JP2012188895A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

【課題】メインビットの更なる摩耗低減を図ることにより、シールド掘進工の更なる長距離化を可能とする。
【解決手段】シールド掘進機１は、掘進機本体３の前部に回転可能に設けられたカッタヘッド４と、カッタヘッド４前面に配設され地山を切削するためのメインビット２１、２２と、カッタヘッド４前面に高低差をつけて配設されメインビット２１、２２による切削に先行して地山を切削するための固定式先行ビット２３、２４と、カッタヘッド４前面にカッタヘッド４前面から所定突出量Ｐ突出させて配設され掘進方向前方に押出可能な可動式先行ビット２５と、可動式先行ビット２５を掘進方向前方に押し出す押出装置２８とを備え、一次固定式先行ビット２３の摩耗が所定摩耗量進行した後、可動式先行ビット２５が二次固定式先行ビット２４よりも掘進方向前方に位置するように可動式先行ビット２５が押出装置２８によって掘進方向前方に押し出されるものである。
【選択図】図６

Description

本発明は、シールド掘進工に用いられるシールド掘進機に関する。

シールド掘進機は、一般に、掘進機本体の前部に回転可能に設けられたカッタヘッドを備えており、そのカッタヘッドの前面には、地山を切削するためにカッタビット（メインビット）が複数配設されている。このメインビットは、地山を切削することで摩耗する。このため、メインビットの摩耗低減を図る技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、先行ビットをメインビット（後行ビット）の前方に配置することにより、メインビットの摩耗低減を図る技術が開示されている（先行ビットの採用）。先行ビットは、地山に先行切削溝を形成するためのビットである。

また、特許文献２には、同一円周上に位置する先行ビットに高低差をつけることにより、先行ビットの長寿命化を図り、結果としてメインビットの摩耗低減を図る技術が開示されている（高低差配置の採用）。高低差配置は、突出高さが高い方のカッタビットが摩耗したら、次に突出高さが低い方のカッタビットの効力を発揮させ、カッタビットの寿命の向上を図る技術である。

特開２０００−２８２７８２号公報 特開２０００−６４７８５号公報

近年、シールド掘進工は徐々に長距離化する傾向にある。従来の長距離のシールド掘進工では掘進距離が１０ｋｍ未満（例えば、８〜９ｋｍ）であったが、掘進距離が１０ｋｍを超える超長距離のシールド掘進工（例えば、約１５ｋｍ）となることを想定すると、メインビットの更なる摩耗低減策が必要となる。

そこで、本発明の目的は、メインビットの更なる摩耗低減を図ることにより、シールド掘進工の更なる長距離化を可能とすることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、掘進機本体の前部に回転可能に設けられたカッタヘッドと、前記カッタヘッド前面に配設され、地山を切削するためのメインビットと、前記カッタヘッド前面に、前記カッタヘッド前面からの突出高さに二段階の高低差をつけて配設され、前記メインビットによる切削に先行して地山を切削するための固定式先行ビットと、前記カッタヘッド前面に、低い方の前記固定式先行ビットの突出高さよりも小さい所定突出量だけ前記カッタヘッド前面から突出させて配設され、掘進方向前方に押出可能な可動式先行ビットと、前記可動式先行ビットを掘進方向前方に押し出す押出装置とを備え、高い方の前記固定式先行ビットの摩耗が所定摩耗量進行した後、前記可動式先行ビットが低い方の前記固定式先行ビットよりも掘進方向前方に位置するように前記可動式先行ビットが前記押出装置によって掘進方向前方に押し出されるものである。

前記可動式先行ビットは、前記カッタヘッドの径方向に沿って千鳥配置されているものであっても良い。

前記可動式先行ビットは、前記カッタヘッドの外周部に配設されているものであっても良い。

前記押出装置は、一端が前記カッタヘッドに連結され、他端に前記可動式先行ビットが固定された流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダが伸長した状態で前記流体圧シリンダの縮退を機械的に規制するロック機構とを有するものであっても良い。

前記シールド掘進機は、前記カッタヘッド前面に配設され、高い方の前記固定式先行ビットの摩耗が前記所定摩耗量進行したことを検知する摩耗検知ビットを更に備えるものであっても良い。

