JP3231289B2 - 地中接合型シールド掘進機 - Google Patents

地中接合型シールド掘進機

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JP3231289B2
JP3231289B2 JP7379199A JP7379199A JP3231289B2 JP 3231289 B2 JP3231289 B2 JP 3231289B2 JP 7379199 A JP7379199 A JP 7379199A JP 7379199 A JP7379199 A JP 7379199A JP 3231289 B2 JP3231289 B2 JP 3231289B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、地中接合型シー
ルド掘進機に関し、特に第1シールド掘進機の胴部材の
前端部分に第2シールド掘進機の胴部材の前端のフード
を内嵌させつつ、このフードの外周面に付着した土砂を
掻取って確実に止水できるようにした地中接合型シール
ド掘進機に関する。
【0002】
【従来の技術】 近年、上下水道用トンネルや共同溝等
をシールド工法により掘削することが多く、その場合に
は工事期間の制約があり、1台のシールド掘進機により
掘進できる距離にも限界があるため、通常、複数の立坑
を設け立坑と立坑の間の区間を各シールド掘進機で分担
して掘進することが多い。そのトンネルは同径の場合も
あるし、途中で径が変化する場合もある。
【0003】都市部の地下に形成するトンネルの場合、
地下地上ともに構造物が輻輳していて立坑を形成できな
いことも多いため、同径の又は異径の2台のシールド掘
進機を離隔地点から相接近方向へ掘進させ、最終的に2
台のシールド掘進機の前端部同士を地中接合する技術が
種々提案されている。
【0004】これらシールド掘進機の前端部同士を地中
接合する場合には、その接合部分をシールして水や土
砂、裏込め材がシールド掘進機の内部に流入しないよう
にシールした状態で、シールド掘進機の内部機器や構造
部材を撤去する必要がある。そのシールが不十分の場合
には、排水ポンプを準備し、立坑から排水ホースを導入
して接続し、それら排水ポンプや排水ホースにより、水
や土砂や裏込め材を排出しながら、凍結剤を併用した止
水対策を講じて漏水を封止しなければならないので、多
額の費用がかかり、地中接合の工事期間が長びく。
【0005】特開平5−248170号公報に記載の地
中接合型シールド掘進機では、受入側の第1シールド掘
進機と貫入側の第2シールド掘進機を備え、第1シール
ド掘進機は、第1胴部材とカッターディスクとカッター
駆動機構とを有し、このカッターディスクのカッタース
ポークを第1胴部材よりも小径化した縮径状態に切換
え、カッターディスクとカッター駆動機構等が第1胴部
材に対して所定距離後退移動するように構成されてい
る。第1胴部材の先端部の内周側には、チューブシール
(止水シール機構)が設けられている。第2シールド掘
進機は、第2胴部材とカッターディスクとを有し、この
カッターディスクのカッタースポークが第2胴部材より
も小径化した縮径状態に切換えられるように構成されて
いる。第2胴部材の先端部の内周側には、土砂シールが
設けられている。
【0006】この地中接合型シールド掘進機によれば、
第1シールド掘進機のカッタースポークを縮径状態に切
換えるとともに、カッターディスクとカッター駆動手段
等を第1胴部材に対して後退移動させる。第2シールド
掘進機のカッタースポークを縮径状態に切換え、第2シ
ールド掘進機全体を前進させてそのカッターディスク
を、第1シールド掘進機の第1胴部材に嵌入させ、その
後チューブシールを膨らませている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】 特開平5−2481
70号公報の地中接合型シールド掘進機では、地中接合
時にシールする個所が、第1胴部材のチューブシール
と、第2胴部材の土砂シールの2個所となるため、シー
ル部材が多く高価になる。しかも、トンネル掘削時に第
2シールド掘進機の第2胴部材とカッターディスクとの
隙間に流入する土砂により土砂シールが損傷しやすく、
地中接合時に、第2シールド掘進機のカッターディスク
の外周面に土砂がこびり付いたままチューブシールを膨
らませても土砂の凹凸により密着不良となり止水性が悪
化し最悪の場合チューブシールが破損する。
【0008】前記チューブシールのシールが不備で、第
1、第2シールド掘進機の内部に水や裏込め材が流入す
