(57)【要約】【課題】  トンネルを掘削しながら後続する管体を地中に埋設して管路を形成するトンネル掘削機であって、管路の形成後、管体との連結を解く作業などを必要とすることなく掘削機本体を管路内を通じて発進立坑側に能率よく確実に回収、撤去できるようにする。【解決手段】  筒体２と、この筒体２内に前後摺動自在に配設された掘削機本体１とからなり、掘削機本体１に推進反力伝達ピース4aを順次連結する一方、上記筒体２に管体Ｐを順次、接続させて推進反力伝達ピース4aと管体Ｐとを発進立坑Ｂ側からジャッキにより推進させて掘削機本体１によりトンネルを掘削しながら管体Ｐをトンネル内に埋設し、管路の形成後、推進反力伝達ピース4aを順次発進立坑Ｂ側に引き戻して回収し、この回収に従って掘削機本体１も一体に引き戻して回収、撤去する。【選択図】    図１
2006118208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進口より地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管体を順次埋設することによって管路を形成していくトンネル掘削機であって、先頭の管体の前方に位置し且つ外径が該管体と略同一径の筒体と、この筒体内に切り離し可能に支持され且つ外径が上記管体の内径よりも小径に形成されていると共に前端開口部に掘削手段を備えている掘削機本体と、管体内を通じて前端が掘削機本体の後端に一体に連結していると共に後端が上記発進口まで引き出している掘削機本体の推進反力伝達部材と、この推進反力伝達部材の後端を受止するジャッキとからなり、トンネル掘削後に上記筒体を残置した状態で推進反力伝達部材を発進口側に引き抜くことにより、掘削機本体を推進反力伝達部材と一体に発進口側に回収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】
推進反力伝達部材は複数の推進反力伝達ピースを着脱自在に連結してな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】
推進反力伝達ピースの長さは管体の長さと同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネル掘削機。
【請求項４】
トンネル内に筒体を残置した状態で、推進反力伝達ピースを順次発進口側に引き抜きながら切り離すことにより、掘削機本体を発進口側に到達させて回収、撤去するように構成していることを特徴とするトンネル掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に所定長までトンネルを掘削しながら管体を埋設したのち、管体内を通じて掘削機本体を後方に撤去、回収可能にしたトンネル掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中に管路を形成するための推進工法やシールド工法によるトンネル築造工事においては、発進立坑側からトンネル掘削機を到達立坑に向かって掘進させ、一定長のトンネルが掘削される毎に該トンネル掘削機に後続させて一定長の管体を順次、継ぎ足すことにより管路を形成しており、到達立坑に達したトンネル掘削機は、通常、該到達立坑内から地上に回収しているが、到達側に既設の人孔が設けられているなどの事情によって到達立坑が設けられていない場合には、掘削終了後にトンネル掘削機を解体してトンネル内を通じて発進立坑側に撤去、回収しなけれならず、その撤去、回収作業に著しい手間と労力を要するという問題点があった。
【０００３】
このため、先頭の管体内にトンネル掘削機を挿入、固定しておき、先頭の管体の開口端から前方に突設している該トンネル掘削機のカッタヘッドを回転させながら発進立坑側で管体を押し進めることにより、トンネル掘削機を掘進させてトンネルを掘削すると共に、一定長のトンネルが掘削される毎に管体を順次継ぎ足すことにより管路を形成し、次いで、掘削終了後には、カッタヘッドを管体の内径よりも小径となるように縮小させると共に先頭の管体に対するトンネル掘削機の固定を解いたのち、トンネル掘削機を解体することなく管路内を通じて発進立坑まで後退させ、発進立坑から地上側に回収することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２６７４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記トンネル掘削機によれば、トンネルの掘削後に該トンネル掘削機を発進立坑側に回収する際には、このトンネル掘削機と先頭の管体との連結を解くと共に排土手段などを発進立坑側に回収、撤去したのちトンネル掘削機に適宜な牽引手段を接続し、しかるのち、該牽引手段によってトンネル掘削機を発進立坑側に牽引移動させて回収しなければならない。従って、トンネル掘削機を牽引、撤去する前の準備作業として、管体とトンネル掘削機との連結を解く作業やトンネル掘削機から排土手段などを取り外す作業等を必要として著しい労力と手間を要するばかりでなく、埋設すべき管体が小径である場合には、作業空間が極めて狭いために、上記準備作業が困難となるといった問題点がある。
