JP2934411B2 - 分離可能なシールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大シールド装置と
この大シールド装置から分離可能な小シールド装置から
構成された分離可能なシールド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、断面形状が異なるトンネル（水路
の如き管路を含む）を掘削する、すなわち比較的大きい
直径の大トンネルと比較的小さい直径の小トンネルと連
続して形成する場合、大トンネルと小トンネルの接続部
に中間立坑を掘削するとともに、大型および小型のシー
ルド掘進機を用いて所望形状のトンネルを形成いてい
た。大型のシールド掘進機は、大きい円筒状の大シール
ド本体を備え、この大シールド本体の前端部に所定方向
に回転駆動される大カッタディスクが設けられる。大型
のシールド掘進機は上記中間立坑まで掘進し、回転駆動
される大カッタディスクの作用によって、大カッタディ
スクの形状に対応した比較的直径の大きい大トンネルが
掘削される。また、小型のシールド掘削機は、小さい円
筒状の小シールド本体を備え、この小シールド本体の前
端部に所定方向に回転駆動される小カッタディスクが設
けられる。小型のシールド掘進機は、上記中間立坑を通
して掘削する位置に位置付けられ、この掘削開始位置か
ら掘進が開始され、小カッタディスクの作用によって、
小カッタディスクの形状に対応した比較的直径の小さい
小トンネルが掘削される。このようにして所望のトンネ
ルが掘削されるので、中間立坑を境にして、その片側で
は大トンネルが延び、その他側では小トンネルが延び、
大トンネルと小トンネルとが中間立坑を介して接続され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の掘進機を用いる場合には、次のとおりの解決す
べき問題が存在する。すなわち、小トンネルの掘削を開
始するに際して、小型のシールド掘進機を所定の掘削開
始位置に位置付けなければならず、そのために中間立坑
を設ける必要がある。この中間立坑は比較的大きくまた
ある程度深さも必要とするので、トンネル構築工事に加
えて中間立坑構築工事のための時間と費用が必要とな
り、工期が延びるとともにその工事費用が高くなる。ま
た、大型のシールド掘進機と小型のシールド掘進機と２
基の掘進機を必要とし、このことに起因しても工事費用
が高くなる。さらに、トンネルを掘削する場所によって
は中間立坑を設けるための用地を確保することができな
い場合もあり、このような場合にあっては、大トンネル
とこれに続く小トンネルからなるトンネルを掘削するこ
とができない。

【０００４】上述した問題を解消するために、比較的大
きい大トンネルを掘削する大シールド装置と比較的小さ
い小トンネルを掘削する小シールド装置から構成される
シールド掘進機が提案されている。この分離可能なシー
ルド掘進機では、大シールド装置は、大円筒状の大シー
ルド本体とこの大シールド本体の前部に設けられた大カ
ッタディスクを備え、また小シールド装置は、小円筒状
の小シールド本体とこの小シールド本体の前部に設けら
れた小カッタディスクを備え、小シールド本体が大シー
ルド本体の前部中央部に装備されている。このような分
離可能なシールド掘進機においては、大トンネルを掘削
するときには、大シールド装置の大カッタディスクおよ
び小シールド装置の小カッタディスクが所定方向に回動
され、大カッタディスクおよび小カッタディスクによっ
て大トンネルが掘削される。一方、小トンネルを掘削す
るときには、小シールド装置が大シールド装置から分離
して掘進し、小カッタディスクが所定方向に回動される
ことによって小トンネルが掘削される。

【０００５】しかし、かくのとおりの分離可能な掘進機
においては、小シールド装置は、大シールド装置の中央
部に装備されるので、小シールド装置によって形成され
る小トンネルは大シールド装置によって形成される大ト
ンネルの中央部から延びて形成される。一般に、このよ
うなトンネルがたとえば下水を流すための水路である場
合には、大トンネルの上端部から小トンネルが延びるの
が好ましく、上述したように大トンネルの中央部から小
トンネルが延びる場合には、大トンネルにおける小トン
ネルよりも上側部分は、下水が流入することのない空間
であり、このよな空間は、下水を流す水路においては無
駄な空間となり、掘削したトンネルの使用効率が悪くな
る。

【０００６】本発明の目的は、中間立坑を必要とせず、
使用効率の高いトンネルを掘削することができる分離可
能なシールド掘進機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、比較的大きな
径の大トンネルを掘削するための大カッタディスクを有
する大シールド装置と、比較的小さな径の小トンネルを
掘削するための小カッタディスクを有する小シールド装
置から構成され、前記小シールド装置が前記大シールド
装置から分離して掘進方向に進む分離可能なシールド掘
進機において、前記小シールド装置が前記大シールド装
置から分離するときに、この小シールド装置は大シール
ド装置の中心から偏心した上端部の位置から掘進方向に
分離して進み、これによって、前記小シールド装置の小
カッタディスクによって形成される小トンネルは大シー
ルド装置の大カッタディスクによって形成される大トン
ネルの上端部から実質上連続して延び、前記小シールド
装置は前記大シールド装置の前部上端部に装備され、大
シールド装置は前記大カッタディスクを回転駆動するた
めの大駆動手段を備え、小シールド装置は前記小カッタ
ディスクを回転駆動するための小駆動手段を有し、大シ
ールド装置の大カッタディスクと小シールド装置の小カ
ッタディスクとは連結解除自在に構成されており、大シ
ールド装置の大カッタディスクによって大トンネルを掘
削するときには、大カッタディスクと小カッタディスク
とが連結され、大シールド装置の大駆動手段は大カッタ
ディスクおよび小カッタディスクを回転駆動し、これに
よって大シールド装置および小シールド装置が掘進し、
小シールド装置の小カッタディスクによって小トンネル
を掘削するときには、大カッタディスクと小カッタディ
スクとの連結が解除されれるとともに、小シールド装置
の小駆動手段が小カッタディスクと駆動連結され、小シ
ールド装置の小駆動手段は小カッタディスクを回転駆動
し、これによって大シールド装置に対して小シールド装
置が掘進することを特徴とする分離可能なシールド掘進
機である。本発明に従えば、小シールド装置は、大シー
ルド装置の中心から偏心した上端部の位置から掘進方向
に分離して進むので、小シールド装置の小カッタディス
クによって掘削される小トンネルは、大シールド装置の
大カッタディスクによって掘削される大トンネルの上端
部から延び、トンネルを下水等の水路として用いる場合
においても、無駄な空間がなくなる。また、１基の掘進
機により、中間立坑を設けることなく、大トンネルの上
端部から小トンネルが延びるトンネルを掘削することが
できる。

【０００８】本発明に従えば、小シールド装置は大シー
ルド装置の前部上端部に装備されているので、小シール
ド装置は、大シールド装置から分離するとき、この大シ
ールド装置の上端部から掘進方向に進み、したがって大
トンネルの上端部から小トンネルが延びるトンネルを掘
削することができる。また、小シールド装置の小カッタ
ディスクと大シールド装置の大カッタディスクとは連結
解除自在であり、大トンネルを掘削するときには大カッ
タディスクと小カッタディスクとが連結されるので、大
シールド装置の大駆動手段によって大カッタディスクお
よび小カッタディスクが回転駆動され、これによって大
トンネルを掘削することができる。一方、小トンネルを
掘削するときには、大カッタディスクと小カッタディス
クとの連結が解除されるので、小シールド装置の小駆動
手段によって小カッタディスクが回転駆動され、これに
よって小トンネルを掘削することができる。

