JP2004197323A - 地中接合型シールド掘進機及びその地中接合方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】地中接合型シールド掘進機において、受入れ側のシールド掘進機の機長が短い地中接合型シールド掘進機を提供する。
【解決手段】受入れ側の第１シールド掘進機１は、円筒状の中胴５と、中胴５に摺動可能に外嵌された外胴６と、中胴５の先端部分に摺動可能に内嵌された円筒状の内胴７と、外胴６を中胴５に対して掘進方向に押出し駆動可能な外胴押出し駆動手段１８と、内胴７をカッターディスク８等と共に中胴５に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段１９とを備え、貫入側の第２シールド掘進機は、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク等と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な内胴押出し駆動手段と、地中接合状態のとき第１シールド掘進機１の外胴６の内周面との間を止水する止水装置とを備えたものである。
【選択図】 図１
【解決手段】受入れ側の第１シールド掘進機１は、円筒状の中胴５と、中胴５に摺動可能に外嵌された外胴６と、中胴５の先端部分に摺動可能に内嵌された円筒状の内胴７と、外胴６を中胴５に対して掘進方向に押出し駆動可能な外胴押出し駆動手段１８と、内胴７をカッターディスク８等と共に中胴５に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段１９とを備え、貫入側の第２シールド掘進機は、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク等と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な内胴押出し駆動手段と、地中接合状態のとき第１シールド掘進機１の外胴６の内周面との間を止水する止水装置とを備えたものである。
【選択図】 図１
Description
【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及びその地中接合方法に関し、特に受入れ側のシールド掘進機の機長が短かい地中接合型シールド掘進機及びその地中接合方法に関する。
【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進することが多く、その場合に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、複数の立坑を設け立坑と立坑の間を各シールド掘進機により分担して掘進することが多い。しかし、隣接する立坑から相接近する方向に掘進する２台のシールド掘進機が地中接合地点に到達すると、両者を地中で接合するが、その地中接合は容易ではない。そこで、種々の地中接合型シールド掘進機やその地中接合方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、受入れ側のシールド掘進機が地中接合地点に到着すると、そのシールド掘進機のカッターディスクを外胴に対して後退させ、次に、貫入側のシールド掘進機を受入れ側のシールド掘進機の外胴の先端部にカッターディスクの外輪部の一部が内嵌するまで掘進させ、次に、貫入側のシールド掘進機の外胴を受入れ側のシールド掘進機の外胴に当接するまで押出し、両シールド掘進機の先端部に設けられたチューブシールによりカッターディスク外輪部と両シールド掘進機の外胴とをシールして地中接合する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、相接近したシールド掘進機のうち、受入れ側のシールド掘進機のカッターディスク等を胴部材に対して後退移動させ、次に、胴部材よりやや小径に胴部材先端部に形成されたフードが受入れ側のシールド掘進機の胴部材に内嵌するまで貫入側のシールド掘進機を前進させ、次に、受入れ側のシールド掘進機の胴部材の先端部に設けられた止水シール機構により、前記フードと受入れ側シールド掘進機の胴部材先端部を止水して地中接合する技術が開示されている。また、この公報には、受入れ側のシールド掘進機の外胴先端部に設けられたスクレーパーによりフード外周面の泥土を取り除いてシール性能を向上させる技術も開示されている。
【０００５】
特許文献３には、相接近したシールド掘進機のうち、受入れ側のシールド掘進機の胴部材の先端がカッターディスクの前面に突出するまでカッターディスクを後退させ、次に、貫入側のシールド掘進機をカッターディスクが胴部材に内嵌するまで前進させる。この前進の際に貫入側のシールド掘進機の胴部材先端部に設けられたシール装置を保護する保護リングの先端を受入れ側のシールド掘進機の胴部材の先端に当接させることで、保護リングを胴部材に対して後退させてシール装置を露出させて、胴部材に設けられたシール装置により両胴部材の間を止水して地中接合する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、相接近したシールド掘進機のうち、受入れ側のシールド掘進機のカッターディスク等を胴部材に対して後退させ、次に、貫入側のシールド掘進機の胴部材先端部に形成されたフードが受入れ側のシールド掘進機の胴部材に内嵌するまで前進させ、受入れ側のシールド掘進機の胴部材先端部に設けられた止水シール装置で両胴部材の間を止水して地中接合する技術が開示されている。尚、この公報には、フードの外周面をカッターディスク外周部に設けられた噴射ノズルにより洗浄し、止水性能を高める技術も開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２４８１６８号公報（２, ３頁、全図）
【特許文献２】特開２０００−２６５７８１号公報（６, ７頁、図６, ９, １０）
【特許文献３】特開２００２−２８５７８７号公報（４頁、図６, ７）
【特許文献４】特開２００２−１３８７８７号公報（６−８頁、図１, ９, １０, １２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記各公報においては、地中接合する際に、受入れ側のシールド掘進機はカッターディスク等を外胴に対して後退駆動させて、貫入側のシールド掘進機が嵌入するためのスペースを確保するので、受入れ側のシールド掘進機はカッターディスクを後退させるためのスペースが必要なため、機長が必然的に長くなる。このようにシールド掘進機の機長が長くなると、以下の問題が生じる。
シールド掘進機を導入するための立坑が大きくなるために、その立坑をボーリングするための時間が増大し、工事費も増大し、また、シールド掘進機が曲がる際に、機長が長いために小回りがきかず、旋回半径の大きな曲線でしか掘進できない、即ち、旋回性能が低い、また、シールド掘進機を製作するための製作コストが増大する。
【０００９】
シール装置などによる止水性能を向上させるために、特許文献２に記載されているようにスクレーパを受入れ側シールド掘進機に設けたり、特許文献４に記載されているように貫入側シールド掘進機のカッターディスクに噴射ノズルを設けて、胴部材に堆積した泥土を除去したり、また、特許文献４においては、シール装置を泥土から保護するための保護リングを設けているが、シールド掘進機の構造が複雑になり、シールド掘進機の製造コストが増大するなどの問題が生じている。
【００１０】
本発明の目的は、地中接合型シールド掘進機において受入れ側のシールド掘進機の機長を短くすること、シールド掘進機の構造を複雑にすることなく止水手段による止水性能を向上させた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】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両者を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、受入れ側の第１シールド掘進機は、カッターディスクと、円筒状の中胴と、中胴に摺動可能に外嵌された外胴と、中胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、外胴を中胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に中胴に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段とを備え、貫入側の第２シールド掘進機は、カッターディスクと、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴の先端部分の外周部に装備されて外胴で保護された止水手段であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機の外胴の内周面との間を止水する止水手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
この地中接合型シールド掘進機によれば、両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて地中接合する際、まず、第１シールド掘進機の押出し駆動手段により外胴を中胴に対して掘進方向に押出した後、次に、後退駆動手段により内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向に後退させて、外胴先端部に貫入側の第２シールド掘進機が嵌入するための嵌入スペースを形成する。次に、地中接合地点に到達した第２シールド掘進機のカッターディスクが第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで第２シールド掘進機を第１シールド掘進機に対向状に掘進させ、次に、第２シールド掘進機の押出し手段により内胴の前端部分と止水手段が第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで、外胴に対して内胴とカッターディスクと隔壁とを押出し、第１シールド掘進機の外胴と第２シールド掘進機の内胴との間を止水手段によって止水する。
【００１３】
第１シールド掘進機は、第２シールド掘進機が嵌入するための嵌入スペースをカッターディスクの後退のみならず、外胴を掘進方向に押出すことで形成することが可能に構成されているので、カッターディスクを後退させるのみで嵌入スペースを確保する場合に比べ、カッターディスクの後退距離が短くなる。それゆえ、第１シールド掘進機の機長が短くなり、それに伴い、シールド掘進機を導入するための立坑を小さくすることができ、シールド掘進機の旋回性能が向上し、シールド掘進機の製造コストが減少する。
また、第２シールド掘進機に設けられた止水手段は、トンネル掘進状態においては、第２シールド掘進機の外胴により保護されるため、止水手段が土砂に暴露されることがない。従って、止水手段が掘削した泥土により破損することがなく、止水性能が向上する。
【００１４】
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、地中接合に際して、第１シールド掘進機の外胴を掘進方向に第１所定距離前進させると共に内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向へ第２所定距離後退させ、第２シールド掘進機のカッターディスクを第１シールド掘進機の外胴の前端部に内嵌させて両シールド掘進機の外胴同士を当接させた状態で、第２シールド掘進機の内胴とカッターディスクと隔壁とを外胴に対して前進させることにより内胴の先端部分と止水手段を第１シールド掘進機の外胴に内嵌させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
この地中接合型シールド掘進機によれば、止水手段は第２シールド掘進機の内胴と共に押出されるため、その内胴の先端部により第１シールド掘進機の外胴内面に付着した泥土が取り除かれるので、止水手段と第１シールド掘進機の外胴の内周面との間に泥土が噛み込むことがない。また、両シールド掘進機の外胴同士が当接した状態で、内胴と共に止水手段を押出すので、地中接合の際も、止水主段が土砂に暴露されることがない。即ち、この地中接合型シールド掘進機においては、構造を複雑にすることなく、止水性能が向上する。
【００１６】
請求項３の地中接合型シールド掘進機は、請求項１又は２の地中接合型シールド掘進機において、第１シールド掘進機の中胴には、外胴を押し出し駆動する為に、掘進方向と平行方向向きの複数のスリットが形成されたことを特徴とするものである。
【００１７】
この地中接合型シールド掘進機によれば、第１シールド掘進機の外胴を押出すための、例えばジャッキなどの押出し駆動手段の出力端をスリットにより露出している外胴に連結部材などを介して固定し、他端を中胴若しくは中胴に固定された連結部材などに固定し、この状態で押出し駆動手段を駆動すると中胴に対して外胴を押出すことが可能になるので、第１シールド掘進機の構成を複雑にすることなく、第１シールド掘進機に押出し駆動手段を配設することが可能になる。
