JPH07310495A - トンネル掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出水した水を高効率で排水することができる
トンネル掘削機を提供する。 【構成】 掘削機本体１の前面に設けたカッターヘッド
３で掘削した掘削ズリをカッターチャンバー６内に取り
込み、この掘削ズリを掘削機本体１中心部に設けたシュ
ート８を介してベルトコンベヤ７上に積込んで掘削機本
体１後方へ排土するトンネル掘削機Ｓにおいて、前記カ
ッターヘッド３の後部に複数のカッターバケット９を形
成し、このカッターバケット９の側面と後面に開口部１
１を設けてカッターバケット９を脱水構造とし、このカ
ッターバケット９により脱水した水を排水するジェット
ポンプ１２を設けるとともに、このジェットポンプ１２
の吸入口１３ａを前記カッターバケット９の後面に臨む
掘削機本体１の下部に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願に係る発明は、地山を掘
削した掘削ズリ（土砂）を脱水してベルトコンベヤで排
土するとともに地山から出水した水や掘削ズリから脱水
した水をジェットポンプにより高効率で排水するトンネ
ル掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地山を掘削した掘削ズリをベ
ルトコンベヤで排土する構成のトンネル掘削機は、図５
の要部断面図に示すように、掘削機本体５１の前面に設
けられたカッターヘッド５２により掘削した掘削ズリを
後方のカッターチャンバー５３内に取り込み、このカッ
ターチャンバー５３から掘削機本体中心部に配置された
シュート５４を介してベルトコンベヤ５５上に積込ん
で、このベルトコンベヤ５５により掘削機本体後方へと
排土して台車で搬出する構成のものが一般的に用いられ
ている。

【０００３】しかし、トンネル掘削機により掘削する地
山は常に同一の地質とは限らず、地質によっては多量の
地下水等を出水する場合がある。このように出水した場
合には、水を多量に含んだ掘削ズリをベルトコンベヤ５
５に積み込むことになるが、水を含んだベルトコンベヤ
５５上の掘削ズリは滑りを生じて排土不可能となってし
まいトンネル掘削機を停止せざるを得なくなってしま
う。

【０００４】そこで、一般的には、ベルト速度を高速化
したりベルトコンベヤ５５の取付角度を緩やかにしたり
して水を含んだ掘削ズリを排土しようとしているが、出
水量が少ない場合でなければ効果を得ることができな
い。そのため、上記トンネル掘削機５０にあっては掘削
機後方に排水ポンプ５６を設け、出水した水をこの排水
ポンプ５６により後方へ排水するような方法（従来例
１）が採用され、この排水ポンプ５６で排水できないよ
うな多量の出水の場合には、図６の平面図に示すよう
に、トンネルの側部に拡幅部５７を設け、この拡幅部５
７から先進ボーリング機５８により掘削機５０の前方へ
排水孔５９を設け、この排水孔５９から地山の水を掘削
前に排水するような方法（従来例２）が採用されたりし
ている。

【０００５】一方、出水しない時であっても、トンネル
掘削機による掘削時には多量の粉塵が発生するため、通
常、散水することにより粉塵を抑え、その散水は掘削ズ
リとともにベルトコンベヤ５５で排土している。

【０００６】なお、この種の従来技術として、特公平 2
− 32437号公報記載の発明があり、この発明は、ジェッ
トポンプにより掘削ズリを排出する構成であるが、ジェ
ットポンプ能力により排出ズリ量やズリの大きさに制約
が生じること、および掘削距離が長くなると多数の中継
ポンプを設けて排出するので多くの動力を必要とするこ
とにより、大型のトンネル掘削機においてはベルトコン
ベヤによる排出方法に代えて採用することは難しい。

