(57)【要約】【課題】  一台のトンネル掘削機によって立坑の掘削とその底部から屈折する屈折トンネル部と該屈折トンネル部から連続する横坑を確実且つ能率よく掘削する。【解決手段】  機長が立坑の径よりも短いトンネル掘削機によって所定深さまで立坑を掘削したのち、そのカッタヘッドの外周端に伸縮自在に装着しているビットを伸長させることにより立坑延長方向に短い拡径トンネル部を掘削し、このトンネル部の底面からトンネル掘削機を僅かに後退させたのち、該トンネル掘削機を上記拡径トンネル部内で機長の中央部を中心として回動させて水平方向に向きを変え、その状態で掘進させて屈折トンネル部を掘削すると共に横坑を連続的に掘進する。【選択図】    図９
2005180109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折トンネル部を有するトンネルを一台のトンネル掘削機によって連続的に掘削する方法であって、トンネル掘削機によって計画屈折トンネル部に達するまでトンネルを掘削した後、このトンネル延長方向に上記トンネル掘削機によって該トンネルよりも大径の所定長さの拡径トンネル部を掘削し、次いで、このトンネル掘削機を後退させたのち、該トンネル掘削機を上記拡径トンネル部内でその機長の中央部を中心として回動させてトンネル屈折方向に向け、しかるのち、このトンネル掘削機によって上記トンネルの端部から所定方向に屈折したトンネルを掘削することを特徴とする屈折トンネル部の掘削方法。
【請求項２】
トンネル掘削機は、先端にカッタヘッドを回転自在に配設している掘削機本体の四方部に支持板を配設し、この支持板上にジャッキによって掘削機の径方向に伸縮し且つ外周面がトンネルの周壁形状と同等の円弧状に湾曲した面に形成されているグリッパシューを装着していると共に、これらのグリッパシューにおける掘削機本体の直径方向に対向する一組のグリッパシューの上記支持板を掘削機本体に対して機軸に直交する軸回りに回動自在に取り付けてなり、この一組のグリッパシューをトンネル掘削壁面の対向壁面部に押し当てる一方、他の一組のグリッパシューを掘削壁面から後退させた状態にして掘削機本体を上記軸回りに回動させてトンネル屈折方向に向けたのち、上記一組のグリッパシューをその円弧状に湾曲した外周面が屈折方向に掘削するトンネルの周方向に向くように回動させる際に、該一組のグリッパシューが押し当てていた掘削壁面の一部をこれらのグリッパシューの回動が可能となるように掘削することを特徴とする請求項１に記載の屈折トンネル部の掘削方法。
【請求項３】
トンネル掘削機のカッタヘッドの外周端部に掘削ビットを出没自在に装着してあり、この掘削ビットをカッタヘッド内に没入させた状態でトンネルを掘削したのち、カッタヘッドから突出させて該トンネルの端部から屈折トンネル部を掘削するための拡径トンネル部を掘削することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の屈折トンネル部の掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上側から所定深さまで立坑を掘削したのち、この立坑の底部から屈折トンネル部を介して横坑を掘削する場合などのように、屈折トンネル部を有するトンネルを一台のトンネル掘削機によって連続的に掘削する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、岩盤トンネル掘削機（ＴＢＭ）を用いて水平坑や斜坑を掘削することが行われているが、このトンネル掘削機によって立坑を地上側から所定深さまで切り下げ掘削したのち、該立坑の底部から横坑を連続的に掘削する等、任意の角度の屈曲部を有するトンネルを連続的に掘削することは、トンネル掘削機の向きを急角度で任意の方向に変更することが困難であるため行われていない。
【０００３】
そのため、本願出願人等は特許文献１に示すように、一台のトンネル掘削機によって屈折トンネル部を有するトンネルを連続的に掘削することができる方法を開発した。この方法に使用されるトンネル掘削機は、機軸の長さが短く且つ先端にカッタヘッドを回転自在に配設している掘削機本体の四方部に支持板を配設し、この支持板上にジャッキによって掘削機の径方向に伸縮し且つ外周面がトンネルの周壁形状と同等の円弧状に湾曲した面に形成されているグリッパシューを装着していると共に、これらのグリッパシューにおける掘削機本体の直径方向に対向する一組のグリッパシューの上記支持板を掘削機本体に対して機軸に直交する軸回りに回動自在に取り付けてなる構造を有している。
【０００４】
