JP2014051813A - 地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力室内で掘削土砂の流動性を保持して良好に排出でき、接合作業時に、掘削土砂中の礫に阻害されることなく、押出側シールド掘進機の貫入リングを受入側シールド掘進機の受圧リングに良好に接合して止水可能な受入側シールド掘進機を提供する。
【解決手段】押出側シールド掘進機６０と受入側シールド掘進機１０とを対向して掘進させ、押出側シールド掘進機６０の貫入リング６１を受入側シールド掘進機１０の受圧リング１１で保持し、受圧リング１１が圧力隔壁１６と前胴部１２との間に圧力隔壁１６の外周近傍に設けられ、排土装置４０を圧力隔壁１６に着脱自在に貫設し、排土装置４０の先端部が受圧リング１１の前方空間に位置し、貫入リング６１の受入時に圧力隔壁１６から離脱された排土装置４０の先端部を受圧リング１１の前方空間から後退させる排土用出退機構５０を排土装置４０に設けた地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０である。
【選択図】図２

Description

本発明は、２台のシールド掘進機を対向して掘進させ、地中でドッキングさせることにより連続したトンネルを掘削する地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機に関するものである。

従来、地中接合用掘削設備としては、２台のシールド掘進機（押出側シールド掘進機及び受入側シールド掘進機）を対向して掘進させ、押出側シールド掘進機から突出される貫入リングを、受入側シールド掘進機に設けられるリング状の受圧リングに接合することにより２台のシールド掘進機をドッキングさせて連続したトンネルを掘削するものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開平０３−１５６０９６号公報 特開平０３−１７２４９６号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の地中接合用掘削設備においては、受入側シールド掘進機の受圧リングが弾性部材により形成され、圧力隔壁の前部で圧力室の外周部に、胴板（胴部）の間に内胴を介して設置されている。このように掘削土砂を取り込んで切羽崩壊土圧を保持しつつ排土装置により掘削土砂を排出する圧力室内で、最も土砂の流れが速く撹拌を促す外周部に受圧リングが配置されると、掘削土砂の流れが阻害されて排出がスムーズに行われず、掘削土砂や礫が滞留するおそれがあった。また、掘削土砂や滞留した礫の流れや押し込みによって、弾性部材が破損すると、接合時に貫入リングと受圧リングとが良好に接続されず、土圧・水圧が遮断できないおそれがあった。

この対策として、受圧リングを圧力隔壁の奥まで後退させることが考えられるが、接合作業に際して、押出側シールド掘進機の貫入リングが受入側シールド掘進機内に押し込まれた時に、貫入リングにより圧力室の下部に滞留する礫が受圧リングに押し付けられ、その礫の押し付けにより受圧リングが損傷するという問題があった。また貫入リングの長さや貫入ストロークが拡大されて、シールド掘進機の長さが長くなるという問題もあった。

そこで、本発明は、圧力室内で掘削土砂の流動性を保持して良好に排出することができ、さらに接合作業時に、掘削土砂に含まれる礫に阻害されることなく、押出側シールド掘進機の貫入リングを、受入側シールド掘進機のリング状の受圧リングに良好に接合して止水可能な地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、第１の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機は、押出側シールド掘進機と受入側シールド掘進機とを互いに対向して掘進させ、対向して停止された押出側シールド掘進機から受入側シールド掘進機内へ向けて突出される貫入リングの先端部を、受入側シールド掘進機内に設けられた受圧リングで保持する地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機において、受圧リングが、受入側シールド掘進機内で圧力室と大気室とを区画する圧力隔壁と、受入側シールド掘進機本体を形成する胴部との間であって、前記圧力隔壁の外周近傍に周方向に沿って設けられ、前記圧力室から前記大気室側へ掘削土砂を排出する排土装置が、前記圧力隔壁に出退自在に貫設されるとともに、前記排土装置の先端部が受圧リングの前方空間に配置され、貫入リングの受入時に、前記圧力隔壁から離脱された前記排土装置の先端部を受圧リングの前方空間から出退させる排土用出退機構が前記排土装置に設けられたものである。

また、第２の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機は、第１の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機において、貫入リングの受入時に、受圧リングを前方へ突出させるリング突出機構が受圧リングに設けられたものである。

さらに、第３の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機は、第１又は第２の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機において、排土装置が、筒状ケーシング内にスクリューが回転自在に配置され、排出する掘削土砂によりプラグを形成して圧力室内の切羽崩壊土圧を保持するスクリュー式排土装置であり、排土用出退機構が、前記筒状ケーシング及びスクリューを出退するように構成されたものである。

