JP2921824B2 - 分岐シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は途中で分岐されるトンネ
ルをシールド工法で構築する際に使用する分岐シールド
掘進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者等は、先に特願平５ー１３１１
８３号及び特願平５ー１９２７３０号として、本線トン
ネル掘進中に該本線トンネル内より分岐線トンネルを分
岐掘削するようになした分岐シールド工法を提案した。

【０００３】上記前者の特願平５ー１３１１８３号の提
案では、その「特許請求の範囲」の項に記載したように
「本線シールド掘進機の主スキンプレート内に抜き差し
可能な副スキンプレートを二重筒状に収納し、この副ス
キンプレートの周面に窓孔を設け、さらに、本線シール
ド掘進機内には該窓孔より発進できる分岐線シールド掘
進機を収納した」分岐シールド掘進機を使用するもの
で、具体的構成は「図１２」に示すように（但し、符号
に関しては本願と合致させるため先願の符号とは一部変
更してある。）なっている。

【０００４】すなわち、「図１１」に示した分岐シール
ド掘進機は、本線シールド掘進機１００の主スキンプレ
ート１１０Ａ内に抜き差し可能な副スキンプレート１２
２Ａを二重筒状に収納し、この副スキンプレート１２２
Ａの周面に窓孔１２６を設け、さらに、本線シールド掘
進機１００内には該窓孔１２６より発進できる分岐線シ
ールド掘進機２００を収納している。なお、「図１１」
中、１がカッターディスク、２が切羽側シールドジャッ
キ、５が立坑側シールドジャッキ、Ｓがセグメント、Ｔ
１が掘削した本線トンネルを示すものである。

【０００５】「定義」本願では、本線トンネルＴ１を図
右側より左側に向けて掘削するものとして説明し、「切
羽側」とは図の左側を、「立坑側」とは図の右側を意味
する。なお、図の右側には必ずしも立坑を必要とするも
のではなく、法面等に設けたトンネル発進口であっても
無論差し支えないものである。

【０００６】そして、上記「図１１」に示した分岐シー
ルド掘進機では、分岐予定場所までは立坑側シールドジ
ャッキ５を伸張させることで既設のセグメントＳを反力
受けとして本線シールド掘進機１００の掘進力を得て掘
進し、一定距離の掘進が終了すると該立坑側シールドジ
ャッキ５を縮退し、この縮退によって生じた間隙に新た
なセグメントＳを組み立てるという従来法で本線トンネ
ルＴ１の掘進が行われる。このようにして分岐予定場所
まで本線トンネルＴ１を掘進したら、上記立坑側シール
ドジャッキ５の使用は止めて、今度は切羽側シールドジ
ャッキ２を伸張させ、副スキンプレート１２２Ａをその
場所に残し、主スキンプレート１１０Ａを前進させるこ
とで窓孔１２６を開き、この窓孔１２６より収納した分
岐線シールド掘進機２００で分岐トンネルを掘進するも
のである。

【０００７】また、上記後者の特願平５ー１９２７３０
号の提案ではその「特許請求の範囲」の項に記載したよ
うに「本線シールド掘進機の主スキンプレートを、前胴
と中胴と後胴とを中折れ式に連結して構成し、該中胴内
には抜き差し可能な副スキンプレートを二重筒状に収納
し、この副スキンプレート内には分岐線シールド掘進機
を収納し、該副スキンプレートの周面には分岐線シール
ド掘進機が発進できる窓孔を設けた」分岐シールド掘進
機を使用するもので、具体的構成は「図１２」に示すよ
うに（但し、符号に関しては本願と合致させるため先願
の符号とは一部変更してある。）なっている。

【０００８】すなわち、「図１２」に示した従来例分岐
シールド掘進機は、本線シールド掘進機１００を、前胴
１１０Ｂと中胴１２０Ｂと後胴１３０Ｂとを夫々中折れ
式に連結して構成し、該中胴１２０Ｂ内には抜き差し可
能な副スキンプレート１２２Ｂを二重筒状に収納し、こ
の副スキンプレート１２２Ｂ内には分岐線シールド掘進
機（図示せず）を収納し、該副スキンプレート１２２Ｂ
の周面には分岐線シールド掘進機が発進できる窓孔１２
６を設けてなる。なお、「図１２」中、１がカッターデ
ィスク、２が切羽側シールドジャッキ、３が切羽側中折
れ用ジャッキ、３ａがこの切羽側中折れ用ジャッキ３の
ロッドにシリンダー本体を連結したストローク補充用ジ
ャッキ、４が立坑側中折れ用ジャッキ、５が立坑側シー
ルドジャッキ、Ｓがセグメントを、Ｂが後胴１３０ｂの
後方室、Ｂ１が前胴１１０Ｂの後方室、Ｔ１が本線トン
ネルを示すものである。

【０００９】そして、上記「図１２」に示した分岐シー
ルド掘進機では、分岐予定場所までは立坑側シールドジ
ャッキ５を伸張させることで既設のセグメントＳを反力
受けとして本線シールド掘進機１００の掘進力を得て掘
進し、一定距離の掘進が終了すると該立坑側シールドジ
ャッキ５を縮退することによって生じた間隙に新たなセ
グメントＳを組み立てる従来法で本線トンネルＴ１の掘
進を行う。

