JP2000145360A - 拡大シールド掘削機 - Google Patents
拡大シールド掘削機Info
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- JP2000145360A JP2000145360A JP10323908A JP32390898A JP2000145360A JP 2000145360 A JP2000145360 A JP 2000145360A JP 10323908 A JP10323908 A JP 10323908A JP 32390898 A JP32390898 A JP 32390898A JP 2000145360 A JP2000145360 A JP 2000145360A
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- Japan
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- shield excavator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 必要区間だけを経済的に拡大掘削すること
ができる、拡大シールド掘削機を提供する。 【解決手段】シールド掘削の掘進途中で、掘削断面の径
を拡大することができるシールド掘削機であって、削孔
径可変式のカッターヘッド２と、拡径及び縮径可能な本
体ブロック３により構成されたことを特徴とする拡大シ
ールド掘削機１である。
ができる、拡大シールド掘削機を提供する。 【解決手段】シールド掘削の掘進途中で、掘削断面の径
を拡大することができるシールド掘削機であって、削孔
径可変式のカッターヘッド２と、拡径及び縮径可能な本
体ブロック３により構成されたことを特徴とする拡大シ
ールド掘削機１である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘削の掘
進途中で、掘削断面の径を拡大することができるシール
ド掘削機に関する。
進途中で、掘削断面の径を拡大することができるシール
ド掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】シールド掘削機は、切羽に面したカッタ
ーヘッドが円回転することにより切羽面の地盤を切削
し、切削された土砂はコンベアー等により坑外へ搬出さ
れる。従来のシールド掘削機は、掘進途中で掘削断面の
径を大幅に拡大することはできなかった。掘進途中で掘
削断面の径を大幅に拡大するためには、掘削断面の変換
場所に立坑を新たに構築し、掘削断面の大きな別のシー
ルド掘削機に代えるか、拡大区間を開削工事により行っ
ていた。
ーヘッドが円回転することにより切羽面の地盤を切削
し、切削された土砂はコンベアー等により坑外へ搬出さ
れる。従来のシールド掘削機は、掘進途中で掘削断面の
径を大幅に拡大することはできなかった。掘進途中で掘
削断面の径を大幅に拡大するためには、掘削断面の変換
場所に立坑を新たに構築し、掘削断面の大きな別のシー
ルド掘削機に代えるか、拡大区間を開削工事により行っ
ていた。
【０００３】また更に別の方法として、拡大シールド工
法がある。この工法は、本線トンネルを一旦掘進させて
トンネル構築後、本線トンネルの外周部を再度掘進させ
ていく工法である。
法がある。この工法は、本線トンネルを一旦掘進させて
トンネル構築後、本線トンネルの外周部を再度掘進させ
ていく工法である。
【０００４】しかしこれ等従来工法には、以下の問題が
ある。 立坑を新たに構築し、掘削断面の大きな別のシールド
掘削機に代えたり、拡大区間を開削工事により行う場合
は、工期がかかり、コストも高くつく。 従来の拡大シールド工法により行う場合は、一旦本線
トンネルを掘進させてトンネル構築後その外周部を再度
掘削するため、工期がかかる。 また、拡大を必要とする区間以外の余分な区間までも
拡大しなければならず、利用上不経済な部分が生じる場
合が多い。 さらにまた、従来の拡大シールド工法により行う場合
は、一旦本線トンネルのセグメントを一部解体して、現
地を手掘りにより拡大空間をつくり、シールドマシーン
を組み立てるため、現地の地盤改良等が必要となる場合
が多い。
ある。 立坑を新たに構築し、掘削断面の大きな別のシールド
掘削機に代えたり、拡大区間を開削工事により行う場合
は、工期がかかり、コストも高くつく。 従来の拡大シールド工法により行う場合は、一旦本線
トンネルを掘進させてトンネル構築後その外周部を再度
掘削するため、工期がかかる。 また、拡大を必要とする区間以外の余分な区間までも
拡大しなければならず、利用上不経済な部分が生じる場
合が多い。 さらにまた、従来の拡大シールド工法により行う場合
は、一旦本線トンネルのセグメントを一部解体して、現
