JP2909013B2 - 矩形シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は矩形シールド掘進機に関
する。さらに詳しくは、円形の主カッターディスクを用
いながらも掘削周縁の凹凸を付加カッターによって掘削
することによって矩形断面トンネルの掘削を可能にする
矩形シールド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地中にトンネルを形成する機
械としてシールド掘進機が用いられており、通常は、円
形断面のトンネルを掘削する円形シールド掘進機が多用
されている。

【０００３】一方、例えば複数車線の道路等を敷設する
ための拡幅したトンネルを形成する要望もある。このよ
うな要望に対して前記円形シールド掘進機によって掘削
する場合、大径の円形断面に掘削しなければならず、通
常横長の矩形断面のトンネル形成にとっては埋め戻し等
の無駄な作業を要する。または、複数本の円形断面のト
ンネルを互いに重合させて並設しうるように掘削するこ
とがある。しかし、円形を重合させて所望の拡幅したト
ンネルを掘削するためには重合代を大きく取らなければ
ならないため、必要以上に大径のシールド掘進機が必要
となるとともに効率の悪い作業となってしまう。

【０００４】このため、例えば実公平４−１４５５２号
公報に記載されているような円形断面以外の特殊断面を
掘削する従来技術がある。この技術は、単一の円形断面
掘削用カッタをカッタガイドに沿って移動させることに
より、例えば矩形状断面の横坑を掘削しようとするもの
である。つまり、図１２に示すように、一個のカッター
ディスク５１を、そのカッターシャフト５２を伸長させ
且つカッターシャフト５２を支持する球面軸受５３を用
いて全方向に揺動させる（いわゆるピボッティング）こ
とによって掘削範囲を拡大するものであって、とくに横
方向に大きく揺動させて拡幅したトンネルを掘削しよう
というものである（従来例１）。

【０００５】さらに他の従来技術として特開昭６２−２
２５６９４号公報記載の技術がある。この技術は高速道
路（四車線）等の拡幅した掘削断面のトンネルを掘削す
るために、図１３に示す（シールド掘進機の前面を示す
正面図）ように、複数個の大径のカッタ６０を回転自在
に並設し、これら大径のカッタ６０の間に小径のカッタ
６１を備えたものである。これらのカッタ６０、６１に
よる掘削域が相互に重合するように掘削して拡幅した断
面形状を有するトンネルを掘削しようとするものである
（従来例２）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例１では図１
２から明らかなように、トンネルを拡幅するためにはカ
ッターシャフト５２を長くする必要がある。このように
カッターシャフト５２を長くすると掘削反力によるモー
メントが大きくなり、このモーメントを支持するための
機構が大きくなるため、高さ方向にも胴５４を大きくせ
ざるを得ない。したがって、矩形トンネルの縦横比が制
限される。しかも、地中の掘削面はどうしても部分球状
になり地山が不安定になって崩れやすい。そのうえ、単
一のカッタディスク５１で矩形状の断面を掘削しようと
するものであるため、カッタディスク５１をあまり大き
くするとトンネル角部を矩形状に掘削することが難しく
なる。その結果カッタディスク５１を比較的小さくする
必要が生じる。しかし、カッタディスク５１を小さくす
ると矩形状断面内に占めるカッタディスク５１の割合が
小さくなってシールド掘削機前面での山留めができず、
掘削時に地山の崩壊の恐れがある軟弱地盤等の崩壊性地
盤の掘削には不向きで、例えば泥水加圧式シールド掘進
機においては採用できない構成となり、自立性のある山
でないと矩形状に掘削することができないものとなる。

【０００７】一方、前記従来例２では、図１３に示すよ
うに大径のカッタ６０と小径のカッタ６１とである程度
矩形状に近い形状の掘削ができるが、大径カッタ６０と
小径カッタ６１の間に凹凸状の未掘削部６２が残り、こ
の未掘削部６２をシールド掘進機の掘進時に機械外郭部
６３（フードプレート部）で強制的に掘削して進む必要
があるため、地山が硬質地盤であると掘進抵抗が増加し
て掘進が困難になる。また、機械外郭部６３で強制的に
掘削したとしても、この機械外郭部６３が早期磨耗を生
じてシールド掘進機自体の早期交換が必要となって、費
用及び時間を要する非常に効率の悪い作業となるので、
この従来例２も軟弱地盤でないと掘進が困難になる。

