JP3759016B2

JP3759016B2 - Underground junction tunnel excavator

Info

Publication number: JP3759016B2
Application number: JP2001313480A
Authority: JP
Inventors: 儀徳塩屋; 幸司山崎; 喜可原田; 宗則浅川; 幸雄平井; 利昭平間; 伸行高松; 雅一外裏
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: JP2003120172A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既に地中に埋設された既設トンネルの側面部に、新たに構築したトンネルを接合するための掘削作業に使用される地中接合式トンネル掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既に地中に埋設された既設トンネルに対して側方に延びるようにして新たにトンネルを構築する場合、既設トンネルが使用中であることを考慮して、外部に新たなるトンネルを掘削して既設トンネルの側部に接合する方法が一般に適用されている。このような既設トンネルの側部に新設トンネルを接合する掘削作業に用いられるトンネル掘削機は地盤を掘削するカッタヘッドの他に、既設トンネルの側壁部を切削する切削リングが必要となる。
【０００３】
このような地中接合式トンネル掘削機は、円筒形状をなす掘削機本体の前部に円板形状のカッタヘッドを駆動回転自在に装着し、多数のカッタビットとコピーカッタを装着すると共に、掘削機本体の前部に切削リングを回転自在に装着して先端部に多数の切削刃を装着する一方、掘削機本体の後部に複数のシールドジャッキとエレクタ装置を装着して構成されている。
【０００４】
従って、カッタヘッドを回転させながら、各シールドジャッキを伸長することで掘削機本体を前進させ、カッタヘッドにより前方の地盤を掘削してトンネルを形成する一方、エレクタ装置によりセグメントを掘削トンネルの内壁面に組み付けていく。そして、新設トンネルの先端部が既設トンネルの側部に所定距離接近すると、掘削機本体の前進及びカッタヘッドの回転を停止し、カッタヘッドを後退させてからコピーカッタを伸長することで、このコピーカッタを介してカッタヘッドと切削リングとを一体とする。この状態でカッタヘッドと共に切削リングを回転して前進させると、切削リングの先端部の切削刃が既設トンネルの側壁部に接触して切断することで、新設トンネルと既設トンネルとが連通する。その後、セグメントや打設コンクリート等を用いて両トンネルを接合することで、Ｔ字形に接合されたトンネルが完成する。
【０００５】
なお、このような地中接合式トンネル掘削機としては、例えば、特公平７−６３４６号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の地中接合式トンネル掘削機により新設トンネルを形成して先端部を既設トンネルに接合する場合、カッタヘッドが地盤を掘削し、この新設トンネルの先端部が既設トンネルの側部に到達すると、切削リングが突出して既設トンネルの側壁部を切削して両トンネルの内部を連通するようにしている。一般に、トンネル構造体（既設トンネル）は、鋼材で形成された枠体にコンクリートを充填したセグメントをリング状に組み付けた一次覆工部と、この一次覆工部の内側にコンクリートを打設して化粧を施した二次覆工部とから構成されている。
【０００７】
そのため、切削リングの先端部に取付けられた多数の切削刃が一次覆工部を構成する鋼板、鉄筋、コンクリート骨材などを切断、切削することとなるが、この切断、切削作業中に、切削刃がこれらに引っ掛かって切削リングが回転不能となり、一次覆工部の切削作業を円滑に行うことができなくなってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するものであって、トンネル構造物を円滑に切削して接合することで掘削効率の向上並びに信頼性の向上を図った地中接合式トンネル掘削機を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、円筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されて該掘削機本体よりもやや小径のカッタヘッドと、該カッタヘッドの外周部に径方向出没自在に装着された複数の伸縮カッタと、前記掘削機本体に掘進方向前後に移動自在で且つ周方向に回転自在に設けられた切削リングと、前記切削リングを前進及び後退させる切削リング移動手段と、前記カッタヘッドの回転力を前記切削リングに伝達する回転力伝達手段とを具え、前記切削リング移動手段は、前記切削リングの後端部に形成されたリング状の係止部と、該係止部に相対回転可能であると共に一体に前後移動可能に連結された支持リングと、前記掘削機本体に装着されて駆動ロッドの先端部が該支持リングに連結されたリングスライドジャッキとを有すると共に、前記切削リングは、先端部にカッタビットが装着されて後端部に前記係止部が形成された内周リングと、先端部に地盤改良材の吐出口が設けられた外周リングとを有し、前記切削リングの前進時には前記支持リングと前記外周リングとを一体に連結して前記内周リングの回転前進時には前記外周リングと前記掘削機本体とを一体に連結する連結手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、切削リングは掘削機本体に対して回転しながら前方に移動することで、前方のトンネル構造物を切削可能であり、カッタビットがトンネル構造物に引っ掛かって回転不能であるときには、切削リングを逆回転しながら後方に移動することで、トンネル構造物との引っ掛かりを解除して正回転可能となる。この場合、切削リング移動手段は油圧ジャッキによる押圧が好ましく、駆動ロッドの先端部と切削リングの後端部を押し引き可能で、且つ、周方向相対移動可能に連結すればよく、駆動ロッドの先端部に鉤部やロック機構を設けたり、油圧ジャッキに代えて駆動モータとしてねじ軸の先端部を切削リングの後端部に螺合させてもよい。
【００１１】
【００１２】
また、請求項２の発明の地中接合式トンネル掘削機では、前記リングスライドジャッキの駆動ロッドの先端部と前記支持リングは、着脱自在な複数の連結ねじにより連結可能であることを特徴としている。
【００１３】
【００１４】
また、請求項３の発明の地中接合式トンネル掘削機では、前記連結手段は、前記支持リングと前記外周リングとに貫入する第１連結ピンと、前記外周リングと前記掘削機本体とに貫入する第２連結ピンとを有することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４の発明の地中接合式トンネル掘削機では、前記回転力伝達手段は、前記掘削機本体に設けられて前記カッタヘッドと前記切削リングとが係合するまで前記切削リングを掘進方向に沿って移動可能で且つ周方向に回転不能に拘束する切削リング位置決め手段と、前記カッタヘッドに設けられて該カッタヘッドと前記切削リングとを掘進方向に沿って相対移動可能で且つ周方向に一体回転可能に係合させる切削リング係合手段とを有することを特徴としている。
【００１６】
また、請求項５の発明の地中接合式トンネル掘削機では、前記切削リング位置決め手段は、前記切削リングの内周面に掘進方向に沿って形成された係合溝に係脱自在なリング位置決めピンであり、前記切削リング係合手段は、前記係合溝に係脱自在なドッキングピンであることを特徴としている。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１に本発明の一実施形態に係る地中接合式トンネル掘削機の概略断面、図２に地中接合式トンネル掘削機の正面視、図３に切削リングの構造を表す掘削機本体の下部断面、図４に切削リングの正面視、図５に切削リングの断面（図４のａ−ａ断面及びｂ−ｂ断面）、図６に切削リングと掘削機本体との連結構造を表す掘削機本体の下部断面、図７に切削リングとカッタヘッドとの連結構造を表す掘削機本体の前端部断面、図８及び図９に地中接合式トンネル掘削機によるトンネル接合作業を表す概略を示す。
【００１９】
本実施形態の地中接合式トンネル掘削機において、図１及び図２に示すように、掘削機本体１１は円筒形状をなす前胴１２と後胴１３とが球面軸受１４及び上下のヒンジ部１５により屈曲自在に連結されて構成されている。そして、前胴１２の後部と後胴１３の前部にはリング状の支持壁１６，１７がそれぞれ形成され、各支持壁１６，１７の間には複数の中折ジャッキ１８が架設されており、この各中折ジャッキ１８の伸縮ストロークを変化させることで後胴１３に対して前胴１２を屈曲し、掘削機本体１１の掘進方向を変更することができる。なお、この中折ジャッキ１８は必要に応じて着脱自在となっている。
【００２０】
掘削機本体１１を構成する前胴１２の前部にはバルクヘッド１９が形成されており、このバルクヘッド１９の後部には回転リング２０が回転自在に支持され、この回転リング２０の前端部にはカッタヘッド２１が装着されている。このカッタヘッド２１は、中心部から４つの中空状をなすカッタスポーク２２が放射状になして設けられると共に、各カッタスポーク２２の間に扇形状をなす面板２３が固定されている。また、各カッタスポーク２２の先端部にはそれぞれ伸縮スポーク（伸縮カッタ）２４が径方向に沿って移動自在に装着され、伸縮ジャッキ２５により伸縮可能となっている。そして、各カッタスポーク２２、各面板２３、各伸縮スポーク２４には多数の先行ビット２６、カッタビット２７が取付けられると共に、伸縮スポーク２４にコピーカッタ２８が油圧ジャッキ２９により径方向外方に突出可能に装着されている。
【００２１】