そして、このトンネル掘削機を使用して、その四方に配設しているグリッパシューを掘削壁面に押し付けながら所定長さのトンネルを掘削したのち、一組のグリッパシューをトンネル掘削壁面の対向壁面部に押し当てた状態で他の一組のグリッパシューを掘削壁面から後退させ、この状態にして掘削機本体を上記軸回りに回動させてカッタヘッドにより掘削壁面の一側面を掘削しながらトンネル屈折方向に向けたのち、後退させておいた他方の一組のグリッパシューを伸長させて掘削壁面に押し付け、しかるのち、一方の一組のグリッパシューを後退させると共に元の状態にまで90℃、回動させ、全てのグリッパシューを掘削壁面に押し付けてのち、新たな方向にトンネルを掘進している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３６４８８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、このトンネル掘削方法によると、掘削機本体を機軸に直交する軸回りに回動させてその向きを変える際に、カッタヘッドが横向きに旋回動しようとするが、該カッタヘッドの外周端縁がトンネルの掘削壁面に当接した状態となっているために、該トンネル掘削壁面の一側面部が旋回方向に対して大きな抵抗力を奏することになり、従って、カッタヘッドを回転させながら該カッタヘッドに設けている掘削ビットで掘削壁面を掘削しても旋回動させるには強力な回動力を要することになり、掘削機本体の向きを円滑に変えることができないといったい問題点があった。
【０００７】
その上、カッタヘッドに突設している掘削ビットは、前方の地盤を掘削するには適しているが、側方のトンネル掘削壁面を掘削できる構造とはなっておらず、掘削機本体の回動時にはカッタヘッドの外周端縁に突設している掘削ビットによってのみ、トンネル掘削壁面の一側面部を回動開始時から掘削しなければならないために、トンネル掘削機による屈折トンネル部の掘削作業能率が低下することになる。
【０００８】
また、掘削機本体の向きを変えたのち、この掘削機本体の回動を支持していた一方の一組のグリッパシューを90℃回動させて次のトンネルの掘削に適する向きにしたのち、掘削壁面と該グリッパシューとの間に当て物を介在させてグリッパシューを支持しているため、掘削機本体によって一定長のトンネルを掘削した時にこの当て物からグリッパシューを離脱させて新たに掘削したトンネルの掘削壁面に押し付けるといった手間のかかる困難な作業を必要とした。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屈折トンネル部の掘削方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の屈折トンネル部の掘削方法は、請求項１に記載したように、屈折トンネル部を有するトンネルを一台のトンネル掘削機によって連続的に掘削する方法であって、トンネル掘削機によって計画屈折トンネル部に達するまでトンネルを掘削した後、このトンネル延長方向に上記トンネル掘削機によって該トンネルよりも大径の所定長さの拡径トンネル部を掘削し、次いで、このトンネル掘削機を後退させたのち、該トンネル掘削機を上記拡径トンネル部内でその機長の中央部を中心として回動させてトンネル屈折方向に向け、しかるのち、このトンネル掘削機によって上記トンネルの端部から所定方向に屈折したトンネルを掘削することを特徴とする。
【００１０】
このように構成した屈折トンネル部の掘削方法に使用するトンネル掘削機としては、請求項２に記載したように、先端にカッタヘッドを回転自在に配設している掘削機本体の四方部に支持板を配設し、この支持板上にジャッキによって掘削機の径方向に伸縮し且つ外周面がトンネルの周壁形状と同等の円弧状に湾曲した面に形成されているグリッパシューを装着していると共に、これらのグリッパシューにおける掘削機本体の直径方向に対向する一組のグリッパシューの上記支持板を掘削機本体に対して機軸に直交する軸回りに回動自在に取り付けた構造を有している。
【００１１】