【０００５】
また、上記トンネル掘削機によるトンネルの掘進は、発進立坑側で管体を順次、継ぎ足しながら該管体を発進立坑内に設置した推進ジャッキによって推進し、その推進力を先頭側の管体からこの管体に一体に連結しているトンネル掘削機に伝達することによって行っているため、最後尾の管体の後端面を押圧する推進力として、直列に連結した全ての管体と共にトンネル掘削機を掘進させるための推進力を必要とし、推進装置が大規模となるばかりでなく、トンネル掘削機の掘進が円滑に行われない事態が発生し、その上、最後尾の管体に作用する大きな押圧力によって該管体が欠損する虞れがあった。
【０００６】
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、トンネル掘削機を円滑に掘進させながら該トンネル掘削機によって掘削されたトンネル内に管体を順次埋設して能率よく管路を形成していくことができると共に、管路の形成後には、管体とトンネル掘削機本体との連結を解く作業などを必要とすることなく、能率よく且つ確実に管路内を通じて掘削機本体を発進立坑側に回収、撤去することができるようにしたトンネル掘削機を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、発進口より地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管体を順次埋設することによって管路を形成していくトンネル掘削機であって、先頭の管体の前方に位置し且つ外径が該管体と略同一径の筒体と、この筒体内にシール材等を介して切り離し可能に支持され且つ外径が上記管体の内径よりも小径に形成されていると共に前端開口部に掘削手段を備えている掘削機本体と、管体内を通じて前端が掘削機本体の後端に一体に連結していると共に後端が上記発進口まで引き出している掘削機本体の推進反力伝達部材と、この推進反力伝達部材の後端を受止するジャッキとからなり、トンネル掘削後に上記筒体を残置した状態で推進反力伝達部材を発進口側に引き抜くことにより、掘削機本体を推進反力伝達部材と一体に発進口側に回収するように構成している。
【０００８】
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、上記推進反力伝達部材を互いに着脱自在に連結している複数の推進反力伝達ピースによって形成していることを特徴とし、請求項３に係る発明は、各推進反力伝達ピースの長さを管体の長さと同一に形成していることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項４に係る発明は、トンネル内にトンネル掘削機の筒体を残置した状態で推進反力伝達ピースを順次発進口側に引き抜きながら発進口内で切り離すことにより、掘削機本体を発進口側に到達させて回収、撤去するように構成している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のトンネル掘削機によれば、発進口より地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管体を順次埋設することによって管路を形成していくトンネル掘削機において、先頭の管体の前方に位置し且つ外径が該管体と略同一径の筒体と、この筒体内にシール材等を介して切り離し可能に支持され且つ外径が上記管体の内径よりも小径に形成されていると共に前端開口部に掘削手段を備えている掘削機本体と、管体内を通じて前端が掘削機本体の後端に一体に連結していると共に後端が上記発進口まで引き出している掘削機本体の推進反力伝達部材と、この推進反力伝達部材の後端を受止するジャッキとから構成しているので、発進口側で管体を地中に推進させて管路を形成していくと同時に、管体の推進速度に同調してこの管体の推進とは別に推進反力伝達部材を上記ジャッキによって推進させてこの推進反力伝達部材を介してトンネル掘削機を掘進させることができ、従って、管体に大きな推進力を作用させることなく、且つ、その推進力によって欠損等を生じさせることなくトンネル掘削機と共に円滑且つ確実に推進させることができ、トンネル掘削機による掘進とトンネル内への管体の埋設作業が能率よく行うことができる。
【００１１】
さらに、外径を管体の外径に略等しく形成したトンネル掘削機の外殻である筒体の後端に先頭の管体を接続させていると共に、この筒体内に設けている掘削機本体は筒体と一体に連結することなく該筒体にシール材等を介して切り離し可能に支持されているので、管路の形成後に、掘削機本体の後端に一体に連結している推進反力伝達部材を発進口側に引き戻すという操作を行うだけで、トンネル掘削機内での解体等の準備作業を行うことなく直ちに且つ確実に掘削機本体を発進口側に回収、撤去することができ、しかも、管体の径に殆ど左右されることなく掘削機本体の回収、撤去作業が能率よく行うことができる。