【００１８】
請求項４の地中接合型シールド掘進機は、請求項１〜３の何れかの地中接合型シールド掘進機において、第１, 第２シールド掘進機のカッターディスクは、前面部と外周部に複数のローラーカッターを備え、前記外周部のローラーカッターをカッターディスクの外周より内側へ収容可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１９】
この地中接合型シールド掘進機によれば、地中接合の際に、両シールド掘進機のカッターディスク外周部のローラカッターをカッターディスクの外周より内側へ収容した後、第１シールド掘進機のカッターディスクを後退駆動し、また、第２シールド掘進機のカッターディスクを押出し駆動する。それゆえ、地中接合の際、外胴等を損傷することなくカッターディスクを押出し又は後退駆動することができる。
【００２０】
請求項５の地中接合型シールド掘進機は、請求項１〜４の何れかの地中接合型シールド掘進機において、トンネル掘進時には、第１シールド掘進機の外胴と中胴、中胴と内胴、第２シールド掘進機の外胴と内胴は、夫々、複数の固定部材を介して固定されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この地中接合型シールド掘進機によれば、トンネル掘進時には、固定部材により第１シールド掘進機の外胴と中胴、中胴と内胴、第２シールド掘進機の外胴と内胴を固定し、地中接合の際には、夫々を固定部材を外すことで前記各胴間の固定を解除することが可能である。それゆえ、地中接合の際、第１シールド掘進機の外胴と内胴及び第２シールド掘進機の内胴を夫々相対移動する際に労力が軽減できる。
【００２２】
請求項６の地中接合型シールド掘進機は、請求項５の地中接合型シールド掘進機において、第１シールド掘進機の後退駆動手段は、複数のシールドジャッキからなることを特徴とするものである。第１シールド掘進機の後退駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機の推進力を得るためのシールドジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡単化することができる。
【００２３】
請求項７の地中接合型シールド掘進機は、請求項６の地中接合型シールド掘進機において、第２シールド掘進機の押出し駆動手段は、複数の中折れジャッキからなることを特徴とするものである。第２シールド掘進機の押出し駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機が旋回するための中折れジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡易化することができる。
【００２４】
請求項８の地中接合型シールド掘進機は、請求項１〜７の何れかの地中接合型シールド掘進機において、前記第２シールド掘進機の内胴の先端部分に、内胴の外面側へ裏込剤を吐出する裏込剤吐出管を設けたことを特徴とするものである。この地中接合型シールド掘進機によれば、裏込剤吐出管から地中接合の際に内胴の外面側に裏込剤を吐出するので、止水性能を向上させることができる。
【００２５】
請求項９の地中接合方法は、第１, 第２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地中接合方法において、受入れ側の第１シールド掘進機に、カッターディスクと、円筒状の中胴と、中胴に摺動可能に外嵌された外胴と、中胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、外胴を中胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に中胴に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段とを予め設け、貫入側の第２シールド掘進機に、カッターディスクと、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴の先端部分の外周部に装備されて外胴で保護された止水手段であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機の外胴の内周面との間を止水する止水手段とを予め設け、トンネル掘進時には、第１シールド掘進機においては中胴と外胴、中胴と内胴を解除可能に固定し、第２シールド掘進機においては内胴と外胴を解除可能に固定しておき、地中接合に際して、第１シールド掘進機の中胴と外胴の固定を解除して外胴を中胴に対して掘進方向に第１所定距離押出した後外胴を中胴に再度固定する第１工程と、第１シールド掘進機の中胴と内胴の固定を解除して内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向に第２所定距離後退させた後内胴を中胴に再度固定する第２工程と、第２シールド掘進機のカッターディスクが第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで第２シールド掘進機を第１シールド掘進機に対向状に掘進させ、両シールド掘進機の外胴同士を当接させる第３工程と、第２シールド掘進機の内胴と外胴の固定を解除し、内胴の前端部分と止水手段が第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで、外胴に対して内胴とカッターディスクと隔壁を押出す第４工程と、第１シールド掘進機の外胴と第２シールド掘進機の内胴との間を止水手段によって止水する第５工程とを備えたことを特徴とする地中接合型シールド掘進機の地中接合方法。この地中接合型シールド掘進機の地中接合方法においては、請求項１と略同様の作用効果が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態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に示す受入れ側の第１シールド掘進機１と、図３に示す貫入側の第２シールド掘進機２とを備え、これら両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて両者を地中で接合するようにしたものである。
【００２７】
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。
図１に示すように、第１シールド掘進機１は、円筒状の中胴５と、中胴５に摺動可能に外嵌された外胴６と、中胴５の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスク８の背面側チャンバー９を区画する隔壁１０の外周部に固定された円筒状の内胴７と、第１シールド掘進機１の後半部分を覆う後胴１１と、第１シールド掘進機１の前端部分に設けられたカッターディスク８と、カッター駆動機構１２と、中胴５と後胴１１とを中折れ可能に連結する中折れ部１３と、周方向に適当間隔おきに設けられた複数の中折れジャッキ１４ａと、掘進推力を発生させる複数のシールドジャッキ１５と、エレクタ１６と、排土設備１７と、外胴６を中胴５に対して掘進方向に押出し駆動可能な外胴押出し駆動手段１８と、内胴７をカッターディスク８及び隔壁１０と共に中胴５に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段１９などを備えている。
【００２８】
カッターディスク８は、複数本（例えば、４本）のカッタースポーク２１と、前面中央部に固着されたフィッシュテールビット２３と、外周部を補強するリングフレーム２４と、後端側にロータリージョイント２５が装着され隔壁１０に回動可能に支持された主軸２６と、カッター駆動機構１２の駆動力を伝達する為のカッタードラム３８と、カッタードラム３８とカッタースポーク２１とを連結する連結部材３８ａ等を備えている。カッターディスク８の内部には、ローラーカッター３０を交換するための作業室２７が形成されおり、トンネル掘進時、この作業室２７は大気圧に保たれ、スライドジャッキ３３に油圧を供給するための油圧供給管や、ローラーカッター２２ａ, ２２ｂに加泥剤を供給するための加泥剤供給管（図示略）等が配管されている。尚、主軸２６の後端側には、地中接合の際に、両シールド掘進機の軸心を合わすためのチェックボーリング用バルブ２８も装着されている。カッタードラム３８は、１対のドラム部材３９ａ, ３９ｂに土砂シール４０を介して回動可能に支持されている。カッタースポーク２１の前面部には、複数の固定型ローラーカッター２２ａと、カッタースポーク２１の外周部に配設された複数の出退型ローラーカッター２２ｂとが配設されている。
【００２９】
固定型ローラーカッター２２ａは、ローラーカッター３０と、カッタースポーク２１に形成された保持孔３１ａに嵌合されてローラーカッター３０を保持する保持部材３２ａとを備え、カッターディスク８の前面に取替え可能に固定されている。
出退型ローラーカッター２２ｂは、図１, 図２（ａ）, （ｂ）に示すように、ローラーカッター３０と、カッタースポーク２１に形成された保持孔３１ｂに摺動可能に保持された保持部材３２ｂと、ローラーカッター３０と保持部材３２ｂとをカッターディスク８の外周より内側へ収容するためのスライドジャッキ３３と、トンネル掘進時に保持部材３２ｂを保持孔３１ｂに固定するジャッキ付きピン３４とを備えている。出退型ローラーカッター２２ｂは、トンネル掘進時には、図２（ａ）に示すように、掘削するためにカッターディスク８から突出した位置に固定され、地中接合時には、図２（ｂ）に示すように、ジャッキ付きピン３４による固定が解除されて、スライドジャッキ３３が収縮し、保持孔３１ｂに収容される。
【００３０】
カッター駆動機構１２は、カッターディスク８を回転駆動するためのものである。カッター駆動機構１２は、複数の油圧モータ３５と、油圧モータ３５の出力軸であるピニオン３６と、ピニオン３６と噛合するリングギヤ３７であってカッタードラム３８に回転駆動力を伝達するためのリングギヤ３７等で構成されている。
【００３１】
隔壁１０は、カッターディスク８の背面側のチャンバー９を区画し、カッター駆動機構１２、カッターディスク８、排土設備１７等を支持するためのものである。隔壁１０は、内周側隔壁１０ａと外周側隔壁１０ｂで構成されている。内周側隔壁１０ａの中央部には、カッターディスク８の主軸２６が回転可能に支持され、内周側隔壁１０ａの下部には、排土設備１７のスクリューコンベア７５が支持され、内周側隔壁１０ａの上部には、チャンバー９に作業者が出入するためのマンホール４１が形成されている。外周側隔壁１０ｂは、内胴７の後端部に垂直に立設されている。
【００３２】
中胴５は、中折れ部１３の先端部からカッタースポーク２１の背面までの長さの円筒状に形成されている。中胴５の長さ方向中央部には、掘進方向と平行方向向きに周方向適当間隔に複数のスリット４５と、そのスリット４５から周方向にずらした位置にある複数のストッパー４６と、そのストッパー４６の後端部に連結された連結部材６６ａが設けられている。連結部材６６ａの後端部には、中折れジャッキ１４ａの先端部が連結されている。
外胴６は、中胴５の長さと同じ長さであって内径が中胴５の外径と略同じ円筒状に形成され、複数の固定部材４７ａにより中胴５に溶接固定されている。外胴６の中央部は、中胴５に形成された複数のスリット４５により内部に露出しており、地中接合の際には、この露出した個所に外胴押出しジャッキ７０の後端が連結される（図６参照）。
【００３３】
内胴７は、内胴７の長さの１／４程度の長さの円筒状に形成され、トンネル掘進時には、固定部材４７ｂにより中胴５に溶接固定されている。
尚、外胴６と中胴５の間及び中胴５と内胴７との間には、泥土の侵入を防ぐための夫々複数のシール４８が設けられている。
後胴１１は、第１シールド掘進機１の後半部分を覆う円筒状に形成されている。後胴１１の後端部には、テールシール４９が配設されており、後胴１１の前端部分の内部には、エレクタ１６等が装着されている。
中折れ部１３は、後胴１１の先端部と中胴５の後端部を可動に連結するためのものであり、中折れ部材５０と、中折れ部材５０の先端部を支持するために中胴５の後端部に設けられた部分凹球座を形成する受座形成体５２などを備えている。中折れ部材５０の後端部内周面には、全周に亙ってリングウエブ５１が固定され、リングウエブ５１の前側には連結部部材６６ｂが連結部材６６ａに対応する位置に周方向的等間隔で固定されている。トンネル掘進時は、複数の中折れジャッキ１４ａにより中折れ部１３を曲折させることで、掘進方向を徐々に変える。
【００３４】