【０００７】また、他の従来技術として、実公昭61− 2
6477号公報記載の考案があるが、この考案は、掘削する
地山の硬質又は軟弱な土質に応じて開放工法と密閉工法
とを選択的に使用することにより、軟弱な土質の場合で
もベルトコンベヤに直接土圧が作用しないようにして円
滑な土砂の搬送を可能とすることを目的とするものであ
り、この出願に係る発明のように土砂から水を脱水して
排水することを可能とするものではない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例１の排水方
法では、トンネル掘削機の掘進とともに排水ポンプ５６
を移設しながら出水に備える必要があるため、その移設
作業に多くの時間と労力を必要とし、しかも、この方法
で排水したとしてもトンネル掘削機後方での排水処理に
なるのでベルトコンベヤ５５への水の影響は大きく、出
水量によっては掘削不可能になってしまう。その上、排
水ポンプ５６の揚程は限られているため、長距離にわた
る排水を行うためには所定距離に複数の排水ポンプ５６
を設けて配管で連結して排水する必要がある。

【０００９】しかも、特に下り勾配で掘削する場合には
排水効率が非常に悪くなり、最悪の場合には冠水の恐れ
もあり、このような場合には掘削作業を停止するためト
ンネル工事が大幅に遅れ、例えば数カ月以上の工期遅延
を招いてしまう場合がある。

【００１０】また、上記従来例２の排水方法では、トン
ネルの側部を人力により掘削して拡幅部５７を設ける作
業とともに、この拡幅部５７から先進ボーリング機５８
により掘削機５０の前方へ排水孔５９を設ける作業に多
大な労力と時間を必要とする。しかも、このような作業
とともに出水量の低下を待つ間は掘削作業が停止してし
まうため、例えば、数カ月〜１年に及んで工事が停止す
る場合もあり、工期の遅延とともに多大な工費を要して
しまう。

【００１１】このように、掘削ズリをベルトコンベヤ５
５で排土するトンネル掘削機における従来の排水方法で
は、出水する度に上記いずれかの排水方法により排水し
た後でなければ掘削ができなくなるため、トンネル工事
の完了までに多くの工期と費用を必要とすることが多
い。

【００１２】なお、出水を止めるために、地山に薬剤を
注入して地下水も通さない改良地盤にする方法もある
が、この方法の場合も長い工期と費用を必要とする。

【００１３】一方、掘削時の粉塵を防止するためにカッ
ターヘッド５２の後部から散水した場合、上記したよう
に掘削ズリに多量の水が含まれるとベルトコンベヤによ
る排土が困難となるために散水量が制限されて充分な散
水効果を得ることができず、そのため、掘削機に付属し
た集塵機による集塵に頼らざるを得なくなる。

【００１４】この出願に係る発明は上記課題に鑑みて、
出水した水を高効率で排水することができるトンネル掘
削機を提供することを一つの目的とし、カッターヘッド
部における粉塵が集塵機を必要とすることなく集塵でき
るトンネル掘削機を提供することをもう一つの目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るトンネル掘削機は、掘削機本体の前
面に設けたカッターヘッドで掘削した掘削ズリをカッタ
ーチャンバー内に取り込み、該掘削ズリを掘削機本体中
心部に設けたシュートを介してベルトコンベヤ上に積込
んで掘削機本体後方へ排土するトンネル掘削機におい
て、前記カッターヘッドの後部に複数のカッターバケッ
トを形成し、該カッターバケットの側面と後面に開口部
を設けて該カッターバケットを脱水構造とし、該カッタ
ーバケットにより脱水した水を排水するジェットポンプ
を設けるとともに、該ジェットポンプの吸入口を前記カ
ッターバケットの後面に臨む掘削機本体の下部に設けた
ことを特徴とするものである。

【００１６】請求項２に係るトンネル掘削機は、掘削機
本体の前面に設けたカッターヘッドで掘削した掘削ズリ
をカッターチャンバー内に取り込み、該掘削ズリを掘削
機本体中心部に設けたシュートを介してベルトコンベヤ
上に積込んで掘削機本体後方へ排土するトンネル掘削機
において、前記シュートの掘削ズリ案内面に開口部を設
けて該シュートを脱水構造とし、該シュートにより脱水
した水を排水するジェットポンプを設けるとともに、該
ジェットポンプの吸入口を前記シュートの下部に設けた
ことを特徴とするものである。

