JP2505654B2 - ダウンワ―ドシ―ルドマシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法により下
方に掘進する新規なダウンワードシールドマシンに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールド工法における発進立坑
など、比較的径の大きな立坑を掘削するには、周辺土砂
の崩壊を防ぎながら掘削する必要がある。

【０００３】図８に示すように、従来この種の立坑掘削
は、工事が交通などの妨げにならないように、まず土留
めぐい工法により路面１から5 ｍ程度掘り下げて、資材
などを収容させるための路下室２を形成してから、コン
クリート壁３などを土留めにして小型ショベル４等によ
り縦方向に掘削すると共に、掘削した土砂をバケット５
にて地上に設置したホッパ６へ排出し、これをトラック
７により運搬するようにしていた。

【０００４】ところで近来にあっては、大深度トンネル
など、深い位置でのトンネル掘削が行われるようになっ
てきており、その立坑も長いものが必要になってきてい
る。このため、従来の工法では土留め及び掘削土砂の排
出が困難になると共に、深い孔底に作業者が入って掘削
作業を行うことに大きな危険を伴うという問題があっ
た。またより安全なケーソン（潜函）工法も行われてい
るが、高い土圧及び地下水圧に対する管理に困難があ
る。

【０００５】このような問題点を解決するために、例え
ば泥水式シールド掘進機を利用して立坑を掘削すること
が考えられる。

【０００６】図９に示すように、この泥水式シールド掘
進機は、円筒形の外胴１１の前端部１２に設けられたカ
ッタ１３と、後部に設けられたエレクタ（セグメント組
立装置）１４と、エレクタ１４により組み立てられたセ
グメント１５に推進反力をとるシールドジャッキ１６と
により主として構成されている。そして送泥管１７によ
って隔壁１８前方に泥水を送り、泥水の特性と泥水圧を
利用して切羽に作用する土圧と水圧に対向させて切羽地
盤の安定を図ると共に、カッタ１３の回転によって掘削
した土砂を排泥管１９にて排出しながら掘進するように
なっている。

【０００７】このようなシールド掘進機を縦向きにし
て、立坑掘進に応用することにより、安全及び土圧・水
圧対策における問題点は一応解決されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のシ
ールド掘進機は、トンネル掘削終了後は坑内（切羽）に
放置するようにしている。即ちカッタ１３などの掘削機
構を回収することはなかった。このことは、一工程の掘
進が数百ｍないし数ｋｍに及ぶ本トンネルの掘進の場合
には問題とならないが、ほとんどが50ｍ未満の長さであ
る立坑を掘進するために高価なカッタ１３などを置き去
りにしてしまうことは、工事費が極めて高いものになっ
てしまう。

【０００９】また水平（横方向）に掘進するときは、土
砂混りの泥水（泥漿）は隔壁１８の前面下部に集まって
くるので、これを後方に輸送することで掘削土砂の排出
は比較的容易にできるが、縦方向に掘進するときは、泥
水は切羽に溜まることになるので、従来の機構をそのま
ま使用することは出来ない。

【００１０】さらにシールド掘進機を縦方向に発進させ
るには、図８に示したような路下室２内にシールド機本
体をセットし、反力をとる必要があるが、シールド機本
体の全長が長いとそれだけ大規模な路下室２を構築しな
ければならない。

【００１１】そこで本発明は、上記事情に鑑み、カッタ
などを容易に回収でき、掘削土砂を確実に排出でき、大
規模な路下室を必要としないバックワードシールドマシ
ンを新規に提供して、シールド工法による立坑掘進を実
現すべく創案されたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、下方へ推進す
るシールド機本体の下端部に、径方向に伸縮自在なカッ
タを設け、このカッタが、シールド機本体の軸心位置で
回転する主軸に支持された主カッタと、その軸心から放
射状に延出した伸縮アームに支持された周辺カッタとを
備えて成るものである。

【００１３】 そのシールド機本体は、カッタの上方に
設けられ径方向内方へ移設可能に形成されたシールドジ
ャッキを備えたものであることが望ましい。

【００１４】 本発明は、下方へ推進するシールド機本
体の下端部に設けられ径方向に伸縮自在なカッタと、シ
ールド機本体の軸心位置に立設され径方向に伸縮自在な
セグメント把持アームを有したセグメント組立装置とを
備えたものである。