複数（例えば、８本）のシールドジャッキ１５は、周方向適当間隔に配設されている。各シールドジャッキ１５は、ジャッキ本体５５と、伸縮可能なロッド５６とを備え、ジャッキ本体５５の後端部には、フランジ５７が形成されている。各シールドジャッキ１５は、ロッド５６が後方に伸縮可能にリングウエブ５１に貫通され且つフランジ５７がリングウエブ５１にボルトで固定されている。各シールドジャッキ１５のロッド５６の後端部には、偏心金具５８を介してスプレッダー５９が連結されている。スプレッダー５９には、ボルト孔が複数形成された板部材６０が固着されている。トンネル掘進時には、板部材６０を履工済みのセグメントＳに当接させて反力を取り、複数のシールドジャッキ１５で掘進推力を発生させ、その掘進推力はリングウエブ５１を介して第１シールド掘進機１に伝達される。
【００３５】
また、シールドジャッキ１５は、後退駆動手段１９をも兼ねており、地中接合の際には、シールドジャッキ１５はリングウエブ５１との固定が解除され、板部材６０がセグメントＳの先端部に当接するように後胴１１に固定された固定部材６１にボルトで固定され、シールドジャッキ１５の前端部は外周側隔壁１０ｂと連結部材６２ａ, ６２ｂとピン６２ｃと連結棒６３を介して連結され、内胴７とカッターディスク８等を中胴５に対して後退駆動させる（図６参照）。
【００３６】
複数（例えば、８本）の中折れジャッキ１４ａは、シールドジャッキ１５とは、異なる位置に周方向に適当間隔おきに配設されている。各中折れジャッキ１４ａは、ロッド６５が後方に伸縮可能であり、その前端部がストッパー４６の後端部に連結された連結部材６６ａにピン６７を介して連結され、ロッド６５の後端部が連結部材６６ｂにピン６７を介して連結されている。
外胴押出し駆動手段１８は、両シールド掘進機１, ２の地中接合の際に、外胴６を中胴５に対して掘進方向に押出すためのものである。外胴押出し駆動手段１８は、図６, 図７に示すように、ロッド７３を有する外胴押出しジャッキ７０と、中折れ部材５０に固定された連結部材７１ａと、スリット４５を貫通して外胴６に固定された連結部材７１ｂと、ピン７２とを備えている。外胴押出しジャッキ７０は、周方向に適当間隔おきに配設され、ロッド７３が前方へ伸縮可能であり、ピン７２を介して連結部材７１ａ, ７１ｂに連結されている。尚、この外胴押出し駆動手段１８は、トンネル掘進時には使用しないので、地中接合時にのみ設置すればよい。
【００３７】
排土設備１７は、チャンバー９内の泥土をスクリューコンベア７５とトンネル内に設置されたベルトコンベヤによりトンネル外へ排出するものである。スクリューコンベア７５は、内部に駆動モータで回転駆動されるスパイラル状のオーガ７６を備え、オーガ７６を回転させてチャンバー９内の泥土を吸い上げ、開閉ゲートを開いて後方に延びるベルトコンベアへ排出する。
エレクタ１６は、支持ローラ７７に回動可能に支持されたエレクターフレーム７８と、エレクタ本体７９と、エレクターフレーム７８を回転駆動させるためのエレクタ回転駆動モータ８０等を備えている。第１シールド掘進機１が、１リング分掘進する毎に、エレクタ１６に後胴１１の内面に、１リング分のセグメントＳを履工する。
【００３８】
次に、貫入側の第２シールド掘進機２について説明する。但し、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。尚、カッターディスク８Ａ, 隔壁１０Ａ, 後胴１１Ａ, カッター駆動機構１２Ａ, シールドジャッキ１５Ａ, エレクタ１６Ａ, 排土設備１７Ａ等のように、夫々第１シールド掘進機１と同じ構成のものは、同じ符号にＡを付け、説明を省略する。
図３に示すように、第２シールド掘進機２は、円筒状の外胴８５と、外胴８５の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスク８Ａの背面側チャンバー９Ａを区画する隔壁１０Ａの外周部に固定された円筒状の内胴８６と、周方向に適当間隔おきに配設された複数の中折れジャッキ１４ｂと、内胴８６をカッターディスク８Ａ及び隔壁１０Ａと共に外胴８５に対して掘進方向に対して押出し駆動可能な内胴押出し駆動手段８７と、内胴８６の先端部分の外周部に装備されて外胴８５で保護された止水機構８８であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機１の外胴８５の内周面との間を止水する止水機構８８と、内胴８６の外面側へ裏込剤を吐出するための裏込剤注入手段とを備えている。
【００３９】
外胴８５の外径は、第１シールド掘進機１の外胴６の外径と略同じあり、また、カッターディスク８を後退させる必要がないため、外胴８５の長さは外胴６の長さによりも２０％程度短く形成されている。外胴８５の前端部分は、厚肉に形成されている。
内胴８６は、外胴８５の長さの４０％程度の長さを有し、外径が外胴８５の内径と略同じに形成されている。内胴８６の前半部分８６ａには、後半部分の厚肉に形成され、内胴８６の後半部分８６ｂには隔壁１０Ａの外周部が固定されている。前半部分８６ａの外周側には止水機構８８を収容するための環状凹部８８ａが形成されている。トンネル掘進状態においては、内胴８６は外胴８５に複数の固定部材８９を介して固定されており、外胴８５に対する相対移動が規制されている。
【００４０】
内胴押出し駆動手段８７は、内胴８６等を外胴８５に対して駆動するためのものである。内胴押出し駆動手段８７は、複数の中折れジャッキ１４ｂを有し、中折れジャッキ１４ｂの先端部は内胴８６の固定部８６ｂ及び外周側隔壁１０Ａｂに固定された連結部材９０ａにピン９１を介して連結され、中折れジャッキ１４の後端部は中折れ部材５０に固定された連結部材９０ｂにピン９１を介して連結されている。この中折れジャッキ１４ｂは、内胴８６等を押出し駆動するために、第１シールド掘進機１の中折れジャッキ１４ｂよりも長いものが装着されている。
【００４１】
止水機構８８は、内胴８６の先端部の環状凹部８８ａに収容され、外胴８５に保護されている。止水機構８８は、図４に示すように、環状弾性膜部材９２と、環状シール部材９３と、加圧水注入管９４を含む加圧水注入手段等を備えている。環状弾性膜部材９２は、可撓性であって、前端部及び後端部を環状の固定金具９５で環状凹部８８ａに固定されている。環状シール部材９３は、環状弾性膜部材９２の外周側に設けられ、前端部が固定金具９５により環状弾性膜部材９２と共に環状凹部８８ａに固定されている。環状シール部材９３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を弾力性に優れる合成ゴム又は合成樹脂で包み込んだ構造のものである。地中接合の際には、図４に示すように、加圧水供給手段により環状弾性膜部材９２に加圧水が供給されて膨張し、その環状弾性膜部材９２に押圧された環状シール部材９３が第１シールド掘進機１の外胴６の内周面に当接して内胴８６と外胴６との間をシールし、トンネル内への泥土の浸入を防ぐ。尚、トンネル掘進時などは、止水機構８８は、シール９６により泥土の浸入が防がれているので破損することがない。
【００４２】
裏込剤供給手段は、裏込剤吐出管９７と、第２シールド掘進機２の後方に設けられた後方台車に設置された裏込剤供給源等を備えており、裏込剤供給源から供給された裏込剤を裏込剤吐出管９７を介して内胴８６の外面側に吐出する。
【００４３】
次に、両シールド掘進機１, ２を相接近方向へ掘進させて両者を地中で接合する地中接合方法について説明する。
最初に、第１段階で、図５に示すように、第１シールド掘進機１によりトンネルを掘進していき、第１シールド掘進機１が接合地点に到着すると、チャンバー９内の泥土や土砂を排出した後、高濃度泥水供給手段によりチャンバー９内に高濃度泥水を充填し、切羽の安全を図る。次に、ロータリージョイント２５を撤去する。次に、カッターディスク８に対して外胴６を前方へ押出すために、出退型ローラーカッター２２ｂをカッターディスク８内に収容する。
【００４４】
次に、第２段階で、図６に示すように、スクリューコンベア７５内の泥土を凝固させて、地中接合に不要なスクリューコンベア７５の後半部分を撤去し、同時に、エレクタ１６等も撤去する。次に、中折れ部材５０と中胴５を溶接し、相対移動不可能に固定する。次に、各スプレッダ５９の位置において固定部材６１をセグメントＳの先端部に当接するように後胴１１の内面に溶接固定し、後退駆動手段１９であるシールドジャッキ１５のロッド５６を伸長状態にして、ロッド５６の後端部をその固定部材６１に板部材６０を介してボルトで固定し、シールドジャッキ１５の前端部を連結部材６２ａ, ６２ｂとピン６２ｃと連結棒６３を介して外周側隔壁１０ｂに固定する。尚、セグメントＳの先端部に固定する固定部材６１は、止水機能も有し、セグメントＳと後胴１１の間からの水の浸入を防いでいる。次に、中折れジャッキ１４ａと、ストッパー４６等を撤去する。次に、連結部材７１ａを中折れ部材５０に溶接固定し、各スリット４５に対応する位置に連結部材７１ｂをスリット４５の後端位置で外胴６に固定し、外胴押出しジャッキ７０を両連結部材７１ａ, ７１ｂにピン７２で取り付けて、外胴６を押出すための外胴押出し駆動手段１８を設置する。次に、外胴６と中胴５を固定している固定部材４７ａを撤去して固定解除し、外胴６を中胴５に対して相対移動可能にする。
【００４５】
次に、第３段階で、図７に示すように、外胴押出し手段１８の外胴押出しジャッキ７０を伸長状態にし、矢印で示す方向に、外胴６を中胴５に対して第１所定距離前進させる。この際、外胴６の先端部は、地山に当接するまで、前進限界位置まで前進している。次に、中胴５と外胴６を溶接固定し、相対移動を規制する。
次に、第４段階で、図８に示すように、全部の外胴押出しジャッキ７０と連結部材７１ａ, ７１ｂ等を撤去し、中胴５のスリット４５に塞ぎ板９８を被せて溶接し塞ぐ。次に、中胴５と内胴７との相対移動を規制している固定部材４７ｂを撤去し、固定を解除する。シールドジャッキ１５のフランジ５７とリングウエブ５１とを連結しているボルトを外し、シールドジャッキ１５を中胴５と後胴１１に対して相対移動可能にする。
【００４６】
次に、第５段階で、図９に示すように、後退駆動手段１９の複数のシールドジャッキ１５を収縮状態にし、内胴７とカッターディスク８と隔壁１０などを中胴５に対して掘進方向と反対方向（矢印方向）へ後退させる。次に、第６段階で、図１０に示すように、シールドジャッキ１５と外周側隔壁１０ｂとを連結している連結棒６３を取り外し、シールドジャッキ１５を伸長状態にし、シールドジャッキ１５の前端部に固定された連結部材６２ａと外周側隔壁１０ｂの連結部材６２ｂとを直接連結する。次に、第７段階で、図１１に示すように、シールドジャッキ１５を再度収縮状態にし、内胴７とカッターディスク８と隔壁１０などを中胴５に対して掘進方向と反対方向（矢印方向）へ後退させ、内胴７と中胴５とを再度溶接固定する。この状態で、内胴７とカッターディスク８と隔壁１０は中胴５に対して掘進時よりも第２所定距離後退し、第１シールド掘進機１の前端部分に第２シールド掘進機２が嵌入するための嵌入スペースが形成される。
【００４７】
次に、第８段階で、図１２に示すように、第２シールド掘進機２によりトンネルを対向状に掘進し、地中接合地点に接近してきた第２シールド掘進機２のロータリージョイント２５を撤去し、第１シールド掘進機１のチェックボーリング用バルブ２８からチェックボーリングを行い、第１, 第２シールド掘進機１, ２の相対位置のズレを調べ、第２シールド掘進機２の掘進方向を調整しつつ接近し、掘進させる。次に、第９段階で、図１３に示すように、シールドジャッキ１５Ａを伸長しつつ、第２シールド掘進機２のカッターディスク８Ａの前面部が第１シールド掘進機１で掘削した領域まで略到達したら、スライドジャッキ３３Ａを収縮させて出退型ローラーカッター２２Ａｂをカッターディスク８Ａ内に収容する。
【００４８】
次に、第１０段階で、図１４に示すように、第２シールド掘進機２のカッターディスク８Ａが第１シールド掘進機１の外胴６の前端部に形成された嵌入スペースに嵌入するまで、更に第２シールド掘進機２を掘進させ、両シールド掘進機１, ２の外胴６, ８５の先端同士を当接させる。次に、第２シールド掘進機２のチャンバー９Ａの泥土と土砂を排出し、そのチャンバー９Ａに高濃度泥水を充填する。
次に、第１１段階で、図１５に示すように、第２シールド掘進機２の外胴８５と内胴８６とを固定する固定部材８９を撤去して固定解除し、内胴８６を外胴８５に対して相対移動可能にする。次に、内胴押出し駆動手段８７における複数の中折れジャッキ１４ｂを伸長状態にし、内胴８６の前半部分８６ａと止水機構８８が第１シールド掘進機１の外胴６の前端部に内嵌状に嵌入するまで、内胴８６とカッターディスク８Ａと隔壁１０Ａとを外胴８５に対し押出す。この際、外胴６, ８５の先端同士が当接しているので止水装置８８が泥土に暴露されることなく、また、内胴８６の先端部により、第１シールド掘進機１の外胴６の内周面の泥土が除去されるので、泥土が噛み込むことなく、止水装置８８を外胴６に嵌入させることができるから、止水性能が向上する。
【００４９】
次に、第１２段階で、図１６に示すように、第２シールド掘進機２のスクリューコンベア７５Ａ内の泥土を凝固させ、スクリューコンベア７５Ａの後半部分を撤去する。同時に、エレクタ１６Ａ等を撤去する。
