする。
請求項８の掘進機の引戻し方法では、請求項６または７において、前記テールユニットは前記方向制御ジャッキを複数備え、前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体することを特徴とする。
【００１１】
請求項９の掘進機の引戻し方法では、請求項６乃至８のいずれかにおいて、前記構築した坑に引戻し用のレールを敷設するとともに、少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分に前記レール用の車輪を仮付けし、該車輪を該レール上で転動させて少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分を発進位置まで引き戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の掘進機の分割構造によれば、掘進機を、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割し、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割したので、坑を構築した後、掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、当該解体した掘進機の部分の全てを上記構築した坑を通って発進位置まで引き戻すことができる。これにより、地上スペースを必要とせず、構築した坑を有効に用いて掘進機の全部を発進位置まで容易に引き戻すことができ、掘進機を容易に再利用でき、工事費用の大幅な削減を図ることができる。
【００１３】
請求項２の掘進機の分割構造によれば、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、これらカッタユニット及びテールユニットを上下方向で着脱自在に分割したので、分割数を最小限に抑えつつ掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、これら解体した掘進機の各部分を上記構築した坑を通って発進位置まで引き戻すことができる。
【００１４】
請求項３の掘進機の分割構造によれば、カッタユニットについては、メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、メインカッタ駆動部とサブカッタの一部とを上下方向で着脱自在に分割したので、メインカッタ駆動部については細分化することなく一体回収でき、掘進機を容易に再組立可能である。
請求項４の掘進機の分割構造によれば、テールユニットについては、複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したので、複数の方向制御ジャッキを細分化することなく一体回収でき、方向制御の精度を維持しつつ、掘進機を容易に再組立可能である。
【００１５】
請求項５の掘進機の引戻し方法によれば、掘進機によって坑を構築した後、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で分割解体し、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で分割解体し、該分割解体した掘進機の各部分をそれぞれ構築した坑内を通り得る向きに変えて該坑内を発進位置まで引き戻すようにしたので、坑を構築した後、掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、当該解体した掘進機の部分の全てを上記構築した坑を通って発進位置まで坑壁との干渉なく引き戻すことができる。これにより、地上スペースを必要とせず、構築した坑を有効に用いて掘進機の全部を発進位置まで容易に引き戻すことができ、掘進機を容易に再利用でき、工事費用の大幅な削減を図ることができる。
【００１６】
請求項６の掘進機の引戻し方法によれば、掘進機によって坑を構築した後、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと後部のテールユニットとを前後方向で分割解体するとともに、これらカッタユニット及びテールユニットを上下方向で分割解体するようにしたので、分割数を最小限に抑えつつ掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、これら解体した掘進機の各部分を上記構築した坑を通って発進位置まで坑壁との干渉なく引き戻すことができる。
【００１７】
請求項７の掘進機の引戻し方法によれば、カッタユニットについては、メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、メインカッタ駆動部とサブカッタの一部とを上下方向で分割解体するようにしたので、メインカッタ駆動部については細分化することなく一体回収でき、掘進機を容易に再組立可能である。
請求項８の掘進機の引戻し方法によれば、テールユニットについては、複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体するようにしたので、複数の方向制御ジャッキを細分化することなく一体回収でき、方向制御の精度を維持しつつ、掘進機を容易に再組立可能である。
【００１８】
請求項９の掘進機の引戻し方法によれば、構築した坑に引戻し用のレールを敷設するとともに、少なくとも分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分に上記レール用の車輪を仮付けし、当該車輪をレール上で転動させて上記少なくとも分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分を発進位置まで引き戻すようにしたので、分割解体した掘進機の各部分を極めて容易に発進位置まで引き戻すことができる。
【００１９】
特に、上記小断面トンネルを複数構築する場合には、最初に構築した坑の一箇所にのみレールを設けて当該レールを繰り返し利用するのがよく、これにより分割解体した掘進機の各部分を効率よく発進位置まで引き戻すことができる。
また、上記において掘進機はメインカッタ及びサブカッタが特殊断面（矩形、楕円形、馬蹄形等）の坑を構築可能に構成されているのが好ましい。掘進機がこのような特殊断面を有していると、通常の円形断面に比べて掘進機の分割単位を比較的適切に設定し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法に適用される掘進機の縦断面図（部材断面を示す斜線は省略、以下同様）を示し、図２は、図１の矢視Ａ方向から視た掘進機の正面図を示す。
図１、２に示すように、掘進機１は、上述したように大断面トンネルを構築するために小断面トンネルを複数構築する場合に使用される推進式の掘進機であって、例えば矩形断面のトンネル（坑）を掘削可能に構成されている。
【００２１】
掘進機１は、大きくは、前部に位置するカッタユニット２と後部に位置するテールユニット４とスクリューコンベアユニット６とで構成されている。
先ずカッタユニット２について説明すると、カッタユニット２は、揺動カッタ（メインカッタ）１０、揺動カッタ駆動部（メインカッタ駆動部）２０及びサブカッタ３０から構成されている。
【００２２】
揺動カッタ１０は略楕円形状のカッタフレーム１２の前面に土石を切削する複数のカッタビット１４が固定されて構成されており、カッタフレーム１２の中心には揺動軸１６が設けられている。そして、揺動軸１６は、揺動カッタ駆動部２０の軸受部２２において揺動可能に支持されている。
