JPH1037676A - トンネル掘進機のカッタヘッドおよび既設構造物の破砕方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被掘削体５ａに埋設された縦筋８を効率よ
く、かつ確実に切断可能な、トンネル掘進機のカッタヘ
ッド１０、および被掘削体が既設管５ａの場合の破砕方
法を提供する。 【解決手段】 トンネル掘進機の掘進方向に埋め込まれ
た縦筋を含む被掘削体を掘削するトンネル掘進機のカッ
タヘッドにおいて、前記被掘削体５ａの掘削面から突出
する縦筋８をその付根から所定方向に強制的に曲げるた
めの縦筋曲げ手段１２ｂを備えたことを特徴とするトン
ネル掘進機のカッタヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル掘進機のカ
ッタヘッドおよび既設構造物の破砕方法に関し、特に既
設構造物に埋め込まれた縦筋を曲げるための縦筋曲げ手
段を備えたトンネル掘進機のカッタヘッド、および既設
構造物に埋め込まれた縦筋を効率よく、確実に切断可能
な既設構造物の破砕方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（１）第１の従来技術として、図９〜図１１に示す「実
開平４−１２２７９８」について説明する。「シールド
掘進機６１のカッタヘッド７１前面に、半径方向に沿う
面内にカッタヘッド７１の回転軸心Ｏ1 の周囲に所定角
度毎に放射方向に配置された支持軸心Ｏ2 〜Ｏ4 を中心
としてそれぞれ回転自在に支持された複数のローラビッ
ト７４，７５，７６を配設し、前記ローラビット７４，
７５，７６を、支持軸心Ｏ2を含む複数の面に沿ってそ
れぞれ刃部が形成された縦刃型ローラビット７４と、支
持軸心Ｏ3 回りに螺旋状に刃部が形成された螺旋刃型ロ
ーラビット７５と、支持軸心Ｏ4 と直交する面内で支持
軸心方向所定間隔毎に円形刃部が形成された横刃型ロー
ラビット７６とで構成した」ことが記載されている。

【０００３】前記構成による第１の従来技術における各
ローラビット７４〜７６単独の作用について説明する。 （ａ）横刃型ローラビット７６の作用について図１２に
より説明する。図１２は既設管７２の破砕面を示す図
で、横刃型ローラビット７６による既設管７２の被破砕
面上の４本の軌跡７６ｃは、カッタヘッド７１の回転中
心Ｏ1 に対して同心円状になるため、カッタヘッド７１
の回転方向Ｓ1 方向に折り曲げられる縦筋７２ｂは切断
できず、主にコンクリート管壁７２ａを破砕する。 （ｂ）縦刃型ローラビット７４の作用について図１３に
より説明する。既設管７２の被破砕面を示す図で、縦刃
型ローラビット７４の切削面上の軌跡７４ｃは、カッタ
ヘッド７１の回転方向Ｓ1 方向に折り曲げられる縦筋７
２ｂと直交してピッチ長のチップに切断する。 （ｃ）螺旋刃型ローラビット７５の作用について図１４
により説明する。カッタヘッド７１の回転方向Ｓ1 に折
り曲げられる縦筋７２ｂ（実線部）は、破線で示す位置
まで若干の角度θ2 だけ変向されるが、このローラビッ
ト７５では縦筋７２ｂを切断できない。しかし、第１の
従来技術におけるカッタヘッド７１には複数のローラビ
ット７４，７５，７６が設置されており、これらの相互
作用によって横筋７２ａと縦筋７２ｂよりなる鉄筋７２
を疲労破壊させている。

【０００４】（２）第２の従来技術として出願中の「特
願平８−１３０８８４」について、図１５〜図１７によ
り説明する。カッタヘッド８２は、外周部には半径方向
に各回転軸を有する二つのテーパ型ディスクカッタ８４
と、二つのテーパ型ローラカッタ８５とが中心に対して
略点対象位置に設置されている。また他の半径方向には
カッタヘッド８２の内周部に、半径方向に各回転軸を有
するストレート型ディスクカッタ８６と、ストレート型
ローラカッタ８７とが中心に対して点対象位置に設置さ
れている。また、二つのテーパ型ディスクカッタ８４と
テーパ型ローラカッタ８５との取付開口部にはカッタヘ
ッド８２の回転方向に刃先を有するカッタビット８９が
設置されている。

