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公開番号2024164533
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023080087
出願日2023-05-15
発明の名称トンネル掘削機およびトンネル施工方法
出願人大成建設株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類E21D 9/087 20060101AFI20241120BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】簡易にカッタービットを交換または増減することを可能とし、地山状況に応じた効率的なトンネル施工を行うことを可能としたトンネル掘削機およびトンネル施工方法を提案する。
【解決手段】カッタースポーク4と、カッタースポーク4に固定された複数のカッタービット5,5,…および複数の台座6,6,…とを備えるトンネル掘削機1である。台座6には、補助カッタービット7を固定するための複数のボルト孔62,62,…が形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
カッターヘッドと、
前記カッターヘッドに固定された複数のカッタービットおよび複数の台座と、を備えるトンネル掘削機であって、
前記台座には、補助カッタービットを固定するための複数のボルト孔が形成されていることを特徴とする、トンネル掘削機。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記ボルト孔に螺合されたボルトを介して前記台座に固定された補助カッタービットを備え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。
【請求項３】
前記台座は、前記カッターヘッドのカッタースポークの側面に溶接され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。
【請求項４】
前記カッタースポークの外周側端部の側面に側板が添設されており、
前記側板の内周側面と前記カッタースポークの側面との角部に前記台座が溶接されていることを特徴とする、請求項３に記載のトンネル掘削機。
【請求項５】
トンネル掘削機の先端に回転可能に設けられたカッターヘッドに複数のボルト孔が形成された台座を固定する台座固定工程と、
前記台座に補助カッタービットを固定する補助ビット固定工程と、
前記トンネル掘削機を利用して地山を掘削する掘進工程と、を備えるトンネル施工方法であって、
前記補助ビット固定工程では、前記補助カッタービットに形成された貫通孔にボルトを挿通するとともに、前記ボルトを前記ボルト孔に螺着することを特徴とする、トンネル施工方法。
【請求項６】
チャンバー内から前記ボルトを脱着して、前記補助カッタービットを交換する補助ビット交換工程を備えることを特徴とする、請求項５に記載のトンネル施工方法。
【請求項７】
前記台座固定工程では、前記カッターヘッドのカッタースポークの外周側端部の側面に側板を溶接する作業と、前記側板の内周側面と前記カッタースポークの側面との角部に前記台座を溶接する作業と、を行うことを特徴とする、請求項５に記載のトンネル施工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削機およびトンネル施工方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
シールド工法やＴＢＭ等で使用するトンネル掘削機は、前面に設けられたカッターヘッドを地山に押し当てつつ回転させることで地山を切削する。カッターヘッドには、複数のカッタービットが固定されている。
トンネル掘削機により掘進作業を進めると、土砂や岩盤等との接触等によりカッタービットに摩耗や破損が生じる場合がある。カッタービットに摩耗や破損が生じると、切削能力が低下するため、カッタービットを交換する必要がある。また、地山の性質（土質）は、必ずしも一定ではなく、掘進に伴って地山（土質）が変化するのが一般的である。そのため、地山の変化に応じてカッタービットの種類や形状を変更する場合もある。
カッタービットの交換方法としては、チャンバー内の土砂を除去した後、チャンバー内に作業員が入り込んで、あるいはカッターヘッドの前面に作業員が出て、カッターヘッドのスポークまたは面板に固定されたカッタービットを交換するのが一般的である。
例えば、特許文献１には、排土口付きのカッターヘッドに、排土口を中心に放射方向にスライド可能に取り付けられたスライドビットと、排土口を跨ぐように着脱可能に取り付けられたセンタービットとを備えるトンネル掘削機が開示されている。特許文献１のトンネル掘削機では、排土口を利用してスライドビットとセンタービットを交換できる。
しかし、カッターヘッドに設けられた多数のカッタービットを地山の変化に応じて交換する作業は、手間がかかり、工期短縮の妨げになるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２２９５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような観点から、本発明は、カッタービットを簡易に交換または増減することを可能とし、地山状況に応じた効率的なトンネル施工を行うことを可能としたトンネル掘削機およびトンネル施工方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための本発明のトンネル掘削機は、カッターヘッドと、前記カッターヘッドに固定された複数のカッタービットおよび複数の台座とを備えている。前記台座には、補助カッタービットを固定するための複数のボルト孔が形成されている。補助カッタービットは、前記ボルト孔に螺合されたボルトにより前記台座に着脱可能に固定される。
【０００６】
また、本発明のトンネル施工方法は、トンネル掘削機の先端に回転可能に設けられたカッターヘッドに複数のボルト孔が形成された台座を固定する台座固定工程と、前記台座に補助カッタービットを固定する補助ビット固定工程と、前記トンネル掘削機を利用して地山を掘削する掘進工程とを備えている。前記補助ビット固定工程では、前記補助カッタービットに形成された貫通孔にボルトを挿通するとともに、前記ボルトを前記ボルト孔に螺着する。なお、補助カッタービットは、カッターヘッドの前面に出ずともよく、チャンバー内から前記ボルトを脱着して、交換すればよい。
【０００７】
かかるトンネル掘削機およびトンネル施工方法によれば、カッタービットとは異なる位置に、補助カッタービットを着脱可能な台座を備えているため、地山状況に応じて補助カッタービットの着脱できる。すなわち、地山状況に応じたカッタービットの配置および増減が可能となるため、効率的なトンネル施工が可能となる。また、補助カッタービットはボルトにより着脱可能なため、着脱時および交換時に火気を使用する必要がない。補助カッタービット（台座）の取付位置は、任意に設定できるため、地山条件に応じた配置が可能である。
【０００８】
前記台座は、前記カッターヘッドのカッタースポークの側面（カッタースポーク同士の間、若しくはカッタースポークと面板との間に形成された開口部に臨む面）に溶接されているのが望ましい。こうすることで、台座が地山との接触により損傷することを抑制できる。
カッタースポークの外周側端部の側面に側板を添接するとともに、前記側板の内周側面と前記カッタースポークの側面とに前記台座を溶接するのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のトンネル掘削機およびトンネル施工方法によれば、簡易にカッタービットを交換または増減することを可能とし、ひいては、地山状況に応じた効率的なトンネル施工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態に係るトンネル掘削機の概要を示す断面図である。
カッターヘッドを示す正面図である。
台座を示す図であって、（ａ）は外側から望む斜視図、（ｂ）はチャンバー側から望む斜視図である。
補助カッタービットと台座を示す断面図である。
トンネル施工方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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