【００１５】 また本発明は、下方へ推進するシールド
機本体の下端部に設けられ径方向に伸縮自在なカッタ
と、カッタの上方に設けられ径方向内方へ移設可能に形
成されたシールドジャッキと、シールド機本体の軸心位
置に立設され径方向に伸縮自在なセグメント把持アーム
を有したセグメント組立装置とを備えたものである。

【００１６】 さらに本発明は、下方へ推進するシール
ド機本体の下端部に設けられ径方向に伸縮自在なカッタ
と、カッタの上方に設けられ径方向内方へ移設可能に形
成されたシールドジャッキと、シールド機本体の軸心位
置に立設され径方向に伸縮自在なセグメント把持アーム
を有したセグメント組立装置と、カッタ，シールドジャ
ッキ及びセグメント組立装置を支持すると共にシールド
機本体の外胴に着脱自在に内設された内部フレームとを
備えたものである。

【００１７】上記カッタは、シールド機本体の軸心位置
で回転する主軸に支持された主カッタと、軸心から放射
状に延出した伸縮アームに支持された周辺カッタとで構
成されることが望ましい。

【００１８】上記周辺カッタは、伸縮アームの先端に設
けられ主軸と並行に回転する副軸に支持されて構成され
ることが望ましい。

【００１９】上記副軸は、正逆回転するモータに連結さ
れて駆動されるのが好ましい。

【００２０】上記伸縮アームは、主軸に取り付けられて
主カッタと同期して旋回されるのが好ましい。

【００２１】上記主カッタは、周辺カッタよりも下方に
突出されるのが好ましい。

【００２２】上記シールドジャッキは、組み立てられた
セグメントよりも径方向内方に位置された揺動軸廻りに
揺動するジャッキ支持板を介して内部フレームに設けら
れてもよい。

【００２３】上記シールドジャッキは、軸方向に多段に
形成されてもよい。

【００２４】 上記シールド機本体は、掘削土砂を地上
に排出するための泥水循環系を備え、この泥水循環系
が、作泥材を所定圧で切羽側に吹き付けるための作泥材
注入管と、掘削土砂を混入させた泥水を地上に排出する
ための排泥管と、排泥管に設けられた送出ポンプとを有
して構成されることが望ましい。

【００２５】上記主軸は、排泥管の開口端である泥水吸
込口を有して構成されることが望ましい。

【００２６】 上記シールド機本体は、上下方向に分割
可能に形成された外胴を有して構成されることが望まし
い。

【００２７】上記シールド機本体は、セグメント組立装
置の上方に形成された防護デッキを備えて構成されるこ
とが望ましい。

【００２８】

【作用】上記構成によって、カッタはシールド機本体の
下方を掘削すると共に、掘進終了後に伸縮アームが縮退
されて縮径されることで上方に引き上げられて回収され
る。

【００２９】 またそのシールド機本体に移設可能なシ
ールドジャッキを備えた構成によって、シールドジャッ
キは、下方への推進力をシールド機本体に与えると共
に、掘進終了後に径方向内方へ移動されることで、上方
に引き上げられる。

【００３０】 伸縮自在なカッタと伸縮自在なセグメン
ト把持アームを有したセグメント組立装置とを備えた構
成によって、セグメント把持アームは、カッタで掘削さ
れた孔壁にセグメントを設置すると共に、掘進終了後は
径方向に縮小して上方に引き上げられる。

【００３１】 伸縮自在なカッタと径方向内方へ移設可
能なシールドジャッキと伸縮自在なセグメント把持アー
ムを有したセグメント組立装置とを備えた構成によっ
て、シールドジャッキは、下方への推進力をシールド機
本体に与えると共に、掘進終了後に径方向内方へ移動さ
れることで、カッタ及びセグメント組立装置とともに上
方に引き上げられる。

【００３２】 またさらに内部フレームを備えた構成に
よって、掘進終了後に内部フレームが引き上げられるこ
とで、カッタとシールドジャッキとセグメント組立装置
とを一体的に回収させる。