さらにまた、第４の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機は、第１又は第２の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機において、排土装置が、圧力室内に泥水を供給する送泥管と、圧力室から泥水に同伴して掘削土砂を排出する排泥管とを具備し、排土用出退機構が、前記排泥管の先端部を出退するように構成されたものである。

さらにまた、第５の発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機は、第１から第４のいずれか１つの発明に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機において、地盤を掘削するカッタヘッドが胴部の前部に回転自在に配置され、前記カッタヘッドのヘッド本体の外周部に、貫入リングが通過可能なリング挿通空間を介して配置される外周リングと、前記ヘッド本体から出退可能に設けられて前記外周リングを支持する外周リング支持具とが設けられたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、上記地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機によると、受圧リングが圧力隔壁の外周部近傍に配置され、圧力室内で、排土装置の先端部が受圧リングの前方空間に配置されることから、掘削した土砂及び礫を滞留させることなく、良好に排出することができる。また、排土装置で受圧リングの前方に壁を設けることにより、掘削土砂や礫の流れ及び押し込みによって、受圧リングが損傷されるのを防止することができる。また、圧力室の下部で礫の滞留が予想される場合、運転状態の排土装置の先端部を出退させることで、礫の排出が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る地中接合用掘削設備の側面断面図。 本発明の第１実施形態に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機の側面断面図。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る受入側シールド掘進機における排土装置の先端部近傍の側面断面図で、（ａ）は掘削作業時を示し、（ｂ）は接合作業時（貫入リングの受入時）を示す。 本発明の第１実施形態に係る受入側シールド掘進機において第２実施例の排土用出退機構を設けた排土装置の先端部近傍の側面断面図。 本発明の第１実施形態に係る受入側シールド掘進機において第３実施例の排土用出退機構を設けた排土装置を具備する受入側シールド掘進機の側面断面図。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る受入側シールド掘進機のカッタヘッドの正面図で、（ａ）は掘削作業時を示し、（ｂ）は接合作業時（貫入リングの受入時）を示す。 本発明の第２実施形態に係る地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機の側面断面図。 本発明の第２実施形態に係る受入側シールド掘進機における排土装置の先端部近傍の側面断面図。

本発明の第１実施形態に係る地中接合用掘削設備１の構成について図面に基づき説明する。

［第１実施形態に係る地中接合用掘削設備］
図１に示すように、地中接合用掘削設備１は、受入側シールド掘進機１０と、押出側シールド掘進機６０とから構成される。地中接合用掘削設備１は、受入側シールド掘進機１０と押出側シールド掘進機６０とを互いに対向して掘進させ、対向して停止させた後、受入側シールド掘進機１０の前部が押出側シールド掘進機６０の前部を受け入れることにより、受入側シールド掘進機１０及び押出側シールド掘進機６０により構築されたトンネル同士を接合するものである。すなわち、地中接合用掘削設備１においては、対向して停止された押出側シールド掘進機６０から受入側シールド掘進機１０内へ向けて突出される貫入リング６１の先端部が、受入側シールド掘進機１０内に設けられた受圧リング１１に保持され、止水される。なお、貫入リング６１及び受圧リング１１については後述する。

［受入側シールド掘進機の概要］
図２に示すように、受入側シールド掘進機１０は、前胴部１２と、後胴部１３とからシールド本体が形成される。前胴部１２及び後胴部１３は、筒状に形成されて連結部１４を介して屈曲可能に連結される。

後胴部１３に、掘削されたトンネルを覆工するためのセグメントＳを組立てるエレクタ装置４５が設けられる。
また、前胴部１２と後胴部１３との連結部分の内部に、受入側シールド掘進機１０を前進させる複数の推進ジャッキ４６が周方向に所定間隔ごとに配設される。推進ジャッキ４６は、その出力端に設けられた押圧部材４６ａを、エレクタ装置４５により組立てられたセグメントＳに押付けることで、受入側シールド掘進機１０本体を前進させることができる。

さらに、シールド本体内には、前胴部１２に設けられた圧力隔壁１６により、前部で切羽崩壊土圧を保持する圧力室１７が設けられ、後部で大気側に連通された大気室１５が設けられる。