回転リング２０の後部にはリングギア３０が固定される一方、前胴１２には複数のカッタ旋回モータ（油圧モータまたは電気モータ）３１が取付けられ、この各カッタ旋回モータ３１の駆動ギア３２がこのリングギア３０に噛み合っている。従って、各カッタ旋回モータ３１を同期駆動して駆動ギア３２を回転駆動すると、リングギア３０及び回転リング２０を介してカッタヘッド２１を旋回することができる。
【００２２】
また、前胴１２の前部にはカッタヘッド２１とバルクヘッド１９との間にチャンバ３３が形成されており、このチャンバ３３には後端が掘削機本体１１の後方に延設された送泥管３４及び排泥管３５の前端が開口している。なお、前胴１２の前部にはロータリジョイント３６が装着されているが、このロータリジョイント３６を取り外してカッタヘッド２１に薬液注入管３７を装着可能となっている。
【００２３】
一方、後胴１３の前部内周辺には円周方向に沿って複数のシールドジャッキ（推進ジャッキ）３８が並設されており、この各シールドジャッキ３８が掘進方向後方に伸長してスプレッダ３９を既設セグメントＳに押し付けることで、その反力により掘削機本体１１（前胴１２及び後胴１３）を前進することができる。更に、後胴１３の支持壁１７には旋回リング４０が支持され、旋回モータ４１により旋回可能となっており、この旋回リング４０にはエレクタ装置４２が装着されている。このエレクタ装置４２は既設トンネル内に搬入されたセグメントＳを把持して径方向、周方向、長手方向に移動し、掘削機本体１１が前進した後、シールドジャッキ３８の収縮によって形成されたスプレッダ３９と既設セグメントＳとの間の空所に、このセグメントＳを組み付けるものである。
【００２４】
ところで、本実施形態の地中接合式トンネル掘削機は地盤を掘削してトンネルを構築するだけでなく、既に地中に埋設された既設トンネルの側面部に対して、新たに構築したトンネルを接合することができる。即ち、図３に示すように、前胴１２の内側には内筒４３が位置し、前部がバルクヘッド１９に接続して後部が支持壁１６に接続することで環状の収容部４４が形成されており、この収容部４４に切削リング４５が収容されている。この切削リング４５は外周リング４６と内周リング４７とから構成され、各リング４６，４７は互いに掘進方向に一体あるいは相対移動自在で、且つ、周方向に相対回転自在に嵌合している。
【００２５】
この切削リング４５の構造を詳説すると、収容部４４にて、前胴１２の内周面には外周リング４６がシール４８を介して嵌合し、前胴１２の内周面に掘進方向に沿って形成された所定長さの摺動溝４９に外周リング４６の固定キー５０が摺動自在に嵌合しており、外周リング４６は掘削機本体１１に対して前後方向に移動可能となっている。外周リング４６の内周面と内筒４３の内周面の間には内周リング４７がシール５１，５２を介して嵌合している。この内周リング４７は前端部が外周リング４６の前方に位置するように拡大した拡径部５３を有し、この拡径部５３の前端面には掘削位置が径方向に異なる多数のカッタビット５４ａ〜５４ｄが周方向に沿って取付けられ、収容部４４の入口部、つまり、前胴１２の前端部に位置している。
【００２６】
即ち、図４及び図５に示すように、切削リング４５（外周リング４６と内周リング４７）の径方向の厚さＴに対して、切削リング４５の摺動性及び掘削物の排出性を考慮すると、そのよりもやや大きい掘削範囲Ｗが必要であり、これを内側掘削範囲ＷI と外側掘削範囲ＷO とに分けるが、内側掘削範囲ＷI と外側掘削範囲ＷO とはラップさせる必要があり、掘削範囲Ｗ＜内側掘削範囲ＷI ＋外側掘削範囲ＷO 、となっている。この場合、カッタビット５４ａ，５４ｂが内側掘削範囲ＷI を掘削し、カッタビット５４ｃ，５４ｄが外側掘削範囲ＷO を掘削する。従って、カッタビット５４ａ，５４ｃ，５４ｂ，５４ｄの順に内周リング４７の前端に周方向に沿って内周側と外周側の交互に位置することとなる。
【００２７】
また、内周側のカッタビット５４ａ，５４ｂ同志及び外周側のカッタビット５４ｃ，５４ｄ同志はそれぞれ周方向に沿って内周側と外周側の交互に位置し、それぞれ掘削範囲がＷa ，Ｗb ，Ｗc ，Ｗd となっている。そして、内周側のカッタビット５４ａ，５４ｂと外周側のカッタビット５４ｃ，５４ｄは掘削方向への突出位置が前後に異なっており、外周側のカッタビット５４ｃ，５４ｄは所定距離Ｌだけ内周側のカッタビット５４ａ，５４ｂよりも前方に位置している。
【００２８】
一方、図３及び図６に示すように、内周リング４７の後端部には内方に突出したリング状の係止部５５が形成される一方、この内周リング４７の後端部には内筒４３と外周リング４６との間に介装する支持リング５６が設けられており、この支持リング５６は内筒４３と内周リング４７との間に延設され、シール５７，５８を介して相対移動、相対回転可能であり、係止部５５に係止する鉤部５９が形成されている。支持リング５６と外周リング４６とは互いに貫入する長軸の第１連結ピン（連結手段）６０により一体に連結されて前後移動可能であり、支持リング５６と係止部５５とは軸受メタル６１を介して周方向移動自在となっている。
【００２９】
また、この切削リング４５の後方に位置する後胴１３（球面軸受１４）にはリングスライドジャッキ（切削リング移動手段）６２が周方向に複数並設されており、それぞれ着脱自在となっている。各リングスライドジャッキ６２は油圧の給排により伸縮自在な駆動ロッド６３を有しており、この駆動ロッド６３の先端部には連結ねじ部６４が取付けられている。一方、支持リング５６の後端部には各リングスライドジャッキ６２に対応して連結軸６５により連結部６６が取付けられている。そして、連結ねじ部６４と連結部６６とは、一つ以上の連結ねじ６７により連結可能となっている。
【００３０】
従って、リングスライドジャッキ６２を伸長することにより、支持リング５６を介して切削リング４５（外周リング４６と内周リング４７）を前方に押圧して移動可能であり、その伸縮駆動に伴って連結ねじ部６４と連結部６６との間に順次連結ねじ６７を付け足し連結することで、切削リング４５を所定距離前方に移動することができる。また、リングスライドジャッキ６２を収縮することにより、支持リング５６の鉤部５９が係止部５５を介して内周リング４７を後退させることができる。更に、図６に二点鎖線で示すように、リングスライドジャッキ６２により支持リング５６を介して切削リング４５を所定位置、つまり、第１連結ピン６０と内筒４３に形成された交換穴６８とが合致する位置まで移動する。この位置で蓋６９を開けて交換穴６８を開放し、図示しない所定の工具により交換穴６８を用いて第１連結ピン６０を抜き取った後、短軸の第２連結ピン（連結手段）７０を支持リング５６を通して外周リング４６及び前胴１２に貫入する。すると、支持リング５６と外周リング４６との連結が解除される一方、外周リング４６と前胴１２とが一体に連結されることで、外周リング４６をその位置に固定した状態で、リングスライドジャッキ６２により内周リング４７のみを前方に移動することができる。
【００３１】
また、図７に示すように、カッタヘッド２１の対向する各面板２３にはドッキングピン（切削リング係合手段）７１を出没自在なドッキングジャッキ７２が装着されている。また、前胴１２の内筒には左右の水平位置にリング位置決めピン（切削リング位置決め手段）７３が着脱自在に装着されている。一方、切削リング４５を構成する内周リング４７の内周面には周方向に対向して掘進方向に沿った２本の係合溝７４が形成されており、各リング位置決めピン７３の先端部がこの各係合溝７４に係合しており、掘削機本体１１に対する切削リング４５の回動を規制している。そして、切削リング４５がリングスライドジャッキ６２により収容部４４から押し出されて前方に移動し、カッタヘッド２１の側方まで移動したときに、ドッキングジャッキ７２によりドッキングピン７１が突出して予め水平位置に位置決めされた係合溝７４に係合可能となっている。その後、リング位置決めピン７３を所定の工具により取り外して係合溝７４との係合を解除すると、カッタヘッド２１と内周リング４７と一体回転させることができ、本実施形態では、ドッキングピン７１、ドッキングジャッキ７２、係合溝７４により回転力伝達手段を構成している。
【００３２】
なお、前胴１２と内筒４３とで形成した収容部４４には内周リング４７の内周側に空間部７５が形成されており、この空間部７５にはバルブ７６を有する注水管７７が接続されている。これは、切削リング４５が前方に移動したときに、外部の泥水等が係合溝７４を通して内部に浸入するのを防止するため、空間部７５を高圧水で維持するものである。
【００３３】
また、図３に示すように、外周リング４６には掘進方向に沿って注水路７８が形成されており、その基端部は図示しない水源に接続される一方、外周リング４６の前端面には水吐出口７９がそれぞれ周方向に複数形成されており、水注水路７８の先端部がこの水吐出口７９に接続されている。そして、図４に示すように、外周リング４７の拡径部５３には周方向所定間隔で切欠部（通水部）８０が複数の形成されており、水吐出口７９から吐出された噴水を各切欠部８０を通して前方に通水可能となっている。
【００３４】
更に、外周リング４６には図示しない薬液注入路と充填材注入路とが形成されており、それぞれ基端部は薬液供給源と充填材供給源に接続される一方、先端部は外周リング４６の前面部に形成された各吐出口８１，８２に接続されている。なお、この充填材は、外周リング４６と地盤の掘削壁面との間に注入して停留させることで、泥水等の浸入（流動）を阻止するものであり、高粘度を有する低浸透性のものが好適である。また、薬液は、外周リング４６と地盤の掘削壁面との間に注入して地盤に浸透させることで、地盤を改良（硬化）して崩壊を阻止するものであり、低粘度を有しする高浸透性のものが好適である。
【００３５】
なお、図示しないが、前胴１２、内筒４３、外周リング４６、内周リング４７などにはグリース注入路が設けられており、各種のシール部分にグリースを充填可能となっている。
【００３６】
ここで、上述した本実施形態の地中接合式トンネル掘削機によるトンネル掘削作業、並びにトンネル接合作業について説明する。
【００３７】