【００１０】そして、分岐予定地点で中胴１２０Ｂと副
スキンプレート１２２Ｂとの連結を解き、副スキンプレ
ート１２２Ｂと後胴１３０Ｂとをその分岐点位置に残し
て、今度は該副スキンプレート１２２Ｂを反力受けに使
用して、前胴１１０Ｂと中胴１２０Ｂとの切羽側中折れ
用ジャッキ３の作動によって推進力を得て（この際に、
切羽側中折れ用ジャッキ３はストロークが短いので、ス
トローク補充用ジャッキ３ａを使用する。）、前胴１１
０Ｂと中胴１２０Ｂとを連結した状態で掘進を行う。

【００１１】そして、上記前胴１１０Ｂと中胴１２０Ｂ
とが推進して該中胴１２０Ｂの後端部が副スキンプレー
ト１２２Ｂの窓孔１２６部位を通過したら分岐地点に残
された副スキンプレート１２２Ｂの該窓孔１２６より分
岐線シールド掘進機（図示せず）により分岐線トンネル
を掘進（「図１２」の場合、該分岐線トンネルは奥方向
または手前方向に掘進）する。

【００１２】なお、上記分岐線シールド掘進機が発進し
た後には、前胴１１０Ｂと中胴１２０Ｂとの連結を解い
て、前胴１１０Ｂのみで本線トンネルＴ１を分岐線トン
ネルの掘削と並行して掘削するようになしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の分
岐シールド掘進機は実機化途中のもので、なお改善の必
要性を有するもので、鋭意検討を加えたところ以下のよ
うな検討事項及び課題点を有するものであった。

【００１４】「課題その１」「図１１」従来例は、主ス
キンプレート１１０Ａ内に分岐線シールド掘進機２００
を収納しているので、本線シールド掘進機１００の全長
がその分長く必要となり、本線トンネルＴ１の掘削が困
難となる。すなわち、本線シールド掘進機１００が長い
と、土水圧が加わる面が広くなり、これを推進させるの
には大きな力を要するのと、曲線掘削を行うには余堀量
を相当に多くしないとならないことが本線トンネルＴ１
の掘削を困難となす主な原因である。

【００１５】「課題その２」また、「図１１」従来例は
分岐予定場所以後も全長の長い主スキンプレート１１０
Ａを使用するため、上記本線トンネルの掘削が困難であ
ると共に、該主スキンプレート１１０Ａの広い面積に大
きな土水圧が加わるため、分岐予定場所以後も大型のシ
ールドジャッキを使用しなくてはならない。また、全長
の長い主スキンプレート１１０Ａの掘削は曲線施工で余
掘を大きくしないと方向転換できずその分本線トンネル
の掘削が困難となるものである。但し、この「図１２」
例の場合も主スキンプレート１１０Ａはその後部１１０
Ａ１を途中で切り離すことは想定していたが、具体的構
成は用意していなかった。

【００１６】「課題その３」そこで上記「課題その１」
と「課題その２」とを解決すべく、「図１２」従来例で
は中折れ式を採用し、途中、後胴１３０Ｂと中胴１２０
Ｂを切り離すようになしたが、この方式はストローク補
充用ジャッキ３ａを有した切羽側中折れ用ジャッキ３を
使用しているので構造が複雑となるという課題を有して
いた。

【００１７】「課題その４」さらに、上記「図１２］従
来例では、前胴１１０Ｂに独立したシールド掘進機とし
ての最低必要全長の大きさを確保（後方室Ｂ１内でセグ
メントＳを組み立てるためのスペースを確保）しなくて
はならず、その後方に中胴１２０Ｂを中折れ式に連結し
てあるので、全長が長くなり、その分立坑側シールドジ
ャッキ５を大型のものを使用しなくてはならないという
課題を有していた。

【００１８】そこで、本発明は上記課題にかんがみなさ
れたもので、曲線状の本線トンネルＴ１の掘削も容易
で、装置も全長が短く構成できると共に、簡易化できる
分岐シールド掘進機を提供することを目的としたもので
ある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を
解決するために、前端にカッターディスク１を設けた前
胴１１０の後端側に中胴１２０を連結し、上記中胴１２
０は外側スキンプレート１２１とこの外側スキンプレー
ト１２１内に着脱可能に固定して二重筒状に収納される
内側スキンプレート１２２とで構成し、上記外側スキン
プレート１２１は前胴部材１２３と該前胴部材１２３と
同径の後胴部材１２４と、後端側が該後胴部材１２４の
内周面側に一体的に連設され先端側が前胴部材１２３の
先端側にまで延設され該前胴部材１２３に着脱可能に連
結されるようになした小径連結胴部材１２５とで構成
し、上記内側スキンプレート１２２内には分岐線シール
ド掘進機２００を収納し、さらに、該内側スキンプレー
ト１２２の周面には上記分岐線シールド掘進機２００の
発進用の窓孔１２６を設け、上記内側スキンプレート１
２２の後端側に後胴１３０を連結してなる技術的手段を
講じたものである。

