(57)【要約】【課題】  掘削土砂中に含まれる礫を破砕しながらトンネルを掘削する礫地盤掘削用トンネル掘削機を土砂地盤掘削用トンネル掘削機として転用可能にする。【解決手段】  アウターコーン５と前端にカッタヘッド４を一体に設けているインナーコーン３とによって礫地盤を掘削、破砕しながらトンネルを掘進する礫地盤掘削用トンネル掘削機において、上記アウターコーン５の外周壁部5aの後端をトンネル掘削機本体のスキンプレート１の前端に着脱自在に連結しておき、このアウターコーン５を取り外したのち、該アウターコーン５の外周壁部5aと同一内外径を有する短筒状フード20を上記スキンプレート１の前端に連結することによって土砂地盤掘削用トンネル掘削機に変更するように構成している。【選択図】    図１
2008115557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスキンプレートの前端開口部の内周面に固定している隔壁に後端部を回転自在に支持され、且つ、その外周壁面を後端部から前端に向かって徐々に小径に形成しているインナーコーンと、このインナーコーンの前端に取付けられたカッタヘッドと、上記スキンプレートと同一外径に形成されている短筒状の外周壁部をスキンプレートの前端から前方に突設させ、且つ、この外周壁部の内周面に上記インナーコーンの傾斜外周壁面に対向させて後端から前端に向かって徐々に大径に形成された傾斜周壁部を一体に設けてなるアウターコーンと、上記インナーコーンの回転駆動機構とを備えているトンネル掘削機において、上記アウターコーンは周方向に複数分割されていてこれらの分割コーン片を周方向に着脱自在に連結することによって形成されていると共にその外周壁部の後端を上記スキンプレートの前端に着脱自在に接続してスキンプレートと同一外径を有する短筒状フードと取り替え可能に構成していることを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
回転駆動機構は、隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの大径後端部に一体に設けている歯車と、上記隔壁の後面外周部に配設している駆動モータと、この駆動モータの回転軸に固着して上記歯車に噛合させている小歯車とから構成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】
インナーコーンを前端から後端に向かって徐々に小径に形成された内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成し、その後端開口部を作業員の出入口に形成していると共に中空内部からカッタヘッド後面側の土砂取込室に連通したマンホールを設けてあり、このマンホールを中空内部から開閉可能な蓋体によって閉止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４】
インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネル掘削機。
【請求項５】
支持部材は、インナーコーンと同じく、後端から前端に向かって徐々に小径に形成した内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成されてあり、この傾斜周壁部の外周方の空間部を土砂取込室に形成していることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載のトンネル掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土砂地盤の掘削用として転用可能な礫地盤掘削用トンネル掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤には土砂地盤や礫地盤、粘土層地盤などがあり、このような地盤中にトンネルを掘削するには、それぞれの地盤の掘削に適した掘削手段を備えたトンネル掘削機が採用されている。例えば、礫地盤掘削用トンネル掘削機としては、特許文献１に記載されているように、筒状のスキンプレートの前端部に設けた隔壁に駆動モータによって回転する回転中心軸を支承させ、隔壁から前方に突出するこの回転中心軸に後端から前端に向かって徐々に小径に形成しているインナーコーンを一体に設ける一方、このインナーコーンの傾斜外周面と対向するスキンプレートの内周面に後端から前端に向かって徐々に大径となるアウターコーンを固着し、さらに、上記インナーコーンの前端に礫地盤掘削用カッタヘッドを一体に設けてこのカッタヘッドで掘削した土砂をカッタヘッドと一体に回転するインナーコーンと固定側のアウターコーンとの対向面間の楔状空間部に取り込んでこれらのインナーコーンとアウターコーンとにより土砂中の礫を破砕し、破砕した土砂を後方に排出するように構成したトンネル掘削機が知られている。