【０００９】また本発明は、比較的大きな径の大トンネ
ルを掘削するための大カッタディスクを有する大シール
ド装置と、比較的小さな径の小トンネルを掘削するため
の小カッタディスクを有する小シールド装置から構成さ
れ、前記小シールド装置が前記大シールド装置から分離
して掘進方向に進む分離可能なシールド掘進機におい
て、前記小シールド装置が前記大シールド装置から分離
するときに、この小シールド装置は大シールド装置の中
心から偏心した上端部の位置から掘進方向に分離して進
み、これによって、前記小シールド装置の小カッタディ
スクによって形成される小トンネルは大シールド装置の
大カッタディスクによって形成される大トンネルの上端
部から実質上連続して延び、前記小シールド装置は前記
大シールド装置の前部中央部に装備され、前記大シール
ド装置には、前記小シールド装置を大シールド装置の前
記前部中央部から前部上端部まで移動させるための小シ
ールド装置移動手段が設けられ、小シールド装置には大
カッタディスクおよび小カッタディスクを回転駆動する
ための駆動手段が設けられており、大シールド装置の大
カッタディスクによって大トンネルを掘削するときに
は、小シールド手段の駆動手段は大カッタディスクおよ
び小カッタディスクを回転駆動し、これによって大シー
ルド装置および小シールド装置が掘進し、小シールド装
置の小カッタディスクによって小トンネルを掘削すると
きには、小シールド装置は前記小シールド装置移動手段
によって大シールド装置の前部中央部からその上端部に
移動され、小シールド装置の駆動手段が小カッタディス
クを回転駆動し、これによって大シールド装置に対して
小シールド装置が掘進し、前記小シールド装置移動手段
は、前記小シールド装置を大シールド装置の前記前部中
央部からその上端部に押上げる押上げ手段から構成され
ており、小シールド装置の小カッタディスクによって小
トンネルを掘削するときには、小シールド装置は押上げ
手段によって大シールド装置の前部上端部に押上げられ
ることを特徴とする分離可能なシールド掘進機である。
本発明に従えば、小シールド装置は大シールド装置の前
部中央部に装備され、大シールド装置から分離する際に
は、小シールド装置移動手段によって上記中央部から上
端部に移動されるので、小シールド装置は大シールド装
置の上端部の位置から掘進方向に分離して進み、小シー
ルド装置の小カッタディスクによって掘削される小トン
ネルは、大トンネルの上端部から延びる。また、小シー
ルド装置が大シールド装置の中央部に装備されることに
関連して、この小シールド装置の駆動手段が大カッタデ
ィスクと小カッタディスクを回転駆動するための駆動手
段として機能し、共通の駆動手段でもってこれらカッタ
ディスクを回転駆動することができる。

【００１０】本発明に従えば、小シールド装置移動手段
はこれを上方に押上げる押上げ手段から構成されている
ので、この押上げ手段によって小シールド装置を大シー
ルド装置の上端部に比較的容易に移動させることができ
る。

【００１１】本発明は、前記小シールド装置移動手段
は、前記小シールド装置を大シールド装置の前部中央部
からその上端部に旋回移動させる旋回移動手段から構成
されており、小シールド装置の小カッタディスクによっ
て小トンネルを掘削するときには、小シールド装置は旋
回移動手段によって大シールド装置の前部上端部に旋回
移動されることを特徴とする。本発明に従えば、小シー
ルド装置移動手段は、大シールド装置の中央部から上端
部に旋回移動させる旋回移動手段から構成されているの
で、この旋回移動手段によって小シールド装置を大シー
ルド装置の上端部に比較的容易に移動させることができ
る。

【００１２】本発明は、大シールド装置は大円筒状の大
シールド本体を具備し、この大シールド本体の前部に大
カッタディスクが設けれられており、小シールド装置は
小円筒状の小シールド本体を具備し、この小シールド本
体の前部に小カッタディスクが設けられており、大シー
ルド本体と小シールド本体との間には、中円筒状の中シ
ールド本体が設けられ、この中シールド本体の前部に中
カッタディスクが設けられており、前記中シールド本体
は大シールド本体の上部に偏心して回転自在に装着さ
れ、前記小シールド本体は前記中シールド本体の下部に
偏心しかつ大シールド本体に対して同心状に分離可能に
設けられており、さらに大シールド本体に対して中シー
ルド本体を回動させるための中シールド本体回動手段が
設けられており、小シールド装置の小カッタディスクに
よって小トンネルを掘削するときには、前記中シールド
本体は前記中シールド本体回動手段によって大シールド
本体に対して回動され、これによって前記小シールド本
体が前記大シールド本体の上端部に位置付けられること
を特徴とする。本発明に従えば、大シールド装置の大シ
ールド本体と小シールド装置の小シールド本体との間に
中シールド本体が介在され、中シールド本体は大シール
ド本体の上部に回転自在に装着され、小シールド本体は
中シールド本体に分離可能に設けられている。それ故
に、小シールド装置を分離するときには、大シールド本
体に対して中シールド本体を回動させることによって、
小シールド装置を大シールド装置の上端部に位置付ける
ことができ、比較的簡単かつ容易に小シールド装置の移
動を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に従う
シールド掘進機の第１の実施形態を示している。図１お
よび図２において、第１の形態のシールド掘進機は、比
較的径の大きいトンネル（水路等の管路も含めてトンネ
ルと総称する）を掘削するための大シールド装置２と比
較的径の小さいトンネルを掘削するための小シールド装
置４から構成されている。大シールド装置２は、径の大
きい大円筒状の大シールド本体６を備え、この大シール
ド本体６の前端部には、その外径にほぼ対応した円板状
の大カッタディスク８が設けられ、大カッタディスク８
の前面には、地盤を掘削するカッタ（図示せず）が複数
設けらている。大カッタディスク８の内側（図１におい
て右側）には前隔壁１０が配設され、前隔壁１０の外周
部には、大カッタディスク８によって掘削された土砂が
大シールド本体６内に侵入するのを防止するための大シ
ールド隔壁１２が設けられている。前隔壁１０には、前
方に大カッタディスク８に向けて突出する駆動軸１４が
設けられており、この駆動軸１４に大カッタディスク８
の中心部が固定されている。また、前隔壁１０の内側面
にはカッタモータである大駆動手段１６が設けられ、大
駆動手段１６が駆動軸１４に駆動連結されている。かく
構成されているので、大駆動手段１６が作動すると駆動
軸１４を介して大カッタディスク８が所定方向に回転駆
動される。

【００１４】大シールド本体６内の後部には、大エレク
タ手段１８が配設されている。大エレクタ手段１８はエ
レクタドラム２０を備え、エレクタドラム２０が大シー
ルド本体６の内周面に設けられたリングガータ２２に回
転自在に支持されている。エレクタドラム２０には、ジ
ャッキ２４を介して把持手段２６が設けられている。大
エレクタ手段１８は、把持手段２６によって把持したセ
グメント２８を、大カッタディスク８によって掘削され
る大トンネルの内周壁に内側から円筒状に組立てられ
る。

【００１５】大シールド本体６内には、大シールドジャ
ッキ手段３０が設けられている。大シールドジャッキ手
段３０は油圧シリンダ機構３２を備え、油圧シリンダ機
構３２のシリンダが大シールド隔壁１２に固定されてい
る。油圧シリンダ機構３２の出力ロッドにはスプレッタ
３４が設けられている。油圧シリンダ機構３２の出力ロ
ッドが伸張すると、スプレッタ３４が、組立てられたセ
グメント２８の前端面に当接してこれを押圧し、この押
圧力による反力によって大シールド本体６の推進力が得
られ、この推進力によって大シールド装置２が掘進方向
に前進する。

【００１６】大シールド本体６内には、図示していない
が、スクリューコンベアまたは送排泥管が配設されてい
る。スクリューコンベアまたは送排泥管は大シールド本
体６の後方（図１において右方）に延びており、大カッ
タディスク８によって削土された土砂または泥水を後方
に搬送する。また、大シールド本体６の後端部にはテー
ルシール３５が配設されている。テールシール３５は、
大シールド本体６とセグメント２８との間の間隙を通し
て外部から大シールド本体６内に泥水等が侵入するのを
防止する。

