JP2000002075A - シールド掘進機及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１のトンネルと第２のトンネルとの径の差
を小さくする。 【解決手段】 揺動フレーム３０の円筒部３８に第２の
シールドフレーム３２を軸線方向に摺動し得るように内
装して、第２のシールドフレーム３２の外径、及び該第
２のシールドフレーム３２の前端に配置されるカッタ３
３の掘削径の拡大を図り、第１のトンネル２５と第２の
トンネルの径の差を小さくする。また、第１のシールド
フレーム２８に対する揺動フレーム３０の転向、揺動フ
レーム３０の円筒部３８に対する第２のシールドフレー
ム３２の前進後退、第１のシールドフレーム２８の前
進、カッタ３３の回転、及び伸縮スポーク４５の伸縮の
各動作の組み合せによって、第１のトンネル２５の先端
部に、揺動フレーム３０が第２のトンネルの掘削方向を
向くのに必要な転向空間を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１のトンネルと
該第１のトンネルと交差する方向へ延びる第２のトンネ
ルとを連続的に掘削し得るシールド掘進機及びその使用
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１９及び図２０は、第１のトンネル１
と、該第１のトンネル１に対して略直角方向へ延びる第
２のトンネル２とを連続して掘削し得る従来のシールド
掘進機の一例であり、このシールド掘進機は、セグメン
ト３の先端面に配置された第１の推進ジャッキ４によっ
て第１のトンネル１の掘削方向へ前進し得るように形成
された円筒形状のスキンプレート５と、該スキンプレー
ト５のセグメント３寄り部分と一体的に形成されたシー
ルドフレーム６により回動自在に支持され且つスキンプ
レート５の先端部内に収容された球面シール体７と、該
球面シール体７に内装され、球面シール体７が図１９に
示す位置にある場合に、スキンプレート５と同軸方向に
進退し得るように支持された内側スキンプレート８と、
該内側スキンプレート８の内部に収納された掘削機９と
を備えている。

【０００３】スキンプレート５の第１のトンネル１に連
続して掘削すべき第２のトンネル２方向側の側面には、
球面シール体７を回動して掘削機９を第２のトンネル２
方向へ向けた際に、内側スキンプレート８がスキンプレ
ート５の内外にわたる進退を可能にするための開口１０
が設けられている。

【０００４】スキンプレート５の外側には、セグメント
３により構築したトンネル周壁の先端部分を囲み且つス
キンプレート５の外周に密に接してスキンプレート５の
先端まで延びるさや管１１が、スキンプレート５に対し
て第１のトンネル１の掘削方向へ変位できるように設け
られており、このさや管１１は、必要に応じてスキンプ
レート５あるいはセグメント３に対して拘束されるよう
になっている。

【０００５】第１のトンネル１を掘削する際には、スキ
ンプレート５の開口１０から球面シール体７の外側にモ
ルタル２３を充填し、開口１０をさや管１１により覆っ
た状態として該さや管１１をスキンプレート５に固定
し、スキンプレート５とさや管１１が一体となって前進
するようにする。

【０００６】球面シール体７は、後退させた掘削機９の
カッタ１２の内側カッタ２０を球状面Ｒ内に取り込める
ように前面が切り欠かれ、後面の一部には、図示のよう
に切り欠かれた開口部１３を有し、該開口部１３の一側
に隣接する一部の構成部材７ａは、垂直方向に所定の形
状に分割され、開口部１３の他側に移設し得るよう着脱
自在に形成されている。

【０００７】この球面シール体７の外周面は、シールド
フレーム６の所定部分からスキンプレート５の先端部へ
向けて略４５度方向へ延びるリング状のシール部材１４
によってシールされている。

【０００８】また、球面シール体７は、スキンプレート
５の軸線に対して直交し且つ図１９及び図２０の紙面に
対する垂直方向へ延びる垂直軸線１５を中心として、前
記の掘削機９を球面シール体７ごと第２のトンネル２を
掘削する方向に略９０度回転し得るようになっており、
一端が前記のシールドフレーム６に連結され且つ他端が
球面シール体７の前記構成部材７ａのそれぞれの外周の
所要位置に着脱自在に連結されて球面シール体７の接線
に平行に延びる回転用ジャッキ１６によって、球面シー
ル体７が回動するようになっている。

