JP2002339687A - セミシールド工法とシールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド掘進機の構成部材の大半を回収して
再使用することができるようにし、掘進機に要する経費
を削減し、管路構築の施工コストを低減することができ
るセミシールド工法を提供する。 【解決手段】 シールド掘進機１の鋼製外筒２を、長さ
方向に対して複数に分割すると共に、径方向にも複数に
分割することにより、既設人孔を通過できる大きさに設
定したセグメント２３を用いて分解可能に結合すること
により組立て、カッター５と鋼製外筒２の内部に収納し
た駆動モータ６及び排泥手段８のそれぞれを、個々に既
設人孔を通過させることができる単位大きさに設定し、
これらを鋼製外筒２に対して取り外し可能に取り付け、
管路を施工してシールド掘進機１が既設人孔に到達する
と、鋼製外筒２をセグメント２３の単位に分解していく
と共に、カッター５と駆動モータ６及び排泥手段８も取
り外して分解することにより、これらを既設人孔から取
り出して回収し大半を再使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地中に管路を構
築するためのセミシールド工法と、この工法に用いるシ
ールド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒューム管を用いて地中に管路を構築す
るためのセミシールド工法は、発進立坑からシールド掘
進機とこれに続くヒューム管を地中に進入させ、シール
ド掘進機による掘進と順次継ぎ足していくヒューム管の
押し込みにより、管路を構築するものである。

【０００３】ところで、上記したセミシールド工法によ
る管路の構築において、この管路を既設人孔と接続する
場合がある。

【０００４】しかし、既設人孔はその上端開口径が、例
えば６００ｍｍ程度と小径であるため、この既設人孔に
到達したシールド掘進機を既設人孔から外部に取り出し
て回収することができない。

【０００５】このため、従来のセミシールド工法は、既
設人孔に対してシールド掘進機を交差するように貫通通
過させ、このシールド掘進機を地中に埋め殺しにして使
い捨てとする方法と、既設人孔の手前に到達立坑を新た
に掘削し、シールド掘進機がこの到達立坑に達するとシ
ールド掘進機を到達立坑から外部に取り出して回収し、
この後、到達立坑に達したヒューム管の先端に刃口を取
り付け、ヒューム管の押し込みにより到達立坑と既設人
孔の間に刃口推進でヒューム管を進入させる方法とが採
用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、、前者の使
い捨て方法は、管路の施工ごとに新たなシールド掘進機
が必要になり、極めて不経済的で管路構築の施工コスト
を高騰させることになる。

【０００７】また、後者の方法は、到達立坑を掘削する
ための築造経費と、到達立坑と既設人孔の間に刃口推進
でヒューム管を進入させるための工事費が必要になり、
この場合も管路構築の施工コストが高くつくと共に、既
設人孔の手前に到達立坑の構築スペースが確保できない
ような条件では、施工することができないという問題が
ある。

【０００８】さらに、最近、上記のような工法とは別
に、既設人孔の手前に到達立坑を掘削する必要のないセ
ミシールド工法として、外筒を特別な構造のヒューム管
で製作し、このヒューム管の先端にカッターを配置し、
ヒューム管の内部に、カッターの駆動モータと、このカ
ッターで掘削された泥土を排出するための排泥手段とを
収納したシールド掘進機を用い、シールド掘進機が既設
人孔に達すると、外筒であるヒューム管をそのまま残し
て管路の一部とし、カッターとヒューム管の内部にある
カッターの駆動モータと、排泥手段とを分解して既設人
孔から外部に取り出して回収するものが提案されてい
る。

【０００９】しかし、この工法においては、掘進機の構
成部材の一部を再使用することができるが、外筒を形成
するヒューム管が使い捨てであるため、管路の施工ごと
に特別な構造のヒュウム管を製作しなければならず、ヒ
ュウム管の製作に別途経費が必要となり、その分施工コ
ストが高くつくという問題がある。