【００１７】小シールド装置４について説明すると、図
示の小シールド装置４は、上述した大シールド装置２の
前部上端部に装備され、その基本的構造は、大シールド
装置２と実質上同一である。すなわち、小シールド装置
４は、径の小さい小円筒状の小シールド本体４２を備
え、この小シールド本体４２の前端部には、その外径に
ほぼ対応した円板状の小カッタディスク４４が設けら
れ、小カッタディスク４４の前面には、地盤を掘削する
カッタ（図示せず）が複数設けらている。図１および図
２から理解されるとおり、大シールド装置２の大シール
ド本体６の前部上端部には、円筒状の収容凹部が設けら
れており、この収容凹部に小シールド装置２の小シール
ド本体４２が装着されている。小シールド本体４２は、
大シールド本体６に矢印４３で示す掘進方向に移動自在
に装着され、図示していないロック手段によって図１で
示す装着位置にロックされる。この小シールド本体４２
は、ロック手段によるロックを解除することによって大
シールド本体６から分離することができる。そして、こ
のことに関連して、大カッタディスク８には、その中心
から偏心して、大カッタディスク８の外周縁によって規
定される円に内接するように円形状の開口が設けられ、
この開口に小カッタディスク４４が配設されている。小
カッタディスク４４と大カッタディスク８とは、連結解
除自在にたとえばボルト、ピン等で連結される。小カッ
タディスク４４が大カッタディスク８に連結された状態
では、大カッタディスク８の回転駆動によって小カッタ
ディスク４４も所定方向に回転駆動されるが、小カッタ
ディスク４４と大カッタディスク８との連結を解除する
と、小カッタディスク４４は大カッタディスク８に対し
て相対的に回動可能となる。

【００１８】小カッタディスク４４の内側（図１におい
て右側）には前隔壁４６が設けられ、前隔壁４６と小シ
ールド本体４２との間には、小カッタディスク４４によ
って掘削された土砂が小シールド本体４２内に侵入する
のを防止するための小シールド隔壁４８が設けられてい
る。前隔壁４６には、前方に小カッタディスク４４に向
けて突出する駆動軸５０が設けられている。小カッタデ
ィスク４４の中心部には連結部５２が設けられており、
この連結部５２に装着される連結軸５３（図３）が上記
駆動軸５０に駆動連結される。また、前隔壁４６の内側
面にはカッタモータである小駆動手段５４が設けられ、
小駆動手段５４が駆動軸５０に駆動連結されている。か
く構成されているので、大シールド装置２の大カッタデ
ィスク８によって大トンネルを掘削するときには、小シ
ールド本体４は、図１に示すとおり、小カッタディスク
４４に連結軸５３が装着されておらず、小シールド装置
４の駆動軸５０と小カッタディスク４４との駆動連結が
解除されている。一方、小カッタディスク４４に連結軸
５３を装着すると、連結軸５３と駆動軸５０とが連結さ
れ、小駆動手段５４が小カッタディスク４４に駆動連結
される。

【００１９】小シールド本体４２内の後部には、小エレ
クタ手段５８が配設されている。小エレクタ手段５８は
リングガータ（図示せず）を介して回転自在に支持され
たエレクタドラム６０を備え、エレクタドラム６０に
は、ジャッキ６２を介して把持手段６４が設けられてい
る。小エレクタ手段５８は、把持手段６４によって把持
したセグメント（図示せず）を、小カッタディスク４４
によって掘削される小トンネルの内周壁に内側から円筒
状に組立てられる。

【００２０】小シールド本体４４内には、小シールドジ
ャッキ手段６６が設けられている。小シールドジャッキ
手段６６は油圧シリンダ機構６８を備え、油圧シリンダ
機構６８のシリンダが小シールド隔壁４８に固定されて
いる。油圧シリンダ機構６８の出力ロッドにはスプレッ
タ７０が設けられている。油圧シリンダ機構６８の出力
ロッドが伸張すると、スプレッタ７０が小トンネルの内
周面に組立てられたセグメント（図示せず）の前端面に
当接してこれを押圧し、この押圧力による反力によって
小シールド本体４２の推進力が得られ、この推進力によ
って大シールド装置２に対して小シールド装置４が相対
的に掘進方向に前進する。この小シールド装置４の掘進
は、小トンネルを掘削するときに行われる。なお、この
実施形態では、大シールド本体６内の後部には、小シー
ルド装置４の配設部位に対応してその後方に反力受板７
２が設けられている。

【００２１】次いで、図１および図２とともに図３およ
び図４を参照して、第１の形態のシールド掘進機による
掘進作業について説明する。このシールド掘進機を用い
て比較的径の大きい大トンネルを掘削するときには、図
１に示すとおり、大シールド装置２の上端部に小シール
ド装置４が装備される。この装備状態においては、小カ
ッタディスク４４は大カッタディスク８に連結される
が、小カッタディスク５２の取付部５２に連結軸５３
（図３）が装着されておらず、小カッタディスク４４と
小シールド装置２の小駆動手段５４との駆動連結は解除
されている。このような状態において、大シールド装置
２の大駆動手段１６が作動されると、大駆動手段１６の
作用によって大カッタディスク８および小カッタディス
ク４４が一体的に所定方向に回動され、これら大カッタ
ディスク８および小カッタディスク４４によって比較的
径の大きい大トンネルが掘削される。そして、大シール
ドジャッキ手段３０の油圧シリンダ機構３２が伸張する
ことによって大シールド本体６が小シールド本体４２と
一体的に矢印４３（図１）で示す掘進方向に前進し、こ
のようにして大シールド装置２および小シールド装置４
が一体的に前進することによって大トンネルが形成され
る。

【００２２】大トンネルに連続して小トンネルを形成す
る場合には、図３に示すように、まず、大駆動手段１６
を付勢して大カッタディスク８を図１および図２に示す
所定角度位置、すなわち小カッタディスク４４が大カッ
タディスク８上端部に位置する位置であって、小カッタ
ディスク４４の取付部５２と駆動軸５０とが一致する位
置に位置付ける。次に、小カッタディスク４４の取付部
５２に連結軸５３を装着し、連結軸５３と駆動軸５０と
を駆動連結する。このように連結軸５３を装着すると、
小駆動手段５４は、駆動軸５０および連結軸５３を介し
て小カッタディスク４４に駆動連結される。次いで、ボ
ルト、ピン等を外して大カッタディスク８と小カッタデ
ィスク４４との連結を解除する。

【００２３】しかる後、図４に示すとおり、小シールド
装置４の小エレクタ手段５８によって、反力受板７２の
前面（図４において左面）にて仮セグメント７４を小シ
ールド本体４２の内周面側に円筒状に組立て、その後、
小シールドジャッキ手段６６の油圧シリンダ機構６８の
出力ロッドを伸張させると、油圧シリンダ機構６８の出
力ロッドに設けられたスプレッタ７０が反力受板７２の
前面側の仮セグメント７４の前端面に当接してこれを押
圧し、この押圧力による反力によって小シールド本体４
２が大シールド本体６に対して相対的に掘進方向に前進
する。この小シールド本体４２の前進の際に小駆動手段
５４を付勢すると、小駆動手段５４からの駆動力が駆動
軸５０および連結軸５３を介して小カッタディスク４４
に伝達されて所定方向に回動され、これによって小シー
ルド装置４は、小カッタディスク８によって掘削しなが
ら前進する。このように小シールド装置４がある程度前
進すると、小シールドジャッキ手段６６がの油圧シリン
ダ機構６８が収縮され、この収縮によって生成される空
間に、新たな仮セグメント７４が小エレクタ手段５８に
よって貼付けられ、その後再び油圧シリンダ機構６８が
伸張される。このようにして、小シールド本体４２は大
シールド本体６に対して相対的に前進され、小シールド
本体４２が大シールド本体６に対してある程度前進した
時点で仮セグメント７４によって形成された周壁の一部
における仮セグメント７４を外して、小シールド装置４
のためのスクリューコンベアまたは送排泥管およびテー
ルシール（いずれも図示せず）を小シールド本体４２に
所要のとおりに組付け、小シールド装置４を完成させ、
それ以降この完成された小シールド装置４でもって小ト
ンネルを掘削する。

