JP2003074290A - シールド掘進機および同時掘進シールド工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易なシステムでシールド掘進機の方向制御
を可能とするシールド掘進機および同時掘進シールド工
法を提供する。 【解決手段】 シールド掘進機において、推進シールド
ジャッキ群Ｊ２を分割して、負荷側ジャッキ群ＨＪ１，
ＨＪ２および制御側ジャッキ群ＳＪとし、それらに付与
する負荷圧力Ｐ１および制御圧力Ｐ２を、シールド本体
１０の軸心Ｃと盛替えシールドジャッキ群Ｊ１の中心を
通る盛替え中心線Ａおよびその盛替え中心線Ａに対して
軸心Ｃを通って直交する分割線Ｂを中心に生じるモーメ
ントが互いにうち消しあうように設定してゼロモーメン
トで推進するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機及
び同時掘進シールド工法に係り、特に、簡易なシステム
でシールド掘進機の方向制御を可能としたシールド掘進
機及び同時掘進シールド工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機は、シールド本体の前面
に設けられた回転カッタで地山を掘削しながら土砂を取
り込んで後方に搬出し、そのシールド本体の後方で順次
セグメントを組み立ててトンネルを構築して行くもので
ある。シールド掘進機の推進は、シールド本体内周に沿
って多数設けられたシールドジャッキで行われ、シール
ドジャッキのロッドを既設セグメントに当接させた状態
でロッドを伸長させてシールド掘進機に推進力を与える
ようにしている。

【０００３】近年、掘進速度の高速化の目的から、地山
の掘削を行いつつその後方でセグメントの組み立てを行
う、所謂、同時掘進工法が行われるようになってきてい
る。その場合、円周方向のシールドジャッキ中、組立中
のセグメントに対応するジャッキ（盛替えシールドジャ
ッキ群）のロッドを収縮（不作動）してそこにセグメン
トを組み立てると共に、盛替えシールドジャッキ群以外
のジャッキ（推進シールドジャッキ群）のロッドを伸長
させてシールド掘進機の推進を行う。盛替えシールドジ
ャッキ群は、順次円周方向に移し替えられて、掘進と同
時にセグメントの組立てが行われる。

【０００４】ところで、このような同時掘進工法を行う
場合、盛替えシールドジャッキ群の不作動によって、円
周方向における推進力のバランスが崩れるため、シール
ド掘進機に強制的なモーメントが発生する。そこで、同
時掘進時におけるシールド掘進機の方向制御を行うため
に各種装置および方法が提案されている。

【０００５】例えば、特許第３１０４９５５号公報に開
示されている同時掘進シールド工法は、盛替えシールド
ジャッキ群以外の推進シールドジャッキ群を三つの群に
分割し、各ジャッキ群に付与する圧力を調節してシール
ド掘進機の方向制御を行うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
では、推進シールドジャッキ群を３分割してそれぞれ圧
力制御するため、油圧回路も３系統必要となり、装置の
複雑化およびコスト増加等の問題があった。

【０００７】また、特開平３−２１２５９５号公報に
は、シールド掘進機先端部を首振操作することによって
シールド掘進機の方向制御をする方法および装置が開示
されている。

【０００８】しかしながら、この方法においても装置が
非常に複雑なものとなり、製造コストが増加する問題が
あった。また、強制モーメントの発生するシールドジャ
ッキの位置とシールド掘進機先端部とに距離があるため
方向制御が難しく、所望の計画線に沿ってシールド掘進
機を正確に推進させることが困難であった。

【０００９】更に、特開平２−４７４９６号公報には、
盛替えシールドジャッキ群と対称に位置するシールドジ
ャッキを不作動とすることによって、強制モーメントの
発生を防止してシールド掘進機を直進させる方法および
装置が開示されている。

