JP2843166B2 - 分離型シールド掘進機 - Google Patents

分離型シールド掘進機

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JP2843166B2
JP2843166B2 JP8142991A JP8142991A JP2843166B2 JP 2843166 B2 JP2843166 B2 JP 2843166B2 JP 8142991 A JP8142991 A JP 8142991A JP 8142991 A JP8142991 A JP 8142991A JP 2843166 B2 JP2843166 B2 JP 2843166B2
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明 猪熊
利明 石村
信明 榊
俊明 上原
努 中尾
修二 倉木
英樹 荻原
稔 中村
徹 渡辺
寿夫 林
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KENSETSUSHO DOBOKU KENKYU SHOCHO
NISHIMATSU KENSETSU KK
SENTAN KENSETSU GIJUTSU SENTAA
Kajima Corp
Shimizu Construction Co Ltd
Mitsui Chemicals Inc
IHI Corp
Nippon Steel Corp
Sato Kogyo Co Ltd
Original Assignee
KENSETSUSHO DOBOKU KENKYU SHOCHO
NISHIMATSU KENSETSU KK
SENTAN KENSETSU GIJUTSU SENTAA
Kajima Corp
Shimizu Construction Co Ltd
Mitsui Chemicals Inc
IHI Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のシールド機を備
え、これらシールド機が協動して拡大した掘削断面のト
ンネルを掘削したり、個別に円形断面のトンネルを掘削
したりする分離型シールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【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進機の前部に設
けられたカッタ装置で地山を掘削しつつ、シールド掘進
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進
機内部のシールドジャッキを伸長させることで、シール
ド掘進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。
【０００３】このシールド掘進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
都市内道路トンネルの分岐、合流部を掘削する場合に
は、通常の掘削断面に対し拡大した掘削断面にする必要
がある。このような場合に従来は、図４、図５に示す分
離型シールド掘進機を使用していた。
【０００４】図４、図５において、符号１全体で表され
るものが分離型シールド掘進機（以下、単に「掘進機」
と称する）であり、この掘進機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。
【０００５】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
部に地山掘削用の回転カッタ５が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。各シールド機２の規模はほぼ同一で、その回転カッ
タ５，５も同一平面上に位置されるように設けられてい
る。
【０００６】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の外径輪郭をつなげた形の繭形（図５参照）
に形成された本体部３ｂとから概略構成されている。
【０００７】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
回転カッタ５で掘削された残りの部分を掘削する揺動ア
ームカッタ７が、本体部３ｂの中央に設けられ、シール
ド機２の回転カッタ５と同一平面に位置している。
【０００８】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８が設
けられている。推進用ジャッキ８の作用端８ａは反力体
３の後方に向けられ、組立てられたセグメント９に当接
するようになっている。
【０００９】上述した従来の装置で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、図４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
た状態での掘進機１を発進させ、この掘進機１によりト
ンネルを形成する。すなわち、シールド機２の回転カッ
タ５及び揺動アームカッタ７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９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９の前端に反力を取ることで、推進用ジャッ
キ８を伸長させることで掘進機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。
【００１０】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、その地点で掘進機１によ
るトンネル形成を停止した後、図６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の回転カッタ５により地山を
掘削しつつ、スキンプレート４内にセグメント１１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１１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、地中に複数の円形
掘削断面のトンネルを個別に掘削することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の掘進機１で地中
駅等の長く延在された掘削断面を掘削する場合に揺動ア
ームカッタ７は図４、図５に示すように、回転カッタ
５，５の間で前面に露出し、往復反転する揺動を繰り返
しながら回転カッタ５，５で掘削された残りの部分を掘
削している。揺動アームカッタ７が揺動端で反転する際
には短時間停止した後、反対方向に揺動することにな
る。
【００１２】揺動アームカッタ７が反転のために停止し
ている間も回転カッタ５，５の回転による掘削は継続さ
れ、掘進機１全体は前方に推進されている。従って反転
のために停止した揺動アームカッタ７には地山による大
きな力が負荷され、掘進機の掘削抵抗も大きくなる欠点
があった。
【００１３】本発明はこのような従来の欠点を除去し、
揺動アームカッタが揺動端で反転のために停止した際
に、揺動アームカッタに地山による大きな力が負荷され
ず、掘削抵抗も増大しないようにした分離型シールド掘
進機を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の分離型シールド
掘進機は、前部に地山掘削用の回転カッタを有するシー
ルド機が所定間隔をおいて複数機並設され、前記回転カ
ッタの背後に揺動中心を有し前記回転カッタの背後で反
転し前記シールド機の断面輪郭をつなぐ形状の地山のう
ち前記回転カッタで掘削された残りの部分の地山を掘削
する揺動アームカッタが前記回転カッタの後方に設けら
