JP2933278B1 - 地中接合型シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】地中接合技術において信頼性の高い機械的接合
を達成し、貫入側シールド掘進機の汎用性を確保し、受
入側シールド掘進機の内部構造体を土水圧に抗して支持
しつつ後退させる技術を確保することを目的とする。 【解決手段】受入側シールド掘進機１は、カッターディ
スク３、胴構造体５、内部構造体６、掘進中に内部構造
体６を胴構造体５に固定支持する固定支持機構１１、地
中接合時にカッター本体部２１と内部構造体６を土水圧
に抗して支持しながら胴構造体５に対して相対的に後退
させるスラスト機構１２、止水シール８等を有する。貫
入側シールド掘進機としては一般的な掘進機を適用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、地中接合型シー
ルド掘進機及びその地中接合方法に関し、特に受入側シ
ールド掘進機の前端部分に貫入される貫入側のシールド
掘進機として一般的なシールド掘進機を適用可能にし、
両シールド掘進機を機械的に接合するようにした技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】 近年上下水道用トンネルや共同溝等を
シールド工法により掘進することが多く、その場合には
工事期間の制約があり、１台のシールド掘進機により掘
進できる距離にも限界があるため、複数の立坑を設け立
坑と立坑の間の区間を各シールド掘進機で分担して掘進
することも多い。そのトンネルは同径の場合もあるし、
途中で径が変化する場合もある。

【０００３】都市部の地下に形成するトンネルの場合、
地上地下ともに構造物が輻輳していて立坑を形成できな
いことも多いため、同径の又は異径の２台のシールド掘
進機を離間地点から相接近方向へ掘進させ、最終的に２
台のシールド掘進機の前端部同士を地中接合する技術も
種々提案されて実用化されている。

【０００４】例えば、特開平３−１２９０９０号公報に
記載の地中接合可能なシールド掘進機では、受入側シー
ルド掘進機の前胴を相対移動可能な内筒と外筒とで構成
し、貫入側シールド掘進機の前端部を受入側シールド掘
進機の前端部に嵌入させ、内筒と内部構造体とを外筒に
対して後退させることにより、両シールド掘進機を地中
接合し、貫入側シールド掘進機の本体フレームの先端の
シール剤注入管から坑壁部にシール剤を注入して固化さ
せて止水するように構成してある。

【０００５】特開平６−３４６６８６号に記載の地中接
合可能なシールド掘進機では、受入側シールド掘進機の
前胴の前端部にフード部を設け、そのフード部に注入管
と凍結管とを設け、その受入側シールド掘進機よりも少
し小径の貫入側シールド掘進機の前端部をフード部に嵌
入して、注入管から供給した固化剤を凍結させて接合部
の地盤改良を行うように構成してある。

【０００６】特開平８−１５８７８３号公報に記載の地
中接合型シールド掘進機では、貫入側シールド掘進機の
カッターディスクにスポーク先端部を伸縮させるスポー
ク伸縮機構を設けるとともに、前胴に保護筒をスライド
可能に外嵌させ、前胴の前端部の外周面部にチューブシ
ールを設けて保護筒で保護してある。また、受入側シー
ルド掘進機のカッターディスクにもスポーク先端部を伸
縮させるスポーク伸縮機構を設け、前胴の内部の内部構
造部を前胴に対してスライド可能に構成し、地中接合の
際、両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させ、両カッ
ターディスクのスポーク伸縮機構を縮め、貫入側シール
ド掘進機の前端部を、保護筒を後退させながら、受入側
シールド掘進機の前胴の前端部分に嵌入させ、受入側シ
ールド掘進機の内部構造部を前胴に対して後退させるこ
とで、両シールド掘進機を機械的に地中接合するように
構成してある。

【０００７】特開平８−４４７６号公報に記載のシール
ド掘進機の地中接合技術においては、受入側シールド掘
進機のカッターディスクに前記同様のスポーク伸縮機構
を設け、その環状の胴構造体に対してその内部の内部構
造体をスライド可能に構成し、胴構造体の前端部の内周
面部にチューブシールを設け、貫入側シールド掘進機の
前端部を受入側シールド掘進機の前端部分に嵌入させ、
胴構造体に対して内部構造体を後退させ、両シールド掘
進機間の環状隙間をチューブシールにより止水する。

