JP2728641B2

JP2728641B2 - 分岐式シールド掘進機および分岐式シールド工法

Info

Publication number: JP2728641B2
Application number: JP2379895A
Authority: JP
Inventors: 亨松崎; 光雄清水
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH08218769A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は分岐式シールド掘進機
（以下、単に掘進機という）および該掘進機を用いた分
岐式シールド掘進法（以下、単に掘進法という）に関す
る。さらに詳しくは、大径シールド機によって所定距離
だけ掘進したのち、該大径シールド機から小径シールド
機を分岐させてより小径で掘進することができる掘進機
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近年
トンネルや共同溝等の工事をシールド工法によって行う
ことが多くなっている。そして、たとえば所定距離掘進
したのち方向を変えて分岐トンネル等を掘進する場合、
通常はその分岐点において立坑を堀り、そこから不要機
材を搬出するとともに分岐掘進用の機材を搬入する必要
がある。

【０００３】しかしながら、とくに都市部では地上のみ
ならず地下の建造物や交通網が輻輳しているため、立坑
の建造が困難な場合が多い。そこで中間立坑や到達立坑
を設ける必要なく屈曲トンネル等を掘進することができ
る掘進機が待望されている。

【０００４】すなわち、二基の掘進機を一体化し、一方
の掘進機によって所定距離の横方向トンネルを掘削した
のち、この一方の掘進機から分離して他方の掘進機によ
って今までとは異なる方向に掘進していくものである。

【０００５】かかる分岐式掘進機に近い例として、特開
平３−１９１１９６号公報または特開平４−２０６９８
号公報に記載されたものが知られている。

【０００６】この掘進機は実質的水平方向における分岐
掘進を行うものではなく、立坑を掘進したのちにそこか
ら分岐して横方向に掘進するものである。すなわちこの
掘進機は、球面シール体内に一台の分岐掘進機（横坑用
掘進機）を収容し、この球面シール体を立坑用掘進機の
先端部内に収容したものであり、立坑用掘進機のカッタ
ーディスクによって所定の立坑を掘削したのち、上記分
岐掘進機を立坑用掘進機から分離し、その中心軸がほぼ
水平方向（横方向）に向くように分岐掘進機を回転させ
る。しかるのち、分岐掘進機によって横坑を掘削するも
のである。

【０００７】しかしながら、上記掘進機をいわばほぼ水
平方向における屈曲トンネルの掘削に用いたとしても、
上記分岐掘進機と立坑用掘進機とはトンネル中の土圧が
加わった状態で分離しなければならないため、分離作業
は困難なものとなる。また、上記分離作業のほとんどを
遠隔操作で行わなければならないため、これが作業の困
難性をさらに助長する。また、大径シールド機に球体が
組み込まれ、この球体内にさらに小径シールド機が保持
されるため、大径シールド機に対する直径差の大きな小
径シールド機しか適用しえないこととなる。

【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、上記従来の掘進機とはまったく異な
る方式によって一方の掘進機から他方の掘進機を容易に
分離させて分岐掘進を可能ならしめた分岐式掘進機を提
供し、さらに、かかる分岐式掘進機を用いた効率のよい
分岐式掘進法をも提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の掘進機は、大径
シールド機と、該大径シールド機内に収容された、大径
シールド機から分岐して掘進しうる小径シールド機とか
らなる分岐式シールド掘進機であって、上記小径シール
ド機が、そのカッターディスクが取り外された状態で、
且つその駆動装置と大径シールド機のカッターディスク
とが離脱可能に連結された状態で、大径シールド機に離
脱可能に保持されており、さらに小径シールド機が、大
径シールド機内を実質的に水平面内で移動および回転し
うるように構成されており、大径シールド機の外郭に、
小径シールド機のカッターディスクによって切削可能な
実質的にコンクリートからなる閉塞壁材によって閉塞さ
れた、小径シールド機用の通過口が形成されてなること
を特徴としている。

【００１０】前記大径シールド機内に小径シールド機が
載置され且つ移動および回転しうる架台を装備し、前記
小径シールド機の下面に、上記架台上を摺動しうる摺動
部材を着脱自在に設けるのが、小径シールド機をその上
下方向に変位させずに大径シールド機内を移動させうる
ので、各種作業を容易に実施しうる点で好ましい。