【０００３】
また、礫地盤や土砂地盤等の地質に応じて転用可能に構成したトンネル掘削機も開発されており、例えば、特許文献２に記載されているように、掘削機本体の前端開口部に回転自在に支持されたカッタヘッドを礫地盤掘削用と土砂地盤掘削用とに交換可能に構成していると共にこのカッタヘッドの形状に応じて該カッタヘッドを覆う筒状フードも交換可能に構成したトンネル掘削機が知られている。
【特許文献１】特開平９−５３３９２号公報
【特許文献２】実公平５−４７８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前者の礫地盤掘削用トンネル掘削機によれば、礫地盤掘削用カッタヘッドによって掘削された地盤中に含まれる礫をインナーコーンとアウターコーンとによって円滑且つ確実に破砕しながらトンネルを掘進していくことができるが、このトンネル掘削機をそのまま土砂地盤掘削用として採用すると、礫地盤掘削用カッタヘッドを土砂地盤用として使用することが可能であっても、該カッタヘッドと隔壁との間に設けられた土砂取込室はアウターコーンの存在によって極めて処理すべき容積が小さくなっているため、掘削処理能率が低下して土砂地盤であるにもかかわらずトンネル掘削機の掘進速度を低下せざるを得なくなり、トンネル施工に長期間を要するといった問題点がある。
【０００５】
一方、後者のトンネル掘削機によれば、礫地盤や土砂地盤等の地質に応じて転用が可能となるが、礫地盤にトンネルを掘削する際には、土砂取込室内に上記特許文献１に記載されているような礫破砕用のインナーコーンとアウターコーンを設けていないために、カッタヘッドに設けている土砂取込開口部を通じて大径の礫が土砂取込室に入り込みと、この礫によって土砂排出用の排泥管が詰まり、トンネルの掘削を一旦、停止して該礫の除去作業を必要としてトンネルの施工能率が低下するといった問題点がある。
【０００６】
また、いずれのトンネル掘削機においても、隔壁の中心部に駆動モータによって回転駆動される回転軸を支持させ、この回転軸の前端にカッタヘッドを一体に固着してなるものであるから、カッタヘッドは回転軸を介して隔壁に片持状に支持された構造となり、そのため、カッタヘッドを所定の回転トルクでもって安定的に回転駆動するには、該回転軸を比較的大径に形成して強度を持たせておく必要があると共に、この回転軸の存在によって機内の作業空間が狭くなるといった問題点が生じることになる。
【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、インナーコーンとアウターコーンとからなる礫破砕手段を備えている礫地盤掘削用トンネル掘削機であって、土砂地盤を能率よく掘削することができる土砂地盤掘削用として転用できる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】
【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、筒状のスキンプレートの前端開口部の内周面に固定している隔壁に後端部を回転自在に支持され、且つ、その外周壁面を後端部から前端に向かって徐々に小径に形成しているインナーコーンと、このインナーコーンの前端に取付けられたカッタヘッドと、上記スキンプレートと同一外径に形成されている短筒状の外周壁部をスキンプレートの前端から前方に突設させ、且つ、この外周壁部の内周側に上記インナーコーンの傾斜外周壁面に対向させて後端から前端に向かって徐々に大径に形成された傾斜周壁部を一体に設けてなるアウターコーンと、上記インナーコーンの回転駆動機構とを備えているトンネル掘削機において、上記アウターコーンは周方向に複数分割されていてこれらの分割コーン片を周方向に着脱自在に連結することによって形成されていると共にその外周壁部の後端を上記スキンプレートの前端に着脱自在に接続してスキンプレートと同一外径を有する短筒状フードと取り替え可能に構成している。
