JP3088980B2 - 分岐シールド掘進方法及び分岐掘進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】本発明は分岐シールド掘進方
法及び分岐掘進可能なシールド掘進機に関し、特に、分
岐地点に到達前は立坑内に設けた元押しジャッキ装置に
より掘進推力を発生させ、分岐地点で分岐線シールド掘
進機を分岐発進させ、分岐発進後は本線のシールド掘進
機と分岐線シールド掘進機により夫々独立に掘進する分
岐シールド掘進技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】上下水道や通信ケーブル用の種々のシー
ルド坑（トンネル）をシールド掘進機で掘進する際に、
トンネルの途中から小径の分岐トンネルを分岐掘進する
ことも多い。分岐掘進する場合、通常、本線のシールド
掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点に到着
した時に、本線用シールド掘進機から分岐線シールド掘
進機を左方または右方へ直角状に分岐発進させ、その分
岐後には本線トンネルを本線用シールド掘進機で分岐ト
ンネルを分岐線シールド掘進機で夫々独立に掘進する。

【０００３】例えば、特開平８−１６５８８４号公報に
は、分岐掘進可能なシールド掘進機として、カッターデ
ィスク、前胴、中胴、後胴、前胴後端付近の複数の切羽
側シールドジャッキ、後胴前端付近に設けた複数の立坑
側シールドジャッキ、後胴内に設けたエレクタ装置、中
胴に設けた分岐発進部及び分岐線シールド掘進機等を備
え、中胴を３重構造にしたシールド掘進機が記載されて
いる。この分岐掘進可能なシールド掘進機においては分
岐地点に到達前は立坑側シールドジャッキにより掘進推
力を発生させつつ掘進し、分岐地点において３重構造の
中胴を伸長させて分岐発進用窓を開口させて分岐線シー
ルド掘進機を発進させ、その後は、中胴の内側２重構造
と後胴とを前胴から切り離し、切羽側シールドジャッキ
により掘進推力を発生させて掘進する。

【０００４】更に、特開平８−１６５８８５号公報に
は、前記公報に記載のものを改良した分岐掘進可能なシ
ールド掘進機が記載されている。このシールド掘進機に
おいて、中胴は１重構造とされ、この中胴に分岐発進用
窓とこの窓の外周部から掘進機内部へ所定長さ延びるガ
イド筒部とこのガイド筒部に前端を挿入した分岐線シー
ルド掘進機とガイド筒部に充填したモルタル等の充填材
とを装備してある。

【０００５】前記後者の公報に記載の分岐掘進可能なシ
ールド掘進機では、図７〜図９に示すように、本線シー
ルド掘進機７０が、カッターディスク７１と前胴７２と
中胴７３と後胴７４とを有し、本線シールド掘進機７０
がエレクタ装置７５によりトンネル坑壁にセグメントＳ
を組み立てつつシールドジャッキ７６によりセグメント
Ｓに反力を取りつつ掘進推力を発生させて本線トンネル
を掘進していき、所定の分岐地点に到達したとき、分岐
線シールド掘進機８０がそのシールドジャッキにより反
力受け８１とその前方の反力支持部材８２に反力を取り
つつ、そのカッターディスク８３で充填材８４を掘削し
てシールド掘進機７０の外部へ分岐発進する。分岐線シ
ールド掘進機８０の分岐発進後は、本線シールド掘進機
７０と分岐線シールド掘進機８０は夫々トンネルを掘進
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
分岐掘進可能なシールド掘進機では、後胴の前端付近に
複数のシールドジャッキを装備し、後胴内にエレクタ装
置を装備し、複数のシールドジャッキにより覆工済みの
セグメントを介して掘進推力を発生させつつ、掘進する
構成である。このように、後胴を装備する必要があるた
め、本線シールド掘進機の機長が大きくなり、大型化
し、設備コストも高くなる。