【０００８】他方、本願出願人は、特開平８−９３３９
０号公報において、シールド掘進機におけるスライド部
を止水できるスライドシール機構を提案した。このスラ
イドシール機構では、環状弾性膜部材の前後両端部を固
定し、環状弾性膜部材の内側に環状シール部材を設け、
加圧水注入手段で環状弾性膜部材の外側に加圧水を供給
して環状弾性膜部材を内側へ膨らませ、環状シール部材
をその内側の相手側筒部材に圧接させることで止水する
ように構成してある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】 特開平３−１２９０
９０号公報のシールド掘進機では、地中接合時にシール
ド剤注入管から坑壁部にシールド剤を注入して固化させ
ることで地中接合部を止水する必要があり、止水性を高
めにくく、両シールド掘進機を機械的に接合する構造の
面で十分なものとは言い難い。特開平６−３４６６８６
号公報のシールド掘進機においても、受入側シールド掘
進機のフード部に注入管と凍結管とを設け、地中接合時
に、両シールド掘進機間の環状隙間の地盤に固化剤を注
入して凍結固化させて止水する必要があり、止水性を高
めにくく、両シールド掘進機を機械的に接合する構造の
面で十分なものとは言い難い。

【００１０】特開平８−１５８７８３号公報のシールド
掘進機では、両方のシールド掘進機に地中接合の為の構
成を設ける必要があるので、シールド掘進機の汎用性を
確保する面で不利である。また、特開平８−４４７６号
公報のシールド掘進機の場合、地中接合の際に、受入側
シールド掘進機において、内部構造体に作用する土水圧
に抗して内部構造体を支持しながら、前胴を含む環状の
胴構造体に対して相対的に内部構造体を後退移動させる
具体的な技術が不明で、実現可能性の面で問題が残って
いる。

【００１１】本発明の目的は、２台のシールド掘進機を
地中接合する技術において、信頼性に優れる機械的な接
合を達成すること、貫入側シールド掘進機としては一般
的な構造のシールド掘進機を適用可能にすること、受入
側シールド掘進機において土水圧に抗してカッター本体
部と内部構造体とを支持しながら胴構造体に対して相対
的に後退移動させる技術を確保すること、等である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】 請求項１の請求項１の
地中接合型シールド掘進機は、第１シールド掘進機と、
第１シールド掘進機よりも小径の第２シールド掘進機と
を備え、両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて両
者を地中で機械的に接合するようにした地中接合型シー
ルド掘進機において、第１シールド掘進機は、カッター
支持体と、前胴を含む環状の胴構造体と、カッター支持
体の背部のチャンバーと、このチャンバーの後端を仕切
る隔壁を含み胴構造体の内部に軸心方向へ移動自在に設
けられた内部構造体と、シールド掘進時に土水圧に抗し
て内部構造体を胴構造体に固定的に支持する固定支持機
構と、接合時に内部構造体を土水圧に抗して支持しなが
ら胴構造体に対して相対的に後退させる為のスラスト機
構とを備え、このスラスト機構は、複数の油圧シリンダ
と、複数の油圧シリンダで夫々駆動される複数組の軸力
伝達ロッドとを有し、各組の軸力伝達ロッドはフランジ
継手を介して連結した複数のロッド片からなり、前記カ
ッター支持体の少なくともカッター本体部は内部構造体
と共に胴構造体内へ退入移動可能に構成され、第２シー
ルド掘進機は、第１シールド掘進機の胴構造体の前端部
分に内嵌状に挿入可能なカッター支持体と前胴を有する
ことを特徴とするものである。

【００１３】第１シールド掘進機は受入側シールド掘進
機であり、このシールド掘進機はカッター支持体、チャ
ンバー、環状の胴構造体、内部構造体、固定支持機構、
スラスト機構などを有する。カッター支持体はカッター
ディスクに相当し切羽の掘削を行うものである。通常の
シールド掘進時には、固定支持機構は土水圧に抗して内
部構造体を胴構造体に固定的に支持する。カッター支持
体の少なくともカッター本体部は内部構造体と共に胴構
造体内へ退入移動可能であり、そのカッター本体部は内
部構造体に連結され内部構造体ととともに移動する。