図１及び図２に示すように、各伸縮ジャッキ２５を伸長して各伸縮スポーク２４を前胴１２の外径とほぼ同位置まで突出し、この状態で、まず、カッタ旋回モータ３１によってカッタヘッド２１を回転しながら、複数のシールドジャッキ３８を伸長し、既設セグメントＳへの押し付け反力によって前胴１２及び後胴１３を前進させると、カッタヘッド２１の各ビット２６，２７が前方の地盤を掘削する。このとき、カッタヘッド２１によって掘削された土砂はチャンバ３３内に取り込まれ、送泥管３４からの送水と攪拌された排泥管３５から外部に排出される。次に、シールドジャッキ３８の何れか一つを収縮して既設セグメントＳとの間に空所を形成し、エレクタ装置４２によりこの空所に新しいセグメントＳ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することができる。
【００３８】
このような地中接合式トンネル掘削機による掘削作業により、図１に示すように、新設のトンネル、つまり、カッタヘッド２１が既設トンネルＴの側面部に対して所定距離に接近すると、カッタヘッド２１の回転を停止すると共にシールドジャッキ３８の駆動を停止し、前胴１２及び後胴１３の前進を停止し、ここから新設トンネルと既設トンネルＴとの接合作業を行う。
【００３９】
まず、図示しないが、掘削機本体１１に対してボルトにより固定していた切削リング４５（外周リング４６と内周リング４７）を解除し、図８(ａ)に示すように、各伸縮ジャッキ２５を収縮して各伸縮スポーク２４をカッタスポーク２２内に収納すると共に、注水管７７を用いて空間部７５に水を充満して外部より高圧に維持する。この状態で、図８(ｂ)に示すように、リングスライドジャッキ６２の駆動ロッド６３を伸長し、支持リング５６を介して切削リング４５を押圧し、外周リング４６と内周リング４７とを一体にして前方に移動する。
【００４０】
このとき、図示しないロータリエンコーダによりカッタヘッド２１の回転位置を検出し、各ドッキングピン７１が水平位置にくるような位置にカッタヘッド２１を位置決めしておく。一方、内周リング４７は予め各係合溝７４が水平位置にくるように組付けられ、リング位置決めピン７３に位置規制されており、切削リング４５が所定距離前方に移動し、各ドッキングジャッキ７２を伸長してドッキングピン７１を突出すると、先端部が内周リング４７の係合溝７４に自動的に係合し、カッタヘッド２１と内周リング４７とを一体に連結することとなる。
【００４１】
この状態で、カッタ旋回モータ３１を駆動すると、カッタヘッド２１と共に内周リング４７が回転するが、外周リング４６は第１連結ピン６０により支持リング５６に連結され、固定キー５０により前胴１２に係止しているため、内周リング４７と連れ回りせず、内周リング４７の後端部と支持リング５６との間に介在する軸受メタル６１により内周リング４７の回転抵抗が軽減される。
【００４２】
このように内周リング４７を回転した状態で、各リングスライドジャッキ６２により支持リング５６を介して前方に移動すると、図９(ａ)に示すように、内周リング４７の各カッタビット５４ａ〜５４ｄが地盤を掘削すると共に、既設トンネルＴの一次覆工部Ｓ1 の表面に接触し、この一次覆工部Ｓ1 の切削を開始する。この回転する内周リング４７による一次覆工部Ｓ1 の切削時、各カッタビット５４ａ〜５４ｄが所定の掘削範囲Ｗを４つの掘削範囲Ｗa ，Ｗb ，Ｗc ，Ｗd として掘削するために掘削効率が良く、カッタビット５４ａ〜５４ｄの摩耗も低減される。また、この一次覆工部Ｓ1 の切削時、水注水路７８を通して供給された水を水吐出口７９から吐出し、この噴水を各切欠部８０を通してカッタビット５４ａ〜５４ｄの前方に通水することで、掘削効率が更に良くなると共に、掘削物が内周リング４７の内側を通ってチャンバ３３内に取り込まれるため、掘削物の排出性も良くなる。
【００４３】
この一次覆工部Ｓ1 は、鋼材で形成された枠体にコンクリートを充填したセグメントをリング状に組み付けたものである。そのため、この内周リング４７による一次覆工部Ｓ1 の切削時に、カッタビット５４ａ〜５４ｄが鋼板や鉄筋などに引っ掛かって回転が停止してしまうことがある。この場合、内周リング４７の回転停止を駆動負荷により検出し、内周リング４７を若干後退させて鋼板や鉄筋などとの引っ掛かりを解除する。即ち、リングスライドジャッキ６２を収縮し、複数の連結ねじ６４等を介して支持リング５６を後退させ、この支持リング５６の鉤部５９が係止部５５を介して内周リング４７を後退させる。この場合、カッタヘッド２１の回転方向を変えて内周リング４７を逆回転させるとよい。すると、内周リング４７は鋼板や鉄筋などから外れて回転が可能となり、再び、リングスライドジャッキ６２を伸長して内周リング４７を前進させ、一次覆工部Ｓ1 の切削を継続する。
【００４４】
そして、回転する内周リング４７が既設トンネルＴの一次覆工部Ｓ1 を切削し、外周リング４６がこの一次覆工部Ｓ1 の外面に到達すると、ここで一旦切削リング４５の前進及び回転を停止する。まず、外周リング４６の先端部に形成された吐出口８２から外周リング４６の外周面と掘削トンネルの内壁面との間に充填材を供給し、続いて、吐出口８１から外周リング４６の外周面と掘削トンネルの内壁面との間に薬液を供給する。すると、外周リング４６の外周面と掘削トンネルの内壁面との間に供給された充填材により防波堤ができ、切削リング４５の前端側への泥水等の浸入が防止され、この充填材により形成された防波堤の前方にて、外周リング４６の外周面と掘削トンネルの内壁面との間に供給された薬液が掘削トンネルの内壁面から地盤に浸透し、周辺地盤を改良、つまり、硬化することで、一次覆工部Ｓ1 の切削部から既設トンネルＴ内への浸水を防止できる。
【００４５】
そして、切削リング４５の前端周辺部の地盤が改良されると、蓋６９を開けて交換穴６８より第１連結ピン６０を抜き取り、短い第２連結ピン７０を外周リング４６及び前胴１２に貫入することで、支持リング５６と外周リング４６との連結を解除し、外周リング４６を前胴１２に固定する。この状態で、図９(ｂ)に示すように、再びリングスライドジャッキ６２を伸長して支持リング５６を介して内周リング４７を押圧し、外周リング４６をその位置に停止したままで内周リング４７のみを回転しながら前進し、内周リング４７により既設トンネルＴの一次覆工部Ｓ1 及び二次覆工部Ｓ2 を切削する。
【００４６】
この場合、外周リング４６を停止したまま内周リング４７のみを前進するため、外周リング４６の外周面と充填材との接触面のシール性は確保され、泥水が薬液側に流れ込むことはない。その後、内周リング４７のカッタビット５４ａ〜５４ｄによる切削が進行して所定の位置にくると、ここで内周リング４７による切削を終了する。このとき、内周リング４７の切削により既設トンネルＴ（二次覆工部Ｓ2 ）は、上部及び下部が貫通しておらずに側部が貫通しているが、薬液により周辺地盤が硬化しているため、既設トンネルＴ内へ泥水等が浸入することはない。
【００４７】
このように内周リング４７が既設トンネルＴの側面部を所定量切削すると、カッタヘッド２１等を解体すると共に、残存している既設トンネルＴの側壁部を図示しない建設機械により除去し、新設トンネルのセグメントＳと掘削機本体１１、外周リング４６、内周リング４７、既設トンネルＴを溶接により接合すると共に内部にコンクリートを打設することで、既設トンネルＴと新設トンネルとの内部を連通して２つのトンネルの地中接合作業が完了する。なお、掘削機本体１１や切削リング４３等は新設トンネルの構造体として埋設する。
【００４８】
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、掘削機本体１１に外周リング４６と内周リング４７からなる切削リング４５を装着し、支持リング５６の鉤部５９を内周リング４７の係止部５５に係止すると共に、支持リング５６と外周リング４６とを第１連結ピン６０で連結し、掘削機本体１１に設けられたリングスライドジャッキ６２の駆動ロッド６３を複数の連結ねじ６７を介して支持リング５６に連結する一方、カッタヘッド２１のドッキングピン７１を内周リング４７の係合溝に係合して回転可能としている。
【００４９】
従って、ドッキングピン７１によりカッタヘッド２１と内周リング４７を連結して回転した状態で、リングスライドジャッキ６２を伸長して支持リング５６を介して内周リング４７を前方に移動することで、カッタビット５４ａ〜５４ｄにより一次覆工部Ｓ1 を切削することができ、このとき、カッタビット５４ａ〜５４ｄが一次覆工部Ｓ1 に引っ掛かって回転停止したら、リングスライドジャッキ６２を収縮して支持リング５６を介して内周リング４７を後退させることで、カッタビット５４ａ〜５４ｄと一次覆工部Ｓ1 との引っ掛かりを解除して内周リング４７を回転可能とすることができる。このように内周リング４７の回転、前進、後退動作によりトンネル構造物Ｔを円滑に切削することで掘削効率を向上できる。
【００５０】
また、支持リング５６と外周リング４６とを第１連結ピン６０で連結することで、リングスライドジャッキ６２により支持リング５６を介して外周リング４６及び内周リング４７を一体として一次覆工部Ｓ1 に接触する位置まで移動することができ、この位置で、第１連結ピン６０を抜き取って支持リング５６と外周リング４６の連結を解除した後、第２連結ピン７０により外周リング４６と前胴１２とを連結することで、外周リング４６をその位置に固定した状態で、リングスライドジャッキ６２により内周リング４７のみを前方に移動して一次覆工部Ｓ1 を切削することができる。従って、外周リング４６及び内周リング４７の一体移動及び独立移動を円滑に行うことができる。
【００５１】
更に、カッタヘッド２１にドッキングピン７１を出没自在なドッキングジャッキ７２を装着する一方、掘削機本体１１にリング位置決めピン７３を着脱自在に装着し、ドッキングピン７１及びリング位置決めピン７３を内周リング４７の内周面に形成された掘進方向に沿った係合溝７４に係合可能としている。従って、切削リング４５を前進させるとき、リング位置決めピン７３により内周リング４７の回動を規制することで、ドッキングピン７１が容易に内周リング４７の係合溝７４に係合可能とし、係合後に、リング位置決めピン７３による内周リング４７の回転規制を解除すると、カッタヘッド１７と内周リング４７とを一体回転することができる。