さらにまた、圧力隔壁１６には、シールド軸心（シールド本体の軸心）Ｏ上に旋回軸受１８を介してカッタ軸１９が回転自在に支持される。このカッタ軸１９の前部（前胴部１２の前端部側）には、カッタヘッド２０が取り付けられる。

さらにまた、大気室１５には、カッタ軸１９を介してカッタヘッド２０を回転駆動するカッタ駆動装置２１が設けられる。カッタ駆動装置２１は、カッタ軸１９に取り付けられた大ギヤ２１ａと、大ギヤ２１ａに噛合する複数の駆動ピニオン２１ｂと、各駆動ピニオン２１ｂをそれぞれ回転駆動するカッタ回転駆動装置（油圧モータ）２１ｃとから構成される。

［受圧リング］
図２に示すように、受圧リング１１は、中空孔を有する環状の合成ゴム製のリング体で、外周が鋭角で前面が内周側に傾斜する台形断面に形成される。なお、受圧リング１１は、合成ゴム製に限定されるのではなく、貫入リング６１を受け入れて、止水可能なリング状の弾性体であればよい。

受圧リング１１は、圧力隔壁１６の外周部に取り付けられた円筒状のガイド筒４８と、前胴部１２のスキンプレートの間の収納空間に収納される。

［排土装置］
図２に示すように、排土装置４０は、カッタヘッド２０により掘削されて圧力室１７に取り込まれた掘削土砂を、切羽崩壊土圧を保持しつつ圧力室１７から大気室１５側へ排出するスクリュー式の排土装置である。この排土装置４０は、筒状ケーシング４１と、筒状ケーシング４１内に回転自在に配置されるスクリュー４２とから構成されている。筒状ケーシング４１には、スクリュー側フランジ４１ａが設けられている。

また図２及び図３に示すように、排土装置４０は、圧力隔壁１６の外周下部からシールド軸心Ｏ側に所定角度傾斜され、入口側が圧力隔壁１６にケーシング支持筒４４を介して出退自在に貫設される。

前記ケーシング支持筒４４に止水シール材４３を介して筒状ケーシング４１が内嵌されており、ケーシング支持筒４４は、その上部が圧力隔壁１６の下部に固定され、その下部にガイド筒４８が固定される。

また、排土装置４０は、その入口端部（圧力室１７側端部）が受圧リング１１前方の圧力室１７の下部空間（以下、前方空間という）に位置するように設けられる。また、排土装置４０の後端側（大気室１５側）が前胴部１２にチェーン等の支持部材を介して吊り下げられた状態で保持される。

［カッタヘッド］
次に、カッタヘッド２０について説明する。
図６に示すように、カッタヘッド２０は、カッタ軸１９（図２参照）に取り付けられてセンタービット２２を有するセンター部材２３と、センター部材２３から９０°ごとに半径方向へ延びる４本の伸縮スポーク２４と、これら伸縮スポーク２４間からそれぞれ半径方向へ延びる４本の支持スポーク２５と、カッタヘッド２０本体の外周部に配置される外周リング２６とを具備し、伸縮スポーク２４と支持スポーク２５との間に土砂取入口２９が形成され、外周リング２６の内周側にリング挿通空間Ｒが形成されている。そして伸縮スポーク２４及び支持スポーク２５の前面板に、掘削ビット２７がそれぞれ取り付けられる。

伸縮スポーク２４は、センター部材２３に取り付けられたスポーク基部２４ａに、半径方向へ出退自在に設けられた外周リング支持具２４ｂ及びコピーカッタ２８と、スポーク基部２４ａに内装されて外周リング支持具２４ｂ及びコピーカッタ２８を出退可能な伸縮駆動装置（油圧シリンダ）２４ｃとを具備する。また、支持スポーク２５は、センター部材２３に取り付けられたスポーク基部２５ａに、半径方向へ出退自在に設けられた外周リング支持具２５ｂと、スポーク基部２５ａに内装されて外周リング支持具２５ｂを出退可能な伸縮駆動装置（油圧シリンダ）２５ｃとを具備する。

そして、図６（ｂ）に示すように、伸縮駆動装置２４ｃ及び伸縮駆動装置２５ｃを収縮させて外周リング支持具２４ｂ及び外周リング支持具２５ｂを基端側に移動させた時に、貫入リング６１が挿通可能なリング挿通空間Ｒが形成される。

