JP3232304B2 - シールド工法及びシールド掘進機 - Google Patents

シールド工法及びシールド掘進機

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JP3232304B2 JP08835096A JP8835096A JP3232304B2 JP 3232304 B2 JP3232304 B2 JP 3232304B2 JP 08835096 A JP08835096 A JP 08835096A JP 8835096 A JP8835096 A JP 8835096A JP 3232304 B2 JP3232304 B2 JP 3232304B2
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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、シールド掘進機で
地中を掘進中、掘進の障害となる地中障害物の存在を検
知した後、シールド本体内に設置された障害物撤去手段
をカッタヘッド前方へ突出させて地中障害物を撤去しな
がら掘進するシールド工法及びシールド掘進機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】シールド掘進機で地中を掘進してトンネ
ル等の地下坑を掘削しているとき、特に都市部において
は、基礎杭、残置杭、シートパイル等の地中構造物の残
骸に遭遇することがある。シールド掘進機での掘進経路
に、こうした地中構造物の残骸が存在すると、カッタヘ
ッドの掘削刃を損傷したり掘進不能となったりして、掘
進の障害となる。シールド掘進機で地中を掘進中、こう
した掘進の障害となる地中障害物に遭遇した場合、この
地中障害物をウォータジェット、カッタビット、ブレー
カ・ガス切断機を用いて切断して撤去する方法等各種の
撤去方法があったが、何れも人が切羽に出て作業をする
必要があるため、多大の時間と労力を要して工事が長期
化し難工事となった。こうした問題を解決するための手
段として、最近、特開平6ー336895号公報に記載
のシールド掘進機が提案されている。
【0003】このシールド掘進機は、地中障害物を検知
する障害物検知手段としての地山探査レーダーと、シー
ルド本体内に揺動可能に支承され、カッタヘッド前方へ
突出させて駆動することにより地中障害物を撤去するこ
とのできる障害物撤去手段としてのボーリングマシンと
を備えたものである。ボーリングマシンで地中障害物を
撤去することのできるこの従来のシールド掘進機は、地
中を掘進中、掘進の障害となる地中障害物を地山探査レ
ーダーで探査し、その存在を検知した後、シールド本体
内に揺動可能に設置されたボーリングマシンをカッタヘ
ッド前方へ突出させ、必要に応じて揺動させてシールド
本体半径方向の位置を適宜の位置に位置決めした後、こ
れを駆動することにより地中障害物を切削し、コアーと
して取り出して撤去し、掘進を進めるようにしたもので
ある。したがって、この従来のシールド掘進機を用いれ
ば、地中障害物を撤去する作業をシールド本体内に設置
したボーリングマシンで行えるため、人が切羽に出て作
業をしなくても済む。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のシールド掘
進機は、前述したように、障害物撤去手段としてのボー
リングマシンをシールド本体内に揺動可能に支承するも
のであるが、シールド本体内には各種の機器類が錯綜し
て設置されているため、そのボーリングマシンを設置す
るにしても、シールド本体内の限られた空間に設置する
ことを余儀なくされ、これを揺動するにしても、シール
ド本体内の機器類に干渉しないようにする必要があっ
て、揺動できる角度は自ずから制約される。例えば、ボ
ーリングマシンを揺動させた際に到達地点が偏らずその
設置に好適なシールド本体中心部は、充填剤注入装置等
で占められていたり、シールド本体外周側は、旋回ベア
リングやカッタ駆動モータ等の各種装置で占められてい
たりするため、ボーリングマシンの理想的な配置ができ
ない上にボーリングマシンの揺動角度は制約される。そ
して、ボーリングマシンの揺動による位置決めは、地山
探査レーダーの検知能力の制約上、カッタヘッドを地中
障害物に対して1m程度の距離に接近させて行うことか
ら、例えば、地中障害物がシールド本体の全断面に出現
する場合のように掘進断面の広範な領域にわたって分布
している場合、ボーリングマシンの揺動軸線から離れた
個所に位置する地中障害物については、ボーリングマシ
ンの揺動角度が制約されている限り、その撤去が不可能