【００３３】上記カッタが主カッタと周辺カッタとで成
る構成によって、掘進終了後に伸縮アームが縮退される
ことで上方に引き上げられる。

【００３４】上記周辺カッタが副軸に支持された構成に
よって、周辺カッタは、副軸廻りに回転することで切羽
の周辺部を掘削する。

【００３５】上記副軸がモータに連結された構成によっ
て、周辺カッタは、正逆回転して掘削を行う。

【００３６】上記伸縮アームが主カッタと同期して旋回
する構成によって、周辺カッタは、軸心廻りに旋回する
と共に副軸廻りに回転して掘削する。

【００３７】上記主カッタが周辺カッタよりも下方に突
出された構成によって、主カッタは、中央部を周辺部よ
りも先行して掘削する。

【００３８】上記シールドジャッキがジャッキ支持板を
介して内部フレームに設けられた構成によって、掘進終
了後に、シールドジャッキはジャッキ支持板の揺動によ
り、組み立てられたセグメントよりも径方向内方に位置
される。

【００３９】上記シールドジャッキが多段である構成に
よって、シールドジャッキを縮小することでシールド機
本体の全高が低くなる。

【００４０】 上記シールド機本体が作泥材注入管と排
泥管と送出ポンプとで成る泥水循環系を備えた構成によ
って、泥水により切羽の安定が図れると共に、カッタに
より掘削された土砂を地上に排出する。作泥材注入管
は、作泥材を所定圧で切羽側に吹き付けて掘削土砂と混
合させる。排泥管は、その泥水を送出ポンプの作動によ
り地上に排出する。

【００４１】上記主軸が泥水吸込口を有した構成によっ
て、排泥管は、泥水をカッタの近傍から吸い出す。

【００４２】 上記シールド機本体が上下方向に分割可
能な外胴を有した構成によって、発進の際に外胴が分割
されることで機高が低くなる。

【００４３】上記シールド機本体が防護デッキを備えた
構成によって、セグメント組立装置よりも下方の機構を
落下物などから防護する。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。

【００４５】図１ないし図５は、本発明に係わるダウン
ワードマシンの一実施例を示したものである。

【００４６】このダウンワードシールドマシンは、シー
ルド機本体２１の下端部２２に設けられ径方向に伸縮自
在なカッタ２３と、このカッタ２３の上方に設けられ径
方向内方へ移設可能に形成されたシールドジャッキ２４
と、シールド機本体２１の軸心２５位置に立設され径方
向に伸縮自在なセグメント把持アーム２６を有したセグ
メント組立装置２７と、カッタ２３，シールドジャッキ
２４及びセグメント組立装置２７を支持すると共にシー
ルド機本体２１の外胴２８に着脱自在に内設された内部
フレーム２９と、掘削土砂を地上に排出する泥水循環系
３０とにより主として構成されている。

【００４７】カッタ２３は、軸心２５位置で回転する主
軸３１に支持された主カッタ３２と、主軸３１から放射
状に延出された伸縮アーム３３に支持された周辺カッタ
３４とで構成されている。

【００４８】主軸３１は、内部フレーム２９の一部であ
る隔壁板３５に軸受部３６を介して回転自在に支持さ
れ、主カッタ用電動機３７の出力軸３８にピニオン３９
及びカッタギア４０を介して連結されている。主カッタ
３２は、隔壁板３５から突き出された主軸３１の先端に
放射状に取り付けられた三本のカッタフレーム４１と、
カッタフレーム４１の下面及び先端に植設されたビット
４２とで形成され、下方への推進力と軸心２５廻りの回
転力が伝達されたときに、地盤を掘削するようになって
いる。

【００４９】伸縮アーム３３は、基部４４と、基部４４
に没入自在に摺動する先部４５とで成り、本実施例にあ
っては等間隔に三本形成されている。そして基部４４
が、主カッタ３２よりも上方の位置で主軸３１に取り付
けられ、正面から見て（図２参照）、カッタフレーム４
１と互い違いになるように配置されている。基部４４及
び先部４５は、アーム長手方向に内設された伸縮ジャッ
キ４６によって接続され、この伸縮ジャッキ４６の作動
によりアーム全長が伸縮されるようになっている。