【００１４】両シールド掘進機を地中接合する場合、両
シールド掘進機を相接近方向へ掘進させ、固定支持機構
による支持を解除する一方、スラスト機構により内部構
造体を土水圧に抗して支持しながらカッター支持体のカ
ッター本体部と内部構造体とを胴構造体に対して相対的
に後退移動させ、貫入側の第２シールド掘進機の前端部
を第１シールド掘進機の胴構造体の前端部分に嵌入状に
挿入させて地中接合する。こうして、両シールド掘進機
を機械的に地中接合することができる。そして、スラス
ト機構においては、複数の油圧シリンダで複数組の軸力
伝達ロッドを夫々駆動することで内部構造体を支持す
る。複数の油圧シリンダが複数の軸力伝達ロッドよりも
後方側に配設されるため、各軸力伝達ロッドには圧縮力
が作用する。各組の軸力伝達ロッドはフランジ継手を介
して連結した複数のロッド片からなるため圧縮力を確実
に伝達可能である。胴構造体に対して内部構造体を後退
移動させる際には、一部の組の軸力伝達ロッドからロッ
ド片を１つずつ取外して短くしていきながら、内部構造
体を後退移動させることになるが、各組の軸力伝達ロッ
ドはフランジ継手を介して連結した複数のロッド片から
なるため、油圧シリンダとしてストロークの短いものを
適用可能になり、油圧シリンダの設置スペースとシール
ド掘進機の製作費の面で有利である。

【００１５】請求項２の地中接合型シールド掘進機は、
請求項１の発明において、前記第１シールド掘進機のカ
ッター支持体は、胴構造体内へ退入可能なカッター本体
部と、このカッター本体部の外周側の外輪部と、この外
輪部をカッター本体部に連結解除可能に連結する連結機
構とを有することを特徴とするものである。シールド掘
進時には、カッター支持体におけるカッター本体部と外
輪部とが連結機構により連結解除可能に連結され、地中
接合時には、連結機構を連結解除して外輪部をカッター
本体部から分離し、そのカッター本体部が内部構造体と
ともに胴構造体の内部へ引き込まれる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】請求項３の地中接合型シールド掘進機は、
請求項１または２の発明において、前記胴構造体は、前
胴と、この前胴よりも小径でその内側に同心状に配設さ
れたインナ胴部材と、前胴の後端部に中折れ部を介して
連結された後胴とを有することを特徴とするものであ
る。前胴とそれより小径のインナ胴部材とが２重構造で
あるため剛性、強度に優れるうえ、前胴とインナ胴部材
との間のスペースに機器を配置できる。前胴の後端部に
中折れ部を介して後胴が連結されているためシールド掘
進する際の曲進性能を確保できる。

【００１９】請求項４の地中接合型シールド掘進機は、
請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記インナ
胴部材の前端部の内周面側には、地中接合後第２シール
ド掘進機の前胴の外面に圧接される環状の止水シールが
設けられたことを特徴とするものである。地中接合した
状態において、インナ胴部材の前端部の内周面側の環状
の止水シールが第２シールド掘進機の前胴の外面に圧接
され止水される。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施の形態に係る地中接
合型シールド掘進機は、図１に示す受入側シールド掘進
機１と図２に示す貫入側シールド掘進機２とで構成され
る。最初に、図１の受入側シールド掘進機１について説
明するが、掘進方向に向かって前後左右を前後左右とし
て説明する。

【００２３】この受入側シールド掘進機１は、カッター
ディスク３（カッター支持体）、カッターディスク３の
背部のチャンバー４、環状の胴構造体５、その内部の内
部構造体６であってチャンバー４の後端を仕切る隔壁７
を含む内部構造体６、止水シール８、複数のシールドジ
ャッキ９、複数の中折れジャッキ１０、シールド掘進時
に土水圧に抗して内部構造体６を胴構造体５に固定的に
支持する固定支持機構１１、地中接合時に内部構造体６
を土水圧に抗して支持しながら胴構造体５に対して相対
的に後退させる為のスラスト機構１２、排泥設備１３、
エレクタ装置１４などを備えている。

【００２４】前記カッターディスク３は、例えば４本の
カッタースポーク２１ａを有するカッター本体部２１
と、そのカッター本体部２１の外周側の外輪部２２と、
４本のカッタースポーク２１ａの先端部を伸縮させる４
組のスポーク伸縮機構２３と、カッター本体部２１を外
輪部２２に連結解除可能に連結する連結機構２４等を有
し、それらカッタースポーク２１ａと外輪部２２の前面
部には多数のカッタービットが取付けられている。４組
のスポーク伸縮機構２３を縮小した状態ではカッター本
体部２１は胴構造体５の内径よりも小径となり、胴構造
体５内へ退入可能である。