【０００５】図１７において、ストレート型ローラカッ
タ８７外周部のトンネル掘進方向前端位置は、テーパ型
ディスクカッタ８４外周部のトンネル掘進方向前端位置
より、所定距離Ｌ1 だけ後方に設置されている。またカ
ッタビット８９のトンネル掘進方向前端位置は、ストレ
ート型ローラカッタ８７外周部のトンネル掘進方向前端
位置より、更に所定距離Ｌ2 だけ後方に設置されてい
る。

【０００６】次に図１５示すカッタヘッド８２による既
設管７２の破砕作用について、図１６および図１７によ
り説明する。カッタヘッド８２に設置された各カッタに
より既設管７２を破砕して横筋７２ｃの近傍に達する
と、テーパ型ディスクカッタ８４はストレート型ローラ
カッタ８７よりＬ1 だけ前方に設置され、またカッタビ
ット８９よりＬ1 ＋Ｌ2 だけ前方に設置されているた
め、縦筋７２ｂに接続されたリング状の横筋７２ｃが、
テーパ型ディスクカッタ８４により破砕された破砕面か
ら前方に露出してくる。この状態でカッタヘッド８２が
回転するとカッタヘッド８２上に設置されたテーパ型ロ
ーラカッタ８５およびストレート型ローラカッタ８７に
より、既設管７２の破砕面に縦筋７２ｂを介して強固に
支持された横筋７２ｃが、各ローラカッタの自転により
細かいチップ７３ｃに切断される。その後、横筋７２ｃ
により一体に接続されていた縦筋７２ｂ同志の接続が絶
たれた状態で、既設管７２の破砕面に強固に支持された
縦筋７２ｂは、カッタビット８９により細かいチップ７
３ｂに切断される。

【０００７】第３の従来技術として、「特開平７−２８
６６８２」について図１８について説明する先ず、更新
区間の一側に発進立坑９１、同他側に到達立坑９２を設
ける。 この際、必要に応じて非更新の既設管９７の両
端を適宜の手段で止水する。次に更新区間内で立坑の構
築で撤去された以外の既設管９７内に閉塞材９５を充填
して周囲の地盤９３の圧力に近い状態、好ましくは周囲
の地盤圧と同圧にして閉塞する。このように閉塞材９５
で既設管９７内を閉塞した後、掘削機９０により発進立
坑９１から既設管９７に沿って掘削して行き、ジャッキ
９８を用いて新管９６を推進布設する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

（１）第１の従来技術では、カッタヘッド７１前面に回
転自在に支持された縦刃型ローラビット７４と、螺旋刃
型ローラビット７５と、横刃型ローラビット７６よりな
る複数のローラビット７４，７５，７６により、横筋７
２ｃと縦筋７２ｂよりなる鉄筋を疲労破壊させているた
め、切断するまでの時間が長く効率が悪い。 （２）更に、第１の従来技術では、縦筋７２ｂは一定の
方向に曲げられるのではなく、複数のローラビット７
４，７５，７６によりいずれかの方向に曲がった縦筋７
２ｂのみをカットするか、縦筋７２ｂを次々に別の方向
に曲げて疲労破壊させているため、掘進方向につぶれて
しまい推進の障害となるケースがある。

【０００９】（３）第２の従来技術のように、破砕面か
ら突出した縦筋７２ｂは直接カッタビット８９で削り取
っていたので、必要以上に小さく削り取るため効率が悪
く、カッタビット８９は縦筋７２ｂに常に断続的に当た
り、切損し易くなると共に、図１７（Ｂ）に示すよう
に、縦筋７２ｂはカッタビット８９によりむしり取られ
る様な切断となるためカッタビット８９の耐摩耗性が低
下する。 （４）第３の従来技術には 既設管９７内に閉塞材９５
を充填して周囲の地盤９３の圧力に近い状態にして既設
管９７を掘削することは記載されているが、既設管９７
が鉄筋入りである場合の対策は記載されていない。以上
のように各従来技術には掘削効率の低下、あるいは耐久
性の低下等により長距離掘進ができないという問題があ
った。