【００１２】
また、このように構成したトンネル掘削機において、請求項２及び請求項３に係る発明によれば、上記推進反力伝達部材を互いに着脱自在に連結している複数の推進反力伝達ピースによって形成し、さらに、各推進反力伝達ピースの長さを管体の長さと同一に形成しているので、トンネル掘削機によって地中に管体及び推進反力伝達ピースの長さに相当するトンネルを掘削する毎に、発進口側で一定長を有する管体と推進反力伝達ピースとを先行する管体と推進反力伝達ピースとに継ぎ足していくことにより、作業空間が狭い発進口であっても、所望長さの推進反力伝達部材を形成しながら、この推進反力伝達部材を介してトンネル掘削機を掘進させて所定長さの管路を円滑に形成していくことができる。
【００１３】
その上、請求項４に記載したように、所定長さの管路の形成後、トンネル掘削機の筒体をトンネル内に残置した状態で、推進反力伝達ピースを順次発進口側に引き抜きながら切り離すことにより、掘削機本体を発進口側に到達させて回収、撤去するように構成しているので、作業空間が狭い発進口であっても、推進反力伝達ピースを順次、確実に回収、撤去しながら掘削機本体を発進口側に到達させることができ、掘削機本体も発進口を通じて容易に回収、撤去することができて、上記推進反力伝達ピースと共に次の管路の形成に再使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、発進立坑Ｂに設けた発進口より地中にトンネルＴを掘削しながら該トンネルＴ内にヒューム管や鋼管等の管体Ｐを順次、埋設することによって管路を形成していくトンネル掘削機Ａを示すもので、このトンネル掘削機Ａは、先頭の管体Ｐの前端に後端を接続し且つ外径が管体Ｐの外径と略同径に形成されている鋼管からなる筒体２と、この筒体２内に後述するシール材15を介して前後方向に摺動自在に支持され且つ外径が上記管体Ｐの内径よりも小径に形成されている掘削機本体１と、この掘削機本体１の前端開口部に配設されたカッタヘッドよりなる掘削手段３と、前端が掘削機本体１の後端に一体に連結していると共に後端が上記発進立坑Ｂの発進口まで引き出している推進反力伝達部材４と、発進立坑Ｂ内に設置されて推進反力伝達部材４の後端面を受止する掘削機本体１の推進反力受止ジャッキ５とから構成している。
【００１５】
推進反力伝達部材４は上記管体Ｐと同一長さを有するロッド又は小径の鋼製パイプからなる複数本の推進反力伝達ピース4aを順次、着脱自在に連結してなり、その外周面と管体Ｐの内周面との間にエアバッグ等の保持部材６を長さ方向に所定間隔毎に介在させて管体Ｐにこの保持部材６を介して推進反力伝達部材４を管路の中心部に保持させている。
【００１６】
そして、トンネル掘削機Ａによって管体Ｐの長さに相当するトンネルが掘削される毎に管体Ｐと推進反力伝達ピース4aとを継ぎ足し、発進立坑Ｂ内においてこれらの最後尾の管体Ｐと推進反力伝達ピース4aとの後端面に共通の当板７を当てがい、この当板７と発進立坑Ｂの後壁面に設けた反力壁Ｃとの間に管体Ｐを推進させる複数本の推進ジャッキ８と上記推進反力受止ジャッキ５とを配設してこれらのジャッキ５、８を同時に同一伸長速度でもって作動させることにより、管体Ｐ列と推進反力伝達部材４とを押し進めてこの推進反力伝達部材４によりトンネル掘削機Ａを推進させながら掘削手段３によってトンネルを掘削し、掘削したトンネル内に管体Ｐを埋設していく。
【００１７】
さらに、所定長までトンネルＴを掘削すると共に直列状に接続した管体Ｐによって管路を形成したのち、発進立坑Ｂ内に設置している上記推進反力受止ジャッキ５と推進ジャッキ８、及び当板７等を立坑外に撤去し、発進立坑Ｂ内に適宜の牽引手段（図示せず）を設置して該牽引手段により推進反力伝達部材４の後端部を発進立坑Ｂ内に牽引すると、この推進反力伝達部材４の前端に連結している掘削機本体１は筒体２の内周面に対してシール材15を介して前後摺動自在に配設されているだけであるから、図２に示すように、筒体２を残置させた状態で推進反力伝達部材４と共に管路内を発進立坑Ｂ側に引き戻される。
【００１８】
発進立坑Ｂ内において、推進反力伝達部材４が推進反力伝達ピース4aの長さに相当する長さ部分を引き戻される毎に、該推進反力伝達部材４を構成している推進反力伝達ピース4aを順次切り離して撤去し、掘削機本体１が発進立坑Ｂ内に達すると、先頭の推進反力伝達ピース4aからの連結を解いて発進立坑Ｂから坑外に回収、撤去するものである。
【００１９】