【００２５】各スポーク伸縮機構２３は、油圧シリンダ
２３ａのシリンダ本体からなる可動スポークと、可動ス
ポークの先端部のピン部２３ｂであって外輪部２２の係
合穴２２ａに係脱自在に係合するピン部２３ｂとを有す
る。尚、油圧シリンダ２３ａのピストンロッドはカッタ
ーディスク３のフレームに連結されている。それ故、連
結機構２４は４組のスポーク伸縮機構２３と４つの係合
穴２２ａとで構成されている。地中接合の際に外輪部２
２を固定する為の外輪固定機構１５が胴構造体５の内部
に設けられ、この外輪固定機構１５は円周４等分位置の
４組の可動ピン装置２５からなる。各可動ピン装置２５
は油圧シリンダ２６でピン部材２７を前方へ外輪部２２
の嵌合穴２２ｂへ嵌入駆動できるように構成してある。
尚、カッターディスク３には、地中接合の際に切羽にそ
の粘土を高める為の加泥剤を供給する加泥剤供給ノズル
（図示略）も設けられている。

【００２６】前記胴構造体５は、最も外側に位置する円
筒状の前胴３０と、この前胴３０よりも小径で且つ多少
短いインナ胴部材３１であって前胴３０の内側に同心状
に配設されたインナ胴部材３１と、前胴３０の後端部に
中折れ部３２を介して連結された円筒状の後胴３３等で
構成され、この胴構造体５には、リングウェブ３４と環
状フレーム３５と、リングウェブ３６と、環状のローラ
用フレーム３７と、後胴３３の後端部の複数のテールシ
ール３８等も設けられている。胴構造体６には、地中接
合時にモルタル等の薬剤を注入する薬剤注入管１９も設
けられている。

【００２７】前記胴構造体５の左側部と右側部の内面付
近には、複数の中折れジャッキ１０が配設され、それら
中折れジャッキ１０により環状フレーム３５とリングウ
ェブ３６とが連結され、各中折れジャッキ１０と環状フ
レーム３５との連結部及びリングウェブ３６との連結部
は鉛直のピンを介して連結され、それら中折れジャッキ
１０を介して左方または右方へ徐々に掘進方向を変換す
ることができる。

【００２８】前記内部構造体６は、チャンバー４の後端
を仕切る隔壁７と、インナ胴部材３１に軸心方向へスラ
イド自在に内嵌され且つ隔壁７の外周部に溶接接合され
た断面「コ」の字形の環状可動フレーム１６と、この環
状可動フレーム１６に取付けられた複数のカッター駆動
モータ１７と、スイベルジョイント１８などを有し、こ
の内部構造体６は胴構造体５の内部に前後方向へスライ
ド自在になっている。尚、排泥設備１３の送水管２８及
び排泥管２９も内部構造体６に含まれている。

【００２９】カッターディスク３の後部フレームの環状
部３８の後端面にはリングギヤ３９が固定され、カッタ
ー駆動モータ１７の出力軸に固定されたピニオン１７ａ
がリングギヤ３９に噛合され、カッターディスク３は複
数のカッター駆動モータ１７により正逆回転駆動され
る。尚、環状部３８の内外両側にはベアリングとシール
部材とが設けられている。スイベルジョイント１８は、
カッターディスク３の油圧シリンダ２３ａ等へ油圧を供
給する油圧系の為のものである。

【００３０】前記インナ胴部材３１の前端部分の内面側
に設けた止水シール８について、図３、図４を参照して
説明する。インナ胴部材３１の環状凹部４０に、環状弾
性膜部材４１と環状のシール部材４２とを組み込んで固
定金具４３，４４を介して固定し、シール部材４２は周
方向に部分的にラップさせつつ並べた多数の鋼板片をゴ
ム又は合成樹脂製の被覆体で覆った構造のものである。
環状弾性膜部材４１の外面側に加圧水供給管４５から加
圧水を充填すると、図４に示すように環状弾性膜部材４
１が内方へ膨張してシール部材４２を環状可動フレーム
１６の外周面に圧接して止水するようになっている。
尚、環状可動フレーム１６の外周側の前端部には環状の
シール部材４６も設けられている。

【００３１】トンネルＴの内面に覆工されたセグメント
４７に反力を取って掘進推力を発生させる為の例えば８
本のシールドジャッキ９が設けられ、これらシールドジ
ャッキ９は中折れ部３２の内面付近に周方向適当間隔お
きに且つピストンロッドを後方に向けて配設され、ジャ
ッキ本体はリングウェブ３６に固定され且つジャッキ本
体の前端は環状フレーム３５に当接されている。シール
ドジャッキ９のピストンロッドの先端には偏心金具９ａ
を介してスプレッダー９ｂが連結されている。