【００１０】本発明は前記各従来技術における問題を解
決するためになされたもので、被掘削体に埋設された縦
筋等の鉄筋を効率よく、かつ確実に切断可能な、トンネ
ル掘進機のカッタヘッド、および被掘削体が既設構造物
の場合の破砕方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段、および作用・効果】前記
目的を達成するために、第１の発明に係るトンネル掘進
機のカッタヘッドは、トンネル掘進機の掘進方向に埋め
込まれた縦筋を含む被掘削体を掘削するトンネル掘進機
のカッタヘッドにおいて、前記被掘削体の掘削面から突
出する縦筋をその付根から所定方向に強制的に曲げるた
めの縦筋曲げ手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】第１の発明によれば、破砕面から突出する
縦筋はその付根から曲げられるため、掘削面に強固に支
持されると共に、所定方向に強制的に曲げられた後に切
断されるため、確実に切断される。さらに次のような効
果がある。 （１）安定した押圧切断、またはころがり切断できる方
向に縦筋を曲げることができるため、カッタヘッドに装
着されるカッタが長持ちし、長距離掘削が可能となる。 （２）縦筋を曲げる方向を選択することにより、第１の
従来技術のように縦筋を疲労破壊させるのではなく早く
切断することができ、かつ確実に、かつきれいに切断さ
れるため掘削効率が向上する。 （３）縦筋を曲げる方向を選択して縦筋切断片を細片と
することができるため、搬送手段に詰まることなく搬送
効率が向上する。 （４）縦筋を曲げる方向を選択して切断面近傍での一元
曲げとして、縦筋を推進方向以外の方向に曲げて切断す
れば、縦筋が所謂、だんご状にならないため推進し易く
なる。

【００１３】第２の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第１の発明において、前記縦筋曲げ手段を備
えたカッタよりなることを特徴とする。

【００１４】第２の発明によれば、カッタが備えた縦筋
曲げ手段により曲げられた縦筋をカッタにより切断す
る。従って縦筋を切断するカッタの他に、別に縦筋曲げ
手段を設ける必要がないため装置をコンパクト化でき
る。

【００１５】第３の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第２の発明において、前記カッタは、ノッチ
形刃部を備えたノッチ形ローラカッタであることを特徴
とする。

【００１６】第３の発明によれば、ノッチ形ローラカッ
タの腹部により縦筋をカッタの回転方向に曲げた後、ノ
ッチ形ローラカッタにより切断する。従ってノッチ形ロ
ーラカッタは構成が簡単であると共に、別に縦筋曲げ手
段を備える必要がないためコストを低減できる。

【００１７】第４の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第１の発明において、前記カッタヘッドに設
置されるカッタとは別体の縦筋曲げ手段を備えたことを
特徴とする。

【００１８】第４の発明によれば、カッタとは別体の縦
筋曲げ専用の縦筋曲げ手段とすれば、カッタの形状に制
約されることなく自由に構成することができる。従って
第１の発明において述べた効果を最良のものとすること
ができる。

【００１９】第５の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第４の発明において、前記縦筋曲げ手段はロ
ーラ状縦筋曲げ手段であることを特徴とする。

【００２０】第５の発明によれば、ローラ状縦筋曲げ手
段は縦筋との摩擦がころがり摩擦となるため、ローラー
に作用する力を低減できると共に、カッタヘッドの駆動
力も少なくてよい。

【００２１】第６の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第１の発明において、前記縦筋曲げ手段は、
カッタヘッド面板であることを特徴とする。

【００２２】第６の発明によれば、掘削面から突出する
縦筋はカッタヘッド面板によりカッタヘッドの回転方向
に強制的に折り曲げられた後切断される。従ってカッタ
の形状に制約されることなく、また別に縦筋曲げ手段を
装着する必要もないためカッタヘッドが安価となる。

【００２３】第７の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第６の発明において、前記カッタヘッド面板
はトンネル掘進機の掘進方向に凸形であることを特徴と
する。

【００２４】第７の発明によれば、掘削面から突出する
縦筋はカッタヘッド面板によりカッタヘッドの回転方向
に折り曲げられるが、カッタヘッド面板が掘進方向に凸
形であるためカッタヘッドの回転方向から所定角だけ外
向きに折り曲げられる。従ってカッタヘッド面板自体が
縦筋曲げ手段の機能を有するため、縦筋曲げ手段として
は最も単純な構成となり、カッタヘッドが安価となる。

【００２５】第８の発明に係るトンネル掘進機のカッタ
ヘッドは、第６の発明において、前記カッタヘッド面板
はトンネル掘進機の掘進方向に凹形であることを特徴と
する。

【００２６】第８の発明によれば、掘削面から突出する
縦筋はカッタヘッド面板によりカッタヘッドの回転方向
に折り曲げられるが、カッタヘッド面板が掘進方向に凹
形であるためカッタヘッドの回転方向から所定角だけ内
向きに折り曲げられる。従って第７の発明と同様な効果
がある。

【００２７】第９の発明に係る既設構造物の破砕方法
は、トンネル掘進機の掘進方向に埋め込まれた縦筋を含
む被掘削体を破砕しながら掘進し、その破砕面から突出
する縦筋を曲げて、これを切断しながら先導管を掘進す
る既設構造物の破砕方法において、前記縦筋をその付根
から所定方向に強制的に曲げることを特徴とする。