る場合には、前述のように、多額の費用がかかり地中接
合の工期が長くなってしまう。一方、カッターディスク
の外周面にこびり付いた土砂をジェット水にて噴出除去
する技術が公知であるが、シールド掘進機の胴部材の前
端部に複数のノズルを設けなければならず、その構造が
複雑になるだけでなく、土砂の流入により耐久性を確保
するのが難しい。
【0009】本発明の目的は、地中接合する接合部のシ
ール個所を少なくでき、シール性を高めて水や裏込め材
が流入するのを確実に防止できるような地中接合型シー
ルド掘進機を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】 請求項1の地中接合型
シールド掘進機は、第1,第2シールド掘進機を備え、
これら両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて地中
で接合するようにした地中接合型シールド掘進機におい
て、前記第1シールド掘進機は、第1胴部材とカッター
ディスクとカッター駆動手段とを有し、第2シールド掘
進機は、第2胴部材と、カッターディスクと、第1胴部
材の前端部分が遊嵌状に外嵌可能で第2胴部材の前端か
ら前方へ延びるリング状のフードとを有し、前記第1胴
部材の先端部の内周側に、前記フードの外周面の土砂を
掻取る為の円弧状の複数のスクレーパーを設け、地中接
合時に、第1胴部材の前端部分をフードに外嵌させる際
に、前記複数のスクレーパーによりフードの外周面の土
砂を掻取るように構成し、前記第1胴部材の前端部分の
内周部のうちの複数のスクレーパーよりも後方の部位
に、地中接合状態において第1胴部材とフード間をシー
ルする止水シール機構を設けたことを特徴とするもので
ある。
【0011】通常のトンネル掘削の最終段階時には、第
1シールド掘進機と第2シールド掘進機を相接近方向へ
掘進させ、両者のカッターディスクを所定間隔空けて接
近対向させる。地中接合時には、第1,第2シールド掘
進機のカッターディスクを駆動停止し接合の為の準備作
業を行った後、第2シールド掘進機のフードを、第1シ
ールド掘進機の第1胴部材の前端部分に内嵌させ、複数
のスクレーパーをこのフードの前端部付近に当接させ、
その状態でフードをさらに内嵌させながら複数のスクレ
ーパーによりフードの外周面の土砂を掻取る。従って、
例えば第1胴部材の内周側に複数のスクレーパーよりも
後方に位置する止水シールを設けて止水する場合には、
フードの外周面の土砂を確実に掻取った状態でシール
し、シール性を高めることができる。しかも、第2シー
ルド掘進機の第2胴部材の前端から前方へ延びるフード
を設ける関係上、地中接合の際に第1シールド掘進機の
第1胴部材とフードの間のみ、つまり1個所のみをシー
ルするだけで済むから、漏水発生個所を半減させて、シ
ール性を高めることができる。特に、複数のスクレーパ
ーによりフードの外周面の土砂を確実に掻取った状態
で、止水シール機構を作動させて第1胴部材とフード間
を確実にシールすることができ、止水シール機構は損傷
することなくそのシールの密着性が全周に亙って良好と
なり、止水性が保持される。
【0012】請求項2の地中接合型シールド掘進機は、
請求項1の発明において、前記第1シールド掘進機のカ
ッターディスクのカッタースポークは、掘削用の拡径状
態と第1胴部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可
能な伸縮カッター部材を備え、第2シールド掘進機のカ
ッターディスクのカッタースポークは、掘削用の拡径状
態と第1胴部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可
能な伸縮カッター部材を備えたことを特徴とするもので
ある。地中接合する場合、第1シールド掘進機の伸縮カ
ッター部材を縮径状態に切換えて第1胴部材の内部に収
容することができ、第2シールド掘進機の伸縮カッター
部材を、縮径状態に切換えて第1シールド掘進機の第1
胴部材の内部に貫入させることができる。
【0013】
【0014】請求項の地中接合型シールド掘進機は、
請求項の発明において、前記複数のスクレーパーを夫
々第1胴部材側へ退避させた退避位置と前記フード側へ
進出させた使用位置とに移動可能な複数の油圧アクチュ
エータを設けたことを特徴とするものである。トンネル
掘削時には複数の油圧アクチュエータにより複数のスク
レーパーを退避位置に移動させておき、流入する土砂と
の接触を極力避けることができ、スクレーパーの損傷を
防止できる。地中接合時には、例えば油圧供給源から複
