JP3220949B2 - 多連型シールド掘進機の掘削装置 - Google Patents

多連型シールド掘進機の掘削装置

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JP3220949B2
JP3220949B2 JP32463292A JP32463292A JP3220949B2 JP 3220949 B2 JP3220949 B2 JP 3220949B2 JP 32463292 A JP32463292 A JP 32463292A JP 32463292 A JP32463292 A JP 32463292A JP 3220949 B2 JP3220949 B2 JP 3220949B2
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哲雄 畠山
順 佐々木
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Sato Kogyo Co Ltd
Okumura Corp
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Sato Kogyo Co Ltd
Okumura Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は道路トンネルの施工に適
した多連型シールド掘進機の掘削装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】シールド工法は、密閉型シールド技術の
進歩、大断面化、大深度化及び複合断面工法の開発によ
り、その利用範囲が広まり、東京湾横断道路に代表され
る道路トンネルへの利用が現実のものとして計画されて
いる。
【0003】道路トンネルをシールド工法で施工する場
合には、上下(上りと下り)の道路本線部を同時に構築
して行くことが望ましく、そのため、図4の(イ)に一
例を示す如く、上下の道路本線部を構築するための左右
の主シールド部aと、上下の道路本線部を連絡する連絡
部を構築するための中央部の副シールド部bとを一体に
組み合わせてなる多連型シールド掘進機が提案されてい
る。cは主シールド部aのカッター、dは副シールド部
bのカッター、eはシールドフレームを示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、道路トンネ
ルでは、非常用駐車帯の設置が義務付けられること等の
課題に対して左右方向に部分的にトンネル断面を拡大す
ることが必要となるが、上記提案されている多連型シー
ルド掘進機の技術範囲では、トンネル断面を部分的に拡
大することに充分対応できるものでないのが実情であ
る。
【0005】すなわち、上記多連型シールド掘進機の場
合、たとえば、図4の(ロ)に示す如く、主シールド部
aを副シールド部bに対して離反させる如く移動させて
シールドフレームeを拡幅させたとしても、シールドフ
レームeの輪郭内において、移動した主シールド部aの
カッターcと移動しない副シールド部bのカッターdと
の間に、斜線で示す如き未掘削部fが生じてしまう問題
が惹起される。この未掘削部fをなくすためには、主シ
ールド部aのカッターcの外周部からコピーカッターを
突出させて、コピーカッターにより掘削することが考え
られるが、この場合、コピーカッターでは地山を押えら
れないので、地山が崩壊する虞がある。
【0006】そこで、本発明は、主シールド部を移動さ
せてシールドフレームを拡幅させても、主シールド部の
カッターと副シールド部のカッターとの間の未掘削部を
なくすことができるような多連型シールド掘進機の掘削
装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、左右の円型の主カッターと該各主カッタ
ー間の背面側に配置した円型の副カッターとを、これら
3つのカッターの正面形状と対応する輪郭形状としたシ
ールドフレームの前面部にそれぞれ取り付けてなる左右
の主シールド部と中央の副シールド部を備え、且つ上記
シールドフレームを、上記各主カッターの軸心を挟む上
下位置で左右方向に3分割して、シールドフレームを拡
幅できるよう上記各主シールド部を副シールド部に対し
て左右方向へスライド可能としてある多連型シールド掘
進機における上記主カッターの背面部で且つ副カッター
寄り上下位置に、上記シールドフレームの輪郭に沿う方