次に、図４に示すように、加圧水供給手段により、止水機構８８の環状弾性膜部材９２の内側へ加圧水を供給し、環状弾性膜部材９２を外側へ膨張させ、環状シール部材９３を付勢して第１シールド掘進機１の外胴６と第２シールド掘進機２の内胴８６の間を止水する。次に、裏込剤供給手段により裏込剤吐出管９７を介して、内胴８６の外面側及び外胴６, ８５の外面側へ裏込剤を吐出し、止水機構８８の外面側と外胴６, ８５との当接個所等を止水する。次に、第２シールド掘進機２の内胴８６の前半部分８６ａの先端部と第１シールド掘進機１の外胴６との間を止水するために、リング状の止水部材９９を溶接固定する。次に、第１３段階で、図１７に示すように、両シールド掘進機１, ２の内部構造を全て撤去し、地中接合を完成させる。
【００５０】
以上説明した第１, 第２シールド掘進機１, ２による地中接合の作用、効果について説明する。
第１シールド掘進機１は、第２シールド掘進機２が貫入するための嵌入スペースをカッターディスク８の後退のみならず、外胴押出し手段１８により外胴６を掘進方向に押出すことで形成しているので、カッターディスク８を後退させるのみで嵌入スペースを確保する場合に比べ、カッターディスク８の後退距離が短くなる。それゆえ、第１シールド掘進機１の機長が短くなり、それに伴い、第１シールド掘進機１を導入するための立坑を小さくすることができ、第１シールド掘進機１の旋回性能が向上し、第１シールド掘進機１の製造コストが減少する。
【００５１】
また、第２シールド掘進機２に設けられた止水機構８８は、トンネル掘進状態においては、第２シールド掘進機２の外胴８５により保護され、地中接合時においては、止水機構８８が内胴８６と共に押出される際には、両シールド掘進機１, ２の外胴６, ８５の先端同士が当接した状態なので、外胴６, ８５に保護され、止水機構８８が掘削した泥土に暴露させることがなく、止水機構８８の破損を防ぐことができるので、止水性能が向上している。更に、止水機構８８は第２シールド掘進機２の内胴８６と共に押出されるため、その内胴８６の先端部により第１シールド掘進機１の外胴６に堆積された泥土が取り除かれるため、環状シール部材９３と外胴６との間に泥土が噛み込むことがなく、止水性能が向上する。
【００５２】
第１シールド掘進機１の外胴６を押出すための外胴押出しジャッキ７０の一端をスリット４５により露出している外胴６の後端部に固定された連結部材７１ｂに連結し、他端を中折れ部材５０に固定された連結部材７１ａに固定し、この状態で押出し駆動手段１８を駆動すると中胴５に対して外胴６を押出すことが可能になるので、第１シールド掘進機１の構成を複雑にすることなく、第１シールド掘進機１に外胴押出し駆動手段１８を容易に配設することができる。
【００５３】
地中接合の際に、両シールド掘進機１, ２のカッターディスク８, ８Ａの外周部の出退型ローラーカッター２２ｂ, ２２Ａｂをカッターディスク８の外周より内側へ収容した後、第１シールド掘進機１のカッターディスク８を後退駆動し、第２シールド掘進機２のカッターディスク８Ａを押出し駆動する。それゆえ、地中接合の際、両シールド掘進機１, ２の外胴６, ８５等を損傷することなく、カッターディスク８を後退駆動させ、カッターディスク８Ａを押出し駆動することができる。
【００５４】
トンネル掘進状態では、固定部材４７ａ, ４７ｂ, ８９により第１シールド掘進機１の外胴６と中胴５、中胴５と内胴７、第２シールド掘進機２の外胴８５と内胴８６を固定し、地中接合の際には、夫々を固定部材４７ａ, ４７ｂ, ８９を外すだけで前記各胴間の固定を解除することが可能である。それゆえ、地中接合の際、各胴部材を夫々相対移動するための工程が簡単化している。
【００５５】
第１シールド掘進機１の後退駆動手段１９が、トンネル掘進時に推進力を得るためのシールドジャッキ１５を兼用することで、第１シールド掘進機１の構造が簡単化している。第２シールド掘進機２の内胴押出し駆動手段８７が、トンネル掘進時に旋回するための中折れジャッキ１４ｂを兼用することで、第２シールド掘進機２の構造が簡単化している。
裏込剤吐出管９７から地中接合の際に内胴８６の外面側に裏込剤を吐出したり、第２シールド掘進機２の内胴８６の先端部と第１シールド掘進機１の外胴６とを止水部材９９で止水することで、止水性能が向上している。
【００５６】
次に、本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）外胴押出し駆動手段１８, 後退駆動手段１９, 内胴押出し手段８７は、前記実施の形態に関わらず、夫々の手段が前記実施形態と同じように作用する構成であればよい。
２）止水機構８８とは、異なる構成の止水機構を適用してもよい。
３）第１シールド掘進機１は、第２工程が終了した時点で、後退駆動手段１９、排土設備１７等を撤去し、別のシールド掘進機に設置することで設備投資を減少させることができる。
本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施の形態に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【００５７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、第１シールド掘進機は、第２シールド掘進機が嵌入するための嵌入スペースをカッターディスクの後退のみならず、外胴を掘進方向に押出すことで形成することが可能に構成されているので、カッターディスクを後退させるのみで嵌入スペースを確保する場合に比べ、カッターディスクの後退距離が短くなる。それゆえ、第１シールド掘進機の機長が短くなり、それに伴い、シールド掘進機を導入するための立坑を小さくすることができ、シールド掘進機の旋回性能が向上し、シールド掘進機の製造コストが減少する。また、第２シールド掘進機に設けられた止水手段は、トンネル掘進状態においては、第２シールド掘進機の外胴により保護されるため、止水手段が土砂に暴露されることがない。従って、止水手段が掘削した泥土により破損することがなく、止水性能が向上する。
【００５８】
請求項２の発明によれば、止水手段は第２シールド掘進機の内胴と共に押出されるため、その内胴の先端部により第１シールド掘進機の外胴内面に付着した泥土が取り除かれるので、止水手段と第１シールド掘進機の外胴の内周面との間に泥土が噛み込むことがない。また、両シールド掘進機の外胴同士が当接した状態で、内胴と共に止水手段を押出すので、地中接合の際も、止水主段が土砂に暴露されることがない。即ち、この地中接合型シールド掘進機においては、構造を複雑にすることなく、止水性能が向上する。その他、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
請求項３の発明によれば、第１シールド掘進機の外胴を押出すための、例えばジャッキなどの押出し駆動手段の出力端をスリットにより露出している外胴に連結部材などを介して固定し、他端を中胴若しくは中胴に固定された連結部材などに固定し、この状態で押出し駆動手段を駆動すると中胴に対して外胴を押出すことが可能になるので、第１シールド掘進機の構成を複雑にすることなく、第１シールド掘進機に押出し駆動手段を配設することが可能になる。その他、請求項１又は２と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
請求項４の発明によれば、地中接合の際に、両シールド掘進機のカッターディスク外周部のローラカッターをカッターディスクの外周より内側へ収容した後、第１シールド掘進機のカッターディスクを後退駆動し、また、第２シールド掘進機のカッターディスクを押出し駆動する。それゆえ、地中接合の際、外胴等を損傷することなくカッターディスクを押出し又は後退駆動することができる。その他、請求項１〜３と同様の効果を奏することができる。
請求項５の発明によれば、トンネル掘進時には、固定部材により第１シールド掘進機の外胴と中胴、中胴と内胴、第２シールド掘進機の外胴と内胴を固定し、地中接合の際には、夫々を固定部材を外すことで前記各胴間の固定を解除することが可能である。それゆえ、地中接合の際、第１シールド掘進機の外胴と内胴及び第２シールド掘進機の内胴を夫々相対移動する際に労力が軽減できる。その他、請求項１〜４と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
請求項６の発明によれば、第１シールド掘進機の後退駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機の推進力を得るためのシールドジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡単化することができる。その他、請求項５と同様の効果を奏することができる。
請求項７の発明によれば、第２シールド掘進機の押出し駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機が旋回するための中折れジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡易化することができる。その他、請求項６と同様の効果を奏することができる。
請求項８の発明によれば、裏込剤吐出管から地中接合の際に内胴の外面側に裏込剤を吐出するので、止水性能を向上させることができる。その他、請求項１〜７と同様の効果を奏することができる。
請求項９の発明によれば、請求項１又は２の発明と略同様の効果を奏することができる。
【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】出退型ローラーカッターの断面図である。
【図３】第２シールド掘進機の縦断面図である。
【図４】止水機構の断面図である。
【図５】地中接合の第１の段階を説明するための図である。
【図６】地中接合の第２の段階を説明するための図である。
【図７】地中接合の第３の段階を説明するための図である。
【図８】地中接合の第４の段階を説明するための図である。
【図９】地中接合の第５の段階を説明するための図である。
【図１０】地中接合の第６の段を説明するための図である。
【図１１】地中接合の第７の段階を説明するための図である。
【図１２】地中接合の第８の段階を説明するための図である。
【図１３】地中接合の第９の段階を説明するための図である。
【図１４】地中接合の第１０の段階を説明するための図である。
【図１５】地中接合の第１１の段階を説明するための図である。
【図１６】地中接合の第１２の段階を説明するための図である。
【図１７】地中接合の第１３の段階を説明するための図である。
【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
５, ８６ 中胴
６, ８５ 外胴
７ 内胴
８, ８Ａ カッターディスク
９, ９Ａ チャンバー
１０, １０Ａ 隔壁
１４ｂ 中折れジャッキ
１５ シールドジャッキ
１８ 外胴押出し駆動手段
１９ 後退駆動手段
２２ｂ, ２２Ａｂ 出退型ローラーカッター
４５ スリット
４７ａ, ４７ｂ, ８９ 固定部材
７０ 外胴押出しジャッキ
８８ 止水機構
【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及びその地中接合方法に関し、特に受入れ側のシールド掘進機の機長が短かい地中接合型シールド掘進機及びその地中接合方法に関する。
【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進することが多く、その場合に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、複数の立坑を設け立坑と立坑の間を各シールド掘進機により分担して掘進することが多い。しかし、隣接する立坑から相接近する方向に掘進する２台のシールド掘進機が地中接合地点に到達すると、両者を地中で接合するが、その地中接合は容易ではない。そこで、種々の地中接合型シールド掘進機やその地中接合方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、受入れ側のシールド掘進機が地中接合地点に到着すると、そのシールド掘進機のカッターディスクを外胴に対して後退させ、次に、貫入側のシールド掘進機を受入れ側のシールド掘進機の外胴の先端部にカッターディスクの外輪部の一部が内嵌するまで掘進させ、次に、貫入側のシールド掘進機の外胴を受入れ側のシールド掘進機の外胴に当接するまで押出し、両シールド掘進機の先端部に設けられたチューブシールによりカッターディスク外輪部と両シールド掘進機の外胴とをシールして地中接合する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、相接近したシールド掘進機のうち、受入れ側のシールド掘進機のカッターディスク等を胴部材に対して後退移動させ、次に、胴部材よりやや小径に胴部材先端部に形成されたフードが受入れ側のシールド掘進機の胴部材に内嵌するまで貫入側のシールド掘進機を前進させ、次に、受入れ側のシールド掘進機の胴部材の先端部に設けられた止水シール機構により、前記フードと受入れ側シールド掘進機の胴部材先端部を止水して地中接合する技術が開示されている。また、この公報には、受入れ側のシールド掘進機の外胴先端部に設けられたスクレーパーによりフード外周面の泥土を取り除いてシール性能を向上させる技術も開示されている。