そして、この請求項２に係る発明は、上記一組のグリッパシューをトンネル掘削壁面の対向壁面部に押し当てる一方、他の一組のグリッパシューを掘削壁面から後退させた状態にして掘削機本体を上記軸回りに回動させてトンネル屈折方向に向けたのち、上記一組のグリッパシューをその円弧状に湾曲した外周面が屈折方向に掘削するトンネルの周方向に向くように回動させる際に、該一組のグリッパシューが押し当てていた掘削壁面の一部をこれらのグリッパシューの回動が可能となるように掘削することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、上記請求項１又は請求項２に記載の屈折トンネル部の掘削方法において、トンネル掘削機のカッタヘッドの外周端部に掘削ビットを出没自在に装着し、この掘削ビットをカッタヘッド内に没入させた状態でトンネルを掘削したのち、カッタヘッドから突出させて該トンネルの端部から屈折トンネル部を掘削するための拡大トンネル部を掘削することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、トンネル掘削機によって計画屈折トンネル部に達するまでトンネルを掘削した後、このトンネル延長方向に該トンネルよりも大径の所定長の拡径トンネル部を掘削してこの拡径トンネル部とトンネル掘削機のカッタヘッドの外周端縁との間にトンネル掘削機のトンネル屈折方向への回動自由度を確保し得る間隙部を設けると共に、トンネル掘削機を一定長、後退させたのち、上記拡径トンネル部内で該トンネル掘削機をその機長の中央部を中心として回動させてトンネル屈折方向に向けるので、トンネル掘削壁面から大きな抵抗力を受けることなくトンネル掘削機を円滑に所定の方向に回動させることができて屈折トンネル部の掘削作業が能率よく行うことができるものである。
【００１４】
さらに、請求項２に係る発明によれば、掘削機本体の外周四方に配設したグリッパシューにおいて、互いに平行に対向する一方の一組のグリッパシューを掘削機本体の軸心に直交する軸回りに回動自在に装着しているので、他方の互いに平行な一組のグリッパシューを収縮させたのち、掘削壁面に圧着している上記一方の一組のグリッパシューを支点として掘削機本体全体を他方の互いに平行なグリッパシューと一体に所定角度でもって所定の屈折方向に、その向きを容易に且つ急角度でもって変えさせることができると共に、向きを変えたのち上記一方の一組のグリッパシューをその円弧状に湾曲した外周面が屈折方向に掘削するトンネルの周方向に向くように回動させる際に、該一組のグリッパシューが押し当てていた掘削壁面の一部をこれらのグリッパシューの回動が可能となるように掘削しておくので、四方の全てのグリッパシューの円弧状外周面を屈折トンネル部から連続するトンネルの周方向に簡単に向けることができ、該トンネルを上記一台のトンネル掘削機によって能率よく掘進していくことができる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明によれば、トンネル掘削機のカッタヘッドの外周端部に掘削ビットを出没自在に装着し、この掘削ビットをカッタヘッド内に没入させた状態でトンネルを掘削したのち、カッタヘッドから突出させて該トンネルの端部から屈折トンネル部を掘削するための拡径トンネル部を掘削するので、トンネルの延長上に該トンネルの掘削に連続して所定長さの拡径トンネル部を掘削することができ、この拡径トンネル部内でトンネル掘削機をカッタヘッドで掘削壁面を掘削することなく或いはごく一部分を掘削しながらトンネル屈折方向に簡単に回動させることができる。
【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は立坑Ｂを掘削しているトンネル掘削機Ａの簡略縦断正面図、図２はそのグリッパシュー部分の横断面図であって、掘削機本体１は、長さが掘削すべき立坑Ｂの径よりも短い筒状胴体1aをトンネル中心部に配設していると共にこの筒状胴体1aを該筒状胴体1aよりも短い長さに形成されている矩形枠体1bの中央円形孔の中心部に挿通し、矩形枠体1bの上端（基端）から筒状胴体1aの上端部を上方に突出させた状態で両者を一体に固着してなるものである。
【００１７】
上記矩形枠体1bの四方端面、即ち、掘削機本体１の長さ方向に平行な四方の平坦な垂直面に複数本のジャッキ3A、3Bによってそれぞれ径方向に伸縮するグリッパシュー２を配設していると共に筒状胴体1aの下端（先端）側にカッタヘッド４を回転自在に配設している。そして、このカッタヘッド４の下端（先端）から上記筒状胴体1aの上端までの機長は、このトンネル掘削機Ａによって掘削される立坑径（トンネル径）よりも僅かに短い長さに形成されている。なお、掘削機本体１における上記筒状胴体1aは角筒状であっても円筒状であってもよく、また、矩形枠体1bをこの筒状胴体1aの外周面にその内周面を一体に固着することなく筒状胴体1aの回りに回動自在に連結、固定しておいてもよい。
【００１８】
掘削機本体１における上記矩形枠体1bの外周四方に配設しているグリッパシュー２は、上下方向の長さが筒状胴体1aの長さと略同じ長さであって、且つ、その外面を周方向（幅方向）に掘削壁面の周方向と同じ湾曲度でもって湾曲している凸円弧状湾曲外面21に形成した矩形状板から構成されている。
【００１９】
