JP4731446B2

JP4731446B2 - Tunnel excavator

Info

Publication number: JP4731446B2
Application number: JP2006297810A
Authority: JP
Inventors: 清志松本
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2006-11-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-11-01
Also published as: JP2008115557A

Description

本発明は土砂地盤の掘削用として転用可能な礫地盤掘削用トンネル掘削機に関するものである。 The present invention relates to a tunnel excavator for excavation of gravel ground that can be diverted for excavation of earth and sand ground.

地盤には土砂地盤や礫地盤、粘土層地盤などがあり、このような地盤中にトンネルを掘削するには、それぞれの地盤の掘削に適した掘削手段を備えたトンネル掘削機が採用されている。例えば、礫地盤掘削用トンネル掘削機としては、特許文献１に記載されているように、筒状のスキンプレートの前端部に設けた隔壁に駆動モータによって回転する回転中心軸を支承させ、隔壁から前方に突出するこの回転中心軸に後端から前端に向かって徐々に小径に形成しているインナーコーンを一体に設ける一方、このインナーコーンの傾斜外周面と対向するスキンプレートの内周面に後端から前端に向かって徐々に大径となるアウターコーンを固着し、さらに、上記インナーコーンの前端に礫地盤掘削用カッタヘッドを一体に設けてこのカッタヘッドで掘削した土砂をカッタヘッドと一体に回転するインナーコーンと固定側のアウターコーンとの対向面間の楔状空間部に取り込んでこれらのインナーコーンとアウターコーンとにより土砂中の礫を破砕し、破砕した土砂を後方に排出するように構成したトンネル掘削機が知られている。 The ground includes earth and sand ground, gravel ground, clay layer ground, etc. In order to excavate tunnels in such ground, tunnel excavators equipped with excavation means suitable for excavation of each ground are adopted. . For example, as described in Patent Document 1, as a tunnel excavator for excavation of gravel ground, a rotation center shaft that is rotated by a drive motor is supported on a partition wall provided at a front end portion of a cylindrical skin plate, and is separated from the partition wall. An inner cone that gradually decreases in diameter from the rear end to the front end is integrally provided on the center axis of rotation that projects forward, while the inner peripheral surface of the skin plate that faces the inclined outer peripheral surface of the inner cone An outer cone that gradually becomes larger in diameter from the end toward the front end is fixed, and a gravel ground excavation cutter head is integrally provided at the front end of the inner cone, and the earth and sand excavated by this cutter head are integrated with the cutter head. It is taken into the wedge-shaped space between the opposing surfaces of the rotating inner cone and the fixed outer cone, and the soil is formed by these inner cone and outer cone. Crushed gravel in, are constructed the tunneling machine is known to discharge crushed soil behind.

また、礫地盤や土砂地盤等の地質に応じて転用可能に構成したトンネル掘削機も開発されており、例えば、特許文献２に記載されているように、掘削機本体の前端開口部に回転自在に支持されたカッタヘッドを礫地盤掘削用と土砂地盤掘削用とに交換可能に構成していると共にこのカッタヘッドの形状に応じて該カッタヘッドを覆う筒状フードも交換可能に構成したトンネル掘削機が知られている。
特開平９−５３３９２号公報実公平５−４７８３１号公報 In addition, a tunnel excavator configured to be divertable according to the geology of gravel ground or earth and sand ground has been developed. For example, as described in Patent Document 2, the excavator main body can be freely rotated at the front end opening. Tunnel excavation is configured so that the cutter head supported by can be exchanged for excavation of gravel ground and excavation of earth and sand, and the cylindrical hood covering the cutter head can also be exchanged according to the shape of the cutter head The machine is known.
JP-A-9-53392 Japanese Utility Model Publication No. 5-47831

前者の礫地盤掘削用トンネル掘削機によれば、礫地盤掘削用カッタヘッドによって掘削された地盤中に含まれる礫をインナーコーンとアウターコーンとによって円滑且つ確実に破砕しながらトンネルを掘進していくことができるが、このトンネル掘削機をそのまま土砂地盤掘削用として採用すると、礫地盤掘削用カッタヘッドを土砂地盤用として使用することが可能であっても、該カッタヘッドと隔壁との間に設けられた土砂取込室はアウターコーンの存在によって極めて処理すべき容積が小さくなっているため、掘削処理能率が低下して土砂地盤であるにもかかわらずトンネル掘削機の掘進速度を低下せざるを得なくなり、トンネル施工に長期間を要するといった問題点がある。 According to the former excavator for excavation of gravel ground, the tunnel is excavated while crushing the gravel contained in the ground excavated by the cutter head for excavation of gravel smoothly and reliably with the inner cone and the outer cone. However, if this tunnel excavator is used as it is for excavation of earth and sand, it is provided between the cutter head and the bulkhead even if the cutter head for excavation of gravel can be used for earth and sand. Since the volume of the earth and sand intake chamber that has been processed is extremely small due to the presence of the outer cone, the excavation processing efficiency is reduced, and the excavation speed of the tunnel excavator must be reduced despite the fact that it is earth and sand ground. There is a problem that the tunnel construction will take a long time.

一方、後者のトンネル掘削機によれば、礫地盤や土砂地盤等の地質に応じて転用が可能となるが、礫地盤にトンネルを掘削する際には、土砂取込室内に上記特許文献１に記載されているような礫破砕用のインナーコーンとアウターコーンを設けていないために、カッタヘッドに設けている土砂取込開口部を通じて大径の礫が土砂取込室に入り込みと、この礫によって土砂排出用の排泥管が詰まり、トンネルの掘削を一旦、停止して該礫の除去作業を必要としてトンネルの施工能率が低下するといった問題点がある。 On the other hand, according to the latter tunnel excavator, diversion is possible according to the geology of gravel ground, earth and sand ground, etc., but when excavating a tunnel in gravel ground, the above-mentioned Patent Document 1 is used in the earth and sand intake chamber. Since the inner cone and outer cone for crushing gravel as described are not provided, a large-diameter gravel enters the earth and sand intake chamber through the earth and sand intake opening provided in the cutter head. There is a problem that the mud pipe for discharging the earth and sand is clogged, the excavation of the tunnel is temporarily stopped, and the construction efficiency of the tunnel is lowered because the removal work of the gravel is required.

また、いずれのトンネル掘削機においても、隔壁の中心部に駆動モータによって回転駆動される回転軸を支持させ、この回転軸の前端にカッタヘッドを一体に固着してなるものであるから、カッタヘッドは回転軸を介して隔壁に片持状に支持された構造となり、そのため、カッタヘッドを所定の回転トルクでもって安定的に回転駆動するには、該回転軸を比較的大径に形成して強度を持たせておく必要があると共に、この回転軸の存在によって機内の作業空間が狭くなるといった問題点が生じることになる。 In any tunnel excavator, a rotating shaft that is driven to rotate by a drive motor is supported at the center of the partition wall, and the cutter head is integrally fixed to the front end of the rotating shaft. Has a structure that is supported in a cantilever manner by a partition wall via a rotating shaft. Therefore, in order to stably drive the cutter head with a predetermined rotational torque, the rotating shaft is formed with a relatively large diameter. It is necessary to have strength, and the presence of this rotating shaft causes problems such as a narrow working space in the machine.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、インナーコーンとアウターコーンとからなる礫破砕手段を備えている礫地盤掘削用トンネル掘削機であって、土砂地盤を能率よく掘削することができる土砂地盤掘削用として転用できるトンネル掘削機を提供するにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is a gravel ground excavation tunnel excavator provided with gravel crushing means composed of an inner cone and an outer cone, It is to provide a tunnel excavator that can be diverted for earth and sand ground excavation that can excavate the ground efficiently.