【００１１】また、前記大径シールド機の天井部におけ
る一部位および床部における前記一部位から鉛直下方の
一部位それぞれに、進退可能の小径シールド機回転軸用
の支軸を設け、小径シールド機の外表面における二部位
に上記支軸が係合しうるボスを設けるのが小径シールド
機を容易に水平面内で回転させうるため、各種作業を容
易に実施しうる点で好ましい。その場合、前記両支軸と
両ボスとを、実質的に前記通過口の中心位置を含み且つ
大径シールド機の中心軸に垂直な面内に配設するのが、
小径シールド機を閉塞壁材に向けて前進させるための段
取りが容易となる点で好ましい。

【００１２】前記大径シールド機内部に、前記閉塞壁材
の実質的に周縁にわたって円筒状のシール部材を装着可
能に構成し、該円筒状のシール部材をその内径側を小径
シールド機が通過しうる大きさにし、かつその内周面全
周にわたって、通過する小径シールド機の外周面との間
隙を閉塞しうる膨出可能なパッキンを設けるのが、小径
シールド機が大径シールド機を貫通して分岐するときに
大径シールド機内に外部の土砂や水が侵入するのを防止
しうる点で好ましい。

【００１３】前記小径シールド機の内周側に、前記駆動
装置によって回転駆動されうるリング部材を配設し、該
リング部材に大径シールド機のバルクヘッドを連結し、
該バルクヘッドに連結部材を介して大径シールド機のカ
ッターディスクを連結することにより、バルクヘッドを
回転式にすることもできる。

【００１４】または、小径シールド機内周側に、前記駆
動装置によって回転駆動されうるリング部材を配設し、
該リング部材に連結部材を介して大径シールド機のカッ
ターディスクを連結し、前記リング部材の内周側に大径
シールド機のバルクヘッドをブラケットを介して小径シ
ールド機に固定することにより、バルクヘッドを非回転
式にすることもできる。

【００１５】かかるバルクヘッド非回転式の掘進機にお
いては、バルクヘッドに大径シールド機のコピーカッタ
ー用ロータリージョイント、スクリュウコンベア、マン
ホール、送水管および排泥管等を固設することができ、
その結果、かかる機材の支持部材を簡易なものとするこ
とができ、しかも、かかる機材の配置の自由度が向上す
るので好ましい。

【００１６】本発明のシールド掘進法は、(1) 大径シー
ルド機のカッターディスクと小径シールド機の駆動装置
との連結を解除すると同時に、大径シールド機による小
径シールド機の保持を解除する工程と、(2) その下面に
摺動板を有する小径シールド機を、大径シールド機内に
装備された摺動架台上を後退させる工程と、(3) 大径シ
ールド機のカッターチャンバ内に薬液または固化液を注
入してカッターチャンバ内の土砂を固化する工程と、
(4) 上記摺動架台上で小径シールド機を作業スペースが
確保される方向に回転させ、その前端にバルクヘッドお
よびカッターディスクを装着する工程と、(5) 小径シー
ルド機の前端を、大径シールド機の外郭に形成された小
径シールド機用の円形通過口を閉塞する閉塞壁材に向く
方向に回転させる工程と、(6) 上記閉塞壁材の内側に小
径シールド機が通過しうる円筒状のエントランスパッキ
ンを装着する工程と、(7) 上記エントランスパッキンに
よって、通過する小径シールド機外周面との間隙を閉塞
しつつ、セグメントを組み立てながら小径シールド機を
前進させて、小径シールド機によって上記閉塞壁材を切
削貫通して掘進する工程とからなることを特徴としてい
る。

【００１７】そして、前記工程(4) において、小径シー
ルド機を回転させるまえに、小径シールド機の頂部近傍
における一部位および該一部位から鉛直下方の最下部近
傍の一部位それぞれに形成されたボスに、大径シールド
機の天井部における一部位および床部における前記一部
位から鉛直下方の一部位それぞれに、進退可能に装備さ
れた小径シールド機回転軸用の支軸を係合させる工程を
付加し、前記工程(7)において、小径シールド機を前進
させるまえに、上記ボスと支軸との係合を解除する工程
を付加するのが、小径シールド機を容易に水平面内で回
転させうる点で好ましい。