さらに、掘削機本体１の直径方向に対向する互いに平行な二組のグリッパシュー２、２において、一方の一組のグリッパシュー2A、2Aは、掘削機本体１の軸心に直交する軸回りに回動自在に装着されてあり、他方の一組のグリッパシュー2B、2Bは、上記一方の一組のグリッパシュー2A、2Aと同様に、掘削機本体１の軸心に直交する軸回りに回動自在に装着しておいてもよいが、図においては、矩形枠体1bの互いに平行な面にそれぞれ回動不能に装着されている。
【００２０】
掘削機本体１の矩形枠体1bに対するこれらのグリッパシュー2A、2Bの取付構造をさらに詳しく説明すると、矩形枠体1bの外周四方の上記垂直な四方端面に、図２に示すように固定台板５を固着し、互いに平行な二組の固定台板５、５における一方の一組の固定台板５、５上に支持台６、６を重ね合わせてその中心部を固定台板５、５の中心に突設している支軸７に回動自在に枢着すると共にこれらの回動支持台６、６とグリッパシュー2A、2Aとの対向面間を複数本のジャッキ3A、3Bによって連結している一方、他方の一組の固定台板５、５上に支持台を設けることなくこの固定台板５、５とグリッパシュー2B、2Bとの対向面間を複数本のジャッキ3A、3Bによって連結している。
【００２１】
なお、上記回動支持台６、６と掘削機本体１とを支軸７を中心として相対的に回動させる回動駆動機構８としては、矩形枠体1b上に回動用モータを設置し、このモータの回転軸に固着したピニオンを回動支持台６、６に支軸７を中心として一体に設けている円形ラックに噛合させて上記回動用モータにより回動支持台６、６を上記支軸７回りに回動させるように構成しておいてもよいが、本発明の実施の形態においては、図７に示すように、上記一方の一組のグリッパシュー2A、2A又は回転支持台６、６の内面における上記支軸７の上方に対応する数カ所に連結金具8a、8aを固定しておくと共にこれらの連結金具8a、8aの上方側に位置する筒状胴体1aの垂直面に同じく一つの連結金具8bを固定しておき、これらの連結金具8a、8b間にジャッキ8cを連結して、該ジャッキ8cを作動させることにより、掘削壁面ｔに押し付けている上記一組のグリッパシュー2A、2Aに対してこのグリッパシュー2Aにジャッキ3A、3Bによって連結している回動支持台６、６を介して掘削機本体１を支軸７回りに回動させるように構成している。
【００２２】
この場合、筒状胴体1a側の連結金具8bと支軸７とを結ぶ線上にジャッキ8cの下端部を連結させている連結金具8aがくると、掘削機本体１が回動不能となるので、該ジャッキ8cの下端を次の別な連結金具8aに盛り替えるように連結して掘削機本体１をグリッパシュー2A、2Aに対して支軸７回りに回動させるように構成している。なお、回動支持台６は通常は、取り外し可能なボルト（図示せず）によって固定台板５に回動不能に固定されていて、グリッパシュー2A、2Aの凸円弧状湾曲外面21を掘削壁面ｔの周方向に向けた状態に保持している。
【００２３】
なお、上記のように、互いに平行な二組のグリッパシュー2A、2A：2B、2Bを掘削機本体１の矩形枠体1bの四方に配設した状態においては、これらのグリッパシュー2A、2Bはその前端面（先端面）を掘削機本体１の前端側に回転自在に配設しているカッタヘッド４の外周端縁に近接させた状態にしてカッタヘッド４の直後に対向させてあり、さらに、隣接するグリッパシュー2A、2Bの対向側端面を互いに近接させてこれらの側端面間の間隔を小さくすることにより、掘削壁面ｔに対するグリッパシュー2A、2Bの押し付け面積（圧着面積）を大きくして掘削壁面ｔの崩落を防止すると共にこれらのグリッパシュー2A、2Bによる掘削機本体１の支持を確実に行わせるように構成している。
【００２４】
このように、上記グリッパシュー2A、2Bの周方向の幅を大きくし且つこれらのグリッパシュー2A、2Bをカッタヘッド４の直後に配設すると、上記一方の一組のグリッパシュー2A、2Aを掘削壁面ｔに圧着させた状態で他方の一組のグリッパシュー2B、2Bを収縮させたのち、上記回動駆動機構８によって掘削機本体１を上記一方の一組のグリッパシュー2A、2Aを支点としてそれまでの掘削方向に対して屈折する方向に回動させると、掘削機本体１の先端に設けている上記カッタヘッド４が掘削機本体１と共に旋回動して掘削壁面ｔに圧着している上記一方の一組のグリッパシュー2A、2Aの側部に当接して所定方向に向きを変えることができなくなる。
【００２５】
そのため、本発明の実施の形態においては、上記カッタヘッド４の旋回軌跡上に重なる側の上記一方の一組のグリッパシュー2A、2Aの側部を切り離し可能な分割グリッパシュー片2aとし、この分割グリッパシュー片2aを本体側のグリッパシュー2Aの側端面に着脱自在に連結してあり、この分割グリッパシュー片2aをグリッパシュー2Aの本体側から取り外すことにより、その取り外したことによって生じる空間部に旋回動するカッタヘッド４の外周部を通過させるように構成している。