本発明によれば、メインビットの更なる摩耗低減を図ることにより、シールド掘進工の更なる長距離化を可能とすることができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の側断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は可動式先行ビットの収納時を示す図であり、（ｂ）は可動式先行ビットの押出時を示す図である。 メインビット及び先行ビットの高さ関係図である。 （ａ）は本発明の他の実施形態に係るシールド掘進機のカッタヘッドを示す概略的な側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１から図３に示すように、シールド掘進機１は、筒状（本実施形態では、円筒状）のシールドフレーム２を有する掘進機本体３と、掘進機本体３の前部に回転可能に配設され、地山を切削するカッタヘッド４と、カッタヘッド４によって切削された土砂を掘進機本体３の内部に取り込むための排土装置（本実施形態では、スクリューコンベヤ）５と、掘進機本体３の内部に配設され、セグメント６をシールドフレーム２の内周面に沿ってリング状に組み立てるエレクタ（図示せず）と、シールドフレーム２の内周面に周方向に間隔を隔てて配設され、リング状に組み立てられたセグメント６に反力を取って掘進機本体３を前進させるための推進ジャッキ（シールドジャッキ）７とを備えている。

シールドフレーム２には、その内部を掘進方向の前後に仕切る隔壁（バルクヘッド）８が設けられており、隔壁８には、カッタヘッド４が、掘進方向に沿った軸（回転軸）と平行な軸廻りに回転可能に支持されている。詳しくは、カッタヘッド４の掘進方向後方側の面（後面）には、掘進方向後方に延出された中間ビーム９が周方向に間隔を隔てて複数配設されており、中間ビーム９の端部が、隔壁８に回転可能に支持された回転リング１０に接続されている。即ち、カッタヘッド４は、中間ビーム９及び回転リング１０を介して、隔壁８に回転可能に支持されている。よって、回転リング１０をモータ１１及びギヤ１２を介して回転させることで、カッタヘッド４が回転駆動される。カッタヘッド４で切削された土砂は、一旦、隔壁８の掘進方向前方に区画形成されたカッタ室（チャンバ）１３に取り込まれた後、隔壁８を貫通するスクリューコンベヤ５によって隔壁８の掘進方向後方の坑内に搬送される。

シールドフレーム２は、筒状（本実施形態では、円筒状）の前胴２ｆと後胴２ｒとから構成されており、前胴２ｆと後胴２ｒとが球面継手１４を介して全方向に屈曲可能に接続され、且つ、前胴２ｆと後胴２ｒとが中折れジャッキ１５を介して連結されている。中折れジャッキ１５は、シールドフレーム２の周方向に間隔を隔てて複数配設されている。

カッタヘッド４は、その回転中心の部分に配設された中心部１６と、中心部１６に放射状に取り付けられた複数の第一カッタスポーク１７と、第一カッタスポーク１７に円弧状の連結部材１８を介して取り付けられた複数の第二カッタスポーク１９とを有している。第一カッタスポーク１７と第二カッタスポーク１９とがカッタヘッド４の周方向に交互に配設されており、隣り合う第一カッタスポーク１７及び第二カッタスポーク１９の先端同士が円弧状の連結部材２０で連結されている。また、第一カッタスポーク１７及び第二カッタスポーク１９の掘進方向後方側の面には、中間ビーム９が取り付けられている。

カッタヘッド４（本実施形態では、第一カッタスポーク１７及び第二カッタスポーク１９）の前面には、地山を切削するためのメインビット２１、２２が、カッタヘッド４の前面からの突出高さに二段階の高低差をつけて配設されている。メインビット２１、２２は、突出高さが後述する固定式先行ビット２３、２４の突出高さよりも低く且つ切削幅が固定式先行ビット２３、２４の切削幅よりも広くなるように形成されているものである。即ち、メインビット２１、２２は、固定式先行ビット２３、２４によって地山に形成された先行切削溝間の地山凸部を切削するためのものである。

本実施形態では、カッタヘッド４の前面からの突出高さが高い方（高側）のメインビット２１を一次メインビットとも称し、カッタヘッド４の前面からの突出高さが低い方（低側）のメインビット２２を二次メインビットとも称する。即ち、一次メインビット２１の突出高さＨｍ１は、二次メインビット２２の突出高さＨｍ２よりも高くなるように設定されている（図６参照）。なお、図２においては、メインビット２１、２２の内、一次メインビット２１にハッチングを付している。

