JP3124503B2 - シールドマシン - Google Patents
シールドマシンInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地中に横坑を構築
するのに用いられるシールドマシンに関する。
するのに用いられるシールドマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１６に従来技術の一例を示す。この図
１６に示すシールドマシン１は、図１５に示す本発明の
第４実施例と同じ機種のため、同じ部材には同じ符号を
付けて示している。
１６に示すシールドマシン１は、図１５に示す本発明の
第４実施例と同じ機種のため、同じ部材には同じ符号を
付けて示している。
【０００３】従来技術では、例えば次のように行う。 （１）中間立坑を構築し、カッタ４５のビットの交換を
行った後、再発進する。 （２）切羽部を地盤改良し、人力による掘削・支保工を
行って作業スペースを確保する。図１６に地盤改良部を
符号４６で示す。
行った後、再発進する。 （２）切羽部を地盤改良し、人力による掘削・支保工を
行って作業スペースを確保する。図１６に地盤改良部を
符号４６で示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術におい
て、中間立坑を構築するには、用地の確保、立坑壁の取
り壊しを必要とするため、施工までの準備期間が長く掛
かり、さらにカッタのビット交換自体にも長時間を要
し、その結果経費が嵩む問題があった。
て、中間立坑を構築するには、用地の確保、立坑壁の取
り壊しを必要とするため、施工までの準備期間が長く掛
かり、さらにカッタのビット交換自体にも長時間を要
し、その結果経費が嵩む問題があった。
【０００５】また、切羽部の地盤改良に当たっても、図
１６から分かるように、改良範囲が広く必要であり、圧
気により地下水の排除を必要とする場合もあり、やはり
施工時間および費用が増大する問題があった。
１６から分かるように、改良範囲が広く必要であり、圧
気により地下水の排除を必要とする場合もあり、やはり
施工時間および費用が増大する問題があった。
【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、カッタのビット交換に際
して、ビット交換作業を行う作業空間を得るにあたり、
カッタの引き込み作業を能率よく行うことができ、作業
性を良好としたシールドマシンを提供することにある。
で、その目的とするところは、カッタのビット交換に際
して、ビット交換作業を行う作業空間を得るにあたり、
カッタの引き込み作業を能率よく行うことができ、作業
性を良好としたシールドマシンを提供することにある。
【０００７】
【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、シールド外筒２とシールド内筒６を持つ
シールドマシンであって、シールド外筒２のフード３の
内側に、フード部ジベル４としての凹凸を設け、カッタ
１２の前方に打設された高強度モルタル３５とフード部
ジベル４を付着させ、高強度モルタル３５とフード３の
結合を介してシールド外筒２を固定可能に構成したもの
である。または、凹凸となっていないフード３を用いて
シールド外筒２を固定可能に構成している。また、シー
ルド内筒６の前側寄りに隔壁７が設けられ、隔壁７の前
部にはチャンバ２０が設けられ、このチャンバ２０内に
は回転可能なカッタ１２が設けられ、シールド内筒６の
引き込みによりカッタ１２も引き込まれる構成としてい
る。
め、本発明は、シールド外筒２とシールド内筒６を持つ
シールドマシンであって、シールド外筒２のフード３の
内側に、フード部ジベル４としての凹凸を設け、カッタ
１２の前方に打設された高強度モルタル３５とフード部
ジベル４を付着させ、高強度モルタル３５とフード３の
結合を介してシールド外筒２を固定可能に構成したもの
である。または、凹凸となっていないフード３を用いて
シールド外筒２を固定可能に構成している。また、シー
ルド内筒６の前側寄りに隔壁７が設けられ、隔壁７の前
部にはチャンバ２０が設けられ、このチャンバ２０内に
は回転可能なカッタ１２が設けられ、シールド内筒６の
引き込みによりカッタ１２も引き込まれる構成としてい
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【０００９】図１〜図７は本発明の一実施例を示すもの
で、図１はこの一実施例で対象とするシールドマシンの
縦断側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１
のＢ部分の拡大図であって、シールドマシンのフード部
ジベルにおけるシールド内筒引き込み前の状態を示す
図、図４は同シールド内筒引き込み作業中の状態を示す
図、図５は図４のＣ部分の拡大図、図６は通常掘削時の
カッタフレームを示す拡大正面図、図７は縮径時のカッ
タフレームを示す拡大正面図である。
で、図１はこの一実施例で対象とするシールドマシンの
縦断側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１