数の油路を介して油圧を供給し、複数の油圧アクチュエ
ータを作動させ使用位置に切換え得る。
【0015】請求項の地中接合型シールド掘進機は、
請求項の発明において、前記第1シールド掘進機は、
少なくともそのカッターディスクとカッター駆動手段と
を第1胴部材に対して後方へ所定距離後退移動可能に構
成したことを特徴とするものである。地中接合時におい
て、第1シールド掘進機のカッターディスク、カッター
駆動手段等を第1胴部材の内部に収容し、第2シールド
掘進機のカッタースポークを縮径状態に切換えてからそ
のフードを第1胴部材の前端部分に内遊嵌させ、両シー
ルド掘進機を接合することができる。
【0016】請求項の地中接合型シールド掘進機は、
請求項の発明において、前記第1シールド掘進機に、
そのカッターディスクとカッター駆動手段とを後退駆動
する複数の油圧ジャッキを設けたことを特徴とするもの
である。それ故、地中接合時において、複数の油圧ジャ
ッキにより、第1シールド掘進機のカッターディスク、
カッター駆動手段等を後退駆動するので、簡単な構造の
駆動手段でもってこれらカッターディスク、カッター駆
動手段等を簡単に且つ能率的に後退させることができ
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。本実施形態に係る地中接合
型シールド掘進機は、図1、図2に示す第1シールド掘
進機1と、第1シールド掘進機1と略同径の図3、図4
に示す第2シールド掘進機2とを備え、これら両シール
ド掘進機1,2を相接近方向へ掘進させて地中接合する
ものである。最初に、第1シールド掘進機1について説
明する。但し、その掘進方向に向かって前後左右を前後
左右として説明する。
【0018】図1、図2に示すように、第1シールド掘
進機1は、第1胴部材3と、第1胴部材3の先端部の内
周側に設けられ土砂を掻取る為の複数のスクレーパー4
と、第1胴部材3の前端側に設けられたカッターディス
ク5と、カッター駆動機構6と、中折れ部7と、複数対
の中折れジャッキ8と、カッターディスク5やカッター
駆動機構6等を第1胴部材3に対して後方へ後退移動さ
せる複数の油圧ジャッキ9と、掘進推力を発生させる複
数のシールドジャッキ10と、エレクター装置11と、
排泥設備12等を有する。
【0019】カッターディスク5は、センターフレーム
13と、センターフレーム13から径方向に延びる4本
のカッタースポーク14と、センターフレーム13から
径方向に延びカッタースポーク14間に配設された4枚
の面板15と、第1胴部材3よりも小径に形成され且つ
これらカッタースポーク14と面板15を固着する環状
のリングフレーム16とを有する。4本のカッタースポ
ーク14の外周部には、4つの伸縮カッター部材14a
が設けられ、これら伸縮カッター部材14aは、内部の
油圧シリンダにより掘削用の拡径状態と第1胴部材3よ
りも小径化した縮径状態とに切換え可能に構成されてい
る。面板15には適宜ローラカッター19が設けられ、
各カッタースポーク14と伸縮カッター部材14aには
複数のカッタービット20が設けられている。
【0020】4枚の面板15のうち1枚の面板15に
は、カッタースポーク17がセンターフレーム13とリ
ングフレーム16とに固着されて設けられ、このカッタ
ースポーク17の外周部には、コピーカッター装置18
が伸縮自在に設けられている。このコピーカッター18
の退入時には、第1胴部材3よりも小径となるように構
成されている。図1に示すように、4本のカッタースポ
ーク14の後端側には、4つの連結フレーム21を介し
て環状のカッタードラム22が一体的に連結されてい
る。カッターディスク5を回転駆動する為のカッター駆
動機構6は、複数の油圧モータ6aとピニオンギヤ6b
と旋回軸受を含むリングギヤ24等から成り、油圧モー
タ6aの出力軸のピニオンギヤ6bがリングギヤ24の
ギヤ歯24aに噛合している。ところで、第1胴部材3
は前胴3aと後胴3bからなり、前胴3aの内部におい
てカッターディスク5の後側には、可動の隔壁26を介
してチャンバー25が形成され、この隔壁26にはカッ
タードラム22や油圧モータ6aなどが装着されてい
る。
【0021】隔壁26は、中央壁26aと、内筒壁26
b,26cと、環状壁26dとを有し、環状壁26dの
前面の外周付近には、断面偏平コ字形の環状のボックス
フレーム27が固着されている。このボックスフレーム
27は前胴3aの内周面に前後方向へ摺動可能に当接し
ている。カッターディスク5を隔壁26に回転自在に支
持する為に、カッタードラム22は内筒壁26bとボッ