［リング突出機構］
次に、リング突出機構３０について説明する。
図２に示すように、受圧リング１１を前方へ突出させるための機構であるリング突出機構３０は、受圧リング１１の後方に前胴部１２の周方向に沿って複数個設けられる。また、リング突出機構３０は、前胴部１２の内壁とガイド筒４８とから形成される空間に収納される。

さらに、リング突出機構３０は、本体を構成し前端部で受圧リング１１を支持する本体部３１と、本体部３１の後端部に設けられ受圧リング１１を前後方向へ動かすための駆動ジャッキ装置３２（例えば、油圧ジャッキ）と、本体部３１の前後端部に複数個設けられ本体部３１と前胴部１２の内壁との間及び本体部３１とガイド筒４８との間をシールするためのシール部３３とから構成される。

本体部３１は、その両端部にシール部３３を嵌め込み可能な嵌め込み部分（凹部分）が形成される。
シール部３３は、本体部３１の嵌め込み部分（凹部分）に嵌めこみ可能で、その外周面が前胴部１２の内壁に接する径である環状の部材と、本体部３１の嵌め込み部分（凹部分）に嵌めこみ可能で、その内周面がガイド筒４８に接する径である環状の部材と、から構成される。シール部３３は、本体部３１が前後動した場合であっても、本体部３１と前胴部１２の内壁との間及び本体部３１とガイド筒４８との間を有効にシールする。

このようにリング突出機構３０を設けることにより、通常掘削時には、受圧リング１１を後方（大気室１５側）へ後退させておき、接合作業時（貫入リング６１の受入時）に、受圧リング１１を前方（圧力室１７側）へ移動させることができる。

［排土用出退機構］
次に、排土用出退機構５０について説明する。
前記排土装置４０を圧力隔壁１６に固定するケーシング固定具は、ケーシング支持筒４４の後側（大気室１５側）端部外周に設けられたフランジ部４４ａと、筒状ケーシング４１に突設されたスクリュー側フランジ４１ａと、これらフランジ部４４ａおよびスクリュー側フランジ４１ａとを連結固定可能な複数のボルト等の連結部材（図示せず）からなる。そして当該連結部材を取り外すことにより、筒状ケーシング４１がケーシング支持筒４４に沿って後退および出退可能となる。

図２及び図３に示すように、この排土用出退機構５０は、圧力隔壁１６から離脱された排土装置４０の先端部（圧力室１７側端部）を受圧リング１１の前方空間に対して後退または出退させるためのもので、筒状ケーシング４１及びケーシング支持筒４４の外周部に複数個設けられた直線駆動機構により構成される（図においては１つのみ図示）。

［排土用出退機構の第１実施例］
図３に示すように、排土用出退機構５０の第１実施例の直線駆動機構として、複数の油圧式シリンダ装置５１を具備している。これらシリンダ装置５１は、シリンダ本体５１ａがケーシング支持筒４４の外周面に設けられた支持部５２に所定角度隔てて支持されるとともに、シリンダロッド５１ｂが筒状ケーシング４１のロッド支持部４１ｂに連結されている。

この排土用出退機構５０により、通常掘削時には［図３（ａ）参照］、排土装置４０（筒状ケーシング４１及びスクリュー４２）は、その先端部が受圧リング１１の前方に固定される。また、接合作業時（貫入リング６１の受入時）には［図３（ｂ）参照］、排土装置４０（筒状ケーシング４１及びスクリュー４２）を後方（大気室１５側）へ後退させ、場合によっては出退駆動させることができる。

［排土用出退機構の第２実施例］
次に、排土用出退機構８０の第２実施例について説明する。
図４に示すように、排土用出退機構８０は、筒状ケーシング４１及びケーシング支持筒４４の外周面に複数設けられており、直線駆動機構である押し引きボルト機構で構成される。すなわち排土用出退機構８０は、排土装置４０を斜め前後方向へ移動させる押し引きボルト８１ａと、筒状ケーシング４１に設けられて押し引きボルト８１ａを回転自在に支持するボルト支持部８２ａと、ケーシング支持筒４４の外周面に設けられて押し引きボルト８１ａが螺合される雌ねじ部を有するボルト受け部８２ｂとを具備している。したがって、ケーシング固定具を解除した後、排土用出退機構８０の押し引きボルト８１ａを、手動または回転駆動器具により回転させることにより、排土装置４０を前後方向に押し引き駆動することができる。