【０００８】ところで、前記掘進抵抗を減少させるため
に、仮に、この従来例２のシールド掘進機の機械外郭部
６３を大径と小径のカッタ外周を連続させた形状とほぼ
同じ凹凸形状に形成したとすると、その製作上、時間と
費用を要するとともにこのシールド掘進機で掘削した後
には凹凸状の未掘削部６２が残ってしまう。

【０００９】そのため、このようなシールド掘進機で先
に形成した矩形状のトンネルに別の矩形状のトンネルを
並設することが考えられる。その場合、通常は先のトン
ネルを掘削するときにセグメントと地山との間にコンク
リートの裏込材を注入してトンネルを形成しているた
め、後のトンネルを掘削するときに先のトンネルの裏込
材を掘削しながら掘進して、後のトンネルの裏込材を先
のトンネルの裏込材と結合させるように並設して両トン
ネルを強固に並設しようとする。

【００１０】しかし、前述のごとく凹凸状の未掘削部６
２が残ると後のトンネルを掘削するときに先のトンネル
との間の重合代を大きく取らないと掘削できない部分が
残るため、この掘削作業は重合代を大きくした効率の悪
い作業となる。

【００１１】しかも、矩形状のトンネルを並設して、例
えば道路トンネルを形成しようとした場合、通常、道路
トンネルは５％程度の勾配で上下して掘削することが多
いため、前記従来例２のように凹凸状の未掘削部６２が
残ると後行トンネルを掘削する時に先行トンネルの凹凸
状と後行トンネルの凹凸状との間にずれを生じて更に未
掘削部６２が多くなる場合がある。従って、このような
場合には重合代を更に大きくした効率の悪い掘削作業が
必要となる。更にこの時、重合代をあまり大きくすると
後行のシールド掘進機が先行トンネルのセグメントを掘
削してしまう可能性もあるため掘削作業に高度な技術を
要することとなる。

【００１２】なお、このような矩形状のトンネルを並設
する場合、両断面を１度に掘削できる大掘削断面のシー
ルド掘進機を製造すればよいが、この場合、例えば、機
械の幅が２０ｍ以上もあるシールド掘進機となるため、
その製作上は技術的に困難で、また、輸送上の問題や、
あるいは組立上の問題もあり、不経済で実現するのは非
常に困難である。

【００１３】本発明は前記課題を解決するためになされ
たものであり、最終的に必要なトンネルの断面にきわめ
て近い矩形断面状に掘削することができる矩形シールド
掘進機を提供することを目的としている。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】 本発明の矩形シールド
掘進機は、シールド掘進機前面に相互が軸方向に干渉し
ない所定距離ずらして並設された複数個の主カッターデ
ィスクと、シールド掘進機前面の外辺たる隣接する主カ
ッターディスク同士のほぼ共通接線上および該接線に垂
直な接線上にそれぞれ配設された、前記主カッターディ
スクの未掘削部を掘削するための実質的に円筒状を呈す
る複数個のカッタードラムと、該主カッターディスクと
カッタードラムとで略矩形に形成されたシールド掘進機
前面と略同一の矩形断面を有する胴と、前記略矩形を呈
した前面の四隅に少なくとも主カッターディスクの未掘
削部を掘削するための主カッターディスクより小径の補
助カッターディスクとを備えており、該補助カッターデ
ィスクの面が前記主カッターディスクの面に略平行にさ
れており、前記補助カッターディスクが、前記主カッタ
ーディスクの略接線方向へ移動しうるように揺動駆動可
能に構成されている。したがって、主カッターディスク
の両端角部の未掘削部をも掘削することができるので、
より矩形状に近い形状に掘削することができる。さら
に、補助カッターディスクの面が前記主カッターディス
クの面に略平行になっているため、補助カッターディス
クによって掘削された地山の面も安定して崩れにくい。
また、掘削代を外方に拡大できるため、たとえば複数本
のトンネルを隣接させて掘削する場合にトンネル相互間
を容易に連通しうる点で好ましい。また、若干の拡幅掘
削も可能となる。また、前記カッタードラムを主カッタ
ーディスクの接線から外方へ進出および後退しうるよう
に揺動駆動可能に構成することにより、外方へ進出させ
た側のいわゆる余掘りを行うことができるため、カーブ
しつつ掘進できる、つまり湾曲掘進が可能となる点で好
ましい。また、若干の拡幅掘削も可能となる。