【００１０】この方法では、簡易なシステムでシールド
掘進機の直進制御を行うことができるが、盛替えシール
ドジャッキ群と対称に位置するシールドジャッキを不作
動とするため、推進シールドジャッキ群の本数が少なく
なり、各シールドジャッキの負荷が大きくなる問題があ
った。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、簡易なシステムでシールド掘進機の方向制御を可能
とする同時掘進シールド工法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、シールド本体内周に沿って多数設けられた
シールドジャッキの内、組立中のセグメントに対応する
盛替えシールドジャッキ群以外の推進シールドジャッキ
群で既設セグメントから反力を取って推進するシールド
掘進機において、上記推進シールドジャッキ群を三つの
群に分割して、上記盛替えシールドジャッキ群の両隣に
隣接する推進シールドジャッキ群を負荷側ジャッキ群、
残りの推進シールドジャッキ群を制御側ジャッキ群と
し、上記負荷側ジャッキ群の各シールドジャッキに付与
する負荷圧力と上記制御側ジャッキ群の各シールドジャ
ッキに付与する制御圧力を、上記シールド本体の軸心と
上記盛替えシールドジャッキ群の中心を通る盛替え中心
線およびその盛替え中心線に対して上記軸心を通って直
交する分割線を中心に生じるモーメントが互いにうち消
しあうようにそれぞれ設定してゼロモーメントで推進す
るようにしたものである。

【００１３】この構成によれば、負荷圧力側と制御圧力
側との２系統の油圧回路でシールド掘進機の方向制御を
行うことができるため簡易かつ低コストで提供できる。
また、盛替えシールドジャッキ群以外の全てのシールド
ジャッキを推進シールドジャッキとできるため、各シー
ルドジャッキの負荷を小さくできる。

【００１４】また、上記負荷側ジャッキ群の各シールド
ジャッキに付与する負荷圧力を均一とし、上記制御側ジ
ャッキ群の各シールドジャッキに付与する制御圧力を均
一とし、負荷側ジャッキ群の各シールドジャッキに負荷
圧力を付与し、制御側ジャッキ群の各シールドジャッキ
に制御圧力を付与したときに上記分割線を中心に生じる
モーメントが互いにうち消しあうような上記負荷圧力と
制御圧力の比を予め設定し、シールドジャッキ全体に必
要とされる総推進力から上記負荷圧力と制御圧力とを設
定するようにしても良い。

【００１５】また、上記分割線上に位置するシールドジ
ャッキを上記負荷側ジャッキ群とするようにしても良
い。

【００１６】また、上記制御側ジャッキ群のうち、上記
盛替え中心線上に位置するシールドジャッキを不作動と
するようにしても良い。

【００１７】また、上記シールド掘進機は、中折れジャ
ッキを備えた中折れシールド掘進機であり、掘進方向性
制御は上記中折れジャッキによって行うようにしても良
い。

【００１８】更に本発明は、シールド本体内周に沿って
多数設けられたシールドジャッキの内、組立中のセグメ
ントに対応する盛替えシールドジャッキ群以外の推進シ
ールドジャッキ群で既設セグメントから反力を取ってシ
ールド掘進機を推進させる同時掘進シールド工法におい
て、上記推進シールドジャッキ群を三つの群に分割し
て、上記盛替えシールドジャッキ群の両隣に隣接する推
進シールドジャッキ群を負荷側ジャッキ群、残りの推進
シールドジャッキ群を制御側ジャッキ群とし、上記負荷
側ジャッキ群の各シールドジャッキに付与する負荷圧力
と上記制御側ジャッキ群の各シールドジャッキに付与す
る制御圧力を、上記シールド本体の軸心と上記盛替えシ
ールドジャッキ群の中心を通る盛替え中心線およびその
盛替え中心線に対して上記軸心を通って直交する分割線
を中心に生じるモーメントが互いにうち消しあうように
それぞれ設定し、上記シールド掘進機をゼロモーメント
で推進させるようにしたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００２０】図１は本実施形態のシールド掘進機の概略
を示したものである。

【００２１】図１において、シールド本体１０の前面に
はカッタ３が回転自在に設けられており、カッタ３が回
転駆動装置１４により回転されて地山を掘削すると共に
カッタ３を介して土砂をカッタ室８に取り込む。カッタ
室８にはスクリュウコンベア１６が接続されており、カ
ッタ室８内に取り込まれた土砂を後方に排出するように
なっている。