【００３２】前記固定支持機構１１は、シールド掘進し
ている段階において、内部構造体６に作用する土水圧に
抗して内部構造体６を支持し、図１に図示の所定位置に
保持する為のものである。この固定支持機構１１は鋼管
やＨ型鋼からなる例えば６〜８本の固定支持部材４８か
らなり、これら固定支持部材４８は環状可動フレーム１
６と環状フレーム３５との間に周方向適当間隔おきに前
後方向向きに配設され、内部構造体５が後退しないよう
に支持している。但し、後述の地中接合段階においては
固定支持部材４８を取外すことができる。

【００３３】前記スラスト機構１２は、地中接合時に内
部構造体６を土水圧に抗して支持しながら胴構造体５に
対して相対的に後退させる為のものであり、このスラス
ト機構１２は、周方向適当間隔おき且つ前後方向向きに
配設された例えば８組の油圧式スラスト装置５０からな
る。各油圧式スラスト装置５０は、環状フレーム３５に
固定された油圧シリンダ５１と、その油圧シリンダ５１
のピストンロッド５１ａにフランジ結合された軸力伝達
ロッド５２であって前端部が環状可動フレーム１６にフ
ランジ接合された軸力伝達ロッド５２とを有し、軸力伝
達ロッド５２はフランジ継手を介して連結した２つのロ
ッド片５２ａからなる。

【００３４】内部構造体６に作用する土水圧に抗して４
組の油圧式スラスト装置５０で内部構造体６を支持可能
であり、地中接合の際には、１つおきの４組ずつの油圧
式スラスト装置５０で内部構造体６を支持しながら、残
りの４組の油圧式スラスト装置５０の軸力伝達ロッド５
２を短く切換えるのを繰り返すことで内部構造体６を後
退させる。

【００３５】排泥設備１３は、地上から延びる送水系に
接続されチャンバー４内へ送水する送水管２８と、地上
へ延びる排泥系に接続されチャンバー４内の泥水を排出
する排泥管２９と、バルブ２８ａ，２９ａとバイパス管
等からなる。但し、本実施形態のように泥水式シールド
ではなく、土圧シールドを適用する場合には、排泥設備
１３の代わりに排土設備が設けられる。

【００３６】トンネルＴの内面にセグメント４７を構築
するエレクタ装置１４は、一般的な構造のものであり、
ローラ用フレーム３７に付設された複数のローラに回転
可能に支持された可動フレーム５５と、この可動フレー
ム５５に取付けられたエレクタ本体５６と、可動フレー
ム５５を回転駆動する駆動モータ５７等を有するもので
ある。

【００３７】次に、図２に示す貫入側シールド掘進機２
について説明する。この貫入側シールド掘進機２は地中
接合の為の特別な構成を全く装備してない一般的な周知
のドーム型シールド掘進機であるので簡単に説明する。
このシールド掘進機２は、ドーム型のカッターヘッド６
０、前胴６１、この前胴６１の後端部に中折れ部６２を
介して連結された後胴６３、カッターヘッド６０の背部
のチャンバー６４、チャンバー６４の後端を仕切る隔壁
６５を含む本体フレーム６６、複数のカッター駆動モー
タ６７、複数のシールドジャッキ６８、複数の中折れジ
ャッキ６９、排土設備の一部を構成するスクリューコン
ベヤ７０、セグメント７１を構築するエレクタ装置７２
等を有する。

【００３８】地中接合型の際に、この貫入側シールド掘
進機２の前端部を受入側シールド掘進機１の胴構造体５
の前端部分に挿入して機械的に接合する関係上、このシ
ールド掘進機２のカッターヘッド６０と前胴６１の外径
は、シールド掘進機１の胴構造体５の内径よりも僅かに
小さい。但し、本実施形態では、貫入側シールド掘進機
２として、このドーム型シールド掘進機を用いる場合を
例として説明するが、貫入側シールド掘進機としては平
板型のカッターディスクを有するシールド掘進機を適用
することもできる。

【００３９】次に、以上説明した地中接合型シールド掘
進機における両シールド掘進機１，２を地中接合する方
法と地中接合型シールド掘進機の作用について図５〜図
１３を参照して説明する。尚、シールド掘進機１，２の
各々においてその掘進方向に向かって前後左右を前後左
右として説明する。両シールド掘進機１，２を相接近す
る方向へ掘進させて、図５に示すように、シールド掘進
機１，２の前端同士を相対向させて一旦掘進を停止す
る。