【００２４】第１の実施形態のシールド掘進機において
は、このように大シールド装置２の前部上端部に装備さ
れた小シールド装置４がその位置から掘進方向に前進し
て小トンネルを掘削するので、この掘進機によって形成
されるトンネルは、大トンネルの上端部から実質上連続
して小トンネルが延びる形態となり、トンネルを水路等
に利用した場合においても無駄な空間が生じることがな
い。

【００２５】次に、図５〜図１０を参照して、本発明に
従うシールド掘進機の第２の実施形態を説明する。シー
ルド掘進機の第２の実施形態を示す図５および図６にお
いて、図示のシールド掘進機は、図１〜図４に示す第１
の実施形態と同様に、比較的径の大きいトンネルを掘削
するための大シールド装置１０２と比較的径の小さいト
ンネルを掘削するための小シールド装置１０４から構成
され、大シールド装置１０２と小シールド装置１０４の
一部の構成要素が共通の構成要素として構成されてい
る。さらに説明すると、大シールド装置１０２は、径の
大きい大円筒状の大シールド本体１０６を備え、この大
シールド本体１０６の前端部には、カッタディスク１０
８が設けられている。

【００２６】カッタディスク１０８は、図６に示すとお
り、円板状のディスク本体１１０を備え、このディスク
本体１１０には、周方向に間隔を置いてスポーク部１１
２が設けられている。各スポーク部１１２は中空状であ
り、その内部にはカッタスポーク１１４が進退自在に装
着されている。本実施形態では、各スポーク部１１２内
にはカッタスポーク引込み手段を構成する油圧シリンダ
機構１１６が収容され、油圧シリンダ機構１１６のシリ
ンダ１１８がスポーク部１１２の基部に連結され、その
出力ロッド１２０がカッタスポーク１１４の先端部に連
結されている。掘削するためのカッタ（図示せず）は、
ディスク本体１１０、スポーク部１１２およびカッタス
ポーク１１４の前面に設けられる。このように構成され
ているので、油圧シリンダ機構１１６が伸張した状態に
おいては、カッタスポーク１１４はディスク本体１１０
にスポーク部１１２から半径方向に大きく突出し、この
カッタディスク１０８は大カッタディスクとして機能す
る。カッタディスク１０８が大カッタディスクとして機
能するときは、図５に示すとおり、その外径（カッタス
ポーク１１４の先端までの径）は、大シールド本体１０
６の外径にほぼ対応し、比較的大きな径の大トンネルを
掘削するときに用いられる。一方、油圧シリンダ機構１
１６が収縮した状態においては、カッタスポーク１１４
は対応するスポーク部１１２に完全に収容され、カッタ
ディスク１０８は小カッタディスクとして機能する。カ
ッタディスク１０８が小カッタディスクとして機能する
ときには、ディスク本体１１０の径（ディスク本体１１
０の周縁までの径）が、後述する小シールド本体の外径
にほぼ対応し、比較的小さい径の小トンネルを掘削する
ときに用いられる。なお、この実施形態では、カッタス
ポーク１１４がディスク本体１１０のスポーク部１１２
内に収納される構成であるが、このように収納すること
に代えて、カッタスポーク１１４をディスク本体１１０
から取外し可能に構成することもできる。

【００２７】カッタディスク１０８の後方（図５におい
て右側）には大シールド隔壁１２４および小シールド本
体１２６が設けられている。大シールド隔壁１２４は大
シールド本体１０６の前端部の内周面に環状に設けら
れ、この大シールド隔壁１２４の内側に、すなわち大シ
ールド本体１０６の中央部に小シールド、換言すると小
シールド装置１０４の小シールド本体１２６が配設され
る。小シールド本体１２６は、大トンネルを掘削すると
きには、図示していないロック手段によって図５に示す
位置にロックされるが、このロック手段によるロック状
態を解除すると、大シールド本体１０６に対して相対的
に矢印１２８で示す掘進方向に移動することができる。

【００２８】大シールド隔壁１２４の下部、すなわち大
シールド本体１０６の下部には、小シールド本体１２６
を上方に移動させるための小シールド装置移動手段が設
けられている。小シールド装置移動手段は、本実施形態
では、小シールド本体１２６を上方に大シールド本体１
０６の中央部からその上端部に押上げるための押上げ手
段１３２から構成され、この押上げ手段１３２は複数個
の油圧シリンダ機構１３４から構成されている。複数個
の油圧シリンダ機構１３４は、大シールド本体１０６の
軸線方向および周方向に間隔を置いて大シールド隔壁１
２４内に配置される（図５において３個のみ示す）。各
油圧シリンダ機構１３４は、大シールド本体１０６の内
周面に固定されたシリンダ１３６と、シリンダ１３６に
伸縮自在に装着された出力ロッド１３８から構成され、
出力ロッド１３８の先端部に小シールド本体１２６を支
持するための支持部１４０が設けられている。かく構成
されているので、油圧シリンダ機構１３４が収縮した状
態においては、出力ロッド１３８が大シールド隔壁１２
４内に収容されて支持部１４０は大シールド隔壁１２４
の内周壁の一部を構成する。一方、油圧シリンダ機構１
３４が伸張すると、出力ロッド１３８が大シールド隔壁
１２４の内周壁に形成された開口を通して上方に延び、
図８で示すように、この出力ロッド１３８の伸張によっ
て小シールド装置４の小シールド本体１２６が上方に押
上げられる。

【００２９】大シールド本体１０６内の後部には、大エ
レクタ手段１４２が配設されている。大エレクタ手段１
４２はエレクタドラム１４４を備え、エレクタドラム１
４４が大シールド本体１０６の内周面に設けられたリン
グガータ１４６に回転自在に支持されている。エレクタ
ドラム１４４には、ジャッキ１４８を介して把持手段１
５０が設けられている。大エレクタ手段１４２は、把持
手段１５０によって把持したセグメント１５２を、カッ
タディスク１０８（大カッタディスクとして機能する状
態）によって掘削される大トンネルの内周壁に内側から
円筒状に組立てられる。

【００３０】大シールド本体１０６内には、大シールド
ジャッキ手段１５４が設けられている。各大シールドジ
ャッキ手段１５４は油圧シリンダ機構１５６を備え、油
圧シリンダ機構１５６のシリンダが大シールド隔壁１２
４に固定されている。油圧シリンダ機構１５６の出力ロ
ッドにはスプレッタ１５８が設けられている。油圧シリ
ンダ機構１５６の出力ロッドが伸張すると、スプレッタ
１５８が、組立てられたセグメント１５２の前端面に当
接してこれを押圧し、この押圧力による反力によって大
シールド本体１０６の推進力が得られ、この推進力によ
って大シールド装置１０２が掘進方向に前進する。

【００３１】大シールド本体６内には、図示していない
が、スクリューコンベアまたは送排泥管が配設されてい
る。スクリューコンベアまたは送排泥管は大シールド本
体１０６の後方（図５において右方）に延びており、大
カッタディスクとして機能するカッタディスク１０８に
よって削土された土砂を後方に搬送する。また、大シー
ルド本体１０６の後端部にはテールシール１６０が配設
されている。