【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、上記回転駆動機構を、隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの大径後端部に一体に設けている歯車と、上記隔壁の後面外周部に配設している駆動モータと、この駆動モータの回転軸に固着して上記歯車に噛合させている小歯車とから構成していることを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に係る発明は、上記インナーコーンを前端から後端に向かって徐々に小径に形成された内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成し、その後端開口部を作業員の出入口に形成していると共に中空内部からカッタヘッド後面側の土砂取込室に連通したマンホールを設けてあり、このマンホールを中空内部から開閉可能な蓋体によって閉止してなる構造としている。
【００１１】
上記請求項１又は請求項２に記載のトンネル掘削機において、請求項４に係る発明は、上記インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成している。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、上記支持部材をインナーコーンと同じく、後端から前端に向かって徐々に小径に形成した内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成してあり、この傾斜周壁部の外周方の空間部を土砂取込室に形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、前端にカッタヘッドを一体に設けているインナーコーンは、その大径側の後端部を隔壁に回転自在に支持させて隔壁の後面側に配設した回転駆動機構によって回転させるように構成しているので、従来のように隔壁にカッタヘッドの回転軸を設けることなくインナーコーンを直接、回転させることができて構造の簡素化を図ることができると共に隔壁後方側の作業空間を広くすることができばかりでなく、インナーコーンの大径の後端部を隔壁に回転自在に支持させているので、その回転支持構造の強度が極めて大きくなって安定した回転トルクを得ることができると共に能率のよい掘削が可能となる。
【００１４】
さらに、このインナーコーンと対向させてスキンプレートの前端にアウターコーンを配設しているので、カッタヘッドにより掘削された礫をこれらのインナーコーンとアウターコーンとによって破砕しながら礫地盤中に能率よくトンネルを掘進していくことができるものであり、その上、上記アウターコーンは、周方向に複数分割されていてこれらの分割コーン片を着脱自在に連結することによって形成されていると共に、その外周壁部はスキンプレートと同一外径に形成されていてこの外周壁部の後端をスキンプレートの前端に着脱自在に連結しているので、礫地盤にトンネルを掘削した後において、このアウターコーンを容易に分解、除去することができ、該アウターコーンに代えてスキンプレートの前端に短筒状フードを装着することにより土砂地盤掘削用のトンネル掘削機に簡単に転用できると共に、この短筒状フードによって囲まれたカッタヘッド後面側の土砂取込室の容積を拡大することができて、カッタヘッドにより掘削された土砂を多量に取り込みながら土砂地盤中に能率よくトンネルを掘削することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、回転駆動機構は、隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの大径後端部に一体に設けている歯車と、上記隔壁の後面外周部に配設している駆動モータと、この駆動モータの回転軸に固着して上記歯車に噛合させている小歯車とから構成しているので、インナーコーンを振れを生じさせることなく安定した状態で円滑に回転駆動することができる。
【００１６】
また、請求項３に係る発明によれば、隔壁にその大径後端部を回転自在に支持されている上記インナーコーンを中空の傾斜周壁部によって形成して隔壁から機内側に向けている後端面を作業員が出入り可能な開口部に形成していると共に、上記傾斜周壁部に中空内からこのインナーコーンとアウターコーンとの間の土砂取込室内に連通したマンホールを設けているので、作業員がこのインナーコーンの中空内部から上記マンホールを開放させて土砂取込室内に容易に出入りが可能となり、その土砂取込室内から切羽の点検が行えるのは勿論、インナーコーンとアウターコーンとからなる礫破砕手段の保守、点検やカッタヘッドに装着したカッタビットの交換作業等も容易に行うことができる。この際、マンホールは上記のように隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの傾斜周壁部に設けられているので、インナーコーンを回転させることによって土砂取込室に対するマンホールの連通位置を周方向の所望位置に容易に変更することができ、インナーコーンからの土砂取込室内に対する作業員の出入り時における安全性を高めることができると共に作業性の向上を図ることがてきる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、上記インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成しているので、土砂地盤掘削用として適したトンネル掘削機に転用することができる。