地を手掘りにより拡大空間をつくり、シールドマシーン
を組み立てるため、現地の地盤改良等が必要となる場合
が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決するためになされたもので、必要区間だけを
経済的に拡大掘削することができる、拡大シールド掘削
機を提供することを目的とする。
題点を解決するためになされたもので、必要区間だけを
経済的に拡大掘削することができる、拡大シールド掘削
機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】シールド掘削の掘進途中
で、掘削断面の径を拡大することができるシールド掘削
機であって、削孔径可変式のカッターヘッドと、拡径及
び縮径可能な本体ブロックにより構成されたことを特徴
とする拡大シールド掘削機である。また、分割された摺
動可能なカッターヘッドと、複数の本体ブロックと、前
記本体ブロックの最後尾に配置され、テールシールを備
えた円環により構成されたことを特徴とする拡大シール
ド掘削機である。また、カッターヘッドは、スライドジ
ャッキにより互いに反対方向へ伸縮自在に摺動すること
を特徴とする拡大シールド掘削機である。さらにまた、
本体ブロックは、押し広げジャッキにより各ブロック毎
に拡大され、半円柱ブロックの端部と、拡大ブロックの
外周面とが互いに摺動しながら拡大されることを特徴と
する拡大シールド掘削機である。
で、掘削断面の径を拡大することができるシールド掘削
機であって、削孔径可変式のカッターヘッドと、拡径及
び縮径可能な本体ブロックにより構成されたことを特徴
とする拡大シールド掘削機である。また、分割された摺
動可能なカッターヘッドと、複数の本体ブロックと、前
記本体ブロックの最後尾に配置され、テールシールを備
えた円環により構成されたことを特徴とする拡大シール
ド掘削機である。また、カッターヘッドは、スライドジ
ャッキにより互いに反対方向へ伸縮自在に摺動すること
を特徴とする拡大シールド掘削機である。さらにまた、
本体ブロックは、押し広げジャッキにより各ブロック毎
に拡大され、半円柱ブロックの端部と、拡大ブロックの
外周面とが互いに摺動しながら拡大されることを特徴と
する拡大シールド掘削機である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【０００８】＜イ＞全体構成 図１は本発明による拡大シールド掘削機１の外観を示す
斜視図である。拡大シールド掘削機１は、分割された摺
動可能なカッターヘッド２と、複数の本体ブロック３
と、前記本体ブロック３の最後尾に配置され、テールシ
ールを備えた円環４により構成される。
斜視図である。拡大シールド掘削機１は、分割された摺
動可能なカッターヘッド２と、複数の本体ブロック３
と、前記本体ブロック３の最後尾に配置され、テールシ
ールを備えた円環４により構成される。
【０００９】＜ロ＞カッターヘッド 図１に示すように、本発明によるカッターヘッド２は、
２分割されたカッターヘッド２ａ、２ｂにより構成され
る。カッターヘッド２ａ、２ｂの接合面には、僅かな隙
間Ｃがあけられ、互いに反対方向（矢印）へ摺動可能に
構成されている。カッターヘッド２ａ、２ｂの表面には
カッタービット５が設けられ、従来と同様のスリット６
が開設されており、切削土砂を拡大シールド掘削機１の
内部に取り込むものである。
２分割されたカッターヘッド２ａ、２ｂにより構成され
る。カッターヘッド２ａ、２ｂの接合面には、僅かな隙
間Ｃがあけられ、互いに反対方向（矢印）へ摺動可能に
構成されている。カッターヘッド２ａ、２ｂの表面には
カッタービット５が設けられ、従来と同様のスリット６
が開設されており、切削土砂を拡大シールド掘削機１の
内部に取り込むものである。
【００１０】＜ハ＞カッターヘッドの摺動機構 図２はカッターヘッド２裏面の正面図であり、図３はそ
の側面図である。カッターヘッド２は、拡大シールド掘
削機１内の回転軸７に固着した支持板８と、支持板８及
びカッターヘッド２裏面に設置した受圧板９に固着した
スライドジャッキ１０により支持されている。カッター
ヘッド２ａ、２ｂの摺動は、スライドジャッキ１０の伸
縮により矢印方向に伸長、縮小する構成としている。
の側面図である。カッターヘッド２は、拡大シールド掘
削機１内の回転軸７に固着した支持板８と、支持板８及
びカッターヘッド２裏面に設置した受圧板９に固着した
スライドジャッキ１０により支持されている。カッター
ヘッド２ａ、２ｂの摺動は、スライドジャッキ１０の伸
縮により矢印方向に伸長、縮小する構成としている。
【００１１】＜ニ＞本体ブロック 本体ブロック３は５個のブロックに分割されている。図
４はその内の１個の単体ブロックを取り出した分解斜視
図である。単体ブロックは半円柱ブロック３ａとスライ
ドブロック３ｂとを合成し、いわば一対のＣ型形状ブロ
