JP2960880B2 - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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- JP2960880B2 JP2960880B2 JP7341471A JP34147195A JP2960880B2 JP 2960880 B2 JP2960880 B2 JP 2960880B2 JP 7341471 A JP7341471 A JP 7341471A JP 34147195 A JP34147195 A JP 34147195A JP 2960880 B2 JP2960880 B2 JP 2960880B2
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- cutter
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- ground
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド本体外周
部に裏込め注入管等の突起物を有するシールド掘進機に
関する。
部に裏込め注入管等の突起物を有するシールド掘進機に
関する。
【０００２】
【従来の技術】トンネル等の地下坑を掘削するシールド
掘進機には、シールド本体外周部に裏込め注入管を設け
たものがある。本発明は、この裏込め注入管のような突
起物をシールド本体外周部に設けたシールド掘進機を改
良しようとするものである。そこで、本発明の理解を容
易にするため、裏込め注入管を設けたシールド掘進機に
関する基本的な技術内容を図６及び図７を用いて説明す
る。図６は、従来のシールド掘進機の縦断面図、図７
は、図６のIII −III 線断面図である。
掘進機には、シールド本体外周部に裏込め注入管を設け
たものがある。本発明は、この裏込め注入管のような突
起物をシールド本体外周部に設けたシールド掘進機を改
良しようとするものである。そこで、本発明の理解を容
易にするため、裏込め注入管を設けたシールド掘進機に
関する基本的な技術内容を図６及び図７を用いて説明す
る。図６は、従来のシールド掘進機の縦断面図、図７
は、図６のIII −III 線断面図である。
【０００３】図６及び図７において、１はシールド本
体、２は後記セグメント４で反力をとりつつシールド本
体１を推進するためのシールドジャッキ、３はシールド
本体１の後端部に設けたテールシール、４はシールド掘
進機で掘削した地下坑を覆工するセグメント、５はシー
ルド本体１の外周部上方に設けた前述の裏込め注入管、
６はシールド本体１の前部に回転自在に支承したカッタ
ヘッド、７はこのカッタヘッド６に多数設けたカッタビ
ット、８はカッタヘッド６を回転駆動するためのカッタ
駆動装置、１４はカッタヘッド６の外周部に出没可能に
設けたコピーカッタである。シールド掘進機は、シール
ド本体１をシールドジャッキ２で推進しながらカッタ駆
動装置８でカッタヘッド６を回転駆動することにより、
カッタビット７で地山を切削してトンネル等の地下坑を
単位長さ掘削する。このシールド掘進機で掘削した地下
坑には、その周壁と若干の間隔を置いてこれに沿うよう
にセグメント４を組み立て、地下坑を覆工する。また、
こうした作業により生じた地下坑とセグメント４の空隙
すなわちテールボイドには、モルタル等の裏込め材を注
入する。裏込め注入管５は、この裏込め材を、セグメン
トを組み立てた際にその裏側に即時に注入できるように
するため付設された注入管である。従来は、セグメント
４のグラウトホールを通じて裏込め材を注入するように
していたが、最近は、裏込め材の注入を、シールド掘進
機の推進と同時に行えるようにするため、こうした裏込
め注入管５が多用されている。テールシール３は、こう
して注入された裏込め材がシールド本体１内に浸入する
を防ぐのに役立つ。コピーカッタ１４は、不使用時、カ
ッタヘッド６内に納められ、使用時には、カッタヘッド
６の外周部より突出させてカッタヘッド６を回転駆動す
ることによりカッタヘッド６の掘削断面より外周側の地
山を掘削する。こうしたコピーカッタ１４による余掘
は、通常、シールド掘進機を曲進させる際に行われる。
体、２は後記セグメント４で反力をとりつつシールド本
体１を推進するためのシールドジャッキ、３はシールド
本体１の後端部に設けたテールシール、４はシールド掘
進機で掘削した地下坑を覆工するセグメント、５はシー
ルド本体１の外周部上方に設けた前述の裏込め注入管、
６はシールド本体１の前部に回転自在に支承したカッタ
ヘッド、７はこのカッタヘッド６に多数設けたカッタビ
ット、８はカッタヘッド６を回転駆動するためのカッタ
駆動装置、１４はカッタヘッド６の外周部に出没可能に
設けたコピーカッタである。シールド掘進機は、シール
ド本体１をシールドジャッキ２で推進しながらカッタ駆
動装置８でカッタヘッド６を回転駆動することにより、
カッタビット７で地山を切削してトンネル等の地下坑を
単位長さ掘削する。このシールド掘進機で掘削した地下
