(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタ−により掘削され切羽からトンネル掘削機のチャンバ−に取り込まれた土砂中に含まれる大径礫を、分別するトンネル掘削機の大径礫分別装置であって、該大径礫分別装置の土砂流入方向と直交する左右両側位置に長さ調節可能な吊具の一端部をそれぞれ回動可能に取り付け、それぞれの吊具の他端部を前記トンネル掘削機後方の推進管に支持された取付金物に回動可能に取り付けて、該大径礫分別装置を前記推進管に吊り下げるようにし、位置修正可能としたことを特徴とするトンネル掘削機の大径礫分別装置。
【請求項２】
前記取付金物を推進管の長手方向に沿って設けた移動用レ−ルにより、移動可能にしたことを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機の大径礫分別装置。
【請求項３】
カッタ−により掘削され切羽からトンネル掘削機のチャンバ−に取り込まれた土砂中に含まれる大径礫を、分別するトンネル掘削機の大径礫分別装置であって、該大径礫分別装置と推進管の内周面に周方向に沿って設けられた円周方向レ−ル上を移動する移動体とを固着させて該大径礫分別装置を前記推進管に吊り下げるようにし、位置修正可能としたことを特徴とするトンネル掘削機の大径礫分別装置。
【請求項４】
前記周方向に沿って設けた円周方向レ−ルを、推進管の長手方向に沿って設けた長手方向レ−ルにより、移動可能にしたことを特徴とする請求項３に記載のトンネル掘削機の大径礫分別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カッタ−により掘削され切羽からトンネル掘削機のチャンバ−に取り込まれた土砂中に含まれる大径礫を、分別するトンネル掘削機の大径礫分別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
開削することなしに、地中にトンネルを構築する工法として、筒状のシ−ルド掘進機によって地中を掘削していくシ−ルド工法がある。特に下水道管路等を地中に埋設するための小径のトンネルを構築する場合の工法としては、シ−ルド掘進機の後方にヒュ−ム管や鋼管（推進管という）を順次挿入し、これら複数のヒュ−ム管や鋼管を、最後端側から推進用ジャッキで押し込んでいく、セミシ−ルド工法が知られている。
【０００３】
このようなセミシ−ルド工法により、小径のトンネルを構築する際に、シ−ルド掘進機で掘削した土砂を、トンネル内から排出するときに問題となるのは、トンネルの口径が小さいので、狭い空間内でいかに効率よく排出するかということである。
【０００４】
このような問題の解決方法の一つとして、圧送パイプを使用して土砂を排出する方法がある。この方法により土砂を排出する場合には、圧送パイプを通過することのできない大径礫（掘削条件によって異なるが、例えば直径６０ｍｍ以上）を、土砂中から分離する必要がある。
【０００５】
大径礫を土砂中から分離する手段を有する従来のセミシ−ルド掘進機の土砂運搬装置としては、特開平7-269294号公報に開示された土砂運搬装置がある。
【０００６】
この土砂運搬装置は、図４のセミシ−ルド掘進機の縦断面図に示すように、セミシ−ルド掘進機本体３１の前部に設けられたカッタヘッド３２により掘削されて、チャンバ３１ａ内に取り込まれた土砂を、土砂圧送ポンプにより、後方へ搬送する削土密封式セミシ−ルド掘進機の土砂搬送装置において、チャンバ３１ａ内の土砂を排出する排土管３３の後部に、土砂中に混入した大径玉石（大径礫）を分離する大径玉石分離手段３４を設けるとともに、上記大径玉石分離手段３４の下方に、大径玉石分離手段３４により分離された土砂を、土砂圧送ポンプへ送るホッパ（一般に土砂排出タンクとよばれている）３５を設けたものである。
【０００７】
上記した大径玉石分離手段（以下トロンメルという）３４は、セミシ−ルド掘進機本体３１の軸線と平行に、かつ円筒形状を形成するように配置された複数の縦部材３４ａと、この複数の縦部材３４ａの周りに螺旋状に巻き付けられた螺旋部材３４ｂとから円筒形のカゴ体が形成されている。そして、隣り合う縦部材３４ａと螺旋部材３４ｂとで形成される隙間は、トロンメル３４に入ってきた一定寸法以上の大径玉石が通過できず、それ以下の寸法の土砂のみ通過できるような大きさに設定されている。
【０００８】