のＢ部分の拡大図であって、シールドマシンのフード部
ジベルにおけるシールド内筒引き込み前の状態を示す
図、図４は同シールド内筒引き込み作業中の状態を示す
図、図５は図４のＣ部分の拡大図、図６は通常掘削時の
カッタフレームを示す拡大正面図、図７は縮径時のカッ
タフレームを示す拡大正面図である。
【００１０】これらの図に示す一実施例は、いわゆるＤ
ＰＬＥＸ・ドーム型シールドであって、シールドマシン
１は図１および図２から分かるように、シールド外筒２
と、シールド内筒６と、このシールド内筒６の前側寄り
に取り付けられた隔壁７と、この隔壁７の内側に支持さ
れた複数台の駆動装置９と、隔壁７の外側に突出された
状態で支持されかつ駆動装置９に連結されたカッタ１２
と、シールドマシン１の前側と切羽３１間に形成された
チャンバ２０と、排土装置２１と、複数基のシールドジ
ャッキ２２と、裏込め材同時注入管２５と、薬液注入管
２６と、高強度モルタル注入口２７等を備えて構成され
ている。
ＰＬＥＸ・ドーム型シールドであって、シールドマシン
１は図１および図２から分かるように、シールド外筒２
と、シールド内筒６と、このシールド内筒６の前側寄り
に取り付けられた隔壁７と、この隔壁７の内側に支持さ
れた複数台の駆動装置９と、隔壁７の外側に突出された
状態で支持されかつ駆動装置９に連結されたカッタ１２
と、シールドマシン１の前側と切羽３１間に形成された
チャンバ２０と、排土装置２１と、複数基のシールドジ
ャッキ２２と、裏込め材同時注入管２５と、薬液注入管
２６と、高強度モルタル注入口２７等を備えて構成され
ている。
【００１１】前記シールド外筒２には、その前側にフー
ド３が設けられており、後側にはテールシール５が設け
られている。前記フード３の内側には、図１，図３およ
び図４に示すように、フード部ジベル４が設けられてい
る。このフード部ジベル４は、図５（ａ）に示す実施例
ではリング状の鋼板４ａをフード３の長さ方向に間隔を
おいて配置し、溶接して形成されており、その溶接部を
符号４ｂで示す。
ド３が設けられており、後側にはテールシール５が設け
られている。前記フード３の内側には、図１，図３およ
び図４に示すように、フード部ジベル４が設けられてい
る。このフード部ジベル４は、図５（ａ）に示す実施例
ではリング状の鋼板４ａをフード３の長さ方向に間隔を
おいて配置し、溶接して形成されており、その溶接部を
符号４ｂで示す。
【００１２】本発明でのシールドマシン１におけるフー
ド３は、基本的に上述のフード部ジベル４が設けられた
タイプのものを前提とし、図示して説明しているが、図
５（ｂ）に示すように、フード３の内側に上記ジベル４
がなく、凹凸状になっていないものも使用し得ることは
勿論である。
ド３は、基本的に上述のフード部ジベル４が設けられた
タイプのものを前提とし、図示して説明しているが、図
５（ｂ）に示すように、フード３の内側に上記ジベル４
がなく、凹凸状になっていないものも使用し得ることは
勿論である。
【００１３】しかして、前記隔壁７には、図１に示すよ
うに、マンホール（図示せず）と、土砂取り入れ口８と
が設けられている。
うに、マンホール（図示せず）と、土砂取り入れ口８と
が設けられている。
【００１４】前記複数台の駆動装置９は、図１および図
２に示すように、それぞれ回転駆動源１０と、これにピ
ニオンおよびギヤを介して駆動連結された駆動軸１１と
を有している。
２に示すように、それぞれ回転駆動源１０と、これにピ
ニオンおよびギヤを介して駆動連結された駆動軸１１と
を有している。
【００１５】前記カッタ１２は、図１および図２に示す
ように、支持軸１３と、カッタフレーム１４と、このカ
ッタフレーム１４の前側に設けられた多数のビット１８
と、同カッタフレーム１４の後側、つまりチャンバ２０
側に設けられた複数本の攪拌翼１９とを備え、多軸型で
あって、全体としてコーン型に形成されている。前記カ
ッタフレーム１４は、図６および図７に示すように、円
周方向に複数個に分割されたオーバカッタ１５と、複数
基のオーバカッタジャッキ１６とを有し、通常掘進時に
は拡径され、シールド内筒６の引き込み時およびカッタ
１２のビット交換時にはフード３に干渉しない大きさに
縮径可能に構成されている。また、カッタフレーム１４
は前記駆動軸１１にクランク１７を介して偏心回転可能
に連結されている。
ように、支持軸１３と、カッタフレーム１４と、このカ
ッタフレーム１４の前側に設けられた多数のビット１８
と、同カッタフレーム１４の後側、つまりチャンバ２０
側に設けられた複数本の攪拌翼１９とを備え、多軸型で
あって、全体としてコーン型に形成されている。前記カ
ッタフレーム１４は、図６および図７に示すように、円
周方向に複数個に分割されたオーバカッタ１５と、複数
基のオーバカッタジャッキ１６とを有し、通常掘進時に
は拡径され、シールド内筒６の引き込み時およびカッタ
１２のビット交換時にはフード３に干渉しない大きさに
縮径可能に構成されている。また、カッタフレーム１４
は前記駆動軸１１にクランク１７を介して偏心回転可能
に連結されている。
【００１６】前記排土装置２１は、図１に示すように、
隔壁７に設けられた土砂取り入れ口８を通じて、チャン
バ２０から掘削土砂を取り込み、排土するようになって