【００１８】
この場合、請求項５に係る発明によれば、上記インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成しているので、上記歯車及びこの歯車を回転させる駆動モータをそのまま利用して礫地盤掘削用カッタヘッドを有するインナーコーンを土砂地盤掘削用カッタヘッドを備えた支持部材と交換することができ、礫地盤掘削用トンネル掘削機を土砂地盤掘削用トンネル掘削機に容易に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、１はトンネル掘削機の本体である筒状のスキンプレートで、その前端開口部の内周面に円環形状の隔壁２を一体に設けてあり、この隔壁２に後端から前端に向かって徐々に小径に形成している截頭円錐形状のインナーコーン３の大径側の後端部を回転自在に支持させていると共に、インナーコーン３の前端に外径が上記スキンプレート１の外径と略等しい径にされているカッタヘッド４の回転中心部を一体に固着してあり、このカッタヘッド４をスキンプレート１の開口端前方に配設している。
【００２０】
さらに、上記インナーコーン３の外周面と対向してスキンプレート１の開口前端にアウターコーン５を配設している。このアウターコーン５はその外径がスキンプレート１の外径と同径で且つスキンプレート１と同一厚みを有する短筒状の外周壁部5aと、この外周壁部5aの後部内周面にその外周端面を一体に固着している円環形状の後面板5bと、この後面板5bの内周端と上記外周壁部5aの前端部内周面にその前後端部を固着させて後端から前端に向かってその内周面を徐々に大径に形成している截頭円錐形状の傾斜周壁部5cとからなり、上記後面板5bの外周端から後方に突出している外周壁部5aの後端部に内方に向かって直角に屈折したフランジ部5dを一体に設けてこのフランジ部5dを上記隔壁２の前面外周部に重ね合わせてボルト21により着脱自在に連結し、外周壁部5aをスキンプレート１の前端から前方に突設させている。
【００２１】
さらに、このアウターコーン５は図４に示すように、周方向に一定の周長毎に複数の分割コーン片5'に分割されてあり、これらの分割コーン片5'の両側端縁に隣接する分割コーン片5'、5'同士をボルト22によって着脱自在に連結させる連結用リブ5eを突設している。そして、後述するように、このアウターコーン５を取り外したのち、アウターコーンが設けられていない短筒状フード20をスキンプレート１の前端に連結することによって土砂地盤掘削用トンネル掘削機に転用可能としている。
【００２２】
このアウターコーン５の傾斜周壁部5cの内周面と上記インナーコーン３の外周面との対向面間に、カッタヘッド４の後面側から後方に向かって徐々に幅狭くなった楔状空間部からなる土砂取込室６を形成している共に、インナーコーン３とアウターコーン５との後端部対向面間の最も幅狭い空間部を上記隔壁２の前面とアウターコーン５の後面板5bとの間の周溝形状の空間部によって形成された土砂排出室７に連通した通路6aに形成している。
【００２３】
インナーコーン３は、前端に向かって徐々に小径に形成しなる一定厚みを有する截頭円錐形状の傾斜周壁部3aの後端に後方に向かって一定長さの短筒形状の大径周壁部3bを一体に設けてなり、これらの傾斜周壁部3aと大径の後端周壁部3bとの内周面で囲まれた内部を同じく截頭円錐形状の中空に形成していると共にこの中空内部８の後端を後方に向かって全面的に開口させて作業員の出入口8aに形成してあり、さらに、傾斜周壁部3aの一部に中空内部８から上記土砂取込室６に連通するマンホール９を開設してこのマンホール９を中空内部８内から開閉可能な蓋体10によって閉止している。なお、截頭円錐形状の傾斜周壁部3aの内面には、周方向に所定間隔毎に複数状の補強リブ3cを突設している。
【００２４】
上記スキンプレート１は前胴部1aと後胴部1bとに２分割されていると共に後胴部1bの前端に中折れ部1cを介して前胴部1aの後端を上下左右方向に屈折自在に接続させている。11は前胴部1aの後端部と後胴部1bの前端部との内周面間に連結した中折れジャッキで、周方向に所定間隔毎に複数本、配設されている。
