JP3093437B2

JP3093437B2 - シールド掘進機

Info

Publication number: JP3093437B2
Application number: JP04130054A
Authority: JP
Inventors: 和久中島
Original assignee: 大豊建設株式会社
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JPH05302492A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のシールド掘進機の一例を示
す縦断側面図である。この図５に示す従来のシールド掘
進機ａは、シールド筒ｂの前部に、前隔壁ｃと後隔壁ｄ
とにより作業室ｅが区画形成されており、この作業室ｅ
では薬液注入や凍結工法等により地盤改良作業を行うよ
うになっている。前記シールド筒ｂの前面には、切羽カ
ッタｊが配置されている。前記後隔壁ｄの後面には、カ
ッタ駆動装置ｉが支持されている。前記切羽カッタｊ
は、筒状のボス部材ｈと、これに挿通されたセンタシャ
フトｇとで構成された回転駆動軸を介してカッタ駆動装
置ｉに連結されており、前記カッタ駆動装置ｉおよびセ
ンタシャフトｇを介して回転駆動されるようになってい
る。なお、回転駆動軸の前記ボス部材ｈは前隔壁ｃと後
隔壁ｄとに固定されている。また、前記センタシャフト
ｇはシールド筒ｂの軸線ｆ上に配置され、カッタ駆動装
置ｉと切羽カッタｊとを結んでおり、かつ前記ボス部材
ｈの内部に回転可能に設けられている。

【０００３】前記シールド筒ｂの内部には、スクリュー
コンベヤｋと、ベルトコンベヤｍと、シールドジャッキ
ｎと、薬液注入管ｐとが設置されている。

【０００４】前記スクリューコンベヤｋは、前隔壁ｃか
らシールド筒ｂの後方に向かって、上り勾配の傾斜状に
支持されている。このスクリューコンベヤｋの後部に
は、排土口ｌが設けられている。そして、このスクリュ
ーコンベヤｋは、切羽カッタｊで掘削した土砂を取り込
み、シールド筒ｂの後方まで搬送するようになってい
る。

【０００５】前記ベルトコンベヤｍは、前記排土口ｌの
下方に配置されていて、この排土口ｌより土砂を受け取
り、シールド掘進機ａの後方へ搬送するようになってい
る。

【０００６】前記シールドジャッキｎは、セグメントｏ
を足がかりとしてシールド筒ｂに推力を与え、シールド
筒ｂと切羽カッタｊとを一緒に推進させるようになって
いる。

【０００７】前記薬液注入管ｐは、作業室ｅ内に設けら
れており、地盤にこれを改良するための薬液を注入する
ようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来技
術では作業室ｅの長さが固定されていて伸縮できないよ
うになっているため、作業室ｅの長さ分だけシールド掘
進機ａの機長が長くなる。特に、シールド掘進機ａを小
型，小径化する程、カッタ駆動装置ｉの下方の空間が狭
くなるため、スクリューコンベヤｋをカッタ駆動装置ｉ
と干渉しないように、スクリューコンベヤｋの傾斜を緩
くする必要がある。このように、スクリューコンベヤｋ
の傾斜を緩くすると、排土口ｌの下方にベルトコンベヤ
ｍを設置するための空間を確保するため、スクリューコ
ンベヤｋの長さを長くする必要がある。その結果、シー
ルド掘進機全体の機長を長くせざるを得なかった。

【０００９】前述のごとく、シールド掘進機ａの機長が
長くなると、発進立坑の前後方向の長さを長くしなけれ
ばならないという問題があり、また曲線施工時において
セグメントｏとスクリューコンベヤｋとが干渉するとい
う問題もあった。

【００１０】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、発進および掘進時には
作業室の長さを縮小し、地盤改良作業時には作業室の長
さを拡張することが可能なシールド掘進機を提供しよう
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はシールド筒の前部を組立，分割撤去可能に
形成するとともに、その外周にスリーブ管を設け、さら
に回転駆動軸を切り離し可能に構成したものである。

【００１２】

【作用】本発明では、発進，掘進時にはシールド筒の前
部を短縮させた状態に組み立て、作業室の長さを縮小さ
せ、さらにカッタ駆動装置と切羽カッタとを回転駆動軸
を介して連結し、ついで発進立坑内に導入し、発進さ
せ、地山を掘進する。