【００３２】次いで、小シールド装置１０４について説
明すると、図示の小シールド装置１０４は、上述した大
シールド装置２の前部中央部に装備され、比較的径の大
きい大トンネルを掘削するときには、大シールド装置１
０２の一部としても機能する。小シールド装置１０４の
小シールド本体１２６内には、カッタディスク１０８を
回転駆動するための駆動手段１６２が配設されている。
駆動手段１６２は小シールド本体１２６の上端部および
下端部に支持されており、それらの出力部は駆動軸１６
４を介してカッタディスク１０８に駆動連結されてい
る。かく構成されているので、駆動手段１６２が付勢さ
れると、駆動軸１６４を介してカッタディスク１０８が
所定方向に回転駆動される。そして、カッタディスク１
０８が大カッタディスクとして機能する（カッタスポー
ク１１４が図６に示すとおりにディスク本体１１０から
突出している状態）ときには、駆動手段１６２は大カッ
タディスクの駆動手段、すなわち大シールド装置１０２
の大駆動手段として機能し、カッタディスク１０８が小
カッタディスクとして機能する（カッタスポーク１１４
が図７に示すとおりにディスク本体１１０のスポーク部
１１２内に収容されている状態）ときには、駆動手段１
６２は、小シールド装置１０４の小駆動手段として機能
する。このように、駆動手段１６２は、大シールド装置
１０２および小シールド装置１０４の駆動手段として機
能するので、シールド掘進機全体の構成を簡単にするこ
とができる。

【００３３】次に、図５および図６とともに図７〜図１
０を参照して、第２の形態のシールド掘進機による掘進
作業について説明する。第２の形態のシールド掘進機を
用いて比較的径の大きい大トンネルを掘削するときに
は、図５および図６に示すとおり、大シールド装置１０
２の前部中央部に小シールド装置１０４が装備され、こ
の小シールド装置１０４は、大シールド装置１０２の一
部としても機能する。このときには、油圧シリンダ機構
１１６が伸張されてカッタスポーク１１４はディスク本
体１１０から半径方向外方に突出し、カッタディスク１
０８は大カッタディスクとして機能する。このような状
態において、駆動手段１６２が作動されると、駆動手段
１６２の作用によって大カッタディスク状態にあるカッ
タディスク１０８が所定方向に回動され、カッタディス
ク１０８によって比較的径の大きい大トンネルが掘削さ
れる。そして、大シールドジャッキ手段１５４の油圧シ
リンダ機構１５６が伸張することによって大シールド本
体１０６が小シールド本体１２６と一体的に矢印１２８
（図５）で示す掘進方向に前進し、このようにして大シ
ールド装置１０２および小シールド装置１０４が一体的
に前進することによって大トンネルが形成される。

【００３４】大トンネルに連続して小トンネルを形成す
る場合には、図７に示すように、まず、カッタディスク
１０８における油圧シリンダ機構１１６を収縮させてカ
ッタスポーク１１４をディスク本体１１０のスポーク部
１１２内に収納する。このようにカッタスポーク１１４
を収納すると、カッタディスク１０８はディスク本体１
１０およびスポーク部１１２がカッタとして作用する小
カッタディスク状態となる。

【００３５】次いで、図８で示すように、押上げ手段１
３２の油圧シリンダ機構１３４を伸張させる。油圧シリ
ンダ機構１３４を伸張すると、それらの出力ロッド１３
８が大シールド隔壁１２４の開口を通して上方に延び、
この出力ロッド１３８に設けられた支持部１４０が小シ
ールド本体１２６を上方に押上げ、油圧シリンダ機構１
３４によって小シールド本体１２６は、大シールド本体
１０６の上端部に位置付けられる。なお、小シールド本
体１２６がロック手段（図示せず）によってロックされ
ている場合には、このロック手段によるロック状態を解
除した後に行う。また、押上げ手段１３２による押上操
作を許容するために、この押上操作の前に、大シールド
隔壁１２４の一部（特にこれらの上端部分）を取外すよ
うにする。このように押上げることによって、小シール
ド本体１２６は、大シールド本体１０６の上端部である
分離位置に保持される。

【００３６】しかる後、図９に一部示すように、分離位
置に押上げられた小シールド本体１２６の後部側に位置
する大シールドジャッキ手段１５４、および大エレクタ
手段１４２を取外し、小シールド本体１２６の後方に空
間を生成する。その後、小シールド装置１０４の小シー
ルドジャッキ手段１７２を小シールド本体１２６の内周
面の下端部および上端部に取付ける。この小シールドジ
ャッキ手段１７２は、図１〜図４の第１の実施形態にお
ける小シールドジャッキ手段６６と同一の構成のもでよ
い。さらに、小シールド装置１０４における小エレクタ
手段１７４を小シールド本体１２６に取付けるととも
に、大シールド本体１０６内の上端部に反力受板１７６
（図１０）を取付ける。これら小エレクタ手段１７４お
よび反力受板１７６も、上記第１の実施形態における小
エレクタ５８および反力受板７２と同一の構成のもので
よい。このようにして小シールド装置１０４が大シール
ド装置１０２から掘進方向に進むことげできるように、
それらに必要な構成要素を順次組付ける。

【００３７】このように小シールドジャッキ手段１７
２、小エレクタ手段１７４および反力受板１７６を組付
けた後、図１０に示すとおり、小シールド装置１０４の
小エレクタ手段１７４によって、反力受板１７６の前面
（図１０において左面）にて仮セグメント１７８を小シ
ールド本体１２６の内周面側に貼付ける。その後、小シ
ールドジャッキ手段１７２の油圧シリンダ機構１８０の
出力ロッドを伸張させると、油圧シリンダ機構１８０の
出力ロッドに設けられたスプレッタ１８２が反力受板１
７６の前面側の仮セグメント１７８の前端面に当接して
これを押圧し、この押圧力による反力によって小シール
ド本体１２６が大シールド本体１０６に対して相対的に
矢印１２８で示す掘進方向に前進する。この小シールド
本体１２６の前進の際に駆動手段１６２を付勢すると、
駆動手段１６２からの駆動力が駆動軸１６４を介してカ
ッタディスク１０８に伝達されて所定方向に回動され、
これによって小シールド装置１０４は、カッタディスク
１０８によって掘削しながら前進する。このように小シ
ールド装置１０４がある程度前進すると、小シールドジ
ャッキ手段１７２の油圧シリンダ機構１８０が収縮さ
れ、この収縮によって生成される空間に、新たな仮セグ
メント１７８が小エレクタ手段１７６によって配設さ
れ、その後再び油圧シリンダ機構１８０が伸張される。
このようにして、小シールド本体１２６は大シールド本
体１０６に対して相対的に前進される。小シールド本体
１２６が大シールド本体１０６に対してある程度前進し
た時点で仮セグメント１７８によって形成された周壁の
一部における仮セグメント１７８を外して、小シールド
装置１０４のためのスクリューコンベアまたは送排泥管
およびテールシール（いずれも図示せず）を小シールド
本体１２６に組付け、小シールド装置１０４を完成さ
せ、それ以降この完成された小シールド装置１０４でも
って小トンネルを掘削する。

【００３８】第２の実施形態のシールド掘進機において
も、小シールド装置１０４は、大シールド装置１０２の
前部上端部に位置付けられた後、掘進方向に前進して小
トンネルを掘削するので、この掘進機によって形成され
るトンネルは、第１の実施形態と同様に、大トンネルの
上端部から実質上連続して小トンネルが延びる形態とな
り、トンネルを水路等に利用した場合においても無駄な
空間が生じることがない。