【００２５】
上記隔壁２は、前後方向に小間隔を存して配設されてその外周端面を前胴部1aの内周面に溶接等によって一体に固着している円環形状の前側隔壁2aと後側隔壁2bとからなり、前側隔壁2aの内外周端面間の幅は上記アウターコーン５の円環形状の後面板5bの内外周端面間の幅に略等しくしていると共にこの前側隔壁2aの前面外周部に上述したようにアウターコーン５の後端フランジ部5dをボルト21によって取り外し可能に連結させている。また、この前側隔離2aの前面と上記アウターコーン５の後面板5bとの間の空間部によって内径方向に開口した円周溝からなる上記土砂排出室７を形成してあり、この土砂排出室７に上記インナーコーン３の後端大径周壁部3bの外周面から外方に向かって突設している棒状の攪拌部材12を突入させている。また、インナーコーン３の傾斜周壁部3bの外周面の一部分から外方に向かって土砂取込室６内の泥土を攪拌する攪拌板13を突設している。なお、この攪拌板13はカッタヘッド４の後面に後方に向かって突設しておいてもよい。
【００２６】
さらに、隔壁２における後側隔壁2bの内径を前側隔壁2aの内径よりも小径に成形してその内周部を前側隔壁1aの内周端から内方に突出させていると共に該突出端から前方に向かって短筒形状の周壁部2cを一体に設けてあり、この周壁部2cの前端部とこの前端部に対向する上記前側隔壁2aの下端部とによって形成した環状の空間部に軸受け14を介して上記インナーコーン３の大径周壁部3bの後端に固着したリング部材15を回転自在に支持させている。このリング部材15の後端面にはリング形状の外歯車16を一体に設けてあり、上記隔壁２における後側隔壁2bの後面に、図３に示すように周方向に間隔を存して数台（図においては４台）の駆動モータ17を配設、固定してこれらの駆動モータ17の回転軸を前後隔壁2a、2b間に突出させ、その突出端に固着した小歯車18を上記外歯車16に噛合させることにより、これらの駆動モータ17と外歯車16、小歯車18とによってインナーコーン３の回転駆動機構を構成している。
【００２７】
上記隔壁２から後方側の機内には、発進立坑側から配管した送排泥管19a 、19b が配設されてあり、送泥管19a はその前端を上記土砂排出室７の上部内に連通させている一方、排泥管19b はその前端を土砂排出室７の下端部内に連通させてあり、送泥管19a から土砂排出室７に泥水を供給、充満させて掘削土砂と混合させ、この掘削土砂を泥水と共に排泥管19b を通じて後方に排出して発進立坑から地上に設置した分離槽（図示せず）内で掘削土砂を泥水から分離させ、泥水を再び送泥管19a に供給するように構成している。
【００２８】
また、隔壁２の後方側において送泥管19a から別な送泥管19a'を分岐させ、この分岐送泥管19a'を上記インナーコーン３の中空内部８内を通じてその前端をカッタヘッド４の回転中心部の後面に装着したロータリージョイント23に接続し、カッタヘッド４の中心部に貫通状態で設けている切羽面に向かって開口した泥水注入口24にこの分岐送泥管19a'を連通させている。
【００２９】
礫地盤掘削用のカッタヘッド４は、その回転中心部を上記インナーコーン３の小径前端部に一体に固着してあり、図２に示すように、該回転中心部からスキンプレート１の半径方向に向かって複数本（図においては４本）のスポーク4aを放射状に突設して隣接するスポーク4a、4a間に土砂取込室６に連通した土砂取込口4eを設けていると共に、各スポーク4aの互いに平行な側端縁に該スポークの長さ方向に所定間隔毎に複数個の土砂掘削用ビット4bを前方に向かって突設してあり、さらに、これらのスポーク4aに算盤玉形状の礫地盤掘削用ビット4cを互いに回転軌跡が重複しないように配設している。このような礫地盤掘削用ビット4cは、各スポーク4a以外にカッタヘッド４の外周部四方にも設けられていると共にカッタヘッド４の前面中央部には前方に向かってセンタービット4dを突設している。
【００３０】
このように構成した礫地盤掘削機用トンネル掘削機は発進立坑内に設置され、その後胴部1bの後端に一定長さの管体Ｐを接続してその管体Ｐの後端面を複数本の推進ジャッキによって押し進めると共に回転駆動機構によってカッタヘッド４をインナーコーン３と一体的に回転させて切羽地盤を掘削させることによりトンネルを掘進し、管長に応じた一定長さのトンネルが掘削されると、次の管体Ｐを後続させたのちさらにトンネルを掘進し、これを繰り返すことによって管体列からなる管路を形成していく。
【００３１】