【００５０】先部４５の先端には、主軸３１と並行な、
即ちシールド機本体２１の軸心２５と並行な副軸４７が
設けられ、主カッタ３２と略同様に形成された周辺カッ
タ３４が取り付けられている。即ち周辺カッタ３４は、
副軸４７に支持された三本のカッタフレーム４９と、カ
ッタフレーム４９に適宜植設されたビット５０とで形成
されている。そして先部４５には、副軸４７を正逆回転
させるための油圧モータ５１が設けられ、周辺カッタ３
４に所定の回転力を与えるようになっている。

【００５１】従って掘進時には、主カッタ用電動機３７
及び油圧モータ５１が作動することで、主カッタ３２が
軸心２５廻りに回転すると共に、伸縮アーム３３がこれ
と同期して旋回し、その旋回端で、周辺カッタ３４が副
軸４７廻りに回転することになる。なお主カッタ３２及
び周辺カッタ３４は、正面から見てその先端回転軌道５
２，５３が若干重なるような大きさに形成されている。

【００５２】内部フレーム２９は、切羽との間にカッタ
チャンバ５４を区画している隔壁板３５と、隔壁板３５
の上方に並行に形成された仕切板５５と、仕切板５５の
周辺部５６上に適宜起立された支柱５７と、支柱５７上
に設けられたセグメント組立用デッキ５８とで構成され
ている。そして隔壁板３５と仕切板５５とはユニット状
に連結されて形成され、外胴２８の内面に形成されたブ
ラケット部５９に適宜係止されていると共に、着脱可能
にボルト止めされている。

【００５３】シールドジャッキ２４は、多段に形成され
ていると共に、ジャッキ支持板６０を介して、仕切板周
辺部５６に周方向に所定の間隔を隔てて複数台設けられ
ている。ジャッキ支持板６０は、仕切板周辺部５６に、
セグメント６１よりも径方向内方の位置に形成された揺
動軸６２に揺動自在に取り付けられ、その揺動端側に、
シールドジャッキ２４の基端部を載置している。そして
この揺動端は、外胴２８の内壁近傍であるブラケット部
５９上と、ブラケット部５９から外れた周辺部５６との
間を移動するようになっている。従ってシールドジャッ
キ２４は、掘進中にあってはブラケット部５９及び内部
フレーム２９に対して推進力を与え、掘進終了後は外胴
２８から離脱されることになる。

【００５４】泥水循環系３０は、作泥材を所定圧で切羽
側に吹き付けるための作泥材注入管６３と、掘削土砂を
混入させた泥水を地上に排出するための排泥管６４と、
排泥管６４の途中に設けられた送出ポンプ（モノポン
プ）６５とを備えて構成されている。

【００５５】作泥材注入管６３は、地上に設置された作
泥材タンク（図示せず）から延長され、その開口端が隔
壁板３５に適宜配設された注入孔６６に接続されてい
る。排泥管６４は、地上から外胴２８及びセグメント６
１に沿うように延長され、主軸３１の内部に形成された
排泥路６７に接続するようになっている。即ち、排泥管
６４の下端側が、主軸３１の仕切板５５における軸受６
８にロータリジョイント６９及びバルブ７０を介して連
結されている。排泥路６７は、主軸３１の軸心２５に沿
って隔壁板３５を越えてその下方まで延長されており、
主カッタ３２の近傍に形成された複数の泥水吸込口７１
において径方向外方に開口されている。また送出ポンプ
６５は、排泥管６４が軸心２５へと屈曲される屈曲部に
設けられ、翼部（図示せず）の回転により泥水を地上ま
で送り出すようになっている。またその入力部７２は、
隔壁板３５上に設置されたポンプ用モータ７３にウォー
ムギア機構７４を介して連結されており、駆動回転を低
速に変換して所望の送出力を得るようになっている。な
お排泥管６４は、複数のフランジ７５によって適宜分割
可能に形成されている。

【００５６】セグメント組立装置２７は、セグメント組
立用デッキ５８上に起立された円柱状のガイド体７６
と、ガイド体７６に沿って上下に且つ軸心２５を中心に
旋回するセグメント把持アーム２６とにより主として構
成され、セグメント把持アーム２６を駆動させるための
チェン７７及びモータ７８が備えられている。そしてセ
グメント把持アーム２６は、径方向に適宜伸縮できるよ
うに多段に形成され、その先端においてセグメント６１
を把持して、これを周方向に順次組み立てるようになっ
ている。