【００１８】また、前記セグメントを組み立てる工程
(7) において、小径シールド機にストロークの比較的短
い小型推進ジャッキを取り付け、小型軽量のセグメント
を組み立てつつ該小型推進ジャッキによって小径シール
ド機を前進させ、小径シールド機が前記閉塞壁材を切削
貫通してからストロークの比較的長い推進ジャッキに取
り替え、エレクタを小径シールド機内に組付け、エレク
タによってセグメントを組み立てつつ小径シールド機を
前進させるのが、大径シールド機から分岐させる工法と
して好ましい。一方、本工程(7) において、両シールド
機の直径差があまり大きくない場合等、予め小径シール
ド機にその後胴、テールプレートおよびテールシールを
組付けていない場合は、上記推進ジャッキの取り替えお
よびエレクタの組付けとともに、小径シールド機の後端
部に上記後胴等を組付けをおこなうのが好ましい。

【００１９】

【作用】本発明の掘進機によれば、分岐掘進前におい
て、小径シールド機が大径シールド機に保持されている
ときには小径シールド機にはバルクヘッドとカッターデ
ィスクは装着されておらず、その駆動装置は大径シール
ド機のカッターディスクを回転するために用いられる。
当初の掘進は、大径シールド機によってなされ、分岐掘
進は大径シールド機から分離した小径シールド機によっ
てなされる。小径シールド機は大径シールド機による保
持が解除されたのち、自身のバルクヘッドとカッターデ
ィスクとを装着され、大径シールド機の閉塞壁材を貫通
して分岐トンネル等を掘削する。このように、分岐時に
は小径シールド機が自身のカッターディスクによって、
切削しやすい閉塞壁材を切削貫通するだけであるため、
とくに土圧などによる大きな障害はない。また、両シー
ルド機の一体時には、上述のごとく小径シールド機にバ
ルクヘッドとカッターディスクとが装着されていないた
め、その全長が比較的短い。また、両シールド機の直径
差が小さい場合には一般に後胴、テールプレートおよび
テールシールも装着しないので全長はさらに短くなる。
このように、大径シールド機と直径差の比較的小さい小
径シールド機をも収容することができる。小径シールド
機へのカッターディスク等の装着は大径シールド機内で
なされるため、とくに遠隔操作等の必要がなく容易であ
る。

【００２０】なお、両シールド機の直径差が甚だしく大
きい場合には、都合に応じて小径シールド機に後胴等を
装着したままで大径シールド機内へ収容することもでき
る。

【００２１】かかる掘進機を用いた掘進法によっても、
もちろん上記と同様の作用が奏される。

【００２２】

【実施例】つぎに、図面を参照しつつ本発明の掘進機の
実施例を説明する。

【００２３】図１は本発明の掘進機の一実施例を示す側
面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１の
掘進機における小径シールド機の摺動板の一例を示す斜
視図、図４は図１の掘進機における小径シールド機の摺
動板の他の例を示す斜視図、図５は図１の掘進機の要部
を示す平面断面図、図６は小径シールド機の分離直前に
おける図１の掘進機を示す側面断面図、図７〜１２は図
１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を示す説明図、
図１３は図１の掘進機の分岐時における完全装備の状態
にある小径シールド機を示す側面断面図、図１４および
図１５は図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を示
す平面断面図、図１６は図１の大径シールド機における
小径シールド機通過用のエントランスパッキンの動作を
示す断面図、図１７〜１９はそれぞれ本発明を泥水式掘
進機に適用した場合の送排泥管の配管例を示す断面図、
図２０は本発明の掘進機の他の実施例を示す側面断面図
である。

【００２４】図１において、１は掘進機であり、大径シ
ールド機２内に同軸状に小径シールド機３が収容されて
いる。但し、図示の小径シールド機３は単独で掘進しう
る状態には装備されていない（完全装備された小径シー
ルド機は図１３に示される）。小径シールド機３は、小
径シールド機用のバルクヘッド、カッターディスク、エ
レクタ等が取り外された状態で大径シールド機２に保持
されている。すなわち、小径シールド機３の前端の回転
リング部４が大径シールド機２のバルクヘッド５に連結
され、後端が大径シールド機２の固定用リブ６にボルト
止めされている。したがって、小径シールド機用の回転
駆動装置７はそのギアリング８を回転することにより、
フランジ９で上記回転リング部４と連結されている上記
バルクヘッド５を、ひいてはバルクヘッド５と連結され
ている大径シールド機２のカッターディスク１０を回転
することになる。このように、両シールド機２、３が一
体に保持されているときには小径シールド機３の回転駆
動装置７が大径シールド機２のカッターディスク１０回
転駆動用に兼用されている。１１ａ、１１ｂはそれぞれ
回転リング部４と小径シールド機３の非回転部分とのあ
いだをシールするシール部材であり、１１ｃは大径シー
ルド機２の非回転部分とバルクヘッド５とのあいだをシ
ールするシール部材であり、１１ｄは大径シールド機２
のバルクヘッド５と土砂排出用のスクリュウコンベア１
２のハウジングパイプ１２ａとのあいだをシールするシ
ール部材である。したがって、バルクヘッド５は回転す
るがスクリュウコンベアのハウジングパイプ１２ａは固
定されている。１２ｂはスクリュウコンベア１２の支持
台である。１３はエレクタである。１４はスクリュウコ
ンベア１２の先端に接続された攪拌板であり、カッター
チャンバ１５内の土砂をスクリュウコンベア１２によっ
て搬出するに先立って、その土砂をばらばらにするもの
である。１６は水をジェットとして噴出するためのノズ
ルである。このノズル１６からのジェット水によってカ
ッターチャンバ内の土砂をさらに柔らかくしてスクリュ
ウコンベア１２による土砂搬出を容易にするものであ
る。１７ａ、１７ｂはそれぞれ固化液注入管であり、１
８は加泥管である。