ックを二つ組み合わせた構造としている。スライドブロ
ック３ｂ端部を半円柱ブロック３ａ内部空間に受入れる
ようにするため、スライドブロック３ｂの曲率は、半円
柱ブロック３ａの曲率よりも小さく構成している。本体
ブロック３を拡径方向に押し広げることにより、半円柱
ブロック３ａの端部とスライドブロック３ｂの外周面と
が互いに摺動しながら拡大される構造としている。
４はその内の１個の単体ブロックを取り出した分解斜視
図である。単体ブロックは半円柱ブロック３ａとスライ
ドブロック３ｂとを合成し、いわば一対のＣ型形状ブロ
ックを二つ組み合わせた構造としている。スライドブロ
ック３ｂ端部を半円柱ブロック３ａ内部空間に受入れる
ようにするため、スライドブロック３ｂの曲率は、半円
柱ブロック３ａの曲率よりも小さく構成している。本体
ブロック３を拡径方向に押し広げることにより、半円柱
ブロック３ａの端部とスライドブロック３ｂの外周面と
が互いに摺動しながら拡大される構造としている。
【００１２】＜ホ＞円環 円環４は従来工法における本線トンネル掘進時のテール
プレート１２（図６）に当たり、内周面にシール材を設
置している。（図示せず） 円環４は本体ブロック３の最後尾ブロックに配置・固定
されている。円環４の役割は、本線トンネルのセグメン
ト組み立て時、地山の崩落防止を行うと共に、円環４の
内周面とセグメントとの間に生じるテールクリアランス
をシールする役割を果たす。（図６） 拡大された状態で円環４に配置・固定された最後尾ブロ
ックの役割は、本線トンネルのセグメントＳ１から拡大
セグメントＳ２組み立て時、地山の崩落防止を行うもの
である。
プレート１２（図６）に当たり、内周面にシール材を設
置している。（図示せず） 円環４は本体ブロック３の最後尾ブロックに配置・固定
されている。円環４の役割は、本線トンネルのセグメン
ト組み立て時、地山の崩落防止を行うと共に、円環４の
内周面とセグメントとの間に生じるテールクリアランス
をシールする役割を果たす。（図６） 拡大された状態で円環４に配置・固定された最後尾ブロ
ックの役割は、本線トンネルのセグメントＳ１から拡大
セグメントＳ２組み立て時、地山の崩落防止を行うもの
である。
【００１３】
【作用】以下に、本発明による拡大シールド掘削機の作
用を説明する。
用を説明する。
【００１４】＜イ＞本線シールドトンネルの掘進 図７〜図１２は、本線シールドトンネルの掘進から拡大
シールドトンネルの掘進に移行するまでの施工順序を示
す側断面図である。本線シールドトンネルの掘進時は、
図１に示す拡大シールド掘削機１のカッターヘッド２及
び本体ブロック３は閉じた状態のままで掘進する。（図
７）
シールドトンネルの掘進に移行するまでの施工順序を示
す側断面図である。本線シールドトンネルの掘進時は、
図１に示す拡大シールド掘削機１のカッターヘッド２及
び本体ブロック３は閉じた状態のままで掘進する。（図
７）
【００１５】＜ロ＞拡大掘削 図２に示すカッターヘッド２を円回転方式から、スライ
ドジャッキ１０を操作してスライド回転方式に切り替え
て、余掘り区間Ｅが発生するように拡大掘削を行う。
（図８） スライドジャッキ１０をスライド回転方式に切り替える
ことにより、スライドジャッキ１０は設定角度に回転す
る都度、トンネルの軸芯方向に伸縮し、設定断面の拡大
掘削が行えるものである。軟弱な地盤を拡大掘削する場
合は、予め余掘り区間Ｅを地盤改良しておき、地山が一
時的に自立できるような状態にしておく。
ドジャッキ１０を操作してスライド回転方式に切り替え
て、余掘り区間Ｅが発生するように拡大掘削を行う。
（図８） スライドジャッキ１０をスライド回転方式に切り替える
ことにより、スライドジャッキ１０は設定角度に回転す
る都度、トンネルの軸芯方向に伸縮し、設定断面の拡大
掘削が行えるものである。軟弱な地盤を拡大掘削する場
合は、予め余掘り区間Ｅを地盤改良しておき、地山が一
時的に自立できるような状態にしておく。
【００１６】＜ハ＞本体ブロックの拡大 図５は、本体ブロック３の内の１ブロックを、押し広げ
ジャッキ１１により拡大した状態を示す拡大ブロック３
１正面図である。押し広げジャッキ１１は、隣接する別
のブロックに反力を取り、ブロックを前記余掘り区間Ｅ
内までスライドし拡大させ、ボルトで固定させる。（図
９） 押し広げジャッキ１１によりブロックを拡大させる時、
図４に示すように、一対の半円柱ブロック３ａとスライ
ドブロック３ｂとは、半円柱ブロック３ａの端部とスラ
イドブロック３ｂの外周面とが互いに摺動しながら拡大
されるため、本体ブロック３内は密封状態が保たれるも
のである。
ジャッキ１１により拡大した状態を示す拡大ブロック３
１正面図である。押し広げジャッキ１１は、隣接する別
のブロックに反力を取り、ブロックを前記余掘り区間Ｅ
内までスライドし拡大させ、ボルトで固定させる。（図
９） 押し広げジャッキ１１によりブロックを拡大させる時、