【００２０】また「請求項２」の発明は、前端にカッタ
ーディスク１を設けた前胴１１０の後端側に、複数の切
羽側中折れ用ジャッキ３を介して中胴１２０を中折れ式
に連結し、上記中胴１２０は切羽側中折れ用ジャッキ３
の後端が連結される外側スキンプレート１２１と、この
外側スキンプレート１２１内に着脱可能に固定して二重
筒状に収納される内側スキンプレート１２２とで構成
し、上記外側スキンプレート１２１は、後端に内周面を
拡径した第二テールシール収納部６ａを設けこの第二テ
ールシール収納部６ａ内に第二テールシール６を取り付
けた前胴部材１２３と、外径が該前胴部材１２３と同径
の後胴部材１２４と、後端側が該後胴部材１２４の内周
面側に一体的に連設され先端側が前胴部材１２３の先端
側にまで延設した小径連結胴部材１２５とで構成し、上
記小径連結胴部材１２５の先端には連結螺子１２９の挿
通孔１２９ａを設け、この挿通孔１２９ａ内を挿通する
連結螺子１２９の螺足先端を前胴部材１２３に螺合させ
て上記前胴部材１２３と後胴部材１２４とを着脱可能に
連結し、上記後胴部材１２４の後端にはこの後胴部材１
２４と内側スキンプレート１２２の外周面との間隙を密
閉する中胴第一シール９ａを、内側スキンプレート１２
２の先端にはこの内側スキンプレート１２２と小径連結
胴部材１２５の内周面との間隙を密閉する中胴第二シー
ル９ｂを固定し、上記内側スキンプレート１２２内には
分岐線シールド掘進機２００を収納し、さらに、該内側
スキンプレート１２２の周面には上記分岐線シールド掘
進機２００の発進用の窓孔１２６を設け、上記外側スキ
ンプレート１２１の前内側には内側スキンプレート１２
２の前端を反力受けとする複数の切羽側シールドジャッ
キ２を取り付け、上記内側スキンプレート１２２の後端
側に前端側が該内側スキンプレート１２２に連結される
複数の立坑側中折れ用ジャッキ４を介して後胴１３０を
連結し、この後胴１３０内には複数の立坑側シールドジ
ャッキ５を取り付けると共に該後胴の後端には第一テー
ルシール１０を取り付けてなる技術的手段を講じたもの
である。

【００２１】

【作用】次に本発明の作用を「図３」乃至「図１０」に
示す掘削工程を参照して説明する。まず、本発明分岐シ
ールド掘進機は前胴部材１２３と後胴部材１２４と端部
を接合して連結された状態となしてある。そこで、本線
トンネルＴ１を掘削するには、立坑側シールドジャッキ
５を伸張させることで、後胴１３０内に組み立てた既設
のセグメントＳを反力受けとして本線トンネル掘削機１
００は掘進力を得て本線トンネルＴ１を掘進する。そし
て、一定距離の掘進が終了すると該立坑側シールドジャ
ッキ５を縮退して生じた間隙に新たなセグメントＳを組
み立て、再度該立坑側シールドジャッキ５を伸張させる
工程を繰り返すという従来法で本線トンネルＴ１の掘進
を行う。

【００２２】上記において、立坑側シールドジャッキ５
を伸張させると、後胴１３０と中胴１２０の内側スキン
プレート１２２とは立坑側中折れジャッキ４で連結さ
れ、内側スキンプレート１２２と外側スキンプレート１
２１とは連結され、さらに、この外側スキンプレート１
２１と前胴１１０とは切羽側中折れジャッキ３で連結さ
れてなるので、前胴１１０と中胴１２０と後胴１３０と
は全て一体的に連結してあるので、これらは一体となっ
て該立坑側シールドジャッキ５で押し進められる作用を
受ける。

【００２３】そして、本線トンネル掘進機１００が推進
力を得たらカッターディスク１の回動で切羽を切削でき
るのは従来と同じ作用であり、また、この本線トンネル
Ｔ１の掘削に際して屈曲した本線トンネルＴ１を掘削す
るには、両中折れジャッキ３，４を作動させて前胴１１
０と中胴１２０と後胴１３０との夫々の連結角度を変更
することで、本線シールド掘進機１００を所定の曲率に
対処できるように屈曲できる作用を呈するものである。

【００２４】そして、分岐予定場所まで（「図４」の状
態までで、この状態と「図２」（Ａ）が同じ状態であ
る。）本線トンネルＴ１を掘削したら、立坑側シールド
ジャッキ５の操作を止め、今度は切羽側シールドジャッ
キ２を作動させ（この際、外側スキンプレート１２１と
内側スキンプレート１２２とが連結してあったら、その
連結を脱着しておくのは無論である。）本線トンネルＴ
１の掘削を続ける。

【００２５】すなわち、切羽側シールドジャッキ２は内
側スキンプレート１２２を反力受けとして伸張し、前胴
１１０と外側スキンプレート１２１とを推進し、内側ス
キンプレート１２２と後胴１３０はその場所に残すこと
になる。なお、切羽側シールドジャッキ２は一定距離の
掘進を終了すると縮退させその間隙部にセグメントＳを
組み立てるのは従来と同じであり、外側スキンプレート
１２１が推進すると「図５」の状態を介してやがてこの
外側スキンプレート１２１の後端が窓孔１２６の部位を
通り越し、この窓孔１２６を「図６」及び「図３」
（Ｂ）に示すように開く。

【００２６】上記前胴１１０と外側スキンプレート１２
１が推進する際に、中胴第一シール９ａが止水性を確保
するが、この止水性は内側スキンプレート１２２の外周
面が円筒等の筒状外面であることが必要で窓孔１２６部
位に中胴第一シール９ａが掛ると止水性は保証できない
ことになる。そこで、この際は中胴第二シール９ｂで止
水性を確保する作用を呈する。