【００２８】第９の発明によれば、破砕面から突出する
縦筋はその付根から曲げられるため、破砕面に強固に支
持されると共に、所定方向に強制的に曲げられた後に切
断されるため、確実に切断される。従って第１の発明と
同様な効果がある。

【００２９】第１０の発明に係る既設構造物の破砕方法
は、第９の発明において、前記既設構造物の縦筋を切断
面の方向に曲げることを特徴とする。

【００３０】第１０の発明によれば、切断面の方向に曲
げられた縦筋は直ちに切断される。従って縦筋が確実に
切断されるため切断効率が向上する。

【００３１】第１１の発明に係る既設構造物の破砕方法
は、第９の発明において、前記既設構造物の縦筋をカッ
タヘッドの回転方向に曲げることを特徴とする。

【００３２】第１１の発明によれば、縦筋は元々カッタ
ヘッドの回転方向に曲げられようとするため、縦筋はこ
の方向に簡単に折り曲げられる。

【００３３】第１２の発明に係る既設構造物の破砕方法
は、第９の発明において、前記縦筋の切断面近傍で所定
方向に曲げることを特徴とする。

【００３４】第１２の発明によれば、縦筋は既設構造物
により強固に支持されて部分を切断することになるた
め、カッタにより切断し易くなり確実に切断できる。

【００３５】第１３の発明に係る既設構造物の破砕方法
は、第９〜１２の発明において、前記既設構造物は既設
管であり、この既設管の管内を充填材により充填した
後、破砕することを特徴とする。

【００３６】第１３の発明によれば、縦筋入り既設構造
物であっても第３の従来技術同様に、周囲の地盤圧力に
近い状態にして既設構造物を安定して破砕できる。

【００３７】第１４の発明に係る既設構造物の破砕方法
は、第９〜１３の発明において、前記既設構造物はフー
プ筋入りの既設管であり、この既設管を破砕するとき破
砕面と既設管内のフープ筋とのなす角度が鋭角の方向か
ら鈍角の方向へカッタヘッドを回転させて既設管を破砕
することを特徴とする。

【００３８】第１４の発明によれば、破砕面と既設構造
物内のフープ筋とのなす角度が鋭角の方向から鈍角の方
向へカッタヘッドを回転させると、カッタヘッドにフー
プ筋が絡まり難いため確実にフープ筋を切断できる。従
ってフープ筋の切断効率を向上できると共に、フープ筋
が短く切断されるため切断されたフープ筋もカッタヘッ
ドやスクリュコンベヤに絡み付くことなく、通常の掘削
土砂と同様に搬送効率を向上できる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトンネル掘進
機のカッタヘッドおよび既設構造物の破砕方法の実施例
について図１〜図８により詳述する。図１は本発明に係
るトンネル掘進機のカッタヘッドを備えた小口径管推進
機による小口径管推進方法を示す全体図、図２は既設構
造物としてのフープ筋入り既設管の詳細図、図３は本発
明に係るカッタヘッドの第１実施例を示す図、図４は図
３のノッチ形ローラカッタによる縦筋の切断作用を示す
図、図５は図３のノッチ形ローラカッタによる縦筋とフ
ープ筋の切断作用を示す図、図６は本発明に係るカッタ
ヘッドの第２実施例を示す図、図７は本発明に係るカッ
タヘッドの第３実施例を示す図、図８は本発明に係るカ
ッタヘッドの第４実施例と第５実施例を示す図である。

【００４０】図１において、先ず発進立坑１と到達立坑
２を施工し、次に発進立坑１内に小口径管推進機の先導
管３の推進装置４を設置する。小口径管推進機の先導管
３に回転自在に装着されたカッタヘッド１０を回転駆動
しながら、推進装置４により新設管６を介して先導管３
に推力を与えることにより、カッタヘッド１０で既設管
５を破砕しながら新設管６を敷設して行く。このときに
は、図１１（Ｂ）あるいは後述する図２に示すように、
既設管７２，５ａを構成するコンクリートの破砕と鉄筋
の切断が必要になるため、小口径管推進機の安定した推
進を行うには先ず既設管７２，５ａ内部をモルタル等で
充填して、周囲の地盤圧力に近い状態にして既設管７
２，５ａを破砕するようにしている。