【００５２】
なお、上述の実施形態では、切削リング４５を前進及び後退させる切削リング移動手段をリングスライドジャッキ６２、連結ねじ部６４、支持リング５６、連結部６６、連結ねじ６７等により構成したが、この構成に限らず、リングスライドジャッキ６２に代えて駆動モータとし、この駆動モータにより回転するねじ軸の先端部を支持リング５６の後端部に螺合させて連結してもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、内周リング４７の先端部に、掘削位置が径方向に異なる４種類のカッタビット５４ａ〜５４ｄを周方向に沿って複数取付けたが、カッタビットの種類は４種類に限らず、１種類であっても５種類以上であってもよい。そして、回転力伝達手段（ドッキングピン７１、ドッキングジャッキ７２、係合溝７４）を２組設けて周方向均等間隔で配設したが、２組に限らず、３組以上周方向均等間隔で配設してもよい。また、ドッキングピン７１に代えてコピーカッタ２８であってもよい。
【００５４】
更に、上述の実施形態では、掘削機本体１１を屈曲自在に連結した前胴１２及び後胴１３で構成したが、一つの胴としてもよく、３つ以上の胴から構成してもよい。また、上述の実施形態では、本発明の地中接合式トンネル掘削機を泥水式シールド掘削機として説明したが、土圧式シールド掘削機や岩盤を掘削するトンネルボーリングマシンに適用することもできる。
【００５５】
【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、円筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されて該掘削機本体よりもやや小径のカッタヘッドと、該カッタヘッドの外周部に径方向出没自在に装着された複数の伸縮カッタと、前記掘削機本体に掘進方向前後に移動自在で且つ周方向に回転自在に設けられた切削リングと、前記切削リングを前進及び後退させる切削リング移動手段と、前記カッタヘッドの回転力を前記切削リングに伝達する回転力伝達手段とを具え、前記切削リング移動手段は、前記切削リングの後端部に形成されたリング状の係止部と、該係止部に相対回転可能であると共に一体に前後移動可能に連結された支持リングと、前記掘削機本体に装着されて駆動ロッドの先端部が該支持リングに連結されたリングスライドジャッキとを有すると共に、前記切削リングは、先端部にカッタビットが装着されて後端部に前記係止部が形成された内周リングと、先端部に地盤改良材の吐出口が設けられた外周リングとを有し、前記切削リングの前進時には前記支持リングと前記外周リングとを一体に連結して前記内周リングの回転前進時には前記外周リングと前記掘削機本体とを一体に連結する連結手段を設けたので、切削リングに伝達して回転しながら前方に移動することで、トンネル構造体を切削することができ、このとき、切削リングがトンネル構造体に引っ掛かって回転停止したら、切削リングを後退させてトンネル構造体との引っ掛かりを解除すると、再び、切削リングを回転可能とすることができ、切削リングの回転、前進、後退動作によりトンネル構造物を円滑に切削することで掘削効率を向上することができる。また、切削リング移動手段により簡単な構成で切削リングの回転、前進、後退を可能とすることができる。また、連結手段により外周リング及び内周リングの一体移動及び独立移動を円滑に行うことができる。
【００５６】
【００５７】
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、リングスライドジャッキの駆動ロッドの先端部と支持リングを着脱自在な複数の連結ねじにより連結可能としたので、リングスライドジャッキの小さいストロークで切削リングを所定位置まで前進することができ、装置の小型軽量化を図ることができる。
【００５８】
【００５９】
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、連結手段は、支持リングと外周リングとに貫入する第１連結ピンと、外周リングと掘削機本体とに貫入する第２連結ピンとを有するので、簡単な構成で外周リング及び内周リングの連結及び解除を行うことができ、切削リングの移動を円滑に行うことができる。
【００６０】
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、回転力伝達手段を、カッタヘッドと切削リングとが係合するまで切削リングを掘進方向に沿って移動可能で且つ周方向に回転不能に拘束する切削リング位置決め手段と、カッタヘッドに設けられてカッタヘッドと切削リングとを掘進方向に沿って相対移動可能で且つ周方向に一体回転可能に係合させる切削リング係合手段とで構成したので、切削リングを前進させるときには切削リング位置決め手段により切削リングの回動を規制することで、切削リング係合手段によるカッタヘッドと切削リングとの係合を容易とすることができる。
【００６１】
また、請求項５の発明の地中接合式トンネル掘削機によれば、切削リング位置決め手段を、切削リングの内周面に掘進方向に沿って形成された係合溝に係脱自在なリング位置決めピンとし、切削リング係合手段を係合溝に係脱自在なドッキングピンとしたので、簡単な構成で切削リングを回動規制し、カッタヘッドと切削リングとを円滑に係合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る地中接合式トンネル掘削機の概略断面図である。
【図２】地中接合式トンネル掘削機の正面図である。
【図３】切削リングの構造を表す掘削機本体の下部断面図である。
【図４】切削リングの正面図である。
【図５】切削リングの断面（図４のａ−ａ断面及び図４のｂ−ｂ断面）図である。
【図６】切削リングと掘削機本体との連結構造を表す掘削機本体の下部断面図である。
【図７】切削リングとカッタヘッドとの連結構造を表す掘削機本体の前端部断面図である。
【図８】地中接合式トンネル掘削機によるトンネル接合作業を表す概略図である。
【図９】地中接合式トンネル掘削機によるトンネル接合作業を表す概略図である。
【符号の説明】
１１掘削機本体
１２前胴
１３後胴
１８中折ジャッキ
２１カッタヘッド
２２伸縮スポーク（伸縮カッタ）
３１カッタ旋回モータ
３８シールドジャッキ（推進ジャッキ）
４２エレクタ装置
４５切削リング
４６外周リング
４７内周リング
５４ａ，５４ｃ，５４ｂ，５４ｄカッタビット
５５係止部
５６支持リング
５９鉤部
６０第１連結ピン（連結手段）
６２リングスライドジャッキ（切削リング移動手段）
７０第２連結ピン（連結手段）
７１ドッキングピン（切削リング係合手段）
７２ドッキングジャッキ
７３リング位置決めピン（切削リング位置決め手段）
７４係合溝
Ｓ1 一次覆工部
Ｓ2 二次覆工部
Ｔ既設トンネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an underground junction type tunnel excavator used for excavation work for joining a newly constructed tunnel to a side portion of an existing tunnel that is already buried in the ground.
[0002]
[Prior art]
  Extends to the side of the existing tunnel already buried in the groundLikeWhen constructing a new tunnel, in consideration of the fact that the existing tunnel is in use, a method of excavating a new tunnel outside and joining it to the side of the existing tunnel is generally applied. A tunnel excavator used for excavation work in which a new tunnel is joined to the side of such an existing tunnel requires a cutting ring for cutting the side wall of the existing tunnel in addition to a cutter head for excavating the ground.
[0003]
  Such a ground joint type tunnel excavator is equipped with a disc-shaped cutter head mounted on the front part of a cylindrical excavator main body so as to be able to drive and rotate, a number of cutter bits and copy cutters, and excavation A cutting ring is rotatably mounted on the front part of the machine body, and a large number of cutting blades are mounted on the tip part, while a plurality of shield jacks and an erector device are mounted on the rear part of the excavator body.