【０００９】球面シール体７に内装されている内側スキ
ンプレート８は、後端部寄りに配置された第２の推進ジ
ャッキ１７により、球面シール体７に対して進退し得る
ようになっている。

【００１０】掘削機９は、内側スキンプレート８の軸線
に沿って進退可能に且つ軸線を中心として回転自在に内
側スキンプレート８に支持されたカッタ１２を有してい
る。

【００１１】このカッタ１２は、軸後端部に配置された
回転駆動装置１８によって回転駆動され、進退駆動装置
１９によって進退し得るようになっている。

【００１２】カッタ１２は、軸先端部に装着された内側
カッタ２０と、該内側カッタ２０の外周に外嵌され且つ
内側カッタ２０に備えられた連結装置２１の抜き差しに
よって連結・離隔が可能な外側カッタ２２とを備えてお
り、外側カッタ２２の外径は、前記のスキンプレート５
の外径と一致するようになっている。

【００１３】第１のトンネル１を掘削する場合、シール
ド掘進機を第１のトンネル１を掘削する方向へ向けて配
置し、掘削機９の回転駆動装置１８によってカッタ１２
を回転駆動しつつ、該掘削機９に対して第１の推進ジャ
ッキ４によりスキンプレート５を介して推力を付与する
ことにより第１のトンネル１の掘削を行ない、第２のト
ンネル２の掘削開始位置の手前まで掘進する。

【００１４】このとき、掘削した土砂は球面シール体７
の開口部１３から後方へ排出する。

【００１５】また、第１のトンネル１の掘削に伴って、
シールド掘進機が所定量前進するごとに、さや管１１の
後端部内方で、セグメント３を順次組み立てる。

【００１６】第２のトンネル２の掘削開始位置の手前で
シールド掘進機の運転を一時止め、さや管１１とスキン
プレート５との拘束を解除したのち、組立済みのセグメ
ント３の前端面に当接させたプレート２４をさや管１１
の内面に溶接などによって固着する。

【００１７】その後、シールド掘進機を再び駆動して第
２のトンネル２の掘削開始位置に向って掘削を行ないな
がら、前記さや管１１の内面に固定したプレート２４の
前方にセグメント３を組み立てると、プレート２４はセ
グメント３に前後を挟まれるため、さや管１１の第１の
トンネル１の掘削方向への変位が阻止される。

【００１８】更に、第１のトンネル１の掘削が進み、シ
ールド掘進機が第２のトンネル２の掘削開始位置に達す
る間に、前記のさや管１１は、シールド掘進機とともに
前進したスキンプレート５に対して相対的に後退した状
態となり、スキンプレート５の側面の開口１０がさや管
１１の先端から露出した状態となる。

【００１９】そこで、カッタ１２の連結装置２１を開放
して内側カッタ２０と外側カッタ２２とを切り離し、進
退駆動装置１９を作動して内側カッタ２０を球面シール
体７の前面近傍まで後退させ、球面シール体７の球状面
Ｒ内に収める。

【００２０】続いて、回転用ジャッキ１６を伸縮させ、
回転用ジャッキ１６の１ストロークごとに球面シール体
７と回転用ジャッキ１６との連結位置を順次ずらし、ま
た、構成部材７ａを１枚づつ開口部１３の他側へ移動し
て取り付けることにより、図２０に示すように、球面シ
ール体７を垂直軸線１５を中心に略９０度回動させて、
掘削機９を第２のトンネル２の掘削方向へ向け、開口部
１３が元と略同じ土砂排出方向を保持するようにする。

【００２１】その後、第２の推進ジャッキ１７の基部と
スキンプレート５あるいは球面シール体７との間にバッ
クアンカー１７ａを取り付け、掘削機９の回転駆動装置
１８によって内側カッタ２０を回転駆動しつつ、該掘削
機９に対して第２の推進ジャッキ１７により内側スキン
プレート８を介して推力を付与することによって第２の
トンネル２の掘削を行なう。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のシー
ルド掘進機では、第１のトンネル１から第２のトンネル
２への掘削方向の転換をスキンプレート５に内装されて
いる球面シール体７によって行ない、該球面シール体７
の球状面Ｒ内に収納し得るように形成された内側カッタ
２０によって第２のトンネル２を掘削するように構成し
ているので、スキンプレート５の外径と略同径のカッタ
１２（内側カッタ２０と、その外側に結合した外側カッ
タ２２）によって掘削する第１のトンネル１と、前記の
内側カッタ２０によって掘削する第２のトンネル２との
直径の比率が１．５倍以上にもなる。

