JP2000265781A - 地中接合型シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地中接合した状態でシールするシール個所を少
なくし、シール個所のシール性を高めることのできる地
中接合型シールド掘進機を提供する。 【解決手段】第１，第２シールド掘進機１，２を備え、
第２シールド掘進機２は、カッターディスク５と、第１
胴部材３の前端部分が遊嵌状に外嵌可能で第２胴部材７
０の前端から前方へ延びるリング状のフード７１とを有
し、第１胴部材３の先端部の内周側に、複数の円弧状の
スクレーパー４を環状に設け、第１胴部材３の前端部分
をフード７１に外嵌させる際に、複数のスクレーパー４
によりフード７１の外周面の土砂を掻取るように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、地中接合型シー
ルド掘進機に関し、特に第１シールド掘進機の胴部材の
前端部分に第２シールド掘進機の胴部材の前端のフード
を内嵌させつつ、このフードの外周面に付着した土砂を
掻取って確実に止水できるようにした地中接合型シール
ド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】 近年、上下水道用トンネルや共同溝等
をシールド工法により掘削することが多く、その場合に
は工事期間の制約があり、１台のシールド掘進機により
掘進できる距離にも限界があるため、通常、複数の立坑
を設け立坑と立坑の間の区間を各シールド掘進機で分担
して掘進することが多い。そのトンネルは同径の場合も
あるし、途中で径が変化する場合もある。

【０００３】都市部の地下に形成するトンネルの場合、
地下地上ともに構造物が輻輳していて立坑を形成できな
いことも多いため、同径の又は異径の２台のシールド掘
進機を離隔地点から相接近方向へ掘進させ、最終的に２
台のシールド掘進機の前端部同士を地中接合する技術が
種々提案されている。

【０００４】これらシールド掘進機の前端部同士を地中
接合する場合には、その接合部分をシールして水や土
砂、裏込め材がシールド掘進機の内部に流入しないよう
にシールした状態で、シールド掘進機の内部機器や構造
部材を撤去する必要がある。そのシールが不十分の場合
には、排水ポンプを準備し、立坑から排水ホースを導入
して接続し、それら排水ポンプや排水ホースにより、水
や土砂や裏込め材を排出しながら、凍結剤を併用した止
水対策を講じて漏水を封止しなければならないので、多
額の費用がかかり、地中接合の工事期間が長びく。

【０００５】特開平５−２４８１７０号公報に記載の地
中接合型シールド掘進機では、受入側の第１シールド掘
進機と貫入側の第２シールド掘進機を備え、第１シール
ド掘進機は、第１胴部材とカッターディスクとカッター
駆動機構とを有し、このカッターディスクのカッタース
ポークを第１胴部材よりも小径化した縮径状態に切換
え、カッターディスクとカッター駆動機構等が第１胴部
材に対して所定距離後退移動するように構成されてい
る。第１胴部材の先端部の内周側には、チューブシール
（止水シール機構）が設けられている。第２シールド掘
進機は、第２胴部材とカッターディスクとを有し、この
カッターディスクのカッタースポークが第２胴部材より
も小径化した縮径状態に切換えられるように構成されて
いる。第２胴部材の先端部の内周側には、土砂シールが
設けられている。

【０００６】この地中接合型シールド掘進機によれば、
第１シールド掘進機のカッタースポークを縮径状態に切
換えるとともに、カッターディスクとカッター駆動手段
等を第１胴部材に対して後退移動させる。第２シールド
掘進機のカッタースポークを縮径状態に切換え、第２シ
ールド掘進機全体を前進させてそのカッターディスク
を、第１シールド掘進機の第１胴部材に嵌入させ、その
後チューブシールを膨らませている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 特開平５−２４８１
７０号公報の地中接合型シールド掘進機では、地中接合
時にシールする個所が、第１胴部材のチューブシール
と、第２胴部材の土砂シールの２個所となるため、シー
ル部材が多く高価になる。しかも、トンネル掘削時に第
２シールド掘進機の第２胴部材とカッターディスクとの
隙間に流入する土砂により土砂シールが損傷しやすく、
地中接合時に、第２シールド掘進機のカッターディスク
の外周面に土砂がこびり付いたままチューブシールを膨
らませても土砂の凹凸により密着不良となり止水性が悪
化し最悪の場合チューブシールが破損する。

【０００８】前記チューブシールのシールが不備で、第
１、第２シールド掘進機の内部に水や裏込め材が流入す
る場合には、前述のように、多額の費用がかかり地中接
合の工期が長くなってしまう。一方、カッターディスク
の外周面にこびり付いた土砂をジェット水にて噴出除去
する技術が公知であるが、シールド掘進機の胴部材の前
端部に複数のノズルを設けなければならず、その構造が
複雑になるだけでなく、土砂の流入により耐久性を確保
するのが難しい。