揺動カッタ駆動部２０において、揺動軸１６からは直角方向に天秤状のアーム２４が延びており、当該アーム２４には、当該アーム２４を介して揺動軸１６ひいては揺動カッタ１０を揺動させる一対の揺動ジャッキ２６、２６が連結されている。一対の揺動ジャッキ２６、２６は例えば油圧シリンダであり、互いに伸縮することで揺動カッタ１０を揺動自在とする。
【００２３】
揺動カッタ駆動部２０の周囲には、サブカッタ３０の一つとしてコーナカッタ３２がカッタユニット２の四隅にそれぞれ設けられている。コーナカッタ３２は、揺動カッタ１０で切削しきれないコーナ部分の土石を切削するためのカッタであり、カッタビット３４をモータ３６で回転させるよう構成されている。
また、カッタユニット２の外殻は硬度の高い鋼材で構成されており、これによりサブカッタ３０の一つとして固定カッタ３８が構成されている。固定カッタ３８は、揺動カッタ１０及びコーナカッタ３２で切削しきれずに残った土石を削り取るものであり、これにより最終的に矩形形状のトンネルが形成される。
【００２４】
即ち、揺動カッタ駆動部２０の周囲を取り巻くようにしてサブカッタ３０（コーナカッタ３２及び固定カッタ３８）が設けられている。
次にテールユニット４について説明すると、テールユニット４は、前部テール４０と後部テール４２とが複数の方向制御ジャッキ４４で連結されて構成されている。詳しくは、複数の方向制御ジャッキ４４は、例えば油圧シリンダであり、テールユニット４の外周近傍に等間隔をなして配設されている。これにより、これら複数の方向制御ジャッキ４４を適宜伸縮させることで前部テール４０と後部テール４２に角度を付け、掘進機１の進行方向を制御することが可能である。
【００２５】
そして、前部テール４０と後部テール４２との間には、外部から掘進機１内に土石が侵入することを防止すべくシール部材４６が全周に亘り介装されている。
なお、ここではテールユニット４に複数の方向制御ジャッキ４４を設ける場合を示しているが、掘進機１の進行方向を曲げる必要がない場合には特に方向制御ジャッキ４４はなくてもよい。
【００２６】
スクリューコンベアユニット６は、カッタユニット２によって切削した土石をモータ５２で軸スクリュー５０を回転させて外部に搬出する装置である。
図１中の符号５４は土石を圧送するための圧送ポンプであり、必要に応じてスクリューコンベアユニット６に連結されるものである。
また、図１中の符号６０は、掘進機１で切削したトンネル内に後述の推進装置１３０によって掘進機１を押圧しながら嵌入されるセグメントを示している。
【００２７】
以上のように全体構成された掘進機１は、揺動カッタ１０の上部１０ｂが本体１０ａから分割されており、複数のボルトナット（図示せず）で本体１０ａに締結されている。
さらに、揺動カッタ駆動部２０の上方のサブカッタ３０の上側の一部とテールユニット４のうちの前部テール４０の上部とは一体をなして上部３０ｂを構成し、当該上部３０ｂは揺動カッタ駆動部２０及び本体（サブカッタ３０の側部及び下部）３０ａ並びに前部テール４０の本体４０ａから分割されており、複数のボルトナット７０でこれら揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａに締結されている。
【００２８】
同様に、後部テール４２の上部４２ｂは本体４２ａから分割されており、複数のボルトナット７２で本体４２ａに締結されている。
そして、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａと前部テール４０の本体４０ａとが複数のボルトナット７４で締結され、スクリューコンベアユニット６がサブカッタ３０に一体に設けられたスクリューコンベア保持部３９にボルトナット７６で締結されている。
【００２９】
即ち、図３及び図４に上記図１及び図２にそれぞれ対応して掘進機１の分解図を示すように、掘進機１は、揺動カッタ１０の上部１０ｂが本体１０ａから着脱自在であり、サブカッタ３０の上側の一部と前部テール４０の上部とを含む上部３０ｂが揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａから着脱自在であり、後部テール４２の上部４２ｂが本体４２ａから着脱自在である。そして、揺動カッタ１０の本体１０ａ、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａ、即ちカッタユニット本体２ａと、前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａ、即ちテールユニット本体４ａとが前後方向で着脱自在であるとともに、スクリューコンベアユニット６が着脱自在である。
【００３０】
詳しくは、テールユニット４については、複数の方向制御ジャッキ４４の全てが前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａ側、即ちテールユニット本体４ａ側に位置するように分割されており、上記シール部材４６は本体４０ａと本体４２ａとの間に介装されている。つまり、テールユニット４はテールユニット本体４ａだけで方向制御可能に構成されている。
【００３１】
また、図３及び図４に示すように、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとは、最大高さＨがセグメント６０の上下方向の内寸（坑内上下寸法）よりも小さくなるように設定されており、カッタユニット本体２ａの奥行きＤ1及びテールユニット本体４ａの奥行きＤ2がセグメント６０の幅方向の内寸（坑内幅寸法）よりも小さくなるように設定されている。
【００３２】
以下、このように構成された掘進機１の本発明に係る引戻し方法について説明する。
掘進機１は、例えば小断面トンネルを複数構築して最終的に大断面トンネルを形成する工法に採用される。
図５は、当該工法において、掘進機１で掘削を行うとともにセグメント６０を嵌入して一本のトンネル１００を構築した後、掘進機１を解体し、当該解体した掘進機１の部分を発進位置まで戻す様子を示したトンネル１００の縦断面図である。また、図６は、図５の矢視Ｂ方向から視たトンネル１００の正面図である。
【００３３】
図５及び図６に示すように、トンネル１００の前後にはそれぞれ発進位置側の立坑１１０と到達位置側の立坑１２０が開削されている。そして、立坑１１０、１２０内にはそれぞれ作業用のプレート１１２、１２２が配置され、発進位置側の立坑１１０には、掘進機１やセグメント６０を押圧して推進させる推進装置１３０が配設されており、立坑１１０、１２０の開口はそれぞれ蓋体１１４、１２４で塞がれている。
【００３４】
図５、６に示すように、掘進機１で掘削をし終えたら、先ず到達位置側の立坑１２０内において、掘進機１をプレート１２２上で解体する。この際、上記図３、４に示すように、ボルトナット（図示せず）を外して揺動カッタ１０の上部１０ｂを本体１０ａから脱離させ、ボルトナット７０を外してサブカッタ３０の上側の一部と前部テール４０の上部とを含む上部３０ｂを揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａから脱離させ、ボルトナット７２を外して後部テール４２の上部４２ｂを本体４２ａから脱離させる。さらに、ボルトナット７４を外して揺動カッタ１０の本体１０ａ、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａからなるカッタユニット本体２ａと前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａからなるテールユニット本体４ａとを前後方向で脱離させる。そして、ボルトナット７６を外してスクリューコンベアユニット６を脱離させる。なお、図５には、解体部分のうち大きな部分であるカッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとを代表として示してある。