【００２３】そのために、第２のトンネル２の直径を所
期の直径とすれば、第１のトンネル１の直径は不必要に
大きくなり、トンネルの掘削に要する工期の長期化や排
土量の増大などが生じて工費の削減を図ることができな
い。

【００２４】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、第１のトンネルと該第１のトンネルに連続して掘削
する第２のトンネルとの直径の差を小さくできるように
することを目的とするものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のシールド掘進機では、掘削すべき第１のト
ンネルに応じた外径を有するさや管と、掘削すべき第２
のトンネルの掘削方向に応じた位置に開口が設けられ且
つ軸線方向へ摺動し得るようにさや管に内装された第１
のシールドフレームと、該第１のシールドフレームを前
方へ向って付勢し得る第１の推進ジャッキと、円筒部の
後端に中空状の半球部が連なる形状に形成され且つ円筒
部が第１のシールドフレームの前方を向く位置と円筒部
が第１のシールドフレームの側方を向く位置の間を揺動
し得るように第１のシールドフレームに内装された揺動
フレームと、該揺動フレームを第１のシールドフレーム
に対して揺動させる揺動ジャッキと、前記の第１のシー
ルドフレーム内に設けられ且つ揺動フレームの半球部が
揺動可能に接するシール部材を有する隔壁と、第２のト
ンネルに応じた外径を有し且つ軸線方向へ揺動し得るよ
うに揺動フレームの円筒部に内装された第２のシールド
フレームと、該第２のシールドフレームを前方側へ向っ
て付勢し得られ且つ揺動フレーム内に第２のシールドフ
レームを後退させ得る第２の推進ジャッキと、第２のシ
ールドフレームの前端に配置され且つ掘削径が拡縮可能
な伸縮スポークを有するカッタと、第２のシールドフレ
ーム内に設けられ且つカッタを回転させる駆動装置とを
備えている。

【００２６】また、本発明のシールド掘進機の使用方法
では、第１のシールドフレームに対するさや管の軸線方
向への変位を拘束したうえ、揺動フレームが第１のシー
ルドフレームの前方を向いた状態で、カッタを回転させ
且つ第１の推進ジャッキにより第１のシールドフレーム
に推力を付与して第１のトンネルを掘削し、第２のトン
ネルの掘削開始位置の手前で、第１のシールドフレーム
に対するさや管の拘束を解除し、第２のトンネルの掘削
開始位置の直前から第２のトンネルの掘削開始位置側を
通過する伸縮スポークを伸張させて、第１のトンネルと
ともに該第１のトンネルの側方に連なる余掘り空間を掘
削した後、カッタを回転させながら第２のトンネルの掘
削開始位置側を通過する伸縮スポークを伸張させ且つ第
２の推進ジャッキにより第２のシールドフレームを揺動
フレームの前方側へ付勢して、第１のトンネルの前方側
の地山を切り崩す前方掘削工程と、伸縮スポークを縮小
させ且つ第２の推進ジャッキにより第２のシールドフレ
ーム側へ後退させたうえ、揺動フレームを第２のトンネ
ルの掘進開始位置側に可能な限り転向させる第１の転向
工程と、カッタを回転させながら伸縮スポークを伸張さ
せ且つ第２の推進ジャッキにより第２のシールドフレー
ムを揺動フレームの前方側へ付勢して、第１のトンネル
の斜め前方の地山を切り崩す側方掘削工程と、伸縮スポ
ークを縮小させ且つ第２の推進ジャッキにより第２のシ
ールドフレームを揺動フレーム側へ後退させたうえ、揺
動フレームを第１のトンネルの前方側へ転向させる第２
の転向工程と、第１の推進ジャッキにより第１のシール
ドフレームを前進させてカッタを第１のシールドフレー
ムの前方の地山に当接させる掘進機前進工程との各工程
を順次繰り返し行なって、揺動フレームが第２のトンネ
ルの掘削方向に転向し得る転向空間を形成し、更に、揺
動フレームを第２のトンネルの掘削方向へ転向させ、カ
ッタを回転させ且つ第２の推進ジャッキにより第２のシ
ールドフレームに推力を付与して第２のトンネルを掘削
する。