【００５７】この他、外胴２８はセグメント組立用デッ
キ５８の位置において上下に二分割されており、その接
続フランジ７９に備えられたボルトを外すことにより、
公知のテールシール８０を備えた上部外胴８１を下部外
胴（カッタ側）８２から分離できるようになっている。

【００５８】また図５にも示したように、セグメント組
立装置２７の上方には、落下物などから内部機構及び作
業者を防護するための防護デッキ８３が設けられてい
る。この防護デッキ８３には、径方向外方に延出された
アーム部材８４が取り付けられて、セグメント６１に係
止されるようになっていると共に、上方からチェン８５
によって吊り下げられて、掘進に従って昇降できるよう
になっている。また防護デッキ８３の周辺部は適宜切り
欠かれ、セグメント吊下げスペース８６と、配管配線ス
ペース８７とが形成されている。

【００５９】そしてセグメント組立用デッキ５８には、
シールドジャッキ２４が内側に転位できるように、適宜
切り欠かれた転位スペース８８が形成されている。さら
に隔壁板３５及び仕切板５５にはそれぞれマンホール８
９，９０が形成されており、セグメント組立用デッキ及
び防護デッキには、人が出入りできるように開閉扉９
１，９２がそれぞれ設けられている。

【００６０】次に実施例の作用を説明する。

【００６１】上記構成のダウンワードシールドマシンに
よって、発進立坑などの立坑を掘削するに際して、まず
図６及び図７に示すように、下方への掘進を開始するた
めの路下室101 を構築する。すなわち、土留めぐい102
の打設よって周辺土砂の土留めを行った後、直方体形状
に掘り下げて、その側壁側及び上辺側を腹起し103 及び
受梁104 で補強し、上面に覆工板105 を載置できるよう
にする。そしてシールド機本体２１の全高の分だけ掘削
した立坑位置106 の上端に、Ｈ鋼107 を井桁に組んで発
進の際の反力を得る。この発進時におけるシールド機本
体２１の高さは、上部外胴８１を切り離すことで低くな
るようにしておく。またシールドジャッキ２４は、最小
の全長となるように設置しておく。

【００６２】そして立坑位置106 にシールド機本体２１
をセットし、図１に示した主カッタ用電動機３７及び油
圧モータ５１を駆動させる。この駆動により、主カッタ
３２がシールド機本体２１の軸心２５廻りに回転して立
坑位置106 の中央部を掘削すると共に、これと同期して
伸縮アーム３３が旋回する。そしてその旋回端におい
て、周辺カッタ３４が副軸４７廻りに回転し、立坑位置
106 の周辺部を掘削する。この周辺カッタ３４は、土質
などの地盤条件及び孔径などの施工条件等により、主カ
ッタ３２と同じ方向に回転するか、或いは逆方向に回転
するかが選択される。一方シールド機本体２１の後部に
おいて、シールドジャッキ２４が伸長し、Ｈ鋼107 に反
力をとって外胴２８及び内部フレーム２９を下方へ押
す。

【００６３】またカッタ２３の回転及びシールドジャッ
キ２４の伸長に相前後して、作泥材を作泥材注入管６３
を経由させて切羽へと吹き付ける。この作泥材として
は、例えば陶土（岩粉）とベントナイトとを適宜混合さ
せたものを使用する。またその濃度及び注入圧力は、土
質，地下水位（圧力），深度等により適宜選択されるも
のである。切羽に吹き付けられた作泥材は、土圧及び水
圧に対向してカッタチャンバ５４の切羽地盤の安定を図
ると共に、カッタ２３により掘削された土砂と混合して
泥水（泥漿）となる。この泥水は、送出ポンプ６５によ
って泥水吸込口７１から吸い出され、泥水路６７及び排
泥管６４を経由して地上の泥水処理プラント（図示せ
ず）まで排出され、土砂成分が取り除かれた後、再び所
定の圧力にて作泥材注入管６３に送られる。

【００６４】そしてシールド機本体２１が、セグメント
６１の幅の分だけ掘進すると、セグメント組立装置２７
にセグメント６１を供給すると共に、チェン７７及びモ
ータ７８を作動させて、セグメント把持アーム２６を上
下，径方向，及び軸心廻りに移動させて、掘削した区間
の孔壁にセグメントを立て込む。そしてシールドジャッ
キ２４は、これ以降、組み立てられたセグメント６１に
反力をとる。