[0004]
  Therefore, the excavator body is advanced by extending each shield jack while rotating the cutter head, and the ground is excavated by the cutter head to form a tunnel. Assemble to. When the tip of the new tunnel approaches the side of the existing tunnel by a predetermined distance, the excavator body stops moving forward and the cutter head rotates, and the copy cutter is extended after the cutter head is retracted. The cutter head and the cutting ring are integrated with each other through the cutter. In this state, when the cutting ring is rotated and advanced together with the cutter head, the cutting blade at the tip of the cutting ring comes into contact with the side wall portion of the existing tunnel and cuts, so that the new tunnel and the existing tunnel communicate with each other. Thereafter, the tunnels joined in a T shape are completed by joining the two tunnels using segments, cast concrete, or the like.
[0005]
  In addition, as such a ground joint type tunnel excavator, for example, it is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-6346.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  When a new tunnel is formed by the conventional underground junction tunnel excavator described above and the tip is joined to the existing tunnel, the cutter head excavates the ground, and the tip of this new tunnel reaches the side of the existing tunnel. Then, the cutting ring protrudes and cuts the side wall portion of the existing tunnel so as to communicate the inside of both tunnels. Generally, a tunnel structure (existing tunnel) is composed of a primary lining part in which a segment filled with concrete is assembled in a frame formed of steel material, and concrete is placed inside the primary lining part. It consists of a secondary lining part with makeup.
[0007]
  Therefore, a large number of cutting blades attached to the tip of the cutting ring will cut and cut the steel plate, rebar, concrete aggregate, etc. that make up the primary lining part. There is a problem that the blade is caught by these and the cutting ring cannot be rotated, and the cutting operation of the primary lining portion cannot be smoothly performed.
[0008]
  The present invention solves such a problem, and provides an underground junction type tunnel excavator that improves excavation efficiency and reliability by smoothly cutting and joining tunnel structures. For the purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a ground joint type tunnel excavator according to the invention of claim 1 includes a cylindrical excavator main body, a propulsion jack for advancing the excavator main body, and a front portion of the excavator main body. A cutter head mounted on the excavator main body so as to be driven to rotate, and a plurality of telescopic cutters mounted on the outer peripheral portion of the cutter head so as to be able to protrude and retract in the radial direction. A cutting ring provided so as to be freely movable in the circumferential direction, a cutting ring moving means for moving the cutting ring forward and backward, and a rotational force transmitting means for transmitting the rotational force of the cutter head to the cutting ring. WithThe cutting ring moving means includes a ring-shaped locking portion formed at a rear end portion of the cutting ring, and a support ring that is relatively rotatable to the locking portion and is integrally connected to be movable back and forth. And a ring slide jack attached to the excavator body and having a tip end of a drive rod connected to the support ring, and the cutting ring has a cutter bit attached to a tip portion and the engagement portion at a rear end portion. It has an inner ring with a stop and an outer ring with a ground improvement material discharge port at the tip, and when the cutting ring advances, the support ring and the outer ring are connected together. And connecting means for integrally connecting the outer ring and the excavator body when the inner ring rotates forward.It is characterized by this.
[0010]
  Therefore, when the cutting ring moves forward while rotating with respect to the excavator body, the tunnel structure in front can be cut, and when the cutter bit is caught in the tunnel structure and cannot be rotated, the cutting ring is moved. By moving backward while rotating in reverse, it becomes possible to rotate forward by releasing the catch with the tunnel structure. In this case, the cutting ring moving means is preferably pressed by a hydraulic jack, and the tip end of the drive rod may be connected to the tip end portion of the drive rod and the rear end portion of the cutting ring so as to be capable of pushing and pulling and relative movement in the circumferential direction. A hook part and a lock mechanism may be provided in the part, or the front end of the screw shaft may be screwed into the rear end of the cutting ring as a drive motor instead of the hydraulic jack.
[0011]
[0012]
  Claims2In the underground joint type tunnel excavator according to the present invention, the tip of the drive rod of the ring slide jack and the support ring can be connected by a plurality of detachable connection screws.
[0013]
[0014]
  Claims3In the underground joint type tunnel excavator of the invention, the connection means includes a first connection pin that penetrates the support ring and the outer ring, and a second connection pin that penetrates the outer ring and the excavator body. It is characterized by having.
[0015]
  Claims4In the underground joint type tunnel excavator according to the invention, the rotational force transmitting means is provided in the excavator main body and moves the cutting ring along the excavation direction until the cutter head and the cutting ring are engaged with each other. Cutting ring positioning means capable of being restrained to be non-rotatable in the circumferential direction, and provided on the cutter head so that the cutter head and the cutting ring can be relatively moved along the excavation direction and can be integrally rotated in the circumferential direction. And a cutting ring engaging means to be engaged.
[0016]
  Claims5In the underground joint type tunnel excavator of the invention, the cutting ring positioning means is a ring positioning pin that is detachably engageable with an engagement groove formed along an excavation direction on an inner peripheral surface of the cutting ring, The cutting ring engaging means is a docking pin that can be freely engaged with and disengaged from the engaging groove.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
  FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an underground joint type tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the underground joint type tunnel excavator, and FIG. 4 is a front view of the cutting ring, FIG. 5 is a cross section of the cutting ring (aa cross section and bb cross section of FIG. 4), and FIG. 6 is an excavator showing a connection structure of the cutting ring and the excavator body. A lower section of the main body, FIG. 7 shows a cross section of the front end of the excavator main body representing the connecting structure of the cutting ring and the cutter head, and FIGS. 8 and 9 show an outline representing tunnel joining work by the underground junction type tunnel excavator.
[0019]
  In the underground junction type tunnel excavator of this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the excavator main body 11 includes a cylindrical front body 12 and a rear trunk 13 which are a spherical bearing 14 and upper and lower hinge portions 15. It is configured to be flexibly connected by. Ring-shaped support walls 16 and 17 are formed at the rear part of the front cylinder 12 and the front part of the rear cylinder 13, and a plurality of middle-folded jacks 18 are installed between the support walls 16 and 17. The front cylinder 12 can be bent with respect to the rear cylinder 13 by changing the expansion / contraction stroke of each middle-folded jack 18, and the excavating direction of the excavator body 11 can be changed. In addition, this middle folding jack 18 is detachable as needed.
[0020]
  A bulkhead 19 is formed at the front portion of the front barrel 12 constituting the excavator body 11, and a rotary ring 20 is rotatably supported at the rear portion of the bulkhead 19. Is equipped with a cutter head 21. The cutter head 21 is provided with four hollow cut spokes 22 formed radially from the center, and a fan-shaped face plate 23 is fixed between the cut spokes 22. In addition, an extension / contraction spoke (extension cutter) 24 is attached to the tip of each cutter spoke 22 so as to be movable along the radial direction, and can be extended / contracted by an extension jack 25. A large number of leading bits 26 and cutter bits 27 are attached to each cutter spoke 22, each face plate 23, and each telescopic spoke 24, and a copy cutter 28 can project radially outward by a hydraulic jack 29 to the telescopic spoke 24. It is attached to.
[0021]
  A ring gear 30 is fixed to the rear portion of the rotating ring 20, and a plurality of cutter turning motors (hydraulic motors or electric motors) 31 are attached to the front barrel 12. The ring gear 30 is engaged. Therefore, when the cutter turning motors 31 are driven synchronously and the drive gear 32 is driven to rotate, the cutter head 21 can be turned via the ring gear 30 and the rotating ring 20.
[0022]
  In addition, a chamber 33 is formed between the cutter head 21 and the bulkhead 19 at the front portion of the front barrel 12, and the chamber 33 has a rear end extending behind the excavator main body 11. The front ends of the pipe 34 and the drainage pipe 35 are open. A rotary joint 36 is attached to the front portion of the front barrel 12, but the chemical injection pipe 37 can be attached to the cutter head 21 by removing the rotary joint 36.
[0023]
  On the other hand, a plurality of shield jacks (propulsion jacks) 38 are juxtaposed along the circumferential direction on the inner periphery of the front portion of the rear barrel 13, and each of the shield jacks 38 extends rearward in the digging direction to provide a spreader 39. By pressing against the segment S, the excavator body 11 (the front trunk 12 and the rear trunk 13) can be advanced by the reaction force. Further, a turning ring 40 is supported on the support wall 17 of the rear trunk 13 and can be turned by a turning motor 41, and an elector device 42 is attached to the turning ring 40. The erector device 42 grips the segment S carried into the existing tunnel and moves in the radial direction, the circumferential direction, and the longitudinal direction, and after the excavator body 11 moves forward, the spreader 39 formed by the contraction of the shield jack 38. The segment S is assembled in a space between the existing segment S and the existing segment S.
[0024]
  By the way, the underground junction type tunnel excavator of this embodiment not only excavates the ground to construct the tunnel, but also joins the newly constructed tunnel to the side part of the existing tunnel already buried in the ground. can do. That is, as shown in FIG. 3, the inner cylinder 43 is located inside the front barrel 12, and the front portion is connected to the bulkhead 19 and the rear portion is connected to the support wall 16, thereby forming an annular housing portion 44. The cutting ring 45 is accommodated in the accommodating portion 44. The cutting ring 45 includes an outer ring 46 and an inner ring 47, and the rings 46 and 47 are fitted together so as to be integrated or relatively movable in the digging direction and relatively rotatable in the circumferential direction.