【００２７】本発明のシールド掘進機においては、揺動
フレームの円筒部に第２のシールドフレームを軸線方向
に摺動し得るように内装して、第２のシールドフレーム
の外径、及び該第２のシールドフレームの前端に配置さ
れるカッタの掘削径の拡大を図り、第１のトンネルと第
２のトンネルの径の差を小さくする。

【００２８】また、本発明のシールド掘進機の使用方法
においては、第１のシールドフレームに対する揺動フレ
ームの転向、揺動フレームの円筒部に対する第２のシー
ルドフレームの前進後退、第１のシールドフレームの前
進、カッタの回転、及び伸縮スポークの伸縮の各動作の
組み合せによって、第１のトンネルの先端部に、揺動フ
レームが第２のトンネルの掘削方向を向くのに必要な転
向空間を形成する。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。

【００３０】図１から図１８は、本発明のシールド掘進
機の実施の形態の一例を示すものである。

【００３１】このシールド掘進機は、掘削すべき第１の
トンネル２５に応じた外径を有するさや管２６と、該さ
や管２６に内装され且つ第１の推進ジャッキ２７により
前方へ付勢される第１のシールドフレーム２８と、該第
１のシールドフレーム２８に内装され且つ揺動ジャッキ
４４により第１のシールドフレーム２８に対して揺動す
る揺動フレーム３０と、該揺動フレーム３０に内装され
且つ第２の推進ジャッキ３１により進退する第２のシー
ルドフレーム３２と、該第２のシールドフレーム３２の
前端に配置され且つ掘削径が拡縮可能なカッタ３３とを
備えている。

【００３２】さや管２６は、セグメント３により構築さ
れるトンネ周壁の先端部分を囲み且つ第１のシールドフ
レーム２８の外周に密に接して第１のシールドフレーム
２８の先端方向へ延び、必要に応じて第１のシールドフ
レーム２８に対する第１のトンネル２５の掘削方向への
変位が拘束され得るようになっている。

【００３３】第１のシールドフレーム２８は、軸線方向
へ摺動できるようにさや管２６に内装され、先端寄りの
部分の掘削すべき第２のトンネル３４の掘削方向に応じ
た位置に、第２のトンネル３４の掘進方向への揺動フレ
ーム３０の回動を許容し得る開口３５を有している。

【００３４】第１のシールドフレーム２８の後端部に
は、トンネル周壁を構築しているセグメント３により反
力を得て第１のシールドフレーム２８を前方側へ付勢し
得る第１の推進ジャッキ２７が設けられている。

【００３５】また、第１のシールドフレーム２８は、そ
の後端寄りに隔壁３６を有し、該隔壁３６の反開口３５
側には、後述の揺動フレーム３０の半球部３９に摺動可
能に且つ斜めに接するリング状のシール部材３７が設け
られている。

【００３６】揺動フレーム３０は、円筒部３８の後端に
中空状の半球部３９が連なる形状に形成され、半球部３
９の前記シール部材３７に接する部分に開口４０を有し
ている。

【００３７】また、円筒部３８と半球部３９との取り合
い部分には、半球部３９の中心線４１に沿って揺動フレ
ーム３０の上下方向へ略垂直に突出し且つ第１のシール
ドフレーム２８に設けたボス４２に枢支される揺動ピン
４３が固着されており、該揺動ピン４３によって、揺動
フレーム３０が第１のシールドフレーム２８に揺動可能
に支持されている。

【００３８】この揺動フレーム３０は、前記の上下の各
揺動ピン４３の水平方向の両側に配置された揺動ジャッ
キ４４によって回動する。

【００３９】第２のシールドフレーム３２は、第２のト
ンネル３４に応じた外径を有し且つ前記の揺動フレーム
３０の円筒部３８に軸線方向に摺動自在に内装されてい
る。

【００４０】第２のシールドフレーム３２の後端部に
は、揺動フレーム３０により反力を得て、第２のシール
ドフレーム３２を前方側へ付勢し得られ且つ揺動フレー
ム３０内に第２のシールドフレーム３２を後退させ得る
第２の推進ジャッキ３１が設けられている。

