(57)【要約】【課題】  管路を形成しながら所定長のトンネルの掘削後、掘削機本体の回収が容易に行えるようにすると共に、再使用の際に掘削すべきトンネルの径が異なっていても、円滑に無理なくトンネルを掘削することができるトンネル掘削機を提供する。【解決手段】  トンネル掘削機は外筒１とこの外筒１内に撤去可能に配設された掘削機本体10とからなり、掘削機本体10は拡縮自在なカッタヘッド14を回転自在に支持している内筒12を備えていてこの内筒12と上記外筒１の内周面から内方に突設しているリング体２間に内周面が内筒12に固着し外周面をリング体２の内周端面にシール材を介して摺接させた中間円環部材７を介在させてあり、所定長のトンネルの掘削後、カッタヘッド14を上記リング体２内を通過可能な径まで縮小させたのち、掘削機本体10を外筒１から切り離して回収するように構成している。【選択図】    図１
2005248476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管路を形成していくトンネル掘削機であって、上記管路の前方側に配設され且つ外径が該管路の外径と略同一径の外筒と、この外筒内に配設された掘削機本体と、外筒の前端部内周面に一体に設けられ且つ内径が上記管路の内径よりも小径のリング体と、上記掘削機本体と外筒とを切り離し可能に連結した推進力伝達部材とを備え、上記掘削機本体は前端に隔壁を一体に設け且つ上記リング体の内径よりも小径の内筒と、上記隔壁に回転自在に支持されて上記外筒の前方地盤を掘削し且つ外径が上記リング体の内径よりも小径となるように縮径可能なカッタヘッドと、隔壁の後面に装着したカッタヘッドの駆動部とを備えていると共に、上記リング体とこの掘削機本体における上記内筒との間に、内周面が内筒の外周面に着脱自在に固定され外周面がリング体の内周端面に摺接した中間円環部材を介在させていることを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
中間円環部材は管路の径の大小に対応した厚みに形成されていると共に、この中間円環部材と外筒間に推進力伝達部材を着脱自在に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】
カッタヘッドの駆動部は多数の駆動モータを隔壁の後面に同心円上に配設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４】
カッタヘッドは、縮径時の最小径が内筒の外径よりも大きくリング体の内径よりも小さくなるように構成され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中にトンネルを掘削しながら管路を形成したのち、該管路内を通じて撤去、回収し、再使用を可能にしたトンネル掘削機の改良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トンネル工事においては、発進立坑側からシールド掘削機を到達立坑に向かって掘進させ、一定長のトンネルを掘削する毎に該シールド掘削機に後続させて一定長の埋設管を順次、継ぎ足すことにより管路を形成したり、或いは、機内でセグメントを組立てながら掘進に従って掘削壁面に覆工することによって管路を形成しており、到達立坑に達したシールド掘削機は、通常、該到達立坑内から地上に回収して再利用するのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、到達立坑が既設のマンホール等の狭隘な立坑である場合、或いは、到達立坑が設けられない場合や、２基のシールド掘削機を地中でドッキングさせる場合のように到達立坑を設けない場合には回収が困難であり、そのため、トンネルの掘削終了後にシールド掘削機をガス溶断などで搬出可能な大きさに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上に再利用できる部品も限られたものになるといった問題点があった。
【０００４】
このため、特許文献１に記載されているように、地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管路を形成していくシールド掘削機において、上記管路の外径と略同一外径を有する円筒形状の外胴と、この外胴内に引き出し可能に配設された掘削機本体とからなり、この掘削機本体は上記外胴内面に着脱自在に係止される円筒形状の内胴と、該内胴の前部に一体に設けている隔壁に回転自在に支持されたカッタヘッドと、このカッタヘッドの駆動手段と、カッタヘッドによって掘削された掘削土砂の排出手段とを備えていると共に上記カッタヘッドを伸縮自在に形成してなるシールド掘削機が開発された。