【０００９】本発明の目的は、地中接合する接合部のシ
ール個所を少なくでき、シール性を高めて水や裏込め材
が流入するのを確実に防止できるような地中接合型シー
ルド掘進機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 請求項１の地中接合型
シールド掘進機は、第１，第２シールド掘進機を備え、
これら両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて地中
で接合するようにした地中接合型シールド掘進機におい
て、前記第１シールド掘進機は、第１胴部材とカッター
ディスクとカッター駆動手段とを有し、第２シールド掘
進機は、第２胴部材と、カッターディスクと、第１胴部
材の前端部分が遊嵌状に外嵌可能で第２胴部材の前端か
ら前方へ延びるリング状のフードとを有し、前記第１胴
部材の先端部の内周側に、前記フードの外周面の土砂を
掻取る為の円弧状の複数のスクレーパーを設け、地中接
合時に、第１胴部材の前端部分をフードに外嵌させる際
に、前記複数のスクレーパーによりフードの外周面の土
砂を掻取るように構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１１】通常のトンネル掘削の最終段階時には、第
１シールド掘進機と第２シールド掘進機を相接近方向へ
掘進させ、両者のカッターディスクを所定間隔空けて接
近対向させる。地中接合時には、第１，第２シールド掘
進機のカッターディスクを駆動停止し接合の為の準備作
業を行った後、第２シールド掘進機のフードを、第１シ
ールド掘進機の第１胴部材の前端部分に内嵌させ、複数
のスクレーパーをこのフードの前端部付近に当接させ、
その状態でフードをさらに内嵌させながら複数のスクレ
ーパーによりフードの外周面の土砂を掻取る。従って、
例えば第１胴部材の内周側に複数のスクレーパーよりも
後方に位置する止水シールを設けて止水する場合には、
フードの外周面の土砂を確実に掻取った状態でシール
し、シール性を高めることができる。しかも、第２シー
ルド掘進機の第２胴部材の前端から前方へ延びるフード
を設ける関係上、地中接合の際に第１シールド掘進機の
第１胴部材とフードの間のみ、つまり１個所のみをシー
ルするだけで済むから、漏水発生個所を半減させて、シ
ール性を高めることができる。

【００１２】請求項２の地中接合型シールド掘進機は、
請求項１の発明において、前記第１シールド掘進機のカ
ッターディスクのカッタースポークは、掘削用の拡径状
態と第１胴部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可
能な伸縮カッター部材を備え、第２シールド掘進機のカ
ッターディスクのカッタースポークは、掘削用の拡径状
態と第１胴部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可
能な伸縮カッター部材を備えたことを特徴とするもので
ある。地中接合する場合、第１シールド掘進機の伸縮カ
ッター部材を縮径状態に切換えて第１胴部材の内部に収
容することができ、第２シールド掘進機の伸縮カッター
部材を、縮径状態に切換えて第１シールド掘進機の第１
胴部材の内部に貫入させることができる。

【００１３】請求項３の地中接合型シールド掘進機は、
請求項１または２の発明において、前記第１胴部材の前
端部分の内周部のうちの複数のスクレーパーよりも後方
の部位に、地中接合状態において第１胴部材とフード間
をシールする止水シール機構を設けたことを特徴とする
ものである。複数のスクレーパーによりフードの外周面
の土砂を確実に掻取った状態で、止水シール機構を作動
させて第１胴部材とフード間を確実にシールすることが
でき、止水シール機構は損傷することなくそのシールの
密着性が全周に亙って良好となり、止水性が保持され
る。

【００１４】請求項４の地中接合型シールド掘進機は、
請求項３の発明において、前記複数のスクレーパーを夫
々第１胴部材側へ退避させた退避位置と前記フード側へ
進出させた使用位置とに移動可能な複数の油圧アクチュ
エータを設けたことを特徴とするものである。トンネル
掘削時には複数の油圧アクチュエータにより複数のスク
レーパーを退避位置に移動させておき、流入する土砂と
の接触を極力避けることができ、スクレーパーの損傷を
防止できる。地中接合時には、例えば油圧供給源から複
数の油路を介して油圧を供給し、複数の油圧アクチュエ
ータを作動させ使用位置に切換え得る。

【００１５】請求項５の地中接合型シールド掘進機は、
請求項４の発明において、前記第１シールド掘進機は、
少なくともそのカッターディスクとカッター駆動手段と
を第１胴部材に対して後方へ所定距離後退移動可能に構
成したことを特徴とするものである。地中接合時におい
て、第１シールド掘進機のカッターディスク、カッター
駆動手段等を第１胴部材の内部に収容し、第２シールド
掘進機のカッタースポークを縮径状態に切換えてからそ
のフードを第１胴部材の前端部分に内遊嵌させ、両シー
ルド掘進機を接合することができる。