【０００５】
特許文献３には、相接近したシールド掘進機のうち、受入れ側のシールド掘進機の胴部材の先端がカッターディスクの前面に突出するまでカッターディスクを後退させ、次に、貫入側のシールド掘進機をカッターディスクが胴部材に内嵌するまで前進させる。この前進の際に貫入側のシールド掘進機の胴部材先端部に設けられたシール装置を保護する保護リングの先端を受入れ側のシールド掘進機の胴部材の先端に当接させることで、保護リングを胴部材に対して後退させてシール装置を露出させて、胴部材に設けられたシール装置により両胴部材の間を止水して地中接合する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、相接近したシールド掘進機のうち、受入れ側のシールド掘進機のカッターディスク等を胴部材に対して後退させ、次に、貫入側のシールド掘進機の胴部材先端部に形成されたフードが受入れ側のシールド掘進機の胴部材に内嵌するまで前進させ、受入れ側のシールド掘進機の胴部材先端部に設けられた止水シール装置で両胴部材の間を止水して地中接合する技術が開示されている。尚、この公報には、フードの外周面をカッターディスク外周部に設けられた噴射ノズルにより洗浄し、止水性能を高める技術も開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２４８１６８号公報（２, ３頁、全図）
【特許文献２】特開２０００−２６５７８１号公報（６, ７頁、図６, ９, １０）
【特許文献３】特開２００２−２８５７８７号公報（４頁、図６, ７）
【特許文献４】特開２００２−１３８７８７号公報（６−８頁、図１, ９, １０, １２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記各公報においては、地中接合する際に、受入れ側のシールド掘進機はカッターディスク等を外胴に対して後退駆動させて、貫入側のシールド掘進機が嵌入するためのスペースを確保するので、受入れ側のシールド掘進機はカッターディスクを後退させるためのスペースが必要なため、機長が必然的に長くなる。このようにシールド掘進機の機長が長くなると、以下の問題が生じる。
シールド掘進機を導入するための立坑が大きくなるために、その立坑をボーリングするための時間が増大し、工事費も増大し、また、シールド掘進機が曲がる際に、機長が長いために小回りがきかず、旋回半径の大きな曲線でしか掘進できない、即ち、旋回性能が低い、また、シールド掘進機を製作するための製作コストが増大する。
【０００９】
シール装置などによる止水性能を向上させるために、特許文献２に記載されているようにスクレーパを受入れ側シールド掘進機に設けたり、特許文献４に記載されているように貫入側シールド掘進機のカッターディスクに噴射ノズルを設けて、胴部材に堆積した泥土を除去したり、また、特許文献４においては、シール装置を泥土から保護するための保護リングを設けているが、シールド掘進機の構造が複雑になり、シールド掘進機の製造コストが増大するなどの問題が生じている。
【００１０】
本発明の目的は、地中接合型シールド掘進機において受入れ側のシールド掘進機の機長を短くすること、シールド掘進機の構造を複雑にすることなく止水手段による止水性能を向上させた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】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両者を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、受入れ側の第１シールド掘進機は、カッターディスクと、円筒状の中胴と、中胴に摺動可能に外嵌された外胴と、中胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、外胴を中胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に中胴に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段とを備え、貫入側の第２シールド掘進機は、カッターディスクと、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴の先端部分の外周部に装備されて外胴で保護された止水手段であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機の外胴の内周面との間を止水する止水手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
この地中接合型シールド掘進機によれば、両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて地中接合する際、まず、第１シールド掘進機の押出し駆動手段により外胴を中胴に対して掘進方向に押出した後、次に、後退駆動手段により内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向に後退させて、外胴先端部に貫入側の第２シールド掘進機が嵌入するための嵌入スペースを形成する。次に、地中接合地点に到達した第２シールド掘進機のカッターディスクが第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで第２シールド掘進機を第１シールド掘進機に対向状に掘進させ、次に、第２シールド掘進機の押出し手段により内胴の前端部分と止水手段が第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで、外胴に対して内胴とカッターディスクと隔壁とを押出し、第１シールド掘進機の外胴と第２シールド掘進機の内胴との間を止水手段によって止水する。
【００１３】
第１シールド掘進機は、第２シールド掘進機が嵌入するための嵌入スペースをカッターディスクの後退のみならず、外胴を掘進方向に押出すことで形成することが可能に構成されているので、カッターディスクを後退させるのみで嵌入スペースを確保する場合に比べ、カッターディスクの後退距離が短くなる。それゆえ、第１シールド掘進機の機長が短くなり、それに伴い、シールド掘進機を導入するための立坑を小さくすることができ、シールド掘進機の旋回性能が向上し、シールド掘進機の製造コストが減少する。
また、第２シールド掘進機に設けられた止水手段は、トンネル掘進状態においては、第２シールド掘進機の外胴により保護されるため、止水手段が土砂に暴露されることがない。従って、止水手段が掘削した泥土により破損することがなく、止水性能が向上する。
【００１４】
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、地中接合に際して、第１シールド掘進機の外胴を掘進方向に第１所定距離前進させると共に内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向へ第２所定距離後退させ、第２シールド掘進機のカッターディスクを第１シールド掘進機の外胴の前端部に内嵌させて両シールド掘進機の外胴同士を当接させた状態で、第２シールド掘進機の内胴とカッターディスクと隔壁とを外胴に対して前進させることにより内胴の先端部分と止水手段を第１シールド掘進機の外胴に内嵌させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
この地中接合型シールド掘進機によれば、止水手段は第２シールド掘進機の内胴と共に押出されるため、その内胴の先端部により第１シールド掘進機の外胴内面に付着した泥土が取り除かれるので、止水手段と第１シールド掘進機の外胴の内周面との間に泥土が噛み込むことがない。また、両シールド掘進機の外胴同士が当接した状態で、内胴と共に止水手段を押出すので、地中接合の際も、止水主段が土砂に暴露されることがない。即ち、この地中接合型シールド掘進機においては、構造を複雑にすることなく、止水性能が向上する。
【００１６】
請求項３の地中接合型シールド掘進機は、請求項１又は２の地中接合型シールド掘進機において、第１シールド掘進機の中胴には、外胴を押し出し駆動する為に、掘進方向と平行方向向きの複数のスリットが形成されたことを特徴とするものである。
【００１７】
この地中接合型シールド掘進機によれば、第１シールド掘進機の外胴を押出すための、例えばジャッキなどの押出し駆動手段の出力端をスリットにより露出している外胴に連結部材などを介して固定し、他端を中胴若しくは中胴に固定された連結部材などに固定し、この状態で押出し駆動手段を駆動すると中胴に対して外胴を押出すことが可能になるので、第１シールド掘進機の構成を複雑にすることなく、第１シールド掘進機に押出し駆動手段を配設することが可能になる。
【００１８】
請求項４の地中接合型シールド掘進機は、請求項１〜３の何れかの地中接合型シールド掘進機において、第１, 第２シールド掘進機のカッターディスクは、前面部と外周部に複数のローラーカッターを備え、前記外周部のローラーカッターをカッターディスクの外周より内側へ収容可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１９】
この地中接合型シールド掘進機によれば、地中接合の際に、両シールド掘進機のカッターディスク外周部のローラカッターをカッターディスクの外周より内側へ収容した後、第１シールド掘進機のカッターディスクを後退駆動し、また、第２シールド掘進機のカッターディスクを押出し駆動する。それゆえ、地中接合の際、外胴等を損傷することなくカッターディスクを押出し又は後退駆動することができる。
【００２０】
請求項５の地中接合型シールド掘進機は、請求項１〜４の何れかの地中接合型シールド掘進機において、トンネル掘進時には、第１シールド掘進機の外胴と中胴、中胴と内胴、第２シールド掘進機の外胴と内胴は、夫々、複数の固定部材を介して固定されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この地中接合型シールド掘進機によれば、トンネル掘進時には、固定部材により第１シールド掘進機の外胴と中胴、中胴と内胴、第２シールド掘進機の外胴と内胴を固定し、地中接合の際には、夫々を固定部材を外すことで前記各胴間の固定を解除することが可能である。それゆえ、地中接合の際、第１シールド掘進機の外胴と内胴及び第２シールド掘進機の内胴を夫々相対移動する際に労力が軽減できる。
【００２２】
請求項６の地中接合型シールド掘進機は、請求項５の地中接合型シールド掘進機において、第１シールド掘進機の後退駆動手段は、複数のシールドジャッキからなることを特徴とするものである。第１シールド掘進機の後退駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機の推進力を得るためのシールドジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡単化することができる。
【００２３】
請求項７の地中接合型シールド掘進機は、請求項６の地中接合型シールド掘進機において、第２シールド掘進機の押出し駆動手段は、複数の中折れジャッキからなることを特徴とするものである。第２シールド掘進機の押出し駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機が旋回するための中折れジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡易化することができる。
【００２４】
請求項８の地中接合型シールド掘進機は、請求項１〜７の何れかの地中接合型シールド掘進機において、前記第２シールド掘進機の内胴の先端部分に、内胴の外面側へ裏込剤を吐出する裏込剤吐出管を設けたことを特徴とするものである。この地中接合型シールド掘進機によれば、裏込剤吐出管から地中接合の際に内胴の外面側に裏込剤を吐出するので、止水性能を向上させることができる。
【００２５】