カッタヘッド４によって掘削された土砂は、土砂取込口4eを通じてインナーコーン３とアウターコーン５との間の空間部によって形成された土砂取込室６内に取り込まれ、カッタヘッド４と一体に回転する攪拌板13によってこの掘削土砂が送泥管19a を通じて土砂排出室７から該土砂取込室６内に供給、充満している泥水と攪拌、混合されて泥土化し、土砂取込室６から通路6aを通じて土砂排出室７内に流動してこの土砂排出室７内でさらにインナーコーン３の後端部に突設している棒状の攪拌部材12により均一に攪乱されながらこの土砂排出室７から排泥管19b を通じて後方に排出される。
【００３２】
また、大塊土からなる礫が土砂取込室６内に取り込まれた場合には、インナーコーン３とアウターコーン５とによって破砕することにより泥土化させ、掘削土砂と共に土砂排出室７内に排泥管19b を通じて排出される。なお、カッタヘッド４によって掘削される切羽は上記土砂取込室６内の泥水化した泥水圧によって抑えられて該切羽地盤が崩壊するのを防止されている。
【００３３】
次に、トンネル掘削中において、カッタヘッド４によって掘削が困難な障害物が存在してこれを撤去する必要が生じた場合やインナーコーン３とアウターコーン５とからなる礫破砕手段等の保守、点検を行う場合、或いは、カッタヘッド４のビット交換等を行う必要が生じた場合には、土砂取込室６や土砂排出室７内の泥水を排除したのち、作業員が機内側からインナーコーン３の中空内部８内に入り、このインナーコーン３の傾斜周壁部3aに設けているマンホール９を密閉した蓋体10をインナーコーン３内から開放し、マンホール９を通じて土砂取込室６内に侵入することにより、上記切羽の点検や障害物の排除作業その他の保守、点検やビット交換作業等を行うものである。この際、予め、カッタヘッド４を所望角度だけ回動させてマンホール９の開口方向を作業や出入りがし易い方向に向けておくことが望ましい。
【００３４】
なお、以上の実施の形態において、前端にカッタヘッド４を一体に設けているインナーコーン３の回転駆動機構として、このインナーコーン３の後端に外歯車16を固着し、この外歯車16に駆動モータ17の回転軸に固着している小歯車18を噛合させているが、インナーコーン３の後端部内周面に内歯車（図示せず）を一体に設け、この内歯車に上記駆動モータ17の回転軸に固着している小歯車18を噛合させた構造としておいてもよい。
【００３５】
次に、上記のように構成した礫地盤掘削用トンネル掘削機を図５に示すような土砂地盤掘削用トンネル掘削機に転用するには、上記アウターコーン５を構成している全ての分割コーン5'をスキンプレート１の前端開口部における隔壁２の前側隔壁2aから取り外して解体、撤去し、このアウターコーン５に代えて外径がスキンプレート１の外径と同径で且つスキンプレート１と略同一厚みを有する短筒状フード20を取付ける。具体的には、この短筒状フード20の後端に、内方に向かって直角に屈折したフランジ部20a を一体に設けてあり、このフランジ部20a を上記隔壁２の前面外周部に重ね合わせてボルト21により着脱自在に連結することにより、スキンプレート１の前端から前方に向かって延設してあり、この短筒状フード20で囲まれたカッタヘッド４と隔壁２との間の空間部を土砂取込室6'に形成している。なお、図示していないがこの短筒状フード20も上記アウターコーン５と同様に周方向に所定周長毎に複数分割されていて、分割片を互いに着脱自在に連結している。
【００３６】
カッタヘッドとしてはインナーコーン３の前端に固着している上記礫地盤掘削用カッタヘッド４をそのまま使用してもよいが、図５、図６においては、この礫地盤掘削用カッタヘッド４に代えて土砂地盤掘削専用のカッタヘッド4'を使用している。なお、土砂地盤掘削用カッタヘッド4'の構造は、公知のように、その回転中心部から短筒状フード20の半径方向に向かって複数本（図においては４本）のスポーク4aを放射状に突設して隣接するスポーク4a、4a間に土砂取込室6'に連通した土砂取込口4eを設けていると共に、各スポーク4aの互いに平行な側端縁に該スポークの長さ方向に所定間隔毎に複数個の土砂掘削用ビット4bを前方に向かって突設してあり、さらに、これらのスポーク4aの外端面間を短筒状フード20の内径よりも僅かに小径のリング状枠4fによって連結した構造を有している。また、このカッタヘッド4'の中心部にも前方に向かって土砂掘削用ビット4bを突設している。
【００３７】