【００２２】また、シールド本体１０の後方には、セグ
メントＳを組み立てるセグメント組立装置１８がシール
ド本体１０の軸方向に移動自在かつ固定可能に設けられ
ており、シールド本体１０の内周には、既設のセグメン
トＳから反力を取ってシールド掘進機１を推進させるシ
ールドジャッキ９が多数本設けられている。シールドジ
ャッキ９はシリンダ９ａがシールド本体１０に固定さ
れ、シリンダ９ａからロッド９ｂを既設セグメントＳに
当接させた状態で伸長させてシールド掘進機１に推進力
を与えるようになっている。また、ロッド９ｂの伸縮ス
トローク長さは、セグメントＳの１リング幅ｗの２倍よ
り長くなるように、即ち、最大伸長時に２リング分のセ
グメントＳの幅よりやや長くなるように形成される。

【００２３】更に、シールド本体１０は前胴１１と後胴
１３とからなり、その前胴１１と後胴１３とは周方向に
多数本設けられた中折れジャッキ２０にて連結されてい
る。この中折れジャッキ２０を伸長あるいは収縮するこ
とによってシールド掘進機１の掘進方向を制御できる。

【００２４】さて、シールド掘進機１はシールドジャッ
キ９により常時推進され、同時に、セグメント組立位置
１８にてセグメントＳの組み立てが行われる。このと
き、組立中のセグメントに対応するシールドジャッキ９
（盛替えシールドジャッキ群）は収縮（不作動）とさ
れ、それ以外のシールドジャッキ９（推進シールドジャ
ッキ群）を伸長させて既設セグメントＳから反力を取っ
てシールド掘進機１を推進させる。

【００２５】本発明は、推進シールドジャッキ群を構成
するシールドジャッキ９に付与する圧力を制御して、盛
替えシールドジャッキ群の不作動により発生する強制的
なモーメントをうち消してシールド掘進機をゼロモーメ
ントで推進させるようにしたものである。

【００２６】これを、図２〜図５を用いて説明する。

【００２７】先ず、図２に示すようにシールド本体１０
の内周にはシールドジャッキ９が、例えばＮｏ．１〜１
２で示したように１２本が、周方向に等間隔を隔てて配
置されている。これらシールドジャッキ９は全て等しい
能力のものが用いられる。

【００２８】また、セグメントは本実施形態では、周方
向に４分割に形成されたセグメントＳ１〜Ｓ４からな
り、Ｓ１〜Ｓ４の順でセグメント組立装置１８により組
み立てられてリングとされ、続いて、シールド本体１０
の軸方向に新たなセグメントＳ１〜Ｓ４が組み立てら
れ、これを繰り返すことによってトンネルが構築され
る。

【００２９】図２はセグメントＳ１の組立時を示してお
り、セグメントＳ１に対応するＮｏ．７〜９のシールド
ジャッキ９が盛替えシールドジャッキ群Ｊ１とされる。
盛替えシールドジャッキ群Ｊ１を構成するＮｏ．７〜９
のシールドジャッキ９はそのロッドが収縮され不作動と
される。

【００３０】そして盛替えシールドジャッキ群Ｊ１以外
のＮｏ．１〜６、１０〜１２のシールドジャッキ９は、
シールド掘進機を推進させるための推進シールドジャッ
キ群Ｊ２とされる。

【００３１】更に、この推進シールドジャッキ群Ｊ２
は、シールド本体１０の軸心Ｃと盛替えシールドジャッ
キ群Ｊ１の中心を通る盛替え中心線Ａに対して、シール
ド本体１０の軸心Ｃを通って直交する分割線Ｂで三つの
シールドジャッキ群に分割され、その内、分割線Ｂ上に
位置するＮｏ．５，１１と、分割線Ｂよりも盛替えシー
ルドジャッキ群Ｊ１側に位置するＮｏ．６，１０の合計
４本のシールドジャッキ９が二つの負荷側ジャッキ群Ｈ
Ｊ１，ＨＪ２とされ、他方側に位置するＮｏ．１〜４，
１２の合計５本のシールドジャッキ９が制御側ジャッキ
群ＳＪとされる。言い換えれば、盛替えシールドジャッ
キ群Ｊ１の両隣に隣接する推進シールドジャッキ群Ｎ
ｏ．５，６、Ｎｏ．１０，１１がそれぞれ負荷側ジャッ
キ群ＨＪ１，ＨＪ２とされ、残りの推進シールドジャッ
キ群Ｎｏ．１〜４，１２が制御側ジャッキ群ＳＪとされ
る。図から明らかなように、負荷側ジャッキ群ＨＪ１，
ＨＪ２および制御側ジャッキ群ＳＪはそれぞれ、盛替え
中心線Ａの両隣に対称に選択される。