【００２５】図１と図２とを併せて参照すれば明らかな
ように、小径シールド機３は大径シールド機２内に設け
られた架台１９上に載置された状態で上述のごとく大径
シールド機２に保持されている。架台１９は脚部１９ａ
と台板１９ｂとから構成されている。そして、小径シー
ルド機３の下面には上記架台１９上を摺動しうるように
摺動板２０が着脱自在に取り付けられている。小径シー
ルド機３を架台１９上に載置したのは、小径シールド機
３を大径シールド機２から分離したのち、そのカッター
ディスク等を装着するスペースまで移動させ、大径シー
ルド機２を貫通する位置まで移動および回転させるのを
容易にするためである。また、この摺動板２０を着脱自
在としたのは、小径シールド機３が大径シールド機２か
ら分岐して単独で掘進するときには取り外す必要がある
からである。

【００２６】図２に示される摺動板２０は、図３にその
詳細が示されているように、小径シールド機３の下面に
平行に取り付けられた二本の公知のＨ型鋼２０ａと、こ
の二本のＨ型鋼２０ａの下面にわたして取り付けられた
一枚の板部材２０ｂとから構成されている。

【００２７】図４には他の構造の摺動板２１が示されて
いる。この摺動板２１は、小径シールド機３の外周面と
ほぼ同等の曲率に湾曲された上板２１ａと、その下にス
ペーサ２１ｂを介して取り付けられた一枚の底板２１ｃ
とから構成されている。

【００２８】いずれの摺動板２０、２１も、小径シール
ド機３が大径シールド機２を貫通する直前には小径シー
ルド機３への固定が外され、ついで大径シールド機２に
固定される。そうすることにより、この摺動板２０、２
１は、小径シールド機３が大径シールド機２を貫通する
方向に移動するときの案内部材となる。

【００２９】図２において、２２は後述の小径シールド
機３用の回転支軸であり、図示のごとく天井頂部から横
へずれた位置に配設されている。もちろん、床側の回転
支軸２２もそれだけずれている。小径シールド機３の外
周面における上端および下端の各一部位には、上記回転
支軸２２が係合しうるボス２３が固設されている（図１
３も併せて参照）。したがって、回転支軸２２とボス２
３とを係合させるために、同軸状の小径シールド機３を
横方向に移動させる。これは、後述するように、小径シ
ールド機３へのバルクヘッドやカッターディスクの装着
作業を容易にするためのスペースを確保するためであ
る。しかし、小径シールド機と大径シールド機との直径
差が大きいときには、とくにこのような横方向移動は必
要としない。また、上記回転支軸２２の大径シールド機
２軸方向の位置は、ちょうど後述の通過口２５（ひいて
は後述の閉塞壁材２４）の中心に対応する位置である。