【００１７】そして、前記略矩形断面を有する胴を、各
主カッターディスク毎にその後方に配設された矩形断面
の胴要素を相互に着脱自在に連結することによって形成
するのが、掘削しようとするトンネルの幅や高さに応じ
て適宜基数だけ連結しうる点で好ましく、さらに、掘進
機を搬送する場合も各主カッターディスクおよび胴要素
の対に分割してから運べる点で好ましい。

【００１８】

【００１９】

【００２０】加えて、前記略矩形断面を有する胴要素そ
れぞれを、中折れピンによって接続された前胴および後
胴から中折れ可能に構成し、前記後胴同士をそれぞれが
着脱自在に固定連結し、前記前胴をそれぞれ前記中折れ
ピンを中心に揺動駆動可能に構成するのが、前記湾曲掘
進が可能となる点で好ましく、また、胴要素それぞれを
適宜反対方向に屈曲させることにより、掘進機をその軸
回りに回転させることができるため、掘進機の姿勢調整
を行いうる点で好ましい。

【００２１】また、前記各主カッターディスクおよび該
主カッターディスクの後方の胴要素から掘進機要素を構
成し、各掘進機要素を、その主カッターディスクの直交
する四本の接線方向それぞれに前記カッタードラムが配
設されうるように構成するのが、掘削しようとするトン
ネルの幅や高さに応じて適宜基数だけ掘進機要素を連結
しうる点で好ましく、連結基数に拘らず矩形断面のトン
ネルを掘削することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に記載の実施形態
を参照しつつ本発明の矩形シールド掘進機（以下、単に
掘進機という）を説明する。

【００２３】図１は本発明の掘進機の一実施形態を示す
斜視図、図２は図１の掘進機の前面を示す正面図、図３
は図２のＡ1 −Ａ2 −Ａ3 −Ａ4 線断面を示す側面断面
図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面を示す部分平面断面図、
図５は図１の掘進機における補助カッターディスクを示
す斜視図、図６は図１の掘進機におけるカッタードラム
を示す説明図、図７は図４の掘進機における連結ピンの
構成を示す斜視図、図８は図１の掘進機の中折れ状態を
示す説明図、図９は図１の掘進機によるトンネル掘削例
を示す説明図、図１０は図１の掘進機による他のトンネ
ル掘削例を示す説明図、図１１は図１の掘進機によるさ
らに他のトンネル掘削例を示す説明図である。

【００２４】図１に示すように、掘進機１の前部には略
同一径の３個の主カッターディスク２が一列に並設され
ている。この実施形態では主カッターディスク２が相互
に干渉しないように、中央部の主カッターディスク２Ａ
が両側の主カッターディスク２Ｂよりも所定距離Ｄ（図
３）だけ前方に突出するようにずらして配設されてい
る。また、隣接する主カッターディスク同士は、その中
心間がこの主カッターディスクの半径以上で直径以下の
距離Ｅ（図２）だけ離間して配設されている。

【００２５】これら主カッターディスク２Ａ、２Ｂは、
図３および図４に示すように掘進機１の胴３内における
バルクヘッド４より後方に設けられた回転駆動装置５に
よって回転駆動される駆動軸６により旋回させられる。
なお、駆動軸６はシール箱７および軸受８によって支持
されている。

【００２６】また、この実施形態では掘削ズリの排出に
送泥管９と排泥管１０とを用いた泥水式を例示してい
る。もちろん、本発明においては泥水式以外にスクリュ
ウコンベヤを用いた泥土圧式またはコンベヤ等を用いた
オープンメカニカル式等の公知の掘削方式を用いてもよ
い。

【００２７】なお、Ｓはトンネル殻を形成するセグメン
トであり、１１はセグメントＳを組み付けるためのエレ
クターである。１２はセグメントＳを押してその反力で
掘進機１を前進せしめる推進ジャッキである。

【００２８】図１および図２から明らかなように、一個
の主カッターディスク２に対して、その後方に一個の胴
要素３ａが配設されている。後述するように胴要素３ａ
同士は互いに着脱自在に連結されている。以下、この一
個の主カッターディスク２と対応する一個の胴要素３ａ
とからなるものを掘進機要素１ａと呼ぶ。