【００６５】ある程度の深度まで掘進したなら、下部外
胴８２に上部外胴８１を継ぎ足して、テールシール８０
により外胴２８とセグメント６１との間のシールを行
い、以下同様にして掘削及び覆工を繰り返して掘進を行
う。

【００６６】掘進が所定深度まで終了したなら、排泥管
６４などを解体し、薬液注入或いはコンクリートの打設
などにより掘削した孔底の安定を確保した後、伸縮アー
ム３３の伸縮ジャッキ４６を縮退させることによって、
図２中、二点鎖線にて示したように、周辺カッタ３４の
外端がセグメント６１の内壁よりも内側に位置するよう
に移動させる。また図３中、二点鎖線にて示したよう
に、ジャッキ支持板６０を揺動軸６２廻りに旋回させ
て、シールドジャッキ２４をセグメント６１の内側に移
動させる。そしてセグメント組立装置２７は、セグメン
ト把持アーム２６を縮退させて、セグメント６１と干渉
しないようにしておく。

【００６７】そして隔壁板３５及び仕切板５５を、外胴
２８から切り離した後、内部フレーム２９全体を吊り上
げることで、カッタ２３，シールドジャッキ２４，セグ
メント組立装置２７及びその周辺機材（主カッタ用電動
機３７など）を一体的に立坑内を通して地上まで引き上
げて回収する。

【００６８】このように、伸縮アーム３３に支持された
周辺カッタ３４を有するカッタ２３と、ジャッキ支持板
６０を介して内部フレーム２９に設けられたシールドジ
ャッキ２４と、多段に形成されたセグメント把持アーム
２６を有したセグメント組立装置２７と、作泥材注入管
６３及び、送出ポンプ６５を有した排泥管６４で成る泥
水循環系３０とを備えたので、従来無かったシールド工
法による立坑掘削が実現されると共に、掘進終了後に、
カッタ２３，シールドジャッキ２４及びセグメント組立
装置２７などの主要内部機構を回収でき、これらを再使
用できる。すなわち、掘進長が短くても工事費が過大に
なることなく、安全で確実な泥水式シールド掘進が達成
される。

【００６９】そして外胴２８以外の主要内部機構を実質
的に縮径できることは、外胴２８を交換するだけで種々
の掘削径に適用できることとなり、極めて汎用性に富む
シールドマシンとすることができる。

【００７０】また主軸３１に泥水吸込口７１を設けて、
カッタチャンバ５４の泥水を排出するようにしたので、
土砂の混合度が多い中央部の泥水を積極的に吸い出すこ
とにより、新たに供給される作泥材との交換（循環）が
確実になされ、切羽の安定及び円滑な掘削に寄与でき
る。

【００７１】そして周辺カッタ３４を、旋回移動する副
軸４７廻りに回転させるようにしたので、立坑内の周辺
部を効率よく掘削できる。そして副軸４７は、正逆回転
するようになっているので、土質に応じて掘削ができ
る。特に縦方向に掘進することは、横方向に掘進する場
合よりも地質の変化が激しく、掘削条件も異なってく
る。従って本実施例のカッタ２３は、下方への掘削に極
めて有用なものであると言える。

【００７２】また本実施例のカッタ２３は、主カッタ３
２を周辺カッタ３４よりも突出させ、立坑の中央部を周
辺部よりも先行させて掘削するようにしたので、切羽の
自由面が増加して、周辺カッタ３４が副軸４７廻りに回
転することと相俟って、より掘削の効率がよくなり、掘
進速度を上げることができる。

【００７３】さらに外胴２８を二分割させると共に、シ
ールドジャッキ２４を多段に形成したので、発進の際に
機高を低くしておくことができ、路下室101は必要最少
限の小規模なものでよく、工事費の削減及び工期短縮に
貢献できる。

【００７４】またセグメント組立装置２７の上方に防護
デッキ８３を備えたので、路下室101 或いは道路からの
落下物を受け止めることで、シールド機本体２１内の作
業者及び主要内部機構の安全を図ることができる。