となる。
【0005】本発明は、従来の技術にみられるこうした
問題を解消しようとするものであり、その技術課題は、
シールド本体内に揺動可能に設置された障害物撤去手段
により地中障害物を撤去するシールド工法及びシールド
掘進機において、その障害物撤去手段の揺動角度が制約
されても、地中障害物を掘進断面の広範な領域にわたっ
て安全、確実に撤去することができるシールド工法及び
シールド掘進機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のこうした技術課
題は、シールド掘進機で地中を掘進し、その掘進時に掘
進の障害となる地中障害物の存在を検知した後、シール
ド本体内に揺動可能に設置された障害物撤去手段をカッ
タヘッド前方へ突出させて駆動することにより地中障害
物を撤去するようにしたシールド工法において、「シー
ルド掘進機での掘進時に地中障害物を検知する第1の工
程と、この第1の工程により地中障害物の存在を検知し
た後、シールド本体前部の周辺地山を支持することので
きる筒状部材をカッタヘッド前面の切羽に向けて突出さ
せてから、シールド本体前部を後退させて、カッタヘッ
ドから切羽に至るまでの距離を増加させることにより、
筒状部材をその切羽の位置に取り残した状態にしながら
シールド本体前部だけを後退させる第2の工程と、この
第2の工程の終了後、障害物撤去手段をカッタヘッド前
方へ突出させるとともに揺動させて地中障害物の撤去作
業が可能な位置に位置決めし、障害物撤去手段を駆動す
ることにより地中障害物を撤去する第3の工程とによ
り、地中障害物を撤去するようにした」ことにより達成
される。
【0007】また、前部にカッタヘッドを有しシールド
ジャッキにより推進されるシールド本体と、掘進の障害
となる地中障害物を検知する障害物検知手段と、シール
ド本体内に揺動可能に設置され、カッタヘッド前方へ突
出させて駆動することにより地中障害物を撤去すること
のできる障害物撤去手段とを備えたシールド掘進機にお
いて、「カッタヘッド前方へ突出させたりその前方より
没入させたりすることのできるようにシールド本体に出
没可能に取り付けられ、カッタヘッド前方へ突出させた
際に周辺地山を支持することのできる筒状部材と、この
筒状部材を出没させるように駆動する筒状部材駆動手段
とを設けるとともに、シールド本体を、前部にカッタヘ
ッドを有し障害物撤去手段を設置した前胴部とその後方
の後胴部とに分割して構成し、前胴部を後胴部に対して
摺動ジャッキにより前後方向に駆動できるようにして、
前胴部を後退させて障害物撤去手段をカッタヘッドと共
に後退させることにより、障害物撤去手段での地中障害
物の撤去可能な範囲を拡大できるようにした」ことによ
り達成される。
【0008】本発明のシールド工法は、前記の技術手段
を採用したので、シールド掘進機で地中を掘進中、地中
障害物の存在を検知した場合、筒状部材をカッタヘッド
前面の切羽に向けて突出させてから、シールド本体前部
を後退させて、カッタヘッドから切羽に至るまでの距離
を増加させることにより、筒状部材をその切羽の位置に
取り残した状態にしながらシールド本体前部だけを後退
させる。こうした操作をすることにより、カッタヘッド
と切羽との間の距離を増加させるだけでなく、カッタヘ
ッドと切羽との間に生じる空隙周辺の地山を筒状部材に
より支持するようにする。しかる後、障害物撤去手段を
カッタヘッド前方へ突出させるとともに揺動させて地中
障害物の撤去作業が可能な位置に位置決めし、これを駆
動することにより地中障害物を撤去する。その場合、前
記のようにカッタヘッドから切羽に至るまでの距離を増
加させたことにより、障害物撤去手段の位置決め可能な
領域が拡大して、地中障害物を掘進断面の広範な領域に
わたって撤去することができる。一方、本発明のシール
ド掘進機は、前記の技術手段を採用していて、本発明の
シールド工法を実施するための装置に相当するから、以
上述べたシールド工法の作用と同様の作用を奏するが、
シールド本体の前部を前進、後退させ得るようにする場
合には、特に、シールド本体を前胴部と後胴部とに分割
構成して、前胴部を別個に摺動ジャッキで前後方向に駆
動できるようにしている。そのため、前記の方法を実施
する過程でシールド本体前部を後退させるときには、前
胴部だけを分離して摺動ジャッキで後退させることがで
きるので、シールド本体前部を地中障害物の分布状況に
対応して迅速、正確に後退させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明が実際上どのように
具体化されるのかを示す具体化例を図1乃至図15に基