【００１７】請求項３に係るトンネル掘削機は、掘削機
本体の前面に設けたカッターヘッドで掘削した掘削ズリ
をカッターチャンバー内に取り込み、該掘削ズリを掘削
機本体中心部に設けたシュートを介してベルトコンベヤ
上に積込んで掘削機本体後方へ排土するトンネル掘削機
において、前記カッターヘッドの後部に複数のカッター
バケットを形成し、該カッターバケットの側面と後面に
開口部を設けて該カッターバケットを脱水構造とすると
ともに、前記シュートの掘削ズリ案内面に開口部を設け
て該シュートを脱水構造とし、該シュートにより脱水し
た水と前記カッターバケットにより脱水した水を排水す
るジェットポンプを設け、該ジェットポンプの吸入口を
前記シュートの下部と前記カッターバケットの後面に臨
む掘削機本体の下部に設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１８】請求項４に係るトンネル掘削機は、上記請
求項１又は請求項３のトンネル掘削機において、カッタ
ーバケットの後面と掘削機本体の下部に設けたジェット
ポンプ吸入口との間に貯水部を設けたことを特徴とする
ものである。

【００１９】請求項５に係るトンネル掘削機は、上記請
求項１〜４のトンネル掘削機のいずれかにおいて、ジェ
ットポンプに送水する水を貯留する貯水タンクと、ジェ
ットポンプにより排水する水を貯留する排水タンクとを
設け、前記貯水タンクの水をジェットポンプに送水する
駆動水ポンプと、前記排水タンクの水を所定レベル以上
で外部に排水する排水ポンプとを設けて排水系統を構成
し、前記排水タンク内の水を循環させる循環ポンプを設
け、該循環ポンプにより送水する水から固形分を分離す
る分離装置を設けるとともに、該分離装置から分離した
水は前記貯水タンクに給水し、固形分はベルトコンベヤ
に排出する循環系統を構成したことを特徴とするもので
ある。

【００２０】請求項６に係るトンネル掘削機は、上記請
求項５のトンネル掘削機において、ジェットポンプに圧
力検出器を設け、該圧力検出器の設定圧力により該排水
管路を所定時間閉鎖する開閉バルブを設けたことを特徴
とするものである。

【００２１】

【作用】請求項１に係るトンネル掘削機によれば、地山
から出水がある場合、掘削機本体の前面に設けられたカ
ッターヘッドで掘削した掘削ズリは水とともにカッター
チャンバー内に取り込まれ、この掘削ズリはカッターヘ
ッドの後部に形成された複数のカッターバケットにより
上昇させられるが、このカッターバケットは側面と後面
に開口部が設けられた脱水構造のため水が脱水される。
そして、この水はカッターバケットの後面に臨む掘削機
本体の下部に設けられたジェットポンプの吸入口からジ
ェットポンプにより排水され、掘削ズリは掘削機本体中
心部に設けられたシュートを介してベルトコンベヤ上に
積込まれて掘削機本体後方へ排土される。

【００２２】請求項２に係るトンネル掘削機によれば、
地山から出水がある場合、掘削機本体の前面に設けたカ
ッターヘッドで掘削した掘削ズリは水とともにカッター
チャンバー内に取り込まれ、この掘削ズリは水とともに
カッターチャンバーから掘削機本体中心部に設けられた
シュートを介してベルトコンベヤ上に積込まれるが、こ
のシュートは掘削ズリ案内面に開口部が設けられた脱水
構造のため水が脱水される。そして、この水はシュート
の下部に設けられたジェットポンプの吸入口からジェッ
トポンプにより排水されて、掘削ズリはベルトコンベヤ
により掘削機本体後方へ排土される。

【００２３】請求項３に係るトンネル掘削機によれば、
地山から出水がある場合、掘削機本体の前面に設けたカ
ッターヘッドで掘削した掘削ズリは水とともにカッター
チャンバー内に取り込まれ、この掘削ズリはカッターヘ
ッドの後部に形成された複数のカッターバケットにより
上昇させられるが、このカッターバケットは側面と後面
に開口部が設けられた脱水構造のため水が脱水され、こ
の水はカッターバケットの後面に臨む掘削機本体の下部
に設けられたジェットポンプの吸入口からジェットポン
プにより排水される。また、カッターチャンバーから掘
削機本体中心部に設けられたシュートを介してベルトコ
ンベヤ上に積込まれる掘削ズリは、このシュートが掘削
ズリ案内面に開口部が設けられた脱水構造のため水が脱
水され、この水はシュートの下部に設けられたジェット
ポンプの吸入口からジェットポンプにより排水されて、
掘削ズリはベルトコンベヤにより掘削機本体後方へ排土
される。