［排土用出退機構の第３実施例］
次に、排土用出退機構９０の第３実施例について説明する。
図５に示すように、排土用出退機構９０は、直線駆動機構であるチェーンブロックなどの引き抜き用の電動式、油圧式、手動式の引き抜き工具を使用するものであり、例えば排土装置４０の先端部を受圧リング１１の前方空間から引き出すための引出機構９０Ａにより構成される。また、引出機構９０Ａに加えて、排土装置４０の先端部を受圧リング１１の前方空間に押し込むための押込機構９０Ｂを設けることもできる。

引出機構９０Ａは、排土装置４０の先端部を受圧リング１１の前方空間から引き出すためのチェーン部９０ａと、チェーン部９０ａをギヤの回転により駆動させるための回転駆動部９０ｂを具備する。また、引出機構９０Ａは、そのチェーン部９０ａ側端部が筒状ケーシング４１に設けられるチェーン支持部４１ｃに連結され、その回転駆動部９０ｂ側端部がエレクタ装置４５の支持部材４５ａに設けられるブラケット４５ｂに連結される。したがって、ケーシング固定具を解除した後、回転駆動部９０ｂのギヤを回転させてチェーン部９０ａを駆動させることにより、排土装置４０を後方向に引き駆動することができる。

また、押込機構９０Ｂは、排土装置４０の先端部を受圧リング１１の前方空間に押し込むためのチェーン部９０ｃと、チェーン部９０ｃをギヤの回転により駆動させるための回転駆動部９０ｄを具備する。また、押込機構９０Ｂは、そのチェーン部９０ｃ側端部が筒状ケーシング４１に設けられるチェーン支持部４１ｄに連結され、その回転駆動部９０ｄ側端部がケーシング支持筒４４に設けられるブラケット４４ｂに連結される。したがって、ケーシング固定具を解除した後、押込機構９０Ｂの回転駆動部９０ｄのギヤを回転させてチャーン部９０ｃを駆動させることにより、排土装置４０を前方向に押し込み駆動することができる。

［押出側シールド掘進機］
次に、押出側シールド掘進機６０について説明する。なお、受入側シールド掘進機１０と同じ構成部材については説明を省略する。

図１に示すように、押出側シールド掘進機６０の本体を形成する前胴部６２の中央内周部には、環状に形成された中空状の貫入室６３が設けられる。また、貫入室６３の内部には、貫入リング６１が前後方向へ移動可能に収納される。さらに、貫入室６３の前端部には、貫入室６３と貫入リング６１との間をシールする土砂シール６４が設けられる。さらにまた、貫入室６３の後端部には、貫入リング６１を前方向へ押し出すための押出用ロッド６５が設けられる。押出用ロッド６５は貫入リング６１の後端部を支持する。

［受圧リング及び排土装置の動作］
次に、受圧リング１１及び排土装置４０の動作について説明する。なお、排土装置４０の動作については、排土用出退機構５０（実施例１）を用いた場合について説明する。

図３（ａ）に示すように、受入側シールド掘進機１０は、通常掘削時において、排土装置４０（筒状ケーシング４１及びスクリュー４２）の先端部が受圧リング１１の前方の圧力室１７下部に突出された位置で固定されている。

これにより、排土装置４０の土砂取込位置が受圧リング１１の高さより低くなり、受圧リング１１の前方を排土装置４０の先端部で覆う状態になる。そのため、最も滞留しやすい圧力室１７下部の礫を良好に排出できる。

また、図３（ｂ）に示すように、接合作業時（貫入リングの受入時）において、排土用出退機構５０により、排土装置４０（筒状ケーシング４１及びスクリュー４２）の先端部を、受圧リング１１の前方から大気室１５側へ貫入リング６１に干渉しない位置まで後退させる。さらに、リング突出機構３０により、受圧リング１１を前方（圧力室１７側）に移動させる。これにより、受圧リング１１の前に滞留した掘削土砂や礫を崩すことができる。また、受圧リング１１が前方位置で貫入リング６１の先端部を受けることで、貫入リング６１の突出ストロークを削減でき、または貫入リング６１の出退方向の長さを縮小することができる。また、リング突出機構３０が受圧リング１１を前後方向へ移動を、数回繰り返して行うことにより、受圧リング１１前方の掘削土砂や礫が崩壊させて、貫入リング６１の貫入をスムーズに行うことができる。

なお、突出された貫入リング６１が受圧リング１１まで達することができず、貫入リング６１と受圧リング１１の間に礫が介在されていると考えられる場合には、受圧リング１１を後退させた後、排土装置４０を運転状態で再度突出させることにより、礫を効果的に排出することができる。