【０００５】
そして、このシールド掘削機によって所定長さまでトンネルを掘削すると、上記掘削土砂排出手段を管路内を通じて回収、撤去すると共に該カッタヘッドを上記内胴の径以下にまで縮径させ、且つ外胴に対する内胴の係止を解いたのち、外筒体を掘削壁面に埋め殺し状態に残置させる一方、掘削機本体を管路内を通じて回収、撤去し、再び使用可能にしている。
【特許文献１】特開２００１−３１７２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記シールド掘削機は、形成すべき管路の外径に等しい外径を有する外胴に対して、掘削機本体の内胴の外径を該外胴内に係脱可能に挿入、係止できるように外胴の内径に対応した径に形成しているため、この掘削機本体を回収したのち再び使用する場合には、該掘削機本体の内胴を上記外胴と同一外径を有する新たな外胴内に挿入、係止させた状態にして使用せざるをえず、従って、上記管路と同一径の管路しか形成することができず、径の異なった管路の形成用として再利用することが困難であるといった問題点がある。
【０００７】
そのため上記外胴として、掘削機本体の内胴を挿入、係止させる内径を変えることなく外径を掘削径に応じて変えるようにしたトンネル掘削機も知られているが、このように構成すると、掘削機本体の内胴径が変わらないために形成すべき管路の外径が大径となる程、厚みの大きい外胴を使用しなければならず、従って、外胴の厚みを大きくなれば、カッタヘッドの最小縮径状態から最大拡径状態にまで拡大させるカッタヘッドの伸長量が増大して、拡径部分に突設している掘削ビットによって地盤を掘削する時に、大きな曲げモーメントが該拡径部分に作用してその力に耐えられなくなる虞れがあった。
【０００８】
さらに、カッタヘッドが、前方に向かって複数本の掘削ビットを突設している中空のスポーク内に同じく掘削ビットを突設しているスポーク片をスポーク内のジャッキによって該スポークの外端開口部から径方向に出没可能としたスポークタイプのカッタヘッドである場合には、スポーク内からのスポーク片の突出長がスポーク長以下とならざるをえないために、大径の管路を形成しようとしても大きく制限されるといった問題点がある。なお、スポーク長が長いカッタヘッドを使用しようとしても上述したように回収時には掘削機本体の内胴径以下にまで縮径させなければならないので、使用することができない。
【０００９】
また、小径の管路の形成を可能にするために、内胴の外径を出来る限り小径に形成しておくと、この掘削機本体の回収後、該掘削機本体を上記管路よりも大径の管路を形成するために再使用する際、この管路の外径に等しい外径に形成されている外胴の内周面と該掘削機本体の内胴の外周面との間の間隔が大きくなって外胴に対する内胴の連結や係止が困難となる。本発明はこのような問題点を全面的に解消することができるトンネル掘削機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管路を形成していくトンネル掘削機であって、上記管路の前方側に配設され且つ外径が該管路の外径と略同一径の外筒と、この外筒内に配設された掘削機本体と、外筒の前端部内周面に一体に設けられ且つ内径が上記管路の内径よりも小径のリング体と、上記掘削機本体と外筒とを切り離し可能に連結した推進力伝達部材とを備え、上記掘削機本体は前端に隔壁を一体に設け且つ上記リング体の内径よりも小径の内筒と、上記隔壁に回転自在に支持されて上記外筒の前方地盤を掘削し且つ外径が上記リング体の内径よりも小径となるように縮径可能なカッタヘッドと、隔壁の後面に装着したカッタヘッドの駆動部とを備えていると共に、上記リング体とこの掘削機本体における上記内筒との間に、内周面が内筒の外周面に着脱自在に固定され外周面がリング体の内周端面に摺接した中間円環部材を介在させていることを特徴とする。
【００１１】