【００３２】そして、負荷側ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２
を構成する各シールドジャッキ９に付与する負荷圧力Ｐ
１および制御側ジャッキ群ＳＪを構成する各シールドジ
ャッキ９に付与する制御圧力Ｐ２を、上記分割線Ｂを中
心に生じるモーメントが互いにうち消しあうようにそれ
ぞれ設定し、上記強制的なモーメントをうち消してシー
ルド掘進機をゼロモーメントで推進させる。負荷圧力Ｐ
１および制御圧力Ｐ２の設定方法は後述する。

【００３３】このように、負荷側ジャッキ群ＨＪ１，Ｈ
Ｊ２および制御側ジャッキ群ＳＪによって強制的なモー
メントはうち消され、シールド掘進機は直進しようとす
る。そして、図１に示す中折れジャッキ２０を適宜伸長
あるいは収縮させて方向制御を行うことによって、シー
ルド掘進機を所望の掘進計画線に沿って推進させる。

【００３４】次に、図３はセグメントＳ２の組立時を示
しており、セグメントＳ２に対応するＮｏ．１〜３のシ
ールドジャッキ９が盛替えシールドジャッキ群Ｊ１とさ
れる。

【００３５】一方、盛替えシールドジャッキ群Ｊ１以外
のＮｏ．４〜１２のシールドジャッキ９が推進シールド
ジャッキ群Ｊ２とされ、更に、その推進シールドジャッ
キ群Ｊ２の内、シールド本体１０の軸心Ｃと盛替えシー
ルドジャッキ群Ｊ１の中心を通る盛替え中心線Ａに対し
て、シールド本体１０の軸心Ｃを通って直交する分割線
Ｂ上に位置するＮｏ．５，１１と、分割線Ｂよりも盛替
えシールドジャッキ群Ｊ１側に位置するＮｏ．４，１２
の合計４本のシールドジャッキ９が負荷側ジャッキ群Ｈ
Ｊ１，ＨＪ２とされると共に、他方側に位置するＮｏ．
６〜１０の合計５本のシールドジャッキ９が制御側ジャ
ッキ群ＳＪとされる。

【００３６】そして、負荷側ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２
および制御側ジャッキ群ＳＪの各シールドジャッキ９
に、それぞれ上述したような負荷圧力Ｐ１および制御圧
力Ｐ２が付与され、シールド掘進機がゼロモーメントで
推進される。

【００３７】図４はセグメントＳ３の組立時を示してお
り、セグメントＳ３に対応するＮｏ．４〜６のシールド
ジャッキ９が盛替えシールドジャッキ群Ｊ１とされる。

【００３８】一方、盛替えシールドジャッキ群Ｊ１以外
のＮｏ．１〜３，７〜１２のシールドジャッキ９が推進
シールドジャッキ群Ｊ２とされ、シールド本体１０の軸
心Ｃと盛替えシールドジャッキ群Ｊ１の中心を通る盛替
え中心線Ａに対して、シールド本体１０の軸心Ｃを通っ
て直交する分割線Ｂ上に位置するＮｏ．２，８と、分割
線Ｂよりも盛替えシールドジャッキ群Ｊ１側に位置する
Ｎｏ．３，７の合計４本のシールドジャッキ９が負荷側
ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２とされると共に、他方側に位
置するＮｏ．９〜１２，１の合計５本のシールドジャッ
キが制御側ジャッキ群ＳＪとされる。

【００３９】同様に、図５はセグメントＳ４の組立時を
示しており、セグメントＳ４に対応するＮｏ．１０〜１
２のシールドジャッキ９が盛替えシールドジャッキ群Ｊ
１とされる。