【００４１】図２において、フープ筋７入りの既設管５
ａは、フープ筋７と縦筋８とをコンクリート９内に埋め
込んで既設管５ａを補強している。このような既設管５
ａをカッタヘッド１０に装着されたカッタにより破砕す
ると、フープ筋７の先端部は既設管５ａの破砕面５ｂに
対して傾斜した状態で破砕面５ｂから突出する。そのた
め図２に示すように、破砕面５ｂと既設管５ａ内のフー
プ筋７とのなす角が鈍角βの方向から鋭角αの方向、即
ち矢印Ｙ方向にカッタヘッド１０を回転させると、フー
プ筋７先端から付根部に向かってカッタヘッド１０が回
転することになるため、フープ筋７がカッタヘッド１０
に絡み付く。従って破砕面５ｂにおけるフープ筋７の付
根部のコンクリート９が崩れて、カッタヘッド１０に装
着された各ローラカッタ１２，１４の押付け力に対する
十分な反力がとれないため、各ローラカッタ１２，１４
の押付力が減少してフープ筋７を確実に切断し難くな
る。

【００４２】そこで破砕面５ｂと既設管５ａ内のフープ
筋７とのなす角が鋭角αの方向から鈍角βの方向、即ち
矢印Ｘ方向にカッタヘッド１０を回転させると、フープ
筋７の付根部から先端に向かってカッタヘッド１０が回
転することになるため、フープ筋７がカッタヘッド１０
に絡みつくことがない。従って破砕面５ｂにおけるフー
プ筋７の付根部のコンクリート９が崩れることなく、各
ローラカッタ１２，１４の押付力が増加してフープ筋７
を確実に切断できる。

【００４３】図３により本発明の第１実施例の構成につ
いて説明する。小口径管推進機の先導管３に装着された
カッタヘッド１０は、先導管３の中心を後方に伸びるス
クリュコンベヤ１１により回転駆動される。このカッタ
ヘッド１０にはその回転中心に対する点対象位置に、二
つのノッチ形刃部を備えたノッチ形ローラカッタ１２，
１２が回転自在に装着されている。またノッチ形ローラ
カッタ１２，１２の回転軸心と直行する位置には、二つ
のディスクカッタ１３，１３が回転自在に装着されてい
る。

【００４４】前記第１実施例の内、図２に示す既設管５
ａの縦筋８の切断作用について図４により説明する。
（Ａ）に示す第１の状態では、第１ノッチ１２1 の刃先
部１２ａによりコンクリート９を破砕すると共に、第１
ノッチ１２1 の腹部１２ｂにより第１縦筋８1 をカッタ
ヘッド１０の回転方向Ｍ方向に折り曲げる。（Ｂ）に示
す第２の状態では、第１ノッチ１２1 の腹部１２ｂによ
り折り曲げられた第１縦筋８1 は、第２ノッチ１２2 の
刃先部１２ａにより切断される。また第３ノッチ１２3
の腹部１２ｂにより折り曲げられた第２縦筋８2 は、第
４ノッチ１２4 の刃先部１２ａにより切断される。

【００４５】前記第１実施例の内、図２に示す既設管５
ａのフープ筋７の切断作用について図５により説明す
る。なお縦筋８の切断については図４により説明済のた
め説明を省略する。（Ａ）に示す第１の状態では、第１
ノッチ１２1 の刃先部１２ａによりコンクリート９を破
砕すると共に、第１ノッチ１２1 の腹部１２ｂによりフ
ープ筋７をカッタヘッド１０の回転方向Ｍ方向に折り曲
げる。（Ｂ）に示す第２の状態では、第１ノッチ１２1
の腹部１２ｂにより折り曲げられたフープ筋７は、第２
ノッチの１２2 の刃先部１２ａにより切断される。この
ように第１実施例においては、先導管３のカッタヘッド
１０に既設管５ａの縦筋８、およびフープ筋７をカッタ
ヘッド１０の回転方向Ｍ方向へ強制的に折り曲げた後、
切断する工夫をしたノッチ形ローラカッタ１２が使用さ
れる。

【００４６】図６により本発明の第２実施例の構成につ
いて説明する。図３と同様なカッタヘッド１０ａの回転
中心に対する点対象位置には、ノッチ形ローラカッタ１
２，１２に代えて二つのギヤ形刃部を備えたギヤ形ロー
ラカッタ１４，１４が回転自在に装着されている。この
ギヤ形ローラカッタ１４はノッチ形ローラカッタ１２の
ような縦筋曲げ手段としての腹部１２ｂを備えていない
ため、ギヤ形ローラカッタ１４を取り付けるための、カ
ッタヘッド１０ａの回転方向の取付部にはコの字状縦筋
曲げ手段１５，１５が別に設置される。その他の構成に
ついては図３と同様のため説明を省略する。