【００３０】２６は大径シールド機２用に配設された複
数個の推進ジャッキであり、カッターディスク回転用の
回転駆動装置７も複数個配設されている。

【００３１】図５には、図１に示す大径シールド機２を
その中心軸を含む水平面で切った断面（平面断面）の要
部が示されている。２４は大径シールド機２のスキンプ
レート２ａの一部に形成された閉塞壁材である。この閉
塞壁材２４は、大径シールド機２のスキンプレート２ａ
の一部に小径シールド機３通過用に形成された、その直
径が小径シールド機３の外径より若干大きい通過口２５
を閉塞するものであり、大径シールド機の軸方向に見た
場合は図２に示される形状を呈している。この閉塞壁材
２４は、いわば大径シールド機２の内面の曲率に沿うよ
うに湾曲された円板状を呈している。また、閉塞壁材２
４は後述のように小径シールド機３のカッターディスク
によって切削可能なコンクリート素材から形成されてい
る。このコンクリート素材は、たとえばカーボン繊維、
ガラス繊維またはアラミド繊維等に樹脂を含浸したもの
を補強材としてコンクリート中に備えたものである。し
たがって、大径シールド機２による掘進中は外部の土圧
や水圧に対して充分な強度を有するものである。図２お
よび図５に示す閉塞壁材２４は、前記推進ジャッキ２６
を配備するためのスペース（いわばトンネル）２７が形
成されている。小径シールド機３がこの閉塞壁材２４を
貫通するときには推進ジャッキ２６を外して上記トンネ
ル２７から除去することになる。なお、この閉塞壁材２
４の存在によって、そのトンネル２７内に配備される推
進ジャッキ２６は他の推進ジャッキ２６（図１参照）よ
りもその長さが長くされている。

【００３２】叙上のごとく構成された掘進機１によっ
て、所定距離のトンネルを掘削したのちには、その小径
シールド機３を大径シールド機２から分岐させるのであ
るが、その際にまず、図１に示す固化液注入管１７ａ、
１７ｂから大径シールド機２のカッターチャンバ１５内
に薬液や固化液を注入し、カッターチャンバ１５内の土
砂を固化する。これは、スクリュウコンベアの取り外し
に伴って土砂が流入することを防止するためである。つ
いで、小径シールド機３の前端と大径シールド機２のバ
ルクヘッド５、および後端と大径シールド機２の固定用
リブ６それぞれの連結を解除して大径シールド機２によ
る小径シールド機３の保持を解除する。そののち、図６
に示すように（図１と比較）、スクリュウコンベア１
２、推進ジャッキ２６、固定用リブ６等を除去する。こ
の状態にすれば小径シールド機３を架台１９上に摺動さ
せることができる。

【００３３】図７〜図１２に小径シールド機３の分岐動
作の概略を示す。理解容易のため、各図には両シールド
機２、３のスキンプレート、架台１９、摺動板２０およ
び前述の回転支軸２２等、説明に必要な部品のみ示して
いる。

【００３４】まず、図７には小径シールド機３が大径シ
ールド機２に同軸状に保持された状態が示されている。

【００３５】小径シールド機３の保持が解除されたの
ち、図８に示すように小径シールド機３は架台１９上を
後方に移動させられる。

【００３６】つぎに、図９に示すように小径シールド機
３を、そのボス２３がちょうど上記回転支軸２２の位置
に来るように横方向に移動させ、回転支軸２２をボス２
３に係合する。

【００３７】つぎに、図１０に示すように小径シールド
機３を９０°以上回転させ、上述したようにバルクヘッ
ド２８とカッターディスク２９等を装着するとともに、
後述のエントランスパッキン３０を緩く嵌合する。

【００３８】つぎに、図１１に示すように小径シールド
機３を回転させて大径シールド機２の中心軸に対して直
角の方向に向ける。このとき、小径シールド機３の中心
軸はちょうど前記閉塞壁材２４（ひいては通過口２５）
の中心に一致している。

【００３９】つぎに、回転支軸２２とボス２３との係合
を解除したのち、図１２に示すように、摺動板２０を小
径シールド機３から切り離すとともに、こんどは架台１
９に固定する。そして、固定された摺動板２０を案内部
材としてその上を、小径シールド機３を摺動させつつ前
進させ、そのカッターディスク２９によって大径シール
ド機２の前記閉塞壁材２４を切削し、貫通して分岐させ
る。大径シールド機２は土中に残留してしまう。

【００４０】小径シールド機３が大径シールド機２から
分岐するときの詳細断面図を図１４および図１５に示
す。小径シールド機３の構成部品については図１３も併
せて参照すれば明解である。