【００２９】そして、隣接する主カッターディスク２
Ａ、２Ｂのほぼ共通接線上および該接線に垂直な接線上
にはカッタードラム１３がそれぞれ設けられている。言
い換えれば、カッタードラム１３は、両端部の主カッタ
ーディスク２Ｂの両隅部と、隣接する主カッターディス
ク２Ａ、２Ｂの中心間距離Ｅのほぼ中央部に相当する外
辺部とにそれぞれ設けられている。それによって掘進機
１の前面は略長方形状を呈している。このカッタードラ
ム１３は円筒状ドラム１３ａの表面に複数個のカッター
ビット１３ｂが整列配設されたものである。両端部の主
カッターディスク２Ｂの両隅部のカッタードラム１３は
二個のドラム１３ａが中間部材１３ｃによって連結され
たものである（以下、カッタードラム対という）。中間
部材１３ｃの位置に対応する地山の部分は両端の主カッ
ターディスク２Ｂによって既に掘削されており、掘進機
１の掘進に際して中間部材１３ｃにとって前記地山部分
が邪魔になることはないので問題はなく、駆動機構がカ
ッタードラム１３二個に対して一基となるので経済的で
ある。一方、隣接する主カッターディスク２Ａ、２Ｂ間
のカッタードラム１３は一個ずつ配設されている。もち
ろん、一基の掘進機要素１ａに対して、その主カッター
ディスク２の直交四辺それぞれに前記一個のカッタード
ラム１３または一個のカッタードラム対１３を配設しう
るように構成してもよい。そうすることにより、連結す
る掘進機要素１ａの基数に応じて各掘進機要素１ａの前
面のいずれの辺にカッタードラムまたはカッタードラム
対を配設すべきかを選択することができる。

【００３０】図２に示すように、このカッタードラム１
３は掘進機前面の各辺に垂直な矢印Ｆ方向および矢印Ｇ
方向に進退させられる。すなわち、各カッタードラム１
３は掘進機１前面の長方形の長辺および短辺から外方に
進出させられ且つ後退させられるように構成されてい
る。図４にこのカッタードラム１３を進退させる往復駆
動機構１４が示されている。すなわち、バルクヘッド４
にカッタードラム１３の支持部材１４ａを揺動自在に支
持する軸受１４ｂが装備されており、前記支持部材１４
ａを矢印Ｈ−Ｊ方向に揺動駆動させるための駆動ジャッ
キ１４ｃがバルクヘッド４後方に配設されている。図４
では掘進機前面の長方形短辺のカッタードラム１３の往
復駆動機構１４のみ示されてれいるが、長辺側のカッタ
ードラム１３についても同様の往復駆動機構が採用され
る。このようにカッタードラム１３を外方に進出させて
掘進することにより、カッタードラム１３を進出させた
側のいわゆる余掘りが可能となる。また、主カッターデ
ィスクには公知のいわゆるコピーカット機構が配設され
ているので、かかるコピーカット機構によっても余掘り
が可能となる。したがって、余掘りを行った方向に容易
に掘進機１をカーブさせて進ませることができる。

【００３１】カッタードラムおよびカッタードラム対の
回転駆動機構はいずれも同じで図５に示すような構成を
備えている。すなわち、バルクヘッド４後方の駆動装置
１５によってバルクヘッド４を貫通する駆動軸１６を回
転させ、駆動軸１６の先端側に配設された傘歯車機構１
７を介してドラム軸１３ｄを回転させてドラム１３ａを
回転させる。ここで、カッタードラム対１３の場合は中
間部材１３ｃに傘歯車機構１７およびドラム軸１３ｄが
内装されている。１８は傘歯車機構１７の押圧反力を受
けるために設けられたテーパーローラーベアリングであ
り、１９は円筒コロベアリングである。１４ｂは前記軸
受（図４）である。前記支持部材１４ａ（図４）はその
図示が省略されている。