【００４０】次に図６に示すように、シールド掘進機１
において、セグメント４７の前端とリングウェブ３６間
に複数のＨ型鋼等の反力受け８０を周方向適当間隔おき
に配置して土水圧により後退しないように受け止める。
また、中折れ部３２に周方向適当間隔おきの複数の固定
リブ８１を溶接して固定状態にする。次に、図７に示す
ように、外輪固定機構１５の各油圧シリンダ２６を駆動
して、可動ピン２７を前進させて外輪部２２の嵌合穴２
２ｂに嵌合させることで、外輪部２２を固定する。ま
た、カッターディスク３において、各スポーク伸縮機構
２３の油圧シリンダ２３ａを退入駆動して可動スポーク
を縮径させ、カッター本体部２１を胴構造体５に退入で
きる状態にする。

【００４１】次に、図８に示すように、切羽の崩壊を防
止する為にカッターディスク３の加泥剤供給ノズルから
切羽に加泥剤を供給する。これと並行して、スラスト機
構１２の油圧シリンダ５１に油圧を供給して、土水圧に
抗して内部構造体６を支持してから、固定支持機構１１
の８本の固定支持体４８を取外す。さらに、スラスト機
構１２の８本の油圧シリンダ５１を退入駆動すること
で、シールド掘進機１のカッター本体部２１と内部構造
体６とを後退移動させる。

【００４２】次に、１つおきの４本の油圧シリンダ５１
にて４本の軸力伝達ロッド５２を介して内部構造体６を
支持した状態で、残りの４本の軸力伝達ロッド５２から
１つのロッド片５２ａを取り外すことでそれら軸力伝達
ロッド５２を短くし、その後短くした４本の軸力伝達ロ
ッド５２を介して４本の油圧シリンダ５１で内部構造体
６を支持した状態にして、それら以外の４本の軸力伝達
ロッド５２からも１つのロッド片５２ａを取り外すこと
でそれら軸力伝達ロッド５２を短くする。以上をもう１
回繰り返すことで、シールド掘進機１のカッター本体部
２１と内部構造体６とを、図８に示すように胴構造体５
の内部へ引込み、胴構造体５に対して相対的に後退移動
させる。

【００４３】次に図９に示すように、貫入側シールド掘
進機２を前進移動させて、その前端部をシールド掘進機
１の胴構造体５の前端部分に嵌入させ、その後止水シー
ル８に加圧水を供給して止水シール８を作動させる。そ
の状態では、止水シール８のシール部材４２がシールド
掘進機２の前胴６１の外周面に圧接するため、その環状
隙間が完全に止水され、切羽の土水圧がシールド掘進機
１内へ流入しない。

【００４４】次に図１０に示すように、貫入側のシール
ド掘進機２において、セグメント７１の前端とリングウ
ェブ７３間に複数のＨ型鋼等の反力受け８２を周方向適
当間隔おきに配置して土水圧により後退しないように受
け止める。また、中折れ部６２に周方向適当間隔おきの
複数の固定リブ８３を溶接して固定状態にする。次に図
１１に示すように、シールド掘進機１において、周方向
の複数個所にある薬剤注入管１９からモルタル等の止水
剤を胴構造体５の前側の地山に供給して地山を固化させ
て止水する。

【００４５】次に図１２に示すように、受入側シールド
掘進機１のカッターディスク３のカッター本体部２１、
隔壁７を含む内部構造体６、排泥設備１３等を解体撤去
するとともに、貫入側シールド掘進機２のカッターヘッ
ド６０、前胴６１の内部の隔壁や機器、排土設備等を解
体撤去する。そして、シールド掘進機１の胴構造体５の
内面と、シールド掘進機２の前胴６１の前端とに止水リ
ング８４を溶接接合することで止水し、シールド掘進機
１の中折れ部３２の隙間に沿って環状に溶接接合し、シ
ールド掘進機２の中折れ部６２の隙間に沿って環状に溶
接接合する。

【００４６】以上説明したように、シールド掘進機２の
前端部をシールド掘進機１の胴構造体５の前端部分に内
嵌状に挿入した状態に機械的に地中接合できるため、地
中接合の信頼性に優れる。シールド掘進機２は、シール
ド掘進機１の胴構造体５の前端部分に内嵌状に挿入可能
なカッター支持体６０と前胴６１とを備えていればよい
ので、地中接合の為の特別の構成を装備してない一般的
な構造のシールド掘進機を適用でき、その結果地中接合
型シールド掘進機の汎用性が高まる。

【００４７】シールド掘進時には、固定支持装置１１に
より胴構造体５に対して内部構造体６を固定的に支持し
ておくため掘進性能を確保できる。地中接合時に、内部
構造体６を土水圧に抗して支持しながら胴構造体５に対
して相対的に後退させる為のスラスト機構１２を設けの
で、地中接合時に胴構造体５に対して内部構造体６を確
実に能率的に後退移動させることができる。

