JPH11336472A - 地中接合式トンネル掘削機及び掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中接合式トンネル掘削機において、全長を
短くして急旋回を可能とすることでトンネル工事の作業
性の向上を図る。 【解決手段】 第１トンネル掘削機１０と第２トンネル
掘削機３０を反対方向から掘進させて互いの掘進側を接
合して連続したトンネルを掘削する地中接合式トンネル
掘削機において、第１トンネル掘削機１０の掘削機本体
１１の外側に外筒２４を設けて移動ジャッキ２５によっ
て前方に押し出し可能とすると共に、カッタヘッド機構
１５を伸縮ジャッキ１８によって後方に移動して掘削機
本体１１内に収納可能とする一方、第２トンネル掘削機
３０のカッタヘッド機構３５を伸縮ジャッキ３８によっ
て後方に移動して掘削機本体３１内に収納可能とすると
共に、前方に押し出された外筒２４の先端部内周面にシ
ールジャッキ６８によってＶＤシール６７を圧接してシ
ール可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２台のトンネル掘
削機によって互いに逆方向から掘削を行い、これらのト
ンネル掘削機の先端側を接合して連続したトンネルを掘
削する地中接合式トンネル掘進機に関するものであり、
シールド掘削機やトンネルボーリングマシンに適用する
ことができる。

【０００２】

【従来の技術】近年、地上より深いところに長距離のト
ンネルを形成するとき、２台のシールド掘削機を用いて
作業を行うことがある。この場合、第１トンネル掘削機
で一方向から掘進して第１トンネルを形成すると共に、
第２トンネル掘削機で第１トンネル掘削機の掘進方向の
反対側から掘進して第２トンネルを形成し、互いのトン
ネル掘削機の先端側を突き合わせてトンネル掘削機を停
止し、その後、各トンネル掘削機の先端部側を接合して
から内部土砂を排出し、各トンネル掘削機が掘削した第
１及び第２トンネルを連結して連続したトンネルを構築
するようにしている。

【０００３】このような従来の地中接合式トンネル掘進
機としては、実開平５−３８０９３号公報に開示された
ものがある。

【０００４】図４に従来の地中接合式シールド掘削機の
断面、図５に従来の地中接合式シールド掘削機によるト
ンネル接合作業を表す断面を示す。

【０００５】従来の地中接合式シールド掘削機におい
て、図４に示すように、第１シールド掘削機100は筒状
の掘削機本体101の前部に駆動回転するカッタヘッド102
が装着される一方、後部に複数のシールドジャッキ103
が周方向に並設されている。また、掘削機本体101の前
部は若干小径となって外周部に外筒104がＶＤシール105
を介して前方に移動自在に嵌合し、伸縮ジャッキ106に
よって前方に移動することができる。更に、カッタヘッ
ド102の外周部にはオーバカッタ107が装着されており、
通常の掘削時には、掘削機本体101よりわずかに大きな
掘削径が得られる程度に外方に伸長して掘削する。

【０００６】一方、第２シールド掘削機200は筒状の掘
削機本体201の前部に駆動回転するカッタヘッド202が装
着される一方、後部に複数のシールドジャッキ203が周
方向に並設されている。この掘削機本体201及びカッタ
ヘッド202の外径は、第１シールド掘削機100の外筒104
の内径よりも若干小径であり、前端部にはドッキングシ
ール伸縮用ジャッキ204によって外方に伸縮可能なドッ
キングシール205が装備されている。

【０００７】従って、第１シールド掘削機100と第２シ
ールド掘削機200を、構築しようとするトンネルの両端
部からそれぞれ接近するように逆方向に向って掘進させ
る。そして、規定の間隔に達したときに各掘削機100，2
00 の掘削を停止し、図５に示すように、まず、第１シ
ールド掘削機100のカッタヘッド102に装備されているオ
ーバカッタ107を収縮してカッタヘッド102内に収納し、
カッタヘッド102による掘削外径を外筒104の内径より小
さい状態にする。次に、第１シールド掘削機100の外筒1
04を伸縮ジャッキ106によって前方に移動し、地山Ｇ₁
と、第１シールド掘削機100と第２シールド掘削機200と
の間にある地山Ｇ₂ とを隔離しつつ、第２シールド掘削
機200の掘削機本体201の外周部に嵌合する。