【０００７】また、分岐線シールド掘進機を分岐発進後
には、中胴以外に、後胴をも地中に残して放棄していく
ため、設備コスト的に不利である。しかも、複数の切羽
側シールドジャッキと複数の立坑側シールドジャッキを
装備するため、設備コストが高くなる。分岐発進後に
は、後胴内のエレクタ装置を前胴内に移設する必要があ
るため、その分解組立てコストも必要となる。本発明の
目的は、本線トンネル掘進用のシールド掘進機の構造を
簡単化すること、分岐発進に伴う諸作業の能率を高め掘
進コストを低減すること等である。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】請求項１の分岐シールド掘
進方法は、シールド掘進機で本線トンネルを掘進してい
き、所定の分岐地点においてシールド掘進機から分岐線
シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進方法
において、前記分岐地点に到達する前の途中地点で本線
トンネルに連なる立坑を形成してその立坑内に元押しジ
ャッキ装置を据え付け、前記シールド掘進機が立坑を通
過後分岐地点に到達するまでの間、本線トンネルの内面
を覆工する覆工部材を立坑内で本線トンネル内面に組付
けて元押しジャッキ装置によりシールド掘進機側へ押動
し、元押しジャッキ装置の推力を覆工部材を介してシー
ルド掘進機に伝達して掘進し、分岐地点において分岐シ
ールド掘進機を分岐発進させた後、シールド掘進機内に
配設した推力発生手段で掘進推力を発生させながら本線
トンネルの掘進を行うことを特徴とするものである。

【０００９】ここで、本線トンネルのうち、前記立坑に
到達以前の本線トンネルの部分は分岐掘進可能でない通
常のシールドで掘進し、前記立坑以降の本線トンネルの
部分を立坑から搬入した分岐掘進可能なシールド掘進機
で掘進するものとする。本線トンネルが立坑に到達した
とき又は到達前に、その立坑から分岐掘進可能なシール
ド掘進機と、元押しジャッキ装置が搬入され、その分岐
掘進可能なシールド掘進機が立坑を通過後分岐地点に到
達するまでの間、本線トンネルの内面を覆工する覆工部
材（例えば、セグメントや所定長さのヒューム管）を立
坑内で本線トンネル内面に組付けて元押しジャッキ装置
によりシールド掘進機側へ押動し、元押しジャッキ装置
の推力を覆工部材を介してシールド掘進機に伝達して掘
進し、分岐発進後は、シールド掘進機内に配設した推力
発生手段で掘進推力を発生させながら本線トンネルの掘
進を行う。

【００１０】請求項２の分岐掘進可能なシールド掘進機
は、カッターディスクと、前胴と、カッター回転駆動手
段と、前胴の後端に連結解除可能に連結された中胴と、
掘進の推力を発生させる推力発生手段と、中胴に形成さ
れた分岐発進機構とを備え、本線トンネルの途中から分
岐する分岐トンネルを掘進する分岐線シールド掘進機を
分岐発進機構を介して発進可能にした分岐掘進可能なシ
ールド掘進機において、前記推力発生手段が前胴の内部
に装備され、前記分岐地点に到達する前の途中地点で本
線トンネルに連なるように形成された立坑内に、立坑通
過後のシールド掘進機と立坑間の本線トンネルの内面に
覆工された覆工部材を掘進方向前方へ押動して掘進推力
を発生させる元押しジャッキ装置を設け、中胴の内部の
外周部には、本線トンネルの内面に覆工された覆工部材
から前胴に掘進推力を伝達する推力伝達部材を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１１】請求項１と同様に、本線トンネルのうち、
前記立坑に到達以前の本線トンネルの部分は分岐掘進可
能でない通常のシールドで掘進し、前記立坑以降の本線
トンネルの部分を立坑から搬入した分岐掘進可能なシー
ルド掘進機で掘進するものとする。本線トンネルが立坑
に到達したとき又は到達前に、その立坑から分岐掘進可
能なシールド掘進機と、元押しジャッキ装置が搬入さ
れ、その分岐掘進可能なシールド掘進機が立坑を通過後
分岐地点に到達するまでの間、本線トンネルの内面を覆
工する覆工部材（例えば、セグメントやヒューム管）を
立坑内で本線トンネル内面に組付け、その覆工部材を元
押しジャッキ装置により掘進方向前方へ押動し、元押し
ジャッキ装置の推力により覆工部材を介して掘進推力を
発生させつつ掘進する。

【００１２】分岐地点に到達したときには、中胴に設け
た分岐発進機構を介して、分岐線シールド掘進機を分岐
発進させ、その分岐発進後は前胴に対する中胴の連結を
解き、中胴を地中に残して、推力発生手段で発生する推
力によりシールド掘進機を掘進駆動して本線トンネルを
掘進していく。尚、前記推力発生手段は前胴の内部に装
備した複数のシールドジャッキで構成するものとする。
このように、立坑から分岐地点までを掘進するとき、元
押しジャッキ装置により掘進推力を発生させるので、後
胴とその前端付近に装備される複数のシールドジャッキ
とを省略でき、エレクタ装置も後胴内に装備しておく必
要がなく、前胴内に予めエレクタ装置と推力発生手段を
装備しておけばよい。