坑には、その周壁と若干の間隔を置いてこれに沿うよう
にセグメント４を組み立て、地下坑を覆工する。また、
こうした作業により生じた地下坑とセグメント４の空隙
すなわちテールボイドには、モルタル等の裏込め材を注
入する。裏込め注入管５は、この裏込め材を、セグメン
トを組み立てた際にその裏側に即時に注入できるように
するため付設された注入管である。従来は、セグメント
４のグラウトホールを通じて裏込め材を注入するように
していたが、最近は、裏込め材の注入を、シールド掘進
機の推進と同時に行えるようにするため、こうした裏込
め注入管５が多用されている。テールシール３は、こう
して注入された裏込め材がシールド本体１内に浸入する
を防ぐのに役立つ。コピーカッタ１４は、不使用時、カ
ッタヘッド６内に納められ、使用時には、カッタヘッド
６の外周部より突出させてカッタヘッド６を回転駆動す
ることによりカッタヘッド６の掘削断面より外周側の地
山を掘削する。こうしたコピーカッタ１４による余掘
は、通常、シールド掘進機を曲進させる際に行われる。
【０００４】以上述べたようなシールド本体１の外周部
に裏込め注入管５を設けた従来のシールド掘進機にあっ
ては、一軸圧縮強度が１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度以下の軟
らかい地山を掘進する場合、その掘進に伴って裏込め注
入管５を地山に貫入させることができるが、地山の強度
が増加するに従って裏込め注入管５に加わる力も増加
し、こうしたことが不可能になる。そのため、一軸圧縮
強度が１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度を超える硬い地山を掘進
する場合、裏込め注入管５が通過する地山の個所をコピ
ーカッタ１４により先行して余掘りして、シールド掘進
機の掘進時に裏込め注入管５に無理な力が加わらないよ
うにしていた。その場合、地山の強度が大きくなるに従
ってコピーカッタ１４での１回当たりの切削量を減少さ
せる必要がある。
に裏込め注入管５を設けた従来のシールド掘進機にあっ
ては、一軸圧縮強度が１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度以下の軟
らかい地山を掘進する場合、その掘進に伴って裏込め注
入管５を地山に貫入させることができるが、地山の強度
が増加するに従って裏込め注入管５に加わる力も増加
し、こうしたことが不可能になる。そのため、一軸圧縮
強度が１０Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度を超える硬い地山を掘進
する場合、裏込め注入管５が通過する地山の個所をコピ
ーカッタ１４により先行して余掘りして、シールド掘進
機の掘進時に裏込め注入管５に無理な力が加わらないよ
うにしていた。その場合、地山の強度が大きくなるに従
ってコピーカッタ１４での１回当たりの切削量を減少さ
せる必要がある。
【０００５】シールド掘進機で地下坑を掘削する場合、
こうした硬軟各種の地山を掘進するほか、その発進時
に、その発進経路に位置する発進立坑の坑壁すなわち発
進口を突破して地山に突入することも必要ある。この発
進立坑の坑壁は、通常は鉄筋コンクリートで構築される
が、コンクリートが切削しづらいことに加えて鉄筋が埋
め込んであるため、発進口をシールド掘進機のカッタヘ
ッド６で切削して突破することは困難である。こうした
ことから、最近は、発進立坑の発進口をシールド掘進機
それ自体のカッタヘッド６で切削して突破できるように
するため、新素材のコンクリートが各種開発されてお
り、その例として、ノムスト（ＮｏｖｅｌＭａｔｅｒｉ
ａｌ Ｓｈｉｅｌｄ−ｃａｔｔａｂｌｅ Ｔｕｎｎｅｌ
−ｗａｌｌ）と称するコンクリートが挙げられる。この
新素材コンクリートは、鉄筋を埋設する代わりに炭素繊
維を混入し、粗骨材として比較的切削しやすい石灰石を
用いたコンクリートである。発進立坑の坑壁のうち少な
くとも発進口をこうした新素材コンクリートを用いて構
築すれば、発進の際に、通常の掘進を行うときと同様に
発進立坑の発進口を自身のカッタヘッド６で切削して簡
単に突破することができ、きわめて効率的な発進を行う
ことができる。したがって、裏込め注入管５を設けたシ
ールド掘進機にあっては、発進立坑の発進口をノムスト
壁のような新素材コンクリートで構築した場合、裏込め
注入管５が新素材コンクリートを通過できるようにする
ことも必要である。
こうした硬軟各種の地山を掘進するほか、その発進時
に、その発進経路に位置する発進立坑の坑壁すなわち発
進口を突破して地山に突入することも必要ある。この発
進立坑の坑壁は、通常は鉄筋コンクリートで構築される
が、コンクリートが切削しづらいことに加えて鉄筋が埋
め込んであるため、発進口をシールド掘進機のカッタヘ
ッド６で切削して突破することは困難である。こうした
ことから、最近は、発進立坑の発進口をシールド掘進機
それ自体のカッタヘッド６で切削して突破できるように
するため、新素材のコンクリートが各種開発されてお