れていることを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】揺動アームカッタが反転のために停止する際に
は、揺動アームカッタは回転カッタの背後に隠れ、前面
に露出しなくなる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【００１７】図１は図２をＩ方向から見た本発明の一実
施例の正面図、図２は横断面図であって、符号１２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進機
（以下、単に「掘進機」と称する）であり、この掘進機
１２は、互にその軸線を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１３，１４と、これら
シールド機１３，１４の後方に設けられた反力体３とを
備えている。シールド機１３，１４のスキンプレート１
５，１６の前部には地山掘削用の回転カッタ１７，１８
が同一平面上に位置するように設けられている。
【００１８】反力体３は、各シールド機１３，１４のス
キンプレート１５，１６内に挿入可能な径の円筒状に形
成された挿入部３ａ，３ａと、これら挿入部３ａ，３ａ
の後方で連なり、各シールド機１３，１４のスキンプレ
ート１５，１６の外形輪郭を弧状につなげた形に形成さ
れた本体部３ｂとを備えている。
【００１９】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１３，１
４の回転カッタ１７，１８で掘削された残りの大部分を
掘削する２個のスポーク状の回転カッタ１９が本体部３
ｂの中央上下に設けられていて、スポーク状の回転カッ
タ１９は回転カッタ１７，１８の後方に位置するように
されている。
【００２０】シールド機１３，１４のスキンプレート１
５，１６前部の回転カッタ１９寄りの上部と下部には、
回転カッタ１９の後方に位置するように揺動アームカッ
タ２０が設けられている。図１に示すように揺動アーム
カッタ２０の揺動中心２１は回転カッタ１７，１８の背
後になっており、また揺動アームカッタ２０の一方の反
転位置２２は回転カッタ１７，１８の背後におかれてお
り、他方の反転位置２３は回転カッタ１９の背後におか
れている。揺動アームカッタ２０は揺動中心２１を中心
に反転位置２２，２３の間で往復揺動し、反力体３の本
体部３ｂの外形輪郭で囲繞される部分の地山から回転カ
ッタ１７，１８，１９で掘削された残りの部分を掘削
し、掘進機１２全体としては、図３に示すように卵形輪
郭のトンネル２４を掘削することになる。
【００２１】揺動アームカッタ２０の揺動中心２１は回
転カッタ１７，１８の背後になっており、また一方の反
転位置２２は回転カッタ１７，１８の背後におかれ、他
方の反転位置２３は回転カッタ１９の背後におかれてい
るので、揺動アームカッタ２０が反転のために停止する
ときには回転カッタ１７，１８，１９の背後に隠れて前
面に露出しないため、地山からの力は負荷されない状態
になる。
【００２２】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、揺動アームカッタ２０を
反転位置２２で停止させて回転カッタ１７，１８に隠れ
るようにしてシールド機１３，１４を反力体３から発進
させると、回転カッタ１９は反力体３と共に分岐点に残
存し、シールド機１３，１４の回転カッタ１７，１８で
個別に円形掘削断面のトンネルを掘削することができ
る。
【００２３】
【発明の効果】本発明は揺動アームカッタが回転カッタ
の背後で揺動の反転をするので、反転のために停止した
際には回転カッタの背後に隠れて前面に露出しないた
め、地山から大きな力を受けることがなく、掘進機の掘
削抵抗も増加しない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２をＩ方向から見た本発明の一実施例の正面
図である。
【図２】本発明の一実施例の横断面図である。
【図３】掘削したトンネルの断面図である。
【図４】従来装置の横断面図である。
【図５】図４の正面図である。
【図６】分離型シールド掘進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。
【符号の説明】
１２ 分離型シールド掘進機 １３，１４ シールド機 １７，１８，１９ 回転カッタ ２０ 揺動アームカッタ ２１ 揺動中心 ２２，２３ 反転位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000172813 佐藤工業株式会社 富山県富山市桜木町１番11号 (73)特許権者 000002299 清水建設株式会社 東京都港区芝浦一丁目２番３号 (73)特許権者 000006655 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 000195971 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 000174943 三井建設株式会社 東京都千代田区大手町一丁目２番３号 (72)発明者 猪熊 明 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 石村 利明 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 榊 信明 東京都文京区音羽二丁目10番２号（音羽 ＮＳビル７階） 財団法人 先端建設技 術センター内 (72)発明者 上原 俊明 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 石川島播磨重工業株式会社内 (72)発明者 中尾 努 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四丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 荻原 英樹 東京都中央区京橋二丁目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二丁目６番３号 新日本製鐵株式会社内 (72)発明者 渡辺 徹 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松 建設株式会社内 (72)発明者 林 寿夫 東京都千代田区岩本町三丁目10番１号 三井建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−35190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−181889（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256798（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前部に地山掘削用の回転カッタを有する
    シールド機が所定間隔をおいて複数機並設され、前記回
    転カッタの背後に揺動中心を有し前記回転カッタの背後
    で反転し前記シールド機の断面輪郭をつなぐ形状の地山
    のうち前記回転カッタで掘削された残りの部分の地山を
    掘削する揺動アームカッタが前記回転カッタの後方に設
    けられていることを特徴とする分離型シールド掘進機。
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JP4411780B2 (ja) * 2000-12-07 2010-02-10 株式会社Ｉｈｉ 特殊断面シールド掘進機
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