図３は上記トンネル掘削機Ａの具体例を示すもので、上記筒体２内に外径が上記管体Ｐの内径よりも小径に形成されている掘削機本体１の鋼管製胴筒体９を同心的に配設している。これらの筒体２と胴筒体９は、前胴部2A、9Aと後胴部2B、9Bとにそれぞれ分割してあり、その分割部、即ち、前胴部2A、9Aの後端部と後胴部2B、9Bの前端部とをそれぞれ互いに屈折自在な中折れ部10、11を介して接続している。この場合、筒体２の前後胴部2A、2B間を接続している中折れ部10を掘削機本体１の胴筒体９の前後胴部9A、9B間を接続している中折れ部11よりも後方側近傍位置に設けて、後胴部2B、9Bに対して前胴部2A、9Aが互いに衝接したりすることなくこれらの中折れ部10、11を介して同時に円滑に屈折できるように構成している。
【００２０】
中折れ部10、11は、前胴部2A、9Aの後端部内周面にシール材12を介して後胴部2B、9Bの円弧状に湾曲した前端部外周面を屈折自在に摺接させた構造としてあり、さらに、胴筒体９の前後胴部9A、9Bの内周面間の四方に、図５に示すように前後端が前胴部9Aの内周面の後端部と後胴部9Bの前端部にそれぞれ連結している方向修正ジャッキ13を配設している。また、胴筒体９の後胴部9Bにおける外周面の少なくとも前後部下周面に一定高さのスライドシュー14、14を一体に設けてあり、これらのスライドシュー14、14の頂面を筒体２の後胴部2Bの内周面に前後方向に摺動自在に支持させて、これらの筒体２と胴筒体９との間に該スライドシュー14の高さに等しい隙間を設けている。
【００２１】
さらに、上記筒体２と胴筒体９とにおける前胴部2A、9Aの前端対向面とはシール材15を介して互いに前後方向に摺動自在に接合している。詳しくは、筒体２の前胴部2Aの前端に、外周面が筒体２の外周面と面一に形成されていると共に内周面が前胴部2Aの内周面から一定厚みだけ内方に突設してなる円環状の外側係止部材16を一体に固着してあり、この外側係止部材16の後端面を外筒２の前胴部2Aの内周面から内方に向かって斜め前方に傾斜した内向き傾斜後端面16a に形成している。
【００２２】
一方、胴筒体９の前胴部9Aの前端に、外周面の後半部が該胴筒体９の外周面と面一に形成されていると共に前半部が後半部よりも小径な外周面に形成されていて該外周面を上記筒体２の外側係止部材16における内周面に上記シール材15を介して摺動自在に接合させている内側係止部材17を一体に固着してあり、さらに、この内側係止部材17における外周面の中央部に該外周面側から内方に向かって斜め前方に傾斜した外向き傾斜前端面17a を形成し、この外向き傾斜前端面17a を上記外側係止部材16の内向き傾斜後端面16a に後方側から当接、係止させて、互いに摺動可能に係合させている。
【００２３】
また、胴筒体９の後胴部9Bの後部内に上下或いは左右の２方に、図５に示すように、半径方向に向けて油圧ジャッキからなるグリッパ18、18を配設、固定してあり、このグリッパ18の断面円形のロッド体18a を胴筒体９の後胴部9Bの後部に内外周面に亘って貫通した通孔9Cを通じて、このロッド体18a の端面と対向する筒体２の後胴部2Bの後部内周面に設けた円形凹部2Cに嵌脱自在に嵌合させ、筒体２と胴筒体９の後胴部2B、9B同士を円周方向、径方向、長さ方向に妄動不能に連結、固定している。
【００２４】
さらに、掘削機本体１の前胴部9Aにおける前部と後端部との内周面に円板形状の前後隔壁19、20の外周面を一体に固着してあり、後側隔壁20の後面外周部に図６、図７に示すように後方に向かってローリング防止部材21を突設し、このローリング防止部材21を胴筒体９の後胴部9Bの前端部内周面両側部に突設したストッパ片22、22間に挿入状態で介在させて、これらのストッパ片22、22の対向面にローリング防止部材21の両側面を当接させることにより、後胴部9Bに対して前胴部9Aがローリングするのを防止している。
【００２５】
掘削機本体１の前端開口部に配設されているカッタヘッドからなる掘削手段３は、該カッタヘッドの回転中心軸部3aを上記前側隔壁19の中央部に回転自在に支持させてあり、上記後側隔壁20の後面に装着しているモータ23によって噛合歯車24を介してカッタヘッドを回転させるように構成している。
【００２６】
このカッタヘッドからなる掘削手段３は、図３、図４に示すように、上記回転中心軸部3aの前端から外径方向に向かって長さが胴筒体９の内径よりも短い複数本（図においては４本）の中空スポーク部3bを放射状に突設していると共に隣接する中空スポーク部3b、3bの外端間を外周リング部3cによって一体に連結してあり、さらに、各中空スポーク部3bの前面に複数個のカッタビット3dを突設していると共にこれらの中空スポーク部3b内に、前面又は外端面にカッタビット3dを突設しているアーム部材3eを該中空スポーク部3bの外端開口部から内外径方向に出没自在に配設してなるものである。
【００２７】