【００４１】カッタ３３は、第２のシールドフレーム３
２の前端に配置されており、径方向へ放射状に延びる伸
縮スポーク４５を有し、該伸縮スポーク４５の伸縮によ
って掘削径を拡縮し得るように形成され、第２のシール
ドフレーム３２内に設けられた駆動装置４６によって回
転駆動されるようになっている。

【００４２】以下、図１から図１８に示すシールド掘進
機の作動について説明する。

【００４３】第１のトンネル２５を掘削する際には、第
１のシールドフレーム２８に対するさや管２６の軸線方
向への変位を拘束したうえ、揺動フレーム３０が第１の
シールドフレーム２８の前方を向いた状態とし、駆動装
置４６を作動させてカッタ３３を回転駆動しつつ、第１
の推進ジャッキ２７により第１のシールドフレーム２８
に推力を付与することによって、第１のトンネル２５を
掘削する。

【００４４】第２のトンネル３４の掘削開始位置の手前
で、第１のシールドフレーム２８に対するさや管２６の
拘束を解除するとともに、組立済みのセグメント３の前
端面に当接させたプレート２４（図２０参照）をさや管
２６に固着し、第２のトンネル３４の掘削開始位置の直
前から、カッタ３３を回転させながら第２のトンネル３
４の掘削開始位置側を通過する伸縮スポーク４５を伸張
させて、第１のトンネル２５とともに該第１のトンネル
２５の第２のトンネル３４の掘削側側方に連なる余掘り
空間４７を掘削する（図５参照）。

【００４５】更に、カッタ３３を回転させながら第２の
トンネル３４の掘削開始位置側を通過する伸縮スポーク
４５を伸張させ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２
のシールドフレーム３２を揺動フレーム３０の前方側へ
付勢して、第１のトンネル２５の前方側の地山を切り崩
す前方掘削を行なう。

【００４６】その後、カッタ３３の伸縮スポーク４５を
縮小させ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２のシー
ルドフレーム３２側へ後退させたうえ、揺動ジャッキ２
９により揺動フレーム３０を第２のトンネル３４の掘進
開始位置側に可能な限り転向させる（図６参照）。

【００４７】そして、カッタ３３を回転させながら伸縮
スポーク４５を伸張させ且つ第２の推進ジャッキ３１に
より第２のシールドフレーム３２を揺動フレーム３０の
前方側へ付勢して、２点鎖線により示すように第１のト
ンネル２５の斜め前方の地山を切り崩す側方掘削を行な
う。

【００４８】再び、カッタ３３の伸縮スポーク４５を縮
小させ、第２の推進ジャッキ３１により第２のシールド
フレーム３２を揺動フレーム３０側へ後退させたうえ、
揺動フレーム３０を第１のトンネル２５の前方側へ転向
させる（図７参照）。

【００４９】更に、第１の推進ジャッキ２７により第１
のシールドフレーム２８を前進させて、カッタ３３を第
１のシールドフレーム２８の前方の地山に当接させてか
ら（図８参照）、該カッタ３３を回転させながら第２の
トンネル３４の掘削開始位置側を通過する伸縮スポーク
４５を伸張させ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２
のシールドフレーム３２を揺動フレーム３０の前方側へ
付勢して、第１のトンネル２５の前方の地山を切り崩す
前方掘削を行ない、第１のトンネル２５とともに該第１
のトンネル２５の側方に連なる余掘り空間４７を掘削す
る（図９参照）。

【００５０】その後、また、カッタ３３の伸縮スポーク
４５を縮小させ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２
のシールドフレーム３２側へ後退させたうえ、揺動ジャ
ッキ２９により揺動フレーム３０を第２のトンネル３４
の掘進開始位置側に可能な限り転向させる（図１０参
照）。

【００５１】そして、カッタ３３を回転させながら伸縮
スポーク４５を伸張させ且つ第２の推進ジャッキ３１に
より第２のシールドフレーム３２を揺動フレーム３０の
前方側へ付勢して、２点鎖線により示すように第１のト
ンネル２５の斜め前方の地山を切り崩す側方掘削を行な
う。