したがって、土砂はトロンメル３４を通過して下方に落下し、ホッパ３５に収容されて土砂圧送ポンプにより土砂排出管３６を通して排出されるが、大径玉石はトロンメル３４に留まり、一定量溜まった時点で土砂の入口とは反対側に設けた出口から外部に排出され、土砂とは別の経路で搬出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トロンメル３４が推進管３７に支持されるように設けてある場合には、次のような問題点がある。セミシ−ルド工法によるトンネル掘削工事においては、セミシ−ルド掘進機本体のカッタ−ヘッドにより掘削を行っているときに、カッタ−が硬い岩盤等に当たると、カッタ−ヘッドの回転が阻止されるので、その回転反力がセミシ−ルド掘進機本体に伝達され、セミシ−ルド掘進機本体が軸芯の回りに、カッタ−ヘッドの回転方向とは逆の方向に回転する、いわゆるロ−リングという現象が発生し、セミシ−ルド掘進機本体と推進管との相対位置が変化することがある。
【００１０】
そして、ロ−リングが発生すると、図５（ａ）に示すように、推進管３７側に設けてあるトロンメル３４と、トロンメル３４の中心と中心が同じで、トロンメル３４の内部に入り込んで一定量の隙間を保って排土管３３（セミシ−ルド掘進機本体に接続されている）との相対位置が変化して、図５（ｂ）に示すように、前記一定量の隙間を保つことができなくなったり、極端な場合にはトロンメル３４と排土管３３が接触したりする。トロンメル３４は、土砂と礫の分別を効率よく行うために回転しているので、トロンメル３４と排土管３３が接触していると、安全上危険となるので運転を中止しなければならなくなる。
【００１１】
また、場合によっては排土管３３がトロンメル３４から抜け出して、トロンメル３４に土砂を供給できなくなり、大径礫の分別作業が中断されることになる。
【００１２】
この発明は、ロ−リングが発生してトロンメルと排土管の相対位置関係が変化しても、トロンメルと排土管の相対位置関係を、容易に正常な位置関係に修復することのできるトンネル掘削機の大径礫分別装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決する手段】
この発明に係る第一のトンネル掘削機の大径礫分別装置は、カッタ−により掘削され切羽からトンネル掘削機のチャンバ−に取り込まれた土砂中に含まれる大径礫を、分別するトンネル掘削機の大径礫分別装置であって、該大径礫分別装置の土砂流入方向と直交する左右両側位置に長さ調節可能な吊具の一端部をそれぞれ回動可能に取り付け、それぞれの吊具の他端部を前記トンネル掘削機後方の推進管に支持された取付金物に回動可能に取り付けて、該大径礫分別装置を前記推進管に吊り下げるようにし、位置修正可能としたものである。
【００１４】
また、前記取付金物を推進管の長手方向に沿って設けた移動用レ−ルにより、移動可能に構成したものである。
【００１５】
この発明に係る第一のトンネル掘削機の大径礫分別装置においては、大径礫分別装置を左右側から長さ調節可能な吊具で回動可能に推進管に吊り下げているので、ロ−リングにより大径礫分別装置の土砂流入口の中心と、大径礫分別装置に掘削された土砂を供給している排土管の中心とがずれても、左右の吊具の長さを調節することにより、容易に大径礫分別装置の土砂流入口の中心と排土管の中心とを、合わせることができる。
【００１６】
したがって、ロ−リングの発生により、大径礫分別装置の運転が長時間停止することはない。
【００１７】
また不要なときには、大径礫分別装置を移動用レ−ルに沿って移動させることにより、監視等の作業が容易に行えるようになる。
この発明に係る第二のトンネル掘削機の大径礫分別装置は、カッタ−により掘削され切羽からトンネル掘削機のチャンバ−に取り込まれた土砂中に含まれる大径礫を、分別するトンネル掘削機の大径礫分別装置であって、該大径礫分別装置と推進管の内周面に周方向に沿って設けられた円周方向レ−ル上を移動する移動体とを固着させて該大径礫分別装置を前記推進管に吊り下げるようにし、位置修正可能としたものである。
【００１８】
また、前記周方向に沿って設けた円周方向レ−ルを、推進管の長手方向に沿って設けた長手方向レ−ルにより、移動可能にしたものである。
【００１９】
この発明に係る第二のトンネル掘削機の大径礫分別装置においては、大径礫分別装置と推進管の内周面に周方向に沿って設けられた円周方向レ−ル上を移動する移動体とを固着させて該大径礫分別装置を推進管に吊り下げるようにし、位置修正可能としているので、ロ−リングにより大径礫分別装置の土砂流入口の中心と、大径礫分別装置に掘削された土砂を供給している排土管の中心とがずれても、前記移動体を周方向に沿って設けられた円周方向レ−ル上を移動させることにより、容易に大径礫分別装置の土砂流入口の中心と排土管の中心とを、合わせてやることができる。
【００２０】