請求項９の地中接合方法は、第１, 第２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地中接合方法において、受入れ側の第１シールド掘進機に、カッターディスクと、円筒状の中胴と、中胴に摺動可能に外嵌された外胴と、中胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、外胴を中胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に中胴に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段とを予め設け、貫入側の第２シールド掘進機に、カッターディスクと、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴の先端部分の外周部に装備されて外胴で保護された止水手段であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機の外胴の内周面との間を止水する止水手段とを予め設け、トンネル掘進時には、第１シールド掘進機においては中胴と外胴、中胴と内胴を解除可能に固定し、第２シールド掘進機においては内胴と外胴を解除可能に固定しておき、地中接合に際して、第１シールド掘進機の中胴と外胴の固定を解除して外胴を中胴に対して掘進方向に第１所定距離押出した後外胴を中胴に再度固定する第１工程と、第１シールド掘進機の中胴と内胴の固定を解除して内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向に第２所定距離後退させた後内胴を中胴に再度固定する第２工程と、第２シールド掘進機のカッターディスクが第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで第２シールド掘進機を第１シールド掘進機に対向状に掘進させ、両シールド掘進機の外胴同士を当接させる第３工程と、第２シールド掘進機の内胴と外胴の固定を解除し、内胴の前端部分と止水手段が第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで、外胴に対して内胴とカッターディスクと隔壁を押出す第４工程と、第１シールド掘進機の外胴と第２シールド掘進機の内胴との間を止水手段によって止水する第５工程とを備えたことを特徴とする地中接合型シールド掘進機の地中接合方法。この地中接合型シールド掘進機の地中接合方法においては、請求項１と略同様の作用効果が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態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に示す受入れ側の第１シールド掘進機１と、図３に示す貫入側の第２シールド掘進機２とを備え、これら両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて両者を地中で接合するようにしたものである。
【００２７】
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。
図１に示すように、第１シールド掘進機１は、円筒状の中胴５と、中胴５に摺動可能に外嵌された外胴６と、中胴５の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスク８の背面側チャンバー９を区画する隔壁１０の外周部に固定された円筒状の内胴７と、第１シールド掘進機１の後半部分を覆う後胴１１と、第１シールド掘進機１の前端部分に設けられたカッターディスク８と、カッター駆動機構１２と、中胴５と後胴１１とを中折れ可能に連結する中折れ部１３と、周方向に適当間隔おきに設けられた複数の中折れジャッキ１４ａと、掘進推力を発生させる複数のシールドジャッキ１５と、エレクタ１６と、排土設備１７と、外胴６を中胴５に対して掘進方向に押出し駆動可能な外胴押出し駆動手段１８と、内胴７をカッターディスク８及び隔壁１０と共に中胴５に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段１９などを備えている。
【００２８】
カッターディスク８は、複数本（例えば、４本）のカッタースポーク２１と、前面中央部に固着されたフィッシュテールビット２３と、外周部を補強するリングフレーム２４と、後端側にロータリージョイント２５が装着され隔壁１０に回動可能に支持された主軸２６と、カッター駆動機構１２の駆動力を伝達する為のカッタードラム３８と、カッタードラム３８とカッタースポーク２１とを連結する連結部材３８ａ等を備えている。カッターディスク８の内部には、ローラーカッター３０を交換するための作業室２７が形成されおり、トンネル掘進時、この作業室２７は大気圧に保たれ、スライドジャッキ３３に油圧を供給するための油圧供給管や、ローラーカッター２２ａ, ２２ｂに加泥剤を供給するための加泥剤供給管（図示略）等が配管されている。尚、主軸２６の後端側には、地中接合の際に、両シールド掘進機の軸心を合わすためのチェックボーリング用バルブ２８も装着されている。カッタードラム３８は、１対のドラム部材３９ａ, ３９ｂに土砂シール４０を介して回動可能に支持されている。カッタースポーク２１の前面部には、複数の固定型ローラーカッター２２ａと、カッタースポーク２１の外周部に配設された複数の出退型ローラーカッター２２ｂとが配設されている。
【００２９】
固定型ローラーカッター２２ａは、ローラーカッター３０と、カッタースポーク２１に形成された保持孔３１ａに嵌合されてローラーカッター３０を保持する保持部材３２ａとを備え、カッターディスク８の前面に取替え可能に固定されている。
出退型ローラーカッター２２ｂは、図１, 図２（ａ）, （ｂ）に示すように、ローラーカッター３０と、カッタースポーク２１に形成された保持孔３１ｂに摺動可能に保持された保持部材３２ｂと、ローラーカッター３０と保持部材３２ｂとをカッターディスク８の外周より内側へ収容するためのスライドジャッキ３３と、トンネル掘進時に保持部材３２ｂを保持孔３１ｂに固定するジャッキ付きピン３４とを備えている。出退型ローラーカッター２２ｂは、トンネル掘進時には、図２（ａ）に示すように、掘削するためにカッターディスク８から突出した位置に固定され、地中接合時には、図２（ｂ）に示すように、ジャッキ付きピン３４による固定が解除されて、スライドジャッキ３３が収縮し、保持孔３１ｂに収容される。
【００３０】
カッター駆動機構１２は、カッターディスク８を回転駆動するためのものである。カッター駆動機構１２は、複数の油圧モータ３５と、油圧モータ３５の出力軸であるピニオン３６と、ピニオン３６と噛合するリングギヤ３７であってカッタードラム３８に回転駆動力を伝達するためのリングギヤ３７等で構成されている。
【００３１】
隔壁１０は、カッターディスク８の背面側のチャンバー９を区画し、カッター駆動機構１２、カッターディスク８、排土設備１７等を支持するためのものである。隔壁１０は、内周側隔壁１０ａと外周側隔壁１０ｂで構成されている。内周側隔壁１０ａの中央部には、カッターディスク８の主軸２６が回転可能に支持され、内周側隔壁１０ａの下部には、排土設備１７のスクリューコンベア７５が支持され、内周側隔壁１０ａの上部には、チャンバー９に作業者が出入するためのマンホール４１が形成されている。外周側隔壁１０ｂは、内胴７の後端部に垂直に立設されている。
【００３２】
中胴５は、中折れ部１３の先端部からカッタースポーク２１の背面までの長さの円筒状に形成されている。中胴５の長さ方向中央部には、掘進方向と平行方向向きに周方向適当間隔に複数のスリット４５と、そのスリット４５から周方向にずらした位置にある複数のストッパー４６と、そのストッパー４６の後端部に連結された連結部材６６ａが設けられている。連結部材６６ａの後端部には、中折れジャッキ１４ａの先端部が連結されている。
外胴６は、中胴５の長さと同じ長さであって内径が中胴５の外径と略同じ円筒状に形成され、複数の固定部材４７ａにより中胴５に溶接固定されている。外胴６の中央部は、中胴５に形成された複数のスリット４５により内部に露出しており、地中接合の際には、この露出した個所に外胴押出しジャッキ７０の後端が連結される（図６参照）。
【００３３】
内胴７は、内胴７の長さの１／４程度の長さの円筒状に形成され、トンネル掘進時には、固定部材４７ｂにより中胴５に溶接固定されている。
尚、外胴６と中胴５の間及び中胴５と内胴７との間には、泥土の侵入を防ぐための夫々複数のシール４８が設けられている。
後胴１１は、第１シールド掘進機１の後半部分を覆う円筒状に形成されている。後胴１１の後端部には、テールシール４９が配設されており、後胴１１の前端部分の内部には、エレクタ１６等が装着されている。
中折れ部１３は、後胴１１の先端部と中胴５の後端部を可動に連結するためのものであり、中折れ部材５０と、中折れ部材５０の先端部を支持するために中胴５の後端部に設けられた部分凹球座を形成する受座形成体５２などを備えている。中折れ部材５０の後端部内周面には、全周に亙ってリングウエブ５１が固定され、リングウエブ５１の前側には連結部部材６６ｂが連結部材６６ａに対応する位置に周方向的等間隔で固定されている。トンネル掘進時は、複数の中折れジャッキ１４ａにより中折れ部１３を曲折させることで、掘進方向を徐々に変える。
【００３４】
複数（例えば、８本）のシールドジャッキ１５は、周方向適当間隔に配設されている。各シールドジャッキ１５は、ジャッキ本体５５と、伸縮可能なロッド５６とを備え、ジャッキ本体５５の後端部には、フランジ５７が形成されている。各シールドジャッキ１５は、ロッド５６が後方に伸縮可能にリングウエブ５１に貫通され且つフランジ５７がリングウエブ５１にボルトで固定されている。各シールドジャッキ１５のロッド５６の後端部には、偏心金具５８を介してスプレッダー５９が連結されている。スプレッダー５９には、ボルト孔が複数形成された板部材６０が固着されている。トンネル掘進時には、板部材６０を履工済みのセグメントＳに当接させて反力を取り、複数のシールドジャッキ１５で掘進推力を発生させ、その掘進推力はリングウエブ５１を介して第１シールド掘進機１に伝達される。
【００３５】
また、シールドジャッキ１５は、後退駆動手段１９をも兼ねており、地中接合の際には、シールドジャッキ１５はリングウエブ５１との固定が解除され、板部材６０がセグメントＳの先端部に当接するように後胴１１に固定された固定部材６１にボルトで固定され、シールドジャッキ１５の前端部は外周側隔壁１０ｂと連結部材６２ａ, ６２ｂとピン６２ｃと連結棒６３を介して連結され、内胴７とカッターディスク８等を中胴５に対して後退駆動させる（図６参照）。
【００３６】
複数（例えば、８本）の中折れジャッキ１４ａは、シールドジャッキ１５とは、異なる位置に周方向に適当間隔おきに配設されている。各中折れジャッキ１４ａは、ロッド６５が後方に伸縮可能であり、その前端部がストッパー４６の後端部に連結された連結部材６６ａにピン６７を介して連結され、ロッド６５の後端部が連結部材６６ｂにピン６７を介して連結されている。
外胴押出し駆動手段１８は、両シールド掘進機１, ２の地中接合の際に、外胴６を中胴５に対して掘進方向に押出すためのものである。外胴押出し駆動手段１８は、図６, 図７に示すように、ロッド７３を有する外胴押出しジャッキ７０と、中折れ部材５０に固定された連結部材７１ａと、スリット４５を貫通して外胴６に固定された連結部材７１ｂと、ピン７２とを備えている。外胴押出しジャッキ７０は、周方向に適当間隔おきに配設され、ロッド７３が前方へ伸縮可能であり、ピン７２を介して連結部材７１ａ, ７１ｂに連結されている。尚、この外胴押出し駆動手段１８は、トンネル掘進時には使用しないので、地中接合時にのみ設置すればよい。
【００３７】
排土設備１７は、チャンバー９内の泥土をスクリューコンベア７５とトンネル内に設置されたベルトコンベヤによりトンネル外へ排出するものである。スクリューコンベア７５は、内部に駆動モータで回転駆動されるスパイラル状のオーガ７６を備え、オーガ７６を回転させてチャンバー９内の泥土を吸い上げ、開閉ゲートを開いて後方に延びるベルトコンベアへ排出する。
エレクタ１６は、支持ローラ７７に回動可能に支持されたエレクターフレーム７８と、エレクタ本体７９と、エレクターフレーム７８を回転駆動させるためのエレクタ回転駆動モータ８０等を備えている。第１シールド掘進機１が、１リング分掘進する毎に、エレクタ１６に後胴１１の内面に、１リング分のセグメントＳを履工する。
【００３８】
次に、貫入側の第２シールド掘進機２について説明する。但し、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。尚、カッターディスク８Ａ, 隔壁１０Ａ, 後胴１１Ａ, カッター駆動機構１２Ａ, シールドジャッキ１５Ａ, エレクタ１６Ａ, 排土設備１７Ａ等のように、夫々第１シールド掘進機１と同じ構成のものは、同じ符号にＡを付け、説明を省略する。
図３に示すように、第２シールド掘進機２は、円筒状の外胴８５と、外胴８５の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスク８Ａの背面側チャンバー９Ａを区画する隔壁１０Ａの外周部に固定された円筒状の内胴８６と、周方向に適当間隔おきに配設された複数の中折れジャッキ１４ｂと、内胴８６をカッターディスク８Ａ及び隔壁１０Ａと共に外胴８５に対して掘進方向に対して押出し駆動可能な内胴押出し駆動手段８７と、内胴８６の先端部分の外周部に装備されて外胴８５で保護された止水機構８８であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機１の外胴８５の内周面との間を止水する止水機構８８と、内胴８６の外面側へ裏込剤を吐出するための裏込剤注入手段とを備えている。