【００１６】請求項６の地中接合型シールド掘進機は、
請求項５の発明において、前記第１シールド掘進機に、
そのカッターディスクとカッター駆動手段とを後退駆動
する複数の油圧ジャッキを設けたことを特徴とするもの
である。それ故、地中接合時において、複数の油圧ジャ
ッキにより、第１シールド掘進機のカッターディスク、
カッター駆動手段等を後退駆動するので、簡単な構造の
駆動手段でもってこれらカッターディスク、カッター駆
動手段等を簡単に且つ能率的に後退させることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態に係る地中接合
型シールド掘進機は、図１、図２に示す第１シールド掘
進機１と、第１シールド掘進機１と略同径の図３、図４
に示す第２シールド掘進機２とを備え、これら両シール
ド掘進機１，２を相接近方向へ掘進させて地中接合する
ものである。最初に、第１シールド掘進機１について説
明する。但し、その掘進方向に向かって前後左右を前後
左右として説明する。

【００１８】図１、図２に示すように、第１シールド掘
進機１は、第１胴部材３と、第１胴部材３の先端部の内
周側に設けられ土砂を掻取る為の複数のスクレーパー４
と、第１胴部材３の前端側に設けられたカッターディス
ク５と、カッター駆動機構６と、中折れ部７と、複数対
の中折れジャッキ８と、カッターディスク５やカッター
駆動機構６等を第１胴部材３に対して後方へ後退移動さ
せる複数の油圧ジャッキ９と、掘進推力を発生させる複
数のシールドジャッキ１０と、エレクター装置１１と、
排泥設備１２等を有する。

【００１９】カッターディスク５は、センターフレーム
１３と、センターフレーム１３から径方向に延びる４本
のカッタースポーク１４と、センターフレーム１３から
径方向に延びカッタースポーク１４間に配設された４枚
の面板１５と、第１胴部材３よりも小径に形成され且つ
これらカッタースポーク１４と面板１５を固着する環状
のリングフレーム１６とを有する。４本のカッタースポ
ーク１４の外周部には、４つの伸縮カッター部材１４ａ
が設けられ、これら伸縮カッター部材１４ａは、内部の
油圧シリンダにより掘削用の拡径状態と第１胴部材３よ
りも小径化した縮径状態とに切換え可能に構成されてい
る。面板１５には適宜ローラカッター１９が設けられ、
各カッタースポーク１４と伸縮カッター部材１４ａには
複数のカッタービット２０が設けられている。

【００２０】４枚の面板１５のうち１枚の面板１５に
は、カッタースポーク１７がセンターフレーム１３とリ
ングフレーム１６とに固着されて設けられ、このカッタ
ースポーク１７の外周部には、コピーカッター装置１８
が伸縮自在に設けられている。このコピーカッター１８
の退入時には、第１胴部材３よりも小径となるように構
成されている。図１に示すように、４本のカッタースポ
ーク１４の後端側には、４つの連結フレーム２１を介し
て環状のカッタードラム２２が一体的に連結されてい
る。カッターディスク５を回転駆動する為のカッター駆
動機構６は、複数の油圧モータ６ａとピニオンギヤ６ｂ
と旋回軸受を含むリングギヤ２４等から成り、油圧モー
タ６ａの出力軸のピニオンギヤ６ｂがリングギヤ２４の
ギヤ歯２４ａに噛合している。ところで、第１胴部材３
は前胴３ａと後胴３ｂからなり、前胴３ａの内部におい
てカッターディスク５の後側には、可動の隔壁２６を介
してチャンバー２５が形成され、この隔壁２６にはカッ
タードラム２２や油圧モータ６ａなどが装着されてい
る。

【００２１】隔壁２６は、中央壁２６ａと、内筒壁２６
ｂ，２６ｃと、環状壁２６ｄとを有し、環状壁２６ｄの
前面の外周付近には、断面偏平コ字形の環状のボックス
フレーム２７が固着されている。このボックスフレーム
２７は前胴３ａの内周面に前後方向へ摺動可能に当接し
ている。カッターディスク５を隔壁２６に回転自在に支
持する為に、カッタードラム２２は内筒壁２６ｂとボッ
クスフレーム２７との間の環状空間に回転自在に装着さ
れている。カッタードラム２２の内外両側には、複数の
シール部材２８と軸受とが装着されている。尚、各油圧
モータ６ａは環状壁２６ｄに固定されている。中央壁２
６ａには、後方向きにロータリージョイント２９と、排
泥設備１２の排泥管１２ａと送水管１２ｂとが固着さ
れ、ロータリージョイント２９とカッターディスク５と
を連結するセンター部材３０が装備され、これらロータ
リージョイント２９とセンター部材３０の内部には、各
伸縮カッター部材１４ａとコピーカッター装置１８とに
油圧を供給する為の複数の油路等が設けられている。