【００２４】請求項４に係るトンネル掘削機によれば、
上記請求項１又は請求項３のトンネル掘削機における作
用を奏するとともに、カッターバケットの後面と掘削機
本体の下部に設けられたジェットポンプ吸入口との間に
設けられた貯水部により、一旦この貯水部に溜まった水
をジェットポンプにより排水するため、連続的に排水す
ることができる。

【００２５】請求項５に係るトンネル掘削機によれば、
上記請求項１〜４のトンネル掘削機におけるいずれかの
作用を奏するとともに、排水系統により、ジェットポン
プに送水する水を貯留する貯水タンクから駆動水ポンプ
によりジェットポンプに送水された水は、ジェットポン
プにより排水とともに排水タンクに貯留されて所定レベ
ル以上になると排水ポンプにより外部に排水される。ま
た、循環系統により、排水タンク内の水が循環ポンプに
より分離装置に送水され、この分離装置により固形分が
分離された水は前記貯水タンクに給水され、固形分はベ
ルトコンベヤ上に排出される。従って、排水タンク内の
水から固形分を分離した水をジェットポンプに供給する
ことができる閉回路を構成することができる。

【００２６】請求項６に係るトンネル掘削機によれば、
上記請求項５のトンネル掘削機における作用を奏すると
ともに、ジェットポンプに設けられた圧力検出器により
検出した圧力が設定圧力範囲外であれば、排水管路に設
けられた開閉バルブにより排水管路を所定時間閉鎖する
ため、ジェットポンプ駆動水の逆噴射によりジェットポ
ンプの吸入口の詰まりを除去することができる。

【００２７】

【実施例】以下、この出願に係る発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。図１はこの出願に係るトンネル掘
削機の前部を示す側断面図であり、図２は同正面図で、
図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

【００２８】図示するように、トンネル掘削機本体１は
円筒状のスキンプレート２を有し、その前部には掘削機
本体１に軸受１ａで回動自在に支持されたカッターヘッ
ド３が設けられており、このカッターヘッド３は、この
実施例では前面に岩盤掘削用のローラーカッター４が設
けられ、この後部には掘削機本体１の前端部に設けられ
たバルクヘッド５により仕切られたカッターチャンバー
６が形成されている。

【００２９】また、バルクヘッド５の中央部にはベルト
コンベヤ７の前部が貫通して設けられており、前端部の
上部には下方へ向けて開口断面が減少するようなシュー
ト８が設けられている。

【００３０】従って、ローラーカッター４により掘削し
た掘削ズリは開口３ａからカッターヘッド３後部のカッ
ターチャンバー６内へ取り入れられ、シュート８を介し
てベルトコンベヤ７上に積み込まれて排土されるように
構成されている。

【００３１】そして、この実施例では上記カッターヘッ
ド３の後部にフレーム部材１０で複数のカッターバケッ
ト９を環状に形成し、このカッターバケット９の側面と
後面とに多孔板９ａ，９ｂを設けることにより開口部１
１（この実施例では一例として多数の孔）を形成した脱
水構造としている。なお、上記開口部１１は三角や四角
等の他の形状であってもよく、掘削ズリからの水が排水
できる形状であればよい。そして、このカッターバケッ
ト９の後面に臨む掘削機本体１の下部にはジェットポン
プ１２の吸入口１３ａが設けられており、ジェットポン
プ１２は、吸込管１３を吸入口１３ａから本体１の後方
に伸ばして上昇させながら形成した屈曲部１３ｂに設け
られており、この屈曲部１３ｂから本体後方に向けて噴
出するように構成されている。

【００３２】また、この実施例では上記カッターバケッ
ト９の後面とジェットポンプ吸入口１３ａとの間に貯水
部１４を設け、この貯水部１４に一旦水を溜めてから排
水することにより、カッターヘッド３の旋回により生じ
る出水量に変化が生じても貯水部１４では変化量が少な
くなって集水効率が高くなり、この貯水部１４から連続
的に排水することにより効率の良い排水処理を可能とし
ている。