一次メインビット２１及び二次メインビット２２はそれぞれ、カッタヘッド４の前面に溶接された母材としてのシャンク材２１ａ、２２ａと、シャンク材２１ａ、２２ａの回転方向一端部にロー付けされた切削刃としての超硬チップ２１ｂ、２２ｂとを有する片刃式のものである（図６参照）。一次メインビット２１及び二次メインビット２２のシャンク材２１ａ、２２ａは例えばＳＳ材からなり、超硬チップ２１ｂ、２２ｂは例えばタングステンカーバイト焼結金属（より詳しくは、ＪＩＳ−Ｅ３〜Ｅ５材）からなる。

一次メインビット２１及び二次メインビット２２は、カッタヘッド４の内周部及び外周部に配設されている。また、一次メインビット２１及び二次メインビット２２は、同一円周上に配置されている。この配置により、メインビット２１、２２については、先ず一次メインビット２１によって地山が切削され、一次メインビット２１がある程度摩耗した後は二次メインビット２２によって地山が切削される。

また、カッタヘッド４（本実施形態では、第一カッタスポーク１７及び第二カッタスポーク１９）の前面には、メインビット２１、２２による切削に先行して地山を切削するための固定式先行ビット２３、２４が、カッタヘッド４の前面からの突出高さに二段階の高低差をつけて配設されている。固定式先行ビット２３、２４は、突出高さがメインビット２１、２２よりも高く且つ切削幅がメインビット２１、２２の切削幅よりも狭くなるように形成されている。固定式先行ビット２３、２４の切削性を向上させるため、固定式先行ビット２３、２４のすくい角及び逃げ角をそれぞれ、メインビット２１、２２のすくい角及び逃げ角と同等角度としている（図６参照）。

本実施形態では、カッタヘッド４の前面からの突出高さが高い方（高側）の固定式先行ビット２３を一次固定式先行ビットとも称し、カッタヘッド４の前面からの突出高さが低い方（低側）の固定式先行ビット２４を二次固定式先行ビットとも称する。即ち、一次固定式先行ビット２３の突出高さＨｐ１は、二次固定式先行ビット２４の突出高さＨｐ２よりも高くなるように設定されている（図６参照）。なお、図２においては、固定式先行ビット２３、２４の内、一次固定式先行ビット２３にハッチングを付している。

一次固定式先行ビット２３及び二次固定式先行ビット２４はそれぞれ、カッタヘッド４の前面に溶接された母材としてのシャンク材２３ａ、２４ａと、シャンク材２３ａ、２４ａの回転方向両端部及び回転方向中間部にロー付けされた切削刃としての超硬チップ２３ｂ、２４ｂとを有する両刃式のものである（図６参照）。一次固定式先行ビット２３及び二次固定式先行ビット２４のシャンク材２３ａ、２４ａは例えばＳＳ材からなり、超硬チップ２３ｂ、２４ｂは例えばタングステンカーバイト焼結金属（より詳しくは、ＪＩＳ−Ｅ３〜Ｅ５材）からなる。

一次固定式先行ビット２３及び二次固定式先行ビット２４は、カッタヘッド４の内周部及び外周部に配設されている。一次固定式先行ビット２３及び二次固定式先行ビット２４は、互いに同一円周上に配置されていると共に、メインビット２１、２２に対してはカッタヘッド４の径方向にずらして配置されている。この配置により、固定式先行ビット２３、２４は、メインビット２１、２２による切削に先行して地山を切削して地山に先行切削溝を形成する。また、固定式先行ビット２３、２４については、基本的に、先ず一次固定式先行ビット２３によって地山が切削され、一次固定式先行ビット２３がある程度摩耗した後は二次固定式先行ビット２４によって地山が切削される。

また、カッタヘッド４（本実施形態では、第二カッタスポーク１９）の前面には、掘進方向前方に押出可能な可動式先行ビット２５が、二次固定式先行ビット２４の突出高さＨｐ２よりも小さい所定突出量Ｐカッタヘッド４の前面から突出させた状態で配設されている（図６参照）。即ち、可動式先行ビット２５の突出量Ｐは、二次固定式先行ビット２４の突出高さＨｐ２よりも小さくなるように設定されている。可動式先行ビット２５の切削性を向上させるため、可動式先行ビット２５のすくい角及び逃げ角をそれぞれ、メインビット２１、２２のすくい角及び逃げ角と同等角度としている（図６参照）。