【００２７】上記において、窓孔１２６を突然に開くと
地下地盤が地上に連通する本線トンネルＴ１内に露出し
て地盤崩壊等の危険性を有するので、「図４」に示すよ
うに、窓孔１２６の内側にエントランスガイド筒１２６
ａを取り付け、この中に分岐シールド掘進機２００の先
端を嵌入して設置し、該エントランスガイド筒１２６ａ
の先端にはエントランスパッキン１２６ｂを取り付けて
おき、さらに該分岐シールド掘進機２００の前方には一
定の土圧または泥水圧を加えておくか、さらにはモルタ
ル等の充填物を充填しておくとよいものである。なお、
「図５」乃至「図１０」では上記エントランスガイド筒
１２６ａとエントランスパッキン１２６ｂとは省略して
あるが、実際には「図７」または「図８」の状態まで
（分岐トンネルＴ２がある程度掘進されるまで）は、こ
れらを撤去しないで使用するものである。

【００２８】なお、上記分岐予定位置を通過した後の本
線トンネルＴ１の掘削に先だって、後胴１３０内に収納
してあったセグメントＳを組み立てるために使用するエ
レクター８を内側スキンプレート１２２の前方にある後
方室Ｂ１内（本実施例では、後記する前胴部材１２３
内）に移動して組み立て、その他の掘削に必要な排泥装
置等も内側スキンプレート１２２内を通して前胴１１０
につながるように組み替える。

【００２９】そして、「図６」に示すように窓孔１２６
が完全に開いたらこの窓孔１２６より分岐シールド掘進
機２００を発進して分岐トンネルＴ２を「図７」乃至
「図１０」に示すように掘削する。この分岐シールド掘
進機２００の掘進も従来方で行えばよく、分岐シールド
掘進機２００内にセグメントＳを組み立て、このセグメ
ントを反力受けにして順次分岐線トンネルＴ２を掘進す
る。

【００３０】上記分岐トンネルＴ２の掘進時に本線トン
ネルＴ１の掘進を並行してもよいが、分岐トンネルＴ２
の掘進に際して分岐シールド掘進機２００の反力受け１
１や支保１２を内側スキンプレート１２２内に設ける必
要があるので、この内側スキンプレート１２２の前方に
セグメントＳを搬入するための搬入路を確保できないの
で、この場合は本線トンネルＴ１の掘削は一時中断して
おけばよい。

【００３１】分岐トンネルＴ２の掘削が「図９」の状態
まで進み、分岐トンネルＴ２のセグメントＳの長さが分
岐シールド掘進機２００のシールドジャッキ（図示せ
ず）の反力受けとして充分抗するようになったら、前記
反力受け１１や支保１２を撤去して本線トンネルＴ１の
掘進を再開する。

【００３２】上記本線トンネルＴ１の掘進を再開するに
先立ち、外側スキンプレート１２１の前胴部材１２３と
後胴部材１２４との連結を解く。すると、以後は切羽側
シールドジャッキ２を伸張させると、前胴１１０と前胴
部材１２３とが一体となって推進され、外側スキンプレ
ート１２１の後胴部材１２４と小径連結胴部材１２５と
はその場所に残ることになる。

【００３３】したがって、該前胴部材１２３は常時（分
岐予定場所まで本線トンネルＴ１を掘削する状態）は後
胴部材１２４と共に窓孔１２６を閉じる作用を呈し、分
岐予定場所以後に後胴部材１２４を切り離した状態で
は、本線トンネルＴ１を掘削するに際しての短い前胴１
１０の後方にセグメントを組み立てるために使用する後
方室Ｂ１を確保する作用を呈し、該外側スキンプレート
１２１を前胴部材１２３と後胴部材１２４とを着脱可能
に連結することで、切り離し前の本発明分岐シールド掘
進機の全長は「図１２」従来例より短く構成でき、後胴
部材１２４を切り離しても前胴部材１２３でセグメント
組立に必要な長さを確保する作用を呈するものである。

【００３４】なお、上記外側スキンプレート１２１の前
胴部材１２３と後胴部材１２４との連結を解いて「図
９」より「図１０」に示す状態、同じく「図３」（Ｂ）
より同図（Ｃ）に示す状態となる際は、内側スキンプレ
ート１２２と後胴部材１２４との間は中胴第一シール９
ａと中胴第二シール９ｂとで止水性を確保でき、小径連
結胴部材１２５と前胴部材１２３との間は第二テールシ
ール６で止水される作用を呈する。なお、この第二テー
ルシール６は通常複数個をトンネル軸方向に並設するた
め、前胴部材１２３の前端部を通過する際にも一部が小
径連結胴部材１２５との止水性を保ち、一部は前胴部材
１２３とその内側に組み立てたセグメントＳとの間の止
水性を保ち、止水性が一時的にも途切れることなく確保
される作用を呈するものである。

【００３５】

【実施例】次ぎに本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図中、１００が本線シールド掘進機
で、この本線シールド掘進機１００は前胴１１０と、中
胴１２０と、後胴１３０とを夫々連結してなる。

【００３６】上記前胴１１０は、前端にカッターディス
ク１を設けてある。このカッターディスク１は従来公知
なものが使用でき、図示しない駆動源で回転して切羽の
地盤を掘削するようになしてあるのは無論である。

【００３７】また、上記前胴１１０には、図示はしてい
ないが、カッターディスク１で掘削したズリと称される
掘削土を地上まで搬出する排泥管やズリトロと称される
搬送台車、その他のコンベヤー等からなる排泥装置が設
けられる（正確には排泥装置の排泥始端装置が設けられ
るもので、その一部または全部が中胴１２０及び後胴１
３０内に臨入することは差し支えなく、排泥装置の搬送
路は中胴１２０、後胴１３０、既設トンネルＴ１内を通
過するのは無論である。）のも従来と同じである。な
お、本線シールド掘進機１００には、泥水式、土圧式、
その他の従来公知な掘削方式を採用でき、この掘削方式
に対応して上記排泥装置が適宜選定されるのは無論であ
る。