いる。
隔壁７に設けられた土砂取り入れ口８を通じて、チャン
バ２０から掘削土砂を取り込み、排土するようになって
いる。
【００１７】前記シールドジャッキ２２は、シールド内
筒６内に、円周方向に所定の間隔をおいて複数基配置さ
れている。各シールドジャッキ２２は、ブラケット２３
を介してシールド内筒６に固定されている。各シールド
ジャッキ２２のスプレッダ２４は、掘進時には最前列の
セグメント３２に当接され、このセグメント３２で反力
を受け止め、シールドマシン１を推進させるようになっ
ており、またカッタ１２の引き込み時にはシールド外筒
２に固定され、シールドジャッキ２２を短縮させ、シー
ルド内筒６と一緒にカッタ１２を引き込むようになって
いる。
筒６内に、円周方向に所定の間隔をおいて複数基配置さ
れている。各シールドジャッキ２２は、ブラケット２３
を介してシールド内筒６に固定されている。各シールド
ジャッキ２２のスプレッダ２４は、掘進時には最前列の
セグメント３２に当接され、このセグメント３２で反力
を受け止め、シールドマシン１を推進させるようになっ
ており、またカッタ１２の引き込み時にはシールド外筒
２に固定され、シールドジャッキ２２を短縮させ、シー
ルド内筒６と一緒にカッタ１２を引き込むようになって
いる。
【００１８】前記裏込め材同時注入管２５は、シールド
ジャッキ２２によりシールドマシン１を推進させると同
時に、シールドマシン１の後方において地山３０とセグ
メント３２間のすき間に裏込め材３３を注入して行くよ
うになっている。
ジャッキ２２によりシールドマシン１を推進させると同
時に、シールドマシン１の後方において地山３０とセグ
メント３２間のすき間に裏込め材３３を注入して行くよ
うになっている。
【００１９】前記薬液注入管２６は、切羽３１が自立性
の乏しい軟弱な土質の場合に、機内よりこの薬液注入管
２６を通じて薬液を注入し、地盤改良を行う。その薬液
には、例えば水ガラス系注入材の懸濁型や溶液型のもの
を用いる。
の乏しい軟弱な土質の場合に、機内よりこの薬液注入管
２６を通じて薬液を注入し、地盤改良を行う。その薬液
には、例えば水ガラス系注入材の懸濁型や溶液型のもの
を用いる。
【００２０】前記高強度モルタル注入口２７は、カッタ
１２の中心部を貫通させて設けられている。そして、こ
の高強度モルタル注入口２７からは、カッタ１２全体の
引き込み時に、機内からカッタ１２の支持軸１３の内部
を経てカッタ１２の前方に高強度モルタル３５を供給
し、打設するようになっている。
１２の中心部を貫通させて設けられている。そして、こ
の高強度モルタル注入口２７からは、カッタ１２全体の
引き込み時に、機内からカッタ１２の支持軸１３の内部
を経てカッタ１２の前方に高強度モルタル３５を供給
し、打設するようになっている。
【００２１】次に、図８〜図１２は前記一実施例のシー
ルドマシンを用いてのビット交換方法の過程を示す図で
ある。以下、前記図１〜図７と、図８〜図１２に基づい
て、ビット交換の一例を説明する。
ルドマシンを用いてのビット交換方法の過程を示す図で
ある。以下、前記図１〜図７と、図８〜図１２に基づい
て、ビット交換の一例を説明する。
【００２２】ビット交換については、シールドマシン１
によりシールドトンネルを所定長さ掘進後、カッタ１２
のビット１８の摩耗量を検知し、交換の必要があるか，
否かを判定する。判定の基準としては、予め得られた
実験結果に基づいて、所定時間掘削したら交換時期と判
定する方法と、切羽の土石質と、掘削中のトンネル口
径と、単位時間当たりの掘削土石量とをパラメータとし
て交換時期を算出する方法等がある。また、掘進中に支
障物や礫質土等によりビットが欠落した場合においても
交換の必要があるか，否かを判定する。
によりシールドトンネルを所定長さ掘進後、カッタ１２
のビット１８の摩耗量を検知し、交換の必要があるか，
否かを判定する。判定の基準としては、予め得られた
実験結果に基づいて、所定時間掘削したら交換時期と判
定する方法と、切羽の土石質と、掘削中のトンネル口
径と、単位時間当たりの掘削土石量とをパラメータとし
て交換時期を算出する方法等がある。また、掘進中に支
障物や礫質土等によりビットが欠落した場合においても
交換の必要があるか，否かを判定する。
【００２３】ビット１８の摩耗量やビットの欠落の検査
の結果、ビット交換の必要がないと判定したときは、シ
ールドトンネルの掘削を継続して行う。
の結果、ビット交換の必要がないと判定したときは、シ
ールドトンネルの掘削を継続して行う。
【００２４】ビット１８の摩耗量やビットの欠落の検査
の結果、ビット交換の必要があると判定したときは、切
羽３１が自立性の乏しい土質か，否かを検査する。検査
の結果、切羽３１が自立性の乏しい軟弱な土質であると
きは、切羽３１の地盤改良を行い、切羽３１が自立性の
ある土質であるときは、次の過程に移行する。
の結果、ビット交換の必要があると判定したときは、切
羽３１が自立性の乏しい土質か，否かを検査する。検査
の結果、切羽３１が自立性の乏しい軟弱な土質であると
きは、切羽３１の地盤改良を行い、切羽３１が自立性の
ある土質であるときは、次の過程に移行する。
【００２５】切羽３１の地盤改良の方法としては、この