【００７５】なお本実施例にあっては、外胴２８以外の
主要内部機構の全てを回収するようにしたが、場合によ
ってはその一部のみを実質的に縮径するように構成し
て、部分的に回収できるようにしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００７７】 （１）請求項１記載の構成によれば、シ
ールド工法による安全で確実な立坑掘削が実現されると
共に、掘進終了後にカッタを容易に且つ確実に縮径させ
てこれを回収でき、工事費を安価に抑えることができ
る。

【００７８】(2) 請求項２記載の構成によれば、さらに
シールドジャッキを径方向内方に移動させることで、そ
の回収ができる。

【００７９】 （３）請求項３記載の構成によれば、カ
ッタの縮径とセグメント把持アームの縮小とにより、カ
ッタ及びセグメント組立装置の回収ができる。

【００８０】 （４）請求項４記載の構成によれば、さ
らにシールドジャッキを径方向内方に移動させること
で、カッタ、シールドジャッキ及びセグメント組立装置
の回収ができる。

【００８１】 （５）請求項５記載の構成によれば、内
部フレームを吊り上げることで、カッタ，シールドジャ
ッキ，セグメント組立装置を簡単に回収できる。

【００８２】(6) 請求項６記載の構成によれば、伸縮ア
ームの縮小により周辺カッタが径方向内方に移動するこ
とでカッタの回収が出来ると共に、掘削孔径の調節がで
きる。

【００８３】(7) 請求項７記載の構成によれば、周辺カ
ッタの回転により、立坑内の周辺部を効率よく掘削でき
る。

【００８４】(8) 請求項８記載の構成によれば、周辺カ
ッタの回転方向を選択することで、土質に応じた掘削が
できる。

【００８５】(9) 請求項９記載の構成によれば、主カッ
タと周辺カッタとの連動で効率よく掘削ができる。

【００８６】(10)請求項１０記載の構成によれば、切羽
の自由面が増加されて掘削効率が向上する。

【００８７】(11)請求項１１記載の構成によれば、シー
ルドジャッキを容易に径方向内方へ移動できる。

【００８８】(12)請求項１２記載の構成によれば、発進
の際にシールド機本体の高さを低くすることができ、大
規模な路下室を必要としない。

【００８９】 （１３）請求項１３記載の構成によれ
ば、泥水を確実に循環させて切羽地盤の安定及び掘削土
砂の排出を行うことができ、確実に下方掘進ができる。

【００９０】(14)請求項１４記載の構成によれば、切羽
の中央部に集中する泥水を吸い出すことで、確実に掘削
土砂を排出できる。

【００９１】(15)請求項１５記載の構成によれば、発進
の際にシールド機本体の高さを低くすることができ、路
下室を大きくする必要がない。

【００９２】(16)請求項１６記載の構成によれば、落下
物からシールド機本体内の作業者及び内部機構を防護で
き、安全性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるダウンワードシールドマシンの
一実施例を示した縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ線矢視断面図である。

【図６】図１の作用を説明するための路下室を示した平
面図である。

【図７】図６の側断面図である。

【図８】従来の技術である立坑掘削方法を示した側断面
図である。

【図９】本発明に対比すべき技術である従来のシールド
掘進機を示した側断面図である。

【符号の説明】

２１ シールド機本体 ２２ 下端部 ２３ カッタ ２４ シールドジャッキ ２５ 軸心 ２６ セグメント把持アーム ２７ セグメント組立装置 ２８ 外胴 ２９ 内部フレーム ３０ 泥水循環系 ３１ 主軸 ３２ 主カッタ ３３ 伸縮アーム ３４ 周辺カッタ ４７ 副軸 ５１ モータ（油圧モータ） ６０ ジャッキ支持板 ６１ セグメント ６２ 揺動軸 ６３ 作泥材注入管 ６４ 排泥管 ６５ 送出ポンプ ７１ 泥水吸込口 ８３ 防護デッキ