【００１３】このように、発進，掘進時にはシールド筒
の前部を短縮させ、作業室の長さを縮小するようにして
いるので、その分シールド掘進機全体の機長を短くする
ことができる。したがって、発進立坑の前後方向の長さ
を短くすることができるし、曲線施工時におけるセグメ
ントとスクリューコンベヤとの干渉等のトラブルを回避
することができる。

【００１４】一方、地盤改良作業時には、回転駆動軸を
切り離し、さらにシールド筒の前部を伸長させた状態に
組み立て、作業室を拡張させ、必要な作業空間を確保す
る。また、スリーブ管によりシールド筒の前部の外周を
カバーし、作業室内への地下水や土砂の侵入を防止す
る。

【００１５】このように、地盤改良作業時には作業室を
拡張するようにしているので、作業能率の向上を図るこ
とができるし、スリーブ管により、作業室内への地下水
や土砂の侵入を防止するようにしているので、地盤改良
作業を安全に行うことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示すもので、発進，掘
進時における縦断側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面
図、図３は地盤改良作業時における縦断側面図である。
これらの図に示すシールド掘進機１は、シールド筒の前
部であるシールド前胴２と、シールド筒の後部であるシ
ールド後胴３とにより、シールド筒が構成されている。

【００１７】前記シールド前胴２には、前隔壁４と後隔
壁５とにより区画された作業室６が形成されている。こ
の作業室６は、図１および図３から分かるように、シー
ルド前胴２に小割りの内管７を連結または取り外すこと
により、長さを拡張または縮小し得るように構成されて
いる。前記内管７の列の外周には、シール材９をはさん
でスリーブ管８が設けられている。このスリーブ管８
は、地盤改良作業時に、作業室６内に地下水や土砂が侵
入しないように防止している。

【００１８】前記シールド前胴２の前面には、図１に示
すように、切羽カッタ１０が配置されている。この切羽
カッタ１０は、カッタビット１１およびコピーカッタ１
２を有している。この切羽カッタ１０と前隔壁４間に
は、切羽室１３が形成されている。前記切羽カッタ１０
は、回転駆動軸に連結されている。

【００１９】前記回転駆動軸は、図１に示すように、筒
状のボス部材１８と、センタシャフト１９とを有して構
成されている。前記ボス部材１９は、前隔壁４に取り付
けられた軸受１４および後隔壁５に取り付けられた軸受
１５に、フランジ１６，１７を介して切り離し可能に接
続されている。前記センタシャフト１９は、ボス部材１
８の内部に嵌挿され、かつ前記軸受１４，１５に回転可
能に支持されている。また、センタシャフト１９は継手
（図示せず）を介して軸方向の一半部と他半部とを切り
離し可能に連結して構成されている。前記継手は、スプ
ライン結合、またはキー溝とすべりキーとの結合を介し
て、センタシャフト１９の一半部と他半部とを連結して
いる。さらに、センタシャフト１９はカッタ駆動装置２
０に駆動連結されている。

【００２０】前記カッタ駆動装置２０は、図１に示すよ
うに、支持フレーム２１と、これに支持された駆動モー
タ２２と、この駆動モータ２２とセンタシャフト１９と
を結ぶ減速ギヤ２３とを有して構成されている。

【００２１】前記シールド前胴２とシールド後胴３間に
は、中折れシール２４と、中折れジャッキ２５とが設け
られている。また、前隔壁４からシールド後胴３の後方
にわたって、スクリューコンベヤ２６が設置されてい
る。さらに、スクリューコンベヤ２６の後端側の下方に
は、ベルトコンベヤ３２が設置されている。そして、シ
ールド後胴３の先端部からシールド前胴２の方向に、シ
ールドジャッキ３３が設置されている。また、シールド
後胴３の内部における先端部から後方に向かって、セグ
メント３４が配置されている。さらに、シールド後胴３
の後部の内周にはテールシール３５が設けられている。

【００２２】前記スクリューコンベヤ２６は、図１に示
すように、先端部から後端部に向かって上り勾配の傾斜
状に支持されている。前記スクリューコンベヤ２６の先
端部と前記切羽室１３間には、スクリューゲート２７が
設けられている。また、スクリューコンベヤ２６におけ
る作業室６内に配置されている前端部２６′は、図１お
よび図３から分かるように、フランジ２８，２９を介し
て切り離し可能に形成されている。さらに、スクリュー
コンベヤ２６の後端部には、排土口３０と、スクリュー
駆動モータ３１とが設けられている。