【００３８】また、上記前胴１１０と、中胴１２０と、
後胴１３０とを夫々連結するには従来技術が使用でき、
複数の切羽側中折れジャッキ３，３，３・・・及び立坑
側中折れジャッキ４，４，４・・・を夫々周方向に一定
間隔で配設し、各切羽側中折れジャッキ３，３，３・・
・の伸退量を調整することで前胴１１０と中胴１２０と
の連結角度を、各立坑側中折れジャッキ４，４，４・・
・の伸退量を調整することで中胴１２０と後胴１３０と
の連結角度を夫々調整できるようになしてあるのも従来
と同じである。なお、図示例は上記のように前胴１１０
と、中胴１２０と、後胴１３０とを夫々中折れ式に連結
してあるが、設計曲率半径の程度によっては、前胴１１
０と中胴１２０あるいは中胴１２０と後胴１３０の一方
のみを中折れ式となし、他方は相互の軸を変更できない
ように連結してもよいものである。

【００３９】上記切羽側中折れジャッキ３は、一端を前
胴１１０に他端を中胴１２０に、立坑側中折れジャッキ
４は一端を中胴１２０に他端を後胴１３０に、夫々自在
継手を介して連結すればよいが、本発明では後記するよ
うに中胴１２０を外側スキンプレート１２１とこの外側
スキンプレート１２１内に二重筒状に収納した内側スキ
ンプレート１２２とで構成してあるので、立坑側中折れ
ジャッキ４は一端を中胴１２０の内側スキンプレート１
２２に他端を後胴１３０に、夫々自在継手を介して連結
してある。なお、両中折れジャッキ３，４を固定するに
は、前胴１１０の内周面、内側スキンプレート１２２の
両端、後胴１３０の内周面に、夫々リング状の内フラン
ジ状板１４１，１４２，１４３，１４４を固定し、これ
らの内フランジ状板１４１，１４２，１４３，１４４に
連結固定するようになせばよい。

【００４０】なお、前胴１１０の後端部と中胴１２０の
先端部とは一方の端部（通常、中胴１２０端部）が他方
の端部内に挿入され、この挿入部は一方を凹側球面継手
面７ａとなし他方を凸側球面継手面７ｂとなして連結角
度を変更しても中折れ連結部の止水性が保たれるように
なしてある。

【００４１】そして、本発明は、中胴１２０と後胴１３
０との中折れ連結は、中胴１２０の外側スキンプレート
１２１の後端に後胴１３０の先端を挿入するのではな
く、内側スキンプレート１２２の後端に後胴１３０の先
端を挿入するようになしてある。したがって、図示例で
は、内側スキンプレート１２２の後端に内周面に凹側球
面継手面７ａを有した後胴挿入筒部１２２ａを連設し、
後胴１３０の先端には外面に凸側面継手面７ｂを設け、
この後胴挿入筒部１２２ａ内に後胴１３０の先端が連結
角度変更可能に連結してある。

【００４２】上記のごとく、内側スキンプレート１２２
の後端に後胴１３０の先端を中折れ式に連結したのは、
外側スキンプレート１２１の後端を直接後胴１３０に中
折れ式に連結すると、後記する内側スキンプレート１２
２を外側スキンプレート１２１内より見かけ上引き抜く
際に球面継手面７ａ，７ｂがこの引き抜きに支障を及ぼ
すためである。

【００４３】そして、上記中胴１２０は外側スキンプレ
ート１２１とこの外側スキンプレート１２１内に二重筒
状に収納される内側スキンプレート１２２とで構成して
ある。この外側スキンプレート１２１と内側スキンプレ
ート１２２とは抜き差し可能に配設するもので、図示例
では通常時は外側スキンプレート１２１の先端部位に固
定した連結リング１２８を介して両者を締着螺子１２８
ａ，１２８ａ，１２８ａ・・・で連結固定し、この締着
螺子１２８ａ，１２８ａ，１２８ａ・・・を外すと内側
スキンプレート１２２を引き抜くことができるようにな
してあるが、この連結リング１２８と締着螺子１２８
ａ，１２８ａ，１２８ａ・・・は省略してもよいもので
ある。

【００４４】なお、上記内側スキンプレート１２２は単
なる筒状に構成してもよいが、図示実施例では内周部に
補強リブ１２７を設けてある。通常シールド掘進機のス
キンプレートは主に土水圧に抗する強度を有すればよ
く、略求心方向の外力に対してその強度を設定するが、
本発明ではこの内側スキンプレート１２２を介して本線
シールドジャッキ５の推進力を伝達するようになしたた
め、軸方の外力に対しても充分なる抗力を要求されるた
め該補強リブ１２７を設けたものである。なお、後記す
る窓孔１２６部位には無論この補強リブ１２７を設ける
ことはできないが、この部位は同じく後記する分岐シー
ルド掘進機２００のカッターディスク２０１を介して、
あるいは別途設置した図示しないＨ型鋼等の補強部材を
介して推進力を伝達するようになすとよい。

【００４５】なお、ここで外側スキンプレート１２１内
に二重筒状に収納するとしたのは必ずしもその全部を収
納しなくてもよいことを意味し、図示例では後端部（主
に、後胴挿入筒部１２２ａ）は外側スキンプレート１２
１の後方に突出するようにしてあり、前端は外側スキン
プレート１２１より後方に位置して後記する切羽側シー
ルドジャッキ２の収納場所を確保するようになしてあ
る。