【００１３】中胴の内部の外周部には、本線トンネルの
内面に覆工された覆工部材から前胴に掘進推力を伝達す
る推力伝達部材を設けたので、元押しジャッキ装置で発
生する掘進推力を、推力伝達部材により本線トンネルの
内面に覆工された覆工部材から前胴に確実に伝達するこ
とができる。

【００１４】請求項３の分岐掘進可能なシールド掘進機
は、請求項２の発明において、推力発生手段が前胴内に
配設された複数の複動型シールドジャッキからなり、前
記推力伝達部材からの掘進推力は複数のシールドジャッ
キを介して前胴に伝達されることを特徴とするものであ
る。複動型シールドジャッキは、その内部のピストン部
の両側に油室を備えているため、両油室に充填した油圧
をブロックしておけば、ほぼ剛体的なものになるから、
掘進推力を伝達することができる。

【００１５】請求項４の分岐掘進可能なシールド掘進機
は、請求項２又は３の発明において、分岐発進機構は、
分岐線シールド掘進機で掘削可能な新素材コンクリート
製の分岐発進用封鎖部を有することを特徴とするもので
ある。前記新素材コンクリートは、例えばコンクリート
中に炭素繊維やグラスファイバーを混入させた無筋のも
のである。それ故、分岐線シールド掘進機を本線シール
ド掘進機内から分岐発進させる際には、分岐発進機構に
おける新素材コンクリート製の分岐発進用封鎖部を分岐
線シールド掘進機で掘削して簡単に分岐発進することが
できる。

【００１６】請求項５の分岐掘進可能なシールド掘進機
は、請求項４の発明において、前胴の内部にセグメント
組付け用のエレクタ装置を有し、前記分岐線シールド掘
進機が分岐発進後には、前胴と中胴との連結を解除した
状態で、前記推力発生手段で発生する掘進推力で掘進す
るように構成したことを特徴とするものである。エレク
タ装置を前胴の内部に装備しているので、分岐発進後に
エレクタ装置を後胴内から前胴内へ移設する必要がな
い。分岐発進後には、中胴を地中に放棄した状態で、前
胴内に装備した複数のシールドジャッキ（推力発生手
段）で発生させる掘進推力で本線トンネルを掘進してい
くことができる。

【００１７】

【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。本実施形態は、シールド坑
（トンネル）を分岐掘進可能なシールド掘進機とその分
岐シールド掘進方法に関するものであり、以下の説明に
おいて掘進方向を前方とし、その前方に向かって左右を
左右として説明する。図１に示すように、分岐掘進可能
なシールド掘進機は、本線トンネルを掘進するシールド
掘進機１と、分岐トンネルを掘進する分岐線シールド掘
進機５０と、元押しジャッキ装置６０とで基本的に構成
されている。前記シールド掘進機１は、切羽を掘削する
カッターディスク２、円筒状の前胴３、前胴３の後端に
連結解除可能に連結された円筒状の中胴４、前胴３の内
部に配設されたエレクタ装置５、掘削された土砂を外部
へ排出する為の排泥機構６等を有する。

【００１８】最初に、カッターディスク２について説明
する。図１に示すように、シールド掘進機１の前端部に
は切羽を掘削するカッターディスク２が設けられ、カッ
ターディスク２は、複数のカッタースポーク１１と、そ
れらカッタースポーク１１に取付けられた多数のカッタ
ービット１２と、カッタースポーク１１の外周部から後
方へ延びる環状の環状フレーム１３等を有し、カッター
ディスク２は、環状フレーム１３の外周部を前胴３の前
端部の環状支持部１５でベアリングを介して受けること
で回転自在に支持され、カッターディスク２と前胴３と
の間には掘削土砂を収容するチャンバー１４が形成され
ている。

【００１９】次に、前胴３とその付属部材とその内部機
器について説明する。図１に示すように、前胴３は鋼製
の円筒体からなり、前胴３の前端部の内面には、カッタ
ーディスク２を回転自在に支持する環状支持部１５が設
けられ、その内側には隔壁１６が設けられ、前胴３の前
部の内面には環状のリングウェブ１７が固着され、前胴
３の長さ方向途中部の内面には環状のリングウェブ１８
が固着され、リングウェブ１８の後側において前胴３の
内面にはリング部材１９が固着され、前胴３の後部の内
面にはリング状の接続金具２０が配設され、リング状の
接続金具２０の前端がリング部材１９に締結解除可能に
ボルト締結されている。