そして、各アーム部材3eを中空スポーク部3bの外端から突出させた状態においては直径方向に配設されている中空スポーク部3b、3bの外端間で設定されるカッタヘッドの外径が筒体２の前胴部2Aの外径と同等若しくは大径となり、アーム部材3eを中空スポーク部3b内に没入させた状態においては、カッタヘッドの外径が胴筒体９の内径と同等若しくは小径となるように構成している。さらに、中空スポーク部3bの外端開口部からアーム部材3eを出没させる手段は、中空スポーク部3b内にジャッキ25を配設してそのロッド端をアーム部材3eの内端面に一体に連結してなるものである。
【００２８】
このように構成したカッタヘッドからなる掘削手段３の後面と上記前側隔壁19の前面間の空間部を、掘削手段３によって掘削された土砂を取り込んで一旦滞留させておく土砂室26に形成してあり、この土砂室26から排土管27を通じて掘削土砂を後方に排出するように構成している。また、カッタヘッドの回転中心軸部3aの中空内に泥水注入管28を通じて泥水を供給し、回転中心軸部3aの前端面から切羽に向かって泥水を注出させて、カッタヘッドにより掘削された土砂を泥水と共に土砂室26内に取り込み、土砂室内を一定の泥水圧に保持して切羽の崩壊を防止すると共に掘削土砂を泥水と共に攪拌して上記排土管27を通じて排出するように構成している。なお、これらの排土管27や泥水注入管28は上記管路を形成する管体Ｐと推進反力伝達部材４との間の空間部を通じて発進立坑Ｂ側に導出され、一定長のトンネルが掘削される毎にその長さに応じた管を継ぎ足すように構成していると共に地上に設置した泥水槽や土砂沈殿槽（図示せず）に連結、連通させている。
【００２９】
さらに、掘削機本体１の胴筒体９の後胴部9Bの後端中央部には、上記泥水注入管28を連結、連通させてカッタヘッドの回転中心軸部3aの中空内に泥水を導入するための中空管29が配設されてあり、この中空管29の後端を端板30によって閉止している共に、該端板30にトンネル掘削機Ａの筒体２から掘削機本体１の胴筒体９を後方に引き抜くための上記推進反力伝達部材４の前端を着脱自在に連結している。また、胴筒体９の後胴部9Bの後端に内部に制御盤等を設置した管体9Dの前端を着脱自在に連結している。この管体9Dは胴筒体９と同一外径に形成されている。なお、この管体9Dは必ずしも設けておく必要はなく、発進立坑Ｂ側から管路内を通じてトンネル掘削機Ａまで制御用配線や油圧管路等を導入しておいてもよい。
【００３０】
次に、以上のように構成したトンネル掘削機Ａの作用を述べると、まず、トンネル掘削機Ａの筒体２内に掘削機本体１の胴筒体９を配設するには、掘削手段３であるカッタヘッドの外径を筒体２の内径よりも小径となるまで縮小させ、且つ、グリッパ18を収縮させた状態にして胴筒体９の前胴部9Aを筒体２の後胴部2Bの後端から挿入し、胴筒体９の前胴部9Aの前端が筒体２の前胴部2Aの前端部内に達すると、胴筒体９の前胴部9Aの前端に一体に設けている内側係止部材17の外周面が筒体２の前胴部2Aの前端に一体に設けている外側係止部材16の内周面にシール材15を介して摺動自在に嵌合すると共に内側係止部材17の外向き傾斜前端面17a が外側係止部材16の内向き傾斜後端面16a に当接、係合して胴筒体９がそれ以上前方に移動するのを阻止された状態となると共に胴筒体９の後胴部9B内に配設している上記グリッパ18、18が筒体２の後胴部2Bの内周面に形成している円形凹部2C、2Cに達する。
【００３１】
この状態にしてグリッパ18、18をそれぞれ円形凹部2C、2Cに対向させ、グリッパ18のロッド体18a を伸長させてその端部を円形凹部2Cに嵌入、係止させることにより、筒体２と胴筒体９の後胴部2B、9Bを互いに円周方向、径方向、長さ方向に妄動不能に連結、固定することによって筒体２内に掘削機本体１の胴筒体９が装着される。なお、この装着時においては、胴筒体９内から掘削手段３やモータ23、さらには排土管27や方向修正ジャッキ13等を撤去しておき、掘削機本体１の胴筒体９を筒体２内にその内側係止部材17が外側係止部材16に当接、係合するまで挿嵌したのち、この胴筒体９内に掘削手段等を組み込むことによってトンネル掘削機Ａを構成してもよい。
【００３２】
このように構成したトンネル掘削機Ａは発進立坑Ｂ内に設置され、カッタヘッドの各中空スポーク部3bの外端開口部からアーム部材3eを突出させて掘削手段３であるカッタヘッドの外径を筒体２の外径と同等ないしは僅かに大径となるまで拡径させた状態にして該カッタヘッドを回転させると共に発進立坑Ｂ内に配設した上記推進ジャッキ８等によって押し進めてトンネルを掘進する。
【００３３】
そして、このトンネル掘削機Ａが発進立坑Ｂから地中内に推進すると、その筒体２の後胴部2Bの後端に一定長の管体Ｐの前端を接続させると共に掘削機本体１の後端に一定長の推進反力伝達ピース4aの前端を連結したのち、これらの管体Ｐと推進反力伝達ピース4aを当板７を介して上記複数本の推進ジャッキ８と推進反力受止ジャッキ５とを伸長させることにより押し進めて、トンネル掘削機Ａの筒体２に該管体Ｐを後続させた状態でトンネル掘削機Ａをさらにトンネル計画線に沿って掘進させる。
【００３４】