クスフレーム27との間の環状空間に回転自在に装着さ
れている。カッタードラム22の内外両側には、複数の
シール部材28と軸受とが装着されている。尚、各油圧
モータ6aは環状壁26dに固定されている。中央壁2
6aには、後方向きにロータリージョイント29と、排
泥設備12の排泥管12aと送水管12bとが固着さ
れ、ロータリージョイント29とカッターディスク5と
を連結するセンター部材30が装備され、これらロータ
リージョイント29とセンター部材30の内部には、各
伸縮カッター部材14aとコピーカッター装置18とに
油圧を供給する為の複数の油路等が設けられている。
【0022】図1に示すように、後胴3bの前端部の内
面には、リングウェブ31,39が溶接接合され、中折
れ部7の頂部と底部において、前胴3aと後胴3bとは
ピン連結部を介してピン連結されている。即ち、頂部と
底部においてリングウェブ31の前面には上下1対のブ
ラケット32が突設され、前胴3aの後端部の内面には
リングウェブ35が溶接接合され、このリングウェブ3
5にはブラケット34が接合され、1対のブラケット3
2とブラケット34とは鉛直向きのピン33にてピン結
合されている。尚、36はテールグラウトシールであ
る。
【0023】前胴3aの内周面付近において、リングウ
ェブ35と環状壁26dとの間には、複数のストッパ部
材37が周方向適当間隔置きに取外し可能に配設されて
トンネル軸方向の荷重を伝達可能になっている。複数の
油圧ジャッキ9は、環状壁26dと後胴3bとの間に前
後方向向きに且つ周方向適当間隔おきに配設され、カッ
ターディスク5に作用する土水圧荷重を後胴3bに対し
て支持できるようになっている。ストッパ部材37と全
てのシールドジャッキ10と、エレクター装置11のエ
レクタ本体11aとエレクタ旋回用モータ38を撤去
後、これら油圧ジャッキ9により隔壁26、カッターデ
ィスク5及びカッタードラム22、カッター駆動機構
6、排泥設備12等の内部構造体を、第1胴部材3に対
して後方へボックスフレーム27の外周を摺動面として
後退移動させ得るようになっている。
【0024】複数のシールドジャッキ10は、後胴3b
の前端部の内面に溶接接合されたリングウェブ31,3
9に貫通状態に固定され、後方向きに且つ周方向適当間
隔おきに複数のストッパ部材37に干渉しないように配
設されている。各シールドジャッキ10のロッドの先端
部には、偏心金具40を介してスプレッダー41が連結
されている。スプレッダー41を覆工済みのセグメント
Sの前端に当接させることで、シールドジャッキ10の
推進力に対する反力をとるようになっている。
【0025】図1に示すように、エレクター装置11
は、エレクタ本体11aとエレクタ基枠11bとエレク
タ旋回用モータ38等を有する。エレクタ基枠11bは
略円筒状に形成され、その外周部には環状の係合部42
が形成されている。リングウェブ39の後端には周方向
適当間隔おきに複数のブラケット43が固定され、各ブ
ラケット43には掘進方向と平行な軸心回りに回転自在
の遊転式のローラ44が枢着され、これら複数のローラ
44によって係合部42が支持され、エレクタ基枠11
bが回転可能になっている。
【0026】エレクタ基枠11bの内周前端部には無端
チェーン45が付設され、リングウェブ31の先端部に
接合されたモータ支持ブラケット46には、エレクタ旋
回用モータ38がボルトにより固着され、そのエレクタ
旋回用モータ38で駆動されるスプロケット38aが無
端チェーン45に係合され、エレクタ旋回用モータ38
によりエレクタ基枠11bを正逆回転駆動できるように
なっている。尚、エレクタ本体11aはエレクタ基枠1
1bの後端面にボルトにより固着されている。
【0027】次に、土砂を掻取る為のスクレーパー4に
ついて説明する。図5〜図7に示すように、前胴3aの
先端部の内周側には、円弧状の複数のスクレーパー4が
周方向等間隔おきに且つ全体としてほぼ環状をなすよう
に設けられ、これらスクレーパー4により、第2シール
ド掘進機2の第2胴部材70の前端から前方に延びるリ
ング状のフード71の外周面の土砂を掻取るように構成
されている。各スクレーパー4の前端には掻取り性能を
高める為に外向き傾斜状の傾斜面が形成されている。
【0028】図5、図6に示すように、前胴3aの先端
部の内部には、複数のスクレーパー4を夫々第1胴部材
3側へ退避させた退避位置(図5参照)とフード71側
へ進出させた使用位置(図6参照)とに切換える複数の
油圧アクチュエータ50が設けられている。各油圧アク