【００４０】一方、盛替えシールドジャッキ群Ｊ１以外
のＮｏ．１〜９のシールドジャッキ９が推進シールドジ
ャッキ群Ｊ２とされ、シールド本体１０の軸心Ｃと盛替
えシールドジャッキ群Ｊ１の中心を通る盛替え中心線Ａ
に対して、シールド本体１０の軸心Ｃを通って直交する
分割線Ｂ上に位置するＮｏ．２，８と、分割線Ｂよりも
盛替えシールドジャッキ群Ｊ１側に位置するＮｏ．１，
９の合計４本のシールドジャッキ９が負荷側ジャッキ群
ＨＪ１，ＨＪ２とされると共に、他方側に位置するＮ
ｏ．３〜７の合計５本のシールドジャッキ９が制御側ジ
ャッキ群ＳＪとされる。

【００４１】このようにして、１リング分のセグメント
Ｓの組み立てが完了したならば、上記と同様の方法にて
軸方向に新たなセグメントＳを組み立て、順次これを繰
り返していく。

【００４２】この方法によれば、油圧回路は負荷圧力用
と制御圧力用の２系統あればよく、簡易かつ低コストな
システムで方向制御が可能となる。また、シールドジャ
ッキ９によって、盛替えシールドジャッキ群の不作動に
より発生する強制的なモーメントをうち消してゼロモー
メントとした上で、中折れジャッキ２０にて掘進方向性
制御を行うため正確な方向制御ができる。従って、信頼
性の向上が図れる。また、盛替えシールドジャッキ群Ｊ
１以外のシールドジャッキ９を全て推進シールドジャッ
キ群Ｊ２としているため、推進シールドジャッキＪ２を
構成するシールドジャッキ９の本数が多く、各シールド
ジャッキ９の負荷が大きくならない。

【００４３】ここで、図６を用いて、負荷圧力Ｐ１と制
御圧力Ｐ２の設定方法を説明する。

【００４４】図６はセグメントＳ１の組立時を示してお
り、Ｎｏ．７〜９のシールドジャッキ９が盛替えシール
ドジャッキ群Ｊ１、Ｎｏ．５，６，１０，１１のシール
ドジャッキ９が負荷側ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２、Ｎ
ｏ．１〜４，１２のシールドジャッキ９が制御側ジャッ
キ群ＳＪとされる。

【００４５】そして、負荷圧力Ｐ１および制御圧力Ｐ２
は、それぞれ、盛替え中心線Ａを中心とするヨーイング
Ｙ方向へのモーメント力および分割線Ｂを中心とするピ
ッチングＰ方向へのモーメント力がゼロとなるような値
に設定される。

【００４６】まず、盛替え中心線Ａを中心とするヨーイ
ングＹ方向に生じるモーメントについて説明する。

【００４７】負荷側ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２を構成す
るＮｏ．５，６，１０，１１の各シールドジャッキ９に
付与する負荷圧力Ｐ１および、制御側ジャッキ群ＳＪを
構成するＮｏ．１〜４，１２の各シールドジャッキ９に
付与する制御圧力Ｐ２はそれぞれ均一であり、盛替え中
心線Ａの両隣に位置する負荷側ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ
２および制御側ジャッキ群ＳＪの本数はそれぞれ同一で
あるので、当然、盛替え中心線Ａで対向する負荷側ジャ
ッキ群ＨＪ１，ＨＪ２および制御側ジャッキ群ＳＪの圧
力は等しい。従って、盛替え中心線Ａで対向する負荷側
ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２および制御側ジャッキ群ＳＪ
によりヨーイングＹ方向に発生するモーメント力は互い
にうち消し合い、負荷圧力Ｐ１および制御圧力Ｐ２の設
定値に関わらず、結果としてゼロモーメントとなる。

【００４８】次に、分割線Ｂを中心とするピッチングＰ
方向へのモーメント力を説明する。

【００４９】まず、負荷圧力をＰ１とすると、負荷側ジ
ャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２により発生するピッチングＰ方
向へのモーメント力ＭＨは、次式で表すことができ
る。

【００５０】 ＭＨ＝（２Ｐ１×ｒ×ｓｉｎθ１＋２Ｐ１×ｒ×ｓｉｎ０°）×Ｑ ・・・ ただし、ｒ：円上に配置されたシールドジャッキの配置
半径、Ｑ：ジャッキシリンダ面積。