[0025]
  The structure of the cutting ring 45 will be described in detail. The outer ring 46 is fitted to the inner peripheral surface of the front cylinder 12 through the seal 48 in the accommodating portion 44, and the inner peripheral surface of the front cylinder 12 extends along the digging direction. The fixed key 50 of the outer peripheral ring 46 is slidably fitted in the sliding groove 49 of a predetermined length formed in this manner, and the outer peripheral ring 46 is movable in the front-rear direction with respect to the excavator body 11. Yes. Between the inner peripheral surface of the outer peripheral ring 46 and the inner peripheral surface of the inner cylinder 43, an inner peripheral ring 47 is fitted through seals 51 and 52. The inner peripheral ring 47 has an enlarged diameter portion 53 that is enlarged so that the front end portion is located in front of the outer peripheral ring 46, and a plurality of cutter bits having different excavation positions in the radial direction are provided on the front end surface of the enlarged diameter portion 53. 54 a to 54 d are attached along the circumferential direction, and are located at the entrance portion of the accommodating portion 44, that is, at the front end portion of the front barrel 12.
[0026]
  That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the slidability of the cutting ring 45 and the discharge performance of the excavated material with respect to the radial thickness T of the cutting ring 45 (the outer ring 46 and the inner ring 47). In view of this, a slightly larger excavation range W is required, which is defined as an inner excavation range WI and an outer excavation range WO.InThe inner excavation range WI and the outer excavation range WO need to be overlapped, and the excavation range W <the inner excavation range WI + the outer excavation range WO. In this case, the cutter bits 54a and 54b excavate the inner excavation range WI, and the cutter bits 54c and 54d excavate the outer excavation range WO. Therefore, the cutter bits 54a, 54c, 54b, and 54d are alternately positioned at the front end of the inner ring 47 along the circumferential direction on the inner peripheral side and the outer peripheral side.
[0027]
  The inner cutter bits 54a and 54b and the outer cutter bits 54c and 54d are alternately positioned on the inner and outer sides along the circumferential direction, and the excavation ranges are Wa, Wb and Wc, respectively. , Wd. The inner cutter bits 54a and 54b and the outer cutter bits 54c and 54d are different from each other in the projecting direction in the excavation direction, and the outer cutter bits 54c and 54d are arranged on the inner circumference side by a predetermined distance L. Are located in front of the cutter bits 54a and 54b.
[0028]
  On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 6, a ring-shaped locking portion 55 projecting inward is formed at the rear end portion of the inner peripheral ring 47, while at the rear end portion of the inner peripheral ring 47. Is provided with a support ring 56 interposed between the inner cylinder 43 and the outer ring 46. The support ring 56 extends between the inner cylinder 43 and the inner ring 47, and seals 57 and 58 are provided. A flange 59 that can be relatively moved and rotated relative to the locking portion 55 is formed. The support ring 56 and the outer peripheral ring 46 are integrally connected by a long-axis first connecting pin (connecting means) 60 that penetrates the support ring 56 and can move back and forth.What isSelf-moving circumferentially through bearing metal 61WithIt has become.
[0029]
  Further, a plurality of ring slide jacks (cutting ring moving means) 62 are juxtaposed in the circumferential direction on the rear cylinder 13 (spherical bearing 14) located behind the cutting ring 45, and each is detachable. Each ring slide jack 62 has a drive rod 63 that can be expanded and contracted by supplying and discharging hydraulic pressure, and a connecting screw portion 64 is attached to the tip of the drive rod 63. On the other hand, a connecting portion 66 is attached to the rear end portion of the support ring 56 by a connecting shaft 65 corresponding to each ring slide jack 62. The connecting screw portion 64 and the connecting portion 66 can be connected by one or more connecting screws 67.
[0030]
  Therefore, by extending the ring slide jack 62, the cutting ring 45 (the outer ring 46 and the inner ring 47) can be pushed forward through the support ring 56, and can be moved. By sequentially adding and connecting a connection screw 67 between the portion 64 and the connection portion 66, the cutting ring 45 can be moved forward by a predetermined distance. Further, by contracting the ring slide jack 62, the flange portion 59 of the support ring 56 can retract the inner peripheral ring 47 via the locking portion 55. Furthermore,FIG.As shown by a two-dot chain line, the ring ring jack 62 moves the cutting ring 45 through the support ring 56 to a predetermined position, that is, a position where the first connecting pin 60 and the exchange hole 68 formed in the inner cylinder 43 match. Move up. At this position, the lid 69 is opened to open the exchange hole 68, and the first connection pin 60 is extracted using the exchange hole 68 with a predetermined tool (not shown), and then the short-axis second connection pin (connection means) 70 is attached. The outer ring 46 and the front cylinder 12 are penetrated through the support ring 56. Then, while the connection between the support ring 56 and the outer ring 46 is released, the outer ring 46 and the front body 12 are connected together, so that the outer ring 46 is fixed at that position, and the ring slide jack is attached. 62, only the inner ring 47 can be moved forward.
[0031]
  Further, as shown in FIG. 7, a docking jack 72, in which a docking pin (cutting ring engaging means) 71 can be moved in and out, is mounted on each facing face plate 23 of the cutter head 21. A ring positioning pin (cutting ring positioning means) 73 is detachably attached to the inner cylinder of the front barrel 12 at horizontal positions on the left and right. On the other hand, two engaging grooves 74 are formed on the inner peripheral surface of the inner peripheral ring 47 constituting the cutting ring 45 so as to face the circumferential direction and extend along the digging direction. Are engaged with the respective engagement grooves 74 and restrict the rotation of the cutting ring 45 relative to the excavator body 11. Then, when the cutting ring 45 is pushed forward from the housing portion 44 by the ring slide jack 62 and moves to the side of the cutter head 21, the docking pin 71 protrudes by the docking jack 72 and is positioned in the horizontal position in advance. The engaging groove 74 can be engaged. Thereafter, when the ring positioning pin 73 is removed with a predetermined tool and the engagement with the engagement groove 74 is released, the cutter head 21 and the inner peripheral ring 47 can be rotated together. In this embodiment, the docking pin 71, The docking jack 72 and the engaging groove 74 constitute a rotational force transmitting means.
[0032]
  Note that a space portion 75 is formed on the inner peripheral side of the inner ring 47 in the housing portion 44 formed by the front cylinder 12 and the inner cylinder 43, and a water injection pipe 77 having a valve 76 is formed in the space portion 75. It is connected. This is to maintain the space 75 with high-pressure water in order to prevent external muddy water or the like from entering the inside through the engaging groove 74 when the cutting ring 45 moves forward.
[0033]
  In addition, as shown in FIG. 3, a water injection channel 78 is formed in the outer ring 46 along the direction of excavation, and its base end is connected to a water source (not shown), while the front end surface of the outer ring 46 is A plurality of water discharge ports 79 are formed in the circumferential direction, respectively, and the tip end portion of the water injection channel 78 is connected to the water discharge port 79. As shown in FIG. 4, a plurality of cutout portions (water passage portions) 80 are formed in the enlarged diameter portion 53 of the outer peripheral ring 47 at a predetermined interval in the circumferential direction, and the fountain discharged from the water discharge port 79 is Water can be passed forward through each notch 80.
[0034]
  Further, a chemical solution injection path and a filler injection path (not shown) are formed in the outer ring 46, and the base end portion is connected to the chemical solution supply source and the filler supply source, respectively, while the distal end portion is connected to the outer ring 46. It is connected to each discharge port 81 and 82 formed in the front part. This filler is injected between the outer ring 46 and the excavation wall surface of the ground to stop the intrusion (flow) of muddy water, etc., and has a low viscosity and high viscosity. Is preferred. Further, the chemical solution is injected between the outer ring 46 and the excavation wall surface of the ground and penetrates into the ground to improve (harden) the ground and prevent collapse, and has a high viscosity and low viscosity. Penetration is preferred.
[0035]
  Although not shown, the front barrel 12, the inner cylinder 43, the outer ring 46, the inner ring 47, and the like are provided with grease injection paths, and various seal portions can be filled with grease.
[0036]
  Here, the tunnel excavation work and the tunnel junction work by the underground joint type tunnel excavator of the present embodiment described above will be described.
[0037]
  As shown in FIGS. 1 and 2, each telescopic jack 25 is extended to project each telescopic spoke 24 to the same position as the outer diameter of the front barrel 12. In this state, first, the cutter head 21 is cut by the cutter turning motor 31. When the plurality of shield jacks 38 are extended while rotating, and the front cylinder 12 and the rear cylinder 13 are advanced by the reaction force of pressing against the existing segment S, the respective bits 26 and 27 of the cutter head 21 excavate the front ground. To do. At this time, the earth and sand excavated by the cutter head 21 is taken into the chamber 33 and discharged to the outside from the mud pipe 35 which has been fed with water and stirred from the mud pipe 34. Next, any one of the shield jacks 38 is contracted to form a space with the existing segment S, and the new segment S is mounted in this space by the erector device 42. By repeating this operation, a tunnel having a predetermined length can be formed by excavation.
[0038]
  Such an underground joint type tunnel excavatorRuAs a result of excavation work, as shown in FIG. 1, when the new tunnel, that is, the cutter head 21 approaches a predetermined distance with respect to the side surface of the existing tunnel T, the cutter head 21 stops rotating and the shield jack 38 is driven. Is stopped, the forward movement of the front trunk 12 and the rear trunk 13 is stopped, and the new tunnel and the existing tunnel T are joined from here.
