従来の山岳トンネル掘削工法と比較し、高速施工が可能なトンネル掘削機（TBM）の欠点は、掘削地山で断層帯等に遭遇した際の地山崩壊や、硬岩切削時による岩ズリ付着等により、マシン胴体が拘束され掘削不能となるリスクが挙げられます。拘束状態を解除するためには、水圧や土圧を有する環境下で地山が崩壊しない処置をした後、人力により拘束地山の切り広げ作業が必要となりますが、この作業は、作業員が掘削機の外側に出て拘束されている掘削機を覆うよう全長にわたり支保工等を建て、拘束状態の解除作業をする必要があり、危険かつ非効率的であると共に、長期間にわたる作業が必要となります。（写真-1参照）これらを勘案し、トンネル掘削機（TBM）に機械的に縮径・復元する機能を付加することで地山拘束状態から早期に脱出することが可能となる掘削機械を開発しました。

従来の掘削機拘束解除作業は、上記手法のように危険を伴い長期間にわたる作業となるため工期やコストを圧迫することになります。これらの事柄を解決するために掘削機外径を縮小し、地山拘束から脱出し、復元させることで下記のようなメリットがあります。

• 掘削機拘束状態になった場合、人力作業を伴わずに胴体縮径をすることで容易に拘束状態を解除することが可能
• 縮径（復元）する際の機構は油圧系統を制御する電気信号にて、操作盤から操作することが可能
• 外鋼殻に設けた土圧計にて常に胴体に作用する土圧を監視することで、拘束の初期段階からの対応が可能で、危険範囲を監視掘削しながら回避することが可能
• 油圧機構により動作させることで縮軽量（復元量）を何回も自在に対応することが可能

トンネル掘削リスクが多いとされてきたTBMで新たな縮径（復元）構造技術を有することで従来の拘束解除方法と比較して、安全性、工期ともに飛躍的に向上します。

～外径を縮小・復元し地山拘束からの脱出を容易に～

掘削機の主な特徴（図-2 参照）

縮径（復元）TBMの実用化を図るため、実物大部分縮径（復元）TBM試験装置の製作を行いました。試験装置の技術的細目として以下を決定し製作し、実証しました。

◇機械の構成（写真-2参照）

φ3.5m縮径（復元）TBM用試験装置本体(前胴外胴部2枚分)、油圧機器、電気設備により構成

◇構成項目（写真-2～写真-5参照）

この実験機を用いて、耐荷試験、接合部の土砂噛み込み防止状況、バネ板ワイヤブラシシール動作、2段ジャッキ等各部の作動確認を行い、正常動作を確認しました。
今後は、超長距離施工や途中で径が変化するような用途に対応できるような掘進機にも取り組んでいきます。