【００４１】まず、図１４に示すように、大径シールド
機２内に反力受け３１を取り付ける。小径シールド機３
にはまず短いストロークの小型推進ジャッキ３２を組み
込み、またカッターチャンバ３３内の土砂を排出するた
めの排出バルブ３４および圧送ポンプ３５を取り付け
る。そして、上記反力受け３１を押しつつ前記閉塞壁材
２４に向かって前進し、鋼板製の小型で軽量のセグメン
トＳｓを組み立てていく。この小型セグメントＳｓを組
み立てるときには、それが軽量且つ小型であることによ
りとくにエレクタは必要としない。つぎに、小径シール
ド機３の外周に緩く嵌合されていた（図１０参照）エン
トランスパッキン３０を、上記閉塞壁材２４の外周に固
設されているエントランスパッキン取付用の円筒状フラ
ンジ部材３６に固定する。そして、小径シールド機３が
上記閉塞壁材２４を切削することにより、予め大径シー
ルド機２のスキンプレート２ａに形成されていた通過口
２５が開口され、小径シールド機３は外部に向かって掘
進を開始する。なお、本実施例では、図１４に示す工程
から図１５に示す工程にかけて、小径シールド機３の前
進に応じて後胴３７、テールプレート３８およびテール
シール３９（これらの構造部品については図１３も併せ
て参照）をその順に、小径シールド機３の後端部に組付
けていく。ただし、小径シールド機が大径シールド機に
比較してその直径が大変小さい場合は、これら構造部品
３７、３８、３９の少なくとも一個は予め組み込んだう
えで大径シールド機内に収容しておくこともできる。

【００４２】つぎに、図１５に示すように、長いストロ
ークの通常の推進ジャッキ４０に取り替え、エレクタ４
１を搬入し、通常サイズのセグメントＳｏを組立ててい
く。

【００４３】なお、エレクタ４１の搬入は、図示されて
いないが、組み立て済の小型セグメントＳｓの一部を開
放して行う。

【００４４】図１６には上記エントランスパッキン３０
の要部の断面が示されている。エントランスパッキン３
０の内周面に全周にわたって溝４２が形成されており、
この溝４２には、その中に水を圧入するための給水口４
３が設けられている。そして、この溝４２は全周にわた
ってゴム素材等からなる可撓性の閉止板４４によって閉
止されており、閉止板４４の外側には全周にわたってシ
ール片４５が取り付けられている。このシール片４５は
ポリウレタン樹脂またはゴム素材等からなる可撓性の板
材４５ａの中に、多数枚の短冊状金属片４５ｂが全周に
わたって整列状態で埋め込まれている。シール片４５は
この短冊状金属片４５ｂによって必要なシール圧が生じ
るようにその剛性が高められている。図１６（ａ）はエ
ントランスパッキン３０の非作動状態を示し、図１６
（ｂ）は作動状態を示す。図１６（ｂ）には、水を溝４
２内へ圧入することにより、閉止板４４の膨出に伴って
シール片４５が起立し、小径シールド機３の外周面に当
接した状態が示されている。

【００４５】こうすることによって、エントランスパッ
キン３０の内周面と小径シールド機３の外周面との間隙
が閉塞され、外部の地下水や土砂が大径シールド機２内
へ侵入することが防止される。なお、図示のスペーサ４
６を介在させることに限定されることはなく、溝４２の
底部に直接閉止板４４を取り付けてもよい。

【００４６】叙上の実施例では、スクリュウコンベアに
よってカッターチャンバ内の土砂を搬出する、いわゆる
土圧式の掘進機を例にとっているが、とくに土圧式に限
定されることはなく、カッターチャンバ内に水を注入し
て土砂を泥水化し、これを配管を通して吸い取り搬出す
る、いわゆる泥水式の掘進機にも適用しうることは明ら
かである。泥水式の場合はたとえば図１７および図１８
に示すような配管を採用することができる。両図におい
て４７は送水管であり、４８は排泥管である。