可動式先行ビット２５は、後述する油圧シリンダ３０の先端に溶接された母材としてのシャンク材２５ａと、シャンク材２５ａの回転方向両端部にロー付けされた切削刃としての超硬チップ２５ｂとを有する両刃式のものである（図６参照）。可動式先行ビット２５のシャンク材２５ａは例えばＳＳ材からなり、超硬チップ２５ｂは例えばタングステンカーバイト焼結金属（より詳しくは、ＪＩＳ−Ｅ３〜Ｅ５材）からなる。

可動式先行ビット２５は、カッタヘッド４の外周部に配設されている。可動式先行ビット２５は、固定式先行ビット２３、２４と同一円周上に配置されている。

本実施形態では、カッタヘッド４への取付時（図５（ａ）参照）に可動式先行ビット２５をカッタヘッド４の前面から突出させているが、カッタヘッド４の掘進方向前方に浮遊しているのが土砂であれば（即ち、礫の発生がほとんど生じないのであれば）、カッタヘッド４の前面から突出させた状態でも可動式先行ビット２５の摩耗が進行しないと判断できる。よって、事前に可動式先行ビット２５をカッタヘッド４の前面から突出させている。このように、事前に可動式先行ビット２５をカッタヘッド４の前面から突出させておくことにより、可動式先行ビット２５をカッタヘッド４内に完全に没入させておく場合と比較して、油圧シリンダ３０の高ストローク化を抑制でき、結果としてカッタヘッド４の奥行きの大型化を抑制できる。しかしながら、地山の条件によっては、可動式先行ビット２５の一部分をカッタヘッド４内に没入させる場合もある。

本実施形態では、同一円周上に配置する可動式先行ビット２５の切削パス数を増やすため（本実施形態では、三パス）、可動式先行ビット２５を取り付ける第二カッタスポーク１９のスポーク幅を第一カッタスポーク１７のスポーク幅よりも大きくし、且つ、その第二カッタスポーク１９に、可動式先行ビット２５をカッタヘッド４の径方向に沿って千鳥配置している（図２参照）。

さらに、カッタヘッド４（本実施形態では、第二カッタスポーク１９）の前面には、一次メインビット２１の摩耗を検知するための摩耗検知ビット（本実施形態では、超音波式摩耗検知ビット）２６と、一次固定式先行ビット２３の摩耗を検知するための別の摩耗検知ビット（本実施形態では、油圧式摩耗検知ビット）２７とが配設されている（図２参照）。

超音波式摩耗検知ビット２６は、一次メインビット２１と同じ突出高さに設定した超音波式摩耗検知ビット２６の母材に超音波探査子を埋め込み、超音波探査子によって超音波式摩耗検知ビット２６の摩耗量を連続的に測定するものである。なお、超音波式摩耗検知ビット２６の母材に一次メインビット２１と同材質の超硬チップを埋め込むようにしても良い。また、超音波式摩耗検知ビット２６の母材は一次メインビット２１と同形状であっても良く、異なる形状であっても良い。

油圧式摩耗検知ビット２７は、検知ポイントが一次固定式先行ビット２３の所定摩耗量（許容摩耗量）Ｌに設定されているものである。本実施形態では、第二カッタスポーク１９の最外周部及び長手方向中間部にそれぞれ、油圧式摩耗検知ビット２７を配置している。なお、油圧式摩耗検知ビット２７の母材に一次固定式先行ビット２３と同材質の超硬チップを埋め込むようにしても良い。また、油圧式摩耗検知ビット２７の母材は一次固定式先行ビット２３と同形状であっても良く、異なる形状であっても良い。

図３から図５に示すように、シールド掘進機１は、可動式先行ビット２５をカッタヘッド４の前面から突出量Ｐ突出させた状態から掘進方向前方に押し出す押出装置２８を備えている。押出装置２８は、カッタヘッド４（本実施形態では、第二カッタスポーク１９）に装着された有底筒状（本実施形態では、有底円筒状）のケーシング２９と、一端（本実施形態では、ピストンロッド３０ａ）がケーシング２９に固定され、他端（本実施形態では、シリンダチューブ３０ｂ）に可動式先行ビット２５が固定された流体圧シリンダ（本実施形態では、油圧シリンダ）３０と、油圧シリンダ３０が伸長した状態で油圧シリンダ３０の縮退を機械的に規制するロック機構３１と、可動式先行ビット２５の回転（油圧シリンダ３０の長手方向軸廻りの回転）を規制する回り止め機構３２とを有している。