【００３２】再び図１および図２に戻って、掘進機１前
面の四隅それぞれには主カッターディスク２より小径の
補助カッターディスク２０が配設されている。この補助
カッターディスク２０それぞれその外周部は、前記全主
カッターディスク２の接線が全主カッターディスク２を
包絡する長方形より若干外方へはみ出した状態で配設さ
れている。そして、図２に示すように、掘進機１前面の
長方形の長辺に沿う矢印Ｋ−Ｌ方向に往復動させられる
ように構成されている。

【００３３】その構成は図３および図６から明らかであ
る。両図において、補助カッターディスク２０を支持す
る第一部材２１と第二部材２２とはアーム部材２３によ
ってクランク状に固定連結されている。そして、第二部
材２２は軸受部材２４を通してバルクヘッド４を貫通し
ている。補助カッターディスク２０を回転させる駆動装
置２５はバルクヘッド４後方に配設されており、回転駆
動力は第一部材２１、第二部材２２およびアーム部材２
３の内部を通してチェーンドライブまたはシャフトドラ
イブ等の公知の機構（図示されていない）で伝達され
る。そして、補助カッターディスク２０の往復動機構と
しては駆動シリンダ２６が用いられている。この駆動シ
リンダ２６によって、第二部材２２のバルクヘッド４後
方部分に形成されたブラケット２２ａを押し引きするこ
とにより、第二部材２２の軸回りにアーム部材２３を回
動させて補助カッターディスク２０を矢印Ｍ−Ｎ方向に
回動させることができる。そうすることにより、補助カ
ッターディスク２０を完全な直線移動ではないが、略前
記掘進機１前面の長方形の長辺に沿う矢印Ｋ−Ｌ方向
（図２）に往復動させることができる。したがって、こ
れら補助カッターディスク２０を掘進機１前面の長方形
の長辺に沿って外方に進出させることによっても、主カ
ッターディスク２Ａ、２Ｂの未掘削部を掘削してほぼ矩
形断面のトンネルが掘削できる。

【００３４】なお、この実施形態では補助カッターディ
スク２０は掘進機１前面の長方形の長辺に沿って往復動
させられるようにされている。しかし、長方形の長辺に
限定されることはなく、短辺に沿って往復動しうるよう
に構成してもよい。また、図６に示す構成を有している
ため、同一の補助カッターディスク２０を、長方形の隅
を経由して長辺方向および短辺方向ともに移動しうるよ
うに構成することも可能である。

【００３５】また、前記カッタードラム１３の外方進出
と補助カッターディスク２０の外方進出とを同時に行う
ことによって若干のトンネル拡幅も可能となる。

【００３６】なお、本発明ではとくに補助カッターディ
スク２０を備えた掘進機に限定されることはなく、補助
カッターディスク２０は省略して主カッターディスクと
カッタードラムとを備えたものであってもよい。かかる
掘進機であっても矩形断面トンネルの掘削を容易に行う
ことができる。

【００３７】つぎに、前述のとおり本実施形態では三基
の掘進機要素１ａが連結されている（図１参照）。そし
て図４に示すように、各掘進機要素１ａとも前胴２７と
後胴２８とから構成され、前胴２７は後胴２８に対して
若干角度だけ屈曲しうるように中折れピン２９によって
連結されている。各掘進機要素１ａとも軸方向の同一位
置で前胴２７と後胴２８とが連結されている。各掘進機
要素１ａの後胴２８同士は各自のフランジ３０を介して
ボルト３１によって固定連結されている。前胴２７同士
は図７に示すように一方が丸孔３２で他方が長孔３３に
よって構成された連結孔に連結ピン３４を装入すること
により、前記屈曲が可能で且つ掘進機要素１ａの軸方向
には相対移動不可能に連結されている。なお、図４では
一端の掘進機要素１ａについては図示が省略されてい
る。

【００３８】かかる構成によって、前記三基の掘進機要
素１ａはそれらの前胴２７を個別に異なる方向に、たと
えば図８に示すように揺動させることが可能である。図
８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ともにその上段は平面図で
あり、下段は正面図である。図８（ａ）は三基の掘進機
要素１ａともに同一方向（紙面右方向）に前胴２７を揺
動させた状態である。その状態で掘進すれば、掘削反力
によって掘進機１は矢印Ｐの方向にカーブして進む。し
たがって、掘進方向を曲げる場合に便利である。前述の
カッタードラム１３の進出と組み合わせるとさらに掘進
方向の変更が容易になる。