【００３５】
このように掘進機１を解体したら、上記解体した各部分をトンネル１００を通り発進位置側の立坑１１０まで引き戻すようにする。例えば、比較的小さな部分、即ち上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６を先に戻すようにし、その後に大きな部分であるカッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとを戻すようにする。
【００３６】
この際、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとは、上述したように最大高さＨがセグメント６０の上下方向の内寸（坑内上下寸法）よりも小さくなるように設定されているため、カッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａの上部がトンネル１００内でセグメント６０の天井部と干渉することはない。
また、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとは、上述したようにそれぞれカッタユニット本体２ａの奥行きＤ1及びテールユニット本体４ａの奥行きＤ2がセグメント６０の幅方向の内寸（坑内幅寸法）よりも小さくなるように設定されているため、これらカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａについては９０°回転させることによりトンネル１００内でセグメント６０の側壁と干渉しないようにできる。
【００３７】
従って、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａについては、プレート１２２上で９０°回転させ、このように９０°回転した姿勢でトンネル１００内を引き戻すようにする。
ところで、カッタユニット本体２ａやテールユニット本体４ａは重量物であるため、そのままでの搬送は困難である。また、セグメント６０の床面は平滑面であればよいが実際には平滑面でない場合が多い。
【００３８】
そこで、セグメント６０の床面の中央部にはトンネル１００の長手方向に向けて一対のレール（Ｃ字鋼等）１４０、１４０を敷設するようにし、図７に図６のＣ部を拡大して示すように、カッタユニット本体２ａやテールユニット本体４ａの下面にはレール１４０、１４０の形状に合わせて複数のローラ（車輪）１４２を仮付けするようにする。
これにより、ローラ１４２をレール１４０、１４０上で転動させるようにしてカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａを発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことが可能である。
【００３９】
なお、レール１４０、１４０に適合した台車を用いれば、上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６についても当該台車を用いて引き戻すことができる。
上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６、カッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａを発進位置側の立坑１１０まで引き戻したら、プレート１１２上で掘進機１を再組立し、次のトンネル１０１の掘削を開始する。以降、トンネル１０２〜１０５の構築が全て終了するまで上記作業を繰り返す。
【００４０】
ここに、レール１４０、１４０はトンネル１００の一箇所にのみ敷設されており、上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６、カッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａの引き戻しについてはレール１４０、１４０を繰り返し使用して全てトンネル１００を利用して行うようにする。なお、レール１４０、１４０については使用後に回収してもよいし、そのまま残してコンクリートで埋設してもよい。
【００４１】
このように、本発明に係る掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法によれば、揺動カッタ１０の上部１０ｂを本体１０ａから着脱自在に分割し、サブカッタ３０の上側の一部と前部テール４０の上部とを含む上部３０ｂを揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａから着脱自在に分割し、後部テール４２の上部４２ｂを本体４２ａから着脱自在に分割し、さらに、揺動カッタ１０の本体１０ａ、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａからなるカッタユニット本体２ａと前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａからなるテールユニット本体４ａとを前後方向で着脱自在に分割し、これにより掘進機１を構築したトンネル１００を通り得る大きさにまで分割解体可能にしているので、分割数を最小限に抑えつつ掘進機１を掘削後において簡単に解体できるとともに、これら解体した掘進機１の上記各部分をセグメント６０との干渉もなくトンネル１００を通って発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができる。
【００４２】
これにより、工事が完了するまで掘進機１を一切地上に搬出する必要がなくなり、地上スペースを必要とせず、構築したトンネル１００を有効に利用して掘進機１の全部を発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができ、掘進機１を容易に再利用でき、工事費用の大幅な削減を図ることができる。
この際、カッタユニット２については、サブカッタ３０の上側の一部と揺動カッタ駆動部２０とを上下方向で分割するようにしているので、揺動カッタ駆動部２０については細分化することなく一体回収でき、掘進機１を容易に再組立可能である。
【００４３】
また、テールユニット４については、複数の方向制御ジャッキ４４の全てが前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａ側、即ちテールユニット本体４ａ側に位置するように分割し、シール部材４６を本体４０ａと本体４２ａとの間に介装するようにしているので、複数の方向制御ジャッキ４４を細分化することなく一体回収でき、やはり掘進機１を容易に再組立可能である。また、複数の方向制御ジャッキ４４を分離しないことで、方向制御の精度を常に一定に維持可能である。
【００４４】
また、構築したトンネル１００に引戻し用のレール１４０、１４０を敷設するとともに、少なくとも分割解体したカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａにそれぞれ上記レール１４０用のローラ１４２を複数仮付けし、当該ローラ１４２をレール１４０、１４０上で転動させてこれらカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａ等を引き戻すようにしているので、分割解体した掘進機１の各部分を極めて容易に発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができる。
【００４５】
この際、トンネル１００にのみレール１４０、１４０を敷設して当該レール１４０、１４０を繰り返し利用することにより、分割解体した掘進機１の各部分を効率よく発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができる。