【００５１】一方、制御圧力をＰ２とすると、制御側ジ
ャッキ群ＳＪにより発生するピッチングＰ方向へのモー
メント力ＭＳは、次式で表すことができる。

【００５２】 ＭＳ＝（２Ｐ２×ｒ×ｓｉｎθ２＋２Ｐ２×ｒ×ｓｉｎθ３＋Ｐ２×ｒ×ｓｉ ｎθ４）×Ｑ ・・・ シールド掘進機をゼロモーメントで推進させるには、上
記ＭＨとＭＳの大きさが等しく（ＭＨ＝ＭＳ）、互いに
うち消し合うようにすれば良い。従って、分割線Ｂを中
心に生じるモーメントが互いにうち消しあうような負荷
圧力と制御圧力の比はおよびの式から求められ、次
式で表すことができる。

【００５３】 Ｐ２／Ｐ１＝ｓｉｎθ１／（ｓｉｎθ２＋ｓｉｎθ３＋（ｓｉｎθ４／２）） ・・・ 本実施形態では、θ１およびθ２は３０°、θ３は６０
°、θ４は９０°であるので、ｓｉｎθ１、ｓｉｎθ２
＝１／２、ｓｉｎθ３＝３^1/2 ／２、ｓｉｎ９０°＝１
をそれぞれ代入すると次式となる。

【００５４】Ｐ２／Ｐ１≒０．２７ ・・・ 従って、負荷圧力Ｐ１と制御圧力Ｐ２を、式を満たす
ように設定すれば、ヨーイングＹ方向およびピッチング
Ｐ方向へのモーメント力はゼロとなり、シールド掘進機
をゼロモーメントで推進させることができる。

【００５５】このように、ピッチングＰ方向へのモーメ
ント力がゼロとなるような負荷圧力Ｐ１と制御圧力Ｐ２
の比が予め設定される。この比は、等分割セグメントで
あり、シールドジャッキ９が周方向に等間隔に配置され
ている場合であれば、セグメントの組立位置に関わらず
常に一定である。セグメントが不当分割、あるいはシー
ルドジャッキ９が不当間隔に配置されている場合、各セ
グメントの組立位置に対して、ヨーイングＹ方向および
ピッチングＰ方向へのモーメント力がゼロとなるような
負荷圧力Ｐ１と制御圧力Ｐ２の比が設定される。

【００５６】次に、推進シールドジャッキ群Ｊ２全体に
よる総推進力ＴＦは次式で表すことができる。

【００５７】 ＴＦ＝（Ｐ１×Ｈｊ＋Ｐ２×Ｓｊ）×Ｑ ・・・ ただし、Ｈｊ：負荷側ジャッキ群ＨＪ１，ＨＪ２のシー
ルドジャッキの本数、Ｓｊ：制御側ジャッキ群ＳＪのシ
ールドジャッキの本数。

【００５８】推進シールドジャッキ群Ｊ２全体に必要と
される総推進力ＴＦは、シールド掘進機が掘進時に地山
から受ける反力により決定される。従って、掘削すべき
地山の土質等によって総推進力ＴＦが決定されると、上
記およびの式に基づいて負荷圧力Ｐ１および制御圧
力Ｐ２が算出される。

【００５９】このように、本発明によれば簡単な計算式
により負荷圧力Ｐ１および制御圧力Ｐ２を設定すること
ができる。従って、高価な計算機器等が必要なく低コス
ト化が図れる。

【００６０】なお、図６において、制御側ジャッキ群Ｓ
Ｊの内、盛替えシールドジャッキ群Ｊ１と正面対向する
シールドジャッキ９、即ち、盛替え中心線Ａ上に位置す
るＮｏ．２のシールドジャッキ９は不作動としても良
い。

【００６１】次に、図７を用いて、各シールドジャッキ
９に油を供給する油圧回路について説明する。

【００６２】図に示すように、油圧回路３０は油圧ポン
プＯＰに接続された圧油供給ライン３１を備えており、
その圧油供給ライン３１に油圧ポンプＯＰより油が供給
され、リリーフ弁３２によって圧油供給ライン３１内の
油圧が、設定された負荷圧力Ｐ１に維持される。シール
ドジャッキ９は、負荷圧力側回路３３および制御圧力側
回路３４を介して圧油供給ライン３１と接続されてい
る。負荷圧力側回路３３には、負荷圧力側回路３３を開
閉する弁手段３５と、逆止弁３６とが設けられている。
一方、制御圧力側回路３４は、制御圧力側回路３４内の
油圧を設定された制御圧力Ｐ２まで減圧する減圧弁３７
と、制御圧力側回路３４を開閉する弁手段３８と、逆止
弁３９とが設けられている。

