JP2750361B2 - 分離型シールド掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、複数のシールド機を備え、これらシール
ド機が反力体からそれぞれ発進可能な分離型シールド掘
削機に関するものである。

「従来の技術」 周知の如く、シールド工法は、外形円筒状のスキンプ
レートを有するシールド掘削機の前部に設けられたカッ
タ装置で地山を掘削しつつ、シールド掘削機内部で円筒
分割体たるセグメントを組み立て、さらに、このセグメ
ントの前端に反力を取ってシールド掘削機内部のシール
ドジャッキを伸長させることで、シールド掘削機全体を
前方に推進させ、これら工程を繰り返すことで地中にト
ンネルを形成する工法である。

このシールド掘削機による掘削断面は、その径がスキ
ンプレートの外径に略等しい円形断面である。しかしな
がら、トンネル内部においては、地中駅や通風口等通常
の掘削断面に対して拡大した掘削断面が要求される場合
がある。この場合、シールド掘削機では定められた掘削
断面しか得られないため、地上から立坑を掘削して拡大
部分を築造したり、あるいは、トンネル形成後にこのト
ンネルを作業基地としてシールド機や掘削機を用いて拡
大部分を形成することが行われている。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、前記従来の工法では、多大の工期と薬液注入
工法等の補助工法が必要となり、工費が割高となる、と
いった課題を抱えていた。また、立坑掘削や補助工法の
施工による周辺への、特に埋設物への影響が無視できな
いため、施工場所等の制限があり、広範な施工条件での
適用が困難な状況にあった。

この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、通
常の掘削断面に対して拡大した掘削断面を短期かつ安価
に施工でき、しかも周辺への影響を極力抑えて施工しう
る分離型シールド掘削機の提供を目的としている。

「課題を解決するための手段」 そこでこの発明は、前部に地山掘削用のカッタ装置が
設けられていると共に自身を前方に推進させる推進装置
が設けられたシールド機を所定間隔をおいて複数機並設
し、これらシールド機の後方にそれらの断面輪郭をつな
ぐ形状に形成された反力体を設け、その反力体の前部に
は各シールド機内に挿入される挿入部を設けて、その挿
入部を各シールド機内に挿入することで反力体を各シー
ルド機に合体させた状態で設けるようにし、かつ、前記
反力体には、この反力体の輪郭で囲繞される地山のうち
前記シールド機のカッタ装置で掘削された残りの部分の
地山を掘削する掘削装置と、反力体自身を前方に推進さ
せる反力体推進装置とを設けた分離型シールド掘削機を
構成することで、前記課題を解決している。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明
する。

第１図ないし第３図は、この発明の一実施例である分
離型シールド掘削機を示す図である。これら図におい
て、符号１全体で表されるものが本実施例に係る分離型
シールド掘削機（以下、単に「掘削機」と称する）であ
り、この掘削機１は、その軸線を互いに平行にした状態
で所定間隔をおいて並設された２機のシールド機２、２
と、これらシールド機２、２の後方に設けられた反力体
３とから概略構成されている。

シールド機２は、通常使用されている周知構成のシー
ルド機であり、円筒状のスキンプレート４前部に地山掘
削用のカッタ装置５が回動自在に設けられていると共
に、その後部内周面に推進用ジャッキ（推進装置）６、
６、…が周方向に間隔をおいて複数個設けられている。
この推進用ジャッキ６の作用端6aはシールド機２の後方
に向けられている。また、符号７は、スキンプレート４
後部に設けられ、円筒分割体たるセグメント（第１図な
いし第３図において図示略）をスキンプレート４内部で
組み立てるエレクタ装置である。なお、本実施例では、
各シールド機２の規模はほぼ同一とされ、かつ、そのカ
ッタ装置５、５も同一平面上に位置されるように設けら
れている。