油圧シリンダ３０は、ケーシング２９の底部に固定されたピストンロッド３０ａと、ピストンロッド３０ａの先端が挿入されたシリンダチューブ３０ｂとから構成されている。油圧シリンダ３０は、シリンダチューブ３０ｂがケーシング２９に摺動可能に支持されており、シリンダチューブ３０ｂの外周面とケーシング２９の内周面との間にはシール部材（本実施形態では、ダストシール３３及びＯリング３４）が介設されている。油圧シリンダ３０には、油圧配管３５が接続されている。油圧配管３５は、カッタヘッド４の中心部１６の掘進方向後方側の面に設けられた軸体３６（図１参照）の内部を通り、隔壁８に設けられたロータリジョイント３７（図１参照）を介して、隔壁８の後方即ち坑内に引き出され、油圧回路（図示せず）に接続されている。これら構成により、押出装置２８は、油圧回路（図示せず）によって油圧配管３５を介して油圧シリンダ３０に対する作動油の供給及び排出を行うことで、可動式先行ビット２５を掘進方向前方へ押し出すようになっている（図５(ｂ)参照）。

ロック機構３１は、油圧シリンダ３０のシリンダチューブ３０ｂの外周面に装着されたキー３８と、キー３８をシリンダチューブ３０ｂの径方向外側に付勢するバネ３９とを有している。キー３８はカッタヘッド４への取付時（図５（ａ）参照）にはケーシング２９の内周面に押し付けられている。そして、油圧シリンダ３０が伸長したときに、キー３８がケーシング２９の内周面に設けられているダストシール３３を収容するための溝に嵌入し、油圧シリンダ３０が伸長した状態で油圧シリンダ３０の縮退が機械的に規制される。ロック機構３１は、可動式先行ビット２５をカッタヘッド４への取付時の状態（図５（ａ）参照）から所定押し出し寸法Ｓｔ押し出した状態（図５（ｂ）及び図６参照）で、油圧シリンダ３０の縮退を機械的に規制するようになっている。なお、キー３８及びバネ３９をケーシング２９の内周面に設け、キー３８が嵌入される溝をシリンダチューブ３０ｂの外周面に設けても良い。

回り止め機構３２は、油圧シリンダ３０のシリンダチューブ３０ｂの両側に形成された平面部４０と、ケーシング２９にシリンダチューブ３０ｂの平面部４０を挟み込むように装着された一対の側板（回り止め）４１とを有している。この構成により、回り止め機構３２は、側板４１によって、シリンダチューブ３０ｂの長手方向への摺動を許容しつつシリンダチューブ３０ｂの長手方向軸廻りの回転を規制するようになっている。

以上の構成からなる本実施形態の作用を説明する。

本実施形態に係るシールド掘進機１では、従来にない超長距離施工（例えば、約１５ｋｍ）を考慮し、カッタヘッド４の前面に、一次固定式先行ビット２３及び二次固定式先行ビット２４に加えて可動式先行ビット２５を配設して、先行ビット２３、２４、２５全体の寿命を更に延ばし、結果としてメインビット２１、２２の寿命を更に延ばすようにしている。

詳しくは、本実施形態に係るシールド掘進機１では、油圧式摩耗検知ビット２７によって一次固定式先行ビット２３の摩耗が許容摩耗量Ｌ進行したことを確認した後、可動式先行ビット２５の前端が二次固定式先行ビット２４の前端よりも掘進方向前方に位置するように可動式先行ビット２５を押出装置２８によって押し出し寸法Ｓｔ分、掘進方向前方に押し出すようにしている。

また、本実施形態に係るシールド掘進機１では、第二カッタスポーク１９の最外周部に配置した油圧式摩耗検知ビット２７が一次固定式先行ビット２３の摩耗を検知した場合には、第二カッタスポーク１９の長手方向中間よりも径方向外側の可動式先行ビット２５を掘進方向前方に押し出し、その後、第二カッタスポーク１９の長手方向中間部に配置した油圧式摩耗検知ビット２７が一次固定式先行ビット２３の摩耗を検知した場合には、第二カッタスポーク１９の長手方向中間よりも径方向内側の可動式先行ビット２５を掘進方向前方に押し出すようにしている。一般的に カッタヘッド４の径方向外側へいくほど周方向の切削距離が長くなるので一次固定式先行ビット２３は径方向外側に配設されたものほど摩耗しやすい。そのため、本実施形態に係るシールド掘進機１では、可動式先行ビット２５を二組に分けて掘進方向前方に押し出すようにしている。