【００１０】そこでこの発明の課題は、シールド掘進機
の構成部材の大半を回収して再使用することができるよ
うにし、掘進機に要する経費を削減し、管路構築の施工
コストを低減することができるセミシールド工法とシー
ルド掘進機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、先端にカッターを配置した鋼製
外筒の内部に、カッターの駆動モータと、このカッター
で掘削された泥土を排出するための排泥手段とを収納し
て形成される掘進機の上記鋼製外筒を、長さ方向に対し
て複数に分割すると共に、径方向にも複数に分割するこ
とにより、既設人孔を通過できる大きさに設定したセグ
メントを分解可能に結合することにより組立て、上記カ
ッターと鋼製外筒の内部に収納したカッターの駆動モー
タ及び排泥手段のそれぞれを、個々に既設人孔を通過さ
せることができる単位大きさに設定し、これらを鋼製外
筒に対して取り外し可能に取り付け、この掘進機を用い
て管路を施工して掘進機が既設人孔に到達すると、鋼製
外筒をセグメントの単位に分解していくと共に、カッタ
ーと駆動モータ及び排泥手段も取り外して分解すること
により、これらを既設人孔から取り出して回収する構成
を採用したものである。

【００１２】また、上記シールド掘進機は、先端にカッ
ターを配置した鋼製外筒の内部に、カッターの駆動モー
タと、このカッターで掘削された泥土を排出するための
排泥手段とを収納したシールド掘進機において、上記鋼
製外筒を、長さ方向に対して複数の環状体に分割すると
共に、この環状体を径方向に分割して既設人孔を通過で
きる大きさに設定した複数のセグメントの結合によって
形成し、上記上記カッターと鋼製外筒の内部に収納した
カッターの駆動モータ及び排泥手段のそれぞれを、個々
に既設人孔を通過させることができる単位大きさに設定
し、これらを鋼製外筒に対して取り外し可能に取り付け
た構造になっている。

【００１３】上記鋼製外筒の環状体は、円周方向に複数
に分割した弧状の各セグメントを、端部に設けたリブを
ボルト、ナットの締結で結合して組み立て、また、各環
状体はセグメントの側縁に設けたリブをボルトで締結し
て結合することにより、鋼製外筒を組み立てることにな
る。

【００１４】ここで、上記カッターと鋼製外筒の内部に
収納したカッターの駆動モータ及び排泥手段のそれぞれ
は、組み込んだ位置の対応する環状体のセグメントにボ
ルトで着脱可能に取り付けられ、これらのカッターと駆
動モータ及び排泥手段は、各セグメントと同様、既設人
孔から取り出すことのできる大きさに分解できるように
なっている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１６】図１はシールド掘進機の外形を、図２はシ
ールド掘進機の断面構造を示し、シールド掘進機１は、
鋼製外筒２の先端にその軸３を軸受機構４で回転可能に
支持されたカッター５を配置し、鋼製外筒２の内部に、
カッター５の駆動モータ６と、この駆動モータ６とカッ
ター５の軸３を連動する回転伝達機構７と、上記カッタ
ー５で掘削された泥土を排出するための排泥手段８と、
鋼製外筒２を可曲とする方向修正ジャッキ９と、圧力計
１０、操作盤１１、パワーユニット１２等が収納されて
いる。

【００１７】上記排泥手段８は、鋼製外筒２の内部でカ
ッター５の後方に設けたチャンバー１３と、チャンバー
１３を形成する隔壁１４に取り付けた土圧計１５と、上
記チャンバー１３に排泥パイプ１６を介して接続した排
泥バルブ１７と、排泥バルブ１７に接続した緊急ゲート
１８と、緊急ゲート１８からの排泥を溜める排泥タンク
１９、エアータンク２０等で形成され、排泥タンク１９
とエアータンク２０は、鋼製外筒２の後端に接続するヒ
ューム管２１内に納まっている。

【００１８】上記したカッター５と駆動モータ６、回転
伝達機構７、泥土を排出するための排泥手段８、方向修
正ジャッキ９、圧力計１０、操作盤１１、パワーユニッ
ト１２等は、鋼製外筒２に対してボルトで着脱自在に取
り付け、それぞれは、個々に既設人孔Ａの上端開口径を
通過させることができる単位大きさに設定されている。

【００１９】また、泥土を排出するための排泥手段８を
構成する各部材も、分解することにより、それぞれが既
設人孔Ａの上端開口径を通過することのできる単位大き
さになっている。

【００２０】上記鋼製外筒２は、長さ方向に対して複数
の環状体２２に分割すると共に、この環状体２２を径方
向に分割して既設人孔Ａの上端開口径を通過できる大き
さに設定した複数のセグメント２３の結合によって形成
している。