【００５２】また再び、カッタ３３の伸縮スポーク４５
を縮小させ、第２の推進ジャッキ３１により第２のシー
ルドフレーム３２を揺動フレーム３０側へ後退させたう
え、揺動フレーム３０を第１のトンネル２５の前方側へ
転向させる（図１１参照）。

【００５３】そして更に、第１の推進ジャッキ２７によ
り第１のシールドフレーム２８を前進させて、カッタ３
３を第１のシールドフレーム２８の前方の地山に当接さ
せ、該カッタ３３を回転させながら第２のトンネル３４
の掘削開始位置側を通過する伸縮スポーク４５を伸張さ
せ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２のシールドフ
レーム３２を揺動フレーム３０の前方側へ付勢して、第
１のトンネル２５の前方の地山を切り崩す前方掘削を行
ない、第１のトンネル２５とともに該第１のトンネル２
５の側方に連なる余掘り空間４７を掘削する（図１２参
照）。

【００５４】また、カッタ３３の伸縮スポーク４５を縮
小させ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２のシール
ドフレーム３２側へ後退させたうえ、揺動ジャッキ２９
により揺動フレーム３０を第２のトンネル３４の掘進開
始位置側に可能な限り転向させる（図１３参照）。

【００５５】そして、カッタ３３を回転させながら伸縮
スポーク４５を伸張させ且つ第２の推進ジャッキ３１に
より第２のシールドフレーム３２を揺動フレーム３０の
前方側へ付勢して、２点鎖線により示すように第１のト
ンネル２５の斜め前方の地山を切り崩す側方掘削を行な
う。

【００５６】再び、カッタ３３の伸縮スポーク４５を縮
小させ、図１１に示す状態と同様に第２の推進ジャッキ
３１により第２のシールドフレーム３２を揺動フレーム
３０側へ後退させたうえ、揺動フレーム３０を第１のト
ンネル２５の前方側へ転向させる。

【００５７】更に、第１の推進ジャッキ２７により第１
のシールドフレーム２８を前進させて、カッタ３３を第
１のシールドフレーム２８の前方の地山に当接させてか
ら、該カッタ３３を回転させながら第２のトンネル３４
の掘削開始位置側を通過する伸縮スポーク４５を伸張さ
せ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２のシールドフ
レーム３２を揺動フレーム３０の前方側へ付勢して、２
点鎖線により示すように第１のトンネル２５の前方の地
山を切り崩す前方掘削を行ない、第１のトンネル２５と
ともに該第１のトンネル２５の側方に連なる余掘り空間
４７を掘削する（図１４参照）。

【００５８】その後、また、カッタ３３の伸縮スポーク
４５を縮小させ且つ第２の推進ジャッキ３１により第２
のシールドフレーム３２側へ後退させたうえ、揺動ジャ
ッキ２９により揺動フレーム３０を第２のトンネル３４
の掘進開始位置側に可能な限り転向させる（図１５参
照）。

【００５９】そして、カッタ３３を回転させながら伸縮
スポーク４５を伸張させ且つ第２の推進ジャッキ３１に
より第２のシールドフレーム３２を揺動フレーム３０の
前方側へ付勢して、２点鎖線により示すように第１のト
ンネル２５の斜め前方の地山を切り崩す側方掘削を行な
う。

【００６０】再び、カッタ３３の伸縮スポーク４５を縮
小させ、第２の推進ジャッキ３１により第２のシールド
フレーム３２を揺動フレーム３０側へ後退させたうえ、
第１の推進ジャッキ２７により第１のシールドフレーム
２８を前進させて、カッタ３３を第１のシールドフレー
ム２８の前方の地山に当接させてから、伸縮スポークを
縮小した状態でカッタ３３を回転させ且つ第２の推進ジ
ャッキ３１により第２のシールドフレーム３２を揺動フ
レーム３０の前方側へ付勢して、２点鎖線により示すよ
うに第１のトンネル２５の斜め前方の地山を切り崩す側
方掘削を行ない（図１６参照）、余掘り空間４７を拡張
し、揺動フレーム３０が第２のトンネル３４の掘削方向
に転向し得る転向空間４８を形成する（図１７参照）。