【０００８】そして、第２シールド掘削機200と外筒104
との接合部の止水性を高めるため、第２シールド掘削機
200の掘削機本体201のドッキングシール205をドッキン
グシール伸縮用ジャッキ204によって外方に移動して圧
接し、第１シールド掘削機100の外筒104との隙間をなく
し、第１シールド掘削機100と外筒104との間のシール10
5とともに、地山Ｇ₁ よりの止水を確実にする。止水が
確実に行なわれた時点で第１シールド掘削機200及び第
２シールド掘削機200の内部を解体し、第１シールド掘
削機100と第２シールド掘削機200の間にある地山Ｇ₂ を
取り除き、その後、トンネルの二次施工を実施する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】近年、地下トンネル工
事にて、工費の削減のために急カーブのトンネル掘削工
事が多くなってきており、トンネル掘削機の全長を短く
することが望まれている。ところが、上述した従来の地
中接合式シールド掘削機にあっては、各シールド掘削機
100，200は掘削機本体101，201の前端部にカッタヘッド
102，102が装着されており、外筒104は各カッタヘッド1
02，102の外側を覆うような長さが必要となり、また、
この外筒104を前方に移動するための伸縮ジャッキ106の
装着スペースが必要となるため、各シールド掘削機10
0，200の全長が長くなってしまい、急カーブのトンネル
掘削工事に対応することが困難であるという問題があっ
た。

【００１０】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、全長を短くして急旋回を可能とすることでトン
ネル工事の作業性の向上を図った地中接合式トンネル掘
削機及び掘削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】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の地中接合式トンネル掘削機は、第
１トンネル掘削機を一方向に掘進させると共に第２トン
ネル掘削機を前記第１シールド掘削機の掘進方向反対側
から掘進させて該第１及び第２トンネル掘削機の掘進側
を接合して連続したトンネルを掘削する地中接合式トン
ネル掘削機において、前記第１トンネル掘削機は、筒状
の第１掘削機本体と、該第１掘削機本体の外側に掘進方
向に沿って移動自在に嵌合する外筒と、該外筒を掘進方
向前方に押し出す外筒移動機構と、前方の地盤を掘削可
能であると共に掘進方向に沿って移動自在に支持された
第１カッタヘッド機構と、該第１カッタヘッド機構を前
方の地盤を掘削する突出位置から掘進方向後方に移動し
て前記第１掘削機本体内に収納する第１カッタヘッド移
動機構とを有する一方、前記第２トンネル掘削機は、筒
状の第２掘削機本体と、前方の地盤を掘削可能であると
共に掘進方向に沿って移動自在に支持された第２カッタ
ヘッド機構と、該第２カッタヘッド機構を前方の地盤を
掘削する突出位置から掘進方向後方に移動して前記第２
掘削機本体内に収納する第２カッタヘッド移動機構と、
前記外筒移動機構によって掘進方向前方に押し出された
前記外筒の先端部内周面にシール部材を圧接してシール
するシール機構とを有することを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、請求項２の発明の地中接合式トンネ
ル掘削機は、第１トンネル掘削機を一方向に掘進させる
と共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機の
掘進方向反対側から掘進させて該第１及び第２トンネル
掘削機の掘進側を接合して連続したトンネルを掘削する
地中接合式トンネル掘削機において、前記第１あるいは
第２トンネル掘削機の少なくともいずれか一方のトンネ
ル掘削機は、筒状の掘削機本体と、該掘削機本体の外側
に掘進方向に沿って移動自在に嵌合する外筒と、該外筒
を掘進方向前方に押し出して前端部を前記他方のトンネ
ル掘削機に接合する外筒移動機構と、前方の地盤を掘削
可能であると共に掘進方向に沿って移動自在に支持され
たカッタヘッド機構と、該カッタヘッド機構を前方の地
盤を掘削する突出位置から掘進方向後方に移動して前記
掘削機本体内に収納するカッタヘッド移動機構とを有す
る一方、前記一方あるいは他方のトンネル掘削機は、前
記外筒移動機構によって掘進方向前方に押し出された前
記外筒の先端部と前記他方のトンネル掘削機との接合と
の間をシールするシール機構を有することを特徴とする
ものである。

【００１３】また、請求項３の発明の地中接合式トンネ
ル掘削機は、第１トンネル掘削機を一方向に掘進させる
と共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機の
掘進方向反対側から掘進させて該第１及び第２トンネル
掘削機の掘進側を接合して連続したトンネルを掘削する
地中接合式トンネル掘削機において、前記第１あるいは
第２トンネル掘削機の少なくともいずれか一方のトンネ
ル掘削機は、筒状の掘削機本体と、該掘削機本体の外側
に掘進方向に沿って移動自在に嵌合する外筒と、該外筒
を掘進方向前方に押し出して前端部を前記他方のトンネ
ル掘削機に接合する外筒移動機構と、前方の地盤を掘削
可能であると共に掘進方向に沿って移動自在に支持され
たカッタヘッド機構と、該カッタヘッド機構を前方の地
盤を掘削する突出位置から掘進方向後方に移動して前記
掘削機本体内に収納するカッタヘッド移動機構と、前記
外筒の先端部内周面に装着されて前記外筒移動機構によ
って掘進方向前方に押し出されたときに前記他方のトン
ネル掘削機の掘削機本体の先端部外周面に嵌合してシー
ルを行うリング状のシール部材とを有することを特徴と
するものである。