【００４７】図６により第２実施例の作用について説明
する。カッタヘッド１０ａが矢印Ｍ方向に回転して、ギ
ヤ形ローラカッタ１４がＮ方向に回転すると、図１１
（Ｂ）に示す既設管７２の縦筋７２ｂ、あるいは図２に
示す既設管５ａの縦筋８先端部は次のようにして切断さ
れる。 （１）（Ｂ）に示すように、縦筋８先端部が縦筋曲げ手
段１５の天板１５ａに当たり、両側の側板１５ｂ，１５
ｂにより曲げ方向が規制されて、カッタヘッド１０ａの
回転方向Ｍ方向に折り曲げられる。 （２）カッタヘッド１０ａが回転して、（Ｃ）に示すよ
うにカッタヘッド１０ａがＭ方向に進行すると、第１刃
部１４1 によりコンクリート９が破砕されると共に、第
２刃部１４2 に縦筋８が当たる。 （３）（Ｄ）に示すようにカッタヘッド１０ａがＭ方向
に更に進行すると、第２刃部１４2 により縦筋８の根元
付近のコンクリート９が破砕されると共に、縦筋８は第
３刃部１４3 によりコンクリート９内に少し押し込まれ
て安定する。 （４）カッタヘッド１０ａが回転して、（Ｅ）に示すよ
うにカッタヘッド１０ａが更にＭ方向に進行すると、縦
筋８は第３刃部１４3 により切断される。

【００４８】図７により本発明の第３実施例の構成につ
いて説明する。ローラ状縦筋曲げ手段１６，１６を設置
してカッタヘッド１０ｂを構成する以外は、図６と同様
なため説明を省略し、異なる部分のみについて説明す
る。ローラ状縦筋曲げ手段１６はその両側を軸受（図示
省略）を介して、カッタヘッド１０ｂに回転自在に支持
されている。

【００４９】図７により本発明の第３実施例の作用につ
いて説明する。なお図６と同様な作用については説明を
省略し、異なる部分のみについて説明する。カッタヘッ
ド１０ｂが矢印Ｍ方向に回転すると縦筋８先端部は次の
ようにして切断される。 （１）カッタヘッド１０ｂが回転して（Ｂ）に示すよう
にカッタヘッド１０ｂが矢印Ｍ方向に進行すると、縦筋
８がローラ状縦筋曲げ手段１６に当たる。 （２）カッタヘッド１０ｂが回転して（Ｃ）に示すよう
に更に矢印Ｍ方向に進行すると、縦筋８はローラ状縦筋
曲げ手段１６によりカッタヘッド１０ｂの回転方向Ｍ方
向に折り曲げられると共に、第１刃部１４1 によりコン
クリート９が破砕されると共に、第２刃部１４2 に縦筋
８が当たる。 （３）カッタヘッド１０ｂが回転して（Ｄ）に示すよう
に更に矢印Ｍ方向に進行すると、第２刃部１４2 により
縦筋８の付根部分のコンクリート９を破砕すると共に、
第３刃部１４3 により縦筋８はコンクリート９内に少し
押し込まれて安定する。 （４）カッタヘッド１０ｂが回転して（Ｅ）に示すよう
に更に矢印Ｍ方向に進行すると、第３刃部１４3 により
縦筋８が切断される。なおローラ状縦筋曲げ手段１６の
両側に、図６に示す両側の側板１５ｂ，１５ｂと同様な
側板を、設置して縦筋８の曲げ方向を更に正確に規制す
ることも可能である。

【００５０】図８（Ａ），（Ｂ）により本発明の第４実
施例の構成について説明する。（Ｂ）に示すように本実
施例のカッタヘッド１０ｃは掘進方向に対して凸形円錐
形のカッタヘッド面板１７を備え、この凸形円錐形のカ
ッタヘッド面板１７が縦筋曲げ手段として作用する。そ
のため図６に示すようなコの字状縦筋曲げ手段１５，１
５等の縦筋曲げ手段を別に設置する必要がない。（Ａ）
に示すようにカッタヘッド１０ｃの回転中心Ｏに対する
点対象位置には、図６のカッタヘッド１０ａと同様に、
二つのギヤ形ローラカッタ１４，１４が回転自在に装着
されている。また（Ａ）には省略されているが、二つの
ギヤ形ローラカッタ１４，１４の回転軸方向と直交する
直径方向には、図６と同様なディスクカッタ１３，１３
が回転自在に装着されている。