【００６３】図示したシールドジャッキ９が推進シール
ドジャッキ群Ｊ２に選定され、更に負荷側ジャッキ群Ｈ
Ｊ１，ＨＪ２と選定された場合、負荷圧力側回路３３の
弁手段３５が開、制御圧力側回路３４の弁手段３８が閉
とされ、圧油供給ライン３１の油が負荷圧力側回路３３
を通ってシールドジャッキ９に供給され、負荷圧力Ｐ１
が付与される。

【００６４】一方、図示したシールドジャッキ９が、制
御側ジャッキ群ＳＪと選定された場合、制御圧力側回路
３４の弁手段３８が開、負荷圧力側回路３３の弁手段３
５が閉とされ、圧油供給ライン３１の油が制御圧力側回
路３４を通り、減圧弁３７により制御圧力Ｐ２まで減圧
された後、シールドジャッキ９に供給され、制御圧力Ｐ
２が付与される。

【００６５】更に、シールドジャッキ９が盛替えシール
ドジャッキ群Ｊ１と選定された場合、制御圧力側回路３
４の弁手段３８および負荷圧力側回路３３の弁手段３５
が共に閉とされ、シールドジャッキ９に油は供給されな
い。また、シールドジャッキ９内の油は図示しないリリ
ーフ回路によってタンクへと戻され、シールドジャッキ
９は収縮（不作動）となる。

【００６６】このように、本発明によれば油圧回路は負
荷圧力側と制御圧力側との２系統あれば良い、従って、
簡易かつ低コストな構成とすることができる。

【００６７】なお、本発明は通常の矩形状のセグメン
ト、ハニカムセグメント、ＤＮＡセグメント等、様々な
タイプのセグメントに適用できる。

【００６８】更に、シールド掘進機の掘進方向を中折れ
ジャッキにて制御するとして説明してきたが、本発明は
この点において限定されず、テーパーフードや可動そり
等他の装置を使用しても良い。要するに、シールドジャ
ッキによって盛替えシールドジャッキ群の不作動により
発生する強制的なモーメントをうち消すことができるも
のであり、シールド掘進機の方向性制御にはどのような
装置を適用しても良いものである。

【００６９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
すごとく優れた効果を発揮するものである。 １）簡易かつ低コストなシステムで同時掘進シールド掘
進機の方向制御を行うことができる。 ２）信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の概
略図である。

【図２】本発明の一実施形態において、セグメントＳ１
を組み立てる状態を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態において、セグメントＳ２
を組み立てる状態を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態において、セグメントＳ３
を組み立てる状態を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態において、セグメントＳ４
を組み立てる状態を示す図である。

【図６】負荷圧力と制御圧力の設定方法を説明する図で
ある。

【図７】シールドジャッキに油を供給する油圧回路の概
略図である。

【符号の説明】

９ シールドジャッキ １０ シールド本体 ２０ 中折れジャッキ Ａ 盛替え中心線 Ｂ 分割線 Ｊ１ 盛替えシールドジャッキ群 Ｊ２ 推進シールドジャッキ群 ＨＪ１，ＨＪ２ 負荷側ジャッキ群 ＳＪ 制御側ジャッキ群