【００４６】そして、上記外側スキンプレート１２１は
前胴部材１２３と該前胴部材１２３と同径の後胴部材１
２４と、後端側が該後胴部材１２４の内周面側に一体的
に連設され先端側が前胴部材１２３の先端側にまで延設
され該前胴部材１２３に着脱可能に連結されるようにな
した小径連結胴部材１２５とで構成してある。

【００４７】上記前胴部材１２３の後端面と後胴部材１
２４の前端面とは接合した（図示はしていないが、溝継
手接合、印篭継手接合となしてもよい）状態で連結し、
小径連結胴部材１２５を前胴部材１２３に連結すること
でこの接合状態が保たれるようになしてある。また、上
記小径連結胴部材１２５は後胴部材１２４と一体で構成
してもよいが、本実施例では製造の容易性を考慮して両
者を別個に構成し溶接止めまたは螺子止め等で一体化し
てある。

【００４８】そして、上記前胴部材１２３は後端に内周
面を拡径した第二テールシール収納部６ａを設けこの第
二テールシール収納部６ａ内に第二テールシール６，
６，６を取り付けてある。なお、この第二テールシール
６は従来公知なものを使用すればよく、後記第一テール
シール１０も同じである。なお、この第二テールシール
６，６，６は後で取り付けるようになすことも可能では
あるが、後で取り付けるには一度組み立てたセグメント
Ｓの一部を取りはずす必要性を有するので、予め取り付
けておくのが望ましいものである。

【００４９】また、上記小径連結胴部材１２５の先端部
を前胴部材１２３に着脱可能に連結するには、上記小径
連結胴部材１２５の先端には連結螺子１２９の挿通孔１
２９ａを設け、この挿通孔１２９ａ内を挿通する連結螺
子１２９の螺足先端を前胴部材１２３に螺合させて上記
前胴部材１２３と後胴部材１２４とを着脱可能に連結し
てある。

【００５０】また、上記締着螺子１２９を挿通するため
に小径連結胴部材１２５に設けた通孔１２９ａは、該締
着螺子１２９を脱着した後適部材で塞ぐようになし、同
じく締着螺子１２９ａが外側スキンプレート１２１に螺
合するための螺子穴がその外面まで貫通している場合は
この螺子穴も適部材で塞ぐようになす。

【００５１】さらに、上記後胴部材１２４の後端には内
側スキンプレート１２２の外周面との間隙を密閉する中
胴第一シール９ａを、内側スキンプレート１２２の先端
には該小径連結胴部材１２５の内周面との間隙を密閉す
る中胴第二シール９ｂを固定してある。なお、中胴第一
シール９ａは後胴部材１２４側に固定され、中胴第二シ
ール９ｂは内側スキンプレート１２２側に固定してあ
る。

【００５２】上記中胴第一シール９ａは後胴部材１２４
と内側スキンプレート１２２との間に地下水や土砂が侵
入しないようになすためのもので、この中胴第一シール
９ａで土砂等が間隙に侵入して内側スキンプレート１２
２の抜き出しを阻害することは防げるが、この内側スキ
ンプレート１２２には後記するように窓孔１２６を設け
てあるので、この窓孔１２６部位に中胴第一シール９ａ
が位置すると確実なシールができなくなるので、上記中
胴第二シール９ｂで坑内までは地下水や土砂が侵入しな
いようにシールしているものである。

【００５３】なお、小径連結胴部材１２５の先端と前胴
部材１２３との間にも中胴第三パッキン９ｃ（「図２」
参照）を介装しておき、この中胴第三パッキン９ｃによ
ってシールされる第二テールシール収納部６ａ内には非
圧縮性の潤滑油を注入しておき、外側スキンプレート１
２１に加わる外力が小径連結胴部材１２５を介して内側
スキンプレート１２２にまで伝達され強度を向上するよ
うになしてある。

【００５４】そして、上記内側スキンプレート１２２内
には分岐シールド掘進機２００が収納され、さらに、該
内側スキンプレート１２２の周面には上記分岐シールド
掘進機２００の発進用の窓孔１２６を設けてある。

【００５５】上記分岐シールド掘進機２００は内側スキ
ンプレート１２２内に収納できるものであれば従来公知
なものでよいが、内側スキンプレート１２２内のスペー
スを有効に利用するため、そのスキンプレートの後方部
２００ａ（「図８」に破線で示す部位）は分断しておい
て後から搬入・組み付けるようになしておくことが望ま
しく、必要に応じては分岐シールド掘進機２００の図示
しないシールドジャッキも後で（分岐線トンネルＴ１の
掘削開始直前）搬入・組込むようになしてもよい。

【００５６】そして、上記後胴１２０は従来と同じもの
を使用すればよく、その中折れ連結機構も前記したよう
に立坑側中折れジャッキ４の一端を内側スキンプレート
１２２の後端に連結し、かつ、内側スキンプレート１２
２の後端に後胴挿入筒部１２２ａを設けた以外は従来と
同じである。さらに、この後胴１２０内にはシールドジ
ャッキが収納されるもので、本発明もこのシールドジャ
ッキとして複数の立坑側シールドジャッキ５，５，５・
・・を収納してある。

【００５７】本願で上記後胴１２０内に収納するシール
ドジャッキを立坑側シールドジャッキ５と称したのは、
本実施例では前胴１１０側にもシールドジャッキを配設
したためで、前胴１１０側立坑側シールドジャッキ５と
区別するためである。