【００６１】その後、揺動フレーム３０を第２のトンネ
ル３４の掘削方向へ転向させ、カッタ３３を回転させ且
つ第２の推進ジャッキ３１により第２のシールドフレー
ム３２に推力を付与して第２のトンネル３４を掘進する
（図１８参照）。

【００６２】このように、図１から図１８に示すシール
ド掘進機では、揺動フレーム３０の円筒部３８に第２の
シールドフレーム３２を軸線方向に摺動し得るように内
装しているので、第２のシールドフレーム３２の外径、
及びその前端に配置されるカッタ３３の掘削径の拡大を
図ることが可能になる。

【００６３】更に、第１のシールドフレーム２８に対す
る揺動フレーム３０の転向、揺動フレーム３０の円筒部
３８に対する第２のシールドフレーム３２の前後進、第
１のシールドフレーム２８の前進、カッタ３３の回転、
及び伸縮スポーク４５の伸縮の各動作の組み合せによっ
て、第１のトンネル２５の先端部に、揺動フレーム３０
が第２のトンネル３４の掘削方向を向くのに必要な転向
空間４８を形成するので、第１のトンネル２５と第２の
トンネル３４との直径の差を小さくすることができる。

【００６４】なお、本発明のシールド掘進機及びその使
用方法は上述した実施の形態のみに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のシールド掘
進機及びその使用方法によれば、下記のような種々の優
れた効果を奏し得る。

【００６６】（１）揺動フレームの円筒部に第２のシー
ルドフレームを軸線方向に摺動し得るように内装してい
るので、第２のシールドフレームの外径、及び該第２の
シールドフレームの前端に配置されるカッタの掘削径の
拡大を図ることができ、第１のシールドフレームに対す
る揺動フレームの転向、揺動フレームの円筒部に対する
第２のシールドフレームの前進後退、第１のシールドフ
レームの前進、カッタの回転、及び伸縮スポークの伸縮
の各動作の組み合せによって、第１のトンネルの先端部
に、揺動フレームが第２のトンネルの掘削方向を向くの
に必要な転向空間を形成するので、第１のトンネルと該
第１のトンネルに連続して掘削する第２のトンネルとの
直径の差を小さくできる。

【００６７】（２）依って、トンネル掘削に要する工期
の短縮、並びに排土量の削減が可能となり、工費の削減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールド掘進機の実施の形態の一例の
断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図１に関連するカッタの伸縮スポークを伸張し
た場合の正面図である。

【図４】図１に関連するカッタの伸縮スポークを縮小し
た場合の正面図である。

【図５】図１に関連するシールド掘進機の第１の前方掘
削工程の概念図である。

【図６】図１に関連するシールド掘進機の第１の転向工
程及び側方掘削工程の概念図である。

【図７】図１に関連するシールド掘進機の第２の転向工
程の概念図である。

【図８】図１に関連するシールド掘進機の第１の掘進機
前進工程の概念図である。

【図９】図１に関連するシールド掘進機の第２の前方掘
削工程の概念図である。

【図１０】図１に関連するシールド掘進機の第２の転向
工程及び側方掘削工程の概念図である。

【図１１】図１に関連するシールド掘進機の第３の転向
工程の概念図である。

【図１２】図１に関連するシールド掘進機の第２の掘進
機前進工程の概念図である。

【図１３】図１に関連するシールド掘進機の第４の転向
工程及び側方掘削工程の概念図である。

【図１４】図１に関連するシールド掘進機の第３の掘進
機前進工程の概念図である。

【図１５】図１に関連するシールド掘進機の第５の転向
工程及び側方掘削工程の概念図である。

【図１６】図１に関連するシールド掘進機の第６の側方
掘削工程の概念図である。

【図１７】図１に関連するシールド掘進機の転向空間掘
削工程の概念図である。

【図１８】図１に関連するシールド掘進機の第２のトン
ネル掘削工程の概念図である。

【図１９】従来のシールド掘進機の一例によって第１の
トンネルを掘削する状態を示す断面図である。

【図２０】従来のシールド掘進機の一例によって第２の
トンネルを掘削する状態を示す断面図である。

【符号の説明】

２５ 第１のトンネル ２６ さや管 ２７ 第１の推進ジャッキ ２８ 第１のシールドフレーム ２９ 揺動ジャッキ ３０ 揺動フレーム ３１ 第２の推進ジャッキ ３２ 第２のシールドフレーム ３３ カッタ ３４ 第２のトンネル ３６ 隔壁 ３７ シール部材 ３８ 円筒部 ３９ 半球部 ４５ 伸縮スポーク ４６ 駆動装置 ４７ 余掘り空間 ４８ 転向空間