【００２２】図１に示すように、後胴３ｂの前端部の内
面には、リングウェブ３１，３９が溶接接合され、中折
れ部７の頂部と底部において、前胴３ａと後胴３ｂとは
ピン連結部を介してピン連結されている。即ち、頂部と
底部においてリングウェブ３１の前面には上下１対のブ
ラケット３２が突設され、前胴３ａの後端部の内面には
リングウェブ３５が溶接接合され、このリングウェブ３
５にはブラケット３４が接合され、１対のブラケット３
２とブラケット３４とは鉛直向きのピン３３にてピン結
合されている。尚、３６はテールグラウトシールであ
る。

【００２３】前胴３ａの内周面付近において、リングウ
ェブ３５と環状壁２６ｄとの間には、複数のストッパ部
材３７が周方向適当間隔置きに取外し可能に配設されて
トンネル軸方向の荷重を伝達可能になっている。複数の
油圧ジャッキ９は、環状壁２６ｄと後胴３ｂとの間に前
後方向向きに且つ周方向適当間隔おきに配設され、カッ
ターディスク５に作用する土水圧荷重を後胴３ｂに対し
て支持できるようになっている。ストッパ部材３７と全
てのシールドジャッキ１０と、エレクター装置１１のエ
レクタ本体１１ａとエレクタ旋回用モータ３８を撤去
後、これら油圧ジャッキ９により隔壁２６、カッターデ
ィスク５及びカッタードラム２２、カッター駆動機構
６、排泥設備１２等の内部構造体を、第１胴部材３に対
して後方へボックスフレーム２７の外周を摺動面として
後退移動させ得るようになっている。

【００２４】複数のシールドジャッキ１０は、後胴３ｂ
の前端部の内面に溶接接合されたリングウェブ３１，３
９に貫通状態に固定され、後方向きに且つ周方向適当間
隔おきに複数のストッパ部材３７に干渉しないように配
設されている。各シールドジャッキ１０のロッドの先端
部には、偏心金具４０を介してスプレッダー４１が連結
されている。スプレッダー４１を覆工済みのセグメント
Ｓの前端に当接させることで、シールドジャッキ１０の
推進力に対する反力をとるようになっている。

【００２５】図１に示すように、エレクター装置１１
は、エレクタ本体１１ａとエレクタ基枠１１ｂとエレク
タ旋回用モータ３８等を有する。エレクタ基枠１１ｂは
略円筒状に形成され、その外周部には環状の係合部４２
が形成されている。リングウェブ３９の後端には周方向
適当間隔おきに複数のブラケット４３が固定され、各ブ
ラケット４３には掘進方向と平行な軸心回りに回転自在
の遊転式のローラ４４が枢着され、これら複数のローラ
４４によって係合部４２が支持され、エレクタ基枠１１
ｂが回転可能になっている。

【００２６】エレクタ基枠１１ｂの内周前端部には無端
チェーン４５が付設され、リングウェブ３１の先端部に
接合されたモータ支持ブラケット４６には、エレクタ旋
回用モータ３８がボルトにより固着され、そのエレクタ
旋回用モータ３８で駆動されるスプロケット３８ａが無
端チェーン４５に係合され、エレクタ旋回用モータ３８
によりエレクタ基枠１１ｂを正逆回転駆動できるように
なっている。尚、エレクタ本体１１ａはエレクタ基枠１
１ｂの後端面にボルトにより固着されている。

【００２７】次に、土砂を掻取る為のスクレーパー４に
ついて説明する。図５〜図７に示すように、前胴３ａの
先端部の内周側には、円弧状の複数のスクレーパー４が
周方向等間隔おきに且つ全体としてほぼ環状をなすよう
に設けられ、これらスクレーパー４により、第２シール
ド掘進機２の第２胴部材７０の前端から前方に延びるリ
ング状のフード７１の外周面の土砂を掻取るように構成
されている。各スクレーパー４の前端には掻取り性能を
高める為に外向き傾斜状の傾斜面が形成されている。