ここで、可動式先行ビット２５を掘進方向前方に押し出す際には、可動式先行ビット２５を油圧シリンダ３０の力によって地山に貫入させても良く、中折れジャッキ１５を縮退させることにより前胴２ｆを後胴２ｒ側に後退させて、可動式先行ビット２５と地山との間に隙間を形成した後、可動式先行ビット２５を油圧シリンダ３０によって押し出すようにしても良い。

要するに本実施形態に係るシールド掘進機１によれば、上述の可動式先行ビット２５の作動により、掘進方向前方に押し出された可動式先行ビット２５の前端と二次固定式先行ビット２４の前端との高さの差分、先行ビット２３、２４、２５全体の寿命を延ばすことができる。従って、本実施形態に係るシールド掘進機１によれば、メインビット２１、２２が更に負担軽減され、超長距離（例えば、約１５ｋｍ）のシールド掘進工が可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、シールド掘進機１は、本実施形態では泥土圧式のものを示したが、泥水式のものであっても良い。

また、カッタヘッド４は、本実施形態ではスポークタイプのものを示したが、面板タイプのものであっても良い。

さらに、可動式先行ビット２５の可動方式は、上述の流体圧シリンダ３０による方式の他、例えばラックアンドピニオンやスピンドルの様な構造で機械的に行う方式であっても良い。図７に可動方式をラックアンドピニオン４２による方式とした可動式先行ビット２５を示す。図７に示すように、ラックアンドピニオン４２を用いた押出装置４３は、前部に可動式先行ビット２５が配設され、後部にラック４４が形成された軸部４５と、ラック４４に噛み合うピニオン４６と、ピニオン４６を回転させて軸部４５（可動式先行ビット２５）を掘進方向前方に押し出すためのモータ４７とを有している。軸部４５はカッタヘッド４の前面に貫通形成された貫通穴４８に摺動可能に支持されており、軸部４５の外周面と貫通穴４８の内周面との間にはシール部材（図７に示す実施形態では、土砂シール４９）が介設されている。なお、図７に示すラックアンドピニオン４２において、回り止め、固定方法や反力の取り方等は上述の流体圧シリンダ３０と同様である。

１ シールド掘進機
３ 掘進機本体
４ カッタヘッド
２１ 一次メインビット（メインビット）
２２ 二次メインビット（メインビット）
２３ 一次固定式先行ビット（固定式先行ビット）
２４ 二次固定式先行ビット（固定式先行ビット）
２５ 可動式先行ビット
２７ 油圧式摩耗検知ビット（摩耗検知ビット）
２８ 押出装置
３０ 油圧シリンダ（流体圧シリンダ）
３１ ロック機構

Claims (5)

1. 掘進機本体の前部に回転可能に設けられたカッタヘッドと、前記カッタヘッド前面に配設され、地山を切削するためのメインビットと、前記カッタヘッド前面に、前記カッタヘッド前面からの突出高さに二段階の高低差をつけて配設され、前記メインビットによる切削に先行して地山を切削するための固定式先行ビットと、前記カッタヘッド前面に、低い方の前記固定式先行ビットの突出高さよりも小さい所定突出量だけ前記カッタヘッド前面から突出させて配設され、掘進方向前方に押出可能な可動式先行ビットと、前記可動式先行ビットを掘進方向前方に押し出す押出装置とを備え、高い方の前記固定式先行ビットの摩耗が所定摩耗量進行した後、前記可動式先行ビットが低い方の前記固定式先行ビットよりも掘進方向前方に位置するように前記可動式先行ビットが前記押出装置によって掘進方向前方に押し出されることを特徴とするシールド掘進機。
2. 前記可動式先行ビットは、前記カッタヘッドの径方向に沿って千鳥配置されている請求項１に記載のシールド掘進機。
3. 前記可動式先行ビットは、前記カッタヘッドの外周部に配設されている請求項１又は２に記載のシールド掘進機。
4. 前記押出装置は、一端が前記カッタヘッドに連結され、他端に前記可動式先行ビットが固定された流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダが伸長した状態で前記流体圧シリンダの縮退を機械的に規制するロック機構とを有する請求項１から３いずれかに記載のシールド掘進機。
5. 前記カッタヘッド前面に配設され、高い方の前記固定式先行ビットの摩耗が前記所定摩耗量進行したことを検知する摩耗検知ビットを更に備える請求項１から４いずれかに記載のシールド掘進機。