【００２３】前記ベルトコンベヤ３２は、スクリューコ
ンベヤ２６の排土口３０から土砂を受け取って搬送する
ように配置されている。

【００２４】前記シールドジャッキ３３は、推進ととも
に配置されたセグメント３４を足がかりとして、後隔壁
５を介してシールド筒に推力を与え、推進させるように
なっている。

【００２５】次に、前記実施例におけるシールド掘進機
１の作用について説明する。シールド掘進機１の発進，
掘進時には、図１に示すように、シールド前胴２を構成
している内管７の連結個数を少なくし、シールド筒の前
部であるシールド前胴２の長さを短縮させ、前隔壁４と
後隔壁５間の作業室６の長さを縮小させる。さらに、切
羽カッタ１０の回転駆動軸におけるセンタシャフト１９
の軸方向の一半部と他半部とを連結したうえで、筒状の
ボス部材１８を軸受１４，１５にフランジ１６，１７を
介して接続する。この状態で、シールド掘進機１を発進
坑内に導入する。

【００２６】そして、シールド掘進機１内にスクリュー
コンベヤ２６やベルトコンベヤ３２を持ち込み、それぞ
れ所定位置にセットする。ついで、カッタ駆動装置２０
を駆動させ、回転駆動軸のセンタシャフト１９を通じて
切羽カッタ１０を回転させるとともに、シールドジャッ
キ３３を働かせ、地山を掘進する。

【００２７】前述のごとく、発進，掘進時にはシールド
前胴２を短縮させ、作業室６の長さを縮小するようにし
ているので、その分シールド掘進機全体の機長を短くす
ることができる。したがって、発進立坑の前後方向の長
さを短くすることが可能であり、しかも曲線施工時にお
けるセグメント３４とスクリューコンベヤ２６との干渉
等のトラブルを回避することができる。

【００２８】なお、掘削された土砂は、切羽室１３から
スクリューゲート２７に導入され、このスクリューゲー
ト２７からスクリューコンベヤ２６によりシールド後胴
３内の後方に搬送され、ついでスクリューコンベヤ２６
の後部に設けられた排土口３０からベルトコンベヤ３２
に転載され、このベルトコンベヤ３２によりシールド掘
進機１の後方へ搬送される。

【００２９】また、曲線施工に際しては、中折れジャッ
キ２５により、既に掘削された坑内側に位置するシール
ド後胴３に対してシールド前胴２を傾けて掘進する。

【００３０】そして、地盤改良作業時には、スクリュー
ゲート２７を閉じる。また、最先端のセグメント３４′
を取り外す。さらに、図１のＢ−Ｂ線の位置の内管７と
シールド前胴２の前端部、つまり前隔壁４とこれに最も
近い内管７の連結を解く。また、回転駆動軸のボス部材
１８をフランジ１６，１７の個所で切り離し、スクリュ
ーコンベヤ２６における作業室６内に配置されている前
端部２６′をフランジ２８，２９の個所で切り離す。そ
の後、前隔壁４と後隔壁５間に、例えばジャッキ等の押
し付け装置（図示せず）を設置し、シールド前胴２の後
部側とシールド後胴３を後退させて作業室６の長さを拡
張させる。ついで、内管７の列の最前端部の内管７に、
他の内管７を増結して行く。前記作業室６の長さの拡
張，内管７の増結を繰り返し行い、図３に示すごとく、
作業室６の長さを長くし、地盤改良に必要な作業空間を
確保する。続いて、内管７の列の外周を、シール材９を
はさんでスリーブ管８によりカバーし、作業室６内への
地下水や土砂の侵入を防止する。ついで、薬液注入管３
６から地盤改良のための薬液を噴射させ、地盤改良作業
を行う。

【００３１】前述のごとく、この実施例では地盤改良作
業時に、内管７を増結して行き、作業室６の長さを拡張
させ、必要な作業空間を確保するようにしているので、
作業能率を向上させることができる。また、内管７の列
の外周を、シール材９をはさんでスリーブ管８によりカ
バーし、作業室６内に地下水や土砂が侵入しないように
しているので、地盤改良作業を安全に行うことができ
る。