【００５８】そして、上記立坑側シールドジャッキ５は
後胴１３０にその本体部を固定して収納され、既設のセ
グメントＳを反力受けとして本線シールド掘進機１００
を推進されるために使用する。また、上記切羽側シール
ドジャッキ２はその本体部を外側スキンプレート１２１
の前側に固定し、伸縮先端を内側スキンプレート１２２
の前端に連結し、この内側スキンプレート１２２を反力
受けとして前胴１１０と外側スキンプレート１２１を推
進するようになしてある。

【００５９】なお、図示実施例では上記切羽側シールド
ジャッキ２は予め設置しておくようになしてあるが、立
坑側シールドジャッキ５が不要となったら、これを移動
して使用してもよいものであるが、狭い坑内で立坑側シ
ールドジャッキ５を移動据え付けするのは大きな労力と
時間とを要するためと、この切羽側シールドジャッキ２
は掘進機の全長が短くなることで立坑側シールドジャッ
キ５より小型のものでよいことから予め設置しておくの
が効率的である。

【００６０】なお、上記後胴１３０内にはセグメントＳ
を組み立てるためのエレクター８が収納されるのは従来
と同じで、このエレクター８は従来と同じものを使用す
ればよい。

【００６１】上記エレクター８は、内側スキンプレート
１２２の前方にも設けておいてもよいが、そのためのス
ペースを確保すると、本線シールド掘進機１００の全長
が長くなるので、本実施例では後胴１３０内のエレクタ
ー８が不要となったらこれを移動するようになしてい
る。なお、エレクター８が軸方向にスペースを占拠する
のは主にそのセグメント把持部８ａであるので、内側ス
キンプレート１２２の前方には、このセグメント把持部
８ａを除いた本体部を予め取り付けておき、後胴１３０
内のエレクター８が不要となったらそのセグメント把持
部８ａを取りはずして、予め設置した上記本体部に移動
組み込むようになしてよいものである。

【００６２】

【発明の効果】本発明は上記のごときであるので、中折
れ式となしたので、分岐シールド掘進機２００を収納し
て全長が長くなっても屈曲トンネルをも効率的に掘削で
きる分岐シールド掘進機を提供できるものである。

【００６３】また、本発明は予め本線シールド掘進機内
に分岐線シールド掘進機２００を収納したので、分岐ト
ンネルＴ２を本線トンネルＴ１内より掘削できるので、
分岐トンネルＴ２用の立坑を必要とせず工費、工期を低
減でき、かつ地上の交通等への影響を与えることのない
分岐シールド掘進機を提供できるものであり、さらには
本線トンネルＴ１と分岐線トンネルＴ２は同時施工がで
き、工期の短縮化が図られるものである。

【００６４】また、本発明は分岐シールド掘進機２００
を収納する中胴１２０を二重筒状となし内側スキンプレ
ート１２２の周面に分岐シールド掘進機２００の発進用
の窓孔１２６を設けたので、外側スキンプレート１２０
を推進させることで、それまで閉じていた該窓孔１２６
を容易・確実に開くことのできる分岐シールド掘進機を
提供できるものである。

【００６５】また本発明は、外側スキンプレート１２１
は前胴部材１２３と後胴部材１２４とを着脱可能に連結
し、分岐予定場所以後は従来は「図１２」の前胴１１０
Ｂと中胴１２０Ｂとで本線トンネルＴ１を掘削したが、
本発明では中胴１２０を分割し、前胴１１０と前胴部材
１２３とを連結した状態で掘削できるようになしたた
め、該前胴１１０自体はそれに連結される前胴部材１２
３の分短く形成でき、立坑側シールドジャッキ５に小型
なものが使用できる分岐シールド掘進機を提供できるも
のである。

【００６６】そして、見かけ上、内側スキンプレート１
２２を引き抜いた前胴部材１２３をを前胴１１０に連結
する後方室Ｂ１として使用できるので、この部位でセグ
メントＳを組み立てることができる分岐シールド掘進機
を提供できるものである。

【００６７】また、分岐予定場所以後は前胴１１０と前
胴部材１２３とを中折れ式に連結した状態で掘削できる
ので、曲線施工部でも余掘量が少なくてすみ合理的な掘
削ができる分岐シールド掘進機を提供できるものであ
る。

【００６８】また、本発明は、外側スキンプレート１２
１は前胴部材１２３と該前胴部材１２３と同径の後胴部
材１２４と、後端側が該後胴部材１２４の内周面側に一
体的に連設され先端側が前胴部材１２３の先端側にまで
延設され該前胴部材１２３に着脱可能に連結されるよう
になした小径連結胴部材１２５を有しているので、前胴
部材１２３の先端側で前胴部材１２３と後胴部材１２４
との連結を容易に脱着することができる分岐シールド掘
進機を提供できるものである。

【００６９】また本発明は、上記小径連結胴部材１２５
を設けてあるので、この小径連結胴部材１２５の外側と
前胴部材１２３との間に第二テールシール収納部６ａを
形成でき、この第二テールシール収納部６ａに収納した
第二テールシール６は、トンネル分岐前は胴部材１２３
と小径連結胴部材１２５とで覆われているので破損のお
それがなく、トンネル分岐後の本線トンネル掘削での該
第二テールシール６の確実な止水性を担保できる分岐シ
ールド掘進機を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明分岐シールド掘進機の一実施例を示す縦
断面図である。