【００２１】上記鋼製外筒２の環状体２２は、図４と図
５で示すように、円周方向に複数に分割（図示では四分
割）した弧状の各セグメント２３を、両端部に設けたリ
ブ２４をボルト、ナット２５の締結で結合して組み立
て、また、各環状体２２をセグメント２３の側縁に設け
たリブをボルトで締結して順次結合することにより、鋼
製外筒２を組み立てることになる。

【００２２】図２に示す鋼製外筒２は、曲線の管路を構
築できるよう、中間部の環状体２２間に、可曲部２６が
設けてある。この可曲部２６は、一方環状体２２に固定
した外筒２７に他方環状体２２に固定した内筒２８を角
度可変に嵌合し、嵌合面間をシールした構造となり、こ
の可曲部２６を挟む前後の環状体２２を複数の方向修正
ジャッキ９で連結し、該ジャッキ９の伸長で鋼製外筒２
を曲げるようにしている。当然ながら、可曲部２６を形
成する外筒２７と内筒２８は、環状体２２のセグメント
２３と同様、既設人孔Ａの上端開口径を通過できる大き
さになるよう径方向に複数に分割できるようになってい
る。

【００２３】また、カッター５は、図２と図３のよう
に、軸３に対する取り付けボス２９から四方に鋼製外筒
２の外径より少し突出する長さのアーム３０が突出し、
このアーム３０の前面にカッタービット３１を設けると
共に、取り付けボス２９の中央には、加泥材の吐出口３
２が設けられ、少なくとも径方向に位置する二枚のアー
ム３０は、取り付けボス２９に対して着脱自在とするこ
とにより、既設人孔Ａの上端開口径を通過できる条件に
なっている。

【００２４】ちなみに、鋼製外筒２の外径が９８０ｍｍ
で既設人孔Ａの上端開口径Ｒが６００ｍｍである場合、
図８のように、周方向に四分割したセグメント２３は、
鋼製外筒２の軸方向となる幅Ｗが５００ｍｍ、周方向の
直線長さＨは６９５．５ｍｍ、鋼製外筒２の径方向とな
る最小幅Ｗ1 は１８３ｍｍに設定されることで、既設人
孔Ａの上端開口径からセグメント２３を取り出すことが
できる。また、カッター５と駆動モータ６、この駆動モ
ータ６とカッター５の軸３を連動する回転伝達機構７、
上記カッター５で掘削された泥土を排出するための排泥
手段８、鋼製外筒２を可曲とする方向修正ジャッキ９、
圧力計１０、操作盤１１、パワーユニット１２等も取り
外した状態で上記既設人孔Ａの上端開口径を通過できる
大きさに設定されている。

【００２５】この発明のシールド掘進機は上記のような
構成であり、次に、このシールド掘進機を用いたセミシ
ールド工法を説明する。

【００２６】地上でセグメント２３を結合して形成した
複数の環状体２２をボルトで締結して結合することによ
り鋼製外筒２を組み立て、この鋼製外筒２にカッター５
と駆動モータ６、この駆動モータ６とカッター５の軸３
を連動する回転伝達機構７、上記カッター５で掘削され
た泥土を排出するための排泥手段８、鋼製外筒２を可曲
とする方向修正ジャッキ９、圧力計１０、操作盤１１、
パワーユニット１２等を取り付けてシールド掘進機１を
組み立て、このシールド掘進機１と鋼製外筒２の後端に
つなげたヒューム管２１を発進立坑から地中に進入さ
せ、シールド掘進機１の回転するカッター５による掘進
と排土及び順次継ぎ足していくヒューム管２１の発進立
坑からの押し込みにより、既設人孔Ａに向けて管路を構
築するものである。

【００２７】上記シールド掘進機１のカッター５が既設
人孔Ａに到達して進入すると、図７と図８のように、既
設人孔Ａ内で先ずカッター５を取り外して解体し、既設
人孔Ａ内に突出した鋼製外筒２の前部に位置する環状体
２２を取り外してセグメント２３に解体し、環状体２２
の取り外しに合わせてヒューム管２１を押すことで後位
の環状体２２を既設人孔Ａ内に突出させ、各環状体２２
の解体に合わせて、駆動モータ６、この駆動モータ６と
カッター５の軸３を連動する回転伝達機構７、上記カッ
ター５で掘削された泥土を排出するための排泥手段８、
鋼製外筒２を可曲とする方向修正ジャッキ９、圧力計１
０、操作盤１１、パワーユニット１２等を順次取り外
し、これらを既設人孔Ａの外部に吊り出すことで回収す
る。