【００４７】また、図１９に示すように、小径シールド
機３が分岐するときには両配管４７、４８を小径シール
ド機３に連結すればよい。

【００４８】また、叙上の実施例では、大径シールド機
２のバルクヘッド５は回転式であるが、本発明ではとく
に回転式に限定されることはない。たとえば、図２０に
示される大径シールド機５１のバルクヘッド５２は固定
式にされている（図１を比較参照）。図２０において、
バルクヘッド５２の外周側には別途円輪部材５３が配設
されており、この円輪部材５３は回転駆動装置７のピニ
オン７ａに噛合するギアリング８に固定された回転リン
グ部４に接続されている。したがって、回転駆動装置７
によって円輪部材５３が回転駆動され、それによって連
結部材５４を介してカッターディスク１０が回転させら
れる。バルクヘッド５２は固定ブラケット５５および接
続用のフランジ５６によって回転駆動装置７とともに小
径シールド機３に固定されている。５７ａ、５７ｂはそ
れぞれ回転リング部４とバルクヘッド５２を含む固定側
とのあいだに配設されたシール部材である。このよう
に、バルクヘッド５２が固定されているため、スクリュ
ウコンベア５８およびマンホール５９等を任意の位置に
配設することができる。さらに、本図のような土圧式で
はなく、泥水式のシールド機の場合には、排泥管や送水
管等（図示されていない）をバルクヘッド５２に固定す
ることも可能である。さらに、図示のごとく、、コピー
カッター６０用のロータリージョイント６１をバルクヘ
ッド５２に設置することもできる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、大径シールド機に対し
て直径差が小さい小径シールド機をも分岐式として大径
シールド機内に組み込むことができ、小径シールド機の
大径シールド機からの分離、分岐を遠隔操作によらない
ため的確な作業が可能となる。

【００５０】さらに、掘進機到達後の分岐地点における
立坑の構築が不要となり、しかも、一般の曲率の大きな
屈曲掘進に必要とされる地盤改良や特殊形状のセグメン
トが不要となる。その結果、工事期間や建造コスト上で
大きな改善が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘進機の一実施例を示す側面断面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１の掘進機における小径シールド機の摺動板
の一例を示す斜視図である。

【図４】図１の掘進機における小径シールド機の摺動板
の他の例を示す斜視図である。

【図５】図１の掘進機の要部を示す平面断面図である。

【図６】小径シールド機の分離直前における図１の掘進
機を示す側面断面図である。

【図７】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を示
す説明図である。

【図８】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を示
す説明図である。

【図９】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を示
す説明図である。

【図１０】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を
示す説明図である。

【図１１】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を
示す説明図である。

【図１２】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を
示す説明図である。

【図１３】図１の掘進機の分岐時における、完全装備の
状態にある小径シールド機を示す側面断面図である。

【図１４】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を
示す平面断面図である。

【図１５】図１の掘進機の小径シールド機の分岐動作を
示す平面断面図である。

【図１６】図１の大径シールド機における小径シールド
機通過用のエントランスパッキンの動作を示す断面図で
あり、（ａ）は非作動状態を示し、（ｂ）は作動状態を
示す。

【図１７】本発明を泥水式掘進機に適用した場合の送排
泥管の一配管例を示す断面図である。

【図１８】本発明を泥水式掘進機に適用した場合の送排
泥管の他の配管例を示す断面図である。

【図１９】本発明を泥水式掘進機に適用した場合の送排
泥管のさらに他の配管例を示す断面図である。

【図２０】本発明の掘進機の他の実施例を示す側面断面
図である。

【符号の説明】

１・・・掘進機２、５１・・・大径シールド機３・・・小径シールド機４・・・回転リング部５、５２・・・バルクヘッド１０・・・カッターディスク１９・・・架台２０・・・摺動板２１・・・摺動板２２・・・回転支軸２３・・・ボス２４・・・閉塞壁材２８・・・バルクヘッド２９・・・カッターディスク３０・・・エントランスパッキンＳｓ・・・セグメントＳｏ・・・セグメント