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 広幸 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 飛田 一幸 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 Ｆターム(参考） 2D054 AA03 AA05 AD07 BA25 EA09

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削すべき第１のトンネルに応じた外径
   を有するさや管と、掘削すべき第２のトンネルの掘削方
   向に応じた位置に開口が設けられ且つ軸線方向へ摺動し
   得るようにさや管に内装された第１のシールドフレーム
   と、該第１のシールドフレームを前方へ向って付勢し得
   る第１の推進ジャッキと、円筒部の後端に中空状の半球
   部が連なる形状に形成され且つ円筒部が第１のシールド
   フレームの前方を向く位置と円筒部が第１のシールドフ
   レームの側方を向く位置との間を揺動し得るように第１
   のシールドフレームに内装された揺動フレームと、該揺
   動フレームを第１のシールドフレームに対して揺動させ
   る揺動ジャッキと、前記の第１のシールドフレーム内に
   設けられ且つ揺動フレームの半球部が揺動可能に接する
   シール部材を有する隔壁と、第２のトンネルに応じた外
   径を有し且つ軸線方向へ揺動し得るように揺動フレーム
   の円筒部に内装された第２のシールドフレームと、該第
   ２のシールドフレームを前方側へ向って付勢し得られ且
   つ揺動フレーム内に第２のシールドフレームを後退させ
   得る第２の推進ジャッキと、第２のシールドフレームの
   前端に配置され且つ掘削径が拡縮可能な伸縮スポークを
   有するカッタと、第２のシールドフレーム内に設けられ
   且つカッタを回転させる駆動装置とを備えたことを特徴
   とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 第１のシールドフレームに対するさや管
   の軸線方向への変位を拘束したうえ、揺動フレームが第
   １のシールドフレームの前方を向いた状態で、カッタを
   回転させ且つ第１の推進ジャッキにより第１のシールド
   フレームに推力を付与して第１のトンネルを掘削し、第
   ２のトンネルの掘削開始位置の手前で、第１のシールド
   フレームに対するさや管の拘束を解除し、第２のトンネ
   ルの掘削開始位置の直前から第２のトンネルの掘削開始
   位置側を通過する伸縮スポークを伸張させて、第１のト
   ンネルとともに該第１のトンネルの側方に連なる余掘り
   空間を掘削した後、カッタを回転させながら第２のトン
   ネルの掘削開始位置側を通過する伸縮スポークを伸張さ
   せ且つ第２の推進ジャッキにより第２のシールドフレー
   ムを揺動フレームの前方側へ付勢して、第１のトンネル
   の前方側の地山を切り崩す前方掘削工程と、伸縮スポー
   クを縮小させ且つ第２の推進ジャッキにより第２のシー
   ルドフレーム側へ後退させたうえ、揺動フレームを第２
   のトンネルの掘進開始位置側に可能な限り転向させる第
   １の転向工程と、カッタを回転させながら伸縮スポーク
   を伸張させ且つ第２の推進ジャッキにより第２のシール
   ドフレームを揺動フレームの前方側へ付勢して、第１の
   トンネルの斜め前方の地山を切り崩す側方掘削工程と、
   伸縮スポークを縮小させ且つ第２の推進ジャッキにより
   第２のシールドフレームを揺動フレーム側へ後退させた
   うえ、揺動フレームを第１のトンネルの前方側へ転向さ
   せる第２の転向工程と、第１の推進ジャッキにより第１
   のシールドフレームを前進させてカッタを第１のシール
   ドフレームの前方の地山に当接させる掘進機前進工程と
   の各工程を順次繰り返し行なって、揺動フレームが第２
   のトンネルの掘削方向に転向し得る転向空間を形成し、
   更に、揺動フレームを第２のトンネルの掘削方向へ転向
   させ、カッタを回転させ且つ第２の推進ジャッキにより
   第２のシールドフレームに推力を付与して第２のトンネ
   ルを掘削することを特徴とする請求項１に記載のシール
   ド掘進機の使用方法。