【００３９】次に、図１１〜図１３を参照して、本発明
に従うシールド掘進機の第３の実施形態を説明する。シ
ールド掘進機の第３の実施形態を示す図１１および図１
２において、図示のシールド掘進機は、図５〜図１０に
示す第２の実施形態と同様に、比較的径の大きいトンネ
ルを掘削するための大シールド装置２０２と比較的径の
小さいトンネルを掘削するための小シールド装置２０４
から構成され、大シールド装置１０２と小シールド装置
１０４の一部の構成要素が共通の構成要素として構成さ
れている。大シールド装置２０２は、径が大きい大円筒
状の大シールド本体２０６と、径が中程度である中円筒
状の中シールド本体２０８とを備えている。本実施形態
では、大シールド本体２０６の前部上部には、大シール
ド本体２０６の中心から上方に偏心して円筒状の収容凹
部が設けられており、この収容凹部に中シールド本体２
０８が収容されている。中シールド本体２０８は、大シ
ールド本体２０６に対して相対的に回転自在であり、ロ
ック手段（図示せず）によって図１１に示す角度位置に
ロックされるが、ロック手段のロック状態を解除するこ
とによって大シールド本体２０６に対して回動すること
ができる。また、中シールド本体２０８の下部には、そ
の中心から下方に偏心しかつ大シールド本体２０６と同
心状に円筒状の小収容部が設けられており、この収容部
に小シールド装置２０４の小シールド本体２１０が収容
されている。小シールド本体２１０は、中シールド本体
２０８に対して矢印２１２で示す掘進方向に移動自在に
装着され、図示していないロック手段によって図１１で
示す装着位置にロックされる。この小シールド本体２１
０は、ロック手段によるロックを解除することによって
中シールド本体２０８、したがって大シールド本体２０
６から分離することができる。

【００４０】シールド掘進機が大シールド本体２０６、
中シールド本体２０８および小シールド本体２１０から
構成されることに関連して、カッタディスク２１４は、
大カッタディスク２１６、中カッタディスク２１８およ
び小カッタディスク２２０から構成されている。大カッ
タディスク２１６は、大シールド本体２０６に対応して
設けられ、その直径は大シールド本体２０６の外径にほ
ぼ対応している。中カッタディスク２１８は、中シール
ド本体２０８に対応して設けられ、その直径は中シール
ド本体２０８の外径にほぼ対応いている。また、小カッ
タディスク２２０は、小シールド本体２１０に対応して
設けられ、その直径は小シールド本体２１０の外径にほ
ぼ対応している。図１２に示すとおり、大カッタディス
ク２１６には、その中心から偏心して、大カッタディス
ク２１６の外周縁によって規定される円に内接するよう
に円形状の第１の開口が設けられ、この第１の開口に中
カッタディスク２１８が配設されている。また、中カッ
タディスク２１８には、その中心から偏心しかつ大カッ
タディスク２１６と同心状に、中カッタディスク２１８
の外周縁によって規定される円に内接するように円形状
の第２の開口が設けられ、この第２の開口に小カッタデ
ィスク２２０が配設されている。第１の開口および第２
の開口は、カッタディスク２１４が図１２に示す角度位
置にあるとき、第１の開口が大カッタディスク２１６の
上端部に位置するとともに第２の開口が中カッタディス
ク２１８の下端部に位置する位置関係に設けられ、かく
設けることによって、小カッタディスク２２０を大カッ
タディスク２１６の中央部に配置することができる。

【００４１】大カッタディスク２１６、中カッタディス
ク２１８および小カッタディスク２２０は、相互に連結
解除自在にたとえばボルト、ピン等で連結される。大シ
ールド装置２０２によって大トンネルを掘削するときに
は、大カッタディスク２１６、中カッタディスク２１８
および小カッタディスク２２０は相互に連結され、これ
らすべてが一体的に回転駆動されるが、小シールド装置
２０４によって小トンネルを掘削するときには、大カッ
タディスク２１６、中カッタディスク２１８および小カ
ッタディスク２２０の連結状態が解除され、小カッタデ
ィスク４４が中カッタディスク２１８および大カッタデ
ィスク２２０に対して相対的に回転駆動される。なお、
掘削するためのカッタは、大カッタディスク２１６、中
カッタディスク２１８および小カッタディスク２２０の
前面に設けられる。

【００４２】大シールド本体２０６と中シールド本体２
０８との間には大シールド外筒２２２が設けられ、中シ
ールド本体２０８を収容するための収容凹部はこの大シ
ールド外筒２２２に設けられ、中シールド本体２１８は
大シールド外筒２２２に回転自在に支持されている。大
シールド外筒２２２の後側には、大シールド本体２０６
に対して中シールド本体２０８を回動させて小シールド
本体２１０を移動させるための小シールド装置移動手段
が設けられている。小シールド装置移動手段は、第３の
実施形態では、小シールド本体２１０を大シールド本体
２０６の中央部からその上端部に中シールド本体２０８
を介して旋回移動させるための旋回移動手段２２４から
構成されている。旋回移動手段２２４は、たとえば油圧
モータから構成することができる駆動手段２２６を備
え、この駆動手段２２６が、大シールド本体２０６内の
底部に設けられた支持台２２８に取付けられている。駆
動手段２２６と中シールド本体２０８とは、駆動伝達手
段を介して駆動連結されている。この駆動連結手段は、
本実施形態では、駆動手段２２６の出力軸に設けられた
歯車と中シールド本体２０８の内周面に設けられた内歯
車から構成されており、駆動手段２２６が付勢される
と、歯車および内歯車を介して中シールド本体２０８が
大シールド本体２０６に対して相対的に回動される。

【００４３】大シールド本体２０６内の後部には、大エ
レクタ手段２３０が配設されている。大エレクタ手段２
３０はエレクタドラム２３２を備え、エレクタドラム２
３２がリングガータ２３４を介して大シールド本体２０
６に回転自在に支持されている。エレクタドラム２３２
には、ジャッキ２３６を介して把持手段２３８が設けら
れている。また、大シールド本体２０６内の下部および
上部には、大シールドジャッキ手段２４０が設けられて
いる。大シールドジャッキ手段２４０は油圧シリンダ機
構２４２を備え、油圧シリンダ機構１５６の出力ロッド
にはスプレッタ２４４が設けられている。油圧シリンダ
機構１５６の出力ロッドが伸張すると、スプレッタ２４
４が、貼付けられたセグメント２４６の前端面を押圧
し、この押圧力による反力によって大シールド本体１０
６が矢印２１２で示す掘進方向に前進する。大エレクタ
手段２３０および大シールドジャッキ手段２４０は、第
２の実施形態のシールド掘進機におけるものと同一の構
成でよい。

【００４４】大シールド本体２０６内には、図示してい
ないが、スクリューコンベアまたは送排泥管が配設され
ている。また、大シールド本体２０６の後端部にはテー
ルシール２４８が配設されている。

【００４５】次いで、小シールド装置２０４について説
明すると、図示の小シールド装置２０４は、上述した大
シールド装置２０２の前部中央部に装備され、比較的径
の大きい大トンネルを掘削するときには、大シールド装
置２０２の一部としても機能する。中シールド本体２０
８と小シールド本体２１０との間には中シールド２５０
が設けられ、小シールド本体２１０が収容される収容部
は中シールド２５０に設けられ、小シールド本体２１０
は掘進方向に移動自在に中シールド２５０に支持されて
いる。

【００４６】小シールド本体２１０内には、カッタディ
スク２１４を回転駆動するための駆動手段２５２が配設
されている。駆動手段２５２は小シールド本体２０８に
支持されており、それらの出力部は駆動軸２５４を介し
てカッタディスク２１４の小カッタディスク２２０に駆
動連結されている。かく構成されているので、駆動手段
２５２が付勢されると、駆動軸２５４を介してカッタデ
ィスク２１４が所定方向に回転駆動される。