【００３３】一方、上記シュート８は、この実施例では
掘削ズリ案内面である両側部に、前方から後方に傾斜す
る複数の丸棒８ａを平行に配設することによりスリット
状の開口部１５を形成した、いわゆる簾状の脱水構造と
しており、このシュート８のベルトコンベヤ７両側部に
は集水部１６が形成されている。なお、上記開口部１５
は、例えば、多数の丸孔や三角孔を設けた板材であって
も可能であり、また、丸棒を網目状に設けてもよく、掘
削ズリの性状やトンネル掘削機の大きさ、あるいはシュ
ート８の形状等に応じて適宜決定すればよい。そして、
上記ベルトコンベヤ７の上面よりも下方の集水部１６に
はジェットポンプ１７の吸入口１８ａが設けられてお
り、ジェットポンプ１７は、吸込管１８を吸入口１８ａ
から後方に伸ばして上昇させながら形成した屈曲部１８
ｂに設けられており、この屈曲部１８ｂから本体後方に
向けて噴出するように構成されている。なお、この吸入
口１８ａを設ける位置は、シュート８の下部、つまり、
ベルトコンベヤ７の上面よりも下方の集水部１６であれ
ばよい。

【００３４】上記構成における好ましい系統は、図４の
全体系統の一例を示す系統図のように構成され、ジェッ
トポンプ１２，１７に駆動水ポンプ２３で送水する水を
貯留する貯水タンク２２と、ジェットポンプ１２，１７
により排水する水を一旦貯留する排水タンク１９と、排
水タンク１９の水を所定レベル以上で排水する排水ポン
プ２４とを設けて排水系統が構成され、排水タンク１９
内の水を循環させる循環ポンプ２０と、この循環ポンプ
２０により送水する水から固形分を分離する分離装置た
るサイクロン２１とを設けるとともに、このサイクロン
２１から排水した水を貯水タンク２２に給水することに
より循環系統が構成されている。なお、２９は坑内排水
ポンプである。

【００３５】従って、ジェットポンプ１２，１７により
排水とともにタンクに送られた小さな掘削ズリ等は、上
記循環系統のサイクロン２１により分離されてベルトコ
ンベヤ７上へ積み込まれ、このサイクロン２１により固
形分が除去された水は貯水タンク２２へと給水されてジ
ェットポンプ１２，１７用の駆動水として利用されるよ
うな閉回路が構成されている。

【００３６】以上のように構成されたこの実施例のトン
ネル掘削機Ｓによれば、以下のように作用して掘削ズリ
から脱水することができる。

【００３７】すなわち、カッターヘッド３に設けられた
ローラーカッター４で掘削された掘削ズリはカッターチ
ャンバー６内に取り込まれ、カッターヘッド３の後部に
形成された開口部１１を有する脱水構造のカッターバケ
ット９の旋回により上昇させられながら脱水され、脱水
された水はカッターバケット９の後面に臨む掘削機本体
１の下部に設けられたジェットポンプの吸入口１３ａか
らジェットポンプ１２の吸込力により排水される。一
方、上記カッターバケット９により脱水された掘削ズリ
は掘削機本体１の中心部に設けられた脱水構造のシュー
ト８の土砂案内面に形成された開口部１５を通過する時
にも脱水され、脱水された水はベルトコンベヤ７の下部
に設けられたジェットポンプの吸入口１８ａからジェッ
トポンプ１７の吸込力により排水されるので、上記掘削
機本体１の下部に設けた吸入口１３ａからの排水ととも
に効率よい排水による掘削ズリの迅速な脱水が可能とな
り、脱水した掘削ズリは滑りを生じることなくベルトコ
ンベヤ７により掘削機本体１の後方へと排土することが
できる。

【００３８】このように、吸込力の大きなジェットポン
プ１２，１７を排水システムとして組込むことにより、
バキューム作用により切羽付近の水を迅速に排水すると
ともに、図４に示すような系統にすることにより効率的
な排水系統を構成することができる。