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、筒状のスキンプレートの前端開口部の内周面に固定している隔壁に後端部を回転自在に支持され、且つ、その外周壁面を後端部から前端に向かって徐々に小径に形成しているインナーコーンと、このインナーコーンの前端に取付けられたカッタヘッドと、上記スキンプレートと同一外径に形成されている短筒状の外周壁部をスキンプレートの前端から前方に突設させ、且つ、この外周壁部の内周側に上記インナーコーンの傾斜外周壁面に対向させて後端から前端に向かって徐々に大径に形成された傾斜周壁部を一体に設けてなるアウターコーンと、上記インナーコーンの回転駆動機構とを備えているトンネル掘削機において、上記アウターコーンは周方向に複数分割されていてこれらの分割コーン片を周方向に着脱自在に連結することによって形成されていると共にその外周壁部の後端を上記スキンプレートの前端に着脱自在に接続してスキンプレートと同一外径を有する短筒状フードと取り替え可能に構成している。 In order to achieve the above object, a tunnel excavator according to the present invention has a rear end portion freely rotatable on a partition fixed to an inner peripheral surface of a front end opening of a cylindrical skin plate. And an outer cone whose outer wall surface is gradually formed with a small diameter from the rear end to the front end, a cutter head attached to the front end of the inner cone, and the same outer diameter as the skin plate. The outer peripheral wall portion of the short cylinder formed on the front side of the skin plate is projected forward from the front end of the skin plate, and the inner peripheral side of the outer peripheral wall portion is opposed to the inclined outer peripheral wall surface of the inner cone. In a tunnel excavator provided with an outer cone formed integrally with an inclined circumferential wall portion gradually formed with a large diameter toward the inner side and a rotation driving mechanism for the inner cone, the outer cone is circumferentially arranged. It is divided into several parts and is formed by detachably connecting these divided cone pieces in the circumferential direction, and the rear end of the outer peripheral wall portion is detachably connected to the front end of the skin plate and is the same as the skin plate It is configured to be replaceable with a short cylindrical hood having an outer diameter.

このように構成したトンネル掘削機において、請求項２に係る発明は、上記回転駆動機構を、隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの大径後端部に一体に設けている歯車と、上記隔壁の後面外周部に配設している駆動モータと、この駆動モータの回転軸に固着して上記歯車に噛合させている小歯車とから構成していることを特徴とする。 In the tunnel excavator configured as described above, the invention according to claim 2 is characterized in that the rotation driving mechanism is integrally provided at the large-diameter rear end portion of the inner cone rotatably supported by the partition wall, It is characterized by comprising a drive motor disposed on the outer peripheral portion of the rear surface of the partition wall and a small gear fixed to the rotating shaft of the drive motor and meshed with the gear.

さらに、請求項３に係る発明は、上記インナーコーンを前端から後端に向かって徐々に小径に形成された内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成し、その後端開口部を作業員の出入口に形成していると共に中空内部からカッタヘッド後面側の土砂取込室に連通したマンホールを設けてあり、このマンホールを中空内部から開閉可能な蓋体によって閉止してなる構造としている。 Furthermore, the invention according to claim 3 is characterized in that the inner cone is formed by an inclined peripheral wall portion having a constant thickness, the inside of which is gradually formed to have a small diameter from the front end toward the rear end, and the rear end opening is formed by a worker. A manhole that is formed at the entrance and exit from the hollow and communicates with the earth and sand intake chamber on the rear side of the cutter head is provided, and the manhole is closed by a lid that can be opened and closed from the hollow.

上記請求項１又は請求項２に記載のトンネル掘削機において、請求項４に係る発明は、上記インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成している。 In the tunnel excavator according to claim 1 or 2, the invention according to claim 4 is configured such that the large-diameter rear end portion of the inner cone is separable from a gear rotatably supported by a partition wall. The inner cone is configured to be replaceable with a support member that is provided with a cutter for earth and sand ground excavation at the front end and that can be connected to the gear at the rear end.

また、請求項５に係る発明は、上記支持部材をインナーコーンと同じく、後端から前端に向かって徐々に小径に形成した内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成してあり、この傾斜周壁部の外周方の空間部を土砂取込室に形成していることを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 5, the support member is formed by an inclined peripheral wall portion having a hollow and constant thickness, in which the support member is formed in a gradually decreasing diameter from the rear end toward the front end, like the inner cone. A space part on the outer peripheral side of the inclined peripheral wall part is formed in the earth and sand taking-in chamber.

請求項１に係る発明によれば、前端にカッタヘッドを一体に設けているインナーコーンは、その大径側の後端部を隔壁に回転自在に支持させて隔壁の後面側に配設した回転駆動機構によって回転させるように構成しているので、従来のように隔壁にカッタヘッドの回転軸を設けることなくインナーコーンを直接、回転させることができて構造の簡素化を図ることができると共に隔壁後方側の作業空間を広くすることができばかりでなく、インナーコーンの大径の後端部を隔壁に回転自在に支持させているので、その回転支持構造の強度が極めて大きくなって安定した回転トルクを得ることができると共に能率のよい掘削が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the inner cone integrally provided with the cutter head at the front end is a rotary disposed on the rear surface side of the partition wall with the rear end portion of the large diameter side being rotatably supported by the partition wall. Since it is configured to be rotated by a driving mechanism, the inner cone can be directly rotated without providing a rotating shaft of the cutter head in the partition as in the prior art, and the structure can be simplified and the partition can be simplified. Not only can the work space on the rear side be widened, but also the rear end of the large diameter of the inner cone is rotatably supported by the partition wall, so the strength of the rotation support structure is extremely large and stable rotation Torque can be obtained and efficient excavation becomes possible.

さらに、このインナーコーンと対向させてスキンプレートの前端にアウターコーンを配設しているので、カッタヘッドにより掘削された礫をこれらのインナーコーンとアウターコーンとによって破砕しながら礫地盤中に能率よくトンネルを掘進していくことができるものであり、その上、上記アウターコーンは、周方向に複数分割されていてこれらの分割コーン片を着脱自在に連結することによって形成されていると共に、その外周壁部はスキンプレートと同一外径に形成されていてこの外周壁部の後端をスキンプレートの前端に着脱自在に連結しているので、礫地盤にトンネルを掘削した後において、このアウターコーンを容易に分解、除去することができ、該アウターコーンに代えてスキンプレートの前端に短筒状フードを装着することにより土砂地盤掘削用のトンネル掘削機に簡単に転用できると共に、この短筒状フードによって囲まれたカッタヘッド後面側の土砂取込室の容積を拡大することができて、カッタヘッドにより掘削された土砂を多量に取り込みながら土砂地盤中に能率よくトンネルを掘削することができる。 In addition, since the outer cone is arranged at the front end of the skin plate so as to face this inner cone, the gravel excavated by the cutter head is efficiently put into the gravel ground while crushing with the inner cone and the outer cone. In addition, the outer cone is divided into a plurality of pieces in the circumferential direction and is formed by detachably connecting these divided cone pieces, and the outer periphery thereof. The wall is formed to have the same outer diameter as the skin plate, and the rear end of this outer peripheral wall is detachably connected to the front end of the skin plate. It can be easily disassembled and removed, and a short hood is attached to the front end of the skin plate instead of the outer cone. It can be easily diverted to a tunnel excavator for excavation of earth and sand, and the volume of the earth and sand intake chamber on the rear side of the cutter head surrounded by this short cylindrical hood can be expanded and excavated by the cutter head. The tunnel can be excavated efficiently in the earth and sand while taking in a large amount of earth and sand.