以上で本発明に係る実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、矩形断面のトンネルを掘削可能な掘進機１を例に説明したが、本発明は如何なる断面のトンネルを掘削可能な掘進機に対しても適用可能である。但し、特殊断面（矩形、楕円形、馬蹄形等）のトンネルを掘削可能な掘進機においては、その形状特性から通常の円形断面の掘進機に比べて分割単位を比較的適切に設定し易いという利点があり、本発明は当該特殊断面のトンネルを掘削可能な掘進機において特に高い効果を発揮可能である。
【００４７】
また、上記実施形態では、推進式の掘進機１を例に説明したが、これに限られず、本発明はシールド掘進機に対しても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法に適用される掘進機の縦断面図である。
【図２】図１の矢視Ａ方向から視た掘進機の正面図である。
【図３】図１に対応した掘進機の分解図である。
【図４】図２に対応した掘進機の分解図である。
【図５】掘進機を解体し、当該解体した掘進機の部分を発進位置まで戻す様子を示したトンネルの縦断面図である。
【図６】図５の矢視Ｂ方向から視たトンネルの正面図である。
【図７】図６のＣ部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 掘進機
２ カッタユニット
２ａ カッタユニット本体
４ テールユニット
４ａ テールユニット本体
６ スクリューコンベアユニット
１０ 揺動カッタ（メインカッタ）
１０ａ 本体
１０ｂ 上部
２０ 揺動カッタ駆動部（メインカッタ駆動部）
３０ サブカッタ
３０ａ 本体
３０ｂ 上部
３２ コーナカッタ
３８ 固定カッタ
４０ 前部テール
４０ａ 本体
４２ 後部テール
４２ａ 本体
４２ｂ 上部
４４ 方向制御ジャッキ
４６ シール部材
６０ セグメント
１００ トンネル
１１０、１２０ 立坑
１３０ 推進装置
１４０ レール
１４２ ローラ（車輪）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法に係り、詳しくは、坑を構築した掘進機を回収する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中にトンネル等の坑を掘削するための掘進機は、海中トンネルのように深い場合には掘削終了後であっても回収できないことが多い一方、都市部における比較的浅いトンネルでは掘削終了後に掘進機を回収して再利用することが可能である。
特に最近では、大断面トンネルを構築する際に矩形形状の小断面トンネルを複数構築して最終的に大断面トンネルを形成する手法が採用されつつ有り、このような場合には小断面トンネルを繰り返し構築する必要があり、掘進機の回収は必須である。
【０００３】
このようなことから、従来、掘進機の回収方法が種々考案されており、例えば、掘進機を外胴と内胴とで構成し、掘削後に外胴から内胴を離脱させて構築したトンネル内を引き戻す手法や（特許文献１等参照）、トンネルの入口と出口とに立坑を設け、掘削後に掘進機の全部または一部を出口側の立坑から一旦地上に引き上げて移送し、入口側の立坑に戻す手法（特許文献２等参照）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−３１７２８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示される技術は、構築したトンネル内を有効に利用できるものの、このような手法では掘進機の一部分しか回収することができないという問題がある。
また、上記特許文献２に開示される技術では、掘進機の全部または一部を一旦地上に引き上げて移送するという作業が発生し、特に都市部において道路の下方に上記小断面トンネルを繰り返し構築するような場合には、掘進機の移送のために頻繁に且つ長時間に亘り地上の交通を妨げるという問題があり好ましいことではない。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、構築した坑を有効に用いて掘進機の全部を発進位置まで引戻し、掘進機を容易に再利用可能な掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１の掘進機の分割構造は、掘進機を、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
請求項２の掘進機の分割構造は、請求項１において、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、前記カッタユニット及び前記テールユニットをそれぞれ上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の掘進機の分割構造では、請求項２において、前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
請求項４の掘進機の分割構造では、請求項２または３において、前記テールユニットは方向制御ジャッキを複数備え、前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする。
【０００８】
請求項５の掘進機の引戻し方法は、掘進機によって坑を構築した後、該掘進機を前後寸法が前記構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で分割解体するとともに上下寸法が前記構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で分割解体し、該分割解体した掘進機の各部分をそれぞれ前記構築した坑内を通り得る向きに変えて該坑内を発進位置まで引き戻すことを特徴とする。
【０００９】
請求項６の掘進機の引戻し方法は、請求項５において、掘進機によって坑を構築した後、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で分割解体するとともに、前記カッタユニット及び前記テールユニットを上下方向で分割解体することを特徴とする。
【００１０】
請求項７の掘進機の引戻し方法では、請求項６において、前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で分割解体することを特徴とする。
請求項８の掘進機の引戻し方法では、請求項６または７において、前記テールユニットは前記方向制御ジャッキを複数備え、前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体することを特徴とする。
【００１１】
請求項９の掘進機の引戻し方法では、請求項６乃至８のいずれかにおいて、前記構築した坑に引戻し用のレールを敷設するとともに、少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分に前記レール用の車輪を仮付けし、該車輪を該レール上で転動させて少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分を発進位置まで引き戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の掘進機の分割構造によれば、掘進機を、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割し、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割したので、坑を構築した後、掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、当該解体した掘進機の部分の全てを上記構築した坑を通って発進位置まで引き戻すことができる。これにより、地上スペースを必要とせず、構築した坑を有効に用いて掘進機の全部を発進位置まで容易に引き戻すことができ、掘進機を容易に再利用でき、工事費用の大幅な削減を図ることができる。