り、その例として、ノムスト（ＮｏｖｅｌＭａｔｅｒｉ
ａｌ Ｓｈｉｅｌｄ−ｃａｔｔａｂｌｅ Ｔｕｎｎｅｌ
−ｗａｌｌ）と称するコンクリートが挙げられる。この
新素材コンクリートは、鉄筋を埋設する代わりに炭素繊
維を混入し、粗骨材として比較的切削しやすい石灰石を
用いたコンクリートである。発進立坑の坑壁のうち少な
くとも発進口をこうした新素材コンクリートを用いて構
築すれば、発進の際に、通常の掘進を行うときと同様に
発進立坑の発進口を自身のカッタヘッド６で切削して簡
単に突破することができ、きわめて効率的な発進を行う
ことができる。したがって、裏込め注入管５を設けたシ
ールド掘進機にあっては、発進立坑の発進口をノムスト
壁のような新素材コンクリートで構築した場合、裏込め
注入管５が新素材コンクリートを通過できるようにする
ことも必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シール
ド本体の外周部に裏込め注入管を有するシールド掘進機
にあっては、発進立坑の発進口を例えノムスト壁のよう
な新素材コンクリート壁で形成したとても、発進立坑内
からの発進の際にその発進口を簡単に突破することはで
きない。すなわち、ノムスト壁は通常の地山よりは硬い
ため、発進の際、裏込め注入管を、軟らかい地山での掘
進時のようにノムスト壁内に貫入させて通過させること
は不可能であるばかりか、裏込め注入管の通過個所をコ
ピーカッタで先行余掘りするにしても容易には行えな
い。そして、ノムスト壁をコピーカッタで先行余掘りし
たとしも、コピーカッタでの１回当たりの切削量を極度
に減少させる必要があるため、非能率的であって、発進
立坑の発進口をノムスト壁で形成した意義も半減するこ
ととなる。しかも、コピーカッタで先行余掘りする場
合、コピーカッタを裏込め注入管の位相に合わせて瞬間
的に突出させることは困難であるため、カッタヘッドに
よる掘削断面の外周側を全周掘削する等余分に掘削する
ことが必要であり、発進立坑の発進口に無用な開口を形
成することとなって非経済的である。
ド本体の外周部に裏込め注入管を有するシールド掘進機
にあっては、発進立坑の発進口を例えノムスト壁のよう
な新素材コンクリート壁で形成したとても、発進立坑内
からの発進の際にその発進口を簡単に突破することはで
きない。すなわち、ノムスト壁は通常の地山よりは硬い
ため、発進の際、裏込め注入管を、軟らかい地山での掘
進時のようにノムスト壁内に貫入させて通過させること
は不可能であるばかりか、裏込め注入管の通過個所をコ
ピーカッタで先行余掘りするにしても容易には行えな
い。そして、ノムスト壁をコピーカッタで先行余掘りし
たとしも、コピーカッタでの１回当たりの切削量を極度
に減少させる必要があるため、非能率的であって、発進
立坑の発進口をノムスト壁で形成した意義も半減するこ
ととなる。しかも、コピーカッタで先行余掘りする場
合、コピーカッタを裏込め注入管の位相に合わせて瞬間
的に突出させることは困難であるため、カッタヘッドに
よる掘削断面の外周側を全周掘削する等余分に掘削する
ことが必要であり、発進立坑の発進口に無用な開口を形
成することとなって非経済的である。
【０００７】裏込め注入管を有するシールド掘進機にあ
っては、発進口を突破して地山に突入しても、硬い地山
に遭遇した場合には同様の問題が生じる。すなわち、前
述したように、硬い地山に遭遇した場合、コピーカッタ
で先行余掘りすることとなるが、その場合、コピーカッ
タでの１回当たりの切削量を地山の硬さに応じて減少さ
せる必要があって非能率的である。しかも、カッタヘッ
ドによる掘削断面の外周側を余分に掘削する必要がある
ため、テールボイドが増加し、裏込め材を必要以上に注
入することとなって時間的にも経済的にも非効率的であ
る。こうしてコピーカッタで先行余掘りするにしても、
地山の強度が大きくなって一軸圧縮強度が１００Ｋｇｆ
／ｃｍ2 程度を超えると、コピーカッタでの先行余掘は
実際上困難となる。最近は、シールド掘進機による掘削
の安全性を向上させるために地盤改良技術が進歩して、
地盤改良を施すことにより地山の強度を飛躍的に向上さ
せることができるようになり、ときには、一軸圧縮強度
が数百Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度にも及ぶ地山が造成されるこ
ともある。こうした地山は、もはや、コピーカッタで先
行余掘りすることが全く不可能である。以上、裏込め注
入管を有するシールド掘進機を例に採り述べたが、セグ
メントとテールプレートの間隙にグリースを注入するた
めのグリース注入管をシールド本体の外周部に設けたシ
ールド掘進機であっても同様であり、シールド本体の外
周部に突起物を設けたシールド掘進機であれば、こうし
た問題が生じる。
っては、発進口を突破して地山に突入しても、硬い地山
に遭遇した場合には同様の問題が生じる。すなわち、前
述したように、硬い地山に遭遇した場合、コピーカッタ
で先行余掘りすることとなるが、その場合、コピーカッ
タでの１回当たりの切削量を地山の硬さに応じて減少さ