したがって、ロ−リングの発生により、大径礫分別装置の運転が長時間停止することはない。また、不要なときには、周方向に沿って設けられた円周方向レ−ルを、推進管の長手方向に沿って設けた長手方向レ−ルに沿って移動させることにより、監視等の作業が容易に行えるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明のトンネル掘削機の大径礫分別装置の第一の実施の形態の説明図であり、（ａ）は大径礫分別装置の斜視図、（ｂ）は大径礫分別装置の正面図である。
【００２２】
この大径礫分別装置は、セミシ−ルド掘進機の排土管１から排出される土砂中の大径礫を分別する装置であり、複数の縦部材２ａと巻付け部材２ｂとからなる円筒状のカゴ体２と、円筒状のカゴ体２を支持する支持フレ−ム３と、円筒状のカゴ体２を支持フレ−ム３内で回転させる駆動用モ−タ−４と、支持フレ−ム３の長手方向前後の左右両側に一端部を接続した長さ調節機能を有する４本のバ−形式の吊具５と、左右１対の吊具５の他端部が接続部６に接続され、移動用ロ−ラ７を有する、取付金物としての吊下げ体８と、移動用ロ−ラ７が推進管９の長手方向に沿って移動できるように設けられた移動用レ−ル１０とから構成されている。なお、図１中符号３ａはカゴ体２を回転させるために支持フレ−ム３内に設けた支持ロ−ラである。
【００２３】
そして、ロ−リングにより大径礫分別装置のカゴ体２の中心とセミシ−ルド掘進機の排土管１の中心とがずれたときには、左右の吊具５の長さを調整することにより、大径礫分別装置を吊り下げている吊下げ体８の位置を、元の状態に復帰させることができる。
【００２４】
また、不要なときには、移動用ロ−ラ７により移動用レ−ル１０に沿って移動させて、監視等の作業が容易に行えるようにすることができる。
【００２５】
図２は本発明のトンネル掘削機の大径礫分別装置の第一の実施の形態において、吊具を別の形式にした場合の大径礫分別装置の斜視図である。この大径礫分別装置の場合には、吊具１５をパンタグラフ形式として、長さ調節を行うようにしており、他の部分の構成は第一の実施の形態の大径礫分別装置と同じである。
【００２６】
図３は本発明のトンネル掘削機の大径礫分別装置の第二の実施の形態の説明図であり、（ａ）は大径礫分別装置の正面図、（ｂ）は大径礫分別装置の側面図である。この大径礫分別装置は、移動体としての吊具２５が支持フレ−ム３に固着されており、この吊具２５が推進管９の円周方向に設けた円周方向レ−ル２６に沿って移動し、かつ円周方向レ−ル２６自身も、推進管９の長手方向に設けた長手方向レ−ル２７に沿って移動できる構造となっている。そして、これらの構成以外は、第一の実施の形態の大径礫分別装置と同じ構成となっている。
【００２７】
この大径礫分別装置も、ロ−リングにより大径礫分別装置のカゴ体２の中心とセミシ−ルド掘進機の排土管１の中心とがずれたときには、吊具２５を円周方向レ−ル２６に沿って移動させることにより、元の状態に復帰させることができる。
【００２８】
また、不要な時には、円周方向レ−ル２６を長手方向レ−ル２７に沿って移動させたりすることにより、監視等の作業が容易に行えるようにすることができる。
【００２９】
なお、本発明の目的に適うものであれば、本発明の実施の形態で説明した以外の吊具でもよいことは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明により、トンネル掘削機によりトンネルを掘削中に、ロ−リングが発生しても、大径礫分別装置の運転を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトンネル掘削機の大径礫分別装置の第一の実施の形態の説明図であり、（ａ）は大径礫分別装置の斜視図、（ｂ）は大径礫分別装置の正面図である。
【図２】本発明のトンネル掘削機の大径礫分別装置の第一の実施の形態において、吊具を別の形式にした場合の大径礫分別装置の斜視図である。
【図３】本発明のトンネル掘削機の大径礫分別装置の第二の実施の形態の説明図であり、（ａ）は大径礫分別装置の正面図、（ｂ）は大径礫分別装置の側面図である。
【図４】セミシ−ルド掘進機の縦断面図である。
【図５】ロ−リングによりトロンメルの中心と排土管の中心とがずれることを示す説明図であり、（ａ）はロ−リングが発生する前、（ｂ）はロ−リングが発生した後のトロンメルと排土管の相対位置関係を示す。
【符号の説明】
１  排土管
２  カゴ体
３  支持フレ−ム
３ａ  支持ロ−ラ
４  駆動用モ−タ−
５  吊具
６  接続部
７  移動用ロ−ラ
８  吊下げ体
９  推進管
１０  移動用レ−ル
１５  吊具
２５  吊具
２６  円周方向レ−ル
２７  長手方向レ−ル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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