【００１４】また、請求項４の発明の地中接合式トンネ
ル掘削機は、第１トンネル掘削機を一方向に掘進させる
と共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機の
掘進方向反対側から掘進させて該第１及び第２トンネル
掘削機の掘進側を接合して連続したトンネルを掘削する
地中接合式トンネル掘削機において、前記第１トンネル
掘削機は、筒状の第１掘削機本体と、該第１掘削機本体
の外側に掘進方向に沿って移動自在に嵌合する外筒と、
該外筒を掘進方向前方に押し出す外筒移動機構と、前記
第１掘削機本体の前端部に装着されて前方の地盤を掘削
可能な第１カッタヘッド機構とを有する一方、前記第２
トンネル掘削機は、筒状の第２掘削機本体と、該第２掘
削機本体の前端部に装着されて前方の地盤を掘削可能な
第２カッタヘッド機構と、前記第２掘削機本体の先端部
からシール部材を斜め前方に移動して前記外筒移動機構
によって掘進方向前方に押し出された前記外筒の先端部
内周面に圧接してシールするシール機構とを有すること
を特徴とするものである。

【００１５】また、請求項５の発明の地中接合式トンネ
ル掘削方法は、第１トンネル掘削機を一方向に掘進させ
ると共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機
の掘進方向反対側から掘進させ、該第１及び第２トンネ
ル掘削機の掘進側が所定距離に接近すると両者の掘進を
停止し、前記第２トンネル掘削機の第２外筒を掘進方向
後方に移動すると共に、第２カッタヘッド機構を掘進方
向後方に移動して内部に収納する一方、前記第１トンネ
ル掘削機の第１カッタヘッド機構を掘進方向後方に移動
して内部に収納すると共に、第１外筒を掘進方向前方に
移動して先端部を前記第２トンネル掘削機の先端部に嵌
合し、その嵌合部を止水して接合した後、前記第１及び
第２トンネル掘削機の前記第１及び第２カッタヘッド機
構を解体し、内部土砂を排出することで内部が連続した
トンネルを形成することを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１７】図１に本発明の第１実施形態に係るトンネ
ル掘削機としての地中接合式トンネル掘削機の側面概略
断面、図２に本実施形態の地中接合式トンネル掘削機の
接合状態を表す側面概略断面を示す。

【００１８】本実施形態の地中接合式トンネル掘削機
は、図１に示すように、２台のシールド掘削機１０，３
０によって互いに逆方向から掘削を行い、これらのトン
ネル掘削機１０，３０の先端側を接合して連続したトン
ネルを掘削するものである。そして、このトンネルは電
線などのケーブル敷設用として用いられる。

【００１９】即ち、第１シールド掘削機１０において、
掘削機本体１１は円筒形状をなす前胴１１ａと球面軸受
によって屈曲自在に連結される後胴（図示略）とによっ
て構成され、前胴１１ａには支持フレーム１２によって
支持円筒１３が固定されると共に、この支持円筒１３の
前端部にバルクヘッド１４が固定されている。そして、
この支持円筒１３には前方の地盤を掘削可能なカッタヘ
ッド機構１５が掘進方向に沿って移動自在に支持されて
いる。即ち、支持円筒１３内にはＶＤシール１６を介し
て移動円筒１７が掘進方向に沿って移動自在に支持さ
れ、前胴１１ａ側に装着された第１カッタヘッド移動機
構としての伸縮ジャッキ１８の駆動ロッド１９の先端部
がこの移動円筒１７に連結されている。

【００２０】そして、この移動円筒１７の前部には軸受
２０によってカッタヘッド２１が回転自在に装着されて
いる。このカッタヘッド２１は前面に図示しない多数の
カッタビットが固定されると共に、外周部に径方向に移
動可能なオーバーカッタ２２が装着されている。この移
動円筒１７の後部には駆動モータ２３が装着されてお
り、この駆動モータ２３によってカッタヘッド２１を回
転することができる。

【００２１】また、掘削機本体１１の前胴１１ａは前部
が後部に比べて縮径されており、この外周部に外筒２４
が掘進方向に沿って移動自在に嵌合しており、前胴１１
ａ側に装着された外筒移動機構としての移動ジャッキ２
５の駆動ロッド２６の先端部がこの外筒２４に連結され
ている。

【００２２】なお、図示しないが、後胴の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキが並設されてお
り、このシールドジャッキが掘進方向後方に伸長して掘
削したトンネル内周面に構築された既設のセグメントに
押し付けることで、その反力により掘削機本体１１、即
ち、第１シールド掘削機１０全体を前進することができ
る。また、後胴の後部にはセグメントエレクタが装着さ
れており、前進した掘削機本体１１と既設のセグメント
との間の空所に新しいセグメントを装着してトンネルを
構築することができる。

【００２３】一方、第２シールド掘削機３０において、
掘削機本体３１は円筒形状をなす前胴３１ａと球面軸受
によって屈曲自在に連結される後胴（図示略）とによっ
て構成され、前胴３１ａには支持フレーム３２によって
支持円筒３３が固定されると共に、この支持円筒３３の
前端部にバルクヘッド３４が固定されている。そして、
この支持円筒３３には前方の地盤を掘削可能なカッタヘ
ッド機構３５が掘進方向に沿って移動自在に支持されて
いる。即ち、支持円筒３３内にはＶＤシール３６を介し
て移動円筒３７が掘進方向に沿って移動自在に支持さ
れ、前胴３１ａ側に装着された第２カッタヘッド移動機
構としての伸縮ジャッキ３８の駆動ロッド３９の先端部
がこの移動円筒３７に連結されている。