請求項２に係る発明によれば、回転駆動機構は、隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの大径後端部に一体に設けている歯車と、上記隔壁の後面外周部に配設している駆動モータと、この駆動モータの回転軸に固着して上記歯車に噛合させている小歯車とから構成しているので、インナーコーンを振れを生じさせることなく安定した状態で円滑に回転駆動することができる。 According to the second aspect of the present invention, the rotary drive mechanism is provided on the outer peripheral portion of the rear surface of the partition wall, and the gear integrally provided at the large-diameter rear end portion of the inner cone rotatably supported by the partition wall. Drive motor and a small gear that is fixed to the rotation shaft of the drive motor and meshed with the gear, so that the inner cone can be rotated smoothly in a stable state without causing vibration. can do.

また、請求項３に係る発明によれば、隔壁にその大径後端部を回転自在に支持されている上記インナーコーンを中空の傾斜周壁部によって形成して隔壁から機内側に向けている後端面を作業員が出入り可能な開口部に形成していると共に、上記傾斜周壁部に中空内からこのインナーコーンとアウターコーンとの間の土砂取込室内に連通したマンホールを設けているので、作業員がこのインナーコーンの中空内部から上記マンホールを開放させて土砂取込室内に容易に出入りが可能となり、その土砂取込室内から切羽の点検が行えるのは勿論、インナーコーンとアウターコーンとからなる礫破砕手段の保守、点検やカッタヘッドに装着したカッタビットの交換作業等も容易に行うことができる。この際、マンホールは上記のように隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの傾斜周壁部に設けられているので、インナーコーンを回転させることによって土砂取込室に対するマンホールの連通位置を周方向の所望位置に容易に変更することができ、インナーコーンからの土砂取込室内に対する作業員の出入り時における安全性を高めることができると共に作業性の向上を図ることがてきる。 According to the invention of claim 3, after the inner cone, whose large-diameter rear end is rotatably supported by the partition wall, is formed by the hollow inclined peripheral wall portion and is directed from the partition wall toward the inside of the machine. Since the end surface is formed in an opening through which workers can enter and exit, and the manhole that communicates from the hollow interior to the earth and sand intake chamber between the inner cone and outer cone is provided in the inclined peripheral wall portion. An operator can open the manhole from the hollow inside of the inner cone to easily enter and exit the earth and sand intake chamber, and the face can be inspected from the earth and sand intake chamber, and of course, the inner cone and the outer cone. Maintenance and inspection of the gravel crushing means, replacement work of the cutter bit mounted on the cutter head, and the like can be easily performed. At this time, since the manhole is provided on the inclined peripheral wall portion of the inner cone that is rotatably supported by the partition wall as described above, the communication position of the manhole with respect to the earth and sand intake chamber is set in the circumferential direction by rotating the inner cone. The position can be easily changed to a desired position, and it is possible to improve the safety when the worker enters and exits the earth and sand taking-in chamber from the inner cone and to improve the workability.

請求項４に係る発明によれば、上記インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成しているので、土砂地盤掘削用として適したトンネル掘削機に転用することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the inner cone is separable from the gear supported rotatably on the partition wall by the large-diameter rear end of the inner cone, and the earth and sand ground excavation cutter is provided at the front end. Moreover, since the rear end is configured to be exchangeable with a support member configured to be connectable to the gear, it can be diverted to a tunnel excavator suitable for earth and sand ground excavation.

この場合、請求項５に係る発明によれば、上記インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成しているので、上記歯車及びこの歯車を回転させる駆動モータをそのまま利用して礫地盤掘削用カッタヘッドを有するインナーコーンを土砂地盤掘削用カッタヘッドを備えた支持部材と交換することができ、礫地盤掘削用トンネル掘削機を土砂地盤掘削用トンネル掘削機に容易に変更することができる。 In this case, according to the invention according to claim 5, the inner cone can be separated from the gear rotatably supported by the partition wall, and the inner cone can be excavated at the front end for earth and sand ground excavation. Since the cutter is provided and the rear end is replaceable with a support member configured to be connectable to the gear, the cutter head for excavation of gravel ground is provided by directly using the gear and the drive motor for rotating the gear. The inner cone can be replaced with a support member having a cutter head for excavating earth and sand, and the tunnel excavator for excavating gravel ground can be easily changed to a tunnel excavator for excavating earth and sand.

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、１はトンネル掘削機の本体である筒状のスキンプレートで、その前端開口部の内周面に円環形状の隔壁２を一体に設けてあり、この隔壁２に後端から前端に向かって徐々に小径に形成している截頭円錐形状のインナーコーン３の大径側の後端部を回転自在に支持させていると共に、インナーコーン３の前端に外径が上記スキンプレート１の外径と略等しい径にされているカッタヘッド４の回転中心部を一体に固着してあり、このカッタヘッド４をスキンプレート１の開口端前方に配設している。 Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Reference numeral 1 denotes a cylindrical skin plate which is a main body of a tunnel excavator, and an annular partition wall 2 is integrated on an inner peripheral surface of a front end opening thereof. The rear end of the large-diameter side of the frustoconical inner cone 3 that is gradually formed in a small diameter from the rear end toward the front end is rotatably supported by the partition wall 2, The center of rotation of the cutter head 4 whose outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the skin plate 1 is fixed to the front end of the inner cone 3 as one body. The cutter head 4 is fixed to the open end of the skin plate 1. It is arranged in the front.

さらに、上記インナーコーン３の外周面と対向してスキンプレート１の開口前端にアウターコーン５を配設している。このアウターコーン５はその外径がスキンプレート１の外径と同径で且つスキンプレート１と同一厚みを有する短筒状の外周壁部5aと、この外周壁部5aの後部内周面にその外周端面を一体に固着している円環形状の後面板5bと、この後面板5bの内周端と上記外周壁部5aの前端部内周面にその前後端部を固着させて後端から前端に向かってその内周面を徐々に大径に形成している截頭円錐形状の傾斜周壁部5cとからなり、上記後面板5bの外周端から後方に突出している外周壁部5aの後端部に内方に向かって直角に屈折したフランジ部5dを一体に設けてこのフランジ部5dを上記隔壁２の前面外周部に重ね合わせてボルト21により着脱自在に連結し、外周壁部5aをスキンプレート１の前端から前方に突設させている。 Further, an outer cone 5 is disposed at the opening front end of the skin plate 1 so as to face the outer peripheral surface of the inner cone 3. The outer cone 5 has an outer diameter that is the same as the outer diameter of the skin plate 1 and has the same thickness as the skin plate 1, and a short cylindrical outer peripheral wall portion 5a on the outer peripheral surface of the outer peripheral wall portion 5a. Annular rear plate 5b with the outer peripheral end surface fixed integrally, and the front and rear ends of the rear plate 5b are fixed to the inner peripheral surface of the rear plate 5b and the front peripheral portion of the outer peripheral wall portion 5a. And the rear end of the outer peripheral wall 5a protruding rearward from the outer peripheral end of the rear plate 5b. A flange portion 5d refracted at a right angle toward the inside is integrally formed on the portion, and this flange portion 5d is overlapped with the outer peripheral portion of the front surface of the partition wall 2 and is detachably connected by a bolt 21, and the outer peripheral wall portion 5a is skinned. Projecting forward from the front end of the plate 1.