【００２０】前胴３の内部には、前記接続金具２０の他
に、カッターディスク２を回転駆動する複数のカッター
駆動モータ２１（油圧又は電動モータ）、覆工部材（セ
グメントやヒューム管）を覆工する為のエレクタ装置
５、複数のシールドジャッキ２２（推力発生手段）、排
泥機構６、スイベルジョンイト２３等が設けられ、前胴
３の後端部にはテールシール２４が設けられている。
尚、スイベルジョンイト２３は、カッターディスク２の
コピーカッター（図示略）へ油圧を供給する油圧供給系
のジョンイトである。

【００２１】複数のカッター駆動モータ２１はリングウ
ェブ１７に固定され、カッターディスク２の環状フレー
ム１３の内面にはリングギヤ２５が設けられ、各カッタ
ー駆動モータ２１の出力軸に固定されたピニオン２６が
リングギヤ２５に噛合され、カッターディスク２は複数
のカッター駆動モータ２１によりリングギヤ２５を介し
て正逆回転駆動されるようになっている。

【００２２】複数のシールドジャッキ２２は、リングウ
ェブ１７，１８の間において前胴３の内部の外周付近に
ピストンロッドを後方向きにして配設され、各シールド
ジャッキ２２のジャッキ本体の前端はリングウェブ１７
に当接され、ジャッキ本体の後端部がリングウェブ１８
に固定され、ピストンロッドの後端部には半球凸部を有
する偏心金具２７が固定され、偏心金具２７にはスプレ
ッダー２８が連結され、スプレッダー２８がリング部材
１９の前端に当接されている。

【００２３】各シールドジャッキ２２は複動型油圧シリ
ンダからなり、ピストン部の両側に油室を有し、それら
油室へ充填した油圧をブロックすると、後述のように後
方の元押しジャッキ装置６０から本線トンネルＴの内面
を覆工する覆工部材Ｃ（本実施形態では、輪切り状のヒ
ューム管）を介して伝達される掘進推力を前胴３に伝達
することができる。複数のシールドジャッキ２２は、分
岐シールド掘進機５０の分岐前には前記のように掘進推
力の伝達に適用され、分岐シールド掘進機５０の分岐後
には掘進推力発生の為に適用される。尚、覆工部材Ｃと
してはセグメントを適用することもある。

【００２４】前胴３の長さ方向途中部の内部には、セグ
メントをトンネル坑壁の内周面の全周に亙って取り付け
る為のエレクタ装置５が設けられている。このエレクタ
装置５は、前胴３とリングウェブ１８とリング部材１９
に回転自在に配設されたエレクタフレーム３１と、エレ
クタフレーム３１を回転駆動する為のモータを含む駆動
機構３２と、エレクタフレーム３１の中心部に連結され
且つエレクタフレーム３１の後側に配設されたエレクタ
本体３３等で構成されている。

【００２５】前記排泥機構６は、隔壁１６に貫通状に固
定されチャンバー１４内に開端した送泥管３４と、隔壁
１６に貫通状に固定されチャンバー１４内の泥水を吸入
可能に設けられた排泥管３５と、送泥管３４と排泥管３
５とを接続する連通管３６と、これらの管３４〜３６に
夫々介設されたバルブ３７〜３９と、送泥管３４に接続
されて後方へ延びる送泥ホース４０と、排泥管３５に接
続されて後方へ延びる排泥ホース４１等で構成され、既
存のものと同様のものである。

【００２６】次に、中胴４とその付属部材等について説
明する。図１に示すように、中胴４は鋼製の円筒体から
なり、中胴４の前端内面には環状のリングウェブ４２が
固着され、中胴４の後端内面には環状のリングウェブ４
２と同様の受け座４３が固着されている。中胴４の前端
のリングウェブ４２は接続金具２０の後端に複数のボル
トにて連結されている。リングウェブ４２と受け座４３
の間において、中胴４の内部の外周付近には複数の推力
伝達部材４４が前後方向向きに配設され、覆工部材Ｃか
ら伝達される掘進推力を接続金具２０に伝達するように
構成してある。各推力伝達部材４４は２本の鋼管部材を
直列連結したものである。

【００２７】図１、図２に示すように、分岐地点におい
てシールド掘進機１の中胴４の長さ方向中央部から分岐
線シールド掘進機５０を分岐発進させる為に、中胴４に
は、次のような分岐発進機構４５が設けられている。こ
の分岐発進機構４５は、本実施形態の場合、中胴４の長
さ方向中央部の右側中段部に設けられている。この分岐
発進機構４５の分岐発進用封鎖部４６は、内部側から視
た側面視にて円形（分岐線シールド掘進機５０の外径よ
りも少し大径）であり、中胴４よりも格段に厚肉の無筋
の新素材コンクリートで構成されている。