【００１３】
請求項２の掘進機の分割構造によれば、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、これらカッタユニット及びテールユニットを上下方向で着脱自在に分割したので、分割数を最小限に抑えつつ掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、これら解体した掘進機の各部分を上記構築した坑を通って発進位置まで引き戻すことができる。
【００１４】
請求項３の掘進機の分割構造によれば、カッタユニットについては、メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、メインカッタ駆動部とサブカッタの一部とを上下方向で着脱自在に分割したので、メインカッタ駆動部については細分化することなく一体回収でき、掘進機を容易に再組立可能である。
請求項４の掘進機の分割構造によれば、テールユニットについては、複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したので、複数の方向制御ジャッキを細分化することなく一体回収でき、方向制御の精度を維持しつつ、掘進機を容易に再組立可能である。
【００１５】
請求項５の掘進機の引戻し方法によれば、掘進機によって坑を構築した後、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で分割解体し、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で分割解体し、該分割解体した掘進機の各部分をそれぞれ構築した坑内を通り得る向きに変えて該坑内を発進位置まで引き戻すようにしたので、坑を構築した後、掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、当該解体した掘進機の部分の全てを上記構築した坑を通って発進位置まで坑壁との干渉なく引き戻すことができる。これにより、地上スペースを必要とせず、構築した坑を有効に用いて掘進機の全部を発進位置まで容易に引き戻すことができ、掘進機を容易に再利用でき、工事費用の大幅な削減を図ることができる。
【００１６】
請求項６の掘進機の引戻し方法によれば、掘進機によって坑を構築した後、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと後部のテールユニットとを前後方向で分割解体するとともに、これらカッタユニット及びテールユニットを上下方向で分割解体するようにしたので、分割数を最小限に抑えつつ掘進機を構築した坑の開口寸法よりも小さな大きさの部分に簡単に解体することができ、これら解体した掘進機の各部分を上記構築した坑を通って発進位置まで坑壁との干渉なく引き戻すことができる。
【００１７】
請求項７の掘進機の引戻し方法によれば、カッタユニットについては、メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、メインカッタ駆動部とサブカッタの一部とを上下方向で分割解体するようにしたので、メインカッタ駆動部については細分化することなく一体回収でき、掘進機を容易に再組立可能である。
請求項８の掘進機の引戻し方法によれば、テールユニットについては、複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体するようにしたので、複数の方向制御ジャッキを細分化することなく一体回収でき、方向制御の精度を維持しつつ、掘進機を容易に再組立可能である。
【００１８】
請求項９の掘進機の引戻し方法によれば、構築した坑に引戻し用のレールを敷設するとともに、少なくとも分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分に上記レール用の車輪を仮付けし、当該車輪をレール上で転動させて上記少なくとも分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分を発進位置まで引き戻すようにしたので、分割解体した掘進機の各部分を極めて容易に発進位置まで引き戻すことができる。
【００１９】
特に、上記小断面トンネルを複数構築する場合には、最初に構築した坑の一箇所にのみレールを設けて当該レールを繰り返し利用するのがよく、これにより分割解体した掘進機の各部分を効率よく発進位置まで引き戻すことができる。
また、上記において掘進機はメインカッタ及びサブカッタが特殊断面（矩形、楕円形、馬蹄形等）の坑を構築可能に構成されているのが好ましい。掘進機がこのような特殊断面を有していると、通常の円形断面に比べて掘進機の分割単位を比較的適切に設定し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法に適用される掘進機の縦断面図（部材断面を示す斜線は省略、以下同様）を示し、図２は、図１の矢視Ａ方向から視た掘進機の正面図を示す。
図１、２に示すように、掘進機１は、上述したように大断面トンネルを構築するために小断面トンネルを複数構築する場合に使用される推進式の掘進機であって、例えば矩形断面のトンネル（坑）を掘削可能に構成されている。
【００２１】
掘進機１は、大きくは、前部に位置するカッタユニット２と後部に位置するテールユニット４とスクリューコンベアユニット６とで構成されている。
先ずカッタユニット２について説明すると、カッタユニット２は、揺動カッタ（メインカッタ）１０、揺動カッタ駆動部（メインカッタ駆動部）２０及びサブカッタ３０から構成されている。
【００２２】
揺動カッタ１０は略楕円形状のカッタフレーム１２の前面に土石を切削する複数のカッタビット１４が固定されて構成されており、カッタフレーム１２の中心には揺動軸１６が設けられている。そして、揺動軸１６は、揺動カッタ駆動部２０の軸受部２２において揺動可能に支持されている。
揺動カッタ駆動部２０において、揺動軸１６からは直角方向に天秤状のアーム２４が延びており、当該アーム２４には、当該アーム２４を介して揺動軸１６ひいては揺動カッタ１０を揺動させる一対の揺動ジャッキ２６、２６が連結されている。一対の揺動ジャッキ２６、２６は例えば油圧シリンダであり、互いに伸縮することで揺動カッタ１０を揺動自在とする。
【００２３】
揺動カッタ駆動部２０の周囲には、サブカッタ３０の一つとしてコーナカッタ３２がカッタユニット２の四隅にそれぞれ設けられている。コーナカッタ３２は、揺動カッタ１０で切削しきれないコーナ部分の土石を切削するためのカッタであり、カッタビット３４をモータ３６で回転させるよう構成されている。
また、カッタユニット２の外殻は硬度の高い鋼材で構成されており、これによりサブカッタ３０の一つとして固定カッタ３８が構成されている。固定カッタ３８は、揺動カッタ１０及びコーナカッタ３２で切削しきれずに残った土石を削り取るものであり、これにより最終的に矩形形状のトンネルが形成される。
【００２４】
即ち、揺動カッタ駆動部２０の周囲を取り巻くようにしてサブカッタ３０（コーナカッタ３２及び固定カッタ３８）が設けられている。