【図２】要部拡大縦断面図である。

【図３】施工例での要部作用を説明する縦断面図であ
る。

【図４】本発明分岐シールド掘進機を使用した施工例で
の分岐予定位置以前まで掘削した状態での縦断面図であ
る。

【図５】本発明分岐シールド掘進機を使用した施工例で
の分岐予定位置で窓孔を開いている状態での縦断面図で
ある。

【図６】本発明分岐シールド掘進機を使用した施工例で
の分岐予定位置で窓孔を完全に開いた状態での縦断面図
である。

【図７】本発明分岐シールド掘進機を使用した施工例で
の分岐予定位置で分岐トンネルを掘進し始めた状態での
縦断面図である。

【図８】「図７」状態での別の実施例縦断面図である。

【図９】「図７」「図８」より分岐トンネルをさらに掘
進した状態での縦断面図である。

【図１０】「図９」の状態を経て本線トンネルを掘削再
開した状態での縦断面図である。

【図１１】従来例縦断面図である。

【図１２】別の従来例縦断面図である。

【符号の説明】

１ カッターディスク ２ 切羽側シールドジャッキ ３ 切羽側中折れ用ジャッキ ４ 立坑側中折れ用ジャッキ ５ 立坑側シールドジャッキ ６ 第二テールシール ６ａ 第二テールシール収納部 ９ａ 中胴第一シール ９ｂ 中胴第二シール １０ 第一テールシール １１０ 前胴 １２０ 中胴 １３０ 後胴 １２１ 外側スキンプレート １２２ 内側スキンプレート １２３ 前胴部材 １２４ 後胴部材 １２５ 小径連結胴部材 １２６ 窓孔 １２９ 連結螺子 １２８ｂ 挿通孔 ２００ 分岐線シールド掘進機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 徳治 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 桑原 資孝 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 内田 克巳 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 清水 光雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番 ３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (56)参考文献 特開 平８−326475（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−26879（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−317087（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/06 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端にカッターディスク（１）を設けた
   前胴（１１０）の後端側に中胴（１２０）を連結し、 上記中胴（１２０）は外側スキンプレート（１２１）と
   この外側スキンプレート（１２１）内に着脱可能に固定
   して二重筒状に収納される内側スキンプレート（１２
   ２）とで構成し、 上記外側スキンプレート（１２１）は前胴部材（１２
   ３）と該前胴部材（１２３）と同径の後胴部材（１２
   ４）と、後端側が該後胴部材（１２４）の内周面側に一
   体的に連設され先端側が前胴部材（１２３）の先端側に
   まで延設され該前胴部材（１２３）に着脱可能に連結さ
   れるようになした小径連結胴部材（１２５）とで構成
   し、 上記内側スキンプレート（１２２）内には分岐線シール
   ド掘進機（２００）を収納し、さらに、該内側スキンプ
   レート（１２２）の周面には上記分岐線シールド掘進機
   （２００）の発進用の窓孔（１２６）を設け、 上記内側スキンプレート（１２２）の後端側に後胴（１
   ３０）を連結してなる分岐シールド掘進機。
2. 【請求項２】 前端にカッターディスク（１）を設けた
   前胴（１１０）の後端側に、複数の切羽側中折れ用ジャ
   ッキ（３）を介して中胴（１２０）を中折れ式に連結
   し、 上記中胴（１２０）は切羽側中折れ用ジャッキ（３）の
   後端が連結される外側スキンプレート（１２１）と、こ
   の外側スキンプレート（１２１）内に着脱可能に固定し
   て二重筒状に収納される内側スキンプレート（１２２）
   とで構成し、 上記外側スキンプレート（１２１）は、後端に内周面を
   拡径した第二テールシール収納部（６ａ）を設け、この
   第二テールシール収納部（６ａ）内に第二テールシール
   （６）を取り付けた前胴部材（１２３）と、外径が該前
   胴部材（１２３）と同径の後胴部材（１２４）と、後端
   側が該後胴部材（１２４）の内周面側に一体的に連設さ
   れ先端側が前胴部材（１２３）の先端側にまで延設した
   小径連結胴部材（１２５）とで構成し、 上記小径連結胴部材（１２５）の先端には連結螺子（１
   ２９）の挿通孔（１２９ａ）を設け、この挿通孔（１２
   ９ａ）内を挿通する連結螺子（１２９）の螺足先端を前
   胴部材（１２３）に螺合させて上記前胴部材（１２３）
   と後胴部材（１２４）とを着脱可能に連結し、 上記後胴部材（１２４）の後端にはこの後胴部材（１２
   ４）と内側スキンプレート（１２２）の外周面との間隙
   を密閉する中胴第一シール（９ａ）を、内側スキンプレ
   ート（１２２）の先端にはこの内側スキンプレート（１
   ２２）と小径連結胴部材（１２５）の内周面との間隙を
   密閉する中胴第二シール（９ｂ）を固定し、 上記内側スキンプレート（１２２）内には分岐線シール
   ド掘進機（２００）を収納し、さらに、該内側スキンプ
   レート（１２２）の周面には上記分岐線シールド掘進機
   （２００）の発進用の窓孔（１２６）を設け、 上記外側スキンプレート（１２１）の前内側には該内側
   スキンプレート（１２２）の前端を反力受けとする複数
   の切羽側シールドジャッキ（２）を取り付け、 上記内側スキンプレート（１２２）の後端側に前端側が
   内側スキンプレート（１２２）に連結される複数の立坑
   側中折れ用ジャッキ（４）を介して後胴（１３０）を連
   結し、この後胴（１３０）内には複数の立坑側シールド
   ジャッキ（５）を取り付けると共に該後胴の後端には第
   一テールシール（１０）を取り付けてなる分岐シールド
   掘進機。