【００２４】そして、この移動円筒３７の前部には軸受
４０によってカッタヘッド４１が回転自在に装着されて
いる。このカッタヘッド４１は前面に図示しない多数の
カッタビットが固定されると共に、外周部に径方向に移
動可能なオーバーカッタ４２が装着されている。この移
動円筒３７の後部には駆動モータ４３が装着されてお
り、この駆動モータ４３によってカッタヘッド４１を回
転することができる。

【００２５】また、掘削機本体３１の前胴３１ａは前部
が後部に比べて縮径されており、この外周部に外筒４４
が掘進方向に沿って移動自在に嵌合しており、前胴３１
ａ側に装着された外筒移動機構としての移動ジャッキ４
５の駆動ロッド４６の先端部がこの外筒４４に連結され
ている。この場合、掘削機本体１１の前胴１１ａと掘削
機本体３１の前胴３１ａとは外径がほぼ同様であり、外
筒２４と外筒４４とも外径がほぼ同様となっており、掘
削機本体１１の外筒２４が掘削機本体３１の前胴３１ａ
に嵌合できるようになっている。そして、前胴３１ａの
前部には、この前胴３１ａの外方に嵌合した外筒２４の
内周面に圧接して止水するシール機構を構成するシール
部材としてのリング状のＶＤシール４７が設けられてお
り、シールジャッキ４８によって径方向に移動可能とな
っている。

【００２６】なお、図示しないが、後胴の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキが並設されてお
り、このシールドジャッキが掘進方向後方に伸長して掘
削したトンネル内周面に構築された既設のセグメントに
押し付けることで、その反力により掘削機本体３１、即
ち、第２シールド掘削機３０全体を前進することができ
る。また、後胴の後部にはセグメントエレクタが装着さ
れており、前進した掘削機本体３１と既設のセグメント
との間の空所に新しいセグメントを装着してトンネルを
構築することができる。

【００２７】従って、まず、第１シールド掘削機１０に
て、複数のシールドジャッキを伸長し、既設のセグメン
トへの押し付け反力によって掘削機本体１１を前進させ
る一方、駆動モータ２３によりカッタヘッド２１を回転
させ、多数のカッタビット及びオーバーカッタ２２によ
って前方の地盤を掘削する。そして、掘削土砂を土砂排
出装置によって外部に排出される。次に、シールドジャ
ッキの何れか一つを縮み方向に作動して既設のセグメン
トとの間に空所を形成し、セグメントエレクタによって
この空所に新しいセグメントを装着する。この作業の繰
り返しによって所定長さのトンネルを掘削形成してい
く。一方、この第１シールド掘削機１０の掘進方向反対
側から第２シールド掘削機３０を同様の作動によって掘
進し、所定長さのトンネルを掘削形成していく。

【００２８】このように第１シールド掘削機１０と第２
シールド掘削機３０とによってそれぞれトンネルを掘削
し、互いの掘進側が所定距離に接近すると両者の掘進を
停止する。そして、図２に示すように、第２シールド掘
削機３０にて、移動ジャッキ４５を作動して駆動ロッド
４６を収縮することで、外筒４４を掘進方向後方に移動
する。また、オーバーカッタ４２をカッタヘッド４１側
に移動してから、伸縮ジャッキ３８を作動して駆動ロッ
ド３９を収縮し、移動円筒３７を支持円筒３３に沿って
後方に移動することで、カッタヘッド４１及びオーバー
カッタ４２等を有するカッタヘッド機構３５を掘削機本
体３１内に収納する。

【００２９】一方、第１シールド掘削機１０にて、オー
バーカッタ２２をカッタヘッド２１側に移動してから、
伸縮ジャッキ１８を作動して駆動ロッド１９を収縮し、
移動円筒１７を支持円筒１３に沿って後方に移動するこ
とで、カッタヘッド２１及びオーバーカッタ２２等を有
するカッタヘッド機構１５を掘削機本体１１内に収納す
る。そして、移動ジャッキ２５を作動して駆動ロッド２
６を伸長することで、外筒２４を掘進方向前方に移動
し、先端部を第２シールド掘削機３０の掘削機本体３１
の先端部に嵌合する。

【００３０】この場合、第１シールド掘削機１０の外筒
２４は第２シールド掘削機３０の掘削機本体３１の外周
部に嵌合するものの、両者の間には若干の隙間が存在し
ている。そのため、第２シールド掘削機３０にて、シー
ルジャッキ４８を伸長することで、リング状のＶＤシー
ル４７を径方向外方に移動すると、ＶＤシール４７は外
筒２４の内周面に圧接し、その嵌合部が止水され、第１
シールド掘削機１０と第２シールド掘削機３０が接合さ
れる。