このように、排土装置４０及び受圧リング１１を移動させることにより、貫入リング６１がスムーズに突出されて先端部が受圧リング１１に保持され、貫入リング６１と受圧リング１１の接合部における止水性が向上する。

［実施の形態１の効果］
以上のように、地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０は、押出側シールド掘進機６０と受入側シールド掘進機１０とを互いに対向して掘進させ、対向して停止された押出側シールド掘進機６０から受入側シールド掘進機１０内へ向けて突出される貫入リング６１の先端部を、受入側シールド掘進機１０内に設けられた受圧リング１１で保持する地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０において、受圧リング１１は、受入側シールド掘進機１０内で圧力室１７と大気室１５とを区画する圧力隔壁１６と、受入側シールド掘進機１０本体を形成する前胴部１２との間であって、圧力隔壁１６の外周近傍に周方向に沿って設けられ、圧力室１７から大気室１５側へ掘削土砂を排出する排土装置４０は、圧力隔壁１６に出退自在に貫設されるとともに、排土装置４０の先端部が受圧リング１１の前方空間に配置され、貫入リング６１の受入時に、圧力隔壁１６から離脱された排土装置４０の先端部を受圧リング１１の前方空間から出退させる排土用出退機構５０（８０、９０）が排土装置４０に設けられたものである。

このように地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０を構成することにより、受圧リング１１が圧力隔壁１６の外周部近傍に配置され、圧力室１７内で、排土装置４０の先端部が受圧リング１１の前方空間に配置されることから、掘削した土砂及び礫を滞留させることなく、良好に排出することができる。これにより、通常掘削時に、受圧リング１１の損傷が防止され、さらに接合作業時に、排土装置４０の先端部を後退させて、貫入リング６１の受け入れる際に、礫による受圧リング１１が損傷することを防止することができる。また、礫が滞留される場合、排土装置４０の先端部を出退させることで、礫の排出が可能となる。

また、地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０は、貫入リング６１の受入時に、受圧リング１１を前方へ突出させるリング突出機構３０を受圧リング１１に設けたものである。

このように地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０を構成することにより、受圧リング１１の前に滞留した土砂や礫を崩壊させることができる。そのため、接合作業時（貫入リング６１の受入時）に貫入リング６１をスムーズに突出させて、貫入リング６１と受圧リング１１による止水を確実に行うことができる。

さらに、地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０は、排土装置４０が、筒状ケーシング４１にスクリュー４２が回転自在に配置され、排出する掘削土砂によりプラグを形成して圧力室１７内の切羽崩壊土圧を保持するスクリュー式排土装置であり、排土用出退機構５０（８０、９０）が、筒状ケーシング４１及びスクリュー４２を出退するように構成されるものである。

さらにまた、地中接合用掘削設備１の受入側シールド掘進機１０は、地盤を掘削するカッタヘッド２０が前胴部１２の前部に回転自在に配置され、カッタヘッド２０のヘッド本体の外周部に、貫入リング６１が通過可能なリング挿通空間Ｒを介して配置される外周リング２６と、前記ヘッド本体から出退可能に設けられて外周リング２６を支持する外周リング支持具２４ｂ（２５ｂ）とが設けられるものである。

［第２実施形態に係る地中接合用掘削設備］
次に、本発明の第２実施形態に係る地中接合用掘削設備７の構成について図７および図８に基づき説明する。

第２実施形態に係る地中接合用掘削設備７は、第１実施形態に係る地中接合用掘削設備１と比較して、排土装置の構成が異なる。従って、以下では排土装置７０について説明する。

［排土装置］
図７に示すように、排土装置７０は、カッタヘッド２０により掘削されて圧力室１７に取り込まれた掘削土砂を、圧力室１７側から大気室１５側へ排出する装置である。排土装置７０は、出口端部（圧力室１７側端部）が圧力隔壁１６を貫くように設けられ開閉弁を介して圧力室１７に泥水を供給する送泥管７１と、入口端部が圧力隔壁１６に出退自在に貫いて開口され圧力室１７から掘削土砂を泥水と共に開閉弁を介して排出する排泥管７２とを具備する。

排泥管７２は、排泥管本体７３と、この排泥管本体７３の入口側に接続されて、圧力隔壁１６の外周底部からシールド軸心Ｏ側に所定角度傾斜されたスライド筒部７４と、排泥管本体７３とスライド筒部７４とを伸縮自在に接続する伸縮部７５を具備し、スライド筒部７４に開閉弁７６が介在されている。