【００３２】前記地盤改良作業後は、前隔壁４と最先端
部の内管７の連結を解き、増結した内管７を取り外し、
シールドジャッキ３３を利用してシールド前胴２の後部
およびシールド後胴３を前方に押し出し、作業室６の長
さを縮小させる。また、回転駆動軸のセンタシャフト１
９の軸方向の一半部と他半部とを連結し、さらにボス部
材１８をフランジ１６，１７を介して軸受１４，１５に
接続する。さらにまた、スクリューコンベヤ２６の前端
部２６′をフランジ２８，２９を介して取り付け、スク
リューゲート２７とスクリューコンベヤ２６とを接続す
る。このようにして、シールド掘進機１を再び掘進可能
な状態に組み立てる。

【００３３】次に、図４は本発明の他の実施例を示す縦
断側面図である。この図４に示す実施例では、前記図１
〜図３に示す実施例のシールド掘進機１と、これと同型
のシールド掘進機１′とを地中で接合するようにしてい
る。

【００３４】つまり、一方のシールド掘進機１と、他方
のシールド掘進機１′とにより、所定の地中接合位置Ｃ
まで掘進する。ついで、両シールド掘進機１，１′の内
管７、ボス部材１８、センタシャフト１９およびスクリ
ューコンベヤ２６の前端部２６′を取り外す。その後、
両シールド掘進機１，１′のシールドジャッキ３３によ
りシールド前胴２の後部およびシールド後胴３を前方に
推進させる。これにより、両シールド掘進機１，１′の
シールド前胴２に設けられているスリーブ管８がそれぞ
れ前方に押し出され、図４に示すように、互いに接合
し、切羽部を密閉する。

【００３５】その結果、この図４に示す実施例では、地
盤改良範囲Ｄを小さくすることが可能となる。

【００３６】また、本発明のシールド掘進機は、前述の
実施例にのみ限定されるものではなく、シールド前胴２
の後部支持部は後隔壁５以外に、支持ビーム等を用いた
センタシャフト支持構造物であっても良い。また、シー
ルド後胴を備えていない一段構造のシールド掘進機にも
適用することができる。

【００３７】さらに、前述の実施例では作業室６を拡張
する機能と縮小する機能の両方を備えたシールド掘進機
を示しているが、拡張のみを目的とする場合には、シー
ルド前胴２の前部とスリーブ管８とを固着または一体化
した構造としても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではシール
ド筒の前部を組立，分割撤去可能に形成するとともに、
その外周にスリーブ管を設け、さらに回転駆動軸を切り
離し可能に構成しているので、発進，掘進時には作業室
の長さを縮小することにより、シールド掘進機全体の機
長を短くすることができるため、発進立坑の前後方向の
長さを短くなし得る効果があり、曲線施工時におけるセ
グメントとスクリューコンベヤとの干渉等のトラブルを
回避し得る効果がある。

【００３９】また、本発明では地盤改良作業時には作業
室を拡張させ、必要な作業空間を確保することができる
ので、作業能率の向上を図り得る効果があり、スリーブ
管により作業室内への地下水や土砂の侵入を防止するよ
うにしているので、地盤改良作業を安全に行い得る効果
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断側面図であって、
発進，掘進時における各部のセット状態を示す図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１に示す実施例において、地盤改良作業時に
おける各部のセット状態を示す縦断側面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す縦断側面図である。

【図５】従来技術を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１シールド掘進機２シールド筒の前部であるシールド前胴６作業室７内管８スリーブ管９シール部材１０切羽カッタ１８切羽カッタの回転駆動軸のボス部材１９切羽カッタの回転駆動軸のセンタシャフト２０カッタ駆動装置２６スクリューコンベヤ３２ベルトコンベヤ３３シールドジャッキ３６薬液注入管

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド筒の前面に切羽カッタを配置
し、シールド筒内における切羽カッタの後部に、前隔壁
と後隔壁とにより区画した作業室を形成し、前記後隔壁
にカッタ駆動装置を支持し、前記切羽カッタとカッタ駆
動装置とを回転駆動軸により連結したシールド掘進機に
おいて、前記シールド筒の前部を組立，分割撤去可能に
形成するとともに、その外周にスリーブ管を設け、前記
回転駆動軸を切り離し可能に構成したことを特徴とする
シールド掘進機。