【００３１】その後、第１及び第２トンネル掘削機１
０，３０の各カッタヘッド機構１５，３５を解体して外
部に搬出すると共に、内部に残った土砂を排出すること
で第１シールド掘削機１０が掘削したトンネルと第２シ
ールド掘削機３０が掘削したトンネルを連続することが
できる。

【００３２】このように本実施形態の地中接合式トンネ
ル掘削機にあっては、２台のシールド掘削機１０，３０
の各カッタヘッド機構１５，３５を掘削機本体１１，３
１内に収納可能としたことで、各シールド掘削機１０，
３０の全長を短くすることができ、急カーブのトンネル
掘削工事を容易に行うことができる。また、第２シール
ド掘削機３０の外筒４４を後方に移動してから、第１シ
ールド掘削機１０の外筒２４を前方に移動して掘削機本
体３１の先端部に嵌合するようにしたことで、第１シー
ルド掘削機１０が掘削したトンネルと第２シールド掘削
機３０が掘削したトンネルとを同径とすることができ、
シールド掘削機の構成部品を共通化することができると
共に、セグメントなどの覆工部材の共通化することがで
きる。

【００３３】なお、上述の実施形態において、２台のシ
ールド掘削機１０，３０の各カッタヘッド機構１５，３
５を掘削機本体１１，３１内に収納可能としたが、一方
のカッタヘッド機構１５，３５のみを掘削機本体１１，
３１内に収納可能としても、シールド掘削機１０，３０
の全長を短くすることができる。また、第２シールド掘
削機３０の前胴３１ａにシール機構としてＶＤシール４
７及びシールジャッキ４８を設けたが、第１シールド掘
削機１０の外筒２４に流体圧式のシール部材を設けても
よい。

【００３４】図３に本発明の第２実施形態に係るトンネ
ル掘削機としての地中接合式トンネル掘削機の側面概略
断面を示す。

【００３５】図３に示すように、本実施形態の地中接合
式トンネル掘削機の第１シールド掘削機６０において、
掘削機本体５１には支持フレーム５２によってによって
バルクヘッド５３が固定されており、このバルクヘッド
５３にはカッタヘッド機構５４として軸受５５によって
カッタヘッド５６が回転自在に装着されている。このカ
ッタヘッド２１は前面に図示しない多数のカッタビット
が固定されると共に、外周部に径方向に移動可能なオー
バーカッタ５７が装着されており、駆動モータ５８によ
って回転可能となっている。また、掘削機本体５１は前
部が後部に比べて縮径されており、この外周部に外筒５
９が掘進方向に沿って移動自在に嵌合しており、掘削機
本体５１側に装着された移動ジャッキ６０の駆動ロッド
６１の先端部がこの外筒５９に連結されている。

【００３６】一方、第２シールド掘削機７０において、
掘削機本体７１には支持フレーム７２によってバルクヘ
ッド７３が固定されており、このバルクヘッド７３には
カッタヘッド機構７４として軸受７５によってカッタヘ
ッド７６が回転自在に装着されている。このカッタヘッ
ド７６は前面に図示しない多数のカッタビットが固定さ
れると共に、外周部に径方向に移動可能なオーバーカッ
タ７７が装着されており、駆動モータ７８によって回転
可能となっている。また、掘削機本体７１は前部が後部
に比べて縮径されており、この外周部に外筒７９が掘進
方向に沿って移動自在に嵌合しており、掘削機本体７１
に装着された移動ジャッキ８０の駆動ロッド８１の先端
部がこの外筒７９に連結されている。この場合、掘削機
本体５１と掘削機本体７１とは外径がほぼ同様であり、
外筒５９と外筒７９とも外径がほぼ同様となっており、
掘削機本体５１の外筒５９が掘削機本体７１に嵌合でき
るようになっている。そして、掘削機本体７１の前部に
は、この掘削機本体７１の外方に嵌合した外筒５９の内
周面に圧接して止水するリング状のＶＤシール８２が設
けられており、シールジャッキ８３によって斜め前方に
移動可能となっている。

【００３７】従って、第１シールド掘削機５０と第２シ
ールド掘削機７０とによってそれぞれトンネルを掘削
し、互いの掘進側が所定距離に接近すると両者の掘進を
停止する。そして、第２シールド掘削機７０にて、移動
ジャッキ８０によって駆動ロッド８１を収縮して外筒７
９を掘進方向後方に移動すると共に、オーバーカッタ７
７を内方へ移動する。一方、第１シールド掘削機５０に
て、オーバーカッタ５７を内方へ移動してから、移動ジ
ャッキ６０によって駆動ロッド６１を伸長して外筒５９
を掘進方向前方に移動し、先端部を第２シールド掘削機
７０の掘削機本体７１の先端部に嵌合する。