実施例では図１に示す薬液注入管２６を通じて、シール
ドマシン１の内部より切羽３１に対して、例えば水ガラ
ス系注入材の懸濁型や溶液型等を注入し、地盤崩壊を防
止する。
実施例では図１に示す薬液注入管２６を通じて、シール
ドマシン１の内部より切羽３１に対して、例えば水ガラ
ス系注入材の懸濁型や溶液型等を注入し、地盤崩壊を防
止する。
【００２６】必要に応じて地盤改良を行った後、チャン
バ２０内をミキシングしながら、このチャンバ２０内に
固化材を注入し、図９に示すように、チャンバ２０内を
掘削土砂から低強度のソイルモルタル３４に置き換え
る。固化材としては、例えば、セメント系、石灰系など
を用いる。また、低強度のソイルモルタル３４は、例え
ば一軸圧縮強度で５ｋｇｆ／ｃｍ２程度のものとする。
バ２０内をミキシングしながら、このチャンバ２０内に
固化材を注入し、図９に示すように、チャンバ２０内を
掘削土砂から低強度のソイルモルタル３４に置き換え
る。固化材としては、例えば、セメント系、石灰系など
を用いる。また、低強度のソイルモルタル３４は、例え
ば一軸圧縮強度で５ｋｇｆ／ｃｍ２程度のものとする。
【００２７】チャンバ２０内を低強度のソイルモルタル
３４に置き換えた後、カッタ１２のカッタフレーム１４
を縮める。カッタフレーム１４を縮めるときは、図６お
よび図７に示すように、オーバカッタジャッキ１６によ
りオーバカッタ１５を収縮させ、シールドマシン１のシ
ールド外筒２の内径よりも小径になるように縮める。
３４に置き換えた後、カッタ１２のカッタフレーム１４
を縮める。カッタフレーム１４を縮めるときは、図６お
よび図７に示すように、オーバカッタジャッキ１６によ
りオーバカッタ１５を収縮させ、シールドマシン１のシ
ールド外筒２の内径よりも小径になるように縮める。
【００２８】また、各シールドジャッキ２２のスプレッ
ダ２４をシールド外筒２の内周側に固設する。
ダ２４をシールド外筒２の内周側に固設する。
【００２９】前述のごとく、カッタ１２のカッタフレー
ム１４を縮め、シールドジャッキ２２のスプレッダ２４
をシールド外筒２に固設した後、図１０から分かるよう
に、カッタ１２の前面より高強度モルタル３５を打設し
ながら、シールド内筒６と一緒にカッタ１２全体を機内
の後方へ引き込む。高強度モルタル３５の打設には、薬
液注入管２６やカッタ１２の中心部に設けられた高強度
モルタル注入口２７を用いる。高強度モルタル３５に
は、例えば一軸圧縮強度で３００ｋｇｆ／ｃｍ２程度の
ものを用いる。カッタ１２全体を引き込むには、シール
ドジャッキ２２のスプレッダ２４をシールド外筒２を固
設した後、シールドジャッキ２２を短縮させ、シールド
内筒６とカッタ１２とを一緒に移動させる。
ム１４を縮め、シールドジャッキ２２のスプレッダ２４
をシールド外筒２に固設した後、図１０から分かるよう
に、カッタ１２の前面より高強度モルタル３５を打設し
ながら、シールド内筒６と一緒にカッタ１２全体を機内
の後方へ引き込む。高強度モルタル３５の打設には、薬
液注入管２６やカッタ１２の中心部に設けられた高強度
モルタル注入口２７を用いる。高強度モルタル３５に
は、例えば一軸圧縮強度で３００ｋｇｆ／ｃｍ２程度の
ものを用いる。カッタ１２全体を引き込むには、シール
ドジャッキ２２のスプレッダ２４をシールド外筒２を固
設した後、シールドジャッキ２２を短縮させ、シールド
内筒６とカッタ１２とを一緒に移動させる。
【００３０】この場合、本発明のシールドマシンでは、
シールド外筒２のフード３の内側にフード部ジベル４を
設けているので、カッタ１２の引き込み時にシールド内
筒６を一緒に引き込みながら高強度モルタル３５を打設
すると、フード部ジベル４と高強度モルタル３５とが結
合し、シールド外筒２と高強度モルタル３５が固定され
る。
シールド外筒２のフード３の内側にフード部ジベル４を
設けているので、カッタ１２の引き込み時にシールド内
筒６を一緒に引き込みながら高強度モルタル３５を打設
すると、フード部ジベル４と高強度モルタル３５とが結
合し、シールド外筒２と高強度モルタル３５が固定され
る。
【００３１】カッタ１２の前面に高強度モルタル３５を
十分な厚さに打設した後、マンホール（図示せず）およ
び排土装置２１からチャンバ２０内のソイルモルタル３
４を排出し、図１１に示すように、ビット交換のための
作業空間３６を確保する。
十分な厚さに打設した後、マンホール（図示せず）およ
び排土装置２１からチャンバ２０内のソイルモルタル３
４を排出し、図１１に示すように、ビット交換のための
作業空間３６を確保する。
【００３２】その後、マンホールを通じてチャンバ２０
内に形成された作業空間３６内に作業員が入り、ビット
交換を行う。
内に形成された作業空間３６内に作業員が入り、ビット
交換を行う。
【００３３】ビット交換後、シールドジャッキ２２のス
プレッダ２４をシールド内筒６の内側に固設し、カッタ
１２の前面の高強度モルタル３５を切削しながら、シー
ルドジャッキ２２を伸長させ、カッタ１２を押し出し、
シールドマシン１の各部を図８に示すカッタ１２の引き
込み前の状態に戻し、シールドマシン１を再発進させ、
シールドトンネルの掘進を再開する。この場合、必要に
応じて凹凸部分の高強度モルタルを削り落すカッタを装
備する。