向へ揺動駆動可能とした補助カッターを、シールドフレ
ームの縮幅時に主カッターの背面に隠れるように装備さ
せた構成とする。
【0008】
【作用】シールドフレームを拡幅すべく主シールド部を
移動させると、主カッターの背面側に隠れて位置してい
た補助カッターが、主カッターの移動した後に現れる。
したがって、主、副カッターの駆動と同時に補助カッタ
ーを駆動すると、主カッターの移動後の非掘削領域が補
助カッターで掘削される。この際、補助カッターにより
同時に山留めも行われる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0010】図1乃至図3は本発明の一実施例を示すも
ので、円型の左右の主カッター1と該各主カッター1間
の背面側に位置させた円型の副カッター2とを、これら
カッター1,2の正面形状と対応する輪郭形状としたシ
ールドフレーム3の前面部に、それぞれモータ4と5に
より回転駆動可能に取り付けてなる左右の主シールド部
6と中央の副シールド部7とを備え、且つ上記シールド
フレーム3を、主カッター1の軸心を挟む上下部位置で
左右方向に3分割すると共に、該各分割部に、左右方向
へ一定量スライドし得るスライドガイド機構8をそれぞ
れ設けて、左右の主シールド部6を中央の副シールド部
7に対してそれぞれ左右方向へスライド可能に構成し、
更に、上記各主シールド部6と副シールド部7との間
に、それぞれ左右方向へ配した拡幅ジャッキ9を介装さ
せ、該拡幅ジャッキ9の伸長作動で主シールド部6が左
右方向へスライドさせられることによりシールドフレー
ム3が拡幅させられるようにしてある多連型シールド掘
進機において、上記主カッター1の背面部で且つ副カッ
ター2寄り上下位置に、外側縁部を上記シールドフレー
ム3の輪郭に沿う円弧形状とした補助カッター10を、
シールドフレーム3の縮幅時に主カッター1の背面に隠
れるように装備させ、更に、該補助カッター10をシー
ルドフレーム3の輪郭に沿う方向へ揺動駆動するための
揺動装置11を設け、シールドフレーム3の拡幅時だけ
補助カッター10が正面に露出するようにした構成とす
る。
【0011】上記揺動装置11は、副シールド部7用の
バルクヘッド12を貫通するように配置した2本の軸1
3と、バルクヘッド12の前面側で上記軸13を中心に
揺動可能に取り付けた平行リンク14と、該平行リンク
14の揺動駆動装置(図示せず)とからなり、平行リン
ク14の先端を補助カッター10の背面に枢着連結する
ようにしてある。
【0012】なお、15は主シールド部6用のバルクヘ
ッドであり、主シールド部6が左右方向へ移動してシー
ルドフレーム3が拡幅された状態でもシール性が確保さ
れるように、副シールド部7用のバルクヘッド12に対
して左右方向へスライド可能に重合配置してある。
【0013】上記構成とした多連型シールド掘進機を用
いて道路トンネルを施工する場合、一般部では、図1乃
至図3の右半部に示す如く、シールドフレーム3を縮幅
した状態で、左右の主シールド部6の主カッター1にて
上下の道路本線部を掘削して行くようにすると共に、中
央の副シールド部7の副カッター2にて上下の道路本線
部の連絡部を掘削して行くようにする。
【0014】上記一般部の掘削作業を行っている状態に
おいて、非常用駐車帯を設置すべき個所の所要量手前の
位置に達すると、主カッター1の外周部からコピーカッ
ター(図示せず)を突出させ、該コピーカッターにより
切羽側方部を余掘りしながら掘削を行ってシールドフレ
ーム3の拡幅空間を確保させた後、図1乃至図3の左半
部に示す如く、各拡幅ジャッキ9を所定量伸長させて主
シールド部6を左右方向外方へスライドさせることによ
りシールドフレーム3を所定量拡幅させた状態として、
再び主カッター1と副カッター2で掘削を行うが、この
とき、同時に、揺動装置11により補助カッター10を
揺動駆動させるようにする。
【0015】すなわち、シールドフレーム3を拡幅すべ
く主シールド部6を副シールド部7から離反させるよう
に移動させると、シールドフレーム3の輪郭内におい
て、移動した主カッター1と移動しない副カッター2の
間の上下部に、主カッター1によって掘削できない非掘
削領域が形成されるが、主カッター1の背面側に位置す
る補助カッター10が主カッター1の移動に伴って正面
に現れるので、主カッター1の非掘削領域の地山を補助
カッター10で掘削させるようにする。この場合、補助
カッター10は外側縁がシールドフレーム3の輪郭に沿