【００２６】
さらに、掘削機本体１をそのカッタヘッド４を下方に向けての立坑掘削状態から屈折トンネル部Ｔを掘削するために横方向に向けるには、上記一方の一組のグリッパシュー2A、2Aを掘削壁面ｔの対向壁面（図においては前後対向壁面）に押し付けた状態にして他方の一組のグリッパシュー2B、2Bを内方に収縮させたのち、上記支軸７回りに掘削機本体１を回動させるものであるが、この際、グリッパシュー2A、2Bの基端部（上端部）同士が当接してそれ以上の回動ができなくなると共に他方の一組のグリッパシュー2B、2Bのうち、掘削機本体１の向きを変える時に掘削壁面ｔ側を通過する側のグリッパシュー2Bの上端部が掘削壁面ｔに当接して掘削機本体１の回動ができなくなるので、これらの四方のグリッパシュー2A、2Bの上端部（基端部）も一定長さだけ切り離し可能な分割グリッパシュー片2a' 、2bに形成している。
【００２７】
また、上記グリッパシュー2A、2Bと回動支持台６又は固定台板５間を連結している上記ジャッキ3A、3Bは、支持台６又は固定台板５からグリッパシュー2A、2Bに向かって掘削機本体１の後方（図においては上方）側に傾斜している推進用傾斜ジャッキ3Aと、支持台６又は固定台板５からグリッパシュー2A、2Bに向かって掘削機本体１の前方（図においては下方）側に傾斜している支持用傾斜ジャッキ3Bとからなり、支持台６又は固定台板５から前方側に向かって傾斜している支持用傾斜ジャッキ3Bの伸長によりグリッパシュー2A、2Bを掘削壁面ｔに圧着させて掘削機本体１が必要以上に下動するのを阻止すると共に支持台６又は固定台板５から前方側に向かって傾斜している推進用傾斜ジャッキ3Aの伸長により掘削機本体１を掘進させるように構成している。
【００２８】
一方、上記カッタヘッド４は上記掘削機本体１よりも外径を大径に且つその水平円板形状の回転中心部41から外周端に向かって後方（上方）に傾斜した逆截頭円錐形状に形成されていると共に掘削面に多数のローラビット42を突設してあり、さらに、周方向に所定間隔毎にズリ取込み開口部43を設けていて、このズリ取込み開口部43の回転方向に面している側端縁に、掘削ズリを機内に取り込むためのスクレーパを取付けている。
【００２９】
さらに、カッタヘッド４の外周端部には、図３に示すように、ビット受枠44が埋設状態に固着してあり、このビット受枠44内にジャッキ45によって該受枠44の掘削壁面ｔ側に向かって開口している開口端からカッタヘッド４外に掘削壁面ｔに向かって出没する拡径トンネル部掘削用ビット46を配設している。
【００３０】
また、このカッタヘッド４の外周端から内径方向に向かってアーム部材47を突設してこれらのアーム部材47の内端にリング部材48を一体に固着し、該リング部材48を掘削機本体１の上記矩形枠体1bの円形内周面における下端部（先端部）に回転自在に支持させていると共に、このリング部材48の内周面に設けている内歯ギヤ49に、筒状胴体1aと矩形枠体1bとの間に設置している複数個数の駆動用モータ９の回転軸に固着した外歯ギヤ9aを噛合させてモータ９の駆動によりカッタヘッド４を回転させるように構成している。
【００３１】
このように構成したトンネル掘削機Ａの後端（上端）には図１に示すように、平面矩形状の複数台（図においては３台）の後続台10、11、12が切り離し可能に上下に積み重ねた状態で連結してあり、各後続台10〜12には、その中心部に上記掘削機本体１の筒状胴体1aと同大、同形の筒状支柱体13、14、15を一体に設けていて上下に隣接する後続台における支柱体の対向端面間を互いに着脱自在に連結、連通させていると共に下部後続台12の支柱体15の下端開口部を上記筒状胴体1aの上端開口部に着脱自在に連結してあり、さらに、掘削機本体１の上記筒状胴体1a内からこれらの支柱体13〜15内を通じて掘削ズリをバケットコンベア等の適宜な搬送手段によって上方に搬出するように構成している。さらに、最下部の後続台12の外周面には立坑Ｂの掘削壁面ｔに押し付けて、トンネル掘削機Ａから切り離した後続台10〜12を掘削壁面ｔに支持させておくための径方向に伸縮可能な複数個のグリッパ16が装着されている。
【００３２】
なお、平面矩形状に形成されている後続台10〜12はその平面での対角線の長さ及び各後続台10〜12の高さを立坑Ｂや後述する横坑Ｃの掘削径より短い長さ、高さに形成されている。また、上部後続台10には、例えば掘削壁面ｔに覆工コンクリートを施工するための設備が設けられ、中間部後続台11には各種の油圧設備等が設置され、下部後続台12にはロックボルト打設装置や覆工コンクリート吹付装置（図示せず）などが配設されていて掘削壁面ｔに対する一次覆工等の作業を行うように構成している。