【００２８】図５、図６に示すように、前胴３ａの先端
部の内部には、複数のスクレーパー４を夫々第１胴部材
３側へ退避させた退避位置（図５参照）とフード７１側
へ進出させた使用位置（図６参照）とに切換える複数の
油圧アクチュエータ５０が設けられている。各油圧アク
チュエータ５０は、前胴３ａに形成されたシリンダ穴５
１と、このシリンダ穴５１に摺動可能に収容されたピス
トン部材５２と、ピストン部材５２に連結されてスクレ
ーパー４に固着されたピストンロッド５３とを有する。
尚、各シリンダ穴５１に内外１対の油路５４が接続さ
れ、内側の複数の油路は共通の油路を介して共通の油圧
供給源に接続され、外側の複数の油路は共通の油路を介
して前記油圧供給源に接続されている。尚、蓋部材５
５、シール部材５６，５７，５８も設けられている。

【００２９】図５、図６に示すように、前胴３ａの前端
部分の内周部のうち、複数のスクレーパー４よりも後方
の部位には、環状の止水シール機構５９が設けられてい
る。この止水シール機構５９は、地中接合状態において
第１胴部材３とフード７１間をシールする為のものであ
る。この止水シール機構５９は、前胴３ａの内面に凹設
された環状凹部６０と、環状弾性膜部材６１と、環状シ
ール部材６２と、加圧水注入管６３を含む加圧水注入機
構などで構成されている。環状凹部６０には可撓性の環
状弾性膜部材６１が配設され、環状弾性膜部材６１の前
端部は環状の止め金具６４とボルトにより前胴３ａに固
定され、環状弾性膜部材６１の後端部は環状の止め金具
６５とボルトにより前胴３ａに固定されている。

【００３０】環状弾性膜部材６１の内側には環状シール
部材６２が設けられ、環状シール部材６２の前端部が止
め金具６４で固定されている。環状シール部材６２は、
周方向に所定小幅の多数の薄手の弾性変形可能な弾性金
属板６６であって周方向に部分的にラップさせつつ配列
した多数の弾性金属板６６を弾力性に優れる合成ゴム材
又は合成樹脂材で包み込んだ構造のものである。それ
故、環状弾性膜部材６１と環状シール部材６２とは、図
５の退避状態から図６のシール状態とに亙って弾性変形
可能である。尚、６７は、通常掘進時に止水シール機構
５９へ土砂が侵入しないようにする為のシール部材であ
る。

【００３１】次に、第２シールド掘進機２について説明
する。但し、その掘進方向に向かって前後左右を前後左
右として説明し、第２シールド掘進機２は第１シールド
掘進機１と概ね同様の構成であるので、第１シールド掘
進機１と同じ部材には同一の符号を付して説明を適宜省
略し、第１シールド掘進機１と異なる構成について説明
する。図３、図４に示すように、第２シールド掘進機２
は、第２胴部材７０と、第２胴部材７０の前端部に固着
されて前方へ延びるリング状のフード７１とを有し、そ
の他カッターディスク５とカッター駆動機構６と中折れ
部７と複数対の中折れジャッキ８と複数のシールドジャ
ッキ１０とエレクター装置１１と排泥設備１２等を有す
る。

【００３２】但し、カッターディスク５やカッター駆動
機構６等を第２胴部材７０に対して後方へ後退移動させ
る必要はないので、第１シールド掘進機１の油圧シリン
ダ９に相当する複数の油圧ジャッキは設けられていな
い。リングウェブ３５と環状壁２６ｄとの間には、複数
のストッパ部材ではなく複数の連結部材７２が固着され
荷重伝達可能になっている。隔壁２６は、中央壁２６ａ
と、内筒壁２６ｂ，２６ｃと、環状壁２６ｄとを有し、
環状壁２６ｄの外周端は第２胴部材７０の前胴７０ａに
溶接接合されている。環状壁２６ｄの前面と前胴７０ａ
の内面とに、断面Ｌ形の環状のＬ形フレーム２６ｅが溶
接接合されている。

【００３３】図３、図６に示すように、第２胴部材７０
は前胴７０ａと後胴７０ｂからなり、前胴７０ａの前端
部は厚肉部に形成され、その厚肉部の前端には外向きの
傾斜面が形成されている。この前胴７０ａの前端部の厚
肉部にはモルタル等の裏込め材を注入する為の裏込め材
注入孔７３が形成されている。

【００３４】次に、両シールド掘進機１，２を相接近方
向へ掘進させてこれら両シールド掘進機１，２を地中で
接合する地中接合方法について説明する。図８に示すよ
うに、相接近方向へ掘進してきた第１，第２シールド掘
進機１，２をそれらの軸心がほぼ一致するように調節し
且つそれらのカッターディスク５が切羽の地山を隔てて
接近対向する状態に近づけ、第１シールド掘進機１が図
８に示す接合位置に到達した時点で第１シールド掘進機
１を停止させるとともに、第２シールド掘進機２を一時
停止させる。