う形状としてあり、しかも揺動装置11の平行リンク1
4で揺動させるとシールドフレーム3の輪郭に沿って移
動できるので、未掘削部をなくすことができる。又、こ
の際、補助カッター10がないと上記未掘削部の地山が
崩壊する虞があるが、補助カッター10の存在により地
山を押えることができるので、山留めも確実に行うこと
ができる利点がある。
【0016】上記において、シールドフレーム3は、主
カッター1の軸心を挟む上下位置で分割してあることか
ら、シールドフレーム3を拡幅して掘削を行うと、道路
本線部間の連絡部の幅は拡げることなく、非常駐車帯の
設置が必要な道路本線部の幅を合理的に拡げることがで
きる。
【0017】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の多連型シール
ド掘進機の掘削装置によれば、左右の円型の主カッター
と該各主カッター間の背面側に配置した円型の副カッタ
ーとを、これら3つのカッターの正面形状と対応する輪
郭形状としたシールドフレームの前面部にそれぞれ取り
付けてなる左右の主シールド部と中央の副シールド部を
備え、且つ上記シールドフレームを、上記各主カッター
の軸心を挟む上下位置で左右方向に3分割して、シール
ドフレームを拡幅できるよう上記各主シールド部を副シ
ールド部に対して左右方向へスライド可能としてある多
連型シールド掘進機における上記主カッターの背面部で
且つ副カッター寄り上下位置に、上記シールドフレーム
の輪郭に沿う方向へ揺動駆動可能とした補助カッター
を、シールドフレームの縮幅時に主カッターの背面に隠
れるように装備させた構成としてあるので、シールドフ
レームの拡幅時に主カッターの移動に伴って形成される
主カッターの非掘削領域を、補助カッターで確実に掘削
できて未掘削部をなくすことができ、且つ補助カッター
により山留めを行うことができて地山の崩壊を防止する
ことができ、かかる拡幅掘削により、道路本線部間の連
絡部の幅は拡げることなく、非常駐車帯の設置が必要な
道路本線部の幅を合理的に拡げることができると共に、
この際、上記補助カッターは、シールドフレームの拡幅
時にだけ正面に現れるようにしてあることから、合理的
な構造設計とすることができる、という優れた効果を発
揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多連型シールド掘進機の掘削装置の一
実施例を示す切断平面図である。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】図1のB−B矢視図である。
【図4】最近提案されている多連型シールド掘進機の一
例を示すもので、(イ)は概略斜視図、(ロ)は拡幅状
態の概略正面図である。
【符号の説明】
1 主カッター 2 副カッター 3 シールドフレーム 6 主シールド部 7 副シールド部 10 補助カッター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 順 東京都中央区日本橋本町4−12−20 佐 藤工業株式会社 本社内 (72)発明者 上原 俊明 愛知県知多市北浜町11番1号 石川島播 磨重工業株式会社 愛知工場内 (56)参考文献 特開 平4−285291(JP,A) 特開 平4−293897(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右の円型の主カッターと該各主カッタ
    ー間の背面側に配置した円型の副カッターとを、これら
    3つのカッターの正面形状と対応する輪郭形状としたシ
    ールドフレームの前面部にそれぞれ取り付けてなる左右
    の主シールド部と中央の副シールド部を備え、且つ上記
    シールドフレームを、上記各主カッターの軸心を挟む上
    下位置で左右方向に3分割して、シールドフレームを拡
    幅できるよう上記各主シールド部を副シールド部に対し
    て左右方向へスライド可能としてある多連型シールド掘
    進機における上記主カッターの背面部で且つ副カッター
    寄り上下位置に、上記シールドフレームの輪郭に沿う方
    向へ揺動駆動可能とした補助カッターを、シールドフレ
    ームの縮幅時に主カッターの背面に隠れるように装備さ
    せた構成を有することを特徴とする多連型シールド掘進
    機の掘削装置。
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