【００４８】シールド掘進機１のカッターディスク３
は、胴構造体５内へ退入可能なカッター本体部２１と、
外輪部２２と、連結機構２４とを有するので、シールド
掘進時には、カッター本体部２１と外輪部２２とが連結
機構２４により連結され、地中接合時には、連結機構２
４を連結解除して外輪部２２をカッター本体部２１から
分離し、そのカッター本体部２１が内部構造体６ととも
に胴構造体５の内部へ引き込まれる。スラスト機構１２
において、８つの油圧シリンダ５１で８組の軸力伝達ロ
ッド５２を夫々駆動することで内部構造体６を支持で
き、各組の軸力伝達ロッド５２に作用する圧縮力を、フ
ランジ継手を介して連結した複数のロッド片５２ａによ
り確実に伝達可能である。各組の軸力伝達ロッド５２
が、フランジ継手を介して連結した複数のロッド片５２
ａを有するため、油圧シリンダ５１としてストロークの
短いものを適用可能になり、油圧シリンダ５１の設置ス
ペースとシールド掘進機１の製作費の面で有利である。

【００４９】前胴３０とそれより小径のインナ胴部材３
１とが２重構造であるため剛性、強度に優れるうえ、前
胴３０とインナ胴部材３１との間のスペースに機器を配
置できる。前胴３０の後端部に中折れ部３２を介して後
胴３３が連結されているためシールド掘進する際の曲進
性能を確保できる。インナ胴部材３１の前端部の内周面
側に、地中接合後シールド掘進機２の前胴６１の外面に
圧接される環状の止水シール８を設けたため、その止水
シール８を介してシールド掘進機１の胴構造体５とシー
ルド掘進機２の前胴６１との間を確実に止水することか
でき、止水構造の信頼性を高めることができる。

【００５０】前記実施形態の変更例として、固定支持機
構１１の複数の固定支持部材４８の代わりに複数の固定
支持片を介して環状可動フレーム１６をインナ胴部材３
１に溶接接合してもよい。スラスト機構１２はシールド
掘進中には不要であるため地中接合に際して設けてもよ
い。中折れジャッキ１０は地中接合の際には遊休状態に
あることに鑑み、スラスト機構１２の複数の油圧シリン
ダとして複数の中折れジャッキ１０を適用することも可
能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲にお
いて、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施
可能である。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の地中接合型シールド掘進機に
よれば、第２シールド掘進機の前端部を第１シールド掘
進機の胴構造体の前端部分に内嵌状に挿入した状態に機
械的に地中接合できるため、地中接合の信頼性に優れ
る。第２シールド掘進機は、第１シールド掘進機の胴構
造体の前端部分に内嵌状に挿入可能なカッター支持体と
前胴とを備えていればよいので、地中接合の為の特別の
構成を装備してない一般的な構造のシールド掘進機を第
２シールド掘進機として適用でき、その結果地中接合型
シールド掘進機の汎用性が高まる。

【００５２】シールド掘進時には、固定支持装置により
胴構造体に対して内部構造体を固定的に支持しておくた
め掘進性能を確保できる。地中接合時に、内部構造体を
土水圧に抗して支持しながら胴構造体に対して相対的に
後退させる為のスラスト機構を設けので、地中接合時に
胴構造体に対して内部構造体を確実に能率的に後退移動
させることができる。そして、複数の油圧シリンダで複
数組の軸力伝達ロッドを夫々駆動することで内部構造体
を支持でき、各組の軸力伝達ロッドに作用する圧縮力
を、フランジ継手を介して連結した複数のロッド片によ
り確実に伝達可能である。胴構造体に対して内部構造体
を後退移動させる際には、一部の組の軸力伝達ロッドか
らロッド片を取外し短くしていきながら、内部構造体を
後退移動させることになるが、各組の軸力伝達ロッドは
フランジ継手を介して連結した複数のロッド片からなる
ため、油圧シリンダとしてストロークの短いものを適用
可能になり、油圧シリンダの設置スペースとシールド掘
進機の製作費の面で有利である。

【００５３】請求項２の発明によれば、第１シールド掘
進機のカッター支持体は、胴構造体内へ退入可能なカッ
ター本体部と、このカッター本体部の外周側の外輪部
と、この外輪部をカッター本体部に連結解除可能に連結
する連結機構とを有するので、シールド掘進時には、カ
ッター支持体におけるカッター本体部と外輪部とが連結
機構により連結解除可能に連結され、地中接合時には、
連結機構を連結解除して外輪部をカッター本体部から分
離し、そのカッター本体部が内部構造体とともに胴構造
体の内部へ引き込まれる。その他請求項１と同様の効果
を奏する。

