JP2001349175A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シールド本体をセグメントを介して前進させる
際に、最前列のセグメントの位置が固定されていない場
合でも、シールド本体の方向制御を確実に行い得るシー
ルド掘進機を提供する。 【解決手段】シールド本体１に設けられた推進用シリン
ダ装置２により、トンネル内に構築された覆工３の最前
列のセグメントＳを押圧してシールド本体１を前進させ
るシールド掘進機であって、覆工３の内部に配置される
筒状の枠体１１と、この枠体１１の内周に沿って所定間
隔おきに複数個設けられたプッシュロッド１２と、これ
ら各プッシュロッド１２をトンネルの軸心方向に沿って
往復移動させる移動用シリンダ装置１４と、枠体１１側
に設けられて、プッシュロッドをその軸心周りで揺動さ
せることにより、その後端部に設けられたフック部１２
ａを覆工３側に形成された凹部４に係脱させる揺動用シ
リンダ装置１５とからなる推進力伝達装置１７を具備し
たもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド掘進機は、図１４に示す
ように、シールド本体５１の前部に回転自在に設けられ
たカッタヘッド５２によりトンネルが掘削されるととも
に、シールド本体５１の前進は、その後部内面に沿って
配置された複数個の推進ジャッキ５３により、トンネル
の覆工５４を構成する最前列のセグメントＳの前端面を
押すことにより行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、セグメン
トＳの前端面を押すことにより、シールド本体５１を前
進させるようにしているが、通常、最前列のセグメント
Ｓに対応する地山の状態が安定していない場合があり、
また余掘りが行われる場合には、その外周に形成された
余掘り空間部に注入される裏込め材（充填材）が未凝固
の場合があり、したがってセグメントが、反力受けとし
ての機能を十分に発揮できず、シールド本体５１の方向
制御を正確に行うことが難しい場合があった。

【０００４】そこで、本発明は、シールド本体をセグメ
ントを介して前進させる際に、最前列のセグメントが、
完全にその位置固定が行われていない場合でも、シール
ド本体の方向制御を、確実に行い得るシールド掘進機を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシールド掘進機は、シールド本体に設けら
れた推進用シリンダ装置により、トンネル内に構築され
た覆工を押圧してシールド本体を前進させるシールド掘
進機であって、覆工の内部に配置される筒状の枠体と、
この枠体の内周に沿って所定間隔おきに複数個設けられ
た推進用ロッド体と、これら各推進用ロッド体をトンネ
ルの軸心方向に沿って往復移動させる移動用シリンダ装
置と、上記枠体側に設けられて、上記推進用ロッド体を
その軸心周りで揺動させることにより、その一端部に設
けられた係合部を覆工側に形成された被係合部に係脱さ
せる揺動装置とからなる推進力伝達装置を具備したもの
である。

【０００６】上記の構成によると、シールド本体内に配
置される枠体に、既設の覆工側に設けられた被係合部に
係脱自在な係合部を有する推進用ロッド体を配置したの
で、シールド本体を前進させる場合には、既に、固定が
完了している覆工を、前進時の反力受けとするため、シ
ールド本体の方向制御を確実に行うことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るシールド掘進機を、図１〜図１３に基づき説明する。

【０００８】このシールド掘進機は、図１および図２に
示すように、シールド本体１に設けられた複数本の推進
用シリンダ装置（推進ジャッキともいう）２により、ト
ンネル内に、多数のセグメントＳにより構築された覆工
３の前端部を押圧してシールド本体１を前進させるもの
である。

【０００９】そして、このシールド掘進機には、覆工３
の内部に、少なくとも前後方向で移動し得るように配置
される円筒状（覆工と相似形状にされている）の枠体１
１と、この枠体１１の上記各推進用シリンダ装置２に対
応する位置、例えば前後端部に設けられたフランジ部１
１ａで前後方向で摺動自在に保持されるととももに、円
周に沿って所定間隔おきに設けられた複数個のプッシュ
ロッド（推進用ロッド体の一例）１２と、上記枠体１１
の内面後部側にそれぞれブラケット１３を介して支持さ
れるとともに各プッシュロッド１２をトンネルの軸心方
向（前後方向）に沿って往復移動させる複数個の移動用
シリンダ装置（ロッド用ジャッキともいう）１４と、上
記枠体１１の内面前部側に取り付けられるとともに上記
プッシュロッド１２をその軸心周りに揺動（回転）させ
ることにより、その後端部（一端部）に形成されたフッ
ク部（係合部）１２ａを、覆工３側にすなわち各セグメ
ントＳに形成された凹部（被係合部）４に係脱させるた
めの揺動用シリンダ装置（揺動装置の一例）１５と、上
記枠体１１内面の複数箇所に設けられて枠体１１を、覆
工３側に支持させるための支持装置１６とからなる推進
力伝達装置１７が具備されている。なお、図２に示すよ
うに、上記プッシュロッド１２は、例えば内周面（円
周）に沿って６０度おきに６箇所に設けられるととも
に、例えば支持装置１６は、左右にそれぞれ２箇所づつ
設けられている。