せる必要があって非能率的である。しかも、カッタヘッ
ドによる掘削断面の外周側を余分に掘削する必要がある
ため、テールボイドが増加し、裏込め材を必要以上に注
入することとなって時間的にも経済的にも非効率的であ
る。こうしてコピーカッタで先行余掘りするにしても、
地山の強度が大きくなって一軸圧縮強度が１００Ｋｇｆ
／ｃｍ2 程度を超えると、コピーカッタでの先行余掘は
実際上困難となる。最近は、シールド掘進機による掘削
の安全性を向上させるために地盤改良技術が進歩して、
地盤改良を施すことにより地山の強度を飛躍的に向上さ
せることができるようになり、ときには、一軸圧縮強度
が数百Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度にも及ぶ地山が造成されるこ
ともある。こうした地山は、もはや、コピーカッタで先
行余掘りすることが全く不可能である。以上、裏込め注
入管を有するシールド掘進機を例に採り述べたが、セグ
メントとテールプレートの間隙にグリースを注入するた
めのグリース注入管をシールド本体の外周部に設けたシ
ールド掘進機であっても同様であり、シールド本体の外
周部に突起物を設けたシールド掘進機であれば、こうし
た問題が生じる。
【０００８】本発明は、こうした従来の技術の状況を打
開するために創作されたものであって、その目的は、シ
ールド本体外周部に裏込め注入管等の突起物を有するシ
ールド掘進機において、硬質の掘進エリアを掘進する場
合でも、その突起物の通過空間を確実かつ効率的にその
掘進エリアに形成することのできるシールド掘進機を提
供することにある。
開するために創作されたものであって、その目的は、シ
ールド本体外周部に裏込め注入管等の突起物を有するシ
ールド掘進機において、硬質の掘進エリアを掘進する場
合でも、その突起物の通過空間を確実かつ効率的にその
掘進エリアに形成することのできるシールド掘進機を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のこのような目的
は、「シールド本体外周部に突起物を有するシールド掘
進機において、その突起物の前方部位におけるシールド
本体外周部に、突起物に先行して余掘りすることにより
突起物の通過空間を掘進エリアに形成するための先行余
掘りカッタを設け、この先行余掘りカッタを、シールド
本体内からシールド本体周壁部に向けて配置した駆動シ
ャフトを介して先行余掘りカッタ駆動装置により回転駆
動するようにした」ことを特徴とする特許請求の範囲の
請求項１に記載されているとおりのシールド掘進機によ
り達成される。
は、「シールド本体外周部に突起物を有するシールド掘
進機において、その突起物の前方部位におけるシールド
本体外周部に、突起物に先行して余掘りすることにより
突起物の通過空間を掘進エリアに形成するための先行余
掘りカッタを設け、この先行余掘りカッタを、シールド
本体内からシールド本体周壁部に向けて配置した駆動シ
ャフトを介して先行余掘りカッタ駆動装置により回転駆
動するようにした」ことを特徴とする特許請求の範囲の
請求項１に記載されているとおりのシールド掘進機によ
り達成される。
【００１０】本発明のシールド掘進機はこうした構成を
備えているので、発進立坑の発進口を新素材コンクリー
トで構築した場合において、発進立坑の発進口を突破し
て地山に突入するときには、先行余掘りカッタを駆動シ
ャフトを介して先行余掘りカッタ駆動装置で回転駆動し
て発進口を切削し、突起物に先行して余掘りすることに
より突起物の通過空間を発進口に形成する。また、地山
に突入後、硬い地山に遭遇した場合には、同様に、先行
余掘りカッタを回転駆動して地山を切削し、先行余掘り
することにより突起物の通過空間を地山に形成する。先
行余掘りカッタは、回転しながら推進に伴って発進口や
地山を切削するので、カッタヘッドと同様、一軸圧縮強
度が１００Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度を超える硬質地山や新素
材コンクリートでも確実に先行余掘りすることができ
る。
備えているので、発進立坑の発進口を新素材コンクリー
トで構築した場合において、発進立坑の発進口を突破し
て地山に突入するときには、先行余掘りカッタを駆動シ
ャフトを介して先行余掘りカッタ駆動装置で回転駆動し
て発進口を切削し、突起物に先行して余掘りすることに
より突起物の通過空間を発進口に形成する。また、地山
に突入後、硬い地山に遭遇した場合には、同様に、先行
余掘りカッタを回転駆動して地山を切削し、先行余掘り
することにより突起物の通過空間を地山に形成する。先
行余掘りカッタは、回転しながら推進に伴って発進口や
地山を切削するので、カッタヘッドと同様、一軸圧縮強
度が１００Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度を超える硬質地山や新素
材コンクリートでも確実に先行余掘りすることができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明が実際上どのように