スライド筒部７４の入口端側は、圧力隔壁１６に固定されたケーシング支持筒４４に出退自在に支持されている。また、ケーシング支持筒４４のフランジ部４４ａと、排泥管７２のフランジ７２ａとが、ボルト等の連結部材（図示せず）により連結固定されたケーシング固定構造により、受入側シールド掘進機１０Ａ内に固定され、当該ケーシング固定構造の連結部材を取り外すことにより、スライド筒部７４が軸心方向に移動可能となる。

伸縮部７５は、開閉弁７６から出口側に伸びる内筒部７５ａと、排泥管本体７３のエルボ部７３ａから伸びる内筒部７５ａにスライド自在に外嵌される外筒部７５ｂと、開閉弁７６から出口側に伸び外筒部７３ｂに遊嵌されるスペーサ筒７５ｃと具備し、スペーサ筒７５ｃの出口端部に、外筒部７５ｂを押圧する押圧リング７５ｄが取り付けられ、これら部材のスライド部分にシール部材が介装されて、泥水や土砂の漏水、漏出を防止するシール構造に構成される。

そして、排泥管７２は、通常掘削時に、その先端部（圧力室１７側端部）が圧力室１７内で受圧リング１１の前方空間に位置するように、ケーシング固定構造により固定されている。

図７及び図８に示すように、排土用出退機構５０は、排泥管７２のスライド筒部７４及びケーシング支持筒４４の外周側に、複数個設けられた油圧式シリンダ装置５１により構成される（図においては１つのみ図示）。なお、排土用出退機構５０の構成は、第１実施形態に係る受入側シールド掘進機１０と実質的に同一であり、シリンダロッド５１ｂの先端部が、スライド筒部７４の外周面に設けられるロッド支持部７２ｂに支持される構成のみが異なる。

なお、排土用出退機構５０の代わりに第２実施例である排土用出退機構８０や第３実施例である排土用出退機構９０を用いてもよい。

［接合作業］
次に、接合作業について説明する。なお、排土装置７０の動作については、排土用出退機構５０（実施例１）を用いた場合について説明する。

図７に示すように、通常掘削時、ケーシング固定構造によりスライド筒部７４の先端が受圧リング１１の前方空間まで突出され、圧力室１７の下部空間に流動された掘削土砂や礫などを泥水と共に排泥管７２から排出する。排泥管７２の先端部が、礫が多く流動する圧力室１７下部内で受圧リング１１の前方を覆う状態になるため、圧力室１７内下部の礫の滞留を防ぐとともに、受圧リング１１への礫の衝突を防止して破損を防止することができる。

接合作業時には、ケーシング固定構造を解除した後、排土用出退機構５０のシリンダ装置５１を収縮して、スライド筒部７４の先端を受圧リング１１の前方空間から後退させ、貫入リング６１と干渉しない高さまで後退させる。

同時に、リング突出機構３０の駆動ジャッキ装置３２を進展させて、受圧リング１１を前方（圧力室１７側）へ移動させる。
そして、受入側シールド掘進機１０及び押出側シールド掘進機６０のカッタヘッド２０で伸縮スポーク２４および支持スポーク２５を収縮させてリング挿通空間Ｒを形成する。次いで押出側シールド掘進機６０から貫入リング６１を突出させ、貫入リング６１をカッタヘッド２０，２０のリング挿通空間Ｒ，Ｒから受入側シールド掘進機１０から受入側シールド掘進機１０の圧力室１７に挿入する。そして貫入リング６１の先端部を受圧リング１１の前面に接合させる。

この時、貫入リング６１をスムーズに貫入できない時には、受圧リング１１の前方に礫が滞留していると判断される。この場合、排土装置７０を運転し、受圧リング１１を前後方向に数回繰り返して出退させることで、排泥管７２から礫を排出することができる。さらに、受圧リング１１を後退させ、排土装置７０を運転しつつ、排土用出退機構５０によりスライド筒部７４を突出させることで、受圧リング１１の前方に滞留した礫を排出することもできる。

このように、排泥管７２及び受圧リング１１を移動させることにより、貫入リング６１の先端部が受圧リング１１に保持され易くなるとともに、受圧リング１１における止水性が向上する。