【００３９】図８（ｂ）は中央の掘進機要素１ａは前胴
２７を揺動させておらず（後胴２８と軸方向が一致して
いる）、両端の掘進機要素１ａは前胴２７を互いに反対
方向に揺動させている。その状態で掘進すれば、掘削反
力によって掘進機１は矢印Ｑの方向に回転しつつ進む。
したがって、掘進中に何らかの原因で掘進機１が軸回り
に回転する兆候があったときに修正を加えうるので便利
である。

【００４０】図８（ｃ）は両端の掘進機要素１ａの前胴
２７が図８（ｂ）のそれと反対方向に揺動させられた状
態であり、掘進機１をその軸回りに図８（ｂ）のそれと
反対にＲ方向に回転させることができる。

【００４１】図８では掘進機１を上下に長く連結してい
るが、水平方向に長く連結しても同等の作用が奏され
る。

【００４２】前述の実施形態では掘進機要素１ａを三基
連結していたが、本発明ではとくに三基に限定されるこ
とはなく、二基または四基以上連結してもよい。

【００４３】以上のように構成された掘進機１によれ
ば、以下のようにして矩形断面のトンネルを掘削するこ
とができる。

【００４４】すなわち、掘進機１の前面に設けられた３
個の主カッターディスク２Ａ、２Ｂによって相互に干渉
することなく前面の地山を掘削し、これらの主カッター
ディスク２Ａ、２Ｂによる未掘削部を後方に設けられた
補助カッターディスク２０およびカッタードラム１３に
よって掘削する。この補助カッターディスク２０は、前
記駆動シリンダ２６によるアーム部材２３の揺動駆動に
よって往復動しつつ主カッターディスク２の未掘削部を
掘削することとなる。

【００４５】叙上の掘進機１で掘削しうるトンネルの概
略を図９〜１１に模式図として示す。

【００４６】図９に示すように、叙上のごとき構成によ
って前記掘進機１はそれ一基のみによっても矩形断面の
トンネルを掘削することができる。図９において掘削さ
れたトンネルは二点鎖線で示し、敷設されたセグメント
Ｓは実線で示す。なお、本掘進機１によれば、掘進機要
素１ａ同士の連結方向を選択することによって、横長の
矩形状トンネルのみならず縦長の矩形状トンネルも掘削
することができる。

【００４７】一方、この一基の掘進機１によって地山の
異なる部位を複数回掘削することによって、より大きい
断面積の矩形断面トンネルを掘削することもできる。す
なわち、図１０に示すように、まず一基の掘進機１によ
って第一トンネルＴを掘削し（図１０中の右側に二点鎖
線で示す）、ついでその掘進機１を掘削開始点まで戻
し、ついで第一トンネルＴに隣接させて第二トンネルＵ
を掘削する（図１０中の左側に実線で示す）。なお、図
中にハッチングで示されるのはセグメントＳである。ま
た、この場合には補助カッターを掘進機前面の長方形長
辺に沿って移動させつつ掘削している。そして、第一ト
ンネルＴと第二トンネルＵとは前記補助カッターの掘削
部同士によって連通させられる。そして、図１０中のセ
グメントＳ外部の掘削部はセグメント裏込材が充填され
て固化される。また、最終的には第一トンネルＴと第二
トンネルＵとは、その間のセグメント裏込材を切除する
ことによって連通され、幅寸法の大きい矩形断面のトン
ネルが完成する。

【００４８】図１１にはより大きい寸法の矩形断面のト
ンネルの掘削法が示されている。このトンネルは図１０
に示された方法を繰り返して複数本のトンネルを連通さ
せることによって形成されるものである。ハッチングは
セグメントＳを示し、二点鎖線はセグメント裏込材が充
填されるべき掘削部外縁を示している。図中、六本のト
ンネルで囲まれた内部Ｖは、掘削前面側からの地山の崩
壊の無い範囲内で掘っていくか、または崩壊を防止する
ためのいわゆる山留工法を用いれば、とくにシールド掘
進機を用いる必要もなくバックホウ等の通常の掘削機に
よって容易に掘削することができる。