次にテールユニット４について説明すると、テールユニット４は、前部テール４０と後部テール４２とが複数の方向制御ジャッキ４４で連結されて構成されている。詳しくは、複数の方向制御ジャッキ４４は、例えば油圧シリンダであり、テールユニット４の外周近傍に等間隔をなして配設されている。これにより、これら複数の方向制御ジャッキ４４を適宜伸縮させることで前部テール４０と後部テール４２に角度を付け、掘進機１の進行方向を制御することが可能である。
【００２５】
そして、前部テール４０と後部テール４２との間には、外部から掘進機１内に土石が侵入することを防止すべくシール部材４６が全周に亘り介装されている。
なお、ここではテールユニット４に複数の方向制御ジャッキ４４を設ける場合を示しているが、掘進機１の進行方向を曲げる必要がない場合には特に方向制御ジャッキ４４はなくてもよい。
【００２６】
スクリューコンベアユニット６は、カッタユニット２によって切削した土石をモータ５２で軸スクリュー５０を回転させて外部に搬出する装置である。
図１中の符号５４は土石を圧送するための圧送ポンプであり、必要に応じてスクリューコンベアユニット６に連結されるものである。
また、図１中の符号６０は、掘進機１で切削したトンネル内に後述の推進装置１３０によって掘進機１を押圧しながら嵌入されるセグメントを示している。
【００２７】
以上のように全体構成された掘進機１は、揺動カッタ１０の上部１０ｂが本体１０ａから分割されており、複数のボルトナット（図示せず）で本体１０ａに締結されている。
さらに、揺動カッタ駆動部２０の上方のサブカッタ３０の上側の一部とテールユニット４のうちの前部テール４０の上部とは一体をなして上部３０ｂを構成し、当該上部３０ｂは揺動カッタ駆動部２０及び本体（サブカッタ３０の側部及び下部）３０ａ並びに前部テール４０の本体４０ａから分割されており、複数のボルトナット７０でこれら揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａに締結されている。
【００２８】
同様に、後部テール４２の上部４２ｂは本体４２ａから分割されており、複数のボルトナット７２で本体４２ａに締結されている。
そして、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａと前部テール４０の本体４０ａとが複数のボルトナット７４で締結され、スクリューコンベアユニット６がサブカッタ３０に一体に設けられたスクリューコンベア保持部３９にボルトナット７６で締結されている。
【００２９】
即ち、図３及び図４に上記図１及び図２にそれぞれ対応して掘進機１の分解図を示すように、掘進機１は、揺動カッタ１０の上部１０ｂが本体１０ａから着脱自在であり、サブカッタ３０の上側の一部と前部テール４０の上部とを含む上部３０ｂが揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａから着脱自在であり、後部テール４２の上部４２ｂが本体４２ａから着脱自在である。そして、揺動カッタ１０の本体１０ａ、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａ、即ちカッタユニット本体２ａと、前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａ、即ちテールユニット本体４ａとが前後方向で着脱自在であるとともに、スクリューコンベアユニット６が着脱自在である。
【００３０】
詳しくは、テールユニット４については、複数の方向制御ジャッキ４４の全てが前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａ側、即ちテールユニット本体４ａ側に位置するように分割されており、上記シール部材４６は本体４０ａと本体４２ａとの間に介装されている。つまり、テールユニット４はテールユニット本体４ａだけで方向制御可能に構成されている。
【００３１】
また、図３及び図４に示すように、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとは、最大高さＨがセグメント６０の上下方向の内寸（坑内上下寸法）よりも小さくなるように設定されており、カッタユニット本体２ａの奥行きＤ1及びテールユニット本体４ａの奥行きＤ2がセグメント６０の幅方向の内寸（坑内幅寸法）よりも小さくなるように設定されている。
【００３２】
以下、このように構成された掘進機１の本発明に係る引戻し方法について説明する。
掘進機１は、例えば小断面トンネルを複数構築して最終的に大断面トンネルを形成する工法に採用される。
図５は、当該工法において、掘進機１で掘削を行うとともにセグメント６０を嵌入して一本のトンネル１００を構築した後、掘進機１を解体し、当該解体した掘進機１の部分を発進位置まで戻す様子を示したトンネル１００の縦断面図である。また、図６は、図５の矢視Ｂ方向から視たトンネル１００の正面図である。
【００３３】
図５及び図６に示すように、トンネル１００の前後にはそれぞれ発進位置側の立坑１１０と到達位置側の立坑１２０が開削されている。そして、立坑１１０、１２０内にはそれぞれ作業用のプレート１１２、１２２が配置され、発進位置側の立坑１１０には、掘進機１やセグメント６０を押圧して推進させる推進装置１３０が配設されており、立坑１１０、１２０の開口はそれぞれ蓋体１１４、１２４で塞がれている。
【００３４】
図５、６に示すように、掘進機１で掘削をし終えたら、先ず到達位置側の立坑１２０内において、掘進機１をプレート１２２上で解体する。この際、上記図３、４に示すように、ボルトナット（図示せず）を外して揺動カッタ１０の上部１０ｂを本体１０ａから脱離させ、ボルトナット７０を外してサブカッタ３０の上側の一部と前部テール４０の上部とを含む上部３０ｂを揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａから脱離させ、ボルトナット７２を外して後部テール４２の上部４２ｂを本体４２ａから脱離させる。さらに、ボルトナット７４を外して揺動カッタ１０の本体１０ａ、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａからなるカッタユニット本体２ａと前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａからなるテールユニット本体４ａとを前後方向で脱離させる。そして、ボルトナット７６を外してスクリューコンベアユニット６を脱離させる。なお、図５には、解体部分のうち大きな部分であるカッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとを代表として示してある。
【００３５】
このように掘進機１を解体したら、上記解体した各部分をトンネル１００を通り発進位置側の立坑１１０まで引き戻すようにする。例えば、比較的小さな部分、即ち上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６を先に戻すようにし、その後に大きな部分であるカッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとを戻すようにする。
【００３６】
この際、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとは、上述したように最大高さＨがセグメント６０の上下方向の内寸（坑内上下寸法）よりも小さくなるように設定されているため、カッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａの上部がトンネル１００内でセグメント６０の天井部と干渉することはない。