さらに、このアウターコーン５は図４に示すように、周方向に一定の周長毎に複数の分割コーン片5'に分割されてあり、これらの分割コーン片5'の両側端縁に隣接する分割コーン片5'、5'同士をボルト22によって着脱自在に連結させる連結用リブ5eを突設している。そして、後述するように、このアウターコーン５を取り外したのち、アウターコーンが設けられていない短筒状フード20をスキンプレート１の前端に連結することによって土砂地盤掘削用トンネル掘削機に転用可能としている。 Further, as shown in FIG. 4, the outer cone 5 is divided into a plurality of divided cone pieces 5 ′ for each constant circumferential length in the circumferential direction, and is adjacent to both side edges of the divided cone pieces 5 ′. Connecting ribs 5e are provided projecting to detachably connect the divided cone pieces 5 ′ and 5 ′ with bolts 22. Then, as will be described later, after the outer cone 5 is removed, the short cylindrical hood 20 without the outer cone is connected to the front end of the skin plate 1 so that it can be diverted to a tunnel excavation machine for earth and sand ground excavation. Yes.

このアウターコーン５の傾斜周壁部5cの内周面と上記インナーコーン３の外周面との対向面間に、カッタヘッド４の後面側から後方に向かって徐々に幅狭くなった楔状空間部からなる土砂取込室６を形成している共に、インナーコーン３とアウターコーン５との後端部対向面間の最も幅狭い空間部を上記隔壁２の前面とアウターコーン５の後面板5bとの間の周溝形状の空間部によって形成された土砂排出室７に連通した通路6aに形成している。 Between the inner peripheral surface of the inclined peripheral wall portion 5c of the outer cone 5 and the outer peripheral surface of the inner cone 3, a wedge-shaped space portion gradually narrowing from the rear surface side of the cutter head 4 toward the rear is formed. In addition to forming the earth and sand taking-in chamber 6, the narrowest space between the rear end facing surfaces of the inner cone 3 and the outer cone 5 is between the front surface of the partition wall 2 and the rear plate 5b of the outer cone 5. It is formed in a passage 6a that communicates with the earth and sand discharge chamber 7 formed by a circumferential groove-shaped space.

インナーコーン３は、前端に向かって徐々に小径に形成しなる一定厚みを有する截頭円錐形状の傾斜周壁部3aの後端に後方に向かって一定長さの短筒形状の大径周壁部3bを一体に設けてなり、これらの傾斜周壁部3aと大径の後端周壁部3bとの内周面で囲まれた内部を同じく截頭円錐形状の中空に形成していると共にこの中空内部８の後端を後方に向かって全面的に開口させて作業員の出入口8aに形成してあり、さらに、傾斜周壁部3aの一部に中空内部８から上記土砂取込室６に連通するマンホール９を開設してこのマンホール９を中空内部８内から開閉可能な蓋体10によって閉止している。なお、截頭円錐形状の傾斜周壁部3aの内面には、周方向に所定間隔毎に複数状の補強リブ3cを突設している。 The inner cone 3 has a short cylindrical large-diameter peripheral wall portion 3b having a constant length toward the rear at the rear end of the inclined conical wall portion 3a having a certain thickness and gradually forming a small diameter toward the front end. The inside surrounded by the inner peripheral surfaces of the inclined peripheral wall portion 3a and the large-diameter rear end peripheral wall portion 3b is formed into a hollow-cone-shaped hollow as well as the hollow interior 8 A manhole 9 is formed at the entrance 8a of the worker by opening the rear end of the rearward in a rearward direction, and communicating with the earth and sand intake chamber 6 from the hollow interior 8 to a part of the inclined peripheral wall 3a. The manhole 9 is closed by a lid 10 that can be opened and closed from inside the hollow interior 8. A plurality of reinforcing ribs 3c are projected from the inner surface of the truncated conical inclined peripheral wall portion 3a at predetermined intervals in the circumferential direction.

上記スキンプレート１は前胴部1aと後胴部1bとに２分割されていると共に後胴部1bの前端に中折れ部1cを介して前胴部1aの後端を上下左右方向に屈折自在に接続させている。11は前胴部1aの後端部と後胴部1bの前端部との内周面間に連結した中折れジャッキで、周方向に所定間隔毎に複数本、配設されている。 The skin plate 1 is divided into a front body portion 1a and a rear body portion 1b, and the rear end of the front body portion 1a is freely refracted in the vertical and horizontal directions via a middle folding portion 1c at the front end of the rear body portion 1b. Is connected. Reference numeral 11 denotes a half-folded jack connected between the inner peripheral surfaces of the rear end portion of the front barrel portion 1a and the front end portion of the rear barrel portion 1b, and a plurality of jacks are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction.

上記隔壁２は、前後方向に小間隔を存して配設されてその外周端面を前胴部1aの内周面に溶接等によって一体に固着している円環形状の前側隔壁2aと後側隔壁2bとからなり、前側隔壁2aの内外周端面間の幅は上記アウターコーン５の円環形状の後面板5bの内外周端面間の幅に略等しくしていると共にこの前側隔壁2aの前面外周部に上述したようにアウターコーン５の後端フランジ部5dをボルト21によって取り外し可能に連結させている。また、この前側隔離2aの前面と上記アウターコーン５の後面板5bとの間の空間部によって内径方向に開口した円周溝からなる上記土砂排出室７を形成してあり、この土砂排出室７に上記インナーコーン３の後端大径周壁部3bの外周面から外方に向かって突設している棒状の攪拌部材12を突入させている。また、インナーコーン３の傾斜周壁部3bの外周面の一部分から外方に向かって土砂取込室６内の泥土を攪拌する攪拌板13を突設している。なお、この攪拌板13はカッタヘッド４の後面に後方に向かって突設しておいてもよい。 The partition wall 2 is arranged with a small interval in the front-rear direction, and the outer peripheral end surface is integrally fixed to the inner peripheral surface of the front body portion 1a by welding or the like, and the annular front partition wall 2a and the rear side The width between the inner and outer peripheral end surfaces of the front partition 2a is substantially equal to the width between the inner and outer peripheral end surfaces of the annular rear plate 5b of the outer cone 5 and the front outer periphery of the front partition 2a. As described above, the rear end flange portion 5d of the outer cone 5 is detachably connected to the portion by the bolt 21. Further, the earth and sand discharge chamber 7 is formed of a circumferential groove opened in the inner diameter direction by a space portion between the front surface of the front side isolation 2a and the rear surface plate 5b of the outer cone 5. A bar-like stirring member 12 protruding outward from the outer peripheral surface of the rear end large-diameter peripheral wall portion 3b of the inner cone 3 is inserted into the inner cone 3. Further, a stirring plate 13 for stirring the mud in the earth and sand taking-in chamber 6 is projected from a part of the outer peripheral surface of the inclined peripheral wall portion 3b of the inner cone 3 outward. The stirring plate 13 may be protruded rearward on the rear surface of the cutter head 4.