【００３５】次に、図８、図９に示すように、第１シー
ルド掘進機１においては、複数の油圧シリンダ９のピス
トンロッドを伸長させてカッターディスク５に作用する
土水圧を支持した状態にして、複数のストッパ部材３７
を取外すとと共に、シールドジャッキ１０、中折れジャ
ッキ８、エレクタ本体１１ａ、エレクタ旋回用モータ３
８等を取外し、複数の伸縮カッター部材１４ａを縮径状
態に切換える。次に第２シールド掘進機２を前進させて
第１シールド掘進機１に接近させる。

【００３６】次に、図９に示すように、第２シールド掘
進機２が接合位置の直前位置に到達した時点で第２シー
ルド掘進機２を一旦停止させ、第１シールド掘進機１の
カッターディスク５及びカッタードラム２２、隔壁２
６、カッター駆動機構６、排泥設備１２等を、複数の油
圧ジャッキ９により第１胴部材３に対して後方へ後退移
動させる。これと並行して第２シールド掘進機２の複数
の伸縮カッター部材１４ａを縮径状態に切換え、第２シ
ールド掘進機２を更に前進させる。

【００３７】次に、図６、図７、図１０に示すように、
第２シールド掘進機２のフード７１の前端部を第１シー
ルド掘進機１の前胴３ａに遊嵌状に内嵌させてから、複
数の油圧アクチュエータ５０を同期作動させて複数のス
クレーパー４をフード７１側へ進出させてフード７１に
当接させた使用位置に切換える。この使用位置に切換後
に、第２シールド掘進機２を更に前進させてフード７１
を前胴３ａに遊嵌状に、図６に示す状態まで内嵌させな
がら、複数のスクレーパー４でフード７１の外周面に付
着した土砂を掻取っていく。

【００３８】次に、図６に示すように、止水シール機構
５９において加圧水注入機構から加圧水を供給して環状
シール部材６２を膨張させ、その環状シール部材６２を
フード７１の外周面に圧接させて止水状態にする。次
に、第２シールド掘進機２の複数の裏込め材注入孔７３
からモルタル等の裏込め材を地山側へ注入する。その裏
込め材が固化してから、両シールド掘進機１，２の胴部
材３，７０を残したまま内部機器や構造部材を含む内部
構造体を撤去する。

【００３９】以上説明した第１，第２シールド掘進機
１，２によれば、第２シールド掘進機２の前胴７０の前
端から前方へ延びるフード７１を設け、地中接合の際に
はそのフード７１を第１シールド掘進機１の前胴３ａの
前端部分に挿入する構造にしたので、フード７１と前胴
３ａの間の１個所だけをシールすればよい。このように
シール個所が最小限まで少なくなったため、シール部材
の部材数を減らして製作費を低減することができるだけ
でなく、シール性能を高めることができる。

【００４０】第１胴部材３の先端部の内周側に、円弧状
の複数のスクレーパー４が環状をなすように設けられ、
地中接合時にこれらスクレーパー４によりフード７１の
外周面の土砂を掻取るように構成したので、第１胴部材
３の前端部分をフード７１に遊嵌状に外嵌させつつ、フ
ード７１の外周面の土砂を同時に短時間で且つ簡単、確
実に除去することができる。第１胴部材３の先端部の内
周部のうち、複数のスクレーパー４よりも後方の部位に
止水シール機構５９を設けたので、フード７１の外周面
の土砂を確実に掻取ってから止水シール機構５９の環状
シール部材６２をフード７１の外周面に密着させて確実
にシールすることができるうえ、地中接合時に環状シー
ル部材６２がフード７１の外周面に付着した土砂に接触
して損傷することもない。

【００４１】複数のスクレーパー４を複数の油圧アクチ
ュエータ５０により夫々退避位置と使用位置とに位置切
換え可能にしたので、通常のトンネル掘削時には、各ス
クレーパー４を退避位置に保持して土砂と接触しにくく
し、スクレーパー４の損傷を防止できる。地中接合時に
は、共通の油圧供給源から供給する油圧で複数の油圧ア
クチュエータ５０を作動させ、複数のスクレーパー４を
同時に強力に使用位置に切換えることができるので、構
造を簡単化できる。

【００４２】第１シールド掘進機１のカッタースポーク
１４に伸縮カッター部材１４ａを設け、第２シールド掘
進機２のカッタースポーク１４に伸縮カッター部材１４
ａを設けたので、第１，第２シールド掘進機１，２のカ
ッターディスク５を、第１シールド掘進機１の第１胴部
材３の内部に収容することができる。第１シールド掘進
機１のカッターディスク５とカッター駆動機構６とを、
第１胴部材３に対して後方へ所定距離移動可能に構成し
たので、カッターディスク５、カッター駆動機構６等を
第１胴部材３の内部に収容し、第２シールド掘進機２の
カッタースポーク１４を縮径状態に切換えておいて、第
２シールド掘進機２のフード７１を第１シールド掘進機
１の前端部分に内嵌させ、両シールド掘進機１，２を接
合することができる。