【００３９】従って、出水によるトンネル掘削機Ｓの停
止を大幅に減少させて連続的な掘削が可能となるため、
出水の多い地質であっても大幅な工期の遅延を生じるこ
となくトンネル工事が可能となる。このことは下り勾配
であっても同様に機能させることが可能である。

【００４０】また、カッターヘッド３およびシュート８
部からの迅速な排水が可能となるので、掘削時に生じる
粉塵を抑制するために多量の散水を行うことができ、そ
の散水量の制約も受けない。

【００４１】しかも、ジェットポンプ１２，１７は水と
ともに固形物や空気も排出できるため、出水の無い時に
はカッターヘッド３後部における空気とともに粉塵を吸
い込んで排出する、いわゆる集塵機として作用させるこ
とが可能であり、掘削機に設けている集塵機を無くすこ
とが可能となる。その上、コンパクトなジェットポンプ
１２，１７により排水のためのポンプを構成しているの
で、狭隘なトンネル掘削機内部の空間を阻害することな
く排水設備を設けることが可能となる。

【００４２】更に、上述した図４に示すように、空気と
ともに排出された粉塵等を排水タンク１９内の水中に沈
水された後、排水タンク１９に溜めた水を循環ポンプ２
０により固形分を分離するサイクロン２１に送水し、こ
のサイクロン２１により分離した固形分はベルトコンベ
ヤ７により排出して水は貯水タンク２２へ給水する循環
系統を構成すれば、本体１の内部に塵埃等を発生させる
ことなく集塵作用を成すことができる。

【００４３】ところで、常時、ジェットポンプ１２，１
７により排水している場合、ジェットポンプの吸入口１
３ａ，１８ａに掘削ズリ等が詰まる場合がある。そこ
で、この出願に係るトンネル掘削機Ｓでは、ジェットポ
ンプ１２，１７に圧力検出器２５，２７を設け、排水管
２９，３０に開閉バルブ２６，２８を設けることにより
以下のようにして詰まりの除去ができる。

【００４４】すなわち、吸入口１３ａ，１８ａにおいて
詰まりを生じると吸込管１３，１８内の圧力が吸込力に
より真空状態となるため、この圧力を圧力検出器２５，
２７により検知して開閉バルブ２６，２８で排水管２
９，３０を一時的に遮断すれば、ジェットポンプ１２，
１７から噴出した水が吸入口１３ａ，１８ａ側へ噴出す
るため、吸入口１３ａ，１８ａにおける詰まりを除去す
ることができる。なお、この遮断時間は１秒程度の短時
間であればカッターヘッド３側へ噴出する水の量も一時
的で少なく、掘削ズリの搬送に影響を与えることはな
い。

【００４５】

【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うに構成しているので、以下に記載するような効果を奏
する。

【００４６】請求項１に係るトンネル掘削機によれば、
カッターチャンバー内に取り込まれた掘削ズリから脱水
構造のカッターバケットにより脱水され、この水はジェ
ットポンプの高吸引力で排水されるので高効率の排水処
理による掘削ズリからの脱水が可能となるため、脱水し
た掘削ズリは滑りを生じることなくベルトコンベヤによ
り効率的に掘削機本体後方へ排土することができ、出水
によるトンネル掘削機の停止を大幅に減少させて連続的
な掘削が可能となって、出水の多い地質であっても大幅
な工期の遅延を生じることなくトンネル工事が可能とな
る。

【００４７】また、ジェットポンプによりカッターヘッ
ド後部における粉塵を排出する集塵作用も成すことも可
能であり、掘削機に設けている集塵機を無くすことが可
能となる。更に、コンパクトなジェットポンプにより排
水のためのポンプを構成しているので、狭隘なトンネル
掘削機内部の空間を阻害することなく排水設備を設ける
ことが可能となる。

【００４８】請求項２に係るトンネル掘削機によれば、
カッターチャンバー内に取り込まれた掘削ズリは、掘削
機本体中心部に設けられた脱水構造のシュートにより脱
水され、この水はジェットポンプの高吸引力で排水され
るので高効率の排水処理による掘削ズリからの脱水が可
能となるため、脱水した掘削ズリは滑りを生じることな
くベルトコンベヤにより掘削機本体後方へ排土すること
ができ、出水によるトンネル掘削機の停止を大幅に減少
させて連続的な掘削が可能となって、出水の多い地質で
あっても大幅な工期の遅延を生じることなくトンネル工
事が可能となる。