【００２８】新素材コンクリートは、分岐発進用封鎖部
４６を充分な強度で閉塞可能で且つ分岐線シールド掘進
機５０のカッターディスク５１で掘削可能なものであれ
ばよい。新素材コンクリートは、例えば、モルタルに補
強用繊維（例えば、グラスファイバー、炭素繊維、繊維
状パルプ等の何れか）を混入して硬化させたコンクリー
トである。分岐線シールド掘進機５０が分岐発進機構４
６を介して分岐発進する際には、分岐線シールド掘進機
５０のカッターディスク５１で、分岐発進用封鎖部４６
を掘削して破壊し、中胴４の外側へ分岐発進する。

【００２９】分岐発進用封鎖部４６の外周部から内部側
にかけて、分岐線シールド掘進機が分岐発進する際に、
シールド掘進機１の内部に泥水が浸入するのを防ぐ為の
鋼製のパッキンケース４７と止水パッキン４８が設けら
れている。パッキンケース４７は、中胴４の内面に中胴
４と直交する水平状態に溶接接合され、分岐線シールド
掘進機５０が通過可能な大きさに構成されている。パッ
キンケース４７の内部に止水パッキン４８が、その先端
が分岐線シールド掘進機５０の前胴５２の外周面に当接
するようにして設けられている。

【００３０】次に、分岐線シールド掘進機５０について
説明する。但し、その掘進方向を前方とし、その前方に
向かって左右を左右として説明する。分岐線シールド掘
進機５０は、分岐地点に到達した時に立坑Ｔａからシー
ルド掘進機１の中胴４の内部へ搬入され、図２に示すよ
うに、分岐発進用封鎖部４６に対面するようにパッキン
ケース４７にカッターディスク５１が挿入した状態にセ
ットされる。分岐線シールド掘進機５０は、シールド掘
進機１と同様に切羽を掘削するカッターディスク５１
と、円筒状の前胴５２と、前胴５２の内部の複数のシー
ルドジャッキ５３と、前胴５２の後端部に連結される後
胴５４と、覆工部材（本実施形態では、輪切り状のヒュ
ーム管）取り付ける為のエレクタ装置と、掘削した土砂
を外部へ搬出する為の排泥機構などを備えている。尚、
覆工部材としてはセグメントを適用することもあり、ま
た、分岐トンネルが小径の場合にはエレクタ装置を省略
することもある。

【００３１】但し、最初に前胴５２とその内部機器が搬
入され、分岐発進開始後に後胴５４とその内部機器が搬
入されて接続される。後述のようにシールド掘進機１が
分岐地点に到達後に分岐線シールド掘進機５０を分岐発
進させる際には、中胴４の内面に反力受け５５を取付
け、この反力受け５５で反力をとりつつ反力伝達部材５
６をシールドジャッキ５３で押しつつ、分岐線シールド
掘進機５０の前胴５２とその内部機器を前進させる。

【００３２】次に、元押しジャッキ装置６０について説
明する。図４に示すように、シールド掘進機１が、分岐
地点に到達する前の途中地点で本線トンネルＴに連なる
立坑Ｔａを形成し、その立坑Ｔａ内に元押しジャッキ装
置６０が据え付けられる。この元押しジャッキ装置６０
は、シールド掘進機１が立坑Ｔａを通過後分岐地点に到
達するまでの間、本線トンネルＴの内面の覆工部材Ｃを
前方へ押動することでシールド掘進機１に対して掘進推
力を発生させる為のものである。

【００３３】元押しジャッキ装置６０は、図４に示すよ
うに、立坑の後端部に設けられた反力受け６１と、反力
受け６１に固定されたベース体６２と、ベース体６２の
前面に水平姿勢に固定された複数の油圧式の元押しジャ
ッキ６３と、これら元押しジャッキ６３のピストンロッ
ドの前端に固定されたリング部材６４であって覆工部材
Ｃの後端部を受けるリング部材６４とを備えている。覆
工部材Ｃは立坑Ｔａから搬入されてリング部材６４の前
側に順々に組付けられ、本線トンネルＴの内面に覆工さ
れた覆工部材Ｃは元押しジャッキ装置６０により前方へ
押動駆動され、その掘進推力は、覆工部材Ｃから複数の
推力伝達部材４４とリング状の接続金具２０と複数のシ
ールドジャッキ２２を介してシールド掘進機１の前胴３
に伝達される。