[0039]
  First, although not shown, the cutting ring 45 (the outer ring 46 and the inner ring 47) fixed to the excavator main body 11 with the bolts is released, and as shown in FIG. The expansion and contraction spokes 24 are accommodated in the cutter spokes 22, and the space 75 is filled with water using the water injection pipe 77 and maintained at a high pressure from the outside. In this state, as shown in FIG. 8B, the drive rod 63 of the ring slide jack 62 is extended, the cutting ring 45 is pressed through the support ring 56, and the outer ring 46 and the inner ring 47 are integrated.InThen move forward.
[0040]
  At this time, the rotational position of the cutter head 21 is detected by a rotary encoder (not shown) so that each docking pin 71 is in a horizontal position.NaThe cutter head 21 is positioned at the position. On the other hand, the inner ring 47 is assembled in advance so that each engagement groove 74 is in a horizontal position, and the position is regulated by the ring positioning pin 73. The cutting ring 45 moves forward by a predetermined distance, and each docking jack 72 is moved. When the docking pin 71 is protruded by extending the tip, the tip end portion automatically engages with the engaging groove 74 of the inner peripheral ring 47, and the cutter head 21 and the inner peripheral ring 47 are integrally connected.
[0041]
  When the cutter turning motor 31 is driven in this state, the inner ring 47 rotates together with the cutter head 21, but the outer ring 46 is connected to the support ring 56 by the first connecting pin 60, and is fixed to the front cylinder 12 by the fixed key 50. Because it is locked, the inner ring does not rotate with the inner ring 47.47Rotational resistance of the inner peripheral ring 47 is reduced by the bearing metal 61 interposed between the rear end portion and the support ring 56.
[0042]
  When the inner peripheral ring 47 is rotated and moved forward through the support ring 56 by the ring slide jacks 62, the cutter bits 54a to 54a of the inner peripheral ring 47 are moved as shown in FIG. 54d excavates the ground and contacts the surface of the primary lining S1 of the existing tunnel T to start cutting the primary lining S1. When the primary lining portion S1 is cut by the rotating inner ring 47, each cutter bit 54a to 54d excavates the predetermined excavation range W as four excavation ranges Wa, Wb, Wc, Wd, so that excavation efficiency is high. Also, wear of the cutter bits 54a to 54d is reduced. Further, when the primary lining portion S1 is cut, water supplied through the water injection channel 78 is discharged from the water discharge port 79, and the fountain is passed through the notches 80 to the front of the cutter bits 54a to 54d. Thus, the excavation efficiency is further improved, and the excavated material is taken into the chamber 33 through the inner side of the inner ring 47, so that the excavated material can be easily discharged.
[0043]
  The primary lining portion S1 is obtained by assembling, in a ring shape, segments filled with concrete into a frame formed of steel. For this reason, when the primary lining portion S1 is cut by the inner ring 47, the cutter bits 54a to 54d may be caught by a steel plate, a reinforcing bar or the like, and the rotation may stop. In this case, the rotation stop of the inner peripheral ring 47 is detected by the driving load, and the inner peripheral ring 47 is slightly retracted to release the catch with the steel plate or the reinforcing bar. That is, the ring slide jack 62 is contracted, the support ring 56 is retracted via a plurality of connection screws 64 and the like, and the flange portion 59 of the support ring 56 is retracted via the locking portion 55. In this case, the inner ring 47 may be rotated in reverse by changing the rotation direction of the cutter head 21. Then, the inner peripheral ring 47 can be rotated by being removed from the steel plate, the reinforcing bar, etc., and the ring slide jack 62 is extended again to advance the inner peripheral ring 47 and the cutting of the primary lining portion S1 is continued.
[0044]
  The rotating inner ring 47 cuts the primary lining part S1 of the existing tunnel T, and when the outer ring 46 reaches the outer surface of the primary lining part S1,OnceThe forward movement and rotation of the cutting ring 45 are stopped. First, a filler is supplied between the outer peripheral surface of the outer peripheral ring 46 and the inner wall surface of the excavation tunnel from the discharge port 82 formed at the tip of the outer peripheral ring 46, and then the outer periphery of the outer peripheral ring 46 from the discharge port 81. A chemical solution is supplied between the surface and the inner wall surface of the excavation tunnel. Then, a breakwater is formed by the filler supplied between the outer peripheral surface of the outer peripheral ring 46 and the inner wall surface of the excavation tunnel, and intrusion of muddy water or the like into the front end side of the cutting ring 45 is prevented, and this filler is formed. The chemical solution supplied between the outer peripheral surface of the outer ring 46 and the inner wall surface of the excavation tunnel penetrates the ground from the inner wall surface of the excavation tunnel and improves the surrounding ground, that is, hardens in front of the breakwater. Inundation into the existing tunnel T from the cutting portion of the primary lining portion S1 can be prevented.
[0045]
  When the ground around the front end of the cutting ring 45 is improved, the lid 69 is opened, the first connecting pin 60 is extracted from the replacement hole 68, and the short second connecting pin 70 is inserted into the outer ring 46 and the front trunk 12. As a result, the connection between the support ring 56 and the outer ring 46 is released, and the outer ring 46 is fixed to the front barrel 12. In this state, as shown in FIG. 9B, the ring slide jack 62 is extended again to press the inner peripheral ring 47 through the support ring 56, and the outer peripheral ring 46 is stopped at that position while the inner peripheral ring 47 is stopped. It advances while rotating only the ring 47, and the inner lining 47 cuts the primary lining part S1 and the secondary lining part S2 of the existing tunnel T.
[0046]
  In this case, since only the inner ring 47 is advanced while the outer ring 46 is stopped, the sealing performance of the contact surface between the outer ring surface of the outer ring 46 and the filler is ensured, and muddy water does not flow into the chemical liquid side. Thereafter, when the cutting by the cutter bits 54a to 54d of the inner peripheral ring 47 proceeds and reaches a predetermined position, the cutting by the inner peripheral ring 47 is ended here. At this time, the existing tunnel T (secondary lining portion S2) is cut through the inner ring 47, but the upper portion and the lower portion are not penetrating the side portion, but the surrounding ground is hardened by the chemical solution. Therefore, muddy water or the like does not enter the existing tunnel T.
[0047]
  When the inner ring 47 cuts the side surface of the existing tunnel T by a predetermined amount in this way, the cutter head 21 and the like are disassembled, and the remaining side wall of the existing tunnel T is removed by a construction machine (not shown). By connecting the segment S to the excavator body 11, the outer ring 46, the inner ring 47, and the existing tunnel T by welding and placing concrete inside, the inside of the existing tunnel T and the new tunnel are communicated with each other. The underground joining work of two tunnels is completed. The excavator body 11 and the cutting ring 43 are embedded as a structure of a new tunnel.
[0048]
  As described above, in the underground junction type tunnel excavator of this embodiment, the excavator body 11 is equipped with the cutting ring 45 including the outer ring 46 and the inner ring 47, and the flange portion 59 of the support ring 56 is disposed inside. The support ring 56 and the outer ring 46 are connected to each other by the first connecting pin 60 while being engaged with the engaging part 55 of the peripheral ring 47, and a plurality of drive rods 63 of the ring slide jack 62 provided in the excavator body 11 are provided. The connecting ring 67 is connected to the support ring 56, while the docking pin 71 of the cutter head 21 is engaged with the engaging groove of the inner peripheral ring 47 to be rotatable.
[0049]
  Accordingly, in a state where the cutter head 21 and the inner peripheral ring 47 are connected and rotated by the docking pin 71, the ring slide jack 62 is extended and the inner peripheral ring 47 is moved forward via the support ring 56. The primary lining portion S1 can be cut by the bits 54a to 54d. At this time, when the cutter bits 54a to 54d are caught in the primary lining portion S1 and stopped rotating, the ring slide jack 62 is contracted to support the support ring 56. By retracting the inner ring 47 through the hook, the catch between the cutter bits 54a to 54d and the primary lining portion S1 can be released, and the inner ring 47 can be rotated. In this way, the excavation efficiency can be improved by smoothly cutting the tunnel structure T by the rotation, forward movement, and backward movement of the inner ring 47.
[0050]
  Further, by connecting the support ring 56 and the outer ring 46 with the first connecting pin 60, the outer ring 46 and the inner ring 47 are integrated into the primary lining portion S1 via the support ring 56 by the ring slide jack 62. The first connecting pin 60 is extracted at this position to release the connection between the support ring 56 and the outer ring 46, and then the second connecting pin 70 is used to move the outer ring 46 and the front barrel 12 to each other. , The primary lining portion S1 can be cut by moving only the inner peripheral ring 47 forward by the ring slide jack 62 with the outer peripheral ring 46 fixed at that position. Therefore, the outer ring 46 and the inner ring 47 can be smoothly moved integrally and independently.
[0051]
  Further, a docking jack 72 that allows the docking pin 71 to freely move in and out is attached to the cutter head 21, while a ring positioning pin 73 is detachably attached to the excavator body 11, and the docking pin 71 and the ring positioning pin 73 are connected to the inner ring 47. It is possible to engage with an engaging groove 74 formed in the inner circumferential surface along the digging direction. Therefore, when the cutting ring 45 is advanced, the rotation of the inner ring 47 is restricted by the ring positioning pin 73 so that the docking pin 71 can be easily engaged with the engagement groove 74 of the inner ring 47. When the rotation restriction of the inner peripheral ring 47 by the ring positioning pin 73 is released after the combination, the cutter head 17 and the inner peripheral ring 47 can be integrally rotated.