【００４３】第１シールド掘進機１の複数の油圧ジャッ
キ９により、第１シールド掘進機１のカッターディスク
５、カッター駆動機構６等の内部構造体を後退駆動する
ので、簡単な構造の駆動手段でもってこれらカッターデ
ィスク５、カッター駆動機構６等を簡単に且つ能率的に
後退させることができ、地中接合の作業負荷を軽減する
ことができる。

【００４４】次に、前記の実施形態を部分的に変更した
変更形態について説明する。 １）前記実施形態では１２組のスクレーパー４を設ける
場合を例として説明したが、スクレーパー４の数は１２
組に限定されず、１２組以下でもよく１２組以上でもよ
い。また、使用位置に切換えたとき、隣接するスクレー
パー４間に殆ど隙間が生じないように複数のスクレーパ
ー４を配置することも望ましい。 ２）各スクレーパー４の後端部を前胴３ａにピン結合
し、油圧アクチュエータとしてトンネル軸心方向と平行
に形成した油圧シリンダを適用してもよい。 ３）第１シールド掘進機１の複数のストッパ部材３７を
取外す際、必要に応じて第１シールド掘進機１の内部構
造体を取外してもよい。

【００４５】４）第２シールド掘進機２に、第１シール
ド掘進機１と同様の複数のストッパ部材３７、複数の油
圧ジャッキ９等を設け、第２シールド掘進機２のカッタ
ーディスク５、カッター駆動機構６等を後退駆動させて
両シールド掘進機１，２を地中接合するようにしてもよ
い。この場合、第１，第２シールド掘進機１，２の構造
が一層同構造に近づくため、両シールド掘進機１，２の
製作面で有利である。 ５）本実施形態では泥水式の排泥設備を採用したが、土
圧式の排土設備も適用可能である。その他、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更を付
加した形態で実施することも可能である。

【００４６】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、第１シール
ド掘進機の第１胴部材の先端部の内周側に円弧状の複数
のスクレーパーが設けられ、地中接合時にこれらスクレ
ーパーにより第２シールド掘進機のフードの外周面の土
砂を掻取るように構成したので、第１胴部材の前端部分
をフードに遊嵌状に外嵌させつつ、フードの外周面の土
砂を同時に短時間で且つ簡単、確実に除去することがで
きる。

【００４７】従って、第１胴部材の先端部の内周側を止
水シールなどでシールする場合に、フードの外周面の土
砂を確実に掻取った状態で確実にシールすることがで
き、接合時においても止水シールが土砂により損傷する
こともない。それ故、地中接合時に止水性を高め易くな
り、水やモルタル等の裏込め材が両シールド掘進機の内
部に流入してシールド掘進機の内部機器や構造部材の撤
去作業を妨げることもない。その結果、地中接合の工期
を短縮し、その費用を低減できる。しかも、第２シール
ド掘進機の第２胴部材の前端から前方へ延びるフードを
設けるため、地中接合時に第１胴部材とフード間をシー
ルするだけで済むから、シール個所が半減し、シール部
材を節減でき、設備コスト的にも有利になる。

【００４８】請求項２の発明によれば、地中接合する場
合、第１シールド掘進機の伸縮カッター部材を縮径状態
に切換えて第１胴部材の内部に収容することができ、第
２シールド掘進機の伸縮カッター部材を、縮径状態に切
換えて第１シールド掘進機の第１胴部材の内部に貫入さ
せることができる。その他請求項１と同様の効果を奏す
る。

【００４９】請求項３の発明によれば、止水シール機構
を、第１胴部材の前端部分の内周部のうちの複数のスク
レーパーよりも後方の部位に設けたので、複数のスクレ
ーパーによりフードの外周面の土砂を確実に掻取った状
態で、このフードの外周面と第１胴部材の間を止水シー
ル機構により確実にシールできる。即ち、地中接合時に
スクレーパーの後方のフードの外周面には土砂がこびり
付いていないので、止水シール機構が土砂との接触によ
り損傷しにくく、シールの密着性が全周に亙って良好と
なり、止水性を確保することができる。その他請求項１
又は２と同様の効果を奏する。

【００５０】請求項４の発明によれば、複数の油圧アク
チュエータにより、複数のスクレーパーを夫々退避位置
と使用位置とに移動可能にしたので、トンネル掘削時に
は、各スクレーパーを退避位置に移動させて流入する土
砂との接触を極力避けてスクレーパーの損傷を防止でき
る。地中接合時には、例えば１つの油圧供給源から複数
の油路を介して油圧を供給し、複数の油圧アクチュエー
タを作動させ、複数のスクレーパーを同時に使用位置に
切換えることができるので、構造を簡単化できる。しか
も、スクレーパーを退避位置に保持した状態で、フード
を第１胴部材の前端部分にスムースに内嵌させることが
できるから、フードとスクレーパーの干渉を避けること
もできる。その他請求項３と同様の効果を奏する。