【００３４】次に、以上説明した分岐掘進可能なシール
ド掘進機により本線トンネルＴを掘進していき、その途
中の分岐地点において分岐線シールド掘進機５０を分岐
発進させる作用及び方法について説明する。立坑Ｔａよ
りも後方の本線トンネルＴを掘進する際には、前記のも
のとは異なる通常のシールド掘進機を用いて掘進し、立
坑ＴＡから分岐地点までの間の本線トンネルＴを前記分
岐掘進可能なシールド掘進機により掘進する。

【００３５】分岐地点に対して約数１０〜２００ｍ程度
手前の所望の位置で立坑Ｔａを本線トンネルに連通状に
形成し、その立坑Ｔａからシールド掘進機１を搬入し
て、本線トンネルＴを掘進していくことになる。このと
き、本線トンネルＴの内面に覆工した覆工部材Ｃを元押
しジャッキ装置６０で前進駆動し、前述のように元押し
ジャッキ装置６０で発生させた掘進推力を覆工済みの覆
工部材Ｃと複数の推力伝達部材４４とリング状の接続金
具２０と複数のシールドジャッキ２２を介してシールド
掘進機１の前胴３に伝達して掘進する。１リングの掘進
毎に元押しジャッキ６０のピストンロッドを退入させ、
リング部材６４の前側の１リング分の未覆工のトンネル
内面に覆工部材Ｃを覆工して再度元押しジャッキ６０で
押動するのを繰り返しつつシールド掘進機１により掘進
していく。

【００３６】シールド掘進機１が分岐地点に到達し、分
岐発進用封鎖部４６が分岐地点に一致した時にシールド
掘進機１を停止させ、分岐線シールド掘進機５０のカッ
ターディスク５１と前胴５２等を立坑Ｔａから搬入し
て、図２、図４に示すように、分岐線シールド掘進機５
０の前端部分をパッキンケース４７に突入させ、反力受
け５５に支持させた反力伝達部材５６を複数のシールド
ジャッキ５３で押すことで掘進推力を発生させながら分
岐線シールド掘進機５０を前進させ、反力伝達部材５６
を順次継ぎ足しつつ、分岐線シールド掘進機５０のカッ
ターディスク５１で分岐発進用封鎖部４６を掘削して掘
進を続ける。

【００３７】図３、図５に示すように、分岐線シールド
掘進機５０の前胴５２が分岐発進用封鎖部４６からほぼ
突出した時点で、一部の反力伝達部材５６を解体してか
ら後胴５４とその内部機器を搬入して前胴５２に接続
し、その後胴５４の内面に反力伝達部材５６を組付け
て、複数のシールドジャッキ５３により反力伝達部材５
６に反力をとって分岐線シールド掘進機５０で掘進し分
岐発進する。その後は、図６に示すように、後胴５４の
内面及び分岐線トンネルＴｂの内面に覆工される覆工部
材Ｃｂ（本実施形態では、所定長さのヒューム管）で反
力をとって分岐線シールド掘進機５０で掘進していく。
この分岐発進の際、パッキンケース４７と止水パッキン
４８での止水されるが、パッキンケース４７と分岐線シ
ールド掘進機５０の外周面との間に止水の為にモルタル
を充填してもよい。

【００３８】以上の分岐発進の終了後、シールド掘進機
１においては、リング部材１９とリング状の接続金具２
０とのボルト締結を解除して、前胴３と中胴４との連結
を解き、シールド掘進機１を稼働可能な状態に準備して
から、シールド掘進機１による本線トンネルＴの掘進を
再開する。このとき、複数のシールドジャッキ２２を作
動させ、最初はこれらシールドジャッキ２２によりリン
グ状の接続金具２０の前端を後方へ蹴ることで掘進推力
を発生させて掘進するため、前胴３から分離状態の中胴
４と接続金具２０はトンネル内面に取り残され、シール
ド掘進機１の前胴３とその付属部材とその内部機器だけ
が前進していく。その後、エレクタ装置５により接続金
具２０の前端に続けて覆工部材Ｃを前胴３の後部内面に
組付け、その覆工済みの覆工部材Ｃに反力をとって複数
のシールドジャッキ２２により掘進推力を発生させつつ
掘進していく。

【００３９】以上説明した分岐掘進技術によれば、シー
ルド掘進機１に後胴を設ける必要がなく、その後胴を地
中に放棄することもないので、また、元押しジャッキ装
置６０を適用する関係上後胴の前端付近に複数のシール
ドジャッキを設ける必要もないので、簡単で小型のシー
ルド掘進機１で掘進できるから、シールド掘進機１の設
備コストを低減でき、トンネル掘進コストを低減でき
る。しかも、後胴の内部に覆工部材を組付ける為のエレ
クタ装置を装備しておき、分岐線シールド掘進機５０の
分岐発進後にそのエレクタ装置を前胴３の内部へ移設す
る必要もないので、その為の分解組付けコストを低減で
きる。