推進反力受止ジャッキ５と推進ジャッキ８とによる推進力は、推進反力伝達ピース4aを介して掘削機本体１に直接的に伝達される一方、管体Ｐに作用する推進力は、この管体Ｐからトンネル掘削機Ａの筒体２の後胴部2Bに伝達されたのち、この後胴部2Bからグリッパ18を介して掘削機本体１の胴筒体９の後胴部9Bに伝達され、さらに、該後胴部9Bから方向修正ジャッキ13を介して胴筒体９の前胴部9Aに伝達されると共にこの前胴部9Aの前端に固着している内側係止部材17の外向き傾斜前端面17a を介してこの外向き傾斜前端面17a に接合している筒体２の前端に固着した外側係止部材16の内向き傾斜後端面16a に伝達され、筒体２と胴筒体９とが同時に一体的に推進させられる。、即ち、推進反力受止ジャッキ５と推進ジャッキ８の推進力によってトンネル掘削機Ａが掘進する。
【００３５】
なお、複数本の推進ジャッキ８の推進力によって当板７を介して上述したようにトンネル掘削機Ａに推進力を伝達することができるから、推進反力受止ジャッキ５は、推進ジャッキ８の伸長に同調して伸長させて掘削機本体１に作用する掘進時の反力を推進反力伝達ピース4aからなる推進反力伝達部材４を介して単に受止させるだけの作用を行わせてもよい。
【００３６】
上記のようにトンネル掘削機Ａによって一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑側において管体Ｐと推進反力伝達ピース4aとを順次、継ぎ足しながら押し進めて図１に示すように、管路を形成していく。なお、トンネル掘削機Ａの掘削手段３によって掘削された土砂は、土砂室26内から排土管27を通じて発進立坑Ｂ側に排出される。
【００３７】
トンネル掘進中において、管路を形成するための計画トンネルが湾曲している場合、又は、方向を修正する必要が生じた場合、掘削機本体１の胴筒体９の前後胴部9A、9B間を連結している四方の方向修正ジャッキ13のうち、所定の方向修正ジャッキ13を作動させてトンネル掘削機Ａの筒体２と胴筒体９とにおける前胴部2A、9Aの向きを後胴部2B、9Bに対して計画曲線トンネル方向に、又は、修正したい方向に向ける。
【００３８】
例えば、図８に示すように、右側に向きを変えたい場合には、右側の方向修正ジャッキ13を不作動状態にして左側の方向修正ジャッキ13を伸長させると、掘削機本体１の胴筒体９の前胴部9Aが後胴部9Bに対して中折れ部11から右方向に屈折する。この屈折角度は左側の方向修正ジャッキ13の伸長量によって大小に調整することができる。胴筒体９の前胴部9Aが後胴部9Bに対して中折れ部11から右方向に屈折しようとすると、胴筒体９の外周面に対して隙間を存して被さっている上記筒体２における前胴部2Aは、その前端に固着している外側係止部材16の内周面を掘削機本体１の胴筒体９の前胴部9Aの前端に固着している内側係止部材17の外周面に摺接させているので、この内側係止部材17によって外側係止部材16が右方向に押圧され、従って、筒体２の前胴部2Aは、後胴部2Bに対して中折れ部10から胴筒体９の前胴部9Aと同一方向に同時に屈折し、掘削中における方向修正や曲線トンネル施工が容易に且つ正確に行えるものである。
【００３９】
次に、上記トンネル掘削機Ａによって所定長のトンネルを掘削したのち、筒体２を地中に残して掘削機本体１を撤去、回収する場合、まず、掘削手段３であるカッタヘッドのアーム部材3eを中空スポーク部3b内に没入させて該カッタヘッドの外径を筒体２の前端に固着している外側係止部材16の内径よりも小径にすると共に、グリッパ18のロッド体18a を収縮させることによって筒体２と胴筒体９との後胴部2B、9B同士の連結を解く。さらに、上述したように発進立坑Ｂ内に設置している上記推進反力受止ジャッキ５と推進ジャッキ８、及び当板７等を立坑外に撤去し、発進立坑Ｂ内に適宜の牽引手段（図示せず）を設置する。
【００４０】
この状態にして牽引手段により推進反力伝達部材４の後端部を後方に引っ張ると、筒体２に対して、この筒体２の前端部内周面にシール材15を介してその前端外周面を前後摺動自在に摺接している掘削機本体１の胴筒体９が後退し、該胴筒体９における前胴部9Aの前端内側係止部材17を筒体２の前端部の外側係止部材16の内向き傾斜後端面16a との接合を解いて該内向き傾斜後端面16a から後方に離間させる。この際、掘削機本体１はその胴筒体９の外周面における前後部下周面に突設している前後スライドシュー14、14を筒体２の後胴部2Bの内周面上を滑らせながら後方に移動すると共にこの後胴部2Bの後端から埋設管体Ｐ列によって形成された管路内を発進立坑Ｂに向かってさらに後退する。
【００４１】
そして、推進反力伝達部材４の推進反力伝達ピース4aが発進立坑Ｂ側に引き戻される毎に該推進反力伝達ピース4aを前側の推進反力伝達ピース4aから切り離して立坑外に順次、撤去し、先頭の推進反力伝達ピース4aが推進立坑Ｂに引き戻された時にこの推進反力伝達ピース4aを掘削機本体１の後端からの連結を解いて撤去したのち、発進立坑Ｂ内に達した掘削機本体１を発進立坑Ｂ内から地上に回収、撤去する。なお、排土管27や泥水注入管28も一定長さ毎に切り離して回収、撤去するものである。