【００３３】
次に、このように構成したトンネル掘削機Ａによって、まず、立坑Ｂを所定深さまで垂直状に切り下げ掘削していくには、図１、図２に示すように、掘削機本体１の四方に配設しているグリッパシュー2A、2Bを傾斜ジャッキ3A、3Bによって立坑Ｂの掘削壁面ｔに圧着させることにより該掘削壁面ｔに推進反力をとると共にトンネル掘削機Ａ及び後続台10〜12の支持を行わせ、矩形枠体1bから斜め上方に傾斜している推進用傾斜ジャッキ3Aを伸長させることによってトンネル掘削機Ａを下方に推進させながらカッタヘッド４の回転によって切羽の岩盤を掘削していく。なお、矩形枠体1bから斜め下方に傾斜している突っ張り用傾斜ジャッキ3Bは、掘削壁面ｔに対するグリッパシュー2A、2Bの下端部の圧着力を調整してトンネル掘削機Ａが必要以上に降下するのを阻止するものである。
【００３４】
推進用の傾斜ジャッキ3A、3Aの伸長によってトンネル掘削機Ａが一定長、掘進すると、これらの傾斜ジャッキ3A、3Aを収縮させると共に突っ張り用傾斜ジャッキ3Bによる掘削壁面ｔへの圧着力を減少させることにより、四方のグリッパシュー2A、2Bを次の位置まで前進（下動）させたのち、再び、これらの傾斜ジャッキ3A、3Bを伸長させることによって立坑Ｂを掘進する。
【００３５】
こうして、トンネル掘削機Ａをその後続台10〜12と共に下方に掘進させて所定深さ（、即ち、掘削トンネル部Ｔを掘削すべき深さ）まで立坑Ｂを掘削すると、カッタヘッド４の外周端部に装着している受け枠44内のジャッキ45を伸長させることにより、図３に示すようにビット46を掘削壁面ｔに向かってカッタヘッド４の外周端部から突出させ、カッタヘッド４の回転と共に掘削機本体１を下方に推進させることにより一定長の拡径トンネル部B'を掘削する。この拡径トンネル部B'の長さは掘削機本体１の筒状胴体1aの長さに略等しい長さを有している。
【００３６】
なお、所定深さまで立坑Ｂの掘削が完了する手前の位置で、一旦、トンネル掘削機Ａの掘進を停止して最下部の後続台車12に装着しているグリッパ17を伸長させて掘削壁面ｔに圧着させることにより後続台車10〜12を掘削壁面ｔに支持させると共にワイヤーロープ等を介して立坑Ｂに吊支させた状態にしたのち、最下部の後続台車12から掘削機本体１を切り離し、しかるのち、上記のように立坑Ｂの下端部とこの立坑Ｂの延長方向に一定長さの拡径トンネル部B'とを順次掘削し、次いで、この拡径トンネル部B'から横坑Ｃを連続的に掘削するための屈折トンネル部Ｔの掘削作業に移る。
【００３７】
まず、トンネル掘削機Ａをその突っ張り用傾斜ジャッキ3Bを伸長させることによって図４に示すように僅かに上方に後退させてカッタヘッド４を切羽面から離間させる。しかるのち、図５、図６に示すように、四方のグリッパシュー2A、2Bの上端部の分割グリッパシュー片2a' 、2bを取り外して撤去すると共に、回動支持台６、６側の一方の一組のグリッパシュー2A、2Aからその側部を形成している分割グリッパシュー片2a、2aを取り外して撤去する。
【００３８】
そして、一方の一組のグリッパシュー2A、2Aを装着している回動支持台６を固定ボルトの撤去によって固定台板５に対して回動可能にすると共にこれらのグリッパシュー2A、2Aを掘削壁面ｔに圧着させた状態で、他方の一組のグリッパシュー2B、2Bをそれらを支持しているジャッキ3A、3Bを収縮させることによって図７、図８に示すように、掘削機本体１に向かって内方に移動（図においては一方のグリッパシュー2Bのみ移動させている）させると共に上記一方の一組のグリッパシュー2A、2A又は回動支持台６、６の内面における一つの連結金具8aと筒状胴体1aに装着している連結金具8b間にジャッキ8cを連結したのち、このジャッキ8cを伸長させると、掘削壁面ｔに押し付けている一組のグリッパシュー2A、2Aに対してこのグリッパシュー2Aにジャッキ3A、3Bによって連結している回動支持台６、６を介して掘削機本体１が支軸７を中心として図９、図10に示すようにカッタヘッド４が下向き状態から徐々に掘削壁面ｔの一側方に対向する方向に回動する。
【００３９】