チュエータ50は、前胴3aに形成されたシリンダ穴5
1と、このシリンダ穴51に摺動可能に収容されたピス
トン部材52と、ピストン部材52に連結されてスクレ
ーパー4に固着されたピストンロッド53とを有する。
尚、各シリンダ穴51に内外1対の油路54が接続さ
れ、内側の複数の油路は共通の油路を介して共通の油圧
供給源に接続され、外側の複数の油路は共通の油路を介
して前記油圧供給源に接続されている。尚、蓋部材5
5、シール部材56,57,58も設けられている。
【0029】図5、図6に示すように、前胴3aの前端
部分の内周部のうち、複数のスクレーパー4よりも後方
の部位には、環状の止水シール機構59が設けられてい
る。この止水シール機構59は、地中接合状態において
第1胴部材3とフード71間をシールする為のものであ
る。この止水シール機構59は、前胴3aの内面に凹設
された環状凹部60と、環状弾性膜部材61と、環状シ
ール部材62と、加圧水注入管63を含む加圧水注入機
構などで構成されている。環状凹部60には可撓性の環
状弾性膜部材61が配設され、環状弾性膜部材61の前
端部は環状の止め金具64とボルトにより前胴3aに固
定され、環状弾性膜部材61の後端部は環状の止め金具
65とボルトにより前胴3aに固定されている。
【0030】環状弾性膜部材61の内側には環状シール
部材62が設けられ、環状シール部材62の前端部が止
め金具64で固定されている。環状シール部材62は、
周方向に所定小幅の多数の薄手の弾性変形可能な弾性金
属板66であって周方向に部分的にラップさせつつ配列
した多数の弾性金属板66を弾力性に優れる合成ゴム材
又は合成樹脂材で包み込んだ構造のものである。それ
故、環状弾性膜部材61と環状シール部材62とは、図
5の退避状態から図6のシール状態とに亙って弾性変形
可能である。尚、67は、通常掘進時に止水シール機構
59へ土砂が侵入しないようにする為のシール部材であ
る。
【0031】次に、第2シールド掘進機2について説明
する。但し、その掘進方向に向かって前後左右を前後左
右として説明し、第2シールド掘進機2は第1シールド
掘進機1と概ね同様の構成であるので、第1シールド掘
進機1と同じ部材には同一の符号を付して説明を適宜省
略し、第1シールド掘進機1と異なる構成について説明
する。図3、図4に示すように、第2シールド掘進機2
は、第2胴部材70と、第2胴部材70の前端部に固着
されて前方へ延びるリング状のフード71とを有し、そ
の他カッターディスク5とカッター駆動機構6と中折れ
部7と複数対の中折れジャッキ8と複数のシールドジャ
ッキ10とエレクター装置11と排泥設備12等を有す
る。
【0032】但し、カッターディスク5やカッター駆動
機構6等を第2胴部材70に対して後方へ後退移動させ
る必要はないので、第1シールド掘進機1の油圧シリン
ダ9に相当する複数の油圧ジャッキは設けられていな
い。リングウェブ35と環状壁26dとの間には、複数
のストッパ部材ではなく複数の連結部材72が固着され
荷重伝達可能になっている。隔壁26は、中央壁26a
と、内筒壁26b,26cと、環状壁26dとを有し、
環状壁26dの外周端は第2胴部材70の前胴70aに
溶接接合されている。環状壁26dの前面と前胴70a
の内面とに、断面L形の環状のL形フレーム26eが溶
接接合されている。
【0033】図3、図6に示すように、第2胴部材70
は前胴70aと後胴70bからなり、前胴70aの前端
部は厚肉部に形成され、その厚肉部の前端には外向きの
傾斜面が形成されている。この前胴70aの前端部の厚
肉部にはモルタル等の裏込め材を注入する為の裏込め材
注入孔73が形成されている。
【0034】次に、両シールド掘進機1,2を相接近方
向へ掘進させてこれら両シールド掘進機1,2を地中で
接合する地中接合方法について説明する。図8に示すよ
うに、相接近方向へ掘進してきた第1,第2シールド掘
進機1,2をそれらの軸心がほぼ一致するように調節し
且つそれらのカッターディスク5が切羽の地山を隔てて
接近対向する状態に近づけ、第1シールド掘進機1が図
8に示す接合位置に到達した時点で第1シールド掘進機
1を停止させるとともに、第2シールド掘進機2を一時
停止させる。
【0035】次に、図8、図9に示すように、第1シー
ルド掘進機1においては、複数の油圧シリンダ9のピス
トンロッドを伸長させてカッターディスク5に作用する
土水圧を支持した状態にして、複数のストッパ部材37
を取外すとと共に、シールドジャッキ10、中折れジャ
ッキ8、エレクタ本体11a、エレクタ旋回用モータ3
8等を取外し、複数の伸縮カッター部材14aを縮径状