【００４２】
図９は本発明のトンネル掘削機の別な実施の形態を示すもので、このトンネル掘削機A'は、その筒体2'を前後胴部に分割することなく単一胴に形成していると共に、この筒体2'内に配設されている掘削機本体1'の胴筒体9'も上記筒体2'と同一長さで且つ外径がこの筒体2'よりも小径に形成されている。さらに、図11に示すように筒体2'の前端部内周面に円環形状のフランジ部31を一体に設けている一方、掘削機本体1'の胴筒体9'の前端部外周面にストッパ片32を突設して該ストッパ片32を上記フランジ部31の背面に押し当てていると共にストッパ片32から前方に突出した胴筒体9'の前端部外周面を上記フランジ部31の内周面にシール材15を介して摺動自在に支持させている。
【００４３】
なお、掘削機本体1'の前端開口部に回転自在に設けている掘削手段３としては上記実施の形態における図３に示した構造と同一であるので、その詳細な説明を省略する。このトンネル掘削機A'における筒体2'の後端には外径がこの筒体2'の外径に略等しい先頭の管体Ｐの前端を接続すると共に一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑Ｂ内で管体Ｐを順次継ぎ足すように構成している。さらに、掘削機本体1'の胴筒体9'の後端に、外径がこの胴筒体9'の外径に等しい径で且つ上記筒体2'と同じ長さを有する管材からなる推進反力伝達ピース4a' の前端をボルト・ナット等によって着脱自在に連結してあり、一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑Ｂ内で上記管体Ｐと共に推進反力伝達ピース4a' を順次、継ぎ足して推進反力伝達部材4'を構成すると共に各推進反力伝達ピース4a' の外周面とこの推進反力伝達ピース4a' に対向した管体Ｐの内周面との間にエアバッグ等の保持部材６を介在させて管体Ｐに保持部材６を介して推進反力伝達部材4'を管路の中心部に保持させている。
【００４４】
上記推進反力伝達ピース4a' は図12に示すように、内部にこの推進反力伝達ピース4a' と同一長さの複数の小径短管33、34を配設している管材からなり、これらの短管33、34の両端部を該推進反力伝達ピース4a' の両端開口部を閉止している端面板に貫通状態で支持されていると共に推進反力伝達ピース4a' 、4a' 同士を接続する際に対向する短管33、34の前後開口部を水密に接続するように構成している。そして、これらの短管33、34を掘削機本体1'の土砂室26からの掘削土砂の排出管や土砂室26への泥水供給管等として使用すると共に、推進反力伝達ピース4a' の外周面には全長に亘って凹溝部35が設けられていてこの凹溝部35内にトンネル掘削機Ａを駆動するための制御用配線や油圧管路等を収納するように構成している。また、推進反力伝達ピース4a' の前後端部のおける四方部には、推進反力伝達ピース4a' 、4a' 同士をボルト・ナットにより着脱自在に連結するための継手ボックス部36を設けている。
【００４５】
なお、推進反力伝達ピース4a' の中心部には前後間に亘って貫通した測量用孔37が設けられていてこの孔37を通じてレーザ光線を発進立坑Ｂ内からトンネル掘削機A'に向かって照射し、トンネル掘削機A'の掘削位置を確認しながら計画線上に沿って掘進させるようにしている。また、発進立坑Ｂ内には、管体Ｐを推進する複数本の推進ジャッキ８と推進反力伝達部材4'を押し進める複数本の推進反力受止ジャッキ５とが配設されてこれらのジャッキ５、８の後端面を反力壁Ｃに支持させている。
【００４６】
このように構成したトンネル掘削機A'は上記実施の形態で示したトンネル掘削機Ａと同様に、発進立坑Ｂ内に設置され、掘削手段３であるカッタヘッドを筒体2'の外径と同等ないしは僅かに大径となるまで拡径させた状態にして該カッタヘッドを回転させると共に発進立坑Ｂ内に配設した上記推進ジャッキ８等によって押し進めてトンネルを掘進する。
【００４７】
そして、このトンネル掘削機A'が発進立坑Ｂから地中内に推進すると、その筒体2'の後端に一定長の管体Ｐの前端を接続させると共に掘削機本体1'の胴筒体9'の後端に一定長の推進反力伝達ピース4a' の前端を連結したのち、これらの管体Ｐと推進反力伝達ピース4a' を上記複数本の推進ジャッキ８と推進反力受止ジャッキ５との伸長速度を同一となるように同調させながら伸長させることにより押し進め、トンネル掘削機A'の筒体2'に該管体Ｐを後続させた状態でトンネル掘削機A'をトンネル計画線に沿って掘進させる。さらに、トンネル掘削機Ａによって管体Ｐの長さに相当するトンネルが掘削される毎に発進立坑Ｂ側で管体Ｐと推進反力伝達ピース4aとを順次、継ぎ足しながら押し進めて管路を形成していく。