図４に示すように、一対の半円柱ブロック３ａとスライ
ドブロック３ｂとは、半円柱ブロック３ａの端部とスラ
イドブロック３ｂの外周面とが互いに摺動しながら拡大
されるため、本体ブロック３内は密封状態が保たれるも
のである。
【００１７】＜ニ＞拡大シールドトンネルの掘進 以下同様にカッターヘッド２ａ，２ｂをスライドジャッ
キ１０により伸縮させながら拡大掘削を行うと共に、押
し広げジャッキ１１により余掘り区間Ｅに到達したブロ
ックを順次拡大し、本体ブロック３としていく。（図１
０） 図１１は拡大シールド掘削機１の本体ブロック３が全て
拡大を完了した状態を示す側断面図である。
キ１０により伸縮させながら拡大掘削を行うと共に、押
し広げジャッキ１１により余掘り区間Ｅに到達したブロ
ックを順次拡大し、本体ブロック３としていく。（図１
０） 図１１は拡大シールド掘削機１の本体ブロック３が全て
拡大を完了した状態を示す側断面図である。
【００１８】＜ホ＞最後尾の本体ブロックと円環の処理 拡大した最後尾の本体ブロック３は、円環４に接続状態
のままとし、円環４は本線トンネルのセグメントＳ１に
接続状態のままとしておく。（図１２） 最後尾本体ブロック３の前の本体ブロック３（４番目の
本体ブロック３）は、拡大シールド掘削機１のテールプ
レート１２とするため、内部のリブ、鋼板等を除去し、
公知のテールシールを取り付け、１番目の本体ブロック
３から４番目の本体ブロック３までが拡大シールド掘削
機１の本体ブロック３として機能するように処理を行
う。最後尾の本体ブロック３と、その前の本体ブロック
３（４番目の本体ブロック３）とを切り離し、前記拡大
シールド掘削機１のテールプレート１２内で拡大部セグ
メントＳ２を組み立て、拡大シールド掘削機１を前進さ
せる。以後は、通常のシールド掘削機と同様に拡大部セ
グメントＳ２を組み立て掘進させていく。
のままとし、円環４は本線トンネルのセグメントＳ１に
接続状態のままとしておく。（図１２） 最後尾本体ブロック３の前の本体ブロック３（４番目の
本体ブロック３）は、拡大シールド掘削機１のテールプ
レート１２とするため、内部のリブ、鋼板等を除去し、
公知のテールシールを取り付け、１番目の本体ブロック
３から４番目の本体ブロック３までが拡大シールド掘削
機１の本体ブロック３として機能するように処理を行
う。最後尾の本体ブロック３と、その前の本体ブロック
３（４番目の本体ブロック３）とを切り離し、前記拡大
シールド掘削機１のテールプレート１２内で拡大部セグ
メントＳ２を組み立て、拡大シールド掘削機１を前進さ
せる。以後は、通常のシールド掘削機と同様に拡大部セ
グメントＳ２を組み立て掘進させていく。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから、
次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞本線トンネルを掘進途中で掘削断面の大きな別の
シールド掘削機とすることができるので、断面変換点で
立坑を新たに構築したり、拡大区間を開削工事により行
う必要がなく、工期の短縮、コスト低減が計れる。 ＜ロ＞従来の拡大シールド工法では、拡大を必要とする
区間以外の余分な区間までも拡大しなければならなかっ
たが、本発明では拡大を必要とする区間だけの部分的な
拡大掘削もできるので、経済的な施工とすることができ
る。 ＜ハ＞拡大掘削のための断面変換作業が、地下の現地で
密閉式で行えるため、軟弱地盤、高水圧地盤においても
施工できる。 ＜ニ＞拡大掘削の断面形状は、縦長・横長のいずれにも
設計できるので、多様なニーズに対応できる。
次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞本線トンネルを掘進途中で掘削断面の大きな別の
シールド掘削機とすることができるので、断面変換点で
立坑を新たに構築したり、拡大区間を開削工事により行
う必要がなく、工期の短縮、コスト低減が計れる。 ＜ロ＞従来の拡大シールド工法では、拡大を必要とする
区間以外の余分な区間までも拡大しなければならなかっ
たが、本発明では拡大を必要とする区間だけの部分的な
拡大掘削もできるので、経済的な施工とすることができ
る。 ＜ハ＞拡大掘削のための断面変換作業が、地下の現地で
密閉式で行えるため、軟弱地盤、高水圧地盤においても
施工できる。 ＜ニ＞拡大掘削の断面形状は、縦長・横長のいずれにも
設計できるので、多様なニーズに対応できる。
【図１】本発明による拡大シールド掘削機の外観を示す
斜視図。
斜視図。
【図２】カッターヘッド裏面の正面図。
【図３】同上側面図。
【図４】本体ブロックの内の１個の単体ブロックを取り
出した分解斜視図。
出した分解斜視図。
【図５】１ブロックを押し広げジャッキにより拡大した
状態を示す拡大ブロックの正面図。
状態を示す拡大ブロックの正面図。