態に切換える。次に第2シールド掘進機2を前進させて
第1シールド掘進機1に接近させる。
【0036】次に、図9に示すように、第2シールド掘
進機2が接合位置の直前位置に到達した時点で第2シー
ルド掘進機2を一旦停止させ、第1シールド掘進機1の
カッターディスク5及びカッタードラム22、隔壁2
6、カッター駆動機構6、排泥設備12等を、複数の油
圧ジャッキ9により第1胴部材3に対して後方へ後退移
動させる。これと並行して第2シールド掘進機2の複数
の伸縮カッター部材14aを縮径状態に切換え、第2シ
ールド掘進機2を更に前進させる。
【0037】次に、図6、図7、図10に示すように、
第2シールド掘進機2のフード71の前端部を第1シー
ルド掘進機1の前胴3aに遊嵌状に内嵌させてから、複
数の油圧アクチュエータ50を同期作動させて複数のス
クレーパー4をフード71側へ進出させてフード71に
当接させた使用位置に切換える。この使用位置に切換後
に、第2シールド掘進機2を更に前進させてフード71
を前胴3aに遊嵌状に、図6に示す状態まで内嵌させな
がら、複数のスクレーパー4でフード71の外周面に付
着した土砂を掻取っていく。
【0038】次に、図6に示すように、止水シール機構
59において加圧水注入機構から加圧水を供給して環状
シール部材62を膨張させ、その環状シール部材62を
フード71の外周面に圧接させて止水状態にする。次
に、第2シールド掘進機2の複数の裏込め材注入孔73
からモルタル等の裏込め材を地山側へ注入する。その裏
込め材が固化してから、両シールド掘進機1,2の胴部
材3,70を残したまま内部機器や構造部材を含む内部
構造体を撤去する。
【0039】以上説明した第1,第2シールド掘進機
1,2によれば、第2シールド掘進機2の前胴70の前
端から前方へ延びるフード71を設け、地中接合の際に
はそのフード71を第1シールド掘進機1の前胴3aの
前端部分に挿入する構造にしたので、フード71と前胴
3aの間の1個所だけをシールすればよい。このように
シール個所が最小限まで少なくなったため、シール部材
の部材数を減らして製作費を低減することができるだけ
でなく、シール性能を高めることができる。
【0040】第1胴部材3の先端部の内周側に、円弧状
の複数のスクレーパー4が環状をなすように設けられ、
地中接合時にこれらスクレーパー4によりフード71の
外周面の土砂を掻取るように構成したので、第1胴部材
3の前端部分をフード71に遊嵌状に外嵌させつつ、フ
ード71の外周面の土砂を同時に短時間で且つ簡単、確
実に除去することができる。第1胴部材3の先端部の内
周部のうち、複数のスクレーパー4よりも後方の部位に
止水シール機構59を設けたので、フード71の外周面
の土砂を確実に掻取ってから止水シール機構59の環状
シール部材62をフード71の外周面に密着させて確実
にシールすることができるうえ、地中接合時に環状シー
ル部材62がフード71の外周面に付着した土砂に接触
して損傷することもない。
【0041】複数のスクレーパー4を複数の油圧アクチ
ュエータ50により夫々退避位置と使用位置とに位置切
換え可能にしたので、通常のトンネル掘削時には、各ス
クレーパー4を退避位置に保持して土砂と接触しにくく
し、スクレーパー4の損傷を防止できる。地中接合時に
は、共通の油圧供給源から供給する油圧で複数の油圧ア
クチュエータ50を作動させ、複数のスクレーパー4を
同時に強力に使用位置に切換えることができるので、構
造を簡単化できる。
【0042】第1シールド掘進機1のカッタースポーク
14に伸縮カッター部材14aを設け、第2シールド掘
進機2のカッタースポーク14に伸縮カッター部材14
aを設けたので、第1,第2シールド掘進機1,2のカ
ッターディスク5を、第1シールド掘進機1の第1胴部
材3の内部に収容することができる。第1シールド掘進
機1のカッターディスク5とカッター駆動機構6とを、
第1胴部材3に対して後方へ所定距離移動可能に構成し
たので、カッターディスク5、カッター駆動機構6等を
第1胴部材3の内部に収容し、第2シールド掘進機2の
カッタースポーク14を縮径状態に切換えておいて、第
2シールド掘進機2のフード71を第1シールド掘進機
1の前端部分に内嵌させ、両シールド掘進機1,2を接
合することができる。
【0043】第1シールド掘進機1の複数の油圧ジャッ
キ9により、第1シールド掘進機1のカッターディスク
5、カッター駆動機構6等の内部構造体を後退駆動する
ので、簡単な構造の駆動手段でもってこれらカッターデ
ィスク5、カッター駆動機構6等を簡単に且つ能率的に