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】大径シールド機と、該大径シールド機内
に収容された、大径シールド機から分岐して掘進しうる
小径シールド機とからなる分岐式シールド掘進機であっ
て、上記小径シールド機が、そのカッターディスクが取
り外された状態で、且つその駆動装置と大径シールド機
のカッターディスクとが離脱可能に連結された状態で、
大径シールド機に離脱可能に保持されており、さらに小
径シールド機が、大径シールド機内を実質的に水平面内
で移動および回転しうるように構成されており、大径シ
ールド機の外郭に、小径シールド機のカッターディスク
によって切削可能な実質的にコンクリートからなる閉塞
壁材によって閉塞された、小径シールド機用の通過口が
形成されてなる分岐式シールド掘進機。
【請求項２】前記大径シールド機内に小径シールド機
が載置され且つ移動および回転しうる架台が装備されて
おり、前記小径シールド機の下面に、上記架台上を摺動
しうる摺動部材が着脱自在に設けられてなる請求項１記
載の分岐式シールド掘進機。
【請求項３】前記大径シールド機の天井部における一
部位および床部における前記一部位から鉛直下方の一部
位それぞれに、進退可能の小径シールド機回転軸用の支
軸が設けられ、小径シールド機の外表面における二部位
に上記支軸が係合しうるボスが設けられてなる請求項１
記載の分岐式シールド掘進機。
【請求項４】前記両支軸と両ボスが、実質的に前記通
過口の中心位置を含み且つ大径シールド機の中心軸に垂
直な面内に配設されてなる請求項３記載の分岐式シール
ド掘進機。
【請求項５】前記大径シールド機内部に、前記閉塞壁
材の実質的に周縁にわたって円筒状のシール部材が装着
可能に構成されており、該円筒状のシール部材がその内
径側を小径シールド機が通過しうる大きさであり、かつ
その内周面全周にわたって、通過する小径シールド機の
外周面との間隙を閉塞しうる膨出可能なパッキンが設け
られてなる請求項１記載の分岐式シールド掘進機。
【請求項６】小径シールド機内周側に、前記駆動装置
によって回転駆動されうるリング部材が配設されてお
り、該リング部材に大径シールド機のバルクヘッドが連
結され、該バルクヘッドに連結部材を介して大径シール
ド機のカッターディスクが連結されてなる請求項１記載
の分岐式シールド掘進機。
【請求項７】小径シールド機内周側に、前記駆動装置
によって回転駆動されうるリング部材が配設されてお
り、該リング部材に連結部材を介して大径シールド機の
カッターディスクが連結されており、前記リング部材の
内周側に大径シールド機のバルクヘッドがブラケットを
介して小径シールド機に固定されてなる請求項１記載の
分岐式シールド掘進機。
【請求項８】前記バルクヘッドに、大径シールド機の
コピーカッター用ロータリージョイント、スクリュウコ
ンベア、マンホール、送水管および排泥管のうち、少な
くとも前記ロータリージョイントが固設されてなる請求
項７記載の分岐式シールド掘進機。
【請求項９】トンネルの分岐掘進を行うに際して、
(1) 大径シールド機のカッターディスクと小径シールド
機の駆動装置との連結を解除すると同時に、大径シール
ド機による小径シールド機の保持を解除する工程と、
(2) その下面に摺動板を有する小径シールド機を、大径
シールド機内に装備された摺動架台上を後退させる工程
と、(3) 大径シールド機のカッターチャンバ内に薬液ま
たは固化液を注入してカッターチャンバ内の土砂を固化
する工程と、(4) 上記摺動架台上で小径シールド機を作
業スペースが確保される方向に回転させ、その前端にバ
ルクヘッドおよびカッターディスクを装着する工程と、
(5) 小径シールド機の前端を、大径シールド機の外郭に
形成された小径シールド機用の円形通過口を閉塞する閉
塞壁材に向く方向に回転させる工程と、(6) 上記閉塞壁
材の内側に小径シールド機が通過しうる円筒状のエント
ランスパッキンを装着する工程と、(7) 上記エントラン
スパッキンによって、通過する小径シールド機外周面と
の間隙を閉塞しつつ、セグメントを組み立てながら小径
シールド機を前進させて、小径シールド機によって上記
閉塞壁材を切削貫通して掘進する工程とからなる分岐式
シールド掘進法。
【請求項１０】前記工程(4) において、小径シールド
機を回転させるまえに、小径シールド機の頂部近傍にお
ける一部位および該一部位から鉛直下方の最下部近傍の
一部位それぞれに形成されたボスに、大径シールド機の
天井部における一部位および床部における前記一部位か
ら鉛直下方の一部位それぞれに、進退可能に装備された
小径シールド機回転軸用の支軸を係合させる工程が付加
され、前記工程(7) において、小径シールド機を前進さ
せるまえに、上記ボスと支軸との係合を解除する工程が
付加されてなる請求項９記載の分岐式シールド掘進法。
【請求項１１】前記セグメントを組み立てる工程(7)
において、小径シールド機にストロークの比較的短い小
型推進ジャッキを取り付け、小型軽量のセグメントを組
み立てつつ該小型推進ジャッキによって小径シールド機
を前進させ、小径シールド機が前記閉塞壁材を切削貫通
してからストロークの比較的長い推進ジャッキに取り替
え、エレクタを小径シールド機内に組付け、エレクタに
よってセグメント組み立てつつ小径シールド機を前進さ
せる工程が付加されてなる請求項９記載の分岐式シール
ド掘進法。
【請求項１２】前記セグメントを組み立てる工程(7)
において、小径シールド機の後端部にその後胴、テール
プレートおよびテールシールを組付ける工程が付加され
てなる請求項１１記載の分岐式シールド掘進法。