このように構成したシールド掘削機において、請求項２に係る発明は、上記中間円環部材を管路の径の大小に対応した厚みに形成していると共に、この中間円環部材と外筒間に推進力伝達部材を着脱自在に連結していることを特徴とし、請求項３に係る発明は、カッタヘッドの駆動部を、隔壁の後面に多数の駆動モータを同心円上に配設することによって構成していることを特徴とする。また、請求項４に係る発明は、上記カッタヘッドとして、縮径時の最小径が内筒の外径よりも大きくリング体の内径よりも小さくなるように構成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシールド掘削機によれば、地中にトンネルを掘削しながら該トンネル内に管路を形成していくトンネル掘削機であって、上記管路の前方側に配設され且つ外径が該管路の外径と略同一径の外筒の前端部内にリング体を一体に設けていると共に、このリング体の内径よりもカッタヘッドを回転自在に設けている掘削機本体の内筒の外径を小径に形成しているので、これらの内外筒間にリング体の内外径の厚みに相当する空間部が得られて該空間部に外筒の内周面に沿って中折れジャッキ等の機器を容易に配設することができると共に、機内の作業空間を大きく確保することができて作業の円滑化を図ることができる。その上、上記リング体と掘削機本体の内筒との間に、内周面が内筒の外周面に着脱自在に固定され外周面がリング体の内周端面に摺接した中間円環部材を介在させているので、形成すべき管路の外径が異なっても、リング体の内外周端面間の厚みや掘削機本体の内筒の外径を変えることなくそのままにして該中間円環部材の内外周面間の厚みを管路の径に応じた厚みのものを使用することにより、掘削機本体を再利用して大径の管路であっても小径の管路であっても確実に形成することができる。
【００１３】
さらに、カッタヘッドは縮径した時の外径をリング体の内径よりも小径となるように形成しているので、大径の管路を形成する場合であっても小径の管路を形成する場合であっても、縮径させた径がリング体を通過可能な径となるように形成しているカッタヘッドを採用して該カッタヘッドの拡径寸法を管路の大小径にかかわらず、リング体の厚みに応じた短い長さにすることができ、従って、掘削時において拡径した部分に大きな曲げモーメントが作用することなく、円滑且つ確実に所定径のトンネルを掘進していくことができる。
【００１４】
また、上記中間円環部材と外筒間を着脱自在な推進力伝達部材によって連結しておくことにより、トンネル掘進時における外筒に作用する推進力をこの伝達部材を介して掘削機本体に確実に伝達することができるのは勿論、外筒が大径であっても小径であっても、即ち、トンネルを掘削しながら形成される管路が大径であっても小径であっても、中間円環部材と外筒とを連結する推進力伝達部材の連結長さは一定となり、いずれの場合も確実に連結することができると共に、掘削機本体の回収時には、機内から該推進力伝達部材を取り外すことができ、回収作業が円滑に行うことができる。
【００１５】
さらにまた、カッタヘッドの駆動部を構成する駆動モータを、隔壁の後面に多数台、同心円上に配設しておくことによって、広範囲に亘る径のトンネルが掘削可能な高出力が得られ、掘削機本体の共用回数が増加して経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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は推進工法によってトンネルＴを掘削しながらその掘削壁面に管体ａを推進、埋設することにより管路Ａを形成していくトンネル掘削機の簡略縦断側面図であって、外径が形成すべき管路Ａの外径と略同一径の一定長さの円筒形状の外筒１と、この外筒１の前端部内周面にその外周端面を溶接等により一体に固着し且つ内径が上記管路Ａの内径よりも小径に形成されているリング体２と、上記外筒１内に配設された掘削機本体10と、これらの外筒１と掘削機本体10とを切り離し可能に連結した推進力伝達部材３とからなり、さらに、中折れジャッキ４やスクリューコンベアからなる土砂排出手段５とを備えている。
【００１７】
上記掘削機本体10は、前端面に前側隔壁11を一体に設けていると共に上記リング体２の内径よりも小径で且つ上記外筒１よりも長さが短い内筒12と、この内筒12の中心部を貫通し、上記隔壁11に回転自在に支持されている回転中心軸13と、このカッタヘッド14の前端（先端）にその中心部を一体に固着して上記外筒１の前方地盤を掘削するカッタヘッド14と、内筒12の後端面に一体に設けている後側隔壁11' の後面に装着されているカッタヘッド駆動部15とを備えてなり、この掘削機本体10の内筒12と上記リング体２との間に、内周面が内筒12の外周面に着脱自在に固定され外周面がリング体２の内周端面にシール材６を介して摺接した中間円環部材７を介在させている。この中間円環部材７は、トンネルの掘削壁面に埋設される管体ａにより形成される管路Ａの径の大小に応じた厚みに形成されてあり、その長さは内筒12の長さよりも長い寸法に形成されていて前端面を上記前側隔壁11の前面と同一垂直面上で面一に連続させ、後部を内筒12から後方に突出させている。
【００１８】