【００５１】請求項５の発明によれば、第１シールド掘
進機の少なくともカッターディスクとカッター駆動手段
とを、第１胴部材に対して後方へ所定距離移動可能に構
成したので、地中接合の際にカッターディスクとカッタ
ー駆動手段等を第１胴部材の内部に後退移動して収容
し、第２シールド掘進機のカッタースポークを縮径状態
に切換えて状態で第２シールド掘進機を前進移動させ、
第２シールド掘進機のフードを第１胴部材の前端部分に
内嵌させ、両シールド掘進機を接合することができる。
その他請求項４と同様の効果を奏する。

【００５２】請求項６の発明によれば、複数の油圧ジャ
ッキにより、カッターディスク、カッター駆動手段等を
後退駆動するので、簡単な構造の駆動手段でもってこれ
らカッターディスク、カッター駆動手段等を簡単に且つ
能率的に後退させることができ、接合作業の作業負荷を
軽減することができる。その他請求項５と同様の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る第１シールド掘進機の
縦断面図である。

【図２】第１シールド掘進機の正面図である。

【図３】第２シールド掘進機の縦断面図である。

【図４】第２シールド掘進機の正面図である。

【図５】スクレーパー（退避位置）と止水機構の要部拡
大断面図である。

【図６】スクレーパー（使用位置）と止水機構とフード
の要部縦断面図である。

【図７】図６のVII − VII線断面図である。

【図８】第１，第２シールド掘進機を地中接合する第１
段階の説明図である。

【図９】第１，第２シールド掘進機を地中接合する第２
段階の説明図である。

【図１０】第１，第２シールド掘進機を地中接合する第
３段階の説明図である。

【符号の説明】

１ 第１シールド掘進機 ２ 第２シールド掘進機 ３ 第１胴部材 ４ スクレーパー ５ カッターディスク ６ カッター駆動機構 ９ 油圧ジャッキ １４ カッタースポーク １４ａ 伸縮カッター部材 ５０ 油圧アクチュエータ ５９ 止水シール機構 ７０ 第２胴部材 ７１ フード

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１，第２シールド掘進機を備え、これ
   ら両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて地中で接
   合するようにした地中接合型シールド掘進機において、 前記第１シールド掘進機は、第１胴部材とカッターディ
   スクとカッター駆動手段とを有し、第２シールド掘進機
   は、第２胴部材と、カッターディスクと、第１胴部材の
   前端部分が遊嵌状に外嵌可能で第２胴部材の前端から前
   方へ延びるリング状のフードとを有し、 前記第１胴部材の先端部の内周側に、前記フードの外周
   面の土砂を掻取る為の円弧状の複数のスクレーパーを設
   け、 地中接合時に、第１胴部材の前端部分をフードに外嵌さ
   せる際に、前記複数のスクレーパーによりフードの外周
   面の土砂を掻取るように構成したことを特徴とする地中
   接合型シールド掘進機。
2. 【請求項２】 前記第１シールド掘進機のカッターディ
   スクのカッタースポークは、掘削用の拡径状態と第１胴
   部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可能な伸縮カ
   ッター部材を備え、第２シールド掘進機のカッターディ
   スクのカッタースポークは、掘削用の拡径状態と第１胴
   部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可能な伸縮カ
   ッター部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の
   地中接合型シールド掘進機。
3. 【請求項３】 前記第１胴部材の前端部分の内周部のう
   ちの複数のスクレーパーよりも後方の部位に、地中接合
   状態において第１胴部材とフード間をシールする止水シ
   ール機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の地中接合型シールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記複数のスクレーパーを夫々第１胴部
   材側へ退避させた退避位置と前記フード側へ進出させた
   使用位置とに移動可能な複数の油圧アクチュエータを設
   けたことを特徴とする請求項３に記載の地中接合型シー
   ルド掘進機。
5. 【請求項５】 前記第１シールド掘進機は、少なくとも
   そのカッターディスクとカッター駆動手段とを第１胴部
   材に対して後方へ所定距離後退移動可能に構成したこと
   を特徴とする請求項４に記載の地中接合型シールド掘進
   機。
6. 【請求項６】 前記第１シールド掘進機に、そのカッタ
   ーディスクとカッター駆動手段とを後退駆動する複数の
   油圧ジャッキを設けたことを特徴とする請求項５に記載
   の地中接合型シールド掘進機。