【００３８】この場合、第１シールド掘削機５０の外筒
５９は第２シールド掘削機７０の掘削機本体７１の外周
部に嵌合するものの、両者の間には若干の隙間が存在し
ている。そのため、第２シールド掘削機７０にて、シー
ルジャッキ８３を伸長することで、リング状のＶＤシー
ル８２を斜め前方へ移動すると、ＶＤシール８２は外筒
５９の内周面に圧接し、その嵌合部が止水され、第１シ
ールド掘削機５０と第２シールド掘削機７０が接合され
る。その後、第１及び第２トンネル掘削機５０，７０の
各カッタヘッド機構５４，７４を解体して外部に搬出す
ると共に、内部に残った土砂を排出することで第１シー
ルド掘削機５０が掘削したトンネルと第２シールド掘削
機７０が掘削したトンネルを連続することができる。

【００３９】このように本実施形態の地中接合式トンネ
ル掘削機にあっては、第２シールド掘削機７０の外筒７
９を後方に移動してから、第１シールド掘削機５０の外
筒５９を前方に移動して掘削機本体７１の先端部に嵌合
するようにしたことで、各シールド掘削機５０，７０の
全長を短くすることができ、急カーブのトンネル掘削工
事を容易に行うことができると共に、第１シールド掘削
機５０が掘削したトンネルと第２シールド掘削機７０が
掘削したトンネルとを同径とすることができ、シールド
掘削機の構成部品を共通化することができると共に、セ
グメントなどの覆工部材の共通化することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の地中接合式トンネル掘削機によ
れば、第１トンネル掘削機を一方向に掘進させると共に
第２トンネル掘削機を第１シールド掘削機の掘進方向反
対側から掘進させて各トンネル掘削機の掘進側を接合し
て連続したトンネルを掘削する地中接合式トンネル掘削
機において、第１トンネル掘削機の第１掘削機本体の外
側に外筒を設け、外筒移動機構によって掘進方向前方に
押し出し可能とすると共に、第１カッタヘッド機構を第
１カッタヘッド移動機構によって後方に移動して第１掘
削機本体内に収納可能とする一方、第２トンネル掘削機
の第２カッタヘッド機構を第２カッタヘッド移動機構に
よって後方に移動して第２掘削機本体内に収納可能とす
ると共に、外筒移動機構によって前方に押し出された外
筒の先端部内周面にシール機構によってシール部材を圧
接してシール可能としたので、各カッタヘッド機構を掘
削機本体内にそれぞれ収納可能となり、各トンネル掘削
機の全長を短くすることができ、急旋回を可能とするこ
とで急カーブのトンネル掘削工事を容易に行ってトンネ
ル工事の作業性の向上を図ることができる。

【００４１】また、請求項２の発明の地中接合式トンネ
ル掘削機によれば、第１トンネル掘削機を一方向に掘進
させると共に第２トンネル掘削機を第１シールド掘削機
の掘進方向反対側から掘進させて各トンネル掘削機の掘
進側を接合して連続したトンネルを掘削する地中接合式
トンネル掘削機において、第１あるいは第２トンネル掘
削機の少なくともいずれか一方のトンネル掘削機にて、
掘削機本体の外側に外筒を設け、外筒移動機構によって
掘進方向前方に押し出し可能とすると共に、カッタヘッ
ド機構をカッタヘッド移動機構によって後方に移動して
第１掘削機本体内に収納可能とし、一方あるいは他方の
トンネル掘削機にて、外筒移動機構によって掘進方向前
方に押し出された外筒の先端部と他方のトンネル掘削機
との接合との間をシール機構によってシール可能とした
ので、少なくとも一方のカッタヘッド機構を掘削機本体
内に収納可能となり、トンネル掘削機の全長を短くする
ことができ、急旋回を可能とすることで急カーブのトン
ネル掘削工事を容易に行ってトンネル工事の作業性の向
上を図ることができる。

【００４２】また、請求項３の発明の地中接合式トンネ
ル掘削機によれば、第１トンネル掘削機を一方向に掘進
させると共に第２トンネル掘削機を第１シールド掘削機
の掘進方向反対側から掘進させて各トンネル掘削機の掘
進側を接合して連続したトンネルを掘削する地中接合式
トンネル掘削機において、第１あるいは第２トンネル掘
削機の少なくともいずれか一方のトンネル掘削機にて、
掘削機本体の外側に外筒を設け、外筒移動機構によって
掘進方向前方に押し出し可能とすると共に、カッタヘッ
ド機構をカッタヘッド移動機構によって後方に移動して
第１掘削機本体内に収納可能とし、外筒移動機構によっ
て前方に押し出された外筒の先端部内周面から他方のト
ンネル掘削機の掘削機本体の先端部外周面にリング状の
シール部材を嵌合してシールを行うようにしたので、少
なくとも一方のカッタヘッド機構を掘削機本体内に収納
可能となり、トンネル掘削機の全長を短くすることがで
き、急旋回を可能とすることで急カーブのトンネル掘削
工事を容易に行ってトンネル工事の作業性の向上を図る
ことができる。