さらに、隔壁２における後側隔壁2bの内径を前側隔壁2aの内径よりも小径に成形してその内周部を前側隔壁1aの内周端から内方に突出させていると共に該突出端から前方に向かって短筒形状の周壁部2cを一体に設けてあり、この周壁部2cの前端部とこの前端部に対向する上記前側隔壁2aの下端部とによって形成した環状の空間部に軸受け14を介して上記インナーコーン３の大径周壁部3bの後端に固着したリング部材15を回転自在に支持させている。このリング部材15の後端面にはリング形状の外歯車16を一体に設けてあり、上記隔壁２における後側隔壁2bの後面に、図３に示すように周方向に間隔を存して数台（図においては４台）の駆動モータ17を配設、固定してこれらの駆動モータ17の回転軸を前後隔壁2a、2b間に突出させ、その突出端に固着した小歯車18を上記外歯車16に噛合させることにより、これらの駆動モータ17と外歯車16、小歯車18とによってインナーコーン３の回転駆動機構を構成している。 Further, the inner diameter of the rear partition wall 2b in the partition wall 2 is formed to be smaller than the inner diameter of the front partition wall 2a so that the inner peripheral portion protrudes inward from the inner peripheral end of the front partition wall 1a and forward from the protruding end. A peripheral wall portion 2c having a short cylindrical shape is integrally provided, and a bearing 14 is provided in an annular space formed by a front end portion of the peripheral wall portion 2c and a lower end portion of the front partition 2a facing the front end portion. A ring member 15 fixed to the rear end of the large-diameter peripheral wall portion 3b of the inner cone 3 is supported rotatably. A ring-shaped external gear 16 is integrally provided on the rear end surface of the ring member 15, and several units are provided on the rear surface of the rear partition wall 2b of the partition wall 2 with a circumferential interval as shown in FIG. (4 in the figure) drive motors 17 are disposed and fixed, the rotation shafts of these drive motors 17 are projected between the front and rear partition walls 2a and 2b, and the small gears 18 fixed to the projecting ends are connected to the external gears. By engaging with 16, the drive motor 17, the external gear 16 and the small gear 18 constitute a rotational drive mechanism for the inner cone 3.

上記隔壁２から後方側の機内には、発進立坑側から配管した送排泥管19a 、19b が配設されてあり、送泥管19a はその前端を上記土砂排出室７の上部内に連通させている一方、排泥管19b はその前端を土砂排出室７の下端部内に連通させてあり、送泥管19a から土砂排出室７に泥水を供給、充満させて掘削土砂と混合させ、この掘削土砂を泥水と共に排泥管19b を通じて後方に排出して発進立坑から地上に設置した分離槽（図示せず）内で掘削土砂を泥水から分離させ、泥水を再び送泥管19a に供給するように構成している。 In the machine on the rear side from the bulkhead 2, there are disposed the feed and discharge mud pipes 19 a and 19 b piped from the starting shaft side, and the mud pipe 19 a communicates the front end with the upper part of the earth and sand discharge chamber 7. On the other hand, the front end of the mud discharge pipe 19b communicates with the lower end of the sediment discharge chamber 7, and mud is supplied from the mud pipe 19a to the sediment discharge chamber 7 to be filled and mixed with the excavated sediment. The earth and sand are discharged with the mud water backward through the mud pipe 19b, and the excavated earth and sand is separated from the mud water in a separation tank (not shown) installed on the ground from the starting shaft, so that the mud water is again supplied to the mud pipe 19a. It is composed.

また、隔壁２の後方側において送泥管19a から別な送泥管19a'を分岐させ、この分岐送泥管19a'を上記インナーコーン３の中空内部８内を通じてその前端をカッタヘッド４の回転中心部の後面に装着したロータリージョイント23に接続し、カッタヘッド４の中心部に貫通状態で設けている切羽面に向かって開口した泥水注入口24にこの分岐送泥管19a'を連通させている。 Further, another mud feeding pipe 19a 'is branched from the mud feeding pipe 19a on the rear side of the partition wall 2, and this branched mud feeding pipe 19a' passes through the hollow interior 8 of the inner cone 3 so that its front end is rotated by the cutter head 4. This branching mud pipe 19a 'is connected to a mud injection port 24 which is connected to a rotary joint 23 mounted on the rear surface of the center portion and opens toward the face surface provided in the center portion of the cutter head 4 in a penetrating manner. Yes.

礫地盤掘削用のカッタヘッド４は、その回転中心部を上記インナーコーン３の小径前端部に一体に固着してあり、図２に示すように、該回転中心部からスキンプレート１の半径方向に向かって複数本（図においては４本）のスポーク4aを放射状に突設して隣接するスポーク4a、4a間に土砂取込室６に連通した土砂取込口4eを設けていると共に、各スポーク4aの互いに平行な側端縁に該スポークの長さ方向に所定間隔毎に複数個の土砂掘削用ビット4bを前方に向かって突設してあり、さらに、これらのスポーク4aに算盤玉形状の礫地盤掘削用ビット4cを互いに回転軌跡が重複しないように配設している。このような礫地盤掘削用ビット4cは、各スポーク4a以外にカッタヘッド４の外周部四方にも設けられていると共にカッタヘッド４の前面中央部には前方に向かってセンタービット4dを突設している。 The cutter head 4 for excavation of gravel ground is fixed to the small cone front end of the inner cone 3 integrally with the center of rotation, and from the center of rotation to the radial direction of the skin plate 1 as shown in FIG. A plurality of (4 in the figure) spokes 4a project radially and are provided with a sand intake 4e that communicates with the sand intake chamber 6 between adjacent spokes 4a, 4a. A plurality of earth excavation bits 4b are projected forwardly at predetermined intervals in the length direction of the spokes on the side edges parallel to each other of 4a, and furthermore, these spokes 4a have an abacus ball shape. The gravel ground excavation bits 4c are arranged so that the rotation trajectories do not overlap each other. Such a gravel ground excavation bit 4c is provided not only on each spoke 4a but also on the outer periphery of the cutter head 4 and a center bit 4d projecting forward from the front center of the cutter head 4. ing.

このように構成した礫地盤掘削機用トンネル掘削機は発進立坑内に設置され、その後胴部1bの後端に一定長さの管体Ｐを接続してその管体Ｐの後端面を複数本の推進ジャッキによって押し進めると共に回転駆動機構によってカッタヘッド４をインナーコーン３と一体的に回転させて切羽地盤を掘削させることによりトンネルを掘進し、管長に応じた一定長さのトンネルが掘削されると、次の管体Ｐを後続させたのちさらにトンネルを掘進し、これを繰り返すことによって管体列からなる管路を形成していく。 The tunnel excavator for a gravel ground excavator constructed in this way is installed in a start shaft, and then a pipe P having a predetermined length is connected to the rear end of the trunk 1b, and a plurality of rear end faces of the pipe P are provided. When the tunnel is pushed forward by the propulsion jack and the cutter head 4 is rotated integrally with the inner cone 3 by the rotary drive mechanism to excavate the face ground, a tunnel having a certain length corresponding to the pipe length is excavated. Then, after the next pipe body P is made to follow, a tunnel is further dug, and this is repeated to form a pipe line composed of a pipe body row.