【００５１】前記構成による第４実施例の作用について
説明する。カッタヘッド１０ｃが矢印Ｍ方向に回転し
て、ギヤ形ローラカッタ１４がＮ方向に回転すると、図
２に示す既設管５ａの縦筋８、あるいは図１１（Ｂ）に
示す既設管７２の縦筋７２ｂの先端部は次のようにして
切断される。 （１）（Ａ）に示すようにカッタヘッド１０ｃの回転方
向Ｍ方向に縦筋８先端部が折り曲げられようとするが、
凸形円錐形のカッタヘッド面板１７により強制的に半径
方向外方へ押されて、カッタヘッド１０ｃの回転に対す
る接線方向からφ1 だけ外方へ折り曲げられる。 （２）このようにして折り曲げられた縦筋８は、後から
回転してくるギヤ形ローラカッタ１４により確実に切断
される。

【００５２】図８（Ｃ），（Ｄ）により本発明の第５実
施例の構成について説明する。（Ｄ）に示すように、本
実施例のカッタヘッド１０ｄは掘進方向に対して凹形円
錐形のカッタヘッド面板１８を備え、この凹形円錐形の
カッタヘッド面板１８が縦筋曲げ手段として作用する。
そのため図６に示すようなコの字状縦筋曲げ手段１５，
１５等の縦筋曲げ手段を別に設置する必要がない。その
他、図８（Ａ），（Ｂ）に示す第４実施例と同様な部分
には同符号を付してその説明を省略する。

【００５３】前記構成による第５実施例の作用を図８
（Ｃ），（Ｄ）により説明する。（Ｃ）に示すように、
カッタヘッド１０ｄの回転方向Ｍ方向に縦筋８先端部が
折り曲げられようとするが、凹形円錐形のカッタヘッド
面板１８により強制的に半径方向内方へ押されて、カッ
タヘッド１０ｃの回転に対する接線方向からφ2 だけ内
方へ折り曲げられる。 （２）このようにして折り曲げられた縦筋８は、後から
回転してくるギヤ形ローラカッタ１４により確実に切断
される。なお前記図８に示すカッタヘッド面板１７，１
８に、図６と同様な縦筋曲げ手段１５，１５を設置すれ
ば縦筋８の曲げ方向をより正確に規制するができる。以
上、第１実施例〜第５実施例では既設管５ａ，７２の破
砕について説明したが、これに限るものではなく一般の
既設構造物であってもその作用効果は同様であるため説
明を省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘッドを
備えた小口径管推進機による小口径管推進方法を示す全
体図である。

【図２】フープ筋入り既設管の詳細図である。

【図３】本発明に係るカッタヘッドの第１実施例を示す
図で、（Ａ）は前面図、（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図であ
る。

【図４】図３のノッチ形ローラカッタによる縦筋の切断
作用を示す図で、（Ａ）は第１の状態を示す図、（Ｂ）
は第２の状態を示す図である。

【図５】図３のノッチ形ローラカッタによる縦筋とフー
プ筋の切断作用を示す図で、（Ａ）は第１の状態を示す
図、（Ｂ）は第２の状態を示す図である。

【図６】本発明に係るカッタヘッドの第２実施例を示す
図で、（Ａ）は前面図、（Ｂ）〜（Ｅ）は（Ａ）のＡ−
Ａ断面図で、（Ｂ）は第１の状態を示す図、（Ｃ）は第
２の状態を示す図、（Ｄ）は第３の状態を示す図、
（Ｅ）は第４の状態を示す図である。

【図７】本発明に係るカッタヘッドの第３実施例を示す
図で、（Ａ）は前面図、（Ｂ）〜（Ｅ）は（Ａ）のＡ−
Ａ断面図で、（Ｂ）は第１の状態を示す図、（Ｃ）は第
２の状態を示す図、（Ｄ）は第３の状態を示す図、
（Ｅ）は第４の状態を示す図である。

【図８】本発明に係るカッタヘッドの第４実施例と第５
実施例を示す図で、（Ａ）は第４実施例の前面図、
（Ｂ）は第４実施例の側面図、（Ｃ）は第５実施例の前
面図、（Ｄ）は第５実施例の側面図である。