また、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａとは、上述したようにそれぞれカッタユニット本体２ａの奥行きＤ1及びテールユニット本体４ａの奥行きＤ2がセグメント６０の幅方向の内寸（坑内幅寸法）よりも小さくなるように設定されているため、これらカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａについては９０°回転させることによりトンネル１００内でセグメント６０の側壁と干渉しないようにできる。
【００３７】
従って、カッタユニット本体２ａとテールユニット本体４ａについては、プレート１２２上で９０°回転させ、このように９０°回転した姿勢でトンネル１００内を引き戻すようにする。
ところで、カッタユニット本体２ａやテールユニット本体４ａは重量物であるため、そのままでの搬送は困難である。また、セグメント６０の床面は平滑面であればよいが実際には平滑面でない場合が多い。
【００３８】
そこで、セグメント６０の床面の中央部にはトンネル１００の長手方向に向けて一対のレール（Ｃ字鋼等）１４０、１４０を敷設するようにし、図７に図６のＣ部を拡大して示すように、カッタユニット本体２ａやテールユニット本体４ａの下面にはレール１４０、１４０の形状に合わせて複数のローラ（車輪）１４２を仮付けするようにする。
これにより、ローラ１４２をレール１４０、１４０上で転動させるようにしてカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａを発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことが可能である。
【００３９】
なお、レール１４０、１４０に適合した台車を用いれば、上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６についても当該台車を用いて引き戻すことができる。
上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６、カッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａを発進位置側の立坑１１０まで引き戻したら、プレート１１２上で掘進機１を再組立し、次のトンネル１０１の掘削を開始する。以降、トンネル１０２〜１０５の構築が全て終了するまで上記作業を繰り返す。
【００４０】
ここに、レール１４０、１４０はトンネル１００の一箇所にのみ敷設されており、上部１０ｂ、上部３０ｂ、上部４２ｂ、スクリューコンベアユニット６、カッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａの引き戻しについてはレール１４０、１４０を繰り返し使用して全てトンネル１００を利用して行うようにする。なお、レール１４０、１４０については使用後に回収してもよいし、そのまま残してコンクリートで埋設してもよい。
【００４１】
このように、本発明に係る掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法によれば、揺動カッタ１０の上部１０ｂを本体１０ａから着脱自在に分割し、サブカッタ３０の上側の一部と前部テール４０の上部とを含む上部３０ｂを揺動カッタ駆動部２０及び本体３０ａ並びに本体４０ａから着脱自在に分割し、後部テール４２の上部４２ｂを本体４２ａから着脱自在に分割し、さらに、揺動カッタ１０の本体１０ａ、揺動カッタ駆動部２０及びサブカッタ３０の本体３０ａからなるカッタユニット本体２ａと前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａからなるテールユニット本体４ａとを前後方向で着脱自在に分割し、これにより掘進機１を構築したトンネル１００を通り得る大きさにまで分割解体可能にしているので、分割数を最小限に抑えつつ掘進機１を掘削後において簡単に解体できるとともに、これら解体した掘進機１の上記各部分をセグメント６０との干渉もなくトンネル１００を通って発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができる。
【００４２】
これにより、工事が完了するまで掘進機１を一切地上に搬出する必要がなくなり、地上スペースを必要とせず、構築したトンネル１００を有効に利用して掘進機１の全部を発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができ、掘進機１を容易に再利用でき、工事費用の大幅な削減を図ることができる。
この際、カッタユニット２については、サブカッタ３０の上側の一部と揺動カッタ駆動部２０とを上下方向で分割するようにしているので、揺動カッタ駆動部２０については細分化することなく一体回収でき、掘進機１を容易に再組立可能である。
【００４３】
また、テールユニット４については、複数の方向制御ジャッキ４４の全てが前部テール４０の本体４０ａ及び後部テール４２の本体４２ａ側、即ちテールユニット本体４ａ側に位置するように分割し、シール部材４６を本体４０ａと本体４２ａとの間に介装するようにしているので、複数の方向制御ジャッキ４４を細分化することなく一体回収でき、やはり掘進機１を容易に再組立可能である。また、複数の方向制御ジャッキ４４を分離しないことで、方向制御の精度を常に一定に維持可能である。
【００４４】
また、構築したトンネル１００に引戻し用のレール１４０、１４０を敷設するとともに、少なくとも分割解体したカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａにそれぞれ上記レール１４０用のローラ１４２を複数仮付けし、当該ローラ１４２をレール１４０、１４０上で転動させてこれらカッタユニット本体２ａ及びテールユニット本体４ａ等を引き戻すようにしているので、分割解体した掘進機１の各部分を極めて容易に発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができる。
【００４５】
この際、トンネル１００にのみレール１４０、１４０を敷設して当該レール１４０、１４０を繰り返し利用することにより、分割解体した掘進機１の各部分を効率よく発進位置側の立坑１１０まで引き戻すことができる。
以上で本発明に係る実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、矩形断面のトンネルを掘削可能な掘進機１を例に説明したが、本発明は如何なる断面のトンネルを掘削可能な掘進機に対しても適用可能である。但し、特殊断面（矩形、楕円形、馬蹄形等）のトンネルを掘削可能な掘進機においては、その形状特性から通常の円形断面の掘進機に比べて分割単位を比較的適切に設定し易いという利点があり、本発明は当該特殊断面のトンネルを掘削可能な掘進機において特に高い効果を発揮可能である。
【００４７】
また、上記実施形態では、推進式の掘進機１を例に説明したが、これに限られず、本発明はシールド掘進機に対しても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る掘進機の分割構造及び掘進機の引戻し方法に適用される掘進機の縦断面図である。
【図２】図１の矢視Ａ方向から視た掘進機の正面図である。
【図３】図１に対応した掘進機の分解図である。
【図４】図２に対応した掘進機の分解図である。
【図５】掘進機を解体し、当該解体した掘進機の部分を発進位置まで戻す様子を示したトンネルの縦断面図である。
【図６】図５の矢視Ｂ方向から視たトンネルの正面図である。
【図７】図６のＣ部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 掘進機
２ カッタユニット
２ａ カッタユニット本体
４ テールユニット
４ａ テールユニット本体