カッタヘッド４によって掘削された土砂は、土砂取込口4eを通じてインナーコーン３とアウターコーン５との間の空間部によって形成された土砂取込室６内に取り込まれ、カッタヘッド４と一体に回転する攪拌板13によってこの掘削土砂が送泥管19a を通じて土砂排出室７から該土砂取込室６内に供給、充満している泥水と攪拌、混合されて泥土化し、土砂取込室６から通路6aを通じて土砂排出室７内に流動してこの土砂排出室７内でさらにインナーコーン３の後端部に突設している棒状の攪拌部材12により均一に攪乱されながらこの土砂排出室７から排泥管19b を通じて後方に排出される。 The earth and sand excavated by the cutter head 4 is taken into the earth and sand taking-in chamber 6 formed by the space between the inner cone 3 and the outer cone 5 through the earth and sand taking-in port 4e, and rotates together with the cutter head 4 The excavated sediment is supplied from the sediment discharge chamber 7 into the sediment intake chamber 6 through the mud pipe 19a by the stirring plate 13 that is agitated and mixed with the filled mud water, mixed to become mud, and the passage from the sediment intake chamber 6 It flows into the earth and sand discharge chamber 7 through 6a and is discharged from the earth and sand discharge chamber 7 while being uniformly disturbed by the bar-like stirring member 12 protruding further at the rear end of the inner cone 3 in the earth and sand discharge chamber 7. It is discharged backward through the mud pipe 19b.

また、大塊土からなる礫が土砂取込室６内に取り込まれた場合には、インナーコーン３とアウターコーン５とによって破砕することにより泥土化させ、掘削土砂と共に土砂排出室７内に排泥管19b を通じて排出される。なお、カッタヘッド４によって掘削される切羽は上記土砂取込室６内の泥水化した泥水圧によって抑えられて該切羽地盤が崩壊するのを防止されている。 Further, when gravel made of large block soil is taken into the earth and sand taking-in chamber 6, it is crushed by the inner cone 3 and outer cone 5 to make mud, and is discharged into the earth and sand discharging chamber 7 together with the excavated earth and sand. It is discharged through the mud pipe 19b. The face excavated by the cutter head 4 is suppressed by the muddy water pressure in the earth and sand taking-in chamber 6 to prevent the face ground from collapsing.

次に、トンネル掘削中において、カッタヘッド４によって掘削が困難な障害物が存在してこれを撤去する必要が生じた場合やインナーコーン３とアウターコーン５とからなる礫破砕手段等の保守、点検を行う場合、或いは、カッタヘッド４のビット交換等を行う必要が生じた場合には、土砂取込室６や土砂排出室７内の泥水を排除したのち、作業員が機内側からインナーコーン３の中空内部８内に入り、このインナーコーン３の傾斜周壁部3aに設けているマンホール９を密閉した蓋体10をインナーコーン３内から開放し、マンホール９を通じて土砂取込室６内に侵入することにより、上記切羽の点検や障害物の排除作業その他の保守、点検やビット交換作業等を行うものである。この際、予め、カッタヘッド４を所望角度だけ回動させてマンホール９の開口方向を作業や出入りがし易い方向に向けておくことが望ましい。 Next, during tunnel excavation, when there is an obstacle that cannot be excavated by the cutter head 4 and it becomes necessary to remove it, maintenance and inspection of the gravel crushing means composed of the inner cone 3 and the outer cone 5 etc. Or when it is necessary to replace the bit of the cutter head 4, etc., after removing the muddy water in the earth and sand intake chamber 6 and the earth and sand discharge chamber 7, the worker can move the inner cone 3 from the inside of the machine. The inside of the hollow interior 8 of the inner cone 3 is opened, the lid 10 sealing the manhole 9 provided in the inclined peripheral wall portion 3a of the inner cone 3 is opened from the inner cone 3 and enters the earth taking-in chamber 6 through the manhole 9. As a result, the above-described face inspection, obstacle removal operation, other maintenance, inspection, bit replacement operation, and the like are performed. At this time, it is desirable that the cutter head 4 is rotated in advance by a desired angle so that the opening direction of the manhole 9 is directed in a direction in which work or entry / exit is easy.

なお、以上の実施の形態において、前端にカッタヘッド４を一体に設けているインナーコーン３の回転駆動機構として、このインナーコーン３の後端に外歯車16を固着し、この外歯車16に駆動モータ17の回転軸に固着している小歯車18を噛合させているが、インナーコーン３の後端部内周面に内歯車（図示せず）を一体に設け、この内歯車に上記駆動モータ17の回転軸に固着している小歯車18を噛合させた構造としておいてもよい。 In the above embodiment, as a rotational drive mechanism of the inner cone 3 integrally provided with the cutter head 4 at the front end, an external gear 16 is fixed to the rear end of the inner cone 3 and is driven by the external gear 16. A small gear 18 fixed to the rotation shaft of the motor 17 is meshed, but an internal gear (not shown) is integrally provided on the inner peripheral surface of the rear end portion of the inner cone 3, and the drive motor 17 is connected to the internal gear. The small gear 18 that is fixed to the rotating shaft may be engaged.

次に、上記のように構成した礫地盤掘削用トンネル掘削機を図５に示すような土砂地盤掘削用トンネル掘削機に転用するには、上記アウターコーン５を構成している全ての分割コーン5'をスキンプレート１の前端開口部における隔壁２の前側隔壁2aから取り外して解体、撤去し、このアウターコーン５に代えて外径がスキンプレート１の外径と同径で且つスキンプレート１と略同一厚みを有する短筒状フード20を取付ける。具体的には、この短筒状フード20の後端に、内方に向かって直角に屈折したフランジ部20a を一体に設けてあり、このフランジ部20a を上記隔壁２の前面外周部に重ね合わせてボルト21により着脱自在に連結することにより、スキンプレート１の前端から前方に向かって延設してあり、この短筒状フード20で囲まれたカッタヘッド４と隔壁２との間の空間部を土砂取込室6'に形成している。なお、図示していないがこの短筒状フード20も上記アウターコーン５と同様に周方向に所定周長毎に複数分割されていて、分割片を互いに着脱自在に連結している。 Next, in order to divert the gravel ground excavation tunnel excavator configured as described above into an earth and sand excavation tunnel excavator as shown in FIG. 5, all the divided cones 5 constituting the outer cone 5 are used. 'Is removed from the front partition 2a of the partition wall 2 at the front end opening of the skin plate 1 and disassembled and removed. Instead of the outer cone 5, the outer diameter is the same as the outer diameter of the skin plate 1 and is substantially the same as the skin plate 1. A short cylindrical hood 20 having the same thickness is attached. Specifically, a flange portion 20a refracted at a right angle toward the inside is integrally provided at the rear end of the short cylindrical hood 20, and this flange portion 20a is overlapped with the front outer peripheral portion of the partition wall 2. The space between the cutter head 4 and the partition wall 2 is extended forward from the front end of the skin plate 1 by being detachably connected by a bolt 21 and surrounded by the short cylindrical hood 20. Is formed in the earth and sand intake chamber 6 '. Although not shown, the short cylindrical hood 20 is also divided into a plurality of circumferential lengths at predetermined circumferential lengths in the same manner as the outer cone 5, and the divided pieces are detachably connected to each other.