プレッダ２４をシールド内筒６の内側に固設し、カッタ
１２の前面の高強度モルタル３５を切削しながら、シー
ルドジャッキ２２を伸長させ、カッタ１２を押し出し、
シールドマシン１の各部を図８に示すカッタ１２の引き
込み前の状態に戻し、シールドマシン１を再発進させ、
シールドトンネルの掘進を再開する。この場合、必要に
応じて凹凸部分の高強度モルタルを削り落すカッタを装
備する。
【００３４】なお、フード３の内側に設けたフード部ジ
ベル４は、図面に示すごとく、鋼板４ａを溶接して形成
する実施例に限らず、フード３の内面を切削して形成し
てもよく、要は実質的に多数の凹凸が形成されていれば
よい。また、フード３の内側の凹凸は、高強度モルタル
３５との付着強度が十分得られる場合はなくても良く、
この場合、図５（ｂ）に示したものであっても良い。
ベル４は、図面に示すごとく、鋼板４ａを溶接して形成
する実施例に限らず、フード３の内面を切削して形成し
てもよく、要は実質的に多数の凹凸が形成されていれば
よい。また、フード３の内側の凹凸は、高強度モルタル
３５との付着強度が十分得られる場合はなくても良く、
この場合、図５（ｂ）に示したものであっても良い。
【００３５】以上説明した本発明の一実施例のシールド
マシンを用いれば、次のような利点がある。 （１）機内からカッタ１２の前面に、高強度モルタル３
５を打設するようにしているため、長距離推進型シール
ドでビット交換が必要となった場合でも、中間立坑を構
築せずに施工することができる。したがって、再発進す
るに際しても、高強度モルタル３５の切削だけでよく、
中間立坑の取り壊しを行わなくて済む。 （２）シールドマシン１がＤＰＬＥＸ・ドーム型である
ため、切羽３１をドーム型に掘削でき、アーチ効果によ
り高強度モルタル３５の壁厚を薄くすることができる。 （３）同じくシールドマシン１がＤＰＬＥＸ・ドーム型
であるため、単軸型のようなセンタカッタがある場合に
比べて壁体に凹凸がなく、したがって壁体に構造上の弱
点が少ないこと、チャンバ２０内を低強度のソイルモル
タル３４に置き換え、ついで高強度モルタル３５を打設
するようにしているので、より一層壁体の凹凸を少なく
なし得ることとが相俟ち、ビット交換のためのより安全
な作業空間３６を形成することができる。 （４）シールド外筒２に対してシールド内筒６がスライ
ドできるため、シールド内筒６を機内の後方に引き込む
ことにより、高強度モルタル３５とシールド外筒２のフ
ード３との付着面積を広く取ることができること、前記
フード３の内側にフード部ジベル４を設けているので、
高強度モルタル３５とフード３とを強力に結合できるこ
ととが相俟ち、せん断強度および土水圧に対する曲げ強
度の大きい壁体を形成できるし、ビット交換用の作業空
間３６を確保するに際して、シールド内筒６と一緒にカ
ッタ１２全体を確実にかつ速やかに引き込むことがで
き、したがって作業能率の向上を図ることができる外、
シールド内筒６とカッタ１２を引き込むためのシールド
ジャッキ２２の小型化，省力化を図ることもできる。 （５）高強度モルタル３５の打設圧力をシールド内筒６
とカッタ１２の引き込み力に利用できるため、これらシ
ールド内筒６とカッタ１２の引き込み用のジャッキの設
置基数を少なくすることができる。 （６）カッタ１２の駆動装置９が多軸型であり、所要ト
ルクが小さくて済むため、個々の回転駆動源１０の小型
化および少数化を図ることができる結果、薬液注入管２
６や高強度モルタル注入口２７を適正配置でき、したが
って薬液の注入や高強度モルタル３５の打設を確実にか
つ能率よく行うことができるし、隔壁７に大きなマンホ
ールを形成することができる外、機長を大きくすること
なく圧気設備を設けることもできる。 （７）ビット交換の作業空間３６の形成時に、カッタ１
２を引き込むようにしているため、切羽３１を掘削する
必要がなく、作業空間３６を短時間で形成できるし、切
羽３１を掘削せずに高強度モルタル３５を打設し、作業
空間３６を確保するための壁体を形成するようにしてい
るので、作業空間３６を形成するための施工範囲が少な
くて済む。
マシンを用いれば、次のような利点がある。 （１）機内からカッタ１２の前面に、高強度モルタル３
５を打設するようにしているため、長距離推進型シール
ドでビット交換が必要となった場合でも、中間立坑を構
築せずに施工することができる。したがって、再発進す
るに際しても、高強度モルタル３５の切削だけでよく、
中間立坑の取り壊しを行わなくて済む。 （２）シールドマシン１がＤＰＬＥＸ・ドーム型である
ため、切羽３１をドーム型に掘削でき、アーチ効果によ
り高強度モルタル３５の壁厚を薄くすることができる。 （３）同じくシールドマシン１がＤＰＬＥＸ・ドーム型
であるため、単軸型のようなセンタカッタがある場合に
比べて壁体に凹凸がなく、したがって壁体に構造上の弱
点が少ないこと、チャンバ２０内を低強度のソイルモル
タル３４に置き換え、ついで高強度モルタル３５を打設
するようにしているので、より一層壁体の凹凸を少なく
なし得ることとが相俟ち、ビット交換のためのより安全
な作業空間３６を形成することができる。 （４）シールド外筒２に対してシールド内筒６がスライ
ドできるため、シールド内筒６を機内の後方に引き込む