カッタヘッド14は図１、図２に示すように、回転中心軸13の前端から該回転中心軸13に対して直交する方向（外径方向）に向かって、回転中心軸13の中心からの長さが上記中間円環部材７の外径の１／２よりも短く且つ内筒12の外径の１／２よりも長い複数本（図においては４本）の中空スポーク14a を放射状に突設していると共に各中空スポーク14a 内に外側スポーク片14b を中空スポーク14a の開口端から外方に向かって出没自在に収納し、これらの中空スポーク14a と外側スポーク片14b の前端両側端部に長さ方向に所定間隔毎に複数本の掘削ビット14c を前方に向かって突設していると共に隣接する中空スポーク14a 、14a の外端部対向側面間を円弧状の連結片14d によって一体に連結してなるスポークタイプのカッタヘッドに形成されている。
【００１９】
各中空スポーク14a 内に収納した外側スポーク片14b は、中空スポーク14a 内に装着しているジャッキ20の作動により外側スポーク片4bを中空スポーク14a の開口端から出没させてスポーク長、即ち、カッタヘッド14の外径を外筒１の外径に略等しい長さ（外径）から上記リング体２の内径よりも小径となる長さ（外径）にまで拡縮させるように構成している。なお、上記回転中心軸13の前面にセンタビット14c'を突設している。
【００２０】
上記外筒１と掘削機本体10とを切り離し可能に連結した推進力伝達部材３は、内端部に断面Ｌ字状の接続金具3aの水平面部をボルト等により取り外し可能に連結、固定している複数本の短い剛直部材からなり、この推進力伝達部材３を周方向に所定間隔毎に配設してその外端面を外筒１の内周面に周方向に所定間隔毎に溶接等によって一体に固着していると共に、内端部に一体に設けている上記接続金具3aの垂直な前端面を掘削機本体10の内筒12の外周面に着脱自在に固定されている上記中間円環部材７の後端面に周方向に所定間隔毎にボルト等により取り外し可能に固定してなるものである。
【００２１】
また、上記外筒１は前胴部1aと該前胴部1aよりも短い後胴部1bとに分割されていると共に、後胴部1bの前端部内周面に外周面を凸円弧状湾曲面に形成している中折れ部８の後端部外周面を一体に固着させてあり、この中折れ部８を上記前胴部1aの後端部内周面にシール材を介して屈折自在に接続している。そして、上記中折れジャッキ４を外筒１の後半部内周面に沿って周方向に所定間隔毎、例えば、四方に配設し、各中折れジャッキ４の前後端を外筒１の内周面に突設しているブラケット9aと中折れ部８の内周面に突設しているブラケット9b間に連結してこれらの中折れジャッキ４を伸縮させることにより、後胴部1bに対して前胴部1aを所定方向に屈折させるように構成している。なお、上記推進力伝達部材３の外端面は前胴部1aの内周面に固着させている。さらに、後胴部1bの後端には内方に向かって埋設すべき管体ａの前端面を当接状態で後続させるフランジ部1cを形成している。
【００２２】
また、上記カッタヘッド14の駆動部15は、内筒12の後面側に一体に設けた上記後側隔壁11' の後面に装着されている多数台の駆動モータ15a による大きな回転トルクを上記回転中心軸13に、内筒12に配設した噛合歯車機構（図示せず）等を介して伝達するように構成してなり、これらの駆動モータ15a は同心円上に配設されている。
【００２３】
さらに、カッタヘッド14の後面と前側の隔壁11間の空間部を、カッタヘッド14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16に形成してあり、この土砂室16から上記土砂排出手段５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。この排出手段５は上述したようにスクリューコンベアからなり、その前端開口部を上記リング体２の下周部を貫通させて上記土砂室16の下端部内に臨ませていると共に隔壁11から後方に向かって斜め上方に傾斜させた状態で配設されている。なお、掘削土砂は、リング体２の上周部を通じて土砂室16に連通した泥水供給管17から供給される泥水と混合しながら排出手段５を通じて排出される。また、この土砂排出手段５の前端部が配設される箇所においては、上記中間円環部材７はその前端部を残して切除されている。
【００２４】
次に、以上のように構成したトンネル掘削機によって地中に管路Ａを施工するには、まず、このトンネル掘削機を発進立坑Ｂ（図３に示す）内に設置し、そのカッタヘッド14を外筒１の前方側において該外筒１の外径に達する径まで拡径させた状態にすると共に、このトンネル掘削機の後胴部1bの後端に外筒１の略同一外径を有するヒューム管からなる管体ａの前端を突き合わせ状に接続する。この状態にしてカッタヘッド14を回転させると共に管体ａの後端面を発進立坑Ｂの後端面に配設している複数本の推進ジャッキよりなる推進手段Ｃによって押し進めてトンネルを掘進する。