具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図５に基づ
いて説明することにより、本発明の実施の形態を明らか
にする。図１は、本発明の具体化例のシールド掘進機の
縦断面図、図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は、図
１の要部拡大断面図、図４は、図３のII−II線断面図、
図５は、本発明の具体化例のシールド掘進機の作用を説
明するための要部拡大断面図である。これら図１乃至図
５において図６及び図７と同一符号を付けた部分は、両
図と同等の部分を表しているので、説明の重複を避ける
ため詳述しない。本発明の具体化例のシールド掘進機
は、図６及び図７に示した従来のシールド掘進機と同
様、シールド本体１の外周部上方に、地下坑とセグメン
ト４の間隙に裏込め材を注入するための裏込め注入管５
を設けており、こうした点では従来のものと変わりはな
い。
具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図５に基づ
いて説明することにより、本発明の実施の形態を明らか
にする。図１は、本発明の具体化例のシールド掘進機の
縦断面図、図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は、図
１の要部拡大断面図、図４は、図３のII−II線断面図、
図５は、本発明の具体化例のシールド掘進機の作用を説
明するための要部拡大断面図である。これら図１乃至図
５において図６及び図７と同一符号を付けた部分は、両
図と同等の部分を表しているので、説明の重複を避ける
ため詳述しない。本発明の具体化例のシールド掘進機
は、図６及び図７に示した従来のシールド掘進機と同
様、シールド本体１の外周部上方に、地下坑とセグメン
ト４の間隙に裏込め材を注入するための裏込め注入管５
を設けており、こうした点では従来のものと変わりはな
い。
【００１２】図１乃至図５において、９は裏込め注入管
５の通過空間をシールド掘進機の掘進エリアに形成する
ための先行余掘り装置で、円錐台状の先行余掘りカッタ
９ａと筒状の先行余掘り装置本体９ｂと先行余掘りカッ
タ駆動装置９ｃとを備えている。先行余掘りカッタ９ａ
は、裏込め注入管５に先行して余掘りすることにより裏
込め注入管５の通過空間を地山や発進口等の掘進エリア
に形成するためのカッタで、裏込め注入管５の前方部位
においてシールド本体１の外周部に設けられている。こ
の先行余掘りカッタ９ａは、図３では、円錐台の形状に
図示されているが、実際は、鋸状の凹凸を設けて歯を形
成したり、超硬チップの刃先を付けたりして硬質の地山
を切削できる構造に構成している。また、本具体化例で
は、先行余掘りカッタ９ａは、図４に示すように、その
断面が裏込め注入管５の円弧状横断面よりも多少大きめ
になるように形成している。先行余掘りカッタ駆動装置
９ｃには、油圧モータや電動モータが用いられる。先行
余掘り装置本体９ｂは、後述する基台１４を下端部に有
し、後述する駆動シャフト１０、軸受１１ａ，１１ｂ、
カップリング１３のような先行余掘りカッタ９ａや先行
余掘りカッタ駆動装置９ｃを支持する部材を収納してい
る。
５の通過空間をシールド掘進機の掘進エリアに形成する
ための先行余掘り装置で、円錐台状の先行余掘りカッタ
９ａと筒状の先行余掘り装置本体９ｂと先行余掘りカッ
タ駆動装置９ｃとを備えている。先行余掘りカッタ９ａ
は、裏込め注入管５に先行して余掘りすることにより裏
込め注入管５の通過空間を地山や発進口等の掘進エリア
に形成するためのカッタで、裏込め注入管５の前方部位
においてシールド本体１の外周部に設けられている。こ
の先行余掘りカッタ９ａは、図３では、円錐台の形状に
図示されているが、実際は、鋸状の凹凸を設けて歯を形
成したり、超硬チップの刃先を付けたりして硬質の地山
を切削できる構造に構成している。また、本具体化例で
は、先行余掘りカッタ９ａは、図４に示すように、その
断面が裏込め注入管５の円弧状横断面よりも多少大きめ
になるように形成している。先行余掘りカッタ駆動装置
９ｃには、油圧モータや電動モータが用いられる。先行
余掘り装置本体９ｂは、後述する基台１４を下端部に有
し、後述する駆動シャフト１０、軸受１１ａ，１１ｂ、
カップリング１３のような先行余掘りカッタ９ａや先行
余掘りカッタ駆動装置９ｃを支持する部材を収納してい
る。
【００１３】１０は先行余掘りカッタ駆動装置９ｃの回
転駆動力を先行余掘りカッタ９ａに伝達するための駆動
シャフト、１２は掘削土砂のシールド本体１内への浸入
を防ぐための土砂シール、１３は先行余掘りカッタ駆動
装置９ｃの出力軸を駆動シャフト１０に連結するための
カップリング、１４は先行余掘り装置本体９ｂの底部を
なし、先行余掘りカッタ駆動装置９ｃを先行余掘装置本
体９ｂに固定している基台、１５は先行余掘り装置本体
９ｂの上端部外周に取り付けたドーナツ形のフランジで
ある。シールド本体１には、先行余掘りカッタ９ａを通
すことのできる大きさのフランジ装着用の開口が設けら