【００５４】

【００５５】請求項３の発明によれば、前胴とそれより
小径のインナ胴部材とが２重構造であるため剛性、強度
に優れるうえ、前胴とインナ胴部材との間のスペースに
機器を配置できる。前胴の後端部に中折れ部を介して後
胴が連結されているためシールド掘進する際の曲進性能
を確保できる。その他請求項１または２と同様の効果を
奏する。

【００５６】請求項４の発明によれば、インナ胴部材の
前端部の内周面側に、地中接合後第２シールド掘進機の
前胴の外面に圧接される環状の止水シールを設けたた
め、その止水シールを介して第１シールド掘進機の胴構
造体と第２シールド掘進機の前胴との間を確実に止水す
ることかでき、止水構造の信頼性を高めることができ
る。その他請求項１〜３の何れか１項と同様の効果を奏
する。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の受入側シールド掘進機の縦
断側面図である。

【図２】貫入側シールド掘進機の縦断側面図である。

【図３】止水シール（非作動状態）とその周辺構造の断
面図である。

【図４】止水シール（作動状態）とその周辺構造の断面
図である。

【図５】地中接合の第１の段階を説明する説明図であ
る。

【図６】地中接合の第２の段階を説明する説明図であ
る。

【図７】地中接合の第３の段階を説明する説明図であ
る。

【図８】地中接合の第４の段階を説明する説明図であ
る。

【図９】地中接合の第５の段階を説明する説明図であ
る。

【図１０】地中接合の第６の段階を説明する説明図であ
る。

【図１１】地中接合の第７の段階を説明する説明図であ
る。

【図１２】地中接合の第８の段階を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 受入側シールド掘進機（第１シールド掘進
機） ２ 貫入側シールド掘進機（第２シールド掘進
機） ３ カッターディスク ４ チャンバー ５ 胴構造体 ６ 内部構造体 ７ 隔壁 ８ 止水シール １１ 固定支持機構 １２ スラスト機構 ２１ カッター本体部 ２２ 外輪部 ２４ 連結機構 ３０ 前胴 ３１ インナ胴部材 ３２ 中折れ部 ３３ 後胴 ５１ 油圧シリンダ ５２ 軸力伝達ロッド ５２ａ ロッド片 ６１ 前胴

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１シールド掘進機と、第１シールド掘
   進機よりも小径の第２シールド掘進機とを備え、両シー
   ルド掘進機を相接近方向へ掘進させて両者を地中で機械
   的に接合するようにした地中接合型シールド掘進機にお
   いて、 第１シールド掘進機は、カッター支持体と、前胴を含む
   環状の胴構造体と、カッター支持体の背部のチャンバー
   と、このチャンバーの後端を仕切る隔壁を含み胴構造体
   の内部に軸心方向へ移動自在に設けられた内部構造体
   と、シールド掘進時に土水圧に抗して内部構造体を胴構
   造体に固定的に支持する固定支持機構と、接合時に内部
   構造体を土水圧に抗して支持しながら胴構造体に対して
   相対的に後退させる為のスラスト機構とを備え、このス
   ラスト機構は、複数の油圧シリンダと、複数の油圧シリ
   ンダで夫々駆動される複数組の軸力伝達ロッドとを有
   し、各組の軸力伝達ロッドはフランジ継手を介して連結
   した複数のロッド片からなり、前記カッター支持体の少
   なくともカッター本体部は内部構造体と共に胴構造体内
   へ退入移動可能に構成され、 第２シールド掘進機は、第１シールド掘進機の胴構造体
   の前端部分に内嵌状に挿入可能なカッター支持体と前胴
   を有することを特徴とする地中接合型シールド掘進機。
2. 【請求項２】 前記第１シールド掘進機のカッター支持
   体は、胴構造体内へ退入可能なカッター本体部と、この
   カッター本体部の外周側の外輪部と、この外輪部をカッ
   ター本体部に連結解除可能に連結する連結機構とを有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の地中接合型シール
   ド掘進機。
3. 【請求項３】 前記胴構造体は、前胴と、この前胴より
   も小径でその内側に同心状に配設されたインナ胴部材
   と、前胴の後端部に中折れ部を介して連結された後胴と
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の地中
   接合型シールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記インナ胴部材の前端部の内周面側に
   は、地中接合後第２シールド掘進機の前胴の外面に圧接
   される環状の止水シールが設けられたことを特徴とする
   請求項１〜３の何れか１項に記載の地中接合型シールド
   掘進機。