６ スクリューコンベアユニット
１０ 揺動カッタ（メインカッタ）
１０ａ 本体
１０ｂ 上部
２０ 揺動カッタ駆動部（メインカッタ駆動部）
３０ サブカッタ
３０ａ 本体
３０ｂ 上部
３２ コーナカッタ
３８ 固定カッタ
４０ 前部テール
４０ａ 本体
４２ 後部テール
４２ａ 本体
４２ｂ 上部
４４ 方向制御ジャッキ
４６ シール部材
６０ セグメント
１００ トンネル
１１０、１２０ 立坑
１３０ 推進装置
１４０ レール
１４２ ローラ（車輪）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機を、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする掘進機の分割構造。
【請求項２】
メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、
前記カッタユニット及び前記テールユニットをそれぞれ上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項１記載の掘進機の分割構造。
【請求項３】
前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、
前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項２記載の掘進機の分割構造。
【請求項４】
前記テールユニットは方向制御ジャッキを複数備え、
前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項２または３記載の掘進機の分割構造。
【請求項５】
掘進機によって坑を構築した後、該掘進機を前後寸法が前記構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で分割解体するとともに上下寸法が前記構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で分割解体し、該分割解体した掘進機の各部分をそれぞれ前記構築した坑内を通り得る向きに変えて該坑内を発進位置まで引き戻すことを特徴とする掘進機の引戻し方法。
【請求項６】
掘進機によって坑を構築した後、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で分割解体するとともに、前記カッタユニット及び前記テールユニットを上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項５記載の掘進機の引戻し方法。
【請求項７】
前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、
前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項６記載の掘進機の引戻し方法。
【請求項８】
前記テールユニットは前記方向制御ジャッキを複数備え、
前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項６または７記載の掘進機の引戻し方法。
【請求項９】
前記構築した坑に引戻し用のレールを敷設するとともに、少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分に前記レール用の車輪を仮付けし、
該車輪を該レール上で転動させて少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分を発進位置まで引き戻すことを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか記載の掘進機の引戻し方法。
【請求項１】
掘進機を、前後寸法が構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で着脱自在に分割するとともに、上下寸法が構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする掘進機の分割構造。
【請求項２】
メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で着脱自在に分割し、
前記カッタユニット及び前記テールユニットをそれぞれ上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項１記載の掘進機の分割構造。
【請求項３】
前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、
前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項２記載の掘進機の分割構造。
【請求項４】
前記テールユニットは方向制御ジャッキを複数備え、
前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で着脱自在に分割したことを特徴とする、請求項２または３記載の掘進機の分割構造。
【請求項５】
掘進機によって坑を構築した後、該掘進機を前後寸法が前記構築した坑の坑内幅寸法より小さくなるよう前後方向で分割解体するとともに上下寸法が前記構築した坑の坑内上下寸法より小さくなるよう上下方向で分割解体し、該分割解体した掘進機の各部分をそれぞれ前記構築した坑内を通り得る向きに変えて該坑内を発進位置まで引き戻すことを特徴とする掘進機の引戻し方法。
【請求項６】
掘進機によって坑を構築した後、メインカッタ、メインカッタ駆動部及びサブカッタからなる前部のカッタユニットと掘進機の掘進方向を制御する後部のテールユニットとを前後方向で分割解体するとともに、前記カッタユニット及び前記テールユニットを上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項５記載の掘進機の引戻し方法。
【請求項７】
前記サブカッタは前記メインカッタ駆動部の周囲に配設されており、
前記カッタユニットについては、前記メインカッタを上下方向で着脱自在に分割するとともに、前記メインカッタ駆動部と前記サブカッタの一部とを上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項６記載の掘進機の引戻し方法。
【請求項８】
前記テールユニットは前記方向制御ジャッキを複数備え、
前記テールユニットについては、前記複数の方向制御ジャッキの全てが一方の側に位置するように上下方向で分割解体することを特徴とする、請求項６または７記載の掘進機の引戻し方法。
【請求項９】
前記構築した坑に引戻し用のレールを敷設するとともに、少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分に前記レール用の車輪を仮付けし、
該車輪を該レール上で転動させて少なくとも前記分割解体したカッタユニット及びテールユニットの一の部分を発進位置まで引き戻すことを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか記載の掘進機の引戻し方法。
【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２００７−１００４０８（Ｐ２００７−１００４０８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９２４１０（Ｐ２００５−２９２４１０）
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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