【００４０】元押しジャッキ装置６０により発生した掘
進推力を推力伝達部材４４と接続金具２０と複数のシー
ルドジャッキ２２を介して前胴３に伝達するので、複数
のシールドジャッキ２２を有効活用して掘進推力を伝達
できるから別の部材を介して掘進推力を伝達する場合と
比べて構造的に有利である。シールド掘進機１の中胴４
に、新素材コンクリート製の分岐発進用封鎖部４６を設
けておき、その分岐発進用封鎖部４６を分岐線シールド
掘進機５０で掘削して分岐発進するので、簡単確実に分
岐発進できる。しかも、パッキンケース４７と止水パッ
キン４８を設け、外部から中胴４内へ漏水しないように
構成したので、止水によるトラブルが生じることもな
い。

【００４１】尚、前記実施形態を部分的に変更する例と
して、前記リング状の接続金具２０の代わりに、推力伝
達部材４４と同様の複数の接続金具を適用することもで
きる。前胴３と中胴４との連結部に中折れ部を設けると
ともに複数の中折れジャッキを設けることもある。排泥
機構６に代えて、スクリューコンベア等を含む排土機構
を適用することもある。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、立坑から分岐
地点までの間を掘進する際には、立坑内で本線トンネル
の内面を覆工する覆工部材を組付け、立坑内に据えつけ
た元押しジャッキ装置により覆工部材を介してシールド
掘進機に掘進推力を発生させるので、シールド掘進機の
後胴と、その前端付近に装備される複数のシールドジャ
ッキと後胴内に装備されるエレクタ装置とを省略した簡
単な構造の小型のシールド掘進機を適用することがで
き、設備コストの面で有利となり、トンネル掘進コスト
を低減することができる。特に、上下水道用のトンネル
や通信ケーブル用のトンネルなど比較的小径のトンネル
の場合には、トンネル内面をヒューム管で覆工すること
も多く、分岐トンネルも必要であることが多いので、本
発明の分岐シールド掘進方法が好適である。

【００４３】請求項２の発明によれば、立坑から分岐地
点までを掘進するとき、立坑内に装備した元押しジャッ
キ装置により掘進推力を発生させるので、後胴とその前
端付近に装備される複数のシールドジャッキとを省略で
き、エレクタ装置も後胴内に装備しておく必要がなく、
前胴内に予めエレクタ装置と推力発生手段を装備してお
けばよい。従って、通常地中に放棄される後胴と、その
前端付近の複数のシールドジャッキとを省略した簡単な
構成で小型の安価なシールド掘進機で本線トンネルを掘
進できるから、設備コスト的に有利である。しかも、元
押しジャッキ装置は、再使用可能であるし、エレクタ装
置の後胴内から前胴内への移設も省略できるので、掘進
コストを種々低減することができる。

【００４４】そして、中胴の内部の外周部には、本線ト
ンネルの内面に覆工された覆工部材から前胴に掘進推力
を伝達する推力伝達部材を設けたので、推力伝達部材に
より、元押しジャッキ装置で発生する掘進推力を、本線
トンネルの内面に覆工された覆工部材から前胴に確実に
伝達することができる。

【００４５】請求項３の発明によれば、推力発生手段が
前胴内に配設された複数の複動型シールドジャッキから
なり、前記推力伝達部材からの掘進推力は複数のシール
ドジャッキを介して前胴に伝達されるので、複数のシー
ルドジャッキを有効活用して掘進推力を伝達することが
できるから構造的に有利である。その他請求項２と同様
の効果を奏する。

【００４６】請求項４の発明によれば、分岐発進機構
は、分岐線シールド掘進機で掘削可能な新素材コンクリ
ート製の分岐発進用封鎖部を有するので、分岐線シール
ド掘進機を本線シールド掘進機内から分岐発進させる際
には、分岐発進機構における新素材コンクリート製の分
岐発進用封鎖部を分岐線シールド掘進機で掘削して簡単
に分岐発進することができる。その他請求項２または３
と同様の効果を奏する。