後退させることができ、地中接合の作業負荷を軽減する
ことができる。
【0044】次に、前記の実施形態を部分的に変更した
変更形態について説明する。 1)前記実施形態では12組のスクレーパー4を設ける
場合を例として説明したが、スクレーパー4の数は12
組に限定されず、12組以下でもよく12組以上でもよ
い。また、使用位置に切換えたとき、隣接するスクレー
パー4間に殆ど隙間が生じないように複数のスクレーパ
ー4を配置することも望ましい。 2)各スクレーパー4の後端部を前胴3aにピン結合
し、油圧アクチュエータとしてトンネル軸心方向と平行
に形成した油圧シリンダを適用してもよい。 3)第1シールド掘進機1の複数のストッパ部材37を
取外す際、必要に応じて第1シールド掘進機1の内部構
造体を取外してもよい。
【0045】4)第2シールド掘進機2に、第1シール
ド掘進機1と同様の複数のストッパ部材37、複数の油
圧ジャッキ9等を設け、第2シールド掘進機2のカッタ
ーディスク5、カッター駆動機構6等を後退駆動させて
両シールド掘進機1,2を地中接合するようにしてもよ
い。この場合、第1,第2シールド掘進機1,2の構造
が一層同構造に近づくため、両シールド掘進機1,2の
製作面で有利である。 5)本実施形態では泥水式の排泥設備を採用したが、土
圧式の排土設備も適用可能である。その他、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更を付
加した形態で実施することも可能である。
【0046】
【発明の効果】 請求項1の発明によれば、第1シール
ド掘進機の第1胴部材の先端部の内周側に円弧状の複数
のスクレーパーが設けられ、地中接合時にこれらスクレ
ーパーにより第2シールド掘進機のフードの外周面の土
砂を掻取るように構成したので、第1胴部材の前端部分
をフードに遊嵌状に外嵌させつつ、フードの外周面の土
砂を同時に短時間で且つ簡単、確実に除去することがで
きる。
【0047】従って、第1胴部材の先端部の内周側を止
水シールなどでシールする場合に、フードの外周面の土
砂を確実に掻取った状態で確実にシールすることがで
き、接合時においても止水シールが土砂により損傷する
こともない。それ故、地中接合時に止水性を高め易くな
り、水やモルタル等の裏込め材が両シールド掘進機の内
部に流入してシールド掘進機の内部機器や構造部材の撤
去作業を妨げることもない。その結果、地中接合の工期
を短縮し、その費用を低減できる。しかも、第2シール
ド掘進機の第2胴部材の前端から前方へ延びるフードを
設けるため、地中接合時に第1胴部材とフード間をシー
ルするだけで済むから、シール個所が半減し、シール部
材を節減でき、設備コスト的にも有利になる。特に、止
水シール機構を、第1胴部材の前端部分の内周部のうち
の複数のスクレーパーよりも後方の部位に設けたので、
複数のスクレーパーによりフードの外周面の土砂を確実
に掻取った状態で、このフードの外周面と第1胴部材の
間を止水シール機構により確実にシールできる。即ち、
地中接合時にスクレーパーの後方のフードの外周面には
土砂がこびり付いていないので、止水シール機構が土砂
との接触により損傷しにくく、シールの密着性が全周に
亙って良好となり、止水性を確保することができる。
【0048】請求項2の発明によれば、地中接合する場
合、第1シールド掘進機の伸縮カッター部材を縮径状態
に切換えて第1胴部材の内部に収容することができ、第
2シールド掘進機の伸縮カッター部材を、縮径状態に切
換えて第1シールド掘進機の第1胴部材の内部に貫入さ
せることができる。その他請求項1と同様の効果を奏す
る。
【0049】
【0050】請求項の発明によれば、複数の油圧アク
チュエータにより、複数のスクレーパーを夫々退避位置
と使用位置とに移動可能にしたので、トンネル掘削時に
は、各スクレーパーを退避位置に移動させて流入する土
砂との接触を極力避けてスクレーパーの損傷を防止でき
る。地中接合時には、例えば1つの油圧供給源から複数
の油路を介して油圧を供給し、複数の油圧アクチュエー
タを作動させ、複数のスクレーパーを同時に使用位置に
切換えることができるので、構造を簡単化できる。しか
も、スクレーパーを退避位置に保持した状態で、フード
を第1胴部材の前端部分にスムースに内嵌させることが
できるから、フードとスクレーパーの干渉を避けること
もできる。その他請求項と同様の効果を奏する。
【0051】請求項の発明によれば、第1シールド掘
進機の少なくともカッターディスクとカッター駆動手段
とを、第1胴部材に対して後方へ所定距離移動可能に構