れており、その開口を遮蔽するフランジ１５をそのフラ
ンジ装着用の開口に装着してボルトで取り外し可能に固
着することにより、その開口を遮蔽するとともに先行余
掘り装置本体９ｂをシールド本体１にその径方向に向け
て取り付けている。駆動シャフト１０は、先行余掘り装
置本体９ｂ内に収納し、シールド本体１内からシールド
本体１周壁部に向けて配置して先行余掘りカッタ９ａと
先行余掘りカッタ駆動装置９ｃとに連結している。先行
余掘り装置本体９ｂの内周面と駆動シャフト１０との間
の間隙には、この間隙の上端部及びその下方にそれぞれ
土砂シール１２及び軸受１１ａ、１１ｂを介設してお
り、駆動シャフト１０は、これらの軸受１１ａ、１１ｂ
を介して先行余掘り装置本体９ｂにより支持される。
転駆動力を先行余掘りカッタ９ａに伝達するための駆動
シャフト、１２は掘削土砂のシールド本体１内への浸入
を防ぐための土砂シール、１３は先行余掘りカッタ駆動
装置９ｃの出力軸を駆動シャフト１０に連結するための
カップリング、１４は先行余掘り装置本体９ｂの底部を
なし、先行余掘りカッタ駆動装置９ｃを先行余掘装置本
体９ｂに固定している基台、１５は先行余掘り装置本体
９ｂの上端部外周に取り付けたドーナツ形のフランジで
ある。シールド本体１には、先行余掘りカッタ９ａを通
すことのできる大きさのフランジ装着用の開口が設けら
れており、その開口を遮蔽するフランジ１５をそのフラ
ンジ装着用の開口に装着してボルトで取り外し可能に固
着することにより、その開口を遮蔽するとともに先行余
掘り装置本体９ｂをシールド本体１にその径方向に向け
て取り付けている。駆動シャフト１０は、先行余掘り装
置本体９ｂ内に収納し、シールド本体１内からシールド
本体１周壁部に向けて配置して先行余掘りカッタ９ａと
先行余掘りカッタ駆動装置９ｃとに連結している。先行
余掘り装置本体９ｂの内周面と駆動シャフト１０との間
の間隙には、この間隙の上端部及びその下方にそれぞれ
土砂シール１２及び軸受１１ａ、１１ｂを介設してお
り、駆動シャフト１０は、これらの軸受１１ａ、１１ｂ
を介して先行余掘り装置本体９ｂにより支持される。
【００１４】本具体化例のシールド掘進機は、このよう
な構成を備えているので、発進立坑の発進口を新素材コ
ンクリートで構築した場合において、発進立坑の発進口
を突破して地山に突入するときには、先行余掘りカッタ
９ａを先行余掘りカッタ駆動装置９ｃで回転駆動して発
進口を切削し、図５に示すように、裏込め注入管５に先
行して余掘りすることにより裏込め注入管５の通過空間
を発進口に形成する。また、地山に突入後、硬い地山に
遭遇した場合には、同様に、先行余掘りカッタ９ａを回
転駆動して地山を切削し、先行余掘りすることにより裏
込め注入管５の通過空間を地山に形成する。先行余掘り
カッタ９ａは、前述のコピーカッタ１４とは異なり、回
転しながら推進に伴って発進口や地山を切削するので、
カッタヘッド６と同様、一軸圧縮強度が１００Ｋｇｆ／
ｃｍ2 程度を超える硬質地山や新素材コンクリートでも
確実に先行余掘りすることができる。こうして先行余掘
りする過程で、先行余掘りカッタ９ａが摩耗したり破損
したりしたときには、シールド本体１に設けたフランジ
装着用の開口からフランジ１５を取り外して先行余掘り
カッタ９ａをシールド本体１内に引き入れ、修理又は交
換する。なお、先行余掘りカッタ９ａの形状、構造や回
転数を地山や新素材コンクリートの性質に合わせて適切
に設定するようにすれば、掘進エリアの性状に対応して
効果的に先行余掘りすることが可能になる。
な構成を備えているので、発進立坑の発進口を新素材コ
ンクリートで構築した場合において、発進立坑の発進口
を突破して地山に突入するときには、先行余掘りカッタ
９ａを先行余掘りカッタ駆動装置９ｃで回転駆動して発
進口を切削し、図５に示すように、裏込め注入管５に先
行して余掘りすることにより裏込め注入管５の通過空間
を発進口に形成する。また、地山に突入後、硬い地山に
遭遇した場合には、同様に、先行余掘りカッタ９ａを回
転駆動して地山を切削し、先行余掘りすることにより裏
込め注入管５の通過空間を地山に形成する。先行余掘り
カッタ９ａは、前述のコピーカッタ１４とは異なり、回
転しながら推進に伴って発進口や地山を切削するので、
カッタヘッド６と同様、一軸圧縮強度が１００Ｋｇｆ／
ｃｍ2 程度を超える硬質地山や新素材コンクリートでも
確実に先行余掘りすることができる。こうして先行余掘
りする過程で、先行余掘りカッタ９ａが摩耗したり破損
したりしたときには、シールド本体１に設けたフランジ
装着用の開口からフランジ１５を取り外して先行余掘り
カッタ９ａをシールド本体１内に引き入れ、修理又は交
換する。なお、先行余掘りカッタ９ａの形状、構造や回
転数を地山や新素材コンクリートの性質に合わせて適切
に設定するようにすれば、掘進エリアの性状に対応して
効果的に先行余掘りすることが可能になる。
【００１５】したがって、本具体化例によれば、シール
ド本体１の外周部に裏込め注入管５による突起物を有す
るシールド掘進機において、ノムスト壁の発進口や硬質