【００４７】請求項５の発明によれば、前胴の内部にセ
グメント組付け用のエレクタ装置を有し、分岐線シール
ド掘進機が分岐発進後には、前胴と中胴との連結を解除
した状態で、推力発生手段で発生する掘進推力で掘進す
るので、分岐発進後にエレクタ装置を後胴内から前胴内
へ移設する必要がない。分岐発進後には、中胴を地中に
放棄した状態、前胴内に装備した複数のシールドジャッ
キ（推力発生手段）で発生させる掘進推力で本線トンネ
ルを掘進していくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る分岐掘進可能なシール
ド掘進機の要部の縦断面図である。

【図２】分岐発進用封鎖部と分岐線シールド掘進機の縦
断面図である。

【図３】分岐線シールド掘進機（分岐発進後）の縦断面
図である。

【図４】分岐地点に達した分岐掘進可能なシールド掘進
機の概略平面図である。

【図５】シールド掘進機と分岐線シールド掘進機（分岐
発進後）の概略平面図である。

【図６】シールド掘進機（本線トンネル掘進再開状態）
と分岐線シールド掘進機（分岐発進後）の概略平面図で
ある。

【図７】従来技術に係る分岐掘進可能なシールド掘進機
の分岐直前状態の概略平面図である。

【図８】図７のシールド掘進機の分岐開始後の概略平面
図である。

【図９】図７のシールド掘進機（本線トンネル掘進再開
後状態）の概略平面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ カッターディスク ３ 前胴 ４ 中胴 ５ エレクタ装置 ６ 排泥機構 ２０ 接続金具 ２１ カッター駆動モータ ２２ シールドジャッキ ４４ 推力伝達部材 ４５ 分岐発進機構 ４６ 分岐発進用封鎖部 ５０ 分岐線シールド掘進機 ６０ 元押しジャッキ装置 Ｔ 本線トンネル Ｔａ 立坑 Ｔｂ 分岐トンネル Ｃ 覆工部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−317087（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−58077（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機で本線トンネルを掘進し
   ていき、所定の分岐地点においてシールド掘進機から分
   岐線シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進
   方法において、 前記分岐地点に到達する前の途中地点で本線トンネルに
   連なる立坑を形成してその立坑内に元押しジャッキ装置
   を据え付け、 前記シールド掘進機が立坑を通過後分岐地点に到達する
   までの間、本線トンネルの内面を覆工する覆工部材を立
   坑内で本線トンネル内面に組付けて元押しジャッキ装置
   によりシールド掘進機側へ押動し、元押しジャッキ装置
   の推力を覆工部材を介してシールド掘進機に伝達して掘
   進し、 分岐地点において分岐シールド掘進機を分岐発進させた
   後、シールド掘進機内に配設した推力発生手段で掘進推
   力を発生させながら本線トンネルの掘進を行う ことを特
   徴とする分岐シールド掘進方法。
2. 【請求項２】 カッターディスクと、前胴と、カッター
   回転駆動手段と、前胴の後端に連結解除可能に連結され
   た中胴と、掘進の推力を発生させる推力発生手段と、中
   胴に形成された分岐発進機構とを備え、本線トンネルの
   途中から分岐する分岐トンネルを掘進する分岐線シール
   ド掘進機を分岐発進機構を介して発進可能にした分岐掘
   進可能なシールド掘進機において、 前記推力発生手段が前胴の内部に装備され、 前記分岐地点に到達する前の途中地点で本線トンネルに
   連なるように形成された立坑内に、立坑通過後のシール
   ド掘進機と立坑間の本線トンネルの内面に覆工された覆
   工部材を掘進方向前方へ押動して掘進推力を発生させる
   元押しジャッキ装置を設け、 前記中胴の内部の外周部には、本線トンネルの内面に覆
   工された覆工部材から前胴に掘進推力を伝達する鋼管製
   の複数の推力伝達部材を設けた ことを特徴とする分岐掘
   進可能なシールド掘進機。
3. 【請求項３】 前記推力発生手段が前胴内に配設された
   複数の複動型シールドジャッキからなり、前記推力伝達
   部材からの掘進推力は複数のシールドジャッキを介して
   前胴に伝達されることを特徴とする請求項２に記載の分
   岐掘進可能なシールド掘進機。
4. 【請求項４】 前記分岐発進機構は、分岐線シールド掘
   進機で掘削可能な新素材コンクリート製の分岐発進用封
   鎖部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の
   分岐掘進可能なシールド掘進機。
5. 【請求項５】 前記前胴の内部にセグメント組付け用の
   エレクタ装置を有し、前記分岐線シールド掘進機が分岐
   発進後には、前胴と中胴との連結を解除した状態で、前
   記推力発生手段で発生する掘進推力で掘進するように構
   成したことを特徴とする請求項４に記載の分岐掘進可能
   なシールド掘進機。