【００４８】
推進反力受止ジャッキ５の推進力は、複数本の推進反力伝達ピース4a' を直列状に継ぎ足してなる推進反力伝達部材4'を介して掘削機本体1'に伝達される一方、推進ジャッキ８の推進力は管体Ｐ列を介して掘削機本体1'の外殻である筒体2'に伝達され、掘削機本体1'の掘進速度と同じ速度でもって管体Ｐが推進される。なお、筒体2'に後続する先頭の管体Ｐをこの筒体2'の後端にボルト等によって連結すると共に管体Ｐ、Ｐ同士を単なる接合ではなく互いにボルト等によって一体に連結しながら継ぎ足した場合には、推進反力受止ジャッキ５による推進力は推進反力伝達部材4'を介して掘削機本体1'に伝達されると共に、この掘削機本体1'の胴筒体9'の前端部外周面に突設しているストッパ片32からこのストッパ片32の前面を係止させている筒体2'のフランジ部31に伝達されて筒体2'が掘削機本体1'と一体に推進すると共に筒体2'に連結している上記管体Ｐ列を一体に推進させることができる。
【００４９】
従って、推進反力受止ジャッキ５は管体Ｐの推進ジャッキを兼ねることができる。この場合、推進ジャッキ８は、推進距離が長くなって管体Ｐの周囲の摩擦が大きくなった際の推進補助ジャッキとして機能させることができる。
【００５０】
次に、上記トンネル掘削機A'によって所定長のトンネルを掘削したのち、筒体2'を地中に残して掘削機本体1'を撤去、回収する場合、まず、掘削手段３であるカッタヘッドを筒体2'の内周面に周設しているフランジ部31や管体Ｐの内径よりも小径となるように縮径させると共に発進立坑Ｂ内に設置している上記推進反力受止ジャッキ５や推進ジャッキ８等を立坑外に撤去し、発進立坑Ｂ内に適宜の牽引手段（図示せず）を設置する。
【００５１】
この状態にして牽引手段により推進反力伝達部材4'の後端部を後方に引っ張ると、筒体2'に対して、この筒体2'のフランジ部31の内周面にシール材15を介してその前端外周面を摺接、支持させている掘削機本体1'の胴筒体9'が推進反力伝達部材4'と一体に後退する。そして、推進反力伝達部材4'の後端側の推進反力伝達ピース4a' が発進立坑Ｂ側に引き戻される毎に該推進反力伝達ピース4aを前側の推進反力伝達ピース4a' から切り離して立坑外に順次、撤去し、先頭の推進反力伝達ピース4a' が推進立坑Ｂに引き戻された時にこの推進反力伝達ピース4a' を掘削機本体1'の後端からの連結を解いて撤去したのち、発進立坑Ｂ内に達した掘削機本体1'を発進立坑Ｂ内から地上に回収、撤去する。
【００５２】
この際、推進反力伝達部材4'を構成する複数本の推進反力伝達ピース4a' としては、上述したように、内部に掘削土砂の排出管や泥水供給管等として使用する複数の小径短管33、34を設けていると共に外周部にトンネル掘削機Ａを駆動するための制御用配線や油圧管路等を収納する凹溝部35を設けているので、別に排出管や泥水供給管等の回収撤去作業を必要とすることはなく、掘削機本体1'の回収、撤去作業がより能率よく行うことができる。なお、上記いずれの実施の形態においても、トンネル掘削機Ａ、A'の到達側に人孔等の掘削孔が存在する場合には、掘削機本体1'からカッタヘッドよりなる掘削手段３を切り離して該掘削手段３を該孔を通じて地上側に回収、撤去することも可能であり、従って、この場合には掘削手段３としてのカッタヘッドは拡縮自在に形成しておく必要はなく、筒体２、2'の外径に略等しくしておけばよい。そして、該掘削孔からは撤去できない掘削機本体１又は1'を発進立坑側に回収、撤去する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】管路を形成中のトンネル掘削機の簡略側面図。
【図２】管路の形成後の回収、撤去状態を示す簡略側面図。
【図３】トンネル掘削機の縦断側面図。
【図４】カッタヘッドの正面図。
【図５】後胴部のグリッパと方向修正ジャッキ部分を示す簡略縦断背面図。
【図６】ローリング防止部材の横断面図。
【図７】その縦断側面図。
【図８】前胴部を屈折させた状態の簡略平面図。
【図９】本発明のトンネル掘削機の別な実施の形態を示す簡略側面図。
【図１０】その管路の形成後の回収、撤去状態を示す簡略側面図。
【図１１】筒体と掘削機本体との係合部分の拡大縦断側面図。
【図１２】推進反力伝達ピースの一例を示す縦断正面図。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ  トンネル掘削機
Ｂ  発進立坑
Ｐ  管体
１  掘削機本体
２  筒体
３  掘削手段
４  推進反力伝達部材
4a  推進反力伝達ピース
５  推進反力受止ジャッキ
８  推進ジャッキ
９  胴筒体
15  シール材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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