【００４９】また、ジェットポンプによりカッターヘッ
ド後部における粉塵を排出する集塵作用も成すことも可
能であり、掘削機に設けている集塵機を無くすことが可
能となる。更に、コンパクトなジェットポンプにより排
水のためのポンプを構成しているので、狭隘なトンネル
掘削機内部の空間を阻害することなく排水設備を設ける
ことが可能となる。

【００５０】請求項３に係るトンネル掘削機によれば、
カッターチャンバー内に取り込まれた掘削ズリは、カッ
ターヘッドの後部に形成された脱水構造のカッターバケ
ットにより上昇させられて脱水され、更に、掘削ズリは
掘削機本体中心部に設けられた脱水構造のシュートによ
っても脱水され、これらの水は吸入口からジェットポン
プの高吸引力で排水されるので高効率の排水による掘削
ズリからの脱水が可能となるため、脱水した掘削ズリは
滑りを生じることなくベルトコンベヤにより掘削機本体
後方へ排土することができ、出水によるトンネル掘削機
の停止を大幅に減少させて連続的な掘削が可能となっ
て、出水の多い地質であっても大幅な工期の遅延を生じ
ることなくトンネル工事が可能となる。

【００５１】また、ジェットポンプによりカッターヘッ
ド後部における粉塵を排出する集塵作用も成すことも可
能であり、掘削機に設けている集塵機を無くすことが可
能となる。更に、コンパクトなジェットポンプにより排
水のためのポンプを構成しているので、狭隘なトンネル
掘削機内部の空間を阻害することなく排水設備を設ける
ことが可能となる。

【００５２】請求項４に係るトンネル掘削機によれば、
上記請求項１又は請求項３のトンネル掘削機における効
果を奏するとともに、カッターバケットの後面と掘削機
本体の下部に設けられたジェットポンプ吸入口との間に
設けられた貯水部により、一旦この貯水部に溜まった水
をジェットポンプで連続的に排水することが可能となる
ので、断続的な出水であっても効率の良い排水が可能と
なる。

【００５３】請求項５に係るトンネル掘削機によれば、
上記請求項１〜４のトンネル掘削機におけるいずれかの
効果を奏するとともに、貯水タンクから駆動水ポンプに
よりジェットポンプに供給された水が、ジェットポンプ
による排水とともに排水タンクに貯留されて所定レベル
以上になると排水ポンプにより排水される排水系統と、
排水タンク内の水を循環ポンプにより分離装置に送水し
て固形分を分離し、この水を貯水タンクに給水してジェ
ットポンプに供給する循環系統とから構成しているた
め、ジェットポンプにより排水して排水タンク内に貯留
した水から固形分を分離してジェットポンプの駆動水と
して得られるような閉回路を構成することができるの
で、ジェットポンプの駆動水を得るために特別な装置を
必要としないトンネル掘削機が可能となる。

【００５４】請求項６に係るトンネル掘削機によれば、
上記請求項５のトンネル掘削機における効果を奏すると
ともに、排水管路に設けられた圧力検出器により検出し
た圧力が設定圧力範囲外であれば、排水管路に設けられ
た開閉バルブで排水管路を所定時間閉鎖してジェットポ
ンプの吸入口の詰まりを除去することができるため、吸
入口における詰まり除去を自動的に行って円滑な排水を
行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願に係るトンネル掘削機の前部を示す側
断面図である。

【図２】図１に示すトンネル掘削機の正面図である。

【図３】図１に示すトンネル掘削機のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図４】この出願に係るトンネル掘削機における全体系
統の一例を示す系統図である。