この際、図９から図11に示すように、グリッパシュー2Aに装着している数個の連結金具8aに対して回転駆動機構８の上記ジャッキ8cの端部の連結を盛り替えながら該ジャッキ8cを作動させることにより、掘削機本体１を所定角度ずつその機軸が垂直状態から水平状態となるまで回動させる。このように、掘削機本体１が支軸７を中心として垂直状態から水平状態となるまで回動する時に、カッタヘッド４側においては、下向き状態のカッタヘッド４と拡径トンネル部B'の底面との間には上述したようにトンネル掘削機Ａの後退による隙間Ｄが設けられていると共に拡径トンネル部B'の径が上記支軸７とカッタヘッド４の逆截頭円錐形状の下面間の最大距離よりも大きい径となるように上記拡径トンネル部掘削用ビット46によって掘削されていてカッタヘッド４の外周端縁と拡径トンネル部B'との間にも隙間Ｅが形成されているので、カッタヘッド４は拡径トンネル部B'の掘削壁面の一側部に当接することなく、従って、カッタヘッド４により拡径トンネル部B'の掘削壁面の一側部を掘削することなく該カッタヘッド４を下向き状態から拡径トンネル部B'の掘削壁面の一側面に対向した水平状態となるまで旋回動させることができる。
【００４０】
さらに、上述したように、回動支持台６、６側の一方の一組のグリッパシュー2A、2Aからその側部を形成している分割グリッパシュー片2a、2aを取り外しているので、このグリッパシュー2A、2Aにカッタヘッド４が突き当たることなく該カッタヘッド４を上記支軸７回りに旋回動させることができる。なお、上記カッタヘッド４の外周端縁と拡径トンネル部B'との間の隙間Ｅが小さくてカッタヘッド４が僅かに当接する場合であっても、当接するまでにカッタヘッド４が拡径トンネル部B'内において掘削壁面の一側部に向かって適宜角度回動しているので、掘削壁面の一部分を拡径トンネル部掘削用ビット46等によって簡単に掘削しながら旋回動させることができる。
【００４１】
また、掘削機本体１の基端側においては、全てのグリッパシュー2A、2Bの基端部の分割グリッパシュー片2a' 、2bが取り外されていて、グリッパシュー2A、2Bの基端が掘削機本体１の基端面から先端側に没入した状態としてあり、且つ、掘削機本体１の回動中心軸である上記支軸７は機長を２等分する位置に配設されているので、上記先端側のカッタヘッド４と同様に、掘削機本体１の基端部が拡径トンネル部B'の掘削壁面の他側面に当接することなく支軸７回りに水平方向にまで回動することができる。
【００４２】
こうして、掘削機本体１が90度、支軸７回りに回動して水平方向に向きを変えると、収縮している他方の一組のグリッパシュー2B、2Bが掘削機本体１と一体的にその向きを変えて凸円弧状に湾曲した外面21を次に掘削する横坑Ｃの掘削壁面t'の周方向に向けた状態となるが、掘削壁面ｔに圧着している上記一方の一組のグリッパシュー2A、2Aの本体は、掘削機本体１が水平方向に向きを変えてもその外面21は立坑Ｂの掘削に適した状態を保持している。
【００４３】
この一組のグリッパシュー2A、2A本体を横坑Ｃを掘削するのに適した状態にするに際して、まず、掘削した立坑Ｂの底面を埋め戻してその埋め戻した上面を、この上面に対向する他方の一組のグリッパシュー2B、2Bにおける下側のグリッパシュー2Bの凸円弧状外面21に沿うように凹円弧状の湾曲面Ｆに整形する。この場合、立坑Ｂの底面が截頭円錐形状に形成されていて、その中央部の幅狭い部分を上述したように埋め戻してもグリッパシュー2Bの基端側が埋め戻した部分から掘削壁面の他側部側にはみ出すので、そのはみ出す底面部分を掘削F'してその掘削上面を上記湾曲面Ｆと面一の湾曲面に整形し、しかるのち、下側のグリッパシュー2Bを伸長させてこの湾曲面Ｆ上に載せ、掘削機本体１を支持させる。この湾曲面Ｆが次に掘削すべき横坑Ｃの底面に連なるものである。
【００４４】
この状態にして掘削壁面ｔに圧着している一方の一組のグリッパシュー2A、2A本体を収縮させ、しかるのち、回動支持台６、６を90℃、支軸７を中心として回動させることによってこれらのグリッパシュー2A、2Aの向きを横坑Ｃを掘削するのに適した状態、即ち、その凸円弧状に湾曲した外面21、21が横坑Ｃの掘削壁面t'の周方向に向いた状態にする（図13参照）。この際、グリッパシュー2A、2Aの旋回動の邪魔となる拡径トンネル部B'の両側壁面の一部を図12に示すように掘削Ｇしておく。しかるのち、このグリッパシュー2A、2Aの側面に分割グリッパシュー片2a、2aを取り付けると共にこれらのグリッパシュー2A、2Aを掘削壁面ｔの前後部に押し付けてカッタヘッド４を回転駆動させながら、ジャッキ3A、3Bを駆動することによりトンネル掘削機Ａを僅かに水平方向に掘進させて全てのグリッパシュー2A、2Bの基端（後端）に分割グリッパシュー片2a' 、2bが装着可能な空間部を形成したのち、これらの分割グリッパシュー片2a' 、2bをグリッパシュー2A、2Bの基端に取り付ける（図14、図15参照）。
【００４５】