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下方へ推進するシールド機本体の下端部
   に、径方向に伸縮自在なカッタを設け、該カッタが、上
   記シールド機本体の軸心位置で回転する主軸に支持され
   た主カッタと、上記軸心から放射状に延出した伸縮アー
   ムに支持された周辺カッタとを備えて成ることを特徴と
   するダウンワードシールドマシン。
2. 【請求項２】 上記シールド機本体が、上記カッタの上
   方に設けられ径方向内方へ移設可能に形成されたシール
   ドジャッキを備えた請求項１記載のダウンワードシール
   ドマシン。
3. 【請求項３】 下方へ推進するシールド機本体の下端部
   に設けられ径方向に伸縮自在なカッタと、上記シールド
   機本体の軸心位置に立設され径方向に伸縮自在なセグメ
   ント把持アームを有したセグメント組立装置とを備えた
   ことを特徴とするダウンワードシールドマシン。
4. 【請求項４】 下方へ推進するシールド機本体の下端部
   に設けられ径方向に伸縮自在なカッタと、該カッタの上
   方に設けられ径方向内方へ移設可能に形成されたシール
   ドジャッキと、上記シールド機本体の軸心位置に立設さ
   れ径方向に伸縮自在なセグメント把持アームを有したセ
   グメント組立装置とを備えたことを特徴とするダウンワ
   ードシールドマシン。
5. 【請求項５】 下方へ推進するシールド機本体の下端部
   に設けられ径方向に伸縮自在なカッタと、該カッタの上
   方に設けられ径方向内方へ移設可能に形成されたシール
   ドジャッキと、上記シールド機本体の軸心位置に立設さ
   れ径方向に伸縮自在なセグメント把持アームを有したセ
   グメント組立装置と、上記カッタ，シールドジャッキ及
   びセグメント組立装置を支持すると共に上記シールド機
   本体の外胴に着脱自在に内設された内部フレームとを備
   えたことを特徴とするダウンワードシールドマシン。
6. 【請求項６】 上記カッタが、上記シールド機本体の軸
   心位置で回転する主軸に支持された主カッタと、上記軸
   心から放射状に延出した伸縮アームに支持された周辺カ
   ッタとで成る請求項３乃至５のいずれかに記載のダウン
   ワードシールドマシン。
7. 【請求項７】 上記周辺カッタが、上記伸縮アームの先
   端に設けられ上記主軸と並行に回転する副軸に支持され
   た請求項１，２，６のいずれかに記載のダウンワードシ
   ールドマシン。
8. 【請求項８】 上記副軸が、正逆回転するモータに連結
   されて駆動される請求項７記載のダウンワードシールド
   マシン。
9. 【請求項９】 上記伸縮アームが、上記主軸に取り付け
   られて上記主カッタと同期して旋回される請求項１，
   ２，６，７，８のいずれかに記載のダウンワードシール
   ドマシン。
10. 【請求項１０】 上記主カッタが、周辺カッタよりも下
    方に突出された請求項１，２，６，７，８，９のいずれ
    かに記載のダウンワードシールドマシン。
11. 【請求項１１】 上記シールドジャッキが、組み立てら
    れたセグメントよりも径方向内方に位置された揺動軸廻
    りに揺動するジャッキ支持板を介して上記内部フレーム
    に設けられた請求項５乃至１０のいずれかに記載のダウ
    ンワードシールドマシン。
12. 【請求項１２】 上記シールドジャッキが、軸方向に多
    段に形成された請求項４乃至１１のいずれかに記載のダ
    ウンワードシールドマシン。
13. 【請求項１３】 上記シールド機本体が、掘削土砂を地
    上に排出するための泥水循環系を備え、該泥水循環系
    が、作泥材を所定圧で切羽側に吹き付けるための作泥材
    注入管と、掘削土砂を混入させた泥水を地上に排出する
    ための排泥管と、該排泥管に設けられた送出ポンプとを
    有した請求項６乃至１２のいずれかに記載のダウンワー
    ドシールドマシン。
14. 【請求項１４】 上記主軸が、上記排泥管の開口端であ
    る泥水吸込口を有した請求項１３記載のダウンワードシ
    ールドマシン。
15. 【請求項１５】 上記シールド機本体が、上下方向に分
    割可能に形成された外胴を有した請求項１乃至１４のい
    ずれかに記載のダウンワードシールドマシン。
16. 【請求項１６】 上記シールド機本体が、上記セグメン
    ト組立装置の上方に形成された防護デッキを備えて成る
    請求項３乃至１５のいずれかに記載のダウンワードシー
    ルドマシン。