【００４７】次に、図１１および図１２とともに図１３
を参照して、第３の形態のシールド掘進機による掘進作
業について説明する。第３の形態のシールド掘進機を用
いて比較的径の大きい大トンネルを掘削するときには、
図１１および図１２に示すとおり、大シールド装置２０
２の前部中央部に小シールド装置２０４が装備され、こ
の小シールド装置２０４は、大シールド装置２０２の一
部としても機能する。このときには、大カッタディスク
２１６、中カッタディスク２１８および小カッタディス
ク２２０は相互に連結されており、これらが一体のカッ
タとして作用する。このような連結状態において、駆動
手段２５２が作動されると、駆動手段２５２の作用によ
ってカッタディスク２１４の全体が所定方向に回動さ
れ、カッタディスク２１４によって比較的径の大きい大
トンネルが掘削される。そして、大シールドジャッキ手
段２４０の油圧シリンダ機構２４２の作用によって大シ
ールド本体２０６、中シールド本体２０８および小シー
ルド本体２１０が一体的に矢印２１２（図１１）で示す
掘進方向に前進し、このように前進することによって大
トンネルが形成される。

【００４８】大トンネルに連続して小トンネルを形成す
る場合には、まず、カッタディスクを所定角度位置、す
なわち中シールド本体２０８が最上位に位置する位置に
停止させる。次に、大カッタディスク２１６と中カッタ
ディスク２１８との連結状態を解除する。また、中シー
ルド本体２０を大シールド本体２０６にロックするため
のロック手段（図示せず）のロック状態を解除する。か
くすることによって、大シールド本体２０６に対する中
シールド本体２０８の回動が許容される状態となる。

【００４９】次いで、旋回移動手段２２４の駆動手段２
２６を作動させて中シールド本体２０８を所定角度位置
まで、本実施形態では小シールド本体２１０が中シール
ド本体２０８の下端部に位置する位置（図１２に示す位
置）からその上端部に位置する位置（図１３に示す位
置）まで移動するように実質上１８０度回動させる。駆
動手段２５２を付勢すると、中シールド本体２０８が大
シールド本体２０６に対して矢印２５８（図１３）で示
す方向に回動され、この中シールド本体２０８の回動に
よって小シールド本体２１０が大シールド本体２０６の
中央部からその上端部に旋回移動される。

【００５０】中シールド本体２０８を回動させた後、中
カッタディスク２１８と小カッタディスク２２０との連
結状態を解除する。また、小シールド本体２１０を中シ
ールド本体２０８にロックするためのロック手段（図示
せず）によるロック状態を解除する。かくすることによ
って、小シールド本体２１０の中シールド本体２０８、
したがって大シールド本体２０６に対する相対的移動が
可能な状態となる。

【００５１】しかる後、上記第２の実施形態と同様にし
て、小シールド装置２０４が掘進方向に移動できるに必
要な構成要素を組付ける。小シールドジャッキ手段およ
び小エレクタ手段１７４を小シールド本体２１０に取付
けるとともに、反力受板を大シールド本体２０６に取付
ける。小シールドジャッキ手段、小エレクタ手段および
反力受板は、上記第２の実施形態におけるものと同一の
構成のものでよい。そして、さらに、小シールド本体２
１０を前進させれ、小シールド装置２０４を完成させ
る。すなわち、小シールド装置２０４の小エレクタ手段
によって仮セグメントを組立て、その後、小シールドジ
ャッキ手段によって小シールド本体２１０を中シールド
本体２０８に対して相対的に矢印２１２（図１１）で示
す掘進方向に前進する。このようにして、小シールド本
体２１０が中シールド本体２０８に対してある程度前進
した時点で仮セグメントによって形成された周壁の一部
を外して、小シールド装置２０４のためのスクリューコ
ンベアまたは送排泥管およびテールシール（いずれも図
示せず）を小シールド本体に組付け、小シールド装置２
０４を完成させ、それ以降この完成された小シールド装
置２０４でもって小トンネルを掘削する。

【００５２】第３の実施形態のシールド掘進機において
も、小シールド装置２０４は、大シールド装置２０２の
前部上端部に位置付けられた後、掘進方向に前進して小
トンネルを掘削するので、この掘進機によって形成され
るトンネルは、第１の実施形態と同様に、大トンネルの
上端部から実質上連続して小トンネルが延びる形態とな
り、トンネルを水路等に利用した場合においても無駄な
空間が生じることがない。また、第２の実施形態と同様
に、カッタディスク２１４を回転駆動するための駆動手
段が大シールド装置２０２および小シールド装置２０４
共通に用いられるので、シールド掘進機の構成を簡単に
することができる。また、中シールド本体２０８を回動
させて小シールド本体２１０を分離位置まで移動させる
ので、この小シールド本体２１０を移動させるための構
成を比較的簡単にすることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のシールド掘進機
よれば、小シールド装置は、大シールド装置の中心から
偏心した上端部の位置から掘進方向に分離して進むの
で、小シールド装置の小カッタディスクによって掘削さ
れる小トンネルは、大シールド装置の大カッタディスク
によって掘削される大トンネルの上端部から延び、トン
ネルを下水等の水路として用いる場合においても、無駄
な空間がなくなる。また、１基の掘進機により、中間立
坑を設けることなく、大トンネルの上端部から小トンネ
ルが延びるトンネルを掘削することができる。

【００５４】また本発明によれば、小シールド装置は大
シールド装置の前部上端部に装備されているので、小シ
ールド装置は、大シールド装置から分離するとき、この
大シールド装置の上端部から掘進方向に進み、したがっ
て大トンネルの上端部から小トンネルが延びるトンネル
を掘削することができる。また、小シールド装置の小カ
ッタディスクと大シールド装置の大カッタディスクとは
連結解除自在であり、大トンネルを掘削するときには大
カッタディスクと小カッタディスクとが連結されるの
で、大シールド装置の大駆動手段によって大カッタディ
スクおよび小カッタディスクが回転駆動され、これによ
って大トンネルを掘削することができる。一方、小トン
ネルを掘削するときには、大カッタディスクと小カッタ
ディスクとの連結が解除されるので、小シールド装置の
小駆動手段によって小カッタディスクが回転駆動され、
これによって小トンネルを掘削することができる。

【００５５】また本発明の請求項２記載のシールド掘進
機によれば、小シールド装置は大シールド装置の前部中
央部に装備され、大シールド装置から分離する際には、
小シールド装置移動手段によって上記中央部から上端部
に移動されるので、小シールド装置は大シールド装置の
上端部の位置から掘進方向に分離して進み、小シールド
装置の小カッタディスクによって掘削される小トンネル
は、大トンネルの上端部から延びる。また、小シールド
装置が大シールド装置の中央部に装備されることに関連
して、この小シールド装置の駆動手段が大カッタディス
クと小カッタディスクを回転駆動するための駆動手段と
して機能し、共通の駆動手段でもってこれらカッタディ
スクを回転駆動することができる。

【００５６】また本発明によれば、小シールド装置移動
手段はこれを上方に押上げる押上げ手段から構成されて
いるので、この押上げ手段によって小シールド装置を大
シールド装置の上端部に比較的容易に移動させることが
できる。

【００５７】また本発明の請求項３記載のシールド掘進
機によれば、小シールド装置移動手段は、大シールド装
置の中央部から上端部に旋回移動させる旋回移動手段か
ら構成されているので、この旋回移動手段によって小シ
ールド装置を大シールド装置の上端部に比較的容易に移
動させることができる。

【００５８】さらに本発明の請求項４記載のシールド掘
進機によれば、大シールド装置の大シールド本体と小シ
ールド装置の小シールド本体との間に中シールド本体が
介在され、中シールド本体は大シールド本体の上部に回
転自在に装着され、小シールド本体は中シールド本体に
分離可能に設けられている。それ故に、小シールド装置
を分離するときには、大シールド本体に対して中シール
ド本体を回動させることによって、小シールド装置を大
シールド装置の上端部に位置付けることができ、比較的
簡単かつ容易に小シールド装置の移動を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うシールド掘進機の第１の実施形態
を簡略的に示す断面図である。