この土砂地盤掘削用カッタヘッド4'を使用する場合には、上記インナーコーン３も撤去してこのインナーコーン３に代えて、後端から前端に向かって徐々に小径に形成し、且つ、内部が中空の一定厚みを有する截頭円錐形状の傾斜周壁部からなる支持部材25を使用する。上記インナーコーン３はその大径周壁部3bの後端に連結用円環板3dを固着してあり、この連結用円環板3dを外歯車16の前端に一体に固着しているリング部材15の前端面に着脱自在に連結してあり、このインナーコーン３を取り外したのち、支持部材25を上記リング部材15の前端面に取付けるように構成している。支持部材25はその大径の後端部をインナーコーン３の大径周壁部3bと同径に形成されていて、その後端面にインナーコーン３と同様に上記リング部材15の前端面に着脱自在に取付ける連結用円環板25a を固着してあり、この連結用円環板25a をリング部材15に固着したのち、この支持部材25の前端面に上記土砂地盤掘削用カッタヘッド4'の後面中央部を溶接等によって一体に固着することによって土砂地盤掘削用トンネル掘削機に変更している。なお、土砂地盤掘削用カッタヘッド4'の後面又は支持部材25の外周面の一部分に土砂取込室6'に向かって攪拌板13' を突設している。
【００３８】
図７は上記礫地盤掘削用トンネル掘削機における上記インナーコーン３と礫地盤掘削用カッタヘッド４及びアウターコーン５を切り離した分解図を示すものであるが、組立てや解体、撤去を容易にするために、インナーコーン３や礫地盤掘削用カッタヘッド４もアウターコーン５と同様に複数分割しておくものである。また、図８は上記短筒状フード20と土砂地盤掘削用カッタヘッド4'、支持部材25をスキンプレート１側から切り離した分解図を示すものであるが、これらの土砂地盤掘削用カッタヘッド4'や支持部材25も組立てや解体、撤去を容易にするために複数分割されている。その他の構成については上記礫地盤掘削用トンネル掘削機と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
このように礫地盤掘削用トンネル掘削機を転用して構成した土砂地盤掘削用トンネル掘削機は、そのスキンプレート１の後端に上記礫地盤掘削用トンネル掘削機と同様に埋設すべき管体Ｐを順次後続させながらトンネルを掘進する。この場合、上記礫地盤掘削用トンネル掘削機に備えている回転駆動機構をそのまま使用して、該回転駆動機構を構成している駆動モータ17によりその回転軸に固着している小歯車18と噛合した外歯車16を回転させ、この外歯車16と一体のリング部材15を介して前端に土砂地盤掘削用カッタヘッド4'を一体に設けている支持部材25を回転させる。
【００４０】
カッタヘッド4'によって掘削された土砂は、土砂取込口4eを通じて該カッタヘッド4'と隔壁２との間における上記短筒状フード20の内周面と支持部材25の外周面とで囲まれた空間部によって形成されている土砂取込室6'内に取り込まれ、送泥管19a から該土砂取込室6'に供給、充満させた泥水と攪拌板13' によって混合され、この土砂取込室6'から排泥管19b を通じて後方に排出される。
【００４１】
なお、この土砂地盤掘削用トンネル掘削機においても、上記中空の截頭円錐形状支持部材25の後端を機内に向かって全面的に開口した出入口26に形成していると共に、その傾斜周壁部に、この支持部材25の中空内部27から土砂取込室6'に連通したマンホール8'を設けてあり、このマンホール8'を中空内部27側から開閉可能な蓋体10' によって閉止している。そして、作業員がこのマンホール8'を通じて土砂取込室6'内に入り、カッタヘッド4'の点検や掘削ビット4bの交換、或いは、排泥管19b の点検等を行うようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】トンネル掘削機の縦断側面図。
【図２】そのカッタヘッドの正面図。
【図３】隔壁を後方から見た背面図。
【図４】アウターコーンの背面図。
【図５】土砂掘削用トンネル掘削機に転用した状態の縦断側面図。
【図６】土砂地盤掘削用カッタヘッドの正面図。
【図７】礫地盤掘削用トンネル掘削機の要部を分割した状態の簡略縦断側面図。
【図８】土砂地盤掘削用トンネル掘削機の要部を分割した状態の簡略縦断側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１  スキンプレート
２  隔壁
３  インナーコーン
４  カッタヘッド
５  アウターコーン
5'  分割コーン片
６  土砂取込室
９  マンホール
15  リング部材
16  外歯車
17  駆動モータ
18  小歯車
20  短筒状フード
25  支持部材
【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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