【００１０】また、上記プッシュロッド１２と移動用シ
リンダ装置１４とは、図３および図４に示すように、プ
ッシュロッド１２側に形成された環状溝部１２ｂに回転
可能に係合された係合板１８に、移動用シリンダ装置１
４のロッド部１４ａの先端部が接続されることにより、
互いに連結されている。

【００１１】したがって、移動用シリンダ装置１４のロ
ッド部１４ａを出退させることにより、係合板１８を介
して、プッシュロッド１２を枠体１１に対して前後方向
で移動させることができる。

【００１２】また、上記揺動用シリンダ装置１５は、プ
ッシュロッド１２の移動方向と直交する平面に沿って配
置されるとともに、プッシュロッド１２と揺動用シリン
ダ装置１５とは、図５に示すように、プッシュロッド１
２側に形成された平行面を有する係合部１２ｃに、前後
方向での移動だけを許す穴部１９ａが形成された揺動レ
バー１９の遊端部に、揺動用シリンダ装置１５のロッド
部１５ａの先端部が接続されることにより、互いに連結
されている。

【００１３】したがって、図５の実線と仮想線にて示す
ように、上記揺動用シリンダ装置１５を作動させてプッ
シュロッド１２を９０度揺動させることにより、そのフ
ック部１２ａが凹部４に係合する係合位置と、フック部
１２ａが凹部４から離脱する離脱位置との間で、択一的
に、フック部１２を揺動させることができる。

【００１４】なお、上記プッシュロッド１２側に形成さ
れた係合部１２ｃは、移動用シリンダ装置１４により前
後方向で移動される距離よりも長く形成されており、プ
ッシュロッド１２の位置に関係なく、プッシュロッド１
２を９０度揺動し得るようにされている。

【００１５】さらに、上記支持装置１６は、図６に示す
ように、枠体１１の所定位置に、ブラケット２１に設け
られた前後方向の支持軸体２２を介して、中間部が揺動
自在に支持された揺動レバー２３と、この揺動レバー２
３の一端部に取り付けられて覆工３の内面に当接し得る
支持ローラ２４と、上記枠体１１の所定位置に設けられ
て上記揺動レバー２３の他端部を揺動させることによ
り、一端部の支持ローラ２４を枠体１１側に形成された
溝状の切欠穴１１ｂから突出させて覆工３の内面を支持
する支持用シリンダ装置２５とから構成されている。

【００１６】したがって、支持用シリンダ装置２５のロ
ッド部２５ａを突出させて、支持ローラ２４を覆工３の
内面に当接させることにより、枠体１１は覆工３側に支
持されることになる。この支持ローラ２４による枠体１
１の支持は、必要に応じて行われるが、シールド本体１
の前進時には、支持ローラ２４による支持は行われてい
ない。この場合、覆工３と枠体１１の摺動により行われ
る。口径が大きくなった場合には、例えばそりなどの滑
動部材を覆工３と枠体１１との間に挿入して、枠体１１
を支持させるようにしてもよい。

【００１７】なお、プッシュロッド１２の後端部に形成
されたフック部１２ａの形状は、図７に示すように、そ
の後端面は球面状の曲面にされて、荷重の伝達がスムー
スに行われるように考慮されている。また、フック部１
２ａの当接面は、覆工３が鋼製の場合は、フランジ面と
してもよい。

【００１８】次に、上記推進力伝達装置１７を使用し
て、シールド本体１を前進させる動作について説明す
る。まず、図８に示すように、ある位置での掘削が済
み、最前列のセグメントＳ１の組立てが完了すると、図
９に示すように、揺動用シリンダ装置１５によりプッシ
ュロッド１２を９０度回転させて、前回の前進動作に使
用した５番目のセグメントＳ５の凹部４からフック部１
２ａを離脱させる。

【００１９】次に、図１０に示すように、移動用シリン
ダ装置１４により、プッシュロッド１２を前方に押し出
し、最前列のセグメントＳ１に対応する位置となるよう
にする。