【００２５】
そして、トンネル掘削機が発進立坑Ｂから地中内に一定長推進すると、管体ａの後端に次の管体ａの前端を接続させ、この管体ａの後端を上記推進手段Ｃによって押し進めて、先頭の管体ａに該管体ａに後続させながらトンネル掘削機をさらにトンネル計画線に沿って掘進させ、以下、トンネル掘削機によって一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑Ｂ側において管体ａを順次、継ぎ足しながら押し進めて図３に示すように管路Ａを形成していく。カッタヘッド14によって掘削された土砂は土砂室16内に取り込まれる一方、この土砂室16には上述したように泥水供給管17から供給される泥水が充満されて切羽面の安定化を図っていると共にその泥水をスクリューコンベアからなる土砂排出手段５内に掘削土砂と共に流入させ、掘削土砂を発進立坑側に排出する。
【００２６】
推進手段Ｃによる推進力は、管体列からトンネル掘削機の後胴部1bに、さらにこの後胴部1bから中折れジャッキ４を介して前胴部1aに伝達され、該前胴部1aと掘削機本体10の内筒12とを連結している推進力伝達部材３を介して掘削機本体10に伝達されてカッタヘッド14を切羽地盤に押し付けながら掘進する。また、トンネルの掘進中において、トンネル掘削機の方向を修正したり曲線トンネル部を掘削する場合には、中折れジャッキ４を作動させて後胴部1bに対して前胴部1aを所定方向に屈折させることにより行う。
【００２７】
次ぎに、このシールド掘削機によって所定長のトンネルを掘削して管路Ａを形成したのち、掘削機本体10を発進立坑側に撤去、回収する方法について説明する。シールド掘削機が図４に示すように所定位置まで到達すると、スクリューコンベアよりなる土砂排出手段５を外筒１の内周面に固着しているリング体２の下周部から図５、図６に示すように切り離して管路Ａ上を走行する台車（図示せず）等に載せ、発進立坑Ｂ側に撤去、回収する。
【００２８】
しかるのち、掘削機本体10の内筒12上に固定している中間円環部材７の後端面における上記推進力伝達部材３が取付けられていない部分に数個の牽引用ブラケット18を取付けると共に、上記土砂排出手段５の両側方に位置する外筒１の下周部両側内底面と、該外筒１の上周部両側内周面とに図７、図８に示すように頂面が管路Ａの内周面に面一状に連続する高さを有するレール部材19、19を敷設する。さらに、上記中間円環部材７の外周面における上周部両側と下周部両側とに上記レール部材19、19上を転動する車輪21、21を装着する。なお、この車輪21、21や上記牽引用ブラケット18は、予め、中間円環部材７に装着しておいてもよい。
【００２９】
次いで、図９、図10に示すように、カッタヘッド14の各中空スポーク14a 内に設けているジャッキ20を収縮させることによって全ての外側スポーク片14b を中空スポーク14a 内に収納し、カッタヘッド14の外径をリング体２の内径よりも小径にすると共に、外筒１と中間円環部材７とを一体に連結している推進力伝達部材３の接続金具3aを該推進力伝達部材３の剛直部材の内端面と中間円環部材７の後端面とから取り外すことにより外筒１に対して掘削機本体10を切り離す。
【００３０】
しかるのち、図11に示すように、牽引用ブラケット18に牽引用ロープの先端を連繋して発進立坑Ｂ側から適宜な牽引手段（図示せず）によって引っ張ると、外筒１をトンネル掘削壁面に残した状態でカッタヘッド14をリング体２内を通過させながら掘削機本体10はその車輪21をレール部材19上から管路Ａを形成している管体ａの内周面上を転動させて後方に引き出され、管路Ａ内を通じて発進立坑Ｂ側に撤去、回収されてトンネル外へと搬出される。一方、掘削壁面を覆っている上記外筒１はそのトンネル掘削機到達個所に残しておくが、この外筒１の内周面に装着している中折れジャッキ４は図12に示すように外筒１から取り外して回収し、上記掘削機本体10と共に次のトンネル掘削工事に使用する。
【００３１】
また、次のトンネル掘削工事が上記トンネル径よりも大径のトンネル掘削工事である場合には、上記回収した掘削機本体10の内筒12の外周面に装着している中間円環部材７を、先のトンネル径とこのトンネル径との差に相当する寸法だけ厚い中間円環部材に交換して該中間円環部材の内周面を内筒12の外周面に着脱自在に固定すると共に外周面を大径トンネルと同一外径を有する外筒の内周面に固着しているリング体の内周端面にシール材を介して摺接させる一方、カッタヘッド14も最小径まで縮小させた時の径が先のトンネル径とこの大径のトンネル径との差に相当する寸法だけ大きいカッタヘッドに交換して上記掘削機本体10の回転中心軸13の前端に装着する。