ことにより、高強度モルタル３５とシールド外筒２のフ
ード３との付着面積を広く取ることができること、前記
フード３の内側にフード部ジベル４を設けているので、
高強度モルタル３５とフード３とを強力に結合できるこ
ととが相俟ち、せん断強度および土水圧に対する曲げ強
度の大きい壁体を形成できるし、ビット交換用の作業空
間３６を確保するに際して、シールド内筒６と一緒にカ
ッタ１２全体を確実にかつ速やかに引き込むことがで
き、したがって作業能率の向上を図ることができる外、
シールド内筒６とカッタ１２を引き込むためのシールド
ジャッキ２２の小型化，省力化を図ることもできる。 （５）高強度モルタル３５の打設圧力をシールド内筒６
とカッタ１２の引き込み力に利用できるため、これらシ
ールド内筒６とカッタ１２の引き込み用のジャッキの設
置基数を少なくすることができる。 （６）カッタ１２の駆動装置９が多軸型であり、所要ト
ルクが小さくて済むため、個々の回転駆動源１０の小型
化および少数化を図ることができる結果、薬液注入管２
６や高強度モルタル注入口２７を適正配置でき、したが
って薬液の注入や高強度モルタル３５の打設を確実にか
つ能率よく行うことができるし、隔壁７に大きなマンホ
ールを形成することができる外、機長を大きくすること
なく圧気設備を設けることもできる。 （７）ビット交換の作業空間３６の形成時に、カッタ１
２を引き込むようにしているため、切羽３１を掘削する
必要がなく、作業空間３６を短時間で形成できるし、切
羽３１を掘削せずに高強度モルタル３５を打設し、作業
空間３６を確保するための壁体を形成するようにしてい
るので、作業空間３６を形成するための施工範囲が少な
くて済む。
【００３６】ついで、図１３はビット交換をする場合の
他の例を示す縦断側面図である。
他の例を示す縦断側面図である。
【００３７】この図１３に示すシールドマシンは、いわ
ゆるＤＰＬＥＸ・直壁型シールドであって、カッタ３７
が多軸型で、前面が垂直に形成されている。
ゆるＤＰＬＥＸ・直壁型シールドであって、カッタ３７
が多軸型で、前面が垂直に形成されている。
【００３８】したがって、このカッタ３７でシールドト
ンネルを所定長さ掘進後、ビット交換用の作業空間３６
を形成するための高強度モルタル型の壁体は、直壁３８
に形成されている。
ンネルを所定長さ掘進後、ビット交換用の作業空間３６
を形成するための高強度モルタル型の壁体は、直壁３８
に形成されている。
【００３９】この例において、シールドマシン１および
ビット交換の過程は、前記の場合と同様である。
ビット交換の過程は、前記の場合と同様である。
【００４０】続いて、図１４はビット交換のさらに他の
例を示す縦断側面図である。
例を示す縦断側面図である。
【００４１】この図１４に示す例では、シールドマシン
４０がストロークの長い中折れ型に構成されている。
４０がストロークの長い中折れ型に構成されている。
【００４２】すなわち、シールド外筒が軸方向に第１部
分４１と第２部分４２に分割されている。また、シール
ド外筒の第１，第２部分４１，４２間には、シール装置
４３と、中折れジャッキ４４が設置されている。
分４１と第２部分４２に分割されている。また、シール
ド外筒の第１，第２部分４１，４２間には、シール装置
４３と、中折れジャッキ４４が設置されている。
【００４３】このシールドマシン４０の他の構成は、前
記第１実施例のシールドマシン１と同様であり、ビット
交換の過程も前記第１実施例と同様である。
記第１実施例のシールドマシン１と同様であり、ビット
交換の過程も前記第１実施例と同様である。
【００４４】さらに、図１５はビット交換のさらに別の
例を示す縦断側面図である。
例を示す縦断側面図である。
【００４５】この図１５に示す例では、シールドマシン
１に単軸型のカッタ４５を装着している。本発明ビット
交換技術は、この単軸型のカッタ４５を用いた場合にも
適用することができる。
１に単軸型のカッタ４５を装着している。本発明ビット
交換技術は、この単軸型のカッタ４５を用いた場合にも
適用することができる。
【００４６】この例におけるシールドマシン１の他の構
成ついては、前記第１実施例と同様であり、ビット交換
の過程も前記第１実施例と同様である。
成ついては、前記第１実施例と同様であり、ビット交換
の過程も前記第１実施例と同様である。
【００４７】
【００４８】本発明の一実施例にかかるシールドマシン
では、シールド外筒２とシールド内筒６とを持つシール
ドマシンであって、シールド外筒２のフード３の内側
に、フード部ジベル４としての凹凸を設け、カッタ１２
の前方に打設された高強度モルタル３５とフード部ジベ
ル４を付着させ、高強度モルタル３５とフード３を固定
可能に構成しているので、カッタ１２の前面に高強度モ
ルタル３５を打設しながらシールド内筒６と一緒に低強
度モルタルとカッタ１２を一体に引き込んでビット交換
用の作業空間３６を確保するに際して、高強度モルタル
３５とフード部ジベル４との結合を介して高強度モルタ
ル３５とシールド外筒２を強力に固定できるため、シー
ルド内筒６と一緒にカッタ１２を確実にかつ速やかに引
き込むことができる結果、ビット交換用の作業空間３６
を形成するための作業能率の向上を図り得る効果があ