【図５】従来のトンネル掘削機を示す要部断面図であ
る。

【図６】従来のトンネル掘削機における排水処理を示す
平面図である。

【符号の説明】

１…掘削機本体 ２…スキンプレート ３…カッターヘッド ４…ローラーカッター ５…バルクヘッド ６…カッターチャンバー ７…ベルトコンベヤ ８…シュート ９…カッターバケット １０…フレーム部材 １１…開口部 １２…ジェットポンプ １３…吸込管 １３ａ…吸入口 １４…貯水部 １５…開口部 １６…集水部 １７…ジェットポンプ １８…吸込管 １８ａ…吸入口 １９…排水タンク ２０…循環ポンプ ２１…サイクロン（分離装置） ２２…貯水タンク ２３…駆動水ポンプ ２４…排水ポンプ ２５，２７…圧力検出器 ２６，２８…開閉バルブ ２９，３０…排水管 Ｓ…トンネル掘削機

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削機本体の前面に設けたカッターヘッ
   ドで掘削した掘削ズリをカッターチャンバー内に取り込
   み、該掘削ズリを掘削機本体中心部に設けたシュートを
   介してベルトコンベヤ上に積込んで掘削機本体後方へ排
   土するトンネル掘削機において、 前記カッターヘッドの後部に複数のカッターバケットを
   形成し、該カッターバケットの側面と後面に開口部を設
   けて該カッターバケットを脱水構造とし、該カッターバ
   ケットにより脱水した水を排水するジェットポンプを設
   けるとともに、該ジェットポンプの吸入口を前記カッタ
   ーバケットの後面に臨む掘削機本体の下部に設けたこと
   を特徴とするトンネル掘削機。
2. 【請求項２】 掘削機本体の前面に設けたカッターヘッ
   ドで掘削した掘削ズリをカッターチャンバー内に取り込
   み、該掘削ズリを掘削機本体中心部に設けたシュートを
   介してベルトコンベヤ上に積込んで掘削機本体後方へ排
   土するトンネル掘削機において、 前記シュートの掘削ズリ案内面に開口部を設けて該シュ
   ートを脱水構造とし、該シュートにより脱水した水を排
   水するジェットポンプを設けるとともに、該ジェットポ
   ンプの吸入口を前記シュートの下部に設けたことを特徴
   とするトンネル掘削機。
3. 【請求項３】 掘削機本体の前面に設けたカッターヘッ
   ドで掘削した掘削ズリをカッターチャンバー内に取り込
   み、該掘削ズリを掘削機本体中心部に設けたシュートを
   介してベルトコンベヤ上に積込んで掘削機本体後方へ排
   土するトンネル掘削機において、 前記カッターヘッドの後部に複数のカッターバケットを
   形成し、該カッターバケットの側面と後面に開口部を設
   けて該カッターバケットを脱水構造とするとともに、前
   記シュートの掘削ズリ案内面に開口部を設けて該シュー
   トを脱水構造とし、該シュートにより脱水した水と前記
   カッターバケットにより脱水した水を排水するジェット
   ポンプを設け、該ジェットポンプの吸入口を前記シュー
   トの下部と前記カッターバケットの後面に臨む掘削機本
   体の下部とに設けたことを特徴とするトンネル掘削機。
4. 【請求項４】 カッターバケットの後面と掘削機本体の
   下部に設けたジェットポンプ吸入口との間に貯水部を設
   けたことを特徴とする請求項１又は請求項３記載のトン
   ネル掘削機。
5. 【請求項５】 ジェットポンプに送水する水を貯留する
   貯水タンクと、ジェットポンプにより排水する水を貯留
   する排水タンクとを設け、前記貯水タンクの水をジェッ
   トポンプに送水する駆動水ポンプと、前記排水タンクの
   水を所定レベル以上で外部に排水する排水ポンプとを設
   けて排水系統を構成し、前記排水タンク内の水を循環さ
   せる循環ポンプを設け、該循環ポンプにより送水する水
   から固形分を分離する分離装置を設けるとともに、該分
   離装置から分離した水は前記貯水タンクに給水し、固形
   分はベルトコンベヤに排出する循環系統を構成したこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトン
   ネル掘削機。
6. 【請求項６】 ジェットポンプに圧力検出器を設け、該
   圧力検出器の設定圧力により該排水管路を所定時間閉鎖
   する開閉バルブを設けたことを特徴とする請求項５記載
   のトンネル掘削機。