カッタヘッドとしてはインナーコーン３の前端に固着している上記礫地盤掘削用カッタヘッド４をそのまま使用してもよいが、図５、図６においては、この礫地盤掘削用カッタヘッド４に代えて土砂地盤掘削専用のカッタヘッド4'を使用している。なお、土砂地盤掘削用カッタヘッド4'の構造は、公知のように、その回転中心部から短筒状フード20の半径方向に向かって複数本（図においては４本）のスポーク4aを放射状に突設して隣接するスポーク4a、4a間に土砂取込室6'に連通した土砂取込口4eを設けていると共に、各スポーク4aの互いに平行な側端縁に該スポークの長さ方向に所定間隔毎に複数個の土砂掘削用ビット4bを前方に向かって突設してあり、さらに、これらのスポーク4aの外端面間を短筒状フード20の内径よりも僅かに小径のリング状枠4fによって連結した構造を有している。また、このカッタヘッド4'の中心部にも前方に向かって土砂掘削用ビット4bを突設している。 As the cutter head, the above-described gravel ground excavation cutter head 4 fixed to the front end of the inner cone 3 may be used as it is. However, in FIG. 5 and FIG. A cutter head 4 'dedicated to excavation of earth and sand is used. As is well known, the structure of the cutter head 4 'for earth and sand ground excavation is a plurality of (four in the figure) spokes 4a radially from the center of rotation toward the radial direction of the short cylindrical hood 20. Between the spokes 4a and 4a that are protrusively provided, a sand and sand intake port 4e that communicates with the earth and sand intake chamber 6 'is provided, and at the side edges of the spokes 4a parallel to each other in the length direction of the spokes A plurality of earth and sand excavation bits 4b are projected forward at predetermined intervals, and a ring-shaped frame slightly smaller in diameter than the inner diameter of the short cylindrical hood 20 is formed between the outer end surfaces of the spokes 4a. It has a structure connected by 4f. A sand excavation bit 4b is projected forward from the center of the cutter head 4 '.

この土砂地盤掘削用カッタヘッド4'を使用する場合には、上記インナーコーン３も撤去してこのインナーコーン３に代えて、後端から前端に向かって徐々に小径に形成し、且つ、内部が中空の一定厚みを有する截頭円錐形状の傾斜周壁部からなる支持部材25を使用する。上記インナーコーン３はその大径周壁部3bの後端に連結用円環板3dを固着してあり、この連結用円環板3dを外歯車16の前端に一体に固着しているリング部材15の前端面に着脱自在に連結してあり、このインナーコーン３を取り外したのち、支持部材25を上記リング部材15の前端面に取付けるように構成している。支持部材25はその大径の後端部をインナーコーン３の大径周壁部3bと同径に形成されていて、その後端面にインナーコーン３と同様に上記リング部材15の前端面に着脱自在に取付ける連結用円環板25a を固着してあり、この連結用円環板25a をリング部材15に固着したのち、この支持部材25の前端面に上記土砂地盤掘削用カッタヘッド4'の後面中央部を溶接等によって一体に固着することによって土砂地盤掘削用トンネル掘削機に変更している。なお、土砂地盤掘削用カッタヘッド4'の後面又は支持部材25の外周面の一部分に土砂取込室6'に向かって攪拌板13' を突設している。 When this earth and sand ground excavation cutter head 4 'is used, the inner cone 3 is also removed and replaced with the inner cone 3 so that the diameter gradually decreases from the rear end toward the front end. A support member 25 made of an inclined peripheral wall portion having a truncated conical shape having a certain hollow thickness is used. The inner cone 3 has a connecting annular plate 3d fixed to the rear end of the large-diameter peripheral wall portion 3b, and the ring member 15 integrally fixing the connecting annular plate 3d to the front end of the external gear 16. The support member 25 is attached to the front end surface of the ring member 15 after the inner cone 3 is removed. The support member 25 has a rear end portion with a large diameter that is the same diameter as the large-diameter peripheral wall portion 3b of the inner cone 3, and can be detachably attached to the front end surface of the ring member 15 on the rear end surface in the same manner as the inner cone 3. The connecting annular plate 25a to be attached is fixed, and after the connecting annular plate 25a is fixed to the ring member 15, the center portion of the rear surface of the cutter head 4 'for earth and sand ground excavation is formed on the front end surface of the support member 25. Has been changed to a tunnel excavator for earth and sand excavation by fixing them together by welding or the like. It should be noted that a stirring plate 13 ′ protrudes from the rear surface of the earth and sand excavation cutter head 4 ′ or a part of the outer peripheral surface of the support member 25 toward the earth and sand intake chamber 6 ′.

図７は上記礫地盤掘削用トンネル掘削機における上記インナーコーン３と礫地盤掘削用カッタヘッド４及びアウターコーン５を切り離した分解図を示すものであるが、組立てや解体、撤去を容易にするために、インナーコーン３や礫地盤掘削用カッタヘッド４もアウターコーン５と同様に複数分割しておくものである。また、図８は上記短筒状フード20と土砂地盤掘削用カッタヘッド4'、支持部材25をスキンプレート１側から切り離した分解図を示すものであるが、これらの土砂地盤掘削用カッタヘッド4'や支持部材25も組立てや解体、撤去を容易にするために複数分割されている。その他の構成については上記礫地盤掘削用トンネル掘削機と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 7 shows an exploded view in which the inner cone 3 and the gravel ground excavation cutter head 4 and the outer cone 5 are separated in the gravel ground excavation tunnel excavator, in order to facilitate assembly, disassembly and removal. In addition, the inner cone 3 and the cutter head 4 for excavation of gravel ground are also divided into a plurality of parts like the outer cone 5. FIG. 8 shows an exploded view of the short cylindrical hood 20, the earth and sand excavation cutter head 4 'and the support member 25 separated from the skin plate 1 side. 'And the support member 25 are also divided into a plurality of parts to facilitate assembly, disassembly, and removal. Since other configurations are the same as those of the tunnel excavator for excavation of gravel ground, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

このように礫地盤掘削用トンネル掘削機を転用して構成した土砂地盤掘削用トンネル掘削機は、そのスキンプレート１の後端に上記礫地盤掘削用トンネル掘削機と同様に埋設すべき管体Ｐを順次後続させながらトンネルを掘進する。この場合、上記礫地盤掘削用トンネル掘削機に備えている回転駆動機構をそのまま使用して、該回転駆動機構を構成している駆動モータ17によりその回転軸に固着している小歯車18と噛合した外歯車16を回転させ、この外歯車16と一体のリング部材15を介して前端に土砂地盤掘削用カッタヘッド4'を一体に設けている支持部材25を回転させる。 The earth and sand ground excavation tunnel excavator configured by diverting the gravel ground excavation tunnel in this way is the pipe P to be embedded at the rear end of the skin plate 1 in the same manner as the gravel ground excavation tunnel excavator. The tunnel is dug while sequentially following. In this case, the rotary drive mechanism provided in the tunnel excavator for excavation of gravel ground is used as it is, and meshed with the small gear 18 fixed to the rotary shaft by the drive motor 17 constituting the rotary drive mechanism. The external gear 16 is rotated, and the support member 25 integrally provided with the earth and sand excavation cutter head 4 ′ at the front end is rotated via the ring member 15 integrated with the external gear 16.

カッタヘッド4'によって掘削された土砂は、土砂取込口4eを通じて該カッタヘッド4'と隔壁２との間における上記短筒状フード20の内周面と支持部材25の外周面とで囲まれた空間部によって形成されている土砂取込室6'内に取り込まれ、送泥管19a から該土砂取込室6'に供給、充満させた泥水と攪拌板13' によって混合され、この土砂取込室6'から排泥管19b を通じて後方に排出される。 The earth and sand excavated by the cutter head 4 'is surrounded by the inner peripheral surface of the short cylindrical hood 20 and the outer peripheral surface of the support member 25 between the cutter head 4' and the partition wall 2 through the earth and sand intake 4e. It is taken into the earth and sand intake chamber 6 ′ formed by the space and mixed with the stirring plate 13 ′ and the mud water supplied and filled from the mud pipe 19a to the earth and sand intake chamber 6 ′. It is discharged backward from the enclosing chamber 6 'through the mud pipe 19b.