【００２０】次に、図１１に示すように、再度、揺動用
シリンダ装置１５により、プッシロッド１２を９０度逆
方向に揺動させて、フック部１２ａを４番目のセグメン
トＳ４の凹部４に係合させる。

【００２１】次に、図１２に示すように、推進用シリン
ダ装置２のロッド部２ａを突出させてプッシュロッド１
２の前端部を押圧するとともに、移動用シリンダ装置１
４のロッド部１４ａを退入させて、枠体１１を最前列の
セグメントＳ１側まで移動させる。

【００２２】次に、図１３に示すように、推進用シリン
ダ装置２により、プッシュロッド１２の前端部を押せ
ば、４番目のセグメントＳ４を反力受けとして、シール
ド本体１が前進する。

【００２３】この後、最前列のセグメントＳ１の前方
に、新しいセグメントＳ０を組み立て、必要に応じて、
その外周に裏込め材を注入すればよい。この手順を繰り
返して行うことにより、シールド本体１を、組立てられ
た最前列のセグメントＳではなく、既に、固定された後
方のセグメント、すなわち覆工を反力受けとして前進さ
せるため、シールド本体１の前進および方向制御を、精
度良く行うことができる。

【００２４】このように、組立てられた最前列のセグメ
ントではなく、その外周部が既に固まっている後方のセ
グメントを反力受けとするため、シールド本体を安定し
た状態で前進させることができる。

【００２５】また、セグメント自体は、余掘りが行われ
た際に、裏込め材が注入されるとともに未凝固の状態で
も、シールド本体の反力を受け得るように、通常、強固
に製作されているが、上述したように、既に、確実に固
定された後方のセグメントを反力受けとするため、それ
程、強固に製作する必要がなくなり、したがってセグメ
ントの製作コストの低減化を図ることができる。

【００２６】ところで、上記実施の形態においては、推
進用ロッド体と移動用シリンダ装置とを別々に配置した
場合を示したが、例えば推進用ロッド体の中に、移動用
シリンダ装置を組み込んだ一体型の推進ロッド部材を使
用することもできる。使用可能空間が狭いシールド掘進
機では、このような一体型の部材を用いる方が好まし
い。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、シ
ールド本体内に配置される枠体に、既設の覆工側に設け
られた被係合部に係脱自在な係合部を有する推進用ロッ
ド体を配置したので、シールド本体を前進させる場合に
は、既に、固定が完了している覆工を、前進時の反力受
けとし得るため、シールド掘進機を安定した状態で前進
させることができる。

【００２８】また、覆工自体は、余掘りが行われた際
に、裏込め材が注入されるとともに未凝固の状態でも、
シールド本体の反力を受け得るように強固に製作されて
いるが、確実に固定された後方のセグメントを反力受け
とするため、それ程、強固に製作する必要がなくなり、
したがってセグメントの製作コストの低減化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるシールド掘進機の
概略構成を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】同シールド掘進機の要部側面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】同シールド掘進機における支持装置の側面図で
ある。

【図７】同シールド掘進機におけるプッシュロッドの要
部側面図である。

【図８】同シールド掘進機の前進動作を説明する要部断
面図である。

【図９】同シールド掘進機の前進動作を説明する要部断
面図である。

【図１０】同シールド掘進機の前進動作を説明する要部
断面図である。

【図１１】同シールド掘進機の前進動作を説明する要部
断面図である。

【図１２】同シールド掘進機の前進動作を説明する要部
断面図である。

【図１３】同シールド掘進機の前進動作を説明する要部
断面図である。

【図１４】従来例におけるシールド掘進機の概略構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ シールド本体 ２ 推進用シリンダ装置 ３ 覆工 ４ 凹部 １１ 枠体 １２ プッシュロッド １２ａ フック部 １４ 移動用シリンダ装置 １５ 揺動用シリンダ装置 １６ 支持装置 １７ 推進力伝達装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド本体に設けられた推進用シリンダ
   装置により、トンネル内に構築された覆工を押圧してシ
   ールド本体を前進させるシールド掘進機であって、 覆工の内部に配置される筒状の枠体と、この枠体の内周
   に沿って所定間隔おきに複数個設けられた推進用ロッド
   体と、これら各推進用ロッド体をトンネルの軸心方向に
   沿って往復移動させる移動用シリンダ装置と、 上記枠体側に設けられて、上記推進用ロッド体をその軸
   心周りで揺動させることにより、その一端部に設けられ
   た係合部を覆工側に形成された被係合部に係脱させる揺
   動装置とからなる推進力伝達装置を具備したことを特徴
   とするシールド掘進機。