また、前記反力体３は、各シールド機２のスキンプレ
ート４内に挿入可能な径の円筒状に形成され、前端が前
記推進用ジャッキ６の作用端6aに当接された挿入部3a、
3aと、これら挿入部3a、3a後方に連なって設けられ、各
シールド機２、２のスキンプレート４、４の外形輪郭を
つなげた形の繭形（第３図参照）に形成された本体部3b
とから概略構成されていて、その反力体３は、上記シー
ルド機2,2の後方に配置されて上記挿入部を3a,3aを各シ
ールド機２のスキンプレート４内に挿入した状態でそれ
らシールド機2,2と合体されている。

この反力体３には、その本体部3bの外形輪郭で囲繞さ
れる部分の地山から各シールド機２、２のカッタ装置５
で掘削された残りの部分を掘削する掘削装置８が、本体
部3bの前部中央に設けられている。この掘削装置８は、
前記挿入部3a、3aに連なって設けられ、本体部3bの輪郭
の延長をなすスキンプレート部8aと、このスキンプレー
ト部8a前部に回動自在に設けられ、シールド機２のカッ
タ装置５と同一平面上に位置されたカッタ部8bとから構
成されている。なお、本実施例では、シールド機２のカ
ッタ装置５の回転軸と掘削装置８のカッタ部8bの回転軸
との間隔は、カッタ装置５の半径の略２乗根倍とされて
いるので、カッタ部8bの半径はカッタ装置５の半径と略
一致する。

さらに、反力体３の本体部3b内面には、その周方向に
間隔をおいて複数の推進用ジャッキ（反力体推進装置）
９、９、…が設けられている。これら推進用ジャッキ９
の作用端9a、…は反力体３の後方に向けられている。な
お、符号10は、各シールド機２、２及び掘削装置８の後
方にそれぞれ設けられたセグメント11、11、…組立用の
エレクタ装置である。

次に、第１図ないし第４図を参照して、本実施例の掘
削機１を用いたシールド工法について説明する。

（ｉ）拡大断面トンネル形成 地中駅等その幅方向又は高さ方向に長く延在された掘
削断面を有するトンネルを形成する場合には、第１図に
示すように、立坑等所定の発進箇所からシールド機２、
２及び反力体３が合体した状態での掘削機１を発進さ
せ、この掘削機１によりトンネルを形成する。すなわ
ち、シールド機２のカッタ装置５及び掘削装置８のカッ
タ部8bにより地山を掘削しつつ、反力体本体部3b内のエ
レクタ装置10、10、…でセグメント11、…を繭状に組み
立て、さらにこれら組み立てられたセグメント11、…の
前端に反力を取ることで、推進用ジャッキ９、…を伸長
させることで掘削機１全体を前方に推進させる。これら
の工程を繰り返すことで、地中にトンネルを形成するこ
とができる。

（ii）通常断面トンネル形成 分岐点の如く、通常の円形掘削断面によるトンネルを
形成する場合には、その地点で掘削機１によるトンネル
形成を停止した後、第４図に示すように、各シールド機
２、２を反力体３前方から発進させ、これらシールド機
２、２によりトンネルを形成する。すなわち、周知の如
く、シールド機２のカッタ装置５により地山を掘削しつ
つ、スキンプレート４内のエレクタ装置７、７、…でセ
グメント12、…を円筒状に組み立て、さらにこれら組み
立てられたセグメント12、…の前端に反力を取ること
で、推進用ジャッキ６、…を伸長させることでシールド
機２全体を前方に推進させる。これらの工程を繰り返す
ことで、地中にトンネルを形成することができる。

以上説明した工法により、地中に拡大された掘削断面
を有するトンネルを形成することができる。ここで、こ
の実施例では、２機のシールド機２、２を所定間隔をお
いて並設すると共に、これらシールド機２、２の後方に
それらの断面輪郭をつなぐ形状の反力体３を配置し、こ
の反力体３に掘削装置８と推進用ジャッキ９、９、…を
設けたので、シールド機２、２のカッタ装置５、５及び
反力体３の掘削装置８と推進用ジャッキ９、……を用い
ることで、通常のシールド掘削機１によるトンネル形成
工程と全く同一の工程により拡大された掘削断面を有す
るトンネルを形成することができる。従って、前記従来
の如く、トンネル形成後に立坑を築造したり掘削機等を
搬入する必要もなく、しかも薬液注入等の補助工法が不
要であり、工期、工費の低減及び周辺への悪影響を殆ど
抑えた施工が可能である。