なお、この土砂地盤掘削用トンネル掘削機においても、上記中空の截頭円錐形状支持部材25の後端を機内に向かって全面的に開口した出入口26に形成していると共に、その傾斜周壁部に、この支持部材25の中空内部27から土砂取込室6'に連通したマンホール8'を設けてあり、このマンホール8'を中空内部27側から開閉可能な蓋体10' によって閉止している。そして、作業員がこのマンホール8'を通じて土砂取込室6'内に入り、カッタヘッド4'の点検や掘削ビット4bの交換、或いは、排泥管19b の点検等を行うようにしている。 In the tunnel excavator for earth and sand ground excavation, the rear end of the hollow truncated cone-shaped support member 25 is formed at the entrance / exit 26 that is fully open toward the inside of the machine, and the inclined peripheral wall portion thereof is formed. A manhole 8 ′ communicating with the earth and sand taking-in chamber 6 ′ from the hollow interior 27 of the support member 25 is provided, and the manhole 8 ′ is closed by a lid 10 ′ that can be opened and closed from the hollow interior 27 side. Then, an operator enters the earth and sand taking-in chamber 6 ′ through the manhole 8 ′ to inspect the cutter head 4 ′, replace the excavation bit 4b, or inspect the mud pipe 19b.

トンネル掘削機の縦断側面図。A longitudinal side view of a tunnel excavator. そのカッタヘッドの正面図。The front view of the cutter head. 隔壁を後方から見た背面図。The rear view which looked at the partition from the back. アウターコーンの背面図。The rear view of an outer cone. 土砂掘削用トンネル掘削機に転用した状態の縦断側面図。The longitudinal side view of the state diverted to the tunnel excavator for earth and sand excavation. 土砂地盤掘削用カッタヘッドの正面図。The front view of the cutter head for earth and sand ground excavation. 礫地盤掘削用トンネル掘削機の要部を分割した状態の簡略縦断側面図。The simplified vertical side view of the state which divided | segmented the principal part of the tunnel excavator for gravel ground excavation. 土砂地盤掘削用トンネル掘削機の要部を分割した状態の簡略縦断側面図。The simple vertical side view of the state which divided | segmented the principal part of the tunnel excavator for earth and sand ground excavation.

符号の説明Explanation of symbols

１スキンプレート
２隔壁
３インナーコーン
４カッタヘッド
５アウターコーン
5' 分割コーン片
６土砂取込室
９マンホール
15 リング部材
16 外歯車
17 駆動モータ
18 小歯車
20 短筒状フード
25 支持部材 1 Skin plate 2 Bulkhead 3 Inner cone 4 Cutter head 5 Outer cone
5 'Divided cone piece 6 Sediment uptake room 9 Manhole
15 Ring member
16 External gear
17 Drive motor
18 small gear
20 Short cylindrical hood
25 Support member

Claims

筒状のスキンプレートの前端開口部の内周面に固定している隔壁に後端部を回転自在に支持され、且つ、その外周壁面を後端部から前端に向かって徐々に小径に形成しているインナーコーンと、このインナーコーンの前端に取付けられたカッタヘッドと、上記スキンプレートと同一外径に形成されている短筒状の外周壁部をスキンプレートの前端から前方に突設させ、且つ、この外周壁部の内周面に上記インナーコーンの傾斜外周壁面に対向させて後端から前端に向かって徐々に大径に形成された傾斜周壁部を一体に設けてなるアウターコーンと、上記インナーコーンの回転駆動機構とを備えているトンネル掘削機において、上記アウターコーンは周方向に複数分割されていてこれらの分割コーン片を周方向に着脱自在に連結することによって形成されていると共にその外周壁部の後端を上記スキンプレートの前端に着脱自在に接続してスキンプレートと同一外径を有する短筒状フードと取り替え可能に構成していることを特徴とするトンネル掘削機。 The rear end is rotatably supported by a partition wall fixed to the inner peripheral surface of the front end opening of the cylindrical skin plate, and the outer peripheral wall surface is gradually formed with a small diameter from the rear end toward the front end. An inner cone, a cutter head attached to the front end of the inner cone, and a short cylindrical outer peripheral wall formed to have the same outer diameter as the skin plate, projecting forward from the front end of the skin plate, And an outer cone formed integrally with an inclined peripheral wall portion formed on the inner peripheral surface of the outer peripheral wall portion so as to face the inclined outer peripheral wall surface of the inner cone and gradually increase in diameter from the rear end toward the front end, In the tunnel excavator provided with the inner cone rotation driving mechanism, the outer cone is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and these divided cone pieces are detachably connected in the circumferential direction. It is formed, and the rear end of the outer peripheral wall portion is detachably connected to the front end of the skin plate so that it can be replaced with a short cylindrical hood having the same outer diameter as the skin plate. Tunnel excavator.

回転駆動機構は、隔壁に回転自在に支持されたインナーコーンの大径後端部に一体に設けている歯車と、上記隔壁の後面外周部に配設している駆動モータと、この駆動モータの回転軸に固着して上記歯車に噛合させている小歯車とから構成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。 The rotation drive mechanism includes a gear integrally provided at the large-diameter rear end portion of the inner cone rotatably supported by the partition, a drive motor disposed on the outer peripheral portion of the rear surface of the partition, The tunnel excavator according to claim 1, wherein the tunnel excavator is constituted by a small gear fixed to a rotary shaft and meshed with the gear.

インナーコーンを前端から後端に向かって徐々に小径に形成された内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成し、その後端開口部を作業員の出入口に形成していると共に中空内部からカッタヘッド後面側の土砂取込室に連通したマンホールを設けてあり、このマンホールを中空内部から開閉可能な蓋体によって閉止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。 The inner cone is gradually formed in a small diameter from the front end toward the rear end, and the inside is formed by a hollow inclined peripheral wall portion having a constant thickness, and the rear end opening is formed at the entrance / exit of the worker and from the hollow inside 2. The tunnel excavator according to claim 1, wherein a manhole communicating with the earth and sand taking-in chamber on the rear side of the cutter head is provided, and the manhole is closed by a lid body that can be opened and closed from inside the hollow.

インナーコーンの大径後端部を隔壁に回転自在に支持された歯車に対して切り離し可能にしてこのインナーコーンを、前端に土砂地盤掘削用カッタを設け且つ後端を上記歯車に連結可能に構成した支持部材と交換可能に構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネル掘削機。 The inner cone has a large-diameter rear end that can be separated from a gear rotatably supported by a partition wall, and this inner cone is provided with a cutter for earth and sand ground excavation at the front end, and the rear end can be connected to the gear. The tunnel excavator according to claim 1, wherein the excavator is configured to be exchangeable with the support member.

支持部材は、インナーコーンと同じく、後端から前端に向かって徐々に小径に形成した内部が中空の一定厚みを有する傾斜周壁部によって形成されてあり、この傾斜周壁部の外周方の空間部を土砂取込室に形成していることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載のトンネル掘削機。 As with the inner cone, the support member is formed by an inclined peripheral wall portion having a hollow and constant thickness formed gradually from the rear end toward the front end, and the outer peripheral space portion of the inclined peripheral wall portion is formed. The tunnel excavator according to claim 1 or 4, wherein the tunnel excavator is formed in an earth and sand taking-in chamber.