[0052]
  In the above-described embodiment, the cutting ring moving means for moving the cutting ring 45 forward and backward is configured by the ring slide jack 62, the connecting screw portion 64, the support ring 56, the connecting portion 66, the connecting screw 67, and the like. Not limited to this, a drive motor may be used instead of the ring slide jack 62, and the tip of the screw shaft rotated by this drive motor may be screwed into the rear end of the support ring 56 and connected.
[0053]
  In the above-described embodiment, a plurality of four types of cutter bits 54a to 54d whose digging positions are different in the radial direction are attached to the distal end portion of the inner ring 47 along the circumferential direction, but there are four types of cutter bits. The number is not limited to one, and may be one type or five or more types. Two sets of rotational force transmitting means (docking pins 71, docking jacks 72, engaging grooves 74) are provided and arranged at equal intervals in the circumferential direction. However, the number is not limited to two sets, and three or more sets are arranged at equal intervals in the circumferential direction. You may set up. Further, the copy cutter 28 may be used instead of the docking pin 71.
[0054]
  Furthermore, in the above-described embodiment, the excavator body 11 is configured by the front cylinder 12 and the rear cylinder 13 that are flexibly connected. However, the excavator body 11 may be configured as one cylinder or may be configured by three or more cylinders. In the above-described embodiment, the underground junction type tunnel excavator of the present invention has been described as a muddy water type shield excavator.
[0055]
【The invention's effect】
  As described above in detail in the embodiment, according to the underground junction tunnel excavator of the invention of claim 1,A cylindrical excavator main body, a propulsion jack for advancing the excavator main body, a cutter head mounted on the front portion of the excavator main body so as to be driven to rotate and having a slightly smaller diameter than the excavator main body, and the cutter A plurality of telescopic cutters mounted on the outer periphery of the head so as to freely protrude and retract in the radial direction; A cutting ring provided in the excavator main body so as to be movable in the front and rear direction in the excavation direction and rotatable in the circumferential direction, a cutting ring moving means for moving the cutting ring forward and backward, and a rotational force of the cutter head as the cutting ring. The cutting ring moving means includes a ring-shaped locking portion formed at a rear end portion of the cutting ring, and is rotatable relative to the locking portion. The cutting ring has a support ring connected to the excavator body and a ring slide jack attached to the excavator body and connected to the support ring. The cutting ring has a cutter bit at the tip. Is attached to the rear end and the outer peripheral ring is provided with a ground improvement material discharge port at the tip, and when the cutting ring advances, The lifting ring and said outer peripheral ring and integrally connected during rotational advancement of the inner peripheral ring provided with connecting means for connecting together the said excavator body and the outer peripheral ringTherefore, the tunnel structure can be cut by transmitting it to the cutting ring and moving forward while rotating. At this time, if the cutting ring is caught by the tunnel structure and stops rotating, the cutting ring is moved backward. When the catch with the tunnel structure is released, the cutting ring can be rotated again, and the tunnel structure can be cut smoothly by rotating, moving forward, and retracting the cutting ring to improve the excavation efficiency. it can.In addition, the cutting ring can be rotated, advanced, and retracted with a simple configuration by the cutting ring moving means. Further, the connecting means can smoothly move the outer ring and the inner ring integrally and independently.
[0056]
[0057]
  Claims2According to the underground joint type tunnel excavator of the present invention, since the tip of the drive rod of the ring slide jack and the support ring can be connected by a plurality of detachable connection screws, the cutting ring can be made with a small stroke of the ring slide jack. Can be advanced to a predetermined position, and the apparatus can be reduced in size and weight.
[0058]
[0059]
  Claims3According to the underground joint type tunnel excavator of the present invention, the connecting means has the first connecting pin that penetrates the support ring and the outer ring, and the second connecting pin that penetrates the outer ring and the excavator body. The outer ring and the inner ring can be connected and released with a simple configuration, and the cutting ring can be moved smoothly.
[0060]
  Claims4According to the underground joint type tunnel excavator of the present invention, the rotational force transmitting means is restrained so that the cutting ring can be moved along the excavation direction and cannot be rotated in the circumferential direction until the cutter head and the cutting ring are engaged. Cutting ring positioning means, and cutting ring engaging means that is provided on the cutter head and engages the cutter head and the cutting ring so as to be relatively movable along the digging direction and to be integrally rotatable in the circumferential direction. When the cutting ring is advanced, the cutting ring positioning means restricts the rotation of the cutting ring, so that the cutting ring engaging means can easily engage the cutter head and the cutting ring.
[0061]
  Claims5According to the underground joint type tunnel excavator of the present invention, the cutting ring positioning means is a ring positioning pin that can be freely engaged with and disengaged from an engagement groove formed in the inner peripheral surface of the cutting ring along the direction of excavation. Since the engaging means is a docking pin that can be freely engaged with and disengaged from the engaging groove, the cutting ring can be restricted with a simple configuration, and the cutter head and the cutting ring can be smoothly engaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an underground junction tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a ground joint type tunnel excavator.
FIG. 3 is a lower cross-sectional view of the excavator body representing the structure of the cutting ring.
FIG. 4 is a front view of a cutting ring.
5 is a cross-sectional view (cross section taken along the line aa in FIG. 4 and a cross section taken along the line bb in FIG. 4) of the cutting ring.
FIG. 6 is a lower cross-sectional view of the excavator body representing a connection structure between the cutting ring and the excavator body.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the front end portion of the excavator body representing a connection structure between the cutting ring and the cutter head.
FIG. 8 is a schematic diagram showing tunnel joining work by an underground joint type tunnel excavator.
FIG. 9 is a schematic view showing tunnel joining work by an underground joint type tunnel excavator.
[Explanation of symbols]
  11 Excavator body
  12 Front torso
  13 Rear trunk
  18 Folded jack
  21 Cutter head
  22 Stretch spokes (stretch cutters)
  31 Cutter turning motor
  38 Shield Jack (Propulsion Jack)
  42 Electa device
  45 Cutting ring
  46 outer ring
  47 Inner ring
  54a, 54c, 54b, 54d Cutter bit
  55 Locking part
  56 Support ring
  59 Buttocks
  60 1st connection pin (connection means)
  62 Ring slide jack (cutting ring moving means)
  70 Second connecting pin (connecting means)
  71 Docking pin (cutting ring engaging means)
  72 Docking jack
  73 Ring positioning pin (Cutting ring positioning means)
  74 Engagement groove
  S1 Primary lining department
  S2 Secondary lining section
  T Existing tunnel

Claims

A cylindrical excavator main body, a propulsion jack for advancing the excavator main body, a cutter head mounted on the front portion of the excavator main body so as to be driven to rotate and having a slightly smaller diameter than the excavator main body, and the cutter A plurality of telescopic cutters mounted on the outer periphery of the head so as to be freely movable in the radial direction, a cutting ring provided on the excavator body so as to be movable forward and backward in the excavating direction and rotatable in the circumferential direction, And a cutting ring moving means for retreating, and a rotational force transmitting means for transmitting the rotational force of the cutter head to the cutting ring , wherein the cutting ring moving means is formed in a ring shape formed at a rear end portion of the cutting ring. A locking ring, a support ring that can be rotated relative to the locking part and integrally movable back and forth, and a tip of the drive rod that is mounted on the excavator body and connected to the support ring. The cutting ring has an inner ring with a cutter bit attached to the front end portion and the locking portion formed on the rear end portion, and a ground improvement material discharge port at the front end portion. The support ring and the outer ring are integrally connected when the cutting ring advances, and the outer ring and the excavator body are integrated when the inner ring rotates forward. A ground joint type tunnel excavator characterized in that a connecting means for connecting is provided .

The underground joint type tunnel excavator according to claim 1 , wherein the tip end portion of the drive rod of the ring slide jack and the support ring can be connected by a plurality of detachable connection screws. Type tunnel excavator.

3. The underground junction tunnel excavator according to claim 1 , wherein the connection means includes a first connection pin that penetrates the support ring and the outer ring, and a first penetration pin that penetrates the outer ring and the excavator body. An underground junction type tunnel excavator characterized by having two connecting pins.

According to claim 1, 2 or 3 underground junction type tunneling machine as claimed, the rotational force transmitting means, said cutting ring to said cutter head provided in the excavator body and the cutting ring are engaged A cutting ring positioning means that is movable along the digging direction and is constrained to be non-rotatable in the circumferential direction, and provided on the cutter head, the cutter head and the cutting ring are relatively movable along the digging direction and A ground ring type tunnel excavator characterized by having a cutting ring engaging means that engages in a direction so as to be integrally rotatable.

5. The underground joint type tunnel excavator according to claim 4 , wherein the cutting ring positioning means is a ring positioning pin that can be freely engaged with and disengaged from an engagement groove formed in an inner circumferential surface of the cutting ring along a digging direction. The ground ring type tunnel excavator is characterized in that the cutting ring engaging means is a docking pin that can be freely engaged with and disengaged from the engaging groove.