【００２８】図８のように、最終的にシールド掘進機１
の構成部材の大半を回収し、最先端のヒューム管２１を
既設人孔Ａと接続することで管路の構築が完成し、回収
した構成部材を組み立てることによりシールド掘進機１
は再使用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、掘進
機の鋼製外筒を、長さ方向に対して複数に分割すると共
に、径方向にも複数に分割することにより、既設人孔を
通過できる大きさに設定したセグメントを用いて分解可
能に結合することにより組立て、カッターと鋼製外筒の
内部に収納したカッターの駆動モータ及び排泥手段のそ
れぞれを、個々に既設人孔を通過させることができる単
位大きさに設定し、これらを鋼製外筒に対して取り外し
可能に取り付け、掘進機が既設人孔に到達すると、鋼製
外筒をセグメントの単位に分解していくと共に、カッタ
ーと駆動モータ及び排泥手段も取り外して分解すること
により、これらを既設人孔から取り出して回収するよう
にしたので、鋼製外筒を含むシールド掘進機の構成部材
の大半を回収して再使用することができるようになり、
シールド掘進機は多数回の繰り返し使用が可能になり、
繰り返し使用のために新規部材の追加は一切不要とな
り、掘進機に要する経費を削減し、管路構築の施工コス
トを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るシールド掘進機の外形を示す側
面図

【図２】同シールド掘進機の縦断側面図

【図３】図２の矢視III −III の拡大正面図

【図４】図２の矢視IV−IVの拡大正面図

【図５】図２の矢視Ｖ−Ｖの拡大正面図

【図６】図１の矢視VI−VIの拡大正面図

【図７】既設人孔に到達したシールド掘進機の解体状態
の前半を示す説明図

【図８】（Ａ）は既設人孔に到達したシールド掘進機の
解体状態の後半を示す説明図、（Ｂ）は同上の平面図

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ 鋼製外筒 ３ 軸 ４ 軸受機構 ５ カッター ６ 駆動モータ ７ 回転伝達機構 ８ 排泥手段 ９ 方向修正ジャッキ １０ 圧力計 １１ 操作盤 １２ パワーユニット １３ チャンバー １４ 隔壁 １５ 土圧計 １６ 排泥パイプ １７ 排泥バルブ １８ 緊急ゲート １９ 排泥タンク ２０ エアータンク ２１ ヒューム管 ２２ 環状体 ２３ セグメント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にカッターを配置した鋼製外筒の内
   部に、カッターの駆動モータと、このカッターで掘削さ
   れた泥土を排出するための排泥手段とを収納して形成さ
   れる掘進機の上記鋼製外筒を、長さ方向に対して複数に
   分割すると共に、径方向にも複数に分割することによ
   り、既設人孔を通過できる大きさに設定したセグメント
   を分解可能に結合することにより組立て、上記カッター
   と鋼製外筒の内部に収納したカッターの駆動モータ及び
   排泥手段のそれぞれを、個々に既設人孔を通過させるこ
   とができる単位大きさに設定し、これらを鋼製外筒に対
   して取り外し可能に取り付け、この掘進機を用いて管路
   を施工して掘進機が既設人孔に到達すると、鋼製外筒を
   セグメントの単位に分解していくと共に、カッターと駆
   動モータ及び排泥手段も取り外して分解することによ
   り、これらを既設人孔から取り出して回収することを特
   徴とするセミシールド工法。
2. 【請求項２】 先端にカッターを配置した鋼製外筒の内
   部に、カッターの駆動モータと、このカッターで掘削さ
   れた泥土を排出するための排泥手段とを収納したシール
   ド掘進機において、上記鋼製外筒を、長さ方向に対して
   複数の環状体に分割すると共に、この環状体を径方向に
   分割して既設人孔を通過できる大きさに設定した複数の
   セグメントの結合によって形成し、上記カッターと鋼製
   外筒の内部に収納したカッターの駆動モータ及び排泥手
   段のそれぞれを、個々に既設人孔を通過させることがで
   きる単位大きさに設定し、これらを鋼製外筒に対して取
   り外し可能に取り付けたことを特徴とするシールド掘進
   機。