る。
では、シールド外筒２とシールド内筒６とを持つシール
ドマシンであって、シールド外筒２のフード３の内側
に、フード部ジベル４としての凹凸を設け、カッタ１２
の前方に打設された高強度モルタル３５とフード部ジベ
ル４を付着させ、高強度モルタル３５とフード３を固定
可能に構成しているので、カッタ１２の前面に高強度モ
ルタル３５を打設しながらシールド内筒６と一緒に低強
度モルタルとカッタ１２を一体に引き込んでビット交換
用の作業空間３６を確保するに際して、高強度モルタル
３５とフード部ジベル４との結合を介して高強度モルタ
ル３５とシールド外筒２を強力に固定できるため、シー
ルド内筒６と一緒にカッタ１２を確実にかつ速やかに引
き込むことができる結果、ビット交換用の作業空間３６
を形成するための作業能率の向上を図り得る効果があ
る。
【００４９】また、フード部ジベル４のないタイプのも
のであっても高強度モルタル３５との十分な付着強度が
得られれば、シールド外筒２を固定でき、上述と同様の
効果が得られる。この場合、フード部ジベル４のないタ
イプのものでは、その分、マシンの製作が容易となると
ともに、若干であるがコストダウンとなる。
のであっても高強度モルタル３５との十分な付着強度が
得られれば、シールド外筒２を固定でき、上述と同様の
効果が得られる。この場合、フード部ジベル４のないタ
イプのものでは、その分、マシンの製作が容易となると
ともに、若干であるがコストダウンとなる。
【図１】 図１は本発明の一実施例のシールドマシンの
縦断側面図である。
縦断側面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 図１のＢ部分の拡大図であって、シールドマ
シンのフード部ジベルにおけるシールド内筒引き込み前
の状態を示す図である。
シンのフード部ジベルにおけるシールド内筒引き込み前
の状態を示す図である。
【図４】 同フード部ジベルにおけるシールド内筒引き
込み作業中の状態を示す図である。
込み作業中の状態を示す図である。
【図５】 （ａ）は図４のＣ部分の拡大図、（ｂ）はフ
ードジベルのないタイプのシールド内筒引き込み前の状
態を示す。
ードジベルのないタイプのシールド内筒引き込み前の状
態を示す。
【図６】 通常掘削時のカッタのカッタフレームを示す
拡大正面図である。
拡大正面図である。
【図７】 カッタフレームを縮径した状態を示す拡大正
面図である。
面図である。
【図８】 本発明のシールドマシンを用いてのカッタの
ビット交換の一過程の説明図である。
ビット交換の一過程の説明図である。
【図９】 図８に続く過程の説明図である。
【図１０】 図９に続く過程の説明図である。
【図１１】 図１０に続く過程を示す説明図である。
【図１２】 第１実施例のフローチャートである。
【図１３】 本発明のシールドマシンを用いてのビット
交換の他の例の対象であるシールドマシンの縦断側面図
である。
交換の他の例の対象であるシールドマシンの縦断側面図
である。
【図１４】 ビット交換のさらに他の例の対象である本
発明のシールドマシンの縦断側面図である。
発明のシールドマシンの縦断側面図である。
【図１５】 ビット交換のさらに別の例の対象である本
発明のシールドマシンの縦断側面図である。
発明のシールドマシンの縦断側面図である。
【図１６】 従来技術の説明図である。
１ シールドマシン ２ シールド外筒 ３ フード ４ フード部ジベル ５ テールシール ６ シールド内筒 ７ 隔壁 ９ カッタの駆動装置 １２ カッタ １３ カッタフレーム １４ カッタのビット ２０ チャンバ ２１ 排土装置 ２２ シールドジャッキ ２３ シールドジャッキのスプレッダ ２５ 裏込め材同時注入管 ２６ 薬液注入管 ２７ 高強度モルタル注入口 ３４ 低強度のソイルモルタル ３５ 高強度モルタル ３６ ビット交換用の作業空間 ３７ カッタ ３８ 直壁 ４０ シールドマシン ４１，４２ シールド外筒の第１，第２部分 ４４ 中折れジャッキ ４５ カッタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−66085（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−277292（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208990（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−144697（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 9/08
Claims (3)
- 【請求項１】 シールド外筒（２）とシールド内筒
（６）とを持つシールドマシンであって、シールド外筒
（２）のフード（３）の内側に、フード部ジベル（４）
としての凹凸を設け、カッタ（１２）の前方に打設され
た高強度モルタル（３５）とフード部ジベル（４）を付
着させ、高強度モルタル（３５）とフード（３）の結合
を介してシールド外筒（２）を固定可能とし、かつシー
ルド内筒（６）を引き込み可能に構成したことを特徴と
するシールドマシン。 - 【請求項２】 シールド外筒（２）とシールド内筒