【００３９】
外胴８５の外径は、第１シールド掘進機１の外胴６の外径と略同じあり、また、カッターディスク８を後退させる必要がないため、外胴８５の長さは外胴６の長さによりも２０％程度短く形成されている。外胴８５の前端部分は、厚肉に形成されている。
内胴８６は、外胴８５の長さの４０％程度の長さを有し、外径が外胴８５の内径と略同じに形成されている。内胴８６の前半部分８６ａには、後半部分の厚肉に形成され、内胴８６の後半部分８６ｂには隔壁１０Ａの外周部が固定されている。前半部分８６ａの外周側には止水機構８８を収容するための環状凹部８８ａが形成されている。トンネル掘進状態においては、内胴８６は外胴８５に複数の固定部材８９を介して固定されており、外胴８５に対する相対移動が規制されている。
【００４０】
内胴押出し駆動手段８７は、内胴８６等を外胴８５に対して駆動するためのものである。内胴押出し駆動手段８７は、複数の中折れジャッキ１４ｂを有し、中折れジャッキ１４ｂの先端部は内胴８６の固定部８６ｂ及び外周側隔壁１０Ａｂに固定された連結部材９０ａにピン９１を介して連結され、中折れジャッキ１４の後端部は中折れ部材５０に固定された連結部材９０ｂにピン９１を介して連結されている。この中折れジャッキ１４ｂは、内胴８６等を押出し駆動するために、第１シールド掘進機１の中折れジャッキ１４ｂよりも長いものが装着されている。
【００４１】
止水機構８８は、内胴８６の先端部の環状凹部８８ａに収容され、外胴８５に保護されている。止水機構８８は、図４に示すように、環状弾性膜部材９２と、環状シール部材９３と、加圧水注入管９４を含む加圧水注入手段等を備えている。環状弾性膜部材９２は、可撓性であって、前端部及び後端部を環状の固定金具９５で環状凹部８８ａに固定されている。環状シール部材９３は、環状弾性膜部材９２の外周側に設けられ、前端部が固定金具９５により環状弾性膜部材９２と共に環状凹部８８ａに固定されている。環状シール部材９３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を弾力性に優れる合成ゴム又は合成樹脂で包み込んだ構造のものである。地中接合の際には、図４に示すように、加圧水供給手段により環状弾性膜部材９２に加圧水が供給されて膨張し、その環状弾性膜部材９２に押圧された環状シール部材９３が第１シールド掘進機１の外胴６の内周面に当接して内胴８６と外胴６との間をシールし、トンネル内への泥土の浸入を防ぐ。尚、トンネル掘進時などは、止水機構８８は、シール９６により泥土の浸入が防がれているので破損することがない。
【００４２】
裏込剤供給手段は、裏込剤吐出管９７と、第２シールド掘進機２の後方に設けられた後方台車に設置された裏込剤供給源等を備えており、裏込剤供給源から供給された裏込剤を裏込剤吐出管９７を介して内胴８６の外面側に吐出する。
【００４３】
次に、両シールド掘進機１, ２を相接近方向へ掘進させて両者を地中で接合する地中接合方法について説明する。
最初に、第１段階で、図５に示すように、第１シールド掘進機１によりトンネルを掘進していき、第１シールド掘進機１が接合地点に到着すると、チャンバー９内の泥土や土砂を排出した後、高濃度泥水供給手段によりチャンバー９内に高濃度泥水を充填し、切羽の安全を図る。次に、ロータリージョイント２５を撤去する。次に、カッターディスク８に対して外胴６を前方へ押出すために、出退型ローラーカッター２２ｂをカッターディスク８内に収容する。
【００４４】
次に、第２段階で、図６に示すように、スクリューコンベア７５内の泥土を凝固させて、地中接合に不要なスクリューコンベア７５の後半部分を撤去し、同時に、エレクタ１６等も撤去する。次に、中折れ部材５０と中胴５を溶接し、相対移動不可能に固定する。次に、各スプレッダ５９の位置において固定部材６１をセグメントＳの先端部に当接するように後胴１１の内面に溶接固定し、後退駆動手段１９であるシールドジャッキ１５のロッド５６を伸長状態にして、ロッド５６の後端部をその固定部材６１に板部材６０を介してボルトで固定し、シールドジャッキ１５の前端部を連結部材６２ａ, ６２ｂとピン６２ｃと連結棒６３を介して外周側隔壁１０ｂに固定する。尚、セグメントＳの先端部に固定する固定部材６１は、止水機能も有し、セグメントＳと後胴１１の間からの水の浸入を防いでいる。次に、中折れジャッキ１４ａと、ストッパー４６等を撤去する。次に、連結部材７１ａを中折れ部材５０に溶接固定し、各スリット４５に対応する位置に連結部材７１ｂをスリット４５の後端位置で外胴６に固定し、外胴押出しジャッキ７０を両連結部材７１ａ, ７１ｂにピン７２で取り付けて、外胴６を押出すための外胴押出し駆動手段１８を設置する。次に、外胴６と中胴５を固定している固定部材４７ａを撤去して固定解除し、外胴６を中胴５に対して相対移動可能にする。
【００４５】
次に、第３段階で、図７に示すように、外胴押出し手段１８の外胴押出しジャッキ７０を伸長状態にし、矢印で示す方向に、外胴６を中胴５に対して第１所定距離前進させる。この際、外胴６の先端部は、地山に当接するまで、前進限界位置まで前進している。次に、中胴５と外胴６を溶接固定し、相対移動を規制する。
次に、第４段階で、図８に示すように、全部の外胴押出しジャッキ７０と連結部材７１ａ, ７１ｂ等を撤去し、中胴５のスリット４５に塞ぎ板９８を被せて溶接し塞ぐ。次に、中胴５と内胴７との相対移動を規制している固定部材４７ｂを撤去し、固定を解除する。シールドジャッキ１５のフランジ５７とリングウエブ５１とを連結しているボルトを外し、シールドジャッキ１５を中胴５と後胴１１に対して相対移動可能にする。
【００４６】
次に、第５段階で、図９に示すように、後退駆動手段１９の複数のシールドジャッキ１５を収縮状態にし、内胴７とカッターディスク８と隔壁１０などを中胴５に対して掘進方向と反対方向（矢印方向）へ後退させる。次に、第６段階で、図１０に示すように、シールドジャッキ１５と外周側隔壁１０ｂとを連結している連結棒６３を取り外し、シールドジャッキ１５を伸長状態にし、シールドジャッキ１５の前端部に固定された連結部材６２ａと外周側隔壁１０ｂの連結部材６２ｂとを直接連結する。次に、第７段階で、図１１に示すように、シールドジャッキ１５を再度収縮状態にし、内胴７とカッターディスク８と隔壁１０などを中胴５に対して掘進方向と反対方向（矢印方向）へ後退させ、内胴７と中胴５とを再度溶接固定する。この状態で、内胴７とカッターディスク８と隔壁１０は中胴５に対して掘進時よりも第２所定距離後退し、第１シールド掘進機１の前端部分に第２シールド掘進機２が嵌入するための嵌入スペースが形成される。
【００４７】
次に、第８段階で、図１２に示すように、第２シールド掘進機２によりトンネルを対向状に掘進し、地中接合地点に接近してきた第２シールド掘進機２のロータリージョイント２５を撤去し、第１シールド掘進機１のチェックボーリング用バルブ２８からチェックボーリングを行い、第１, 第２シールド掘進機１, ２の相対位置のズレを調べ、第２シールド掘進機２の掘進方向を調整しつつ接近し、掘進させる。次に、第９段階で、図１３に示すように、シールドジャッキ１５Ａを伸長しつつ、第２シールド掘進機２のカッターディスク８Ａの前面部が第１シールド掘進機１で掘削した領域まで略到達したら、スライドジャッキ３３Ａを収縮させて出退型ローラーカッター２２Ａｂをカッターディスク８Ａ内に収容する。
【００４８】
次に、第１０段階で、図１４に示すように、第２シールド掘進機２のカッターディスク８Ａが第１シールド掘進機１の外胴６の前端部に形成された嵌入スペースに嵌入するまで、更に第２シールド掘進機２を掘進させ、両シールド掘進機１, ２の外胴６, ８５の先端同士を当接させる。次に、第２シールド掘進機２のチャンバー９Ａの泥土と土砂を排出し、そのチャンバー９Ａに高濃度泥水を充填する。
次に、第１１段階で、図１５に示すように、第２シールド掘進機２の外胴８５と内胴８６とを固定する固定部材８９を撤去して固定解除し、内胴８６を外胴８５に対して相対移動可能にする。次に、内胴押出し駆動手段８７における複数の中折れジャッキ１４ｂを伸長状態にし、内胴８６の前半部分８６ａと止水機構８８が第１シールド掘進機１の外胴６の前端部に内嵌状に嵌入するまで、内胴８６とカッターディスク８Ａと隔壁１０Ａとを外胴８５に対し押出す。この際、外胴６, ８５の先端同士が当接しているので止水装置８８が泥土に暴露されることなく、また、内胴８６の先端部により、第１シールド掘進機１の外胴６の内周面の泥土が除去されるので、泥土が噛み込むことなく、止水装置８８を外胴６に嵌入させることができるから、止水性能が向上する。
【００４９】
次に、第１２段階で、図１６に示すように、第２シールド掘進機２のスクリューコンベア７５Ａ内の泥土を凝固させ、スクリューコンベア７５Ａの後半部分を撤去する。同時に、エレクタ１６Ａ等を撤去する。
次に、図４に示すように、加圧水供給手段により、止水機構８８の環状弾性膜部材９２の内側へ加圧水を供給し、環状弾性膜部材９２を外側へ膨張させ、環状シール部材９３を付勢して第１シールド掘進機１の外胴６と第２シールド掘進機２の内胴８６の間を止水する。次に、裏込剤供給手段により裏込剤吐出管９７を介して、内胴８６の外面側及び外胴６, ８５の外面側へ裏込剤を吐出し、止水機構８８の外面側と外胴６, ８５との当接個所等を止水する。次に、第２シールド掘進機２の内胴８６の前半部分８６ａの先端部と第１シールド掘進機１の外胴６との間を止水するために、リング状の止水部材９９を溶接固定する。次に、第１３段階で、図１７に示すように、両シールド掘進機１, ２の内部構造を全て撤去し、地中接合を完成させる。
【００５０】
以上説明した第１, 第２シールド掘進機１, ２による地中接合の作用、効果について説明する。
第１シールド掘進機１は、第２シールド掘進機２が貫入するための嵌入スペースをカッターディスク８の後退のみならず、外胴押出し手段１８により外胴６を掘進方向に押出すことで形成しているので、カッターディスク８を後退させるのみで嵌入スペースを確保する場合に比べ、カッターディスク８の後退距離が短くなる。それゆえ、第１シールド掘進機１の機長が短くなり、それに伴い、第１シールド掘進機１を導入するための立坑を小さくすることができ、第１シールド掘進機１の旋回性能が向上し、第１シールド掘進機１の製造コストが減少する。
【００５１】
また、第２シールド掘進機２に設けられた止水機構８８は、トンネル掘進状態においては、第２シールド掘進機２の外胴８５により保護され、地中接合時においては、止水機構８８が内胴８６と共に押出される際には、両シールド掘進機１, ２の外胴６, ８５の先端同士が当接した状態なので、外胴６, ８５に保護され、止水機構８８が掘削した泥土に暴露させることがなく、止水機構８８の破損を防ぐことができるので、止水性能が向上している。更に、止水機構８８は第２シールド掘進機２の内胴８６と共に押出されるため、その内胴８６の先端部により第１シールド掘進機１の外胴６に堆積された泥土が取り除かれるため、環状シール部材９３と外胴６との間に泥土が噛み込むことがなく、止水性能が向上する。
【００５２】
第１シールド掘進機１の外胴６を押出すための外胴押出しジャッキ７０の一端をスリット４５により露出している外胴６の後端部に固定された連結部材７１ｂに連結し、他端を中折れ部材５０に固定された連結部材７１ａに固定し、この状態で押出し駆動手段１８を駆動すると中胴５に対して外胴６を押出すことが可能になるので、第１シールド掘進機１の構成を複雑にすることなく、第１シールド掘進機１に外胴押出し駆動手段１８を容易に配設することができる。
【００５３】
地中接合の際に、両シールド掘進機１, ２のカッターディスク８, ８Ａの外周部の出退型ローラーカッター２２ｂ, ２２Ａｂをカッターディスク８の外周より内側へ収容した後、第１シールド掘進機１のカッターディスク８を後退駆動し、第２シールド掘進機２のカッターディスク８Ａを押出し駆動する。それゆえ、地中接合の際、両シールド掘進機１, ２の外胴６, ８５等を損傷することなく、カッターディスク８を後退駆動させ、カッターディスク８Ａを押出し駆動することができる。
【００５４】
トンネル掘進状態では、固定部材４７ａ, ４７ｂ, ８９により第１シールド掘進機１の外胴６と中胴５、中胴５と内胴７、第２シールド掘進機２の外胴８５と内胴８６を固定し、地中接合の際には、夫々を固定部材４７ａ, ４７ｂ, ８９を外すだけで前記各胴間の固定を解除することが可能である。それゆえ、地中接合の際、各胴部材を夫々相対移動するための工程が簡単化している。
【００５５】
第１シールド掘進機１の後退駆動手段１９が、トンネル掘進時に推進力を得るためのシールドジャッキ１５を兼用することで、第１シールド掘進機１の構造が簡単化している。第２シールド掘進機２の内胴押出し駆動手段８７が、トンネル掘進時に旋回するための中折れジャッキ１４ｂを兼用することで、第２シールド掘進機２の構造が簡単化している。