【００３２】
同様に、次のトンネル掘削工事が上記トンネル径よりも小径のトンネル掘削工事である場合には、上記掘削機本体10の内筒12の外周面に装着している中間円環部材７を、先のトンネル径とこの小径のトンネル径との差に相当する寸法だけ薄い中間円環部材に交換して該中間円環部材の内周面を内筒12の外周面に着脱自在に固定すると共に外周面を小径トンネルと同一外径を有する外筒の内周面に固着しているリング体の内周端面にシール材を介して摺接させる一方、カッタヘッド14も最小径まで縮小させた時の径が先のトンネル径とこの小径のトンネル径との差に相当する寸法だけ短いカッタヘッド14に交換して回転中心軸13の前端に装着する。
【００３３】
なお、外筒１は大径であっても小径であってもその内周面に固着している上記リング体２の内外周端面間の寸法は略同一寸法に形成されている。従って、カッタヘッド14を構成している各中空スポーク14a から外筒１の外周面にまで突出する外側スポーク片14b の突出長は、掘削すべきトンネルが大径であっても小径であっても殆ど変わることはなく、そのため、外側スポーク片14b に大きな曲げモーメントが作用することなく円滑に掘削することができる。
【００３４】
次に、上記実施の形態においては、推進工法によってトンネルＴを掘削しながらその掘削壁面に管体ａを推進、埋設することにより管路Ａを形成していくトンネル掘削機について説明したが、泥水式シールド工法に使用されるトンネル掘削機に対しても適用することができる。図13はそのトンネル掘削機（シールド掘削機）を示すもので、上記実施の形態におけるトンネル掘削機とは、セグメントＳにより管路A'を形成していく点と、セグメントＳの組立用エレクター22、及びシールドジャッキ23を備えている点、還流泥水によって掘削土砂を排除する土砂排出手段5'を構成している点、外筒１の後胴部1bの長さが長くてその後部内でセグメントＳを組み立てるように構成している点が異なっており、その他の構造については上記実施の形態と同様であるので、同一部分に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
即ち、このトンネル掘削機は、上記実施の形態において説明したトンネル掘削機と同様に、外径が形成すべき管路A'の外径と略同一径の一定長さの円筒形状の外筒１と、この外筒１の前端部内周面にその外周端面を溶接等により一体に固着し且つ内径が上記管路A'の内径よりも小径に形成されているリング体２と、上記外筒１内に配設された掘削機本体10と、これらの外筒１と掘削機本体10とを切り離し可能に連結した推進力伝達部材３とからなり、さらに、中折れジャッキ４やスクリューコンベアからなる土砂排出手段5'とを備えていると共に、掘削機本体10は、その内筒12に設けている隔壁11の中心部に回転自在に支持されている回転中心軸13の前端にスポークタイプのカッタヘッド14の中心部を一体に固着してこのカッタヘッド14を内筒12の後端面の隔壁11' の後面に装着されているカッタヘッド駆動部15により回転させるように構成している。そして、この掘削機本体10の内筒12と上記リング体２との間に、内周面が内筒12の外周面に着脱自在に固定され、外周面がリング体２の内周端面にシール材６を介して摺接した中間円環部材７を介在させている。
【００３６】
上記エレクター22は、後胴部1bの前部内周面に固着した周枠24に配設されていて後胴部1b内でセグメントＳをリング状に組立てるように構成されてあり、シールジャッキ23は上記中折れジャッキ４と共に外筒１の周方向に所定間隔毎に配設されていて中折れ部８の内面上に固定されている。また、土砂排出手段5'は前端開口部を外筒１の内周面に固着している上記リング体２の下周部を貫通して土砂室16に臨ませている排泥管からなり、リング体２の上周部には送泥管17' の前端開口部が貫通して土砂室16内に臨ませていて公知のように、発進立坑側から送泥管17' を通じて泥水を土砂室16内に供給し、カッタヘッド14によって掘削された土砂を泥水と共に上記排泥管を通じて発進立坑側に排出するように構成している。
【００３７】
このように構成したので、カッタヘッド14を外筒１の外径まで拡径させた状態で回転させながら、シールドジャッキ23を伸長させることにより、該ジャッキ23のロッド端をセグメントＳにより形成された管路A'の前端面に押し付けて、この管路A'の前端面に推進反力を受止させながらトンネル掘削機全体を掘進させる。そして、所定位置まで一定長の管路A'が形成されると、送泥管17' と土砂排出手段5'を形成している排泥管をリング体２から切り離して発進立坑Ｂ側に撤去、回収する。