（６）とを持つシールドマシンであってフード（３）の
内側にフード部ジベル（４）がないタイプのものにおい
て、カッタ（１２）の前方に打設された高強度モルタル
（３５）にシールド外筒（２）の前方のフード（３）の
内側を付着させ、高強度モルタル（３５）とフード
（３）の結合を介してシールド外筒（２）を固定可能と
し、かつシールド内筒（６）を引き込み可能に構成した
ことを特徴とするシールドマシン。 - 【請求項３】 シールド内筒（６）の前側寄りに隔壁
（７）が設けられ、隔壁（７）の前部にはチャンバ（２
０）が設けられ、このチャンバ（２０）内には回転可能
なカッタ（１２）が設けられ、シールド内筒（６）の引
き込みによりカッタ（１２）も引き込まれる請求項１ま
た２記載のシールドマシン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35798696A JP3124503B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | シールドマシン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35798696A JP3124503B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | シールドマシン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184278A JPH10184278A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3124503B2 true JP3124503B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=18456967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35798696A Expired - Fee Related JP3124503B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | シールドマシン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124503B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106644328A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-05-10 | 中南大学 | 一种微型数字开关形式的刀盘面板磨损检测装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4734541B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2011-07-27 | 清水建設株式会社 | シールド掘進機の回収方法及びその方法を用いるシールド掘進機 |
| JP4934882B2 (ja) * | 2008-02-28 | 2012-05-23 | 株式会社奥村組 | トンネル掘削時の障害物除去方法及び作業者による作業方法 |
| JP4934883B2 (ja) * | 2008-02-28 | 2012-05-23 | 株式会社奥村組 | トンネル掘削時の障害物除去方法及び作業者による作業方法 |
| JP5305752B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2013-10-02 | 株式会社奥村組 | トンネル掘削時の作業者による作業方法 |
| WO2018093335A1 (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | Fukuyama Engineering & Construction Pte. Ltd. | Ground stabilization method and system thereof |
| CN114780906B (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-06 | 北京城建集团有限责任公司 | 盾构换刀距离测算方法 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35798696A patent/JP3124503B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106644328A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-05-10 | 中南大学 | 一种微型数字开关形式的刀盘面板磨损检测装置 |
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|---|---|
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