こうして、グリッパシュー2A、2Bを元の形状に復旧したのち、固定ボルトによって一方の一組のグリッパシュー2A、2Aの回転支持台６、６を固定台板５、５に固定した状態にしてこのトンネル掘削機Ａのカッタヘッド４を回転させると共に、グリッパシュー2A、2A及び下側のグリッパシュー2Bのジャッキ3A、3Bを作動させて立坑Ｂの底部から立坑Ｂに直角に連なる横坑Ｃの掘削を開始する。
【００４６】
トンネル掘削機Ａが立坑Ｂの底部から水平方向に横坑Ｃを掘進して該横坑Ｃ内に進入した状態になると、四方のグリッパシュー2A、2Bを横坑Ｃの掘削壁面t'に押し付けた状態にして上記立坑Ｂの掘削時と同様に横坑Ｃを掘進していく。こうして、上記トンネル掘削機Ａによって立坑Ｂの底部から横坑Ｃに連続的に連なる屈折トンネル部Ｔを掘削したのち、横坑Ｃを該トンネル掘削機Ａによって水平方向に掘進していくものである。
【００４７】
そして、この横坑Ｃが20〜30ｍ程度、掘削されると、該横坑Ｃの内底面に図16に示すようにレール18を敷設し、上記立坑Ｂの掘削後に掘削機本体１から切り離して底部の上方部における掘削壁面ｔに吊支しておいた後続台10〜12を一台ずつ切り離してこのレール18上に走行自在に順次、配設すると共に掘削機本体１に直列状に接続する。この際、各後続台10〜12の車輪19は、立坑Ｂの掘削時に予め、地上から、後続台10〜12に搬入しておき、レール18の敷設後、このレール18上に吊り下ろす際に後続台10〜12の底面に取付けて台車とする。
【００４８】
こうして、トンネル掘削機Ａに後続台車10〜12を順次、連結してこれらの後続台車10〜12に配設している油圧機器や覆工用設備等の各種設備を使用しながらトンネル掘削機Ａを掘進させて所定長さの横坑Ｃを掘削するものである。なお、以上の実施の形態においては、立坑Ｂから屈折トンネル部Ｔを介して横坑Ｃに至るトンネルの連続掘削方法について説明したが、屈折トンネル部Ｔを介して掘削すべきトンネルとしては立坑Ｂや横坑Ｃに限らず、トンネル掘削機Ａによって掘削中のトンネル（坑）から該トンネルに対して屈折トンネル部Ｔを介して急角度でもって任意の方向にトンネルを連続掘削する場合においても当然のことながら実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】立坑を所定深さまで掘削したトンネル掘削機の簡略縦断正面図。
【図２】その四方に配設したグリッパシュー部分の簡略横断面図。
【図３】トンネル掘削機の一部の簡略縦断正面図。
【図４】トンネル掘削機を切羽面から離間させた状態の簡略縦断正面図。
【図５】分割グリッパシュー片を取り外した状態の簡略縦断正面図。
【図６】その簡略横断面図。
【図７】他方のグリッパシューを収縮させている状態の簡略縦断正面図。
【図８】その簡略横断面図。
【図９】掘削機本体を水平方向に回動させている状態の簡略縦断正面図。
【図１０】その簡略横断図。
【図１１】掘削機本体を水平方向に向きを変えた状態の簡略縦断正面図。
【図１２】その簡略横断面図。
【図１３】グリッパシューを元の位置まで回動させた状態の簡略横断面図。
【図１４】分割グリッパシュー片を取り付けた状態の簡略縦断正面図。
【図１５】その簡略横断面図。
【図１６】横坑を掘削している状態の縦断正面図。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ  トンネル掘削機
Ｂ  立坑
B'  拡径トンネル部
Ｃ  横坑
Ｔ  屈折トンネル部
ｔ  掘削壁面
１  掘削機本体
2A、2B  グリッパシュー
3A、3B  ジャッキ
４  カッタヘッド
５  固定台板
６  支持台
７  支軸
46  拡径トンネル部掘削用ビット
【図１】
2005180109.tif 000003
【図２】
2005180109.tif 000004
【図３】
2005180109.tif 000005
【図４】
2005180109.tif 000006
【図５】
2005180109.tif 000007
【図６】
2005180109.tif 000008
【図７】
2005180109.tif 000009
【図８】
2005180109.tif 000010
【図９】
2005180109.tif 000011
【図１０】
2005180109.tif 000012
【図１１】
2005180109.tif 000013
【図１２】
2005180109.tif 000014
【図１３】
2005180109.tif 000015
【図１４】
2005180109.tif 000016
【図１５】
2005180109.tif 000017
【図１６】
2005180109.tif 000018