【図２】図１のシールド掘進機におけるカッタディスク
を簡略的に示す正面図である。

【図３】図１のシールド掘進機において、小カッタディ
スクを小シールド装置に駆動連結した状態を示す部分断
面図である。

【図４】図１のシールド掘進機において、大シールド装
置に対して小シールド装置が掘進方向に前進した状態を
示す部分断面図である。

【図５】本発明に従うシールド掘進機の第２の実施形態
を簡略的に示す断面図である。

【図６】図５のシールド掘進機におけるカッタディスク
を簡略的に示す正面図である。

【図７】図６のカッタディスクにおけるカッタスポーク
を収納した状態を示す正面図である。

【図８】図５のシールド掘進機において、小シールド装
置を大シールド本体の上端部に押上げた状態を示す部分
断面図である。

【図９】図８の状態において、小シールド装置に掘進す
るに必要な構成要素の一部を取付けた状態を示す部分断
面図である。

【図１０】図５のシールド掘進機において、大シールド
装置に対して小シールド装置が掘進方向に前進した状態
を示す部分断面図である。

【図１１】本発明に従うシールド掘進機の第３の実施形
態を簡略的に示す断面図である。

【図１２】図１１のシールド掘進機におけるカッタディ
スクを簡略的に示す正面図である。

【図１３】図１１のシールド掘進機において、小シール
ド本体を大シールド本体の上端部に位置付けた状態にお
けるカッタディスクを示す正面図である。

【符号の説明】

２，１０２，２０２ 大シールド装置 ４，１０４，２０４ 小シールド装置 ６，１０６，２０６ 大シールド本体 ８，２１６ 大カッタディスク １６ 大駆動手段 １８，１４２，２３０ 大エレクタ手段 ２８，１５２，２４６ セグメント ３０，１５４，２４０ 大シールドジャッキ手段 ４２，１２６，２１０ 小シールド本体 ４４，２２０ 小カッタディスク ５４ 小駆動手段 ５８，１７４ 小エレクタ手段 ６６，１７２ 小シールドジャッキ手段 ７２，１７６ 反力受板 ７４，１７８ 仮セグメント １０８，２１４ カッタディスク １１０ ディスク本体 １１４ カッタスポーク １３２ 押上げ手段 １６２，２５２ 駆動手段 ２０８ 中シールド本体 ２１８ 中カッタディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重松 景之 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10−37662（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/06 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比較的大きな径の大トンネルを掘削する
   ための大カッタディスクを有する大シールド装置と、比
   較的小さな径の小トンネルを掘削するための小カッタデ
   ィスクを有する小シールド装置から構成され、前記小シ
   ールド装置が前記大シールド装置から分離して掘進方向
   に進む分離可能なシールド掘進機において、 前記小シールド装置が前記大シールド装置から分離する
   ときに、この小シールド装置は大シールド装置の中心か
   ら偏心した上端部の位置から掘進方向に分離して進み、
   これによって、前記小シールド装置の小カッタディスク
   によって形成される小トンネルは大シールド装置の大カ
   ッタディスクによって形成される大トンネルの上端部か
   ら実質上連続して延び、 前記小シールド装置は前記大シールド装置の前部上端部
   に装備され、大シールド装置は前記大カッタディスクを
   回転駆動するための大駆動手段を備え、小シールド装置
   は前記小カッタディスクを回転駆動するための小駆動手
   段を有し、大シールド装置の大カッタディスクと小シー
   ルド装置の小カッタディスクとは連結解除自在に構成さ
   れており、 大シールド装置の大カッタディスクによって大トンネル
   を掘削するときには、大カッタディスクと小カッタディ
   スクとが連結され、大シールド装置の大駆動手段は大カ
   ッタディスクおよび小カッタディスクを回転駆動し、こ
   れによって大シールド装置および小シールド装置が掘進
   し、 小シールド装置の小カッタディスクによって小トンネル
   を掘削するときには、大カッタディスクと小カッタディ
   スクとの連結が解除されれるとともに、小シールド装置
   の小駆動手段が小カッタディスクと駆動連結され、小シ
   ールド装置の小駆動手段は小カッタディスクを回転駆動
   し、これによって大シールド装置に対して小シールド装
   置が掘進することを特徴とする分離可能なシールド掘進
   機。
2. 【請求項２】 比較的大きな径の大トンネルを掘削する
   ための大カッタディスクを有する大シールド装置と、比
   較的小さな径の小トンネルを掘削するための小カッタデ
   ィスクを有する小シールド装置から構成され、前記小シ
   ールド装置が前記大シールド装置から分離して掘進方向
   に進む分離可能なシールド掘進機において、 前記小シールド装置が前記大シールド装置から分離する
   ときに、この小シールド装置は大シールド装置の中心か
   ら偏心した上端部の位置から掘進方向に分離して進み、
   これによって、前記小シールド装置の小カッタディスク
   によって形成される小トンネルは大シールド装置の大カ
   ッタディスクによって形成される大トンネルの上端部か
   ら実質上連続して延び、 前記小シールド装置は前記大シールド装置の前部中央部
   に装備され、前記大シールド装置には、前記小シールド
   装置を大シールド装置の前記前部中央部から前部上端部
   まで移動させるための小シールド装置移動手段が設けら
   れ、小シールド装置には大カッタディスクおよび小カッ
   タディスクを回転駆動するための駆動手段が設けられて
   おり、 大シールド装置の大カッタディスクによって大トンネル
   を掘削するときには、小シールド手段の駆動手段は大カ
   ッタディスクおよび小カッタディスクを回転駆動し、こ
   れによって大シールド装置および小シールド装置が掘進
   し、 小シールド装置の小カッタディスクによって小トンネル
   を掘削するときには、小シールド装置は前記小シールド
   装置移動手段によって大シールド装置の前部中央部から
   その上端部に移動され、小シールド装置の駆動手段が小
   カッタディスクを回転駆動し、これによって大シールド
   装置に対して小シールド装置が掘進し、 前記小シールド装置移動手段は、前記小シールド装置を
   大シールド装置の前記前部中央部からその上端部に押上
   げる押上げ手段から構成されており、小シールド装置の
   小カッタディスクによって小トンネルを掘削するときに
   は、小シールド装置は押上げ手段によって大シールド装
   置の前部上端部に押上げられることを特徴とする分離可
   能なシールド掘進機。
3. 【請求項３】 前記小シールド装置移動手段は、前記小
   シールド装置を大シールド装置の前部中央部からその上
   端部に旋回移動させる旋回移動手段から構成されてお
   り、小シールド装置の小カッタディスクによって小トン
   ネルを掘削するときには、小シールド装置は旋回移動手
   段によって大シールド装置の前部上端部に旋回移動され
   ることを特徴とする請求項２記載の分離可能なシールド
   掘進機。
4. 【請求項４】 大シールド装置は大円筒状の大シールド
   本体を具備し、この大シールド本体の前部に大カッタデ
   ィスクが設けれられており、小シールド装置は小円筒状
   の小シールド本体を具備し、この小シールド本体の前部
   に小カッタディスクが設けられており、大シールド本体
   と小シールド本体との間には、中円筒状の中シールド本
   体が設けられ、この中シールド本体の前部に中カッタデ
   ィスクが設けられており、前記中シールド本体は大シー
   ルド本体の上部に偏心して回転自在に装着され、前記小
   シールド本体は前記中シールド本体の下部に偏心しかつ
   大シールド本体に対して同心状に分離可能に設けられて
   おり、さらに大シールド本体に対して中シールド本体を
   回動させるための中シールド本体回動手段が設けられて
   おり、小シールド装置の小カッタディスクによって小ト
   ンネルを掘削するときには、前記中シールド本体は前記
   中シールド本体回動手段によって大シールド本体に対し
   て回動され、これによって前記小シールド本体が前記大
   シールド本体の上端部に位置付けられることを特徴とす
   る請求項３記載の分離可能なシールド掘進機。