【００４３】また、請求項４の発明の地中接合式トンネ
ル掘削機によれば、第１トンネル掘削機を一方向に掘進
させると共に第２トンネル掘削機を第１シールド掘削機
の掘進方向反対側から掘進させて各トンネル掘削機の掘
進側を接合して連続したトンネルを掘削する地中接合式
トンネル掘削機において、第１トンネル掘削機に第１カ
ッタヘッド機構を設けると共に、掘削機本体の外側に外
筒を設けて外筒移動機構によって掘進方向前方に押し出
し可能とする一方、第２トンネル掘削機に第２カッタヘ
ッド機構を設けると共に、掘削機本体の先端部からシー
ル機構のシール部材を斜め前方に移動して外筒移動機構
によって前方に押し出された外筒の先端部内周面に圧接
してシールするようにしたので、シール部材を斜め前方
に移動して外筒の内周面に圧接してシールすることで、
トンネル掘削機の全長を短くすることができ、急旋回を
可能とすることで急カーブのトンネル掘削工事を容易に
行うことができると共に、シール部材と外筒とのシール
面積が大きくなってシール性を向上することができ、ト
ンネル工事の作業性の向上を図ることができる。

【００４４】また、請求項５の発明の地中接合式トンネ
ル掘削方法によれば、第１トンネル掘削機を一方向に掘
進させると共に第２トンネル掘削機を第１シールド掘削
機の掘進方向反対側から掘進させ、各トンネル掘削機の
掘進側が所定距離に接近すると両者の掘進を停止し、第
２トンネル掘削機の第２外筒を掘進方向後方に移動する
と共に、第２カッタヘッド機構を掘進方向後方に移動し
て内部に収納する一方、第１トンネル掘削機の第１カッ
タヘッド機構を掘進方向後方に移動して内部に収納する
と共に、第１外筒を掘進方向前方に移動して先端部を第
２トンネル掘削機の先端部に嵌合し、その嵌合部を止水
して接合した後、各トンネル掘削機の各カッタヘッド機
構を解体し、内部土砂を排出することで内部が連続した
トンネルを形成するようにしたので、各カッタヘッド機
構を掘削機本体内にそれぞれ収納可能となり、各トンネ
ル掘削機の全長を短くすることができ、急旋回を可能と
することで急カーブのトンネル掘削工事を容易に行って
トンネル工事の作業性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るトンネル掘削機と
しての地中接合式トンネル掘削機の側面概略断面図であ
る。

【図２】本実施形態の地中接合式トンネル掘削機の接合
状態を表す側面概略断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係るトンネル掘削機と
しての地中接合式トンネル掘削機の側面概略断面図であ
る。