【００４９】このように、一基の掘進機によって大寸法
の矩形断面トンネルを掘削することができる。

【００５０】なお、一基の掘進機によって複数本のトン
ネルを掘削する場合には、一本のトンネル掘削の完了後
に再度掘削開始点まで掘進機を搬送するが、上述のとお
り本掘進機は掘進機要素ごとに分割しうるため、かかる
搬送が容易に行われる。さらに、掘進機を掘削開始点ま
で搬送したのちは、ボルトや連結ピンによって容易に再
連結することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の掘進機は、複数個の主カッター
ディスクによってその前面を掘削することができ、複数
個のカッタードラムによってシールド掘進機前面の外辺
部における主カッターディスクによる未掘削部を掘削す
ることができる。そうすることによって矩形状のトンネ
ルを掘削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘進機の一実施形態を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の掘進機の前面を示す正面図である。

【図３】図２のＡ1 −Ａ2 −Ａ3 −Ａ4 線断面を示す側
面断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面を示す部分平面断面図であ
る。

【図５】図１の掘進機における補助カッターディスクを
示す斜視図である。

【図６】図１の掘進機におけるカッタードラムを示す説
明図である。

【図７】図４の掘進機における連結ピンの構成を示す斜
視図である。

【図８】図１の掘進機の中折れ状態を示す説明図であ
る。

【図９】図１の掘進機によるトンネル掘削例を示す説明
図である。

【図１０】図１の掘進機による他のトンネル掘削例を示
す説明図である。

【図１１】図１の掘進機によるさらに他のトンネル掘削
例を示す説明図である。

【図１２】従来の掘進機の一例を示す説明図であり、
（ａ）は概略正面図であり（ｂ）は側面図である。

【図１３】従来の掘進機の他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・掘進機 １ａ・・掘進機要素 ２・・・主カッターディスク ３・・・胴 ４・・・バルクヘッド １３・・・カッタードラム ２０・・・補助カッターディスク ２７・・・前胴 ２８・・・後胴 ２９・・・中折れピン ３３・・・連結ピン Ｔ・・・第一トンネル Ｕ・・・第二トンネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−144096（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−93495（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−119290（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−112991（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−116920（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/08 E21D 13/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機前面に相互が軸方向に干
   渉しない所定距離ずらして並設された複数個の主カッタ
   ーディスクと、シールド掘進機前面の外辺たる隣接する
   主カッターディスク同士のほぼ共通接線上および該接線
   に垂直な接線上にそれぞれ配設された、前記主カッター
   ディスクの未掘削部を掘削するための実質的に円筒状を
   呈する複数個のカッタードラムと、該主カッターディス
   クとカッタードラムとで略矩形に形成されたシールド掘
   進機前面と略同一の矩形断面を有する胴と、前記略矩形
   を呈した前面の四隅に少なくとも主カッターディスクの
   未掘削部を掘削するための主カッターディスクより小径
   の補助カッターディスクとを備えており、該補助カッタ
   ーディスクの面が前記主カッターディスクの面に略平行
   にされており、前記補助カッターディスクが、前記主カ
   ッターディスクの略接線方向へ移動しうるように揺動駆
   動可能に構成されてなる矩形シールド掘進機。
2. 【請求項２】 前記カッタードラムが、前記主カッター
   ディスクの接線から外方へ進出および後退しうるように
   揺動駆動可能に構成されてなる請求項１記載の矩形シー
   ルド掘進機。
3. 【請求項３】 前記略矩形断面を有する胴が、各主カッ
   ターディスク毎に配設された矩形断面を有する胴要素が
   相互に着脱自在に連結されることによって形成されてな
   る請求項１または２記載の矩形シールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記略矩形断面を有する胴要素それぞれ
   が中折れピンによって接続された前胴および後胴から中
   折れ可能に構成されており、前記後胴同士はそれぞれが
   着脱自在に固定連結され、前記前胴はそれぞれに前記中
   折れピンを中心に揺動駆動可能に構成されてなる請求項
   １〜３のうちのいずれか一の項に記載の矩形シールド掘
   進機。
5. 【請求項５】 前記各主カッターディスクおよび該主カ
   ッターディスクの後方の胴要素から掘進機要素が構成さ
   れており、各掘進機要素が、その主カッターディスクの
   直交する四本の接線方向それぞれに前記カッタードラム
   が配設されうるように構成されてなる請求項１〜４のう
   ちのいずれか一の項に記載の矩形シールド掘進機。