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド本体内周に沿って多数設けられ
   たシールドジャッキの内、組立中のセグメントに対応す
   る盛替えシールドジャッキ群以外の推進シールドジャッ
   キ群で既設セグメントから反力を取って推進するシール
   ド掘進機において、 上記推進シールドジャッキ群を三つの群に分割して、上
   記盛替えシールドジャッキ群の両隣に隣接する推進シー
   ルドジャッキ群を負荷側ジャッキ群、残りの推進シール
   ドジャッキ群を制御側ジャッキ群とし、上記負荷側ジャ
   ッキ群の各シールドジャッキに付与する負荷圧力と上記
   制御側ジャッキ群の各シールドジャッキに付与する制御
   圧力を、上記シールド本体の軸心と上記盛替えシールド
   ジャッキ群の中心を通る盛替え中心線およびその盛替え
   中心線に対して上記軸心を通って直交する分割線を中心
   に生じるモーメントが互いにうち消しあうようにそれぞ
   れ設定してゼロモーメントで推進するようにしたことを
   特徴とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 上記負荷側ジャッキ群の各シールドジャ
   ッキに付与する負荷圧力を均一とし、上記制御側ジャッ
   キ群の各シールドジャッキに付与する制御圧力を均一と
   し、負荷側ジャッキ群の各シールドジャッキに負荷圧力
   を付与し、制御側ジャッキ群の各シールドジャッキに制
   御圧力を付与したときに上記分割線を中心に生じるモー
   メントが互いにうち消しあうような上記負荷圧力と制御
   圧力の比を予め設定し、シールドジャッキ全体に必要と
   される総推進力から上記負荷圧力と制御圧力とを設定す
   る請求項１記載のシールド掘進機。
3. 【請求項３】 上記分割線上に位置するシールドジャッ
   キを上記負荷側ジャッキ群とする請求項１又は２記載の
   シールド掘進機。
4. 【請求項４】 上記制御側ジャッキ群のうち、上記盛替
   え中心線上に位置するシールドジャッキを不作動とする
   請求項１〜３いずれかに記載のシールド掘進機。
5. 【請求項５】 上記シールド掘進機は、中折れジャッキ
   を備えた中折れシールド掘進機であり、掘進方向性制御
   は上記中折れジャッキによって行う請求項１〜４いずれ
   かに記載のシールド掘進機。
6. 【請求項６】 シールド本体内周に沿って多数設けられ
   たシールドジャッキの内、組立中のセグメントに対応す
   る盛替えシールドジャッキ群以外の推進シールドジャッ
   キ群で既設セグメントから反力を取ってシールド掘進機
   を推進させる同時掘進シールド工法において、 上記推進シールドジャッキ群を三つの群に分割して、上
   記盛替えシールドジャッキ群の両隣に隣接する推進シー
   ルドジャッキ群を負荷側ジャッキ群、残りの推進シール
   ドジャッキ群を制御側ジャッキ群とし、上記負荷側ジャ
   ッキ群の各シールドジャッキに付与する負荷圧力と上記
   制御側ジャッキ群の各シールドジャッキに付与する制御
   圧力を、上記シールド本体の軸心と上記盛替えシールド
   ジャッキ群の中心を通る盛替え中心線およびその盛替え
   中心線に対して上記軸心を通って直交する分割線を中心
   に生じるモーメントが互いにうち消しあうようにそれぞ
   れ設定し、上記シールド掘進機をゼロモーメントで推進
   させるようにしたことを特徴とする同時掘進シールド工
   法。
7. 【請求項７】 上記負荷側ジャッキ群の各シールドジャ
   ッキに付与する負荷圧力を均一とし、上記制御側ジャッ
   キ群の各シールドジャッキに付与する制御圧力を均一と
   し、負荷側ジャッキ群の各シールドジャッキに負荷圧力
   を付与し、制御側ジャッキ群の各シールドジャッキに制
   御圧力を付与したときに上記分割線を中心に生じるモー
   メントが互いにうち消しあうような上記負荷圧力と制御
   圧力の比を予め設定し、シールドジャッキ全体に必要と
   される総推進力から上記負荷圧力と制御圧力とを設定す
   る請求項６記載の同時掘進シールド工法。
8. 【請求項８】 上記分割線上に位置するシールドジャッ
   キを上記負荷側ジャッキ群とする請求項６又は７記載の
   同時掘進シールド工法。
9. 【請求項９】 上記制御側ジャッキ群のうち、上記盛替
   え中心線上に位置するシールドジャッキを不作動とする
   請求項６〜８いずれかに記載の同時掘進シールド工法。
10. 【請求項１０】 上記シールド掘進機が中折れシールド
    掘進機であり、掘進方向性制御は中折れシールド掘進機
    の中折れジャッキによって行う請求項６〜９いずれかに
    記載の同時掘進シールド工法。