以上のように、第２実施形態に係る地中接合用掘削設備７の受入側シールド掘進機１０Ａは、排土装置７０が、圧力室１７内に泥水を供給する送泥管７１と、圧力室１７から泥水に同伴して掘削土砂を排出する排泥管７２とを具備し、排土用出退機構５０が、排泥管７２の先端部を出退するように構成されるものである。

このように第２実施形態に係る地中接合用掘削設備７の受入側シールド掘進機１０Ａによれば、受圧リング１１を圧力隔壁の外周部に配置して、圧力室１７の外周部に十分な土砂の流動空間を確保し、排泥管７２のスライド筒部７４を、受圧リング１１の前方の圧力室１７の下部に突出させて通常掘削を行うことにより、滞留する掘削土砂や礫をスムーズに排出することができるとともに、礫などによる受圧リング１１の破損を防止することができる。また、受入側シールド掘進機１０Ａ及び押出側シールド掘進機６０の接合作業時に、排泥管７２のスライド筒部７４を、受圧リング１１の前方から後退させ、受圧リング１１を圧力室１７内に突出させることにより、貫入リング６１の突出ストロークを短くできるとともに貫入リング６１の長さを短縮することができる。さらに、受圧リング１１を出退させることで滞留する礫や掘削土砂を撹拌して、排泥管７２から排出することができる。さらに、排泥管７２のスライド筒部７４を出退させることで、受圧リング１１の前方で圧力室１７の下部に滞留する土砂や礫を効果的に排出することができる。

１ 地中接合用掘削設備
７ 地中接合用掘削設備（第２実施形態）
１０ 受入側シールド掘進機
１０Ａ 受入側シールド掘進機（第２実施形態）
１１ 受圧リング
１２ 前胴部
１５ 大気室
１６ 圧力隔壁
１７ 圧力室
２０ カッタヘッド
２４ｂ 外周リング支持具
２５ｂ 外周リング支持具
２６ 外周リング
３０ リング突出機構
４０ 排土装置
４１ 筒状ケーシング
４２ スクリュー
５０ 排土用出退機構
６０ 押出側シールド掘進機
６１ 貫入リング
７０ 排土装置（第２実施形態）
７１ 送泥管（第２実施形態）
７２ 排泥管（第２実施形態）
８０ 排土用出退機構（第２実施例）
９０ 排土用出退機構（第３実施例）
Ｒ リング挿通空間

Claims (5)

1. 押出側シールド掘進機と受入側シールド掘進機とを互いに対向して掘進させ、対向して停止された押出側シールド掘進機から受入側シールド掘進機内へ向けて突出される貫入リングの先端部を、受入側シールド掘進機内に設けられた受圧リングで保持する地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機において、
   受圧リングは、受入側シールド掘進機内で圧力室と大気室とを区画する圧力隔壁と、受入側シールド掘進機本体を形成する胴部との間であって、前記圧力隔壁の外周近傍に周方向に沿って設けられ、
   前記圧力室から前記大気室側へ掘削土砂を排出する排土装置は、前記圧力隔壁に出退自在に貫設されるとともに、前記排土装置の先端部が受圧リングの前方空間に配置され、
   貫入リングの受入時に、前記圧力隔壁から離脱された前記排土装置の先端部を受圧リングの前方空間から出退させる排土用出退機構が前記排土装置に設けられる
   ことを特徴とする地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機。
2. 貫入リングの受入時に、受圧リングを前方へ突出させるリング突出機構が受圧リングに設けられることを特徴とする請求項１に記載の地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機。
3. 排土装置は、筒状ケーシング内にスクリューが回転自在に配置され、排出する掘削土砂によりプラグを形成して圧力室内の切羽崩壊土圧を保持するスクリュー式排土装置であり、
   排土用出退機構は、前記筒状ケーシング及びスクリューを出退するように構成される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機。
4. 排土装置は、圧力室内に泥水を供給する送泥管と、圧力室から泥水に同伴して掘削土砂を排出する排泥管とを具備し、
   排土用出退機構は、前記排泥管の先端部を出退するように構成される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機。
5. 地盤を掘削するカッタヘッドが胴部の前部に回転自在に配置され、
   前記カッタヘッドのヘッド本体の外周部に、貫入リングが通過可能なリング挿通空間を介して配置される外周リングと、前記ヘッド本体から出退可能に設けられて前記外周リングを支持する外周リング支持具とが設けられる
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の地中接合用掘削設備の受入側シールド掘進機。
   

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