【図６】テールプレートと拡大部セグメントの正面図。
【図７】本線シールドトンネルの掘進時の状態を示す側
断面図。
断面図。
【図８】本線シールドトンネルの掘進から拡大シールド
トンネルの掘進に移行する状態を示す側断面図。
トンネルの掘進に移行する状態を示す側断面図。
【図９】一番目の本体ブロックが設置された状態を示す
側断面図。
側断面図。
【図１０】二番目の本体ブロックが設置された状態を示
す側断面図。
す側断面図。
【図１１】本体ブロックの全てが設置された状態を示す
側断面図。
側断面図。
【図１２】最後尾の本体ブロックが円環に接続の状態を
示す側断面図。
示す側断面図。
Claims (4)
- 【請求項１】シールド掘削の掘進途中で、掘削断面の径
を拡大することができるシールド掘削機であって、 削孔径可変式のカッターヘッドと、 拡径及び縮径可能な本体ブロックにより構成されたこと
を特徴とする、 拡大シールド掘削機。 - 【請求項２】請求項１に記載の拡大シールド掘削機にお
いて、 分割された摺動可能なカッターヘッドと、 複数の本体ブロックと、 前記本体ブロックの最後尾に配置され、テールシールを
備えた円環により構成されたことを特徴とする、 拡大シールド掘削機。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の拡大シール
ド掘削機において、 カッターヘッドは、スライドジャッキにより互いに反対
方向へ伸縮自在に摺動することを特徴とする、 拡大シールド掘削機。 - 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
拡大シールド掘削機において、 本体ブロックは、押し広げジャッキにより各ブロック毎
に拡大され、 半円柱ブロックの端部と、スライドブロックの外周面と
が互いに摺動しながら拡大されることを特徴とする、 拡大シールド掘削機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323908A JP2000145360A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 拡大シールド掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323908A JP2000145360A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 拡大シールド掘削機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000145360A true JP2000145360A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18159966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10323908A Pending JP2000145360A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 拡大シールド掘削機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000145360A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006249749A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Taisei Corp | 掘進機と地下構造物の構築方法 |
| CN108489745A (zh) * | 2018-03-11 | 2018-09-04 | 北京工业大学 | 一种变截面土压平衡式盾构模拟试验系统 |
-
1998
- 1998-11-13 JP JP10323908A patent/JP2000145360A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006249749A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Taisei Corp | 掘進機と地下構造物の構築方法 |
| JP4504844B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2010-07-14 | 大成建設株式会社 | 掘進機と地下構造物の構築方法 |
| CN108489745A (zh) * | 2018-03-11 | 2018-09-04 | 北京工业大学 | 一种变截面土压平衡式盾构模拟试验系统 |
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