なお、この発明のシールド掘削機及びシールド工法
は、その細部が前記実施例に限定されず、種々の変形例
が可能である。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、前部
に地山掘削用のカッタ装置が設けられていると共に自身
を前方に推進させる推進装置が設けられたシールド機を
所定間隔をおいて複数機並設し、これらシールド機の後
方に、それらの断面輪郭をつなぐ形状に形成された反力
体を設けて、その反力体の前部に設けた挿入部を各シー
ルド機内に挿入することで各シールド機の推進装置の反
力を受けるようにし、かつ、この反力体に、その輪郭で
囲繞される地山のうち前記シールド機のカッタ装置で掘
削された残りの部分の地山を掘削する掘削装置と、反力
体自身を前方に推進させる反力体推進装置とを設けたよ
うな分離型シールド掘削機を構成したので、シールド機
のカッタ装置及び反力体の掘削装置と推進装置とを用い
ることで、通常のシールド掘削機によるトンネル形成工
程と全く同一の工程により拡大された掘削断面を有する
トンネルを形成することができる。従って、従来の如
く、トンネル形成後に立坑を築造したり掘削機等を搬入
する必要もなく、しかも薬液注入等の補助工法が不要で
あり、工期、工費の低減及び周辺への悪影響を殆ど抑え
た施工が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、この発明の一実施例である分離
型シールド掘削機を示す図であって、第１図は縦断面
図、第２図は左側面図、第３図は第１図のIII−III′線
に沿う矢視断面図、第４図は同分離型シールド掘削機を
使用してトンネルを形成している状態を示す断面図であ
る。 １……分離型シールド掘削機、２……シールド機、３…
…反力体、3a……挿入部、４……スキンプレート、５…
…カッタ装置、６……推進用ジャッキ（推進装置）、８
……掘削装置、９……推進用ジャッキ（反力体推進装
置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 清水建設株式会社 東京都港区芝浦１丁目２番３号 (73)特許権者 999999999 新日本製鐵株式会社 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 (73)特許権者 999999999 西松建設株式会社 東京都港区虎ノ門１丁目20番10号 (73)特許権者 999999999 三井建設株式会社 東京都千代田区岩本町３丁目10番１号 (72)発明者 足立 義雄 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土 木研究所内 (72)発明者 水谷 敏則 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土 木研究所内 (72)発明者 真下 英人 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土 木研究所内 (72)発明者 上原 俊明 東京都千代田区大手町２丁目２番１号 石川島播磨重工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 幸信 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 倉木 修二 東京都中央区日本橋本町４―12―20 佐 藤工業株式会社内 (72)発明者 本多 章浩 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 中村 稔 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新日本製鐵株式会社内 (72)発明者 渡辺 徹 東京都港区虎ノ門１丁目20番10号 西松 建設株式会社内 (72)発明者 梅園 輝彦 東京都千代田区岩本町３丁目10番１号 三井建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−229396（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前部に地山掘削用のカッタ装置が設けられ
   ていると共に自身を前方に推進させる推進装置が設けら
   れたシールド機が所定間隔をおいて複数機並設され、 これらシールド機の後方にはそれらの断面輪郭をつなぐ
   形状に形成された反力体が設けられ、 該反力体の前部には前記各シールド機内に挿入される挿
   入部が設けられていて、該挿入部が前記各シールド機内
   に挿入されることで前記反力体が前記各シールド機に合
   体した状態で設けられ、 かつ、前記反力体には、この反力体の輪郭で囲繞される
   地山のうち前記シールド機のカッタ装置で掘削された残
   りの部分の地山を掘削する掘削装置と、反力体自身を前
   方に推進させる反力体推進装置とが設けられていること
   を特徴とする分離型シールド掘削機。