裏込剤吐出管９７から地中接合の際に内胴８６の外面側に裏込剤を吐出したり、第２シールド掘進機２の内胴８６の先端部と第１シールド掘進機１の外胴６とを止水部材９９で止水することで、止水性能が向上している。
【００５６】
次に、本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）外胴押出し駆動手段１８, 後退駆動手段１９, 内胴押出し手段８７は、前記実施の形態に関わらず、夫々の手段が前記実施形態と同じように作用する構成であればよい。
２）止水機構８８とは、異なる構成の止水機構を適用してもよい。
３）第１シールド掘進機１は、第２工程が終了した時点で、後退駆動手段１９、排土設備１７等を撤去し、別のシールド掘進機に設置することで設備投資を減少させることができる。
本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施の形態に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【００５７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、第１シールド掘進機は、第２シールド掘進機が嵌入するための嵌入スペースをカッターディスクの後退のみならず、外胴を掘進方向に押出すことで形成することが可能に構成されているので、カッターディスクを後退させるのみで嵌入スペースを確保する場合に比べ、カッターディスクの後退距離が短くなる。それゆえ、第１シールド掘進機の機長が短くなり、それに伴い、シールド掘進機を導入するための立坑を小さくすることができ、シールド掘進機の旋回性能が向上し、シールド掘進機の製造コストが減少する。また、第２シールド掘進機に設けられた止水手段は、トンネル掘進状態においては、第２シールド掘進機の外胴により保護されるため、止水手段が土砂に暴露されることがない。従って、止水手段が掘削した泥土により破損することがなく、止水性能が向上する。
【００５８】
請求項２の発明によれば、止水手段は第２シールド掘進機の内胴と共に押出されるため、その内胴の先端部により第１シールド掘進機の外胴内面に付着した泥土が取り除かれるので、止水手段と第１シールド掘進機の外胴の内周面との間に泥土が噛み込むことがない。また、両シールド掘進機の外胴同士が当接した状態で、内胴と共に止水手段を押出すので、地中接合の際も、止水主段が土砂に暴露されることがない。即ち、この地中接合型シールド掘進機においては、構造を複雑にすることなく、止水性能が向上する。その他、請求項１と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
請求項３の発明によれば、第１シールド掘進機の外胴を押出すための、例えばジャッキなどの押出し駆動手段の出力端をスリットにより露出している外胴に連結部材などを介して固定し、他端を中胴若しくは中胴に固定された連結部材などに固定し、この状態で押出し駆動手段を駆動すると中胴に対して外胴を押出すことが可能になるので、第１シールド掘進機の構成を複雑にすることなく、第１シールド掘進機に押出し駆動手段を配設することが可能になる。その他、請求項１又は２と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
請求項４の発明によれば、地中接合の際に、両シールド掘進機のカッターディスク外周部のローラカッターをカッターディスクの外周より内側へ収容した後、第１シールド掘進機のカッターディスクを後退駆動し、また、第２シールド掘進機のカッターディスクを押出し駆動する。それゆえ、地中接合の際、外胴等を損傷することなくカッターディスクを押出し又は後退駆動することができる。その他、請求項１〜３と同様の効果を奏することができる。
請求項５の発明によれば、トンネル掘進時には、固定部材により第１シールド掘進機の外胴と中胴、中胴と内胴、第２シールド掘進機の外胴と内胴を固定し、地中接合の際には、夫々を固定部材を外すことで前記各胴間の固定を解除することが可能である。それゆえ、地中接合の際、第１シールド掘進機の外胴と内胴及び第２シールド掘進機の内胴を夫々相対移動する際に労力が軽減できる。その他、請求項１〜４と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
請求項６の発明によれば、第１シールド掘進機の後退駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機の推進力を得るためのシールドジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡単化することができる。その他、請求項５と同様の効果を奏することができる。
請求項７の発明によれば、第２シールド掘進機の押出し駆動手段が、トンネル掘進時にシールド掘進機が旋回するための中折れジャッキを兼用することで、シールド掘進機の構造を簡易化することができる。その他、請求項６と同様の効果を奏することができる。
請求項８の発明によれば、裏込剤吐出管から地中接合の際に内胴の外面側に裏込剤を吐出するので、止水性能を向上させることができる。その他、請求項１〜７と同様の効果を奏することができる。
請求項９の発明によれば、請求項１又は２の発明と略同様の効果を奏することができる。
【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】出退型ローラーカッターの断面図である。
【図３】第２シールド掘進機の縦断面図である。
【図４】止水機構の断面図である。
【図５】地中接合の第１の段階を説明するための図である。
【図６】地中接合の第２の段階を説明するための図である。
【図７】地中接合の第３の段階を説明するための図である。
【図８】地中接合の第４の段階を説明するための図である。
【図９】地中接合の第５の段階を説明するための図である。
【図１０】地中接合の第６の段を説明するための図である。
【図１１】地中接合の第７の段階を説明するための図である。
【図１２】地中接合の第８の段階を説明するための図である。
【図１３】地中接合の第９の段階を説明するための図である。
【図１４】地中接合の第１０の段階を説明するための図である。
【図１５】地中接合の第１１の段階を説明するための図である。
【図１６】地中接合の第１２の段階を説明するための図である。
【図１７】地中接合の第１３の段階を説明するための図である。
【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
５, ８６ 中胴
６, ８５ 外胴
７ 内胴
８, ８Ａ カッターディスク
９, ９Ａ チャンバー
１０, １０Ａ 隔壁
１４ｂ 中折れジャッキ
１５ シールドジャッキ
１８ 外胴押出し駆動手段
１９ 後退駆動手段
２２ｂ, ２２Ａｂ 出退型ローラーカッター
４５ スリット
４７ａ, ４７ｂ, ８９ 固定部材
７０ 外胴押出しジャッキ
８８ 止水機構
Claims (9)
- 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両者を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、
受入れ側の第１シールド掘進機は、カッターディスクと、円筒状の中胴と、中胴に摺動可能に外嵌された外胴と、中胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、外胴を中胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に中胴に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段とを備え、
貫入側の第２シールド掘進機は、カッターディスクと、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴の先端部分の外周部に装備されて外胴で保護された止水手段であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機の外胴の内周面との間を止水する止水手段とを備え、 たことを特徴とする地中接合型シールド掘進機。 - 地中接合に際して、第１シールド掘進機の外胴を掘進方向に第１所定距離前進させると共に内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向へ第２所定距離後退させ、第２シールド掘進機のカッターディスクを第１シールド掘進機の外胴の前端部に内嵌させて両シールド掘進機の外胴同士を当接させた状態で、第２シールド掘進機の内胴とカッターディスクと隔壁とを外胴に対して前進させることにより内胴の先端部分と止水手段を第１シールド掘進機の外胴に内嵌させるように構成し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。
- 第１シールド掘進機の中胴には、外胴を押し出し駆動する為に、掘進方向と平行方向向きの複数のスリットが形成され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。
- 第１, 第２シールド掘進機のカッターディスクは、前面部と外周部に複数のローラーカッターを備え、前記外周部のローラーカッターをカッターディスクの外周より内側へ収容可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の地中接合型シールド掘進機。
- トンネル掘進時には、第１シールド掘進機の外胴と中胴、中胴と内胴、第２シールド掘進機の外胴と内胴は、夫々、複数の固定部材を介して固定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の地中接合型シールド掘進機。
- 第１シールド掘進機の後退駆動手段は、複数のシールドジャッキからなる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。
- 第２シールド掘進機の押出し駆動手段は、複数の中折れジャッキからなることを特徴とする請求項６に記載の地中接合型シールド掘進機。
- 前記第２シールド掘進機の内胴の先端部分に、内胴の外面側へ裏込剤を吐出する裏込剤吐出管を設けたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の地中接合型シールド掘進機。
- 第１, 第２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地中接合方法において、
受入れ側の第１シールド掘進機に、カッターディスクと、円筒状の中胴と、中胴に摺動可能に外嵌された外胴と、中胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、外胴を中胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に中胴に対して掘進方向と反対方向に後退駆動可能な後退駆動手段とを予め設け、
貫入側の第２シールド掘進機に、カッターディスクと、円筒状の外胴と、外胴の先端部分に摺動可能に内嵌され且つカッターディスクの背面側チャンバーを区画する隔壁の外周部に固定された円筒状の内胴と、内胴をカッターディスク及び隔壁と共に外胴に対して掘進方向に押出し駆動可能な押出し駆動手段と、内胴の先端部分の外周部に装備されて外胴で保護された止水手段であって、地中接合状態のとき第１シールド掘進機の外胴の内周面との間を止水する止水手段とを予め設け、
トンネル掘進時には、第１シールド掘進機においては中胴と外胴、中胴と内胴を解除可能に固定し、第２シールド掘進機においては内胴と外胴を解除可能に固定しておき、
地中接合に際して、第１シールド掘進機の中胴と外胴の固定を解除して外胴を中胴に対して掘進方向に第１所定距離押出した後外胴を中胴に再度固定する第１工程と、
第１シールド掘進機の中胴と内胴の固定を解除して内胴とカッターディスクと隔壁を中胴に対して掘進方向と反対方向に第２所定距離後退させた後内胴を中胴に再度固定する第２工程と、
第２シールド掘進機のカッターディスクが第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで第２シールド掘進機を第１シールド掘進機に対向状に掘進させ、両シールド掘進機の外胴同士を当接させる第３工程と、
第２シールド掘進機の内胴と外胴の固定を解除し、内胴の前端部分と止水手段が第１シールド掘進機の外胴に嵌入するまで、外胴に対して内胴とカッターディスクと隔壁を押出す第４工程と、
第１シールド掘進機の外胴と第２シールド掘進機の内胴との間を止水手段によって止水する第５工程と、
を備えたことを特徴とする地中接合型シールド掘進機の地中接合方法。
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