成したので、地中接合の際にカッターディスクとカッタ
ー駆動手段等を第1胴部材の内部に後退移動して収容
し、第2シールド掘進機のカッタースポークを縮径状態
に切換えて状態で第2シールド掘進機を前進移動させ、
第2シールド掘進機のフードを第1胴部材の前端部分に
内嵌させ、両シールド掘進機を接合することができる。
その他請求項と同様の効果を奏する。
【0052】請求項の発明によれば、複数の油圧ジャ
ッキにより、カッターディスク、カッター駆動手段等を
後退駆動するので、簡単な構造の駆動手段でもってこれ
らカッターディスク、カッター駆動手段等を簡単に且つ
能率的に後退させることができ、接合作業の作業負荷を
軽減することができる。その他請求項と同様の効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る第1シールド掘進機の
縦断面図である。
【図2】第1シールド掘進機の正面図である。
【図3】第2シールド掘進機の縦断面図である。
【図4】第2シールド掘進機の正面図である。
【図5】スクレーパー(退避位置)と止水機構の要部拡
大断面図である。
【図6】スクレーパー(使用位置)と止水機構とフード
の要部縦断面図である。
【図7】図6のVII − VII線断面図である。
【図8】第1,第2シールド掘進機を地中接合する第1
段階の説明図である。
【図9】第1,第2シールド掘進機を地中接合する第2
段階の説明図である。
【図10】第1,第2シールド掘進機を地中接合する第
3段階の説明図である。
【符号の説明】
1 第1シールド掘進機 2 第2シールド掘進機 3 第1胴部材 4 スクレーパー 5 カッターディスク 6 カッター駆動機構 9 油圧ジャッキ 14 カッタースポーク 14a 伸縮カッター部材 50 油圧アクチュエータ 59 止水シール機構 70 第2胴部材 71 フード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1,第2シールド掘進機を備え、これ
    ら両シールド掘進機を相接近方向へ掘進させて地中で接
    合するようにした地中接合型シールド掘進機において、 前記第1シールド掘進機は、第1胴部材とカッターディ
    スクとカッター駆動手段とを有し、第2シールド掘進機
    は、第2胴部材と、カッターディスクと、第1胴部材の
    前端部分が遊嵌状に外嵌可能で第2胴部材の前端から前
    方へ延びるリング状のフードとを有し、 前記第1胴部材の先端部の内周側に、前記フードの外周
    面の土砂を掻取る為の円弧状の複数のスクレーパーを設
    け、 地中接合時に、第1胴部材の前端部分をフードに外嵌さ
    せる際に、前記複数のスクレーパーによりフードの外周
    面の土砂を掻取るように構成し 前記第1胴部材の前端部分の内周部のうちの複数のスク
    レーパーよりも後方の部位に、地中接合状態において第
    1胴部材とフード間をシールする止水シール機構を設け
    たことを特徴とする地中接合型シールド掘進機。
  2. 【請求項2】 前記第1シールド掘進機のカッターディ
    スクのカッタースポークは、掘削用の拡径状態と第1胴
    部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可能な伸縮カ
    ッター部材を備え、第2シールド掘進機のカッターディ
    スクのカッタースポークは、掘削用の拡径状態と第1胴
    部材よりも小径化した縮径状態とに切換え可能な伸縮カ
    ッター部材を備えたことを特徴とする請求項1に記載の
    地中接合型シールド掘進機。
  3. 【請求項3】 前記複数のスクレーパーを夫々第1胴部
    材側へ退避させた退避位置と前記フード側へ進出させた
    使用位置とに移動可能な複数の油圧アクチュエータを設
    けたことを特徴とする請求項に記載の地中接合型シー
    ルド掘進機。
  4. 【請求項4】 前記第1シールド掘進機は、少なくとも
    そのカッターディスクとカッター駆動手段とを第1胴部
    材に対して後方へ所定距離後退移動可能に構成したこと
    を特徴とする請求項に記載の地中接合型シールド掘進
    機。
  5. 【請求項5】 前記第1シールド掘進機に、そのカッタ
    ーディスクとカッター駆動手段とを後退駆動する複数の
    油圧ジャッキを設けたことを特徴とする請求項に記載
    の地中接合型シールド掘進機。
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