【図９】第１の従来技術を示す図である。

【図１０】図９に示すローラビットの取付図で、（Ａ）
は螺旋形ローラビットの取付図、（Ｂ）は横刃形ローラ
ビットの取付図ある。

【図１１】図９に示すローラビットの取付図および既設
管を示す図で、（Ａ）は縦刃形ローラビットの取付図、
（Ｂ）は既設管を示す図である。

【図１２】図１０に示す横刃形ローラビットの作用説明
図である。

【図１３】図１１に示す縦刃形ローラビットの作用説明
図である。

【図１４】図１０に示す螺旋刃形ローラビットの作用説
明図である。

【図１５】第２の従来技術を示す図である。

【図１６】図１５のＡ−Ａ断面を示す図である。

【図１７】図１６のＰ部詳細図である。

【図１８】第３の従来技術を示す図である。

【符号の説明】

１ 発進立坑 ２ 到達立坑 ３ 先導管 ４ 推進装置 ５，５ａ 既設管 ５ｂ 破砕面 ６ 新設管 ７ フープ筋 ８ 縦筋 ８1 第１縦筋 ８2 第２縦筋 ９ コンクリート １０，１０ａ〜１０ｄ カッタヘッド １１ スクリュコンベヤ １２ ノッチ形ローラカッタ １２1 第１ノッチ １２2 第２ノッチ １２3 第３ノッチ １２4 第４ノッチ １２ａ 刃先部 １２ｂ 腹部 １３ ディスクカッタ １４ ギヤ形ローラカッタ １４1 第１刃部 １４2 第２刃部 １５ 縦筋曲げ手段 １５ａ 天板 １５ｂ 側板 １６ ローラ状縦筋曲げ手段 １７ 凸形円錐形のカッタヘッド面板 １８ 凹形円錐形のカッタヘッド面板

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘進機の掘進方向に埋め込まれ
   た縦筋を含む被掘削体を掘削するトンネル掘進機のカッ
   タヘッドにおいて、前記被掘削体の掘削面から突出する
   縦筋をその付根から所定方向に強制的に曲げるための縦
   筋曲げ手段を備えたことを特徴とするトンネル掘進機の
   カッタヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記縦筋曲げ手段を備えたカッタより
   なることを特徴とするトンネル掘進機のカッタヘッド。
3. 【請求項３】 請求項２記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記カッタは、ノッチ形刃部を備えた
   ノッチ形ローラカッタであることを特徴とするトンネル
   掘進機のカッタヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１記載のトンネル掘進機のカッ
   タヘッドにおいて、前記カッタヘッドに設置されるカッ
   タとは別体の縦筋曲げ手段を備えたことを特徴とするト
   ンネル掘進機のカッタヘッド。
5. 【請求項５】 請求項４記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記縦筋曲げ手段はローラ状縦筋曲げ
   手段であることを特徴とするトンネル掘進機のカッタヘ
   ッド。
6. 【請求項６】 請求項１記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記縦筋曲げ手段は、カッタヘッド面
   板であることを特徴とするトンネル掘進機のカッタヘッ
   ド。
7. 【請求項７】 請求項６記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記カッタヘッド面板はトンネル掘進
   機の掘進方向に凸形であることを特徴とするトンネル掘
   進機のカッタヘッド。
8. 【請求項８】 請求項６記載のトンネル掘進機のカッタ
   ヘッドにおいて、前記カッタヘッド面板はトンネル掘進
   機の掘進方向に凹形であることを特徴とするトンネル掘
   進機のカッタヘッド。
9. 【請求項９】 トンネル掘進機の掘進方向に埋め込まれ
   た縦筋を含む被掘削体を破砕しながら掘進し、その破砕
   面から突出する縦筋を曲げて、これを切断しながら先導
   管を掘進する既設構造物の破砕方法において、前記縦筋
   をその付根から所定方向に強制的に曲げることを特徴と
   する既設構造物の破砕方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の既設構造物の破砕方法
    において、前記既設構造物の縦筋を切断面の方向に曲げ
    ることを特徴とする既設構造物の破砕方法。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の既設構造物の破砕方法
    において、前記既設構造物の縦筋をカッタヘッドの回転
    方向に曲げることを特徴とする既設構造物の破砕方法。
12. 【請求項１２】 請求項９記載の既設構造物の破砕方法
    において、前記縦筋の切断面近傍で所定方向に曲げるこ
    とを特徴とする既設構造物の破砕方法。
13. 【請求項１３】 請求項９〜１２記載の既設構造物の破
    砕方法において、前記既設構造物は既設管であり、この
    既設管の管内を充填材により充填した後、破砕すること
    を特徴とする既設構造物の破砕方法。
14. 【請求項１４】 請求項９〜１３記載の既設構造物の破
    砕方法において、前記既設構造物はフープ筋入りの既設
    管であり、この既設管を破砕するとき破砕面と既設管内
    のフープ筋とのなす角度が鋭角の方向から鈍角の方向へ
    カッタヘッドを回転させて既設管を破砕することを特徴
    とする既設構造物の破砕方法。