地山のような硬質の掘進エリアを掘進する場合でも、そ
の裏込め注入管５の通過空間を確実かつ効率的にその掘
進エリアに形成することのできるシールド掘進機が得ら
れる。その結果、シールド掘進機が硬質の掘進エリアを
掘進する場合でも、裏込め注入管５を損傷することなく
円滑に掘進を進めることができる。また、こうして硬質
の掘進エリアを掘進する過程で、先行余掘りカッタ９ａ
が摩耗したり破損したりしたときには、先行余掘りカッ
タ９ａをシールド本体１内に引き入れ、容易に修理又は
交換することができる。駆動シャフト１０は、シールド
本体１内からシールド本体１の周壁部に向けて配置して
いるので、その周壁部側だけ駆動シャフト１０の周囲を
土砂シール１２でシールすればよく、先行余掘り装置９
のシールを簡単に行える。
ド本体１の外周部に裏込め注入管５による突起物を有す
るシールド掘進機において、ノムスト壁の発進口や硬質
地山のような硬質の掘進エリアを掘進する場合でも、そ
の裏込め注入管５の通過空間を確実かつ効率的にその掘
進エリアに形成することのできるシールド掘進機が得ら
れる。その結果、シールド掘進機が硬質の掘進エリアを
掘進する場合でも、裏込め注入管５を損傷することなく
円滑に掘進を進めることができる。また、こうして硬質
の掘進エリアを掘進する過程で、先行余掘りカッタ９ａ
が摩耗したり破損したりしたときには、先行余掘りカッ
タ９ａをシールド本体１内に引き入れ、容易に修理又は
交換することができる。駆動シャフト１０は、シールド
本体１内からシールド本体１の周壁部に向けて配置して
いるので、その周壁部側だけ駆動シャフト１０の周囲を
土砂シール１２でシールすればよく、先行余掘り装置９
のシールを簡単に行える。
【００１６】本具体化例では、シールド本体１の外周部
に同時裏込め注入管５を設けたシールド掘進機に本発明
を具体化した例を示したが、本発明は、セグメントとテ
ールプレートの間隙にグリースを注入するためのグリー
ス注入管をシールド本体の外周部に設けたシールド掘進
機に適用することもでき、要は、シールド本体の外周部
に突起物を有するシールド掘進機であれば、突起物の種
類を問わず当然適用することができる。本具体化例で
は、先行余掘りカッタ９ａの横断面形状を、裏込め注入
管５の横断面に近似する形状に形成してその横断面より
も多少大きめになるように形成しているが、こうした先
行余掘りカッタの形状をどのような形状にするかは、シ
ールド本体の外周部の突起物の形状や切削の便等を考慮
しながら適宜選択すればよく、要は、突起物に無理な力
が働くことなくこれを通過させることのできる空間を形
成できる形状であればよい。
に同時裏込め注入管５を設けたシールド掘進機に本発明
を具体化した例を示したが、本発明は、セグメントとテ
ールプレートの間隙にグリースを注入するためのグリー
ス注入管をシールド本体の外周部に設けたシールド掘進
機に適用することもでき、要は、シールド本体の外周部
に突起物を有するシールド掘進機であれば、突起物の種
類を問わず当然適用することができる。本具体化例で
は、先行余掘りカッタ９ａの横断面形状を、裏込め注入
管５の横断面に近似する形状に形成してその横断面より
も多少大きめになるように形成しているが、こうした先
行余掘りカッタの形状をどのような形状にするかは、シ
ールド本体の外周部の突起物の形状や切削の便等を考慮
しながら適宜選択すればよく、要は、突起物に無理な力
が働くことなくこれを通過させることのできる空間を形
成できる形状であればよい。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、シールド本体外周部に突起物を有するシールド掘進
機において、「その突起物の前方部位におけるシールド
本体外周部に、突起物に先行して余掘りすることにより
突起物の通過空間を掘進エリアに形成するための先行余
掘りカッタを設け、この先行余掘りカッタを、シールド
本体内からシールド本体周壁部に向けて配置した駆動シ
ャフトを介して先行余掘りカッタ駆動装置により回転駆
動するようにした」ので、硬質の掘進エリアを掘進する
場合でも、その突起物の通過空間を確実かつ効率的にそ
の掘進エリアに形成することのできるシールド掘進機が
得られる。その結果、シールド掘進機が硬質の掘進エリ
アを掘進する場合でも、裏込め注入管５を損傷すること
なく円滑に掘進を進めることができる。本発明を具体化
する際に特許請求の範囲の請求項２の構成を採用すれ
ば、掘進エリアを掘進する過程で、先行余掘りカッタが
摩耗したり破損したりしたときには、先行余掘りカッタ
をシールド本体内に引き入れ、容易に修理又は交換する
ことができる。
は、シールド本体外周部に突起物を有するシールド掘進
機において、「その突起物の前方部位におけるシールド
本体外周部に、突起物に先行して余掘りすることにより
突起物の通過空間を掘進エリアに形成するための先行余
掘りカッタを設け、この先行余掘りカッタを、シールド
本体内からシールド本体周壁部に向けて配置した駆動シ
ャフトを介して先行余掘りカッタ駆動装置により回転駆
動するようにした」ので、硬質の掘進エリアを掘進する