【００３８】
しかるのち、上記実施の形態と同様に、掘削機本体10の内筒12上に固定している中間円環部材７の後端面における上記推進力伝達部材３が取付けられていない部分に数個の牽引用ブラケット（図示せず）を取付けると共に、外筒１の下周部両側内底面と、該外筒１の上周部両側内周面とにレール部材（図示せず）を敷設する。さらに、上記中間円環部材７の外周面における上周部両側と下周部両側とに上記レール部材上を転動する車輪（図示せず）を装着する。なお、管路A'がセグメント覆工によって形成されているので、この管路A'の内面上を直接、掘削機本体10の車輪を走行させるのは好ましくない。そのため、管路A'上に発進立坑まで連続したレールを敷設し、上記レール部材からこのレール上を通じて掘削機本体10を撤去、回収するようにしている。
【００３９】
この掘削機本体10の撤去、回収は上記実施の形態と同様に、カッタヘッド14の各中空スポーク14a 内に設けているジャッキ20を収縮させることによって全ての外側スポーク片14b を中空スポーク14a 内に収納し、カッタヘッド14の外径をリング体２の内径よりも小径にすると共に、外筒１と中間円環部材７とを一体に連結している推進力伝達部材３の接続金具3aを該推進力伝達部材３の剛直部材の内端面と中間円環部材７の後端面とから取り外すことにより外筒１に対して掘削機本体10を切り離す。
【００４０】
しかるのち、牽引用ブラケット18に牽引用ロープの先端を連繋して発進立坑Ｃ側から適宜な牽引手段（図示せず）によって引っ張るか、或いは、管路A'上に敷設しているレール上に牽引台車を配設して該牽引台車により掘削機本体10を牽引撤去する。この場合、上記牽引用ブラケット18を設けることなく掘削機本体10の適所を牽引台車に接続してもよい。掘削機本体10の撤去、回収後、中折れジャッキ４やシールドジャッキ23も撤去、回収して次のトンネル掘削工事に使用する。
【００４１】
なお、上記いずれの実施の形態においても、カッタヘッド14の径を拡縮させる機構としては、中空スポーク14a から外側スポーク片14b をジャッキ20の作動により出没させる機構を採用しているが、スポーク4aの外端に一定長のスポーク片を切り離し自在に連結して、該スポーク片を連結した状態においてはカッタヘッド14を外筒１の外径に略等しい外径とし、スポーク片を取り外した状態においては、カッタヘッド14の外径をリング体２内を通じて撤去可能な径となるように構成しておいてもよい。さらに、スポークタイプに限らず、面板形状のカッタヘッドの外周部を着脱自在な部分に形成してその部分を取付けている場合には、カッタヘッドを外筒１の外径に略等しい外径とし、取り外した場合には、リング体２内を通じて撤去可能な径となるように構成しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】トンネル掘削機の簡略縦断側面図。
【図２】カッタヘッドの正面図。
【図３】所定長までトンネルを掘削した状態の簡略縦断側面図。
【図４】所定位置に達したトンネル掘削機の簡略縦断側面図。
【図５】土砂排出手段を撤去する状態の簡略縦断側面図。
【図６】牽引ブラケットを装着する場合の簡略縦断側面図。
【図７】レール部材を敷設している状態の簡略縦断側面図。
【図８】敷設したレール部材部分の簡略縦断側面図。
【図９】カッタヘッドを縮径させる状態の簡略縦断側面図。
【図１０】接続金具を撤去する状態の簡略縦断側面図。
【図１１】掘削機本体を回収している状態の簡略縦断側面図。
【図１２】中折れジャッキを回収する状態の簡略縦断側面図。
【図１３】本発明の別な実施の形態を示す簡略縦断側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１  外筒体
２  リング体
３  推進力伝達部材
４  中折れジャッキ
５  土砂排出手段
６  シール材
７  中間円環部材
10  掘削機本体
11  隔壁
12  内筒
13  回転中心軸
14  カッタヘッド
14a   中空スポーク
14b   外側スポーク片
15  カッタ駆動部
16  土砂室
Ａ  管路
【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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【図１３】
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