【図４】従来の地中接合式シールド掘削機の断面図であ
る。

【図５】従来の地中接合式シールド掘削機によるトンネ
ル接合作業を表す断面図である。

【符号の説明】

１０，５０ 第１シールド掘削機 １１，５１ 掘削機本体 １５，５４ カッタヘッド機構 １７ 移動円筒 １８ 伸縮ジャッキ（カッタヘッド移動機構） ２１，５６ カッタヘッド ２２，５７ オーバーカッタ ２３，５８ 駆動モータ ２４，５９ 外筒 ２５，６０ 移動ジャッキ（外筒移動機構） ３０，７０ 第２シールド掘削機 ３１，７１ 掘削機本体 ３５，７４ カッタヘッド機構 ３７ 移動円筒 ３８ 伸縮ジャッキ（カッタヘッド移動機構） ４１，７６ カッタヘッド ４２，７７ オーバーカッタ ４３，７８ 駆動モータ ４４，７９ 外筒 ４５，８０ 移動ジャッキ（外筒移動機構） ４７，８２ ＶＤシール（シール部材） ４８，８３ シールジャッキ（シール機構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保苅 実 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 杉山 雅彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１トンネル掘削機を一方向に掘進させ
   ると共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機
   の掘進方向反対側から掘進させて該第１及び第２トンネ
   ル掘削機の掘進側を接合して連続したトンネルを掘削す
   る地中接合式トンネル掘削機において、前記第１トンネ
   ル掘削機は、筒状の第１掘削機本体と、該第１掘削機本
   体の外側に掘進方向に沿って移動自在に嵌合する外筒
   と、該外筒を掘進方向前方に押し出す外筒移動機構と、
   前方の地盤を掘削可能であると共に掘進方向に沿って移
   動自在に支持された第１カッタヘッド機構と、該第１カ
   ッタヘッド機構を前方の地盤を掘削する突出位置から掘
   進方向後方に移動して前記第１掘削機本体内に収納する
   第１カッタヘッド移動機構とを有する一方、前記第２ト
   ンネル掘削機は、筒状の第２掘削機本体と、前方の地盤
   を掘削可能であると共に掘進方向に沿って移動自在に支
   持された第２カッタヘッド機構と、該第２カッタヘッド
   機構を前方の地盤を掘削する突出位置から掘進方向後方
   に移動して前記第２掘削機本体内に収納する第２カッタ
   ヘッド移動機構と、前記外筒移動機構によって掘進方向
   前方に押し出された前記外筒の先端部内周面にシール部
   材を圧接してシールするシール機構とを有することを特
   徴とする地中接合式トンネル掘削機。
2. 【請求項２】 第１トンネル掘削機を一方向に掘進させ
   ると共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機
   の掘進方向反対側から掘進させて該第１及び第２トンネ
   ル掘削機の掘進側を接合して連続したトンネルを掘削す
   る地中接合式トンネル掘削機において、前記第１あるい
   は第２トンネル掘削機の少なくともいずれか一方のトン
   ネル掘削機は、筒状の掘削機本体と、該掘削機本体の外
   側に掘進方向に沿って移動自在に嵌合する外筒と、該外
   筒を掘進方向前方に押し出して前端部を前記他方のトン
   ネル掘削機に接合する外筒移動機構と、前方の地盤を掘
   削可能であると共に掘進方向に沿って移動自在に支持さ
   れたカッタヘッド機構と、該カッタヘッド機構を前方の
   地盤を掘削する突出位置から掘進方向後方に移動して前
   記掘削機本体内に収納するカッタヘッド移動機構とを有
   する一方、前記一方あるいは他方のトンネル掘削機は、
   前記外筒移動機構によって掘進方向前方に押し出された
   前記外筒の先端部と前記他方のトンネル掘削機との接合
   との間をシールするシール機構を有することを特徴とす
   る地中接合式トンネル掘削機。
3. 【請求項３】 第１トンネル掘削機を一方向に掘進させ
   ると共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機
   の掘進方向反対側から掘進させて該第１及び第２トンネ
   ル掘削機の掘進側を接合して連続したトンネルを掘削す
   る地中接合式トンネル掘削機において、前記第１あるい
   は第２トンネル掘削機の少なくともいずれか一方のトン
   ネル掘削機は、筒状の掘削機本体と、該掘削機本体の外
   側に掘進方向に沿って移動自在に嵌合する外筒と、該外
   筒を掘進方向前方に押し出して前端部を前記他方のトン
   ネル掘削機に接合する外筒移動機構と、前方の地盤を掘
   削可能であると共に掘進方向に沿って移動自在に支持さ
   れたカッタヘッド機構と、該カッタヘッド機構を前方の
   地盤を掘削する突出位置から掘進方向後方に移動して前
   記掘削機本体内に収納するカッタヘッド移動機構と、前
   記外筒の先端部内周面に装着されて前記外筒移動機構に
   よって掘進方向前方に押し出されたときに前記他方のト
   ンネル掘削機の掘削機本体の先端部外周面に嵌合してシ
   ールを行うリング状のシール部材とを有することを特徴
   とする地中接合式トンネル掘削機。
4. 【請求項４】 第１トンネル掘削機を一方向に掘進させ
   ると共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機
   の掘進方向反対側から掘進させて該第１及び第２トンネ
   ル掘削機の掘進側を接合して連続したトンネルを掘削す
   る地中接合式トンネル掘削機において、前記第１トンネ
   ル掘削機は、筒状の第１掘削機本体と、該第１掘削機本
   体の外側に掘進方向に沿って移動自在に嵌合する外筒
   と、該外筒を掘進方向前方に押し出す外筒移動機構と、
   前記第１掘削機本体の前端部に装着されて前方の地盤を
   掘削可能な第１カッタヘッド機構とを有する一方、前記
   第２トンネル掘削機は、筒状の第２掘削機本体と、該第
   ２掘削機本体の前端部に装着されて前方の地盤を掘削可
   能な第２カッタヘッド機構と、前記第２掘削機本体の先
   端部からシール部材を斜め前方に移動して前記外筒移動
   機構によって掘進方向前方に押し出された前記外筒の先
   端部内周面に圧接してシールするシール機構とを有する
   ことを特徴とする地中接合式トンネル掘削機。
5. 【請求項５】 第１トンネル掘削機を一方向に掘進させ
   ると共に第２トンネル掘削機を前記第１シールド掘削機
   の掘進方向反対側から掘進させ、該第１及び第２トンネ
   ル掘削機の掘進側が所定距離に接近すると両者の掘進を
   停止し、前記第２トンネル掘削機の第２外筒を掘進方向
   後方に移動すると共に、第２カッタヘッド機構を掘進方
   向後方に移動して内部に収納する一方、前記第１トンネ
   ル掘削機の第１カッタヘッド機構を掘進方向後方に移動
   して内部に収納すると共に、第１外筒を掘進方向前方に
   移動して先端部を前記第２トンネル掘削機の先端部に嵌
   合し、その嵌合部を止水して接合した後、前記第１及び
   第２トンネル掘削機の前記第１及び第２カッタヘッド機
   構を解体し、内部土砂を排出することで内部が連続した
   トンネルを形成することを特徴とする地中接合式トンネ
   ル掘削方法。