場合でも、その突起物の通過空間を確実かつ効率的にそ
の掘進エリアに形成することのできるシールド掘進機が
得られる。その結果、シールド掘進機が硬質の掘進エリ
アを掘進する場合でも、裏込め注入管５を損傷すること
なく円滑に掘進を進めることができる。本発明を具体化
する際に特許請求の範囲の請求項２の構成を採用すれ
ば、掘進エリアを掘進する過程で、先行余掘りカッタが
摩耗したり破損したりしたときには、先行余掘りカッタ
をシールド本体内に引き入れ、容易に修理又は交換する
ことができる。
【図１】本発明の具体化例のシールド掘進機の縦断面図
である。
である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】図３のII−II線断面図である。
【図５】本発明の具体化例のシールド掘進機の作用を説
明するための要部拡大断面図である。
明するための要部拡大断面図である。
【図６】従来のシールド掘進機の縦断面図である。
【図７】図１のIII −III 線断面図である。
１ シールド本体 ４ セグメント ５ 裏込め注入管 ６ カッタヘッド ９ 先行余掘り装置 ９ａ 先行余掘りカッタ ９ｂ 先行余掘り装置本体 ９ｃ 先行余掘りカッタ駆動装置 １０ 駆動シャフト １１ａ，１１ｂ 軸受 １２ 土砂シール １３ カップリング １４ 基台 １５ フランジ
フロントページの続き (72)発明者 開米 淳 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 平２−240397（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−13692（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25999（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271498（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−100696（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/08 E21D 11/00
Claims (2)
- 【請求項１】 シールド本体外周部に突起物を有するシ
ールド掘進機において、その突起物の前方部位における
シールド本体外周部に、突起物に先行して余掘りするこ
とにより突起物の通過空間を掘進エリアに形成するため
の先行余掘りカッタを設け、この先行余掘りカッタを、
シールド本体内からシールド本体周壁部に向けて配置し
た駆動シャフトを介して先行余掘りカッタ駆動装置によ
り回転駆動するようにしたことを特徴とするシールド掘
進機。 - 【請求項２】 シールド本体に、先行余掘りカッタを通
すことのできる開口を設けるとともに、この開口に、こ
れを遮蔽する遮蔽部材を装着して取り外しできるように
固着し、駆動シャフトや先行余掘りカッタ駆動装置を固
定した先行余掘り装置本体を遮蔽部材に取り付けるよう
にしたことを特徴とする請求項１のシールド掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341471A JP2960880B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7341471A JP2960880B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09177480A JPH09177480A (ja) | 1997-07-08 |
| JP2960880B2 true JP2960880B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=18346326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7341471A Expired - Fee Related JP2960880B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2960880B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115875039A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-31 | 中铁隧道股份有限公司 | 一种适用于全断面隧道掘进机不停机的超前地质预报系统 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7341471A patent/JP2960880B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09177480A (ja) | 1997-07-08 |
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