づいて説明することにより、本発明の実施の形態を明ら
かにする。図1は、本発明の具体化例のシールド掘進機
の側断面図、図2は、図1の矢印A−A方向矢視図、図
3は、図1中の筒状掘削機の部分を拡大して詳細に示す
拡大側断面図、図4は、図3のB−B視図、図5は、図
3のC−C線断面図、図6は、図3のD−D視図、図7
は、本発明の具体化例のシールド掘進機による地中障害
物の撤去工程における1番目の状態を示す図、図8は、
本発明の具体化例のシールド掘進機による地中障害物の
撤去工程における2番目の状態を示す図、図9は、本発
明の具体化例のシールド掘進機による地中障害物の撤去
工程における3番目の状態を示す図、図10は、本発明
の具体化例のシールド掘進機による地中障害物の撤去工
程における4番目の状態を示す図、図11は、本発明の
具体化例のシールド掘進機による地中障害物の撤去工程
を示す図、図12は、本発明の具体化例のシールド掘進
機の作動説明図、図13は、本発明の具体化例のシール
ド掘進機の作動説明図、図14は、本発明の具体化例の
シールド掘進機の作動説明図、図15は、本発明の具体
化例のシールド掘進機の作動説明図である。これらの図
で説明する本発明の具体化例のシールド掘進機は、前部
にカッタヘッド2を有しシールドジャッキにより推進さ
れるシールド本体1と、掘進の障害となる地中障害物を
検知する障害物検知手段と、シールド本体1内に揺動可
能に支承され、カッタヘッド2の前方へ突出させて駆動
することにより地中障害物を撤去することのできる障害
物撤去手段としての筒状掘削機12とを備えていて、ベ
ースとなる装置の構造は、前述した従来のシールド掘進
機と変わらない。したがって、こうした本具体化例のシ
ールド掘進機を用いて実施されるシールド工法は、その
従来のシールド掘進機による工法と同様、シールド掘進
機で地中を掘進し、その掘進時に地中障害物の存在を検
知した後、シールド本体1内に揺動可能に設置された障
害物撤去手段をカッタヘッド2の前方へ突出させて駆動
することにより、シールド掘進機で掘進の障害となる地
中障害物を撤去しながら地中を掘進するものであって、
基本的な点は、従来の工法と変わらない。
【0010】これらの図において、1は前部に後記カッ
タヘッド2を有し、シールドジャッキ(図示せず)によ
り推進される円筒状のシールド本体、2は面板17に多
数のカッタビットを取り付けて切羽を切削するカッタヘ
ッド、3は掘削土砂の取り込み部であるチャンバ11と
シールド本体1の機内側とを仕切る隔壁である。カッタ
ヘッド2は、旋回ベアリング13aで支持され、この旋
回ベアリング13aの旋回ギヤとピニオン13bとから
なる減速機構を介してカッタ駆動用油圧モータ13cの
回転動力が伝達される。カッタヘッド2には、図2によ
く表されているように、掘削手段として、カッタビット
を設けるほかオーバーカッタ157を放射状に付設して
いる。以上は、通常のシールド掘進機が備えている一般
的な構造であるが、その細部の構造については、以下に
詳述するように、通常のシールド掘進機の一般的な構造
とは異なる点がある。
【0011】そこで、こうした構造について説明する。
カッタヘッド2の面板17には、後に詳述する筒状掘削
機12を挿通させることができるように、半径方向に長
い長孔18が上部に明けられている。隔壁3にも上部に
同様の長孔18aが明けられ、この隔壁3に設けた遮蔽
板5で開閉できるようになっている。この遮蔽板5は、
図4に示すように、隔壁3に取り付けたガイドレール1
6に摺動自在に装着され、同じく隔壁3に取り付けられ
た遮蔽板開閉ジャッキ15により左右に摺動するように
駆動して開閉できるようになっている。遮蔽板5は、筒
状掘削機12を隔壁3の長孔18aに挿通させようとす
るときに開放し、筒状掘削機12の不使用時には閉鎖す
る。隔壁3は、カッタヘッド2と一緒に回転できるよう
に、シールド本体1に回転自在に取り付けられていて、
カッタヘッド2と隔壁3と筒状掘削機12とが三者一体
となって回転できるようなっている。また、隔壁3に
は、筒状掘削機12を支持するための固定フレーム19
(図3参照)が取り付けられ、筒状掘削機12を、球面
軸受4を介して傾動させることのできるように揺動自在
に支持している。この筒状掘削機12は、シールド掘進
機での掘進の障害となる地中障害物を撤去することので
きる障害物撤去手段となる。こうした機能を達成するた
め、筒状掘削機12は、前記の隔壁3の長孔18a及び
カッタヘッド2の長孔18を通じてカッタヘッド2の前
方へ突出して位置決めすることができ、しかる後、これ
を駆動して、前方の地中障害物を撤去することができる
ようにしている。この種の障害物撤去手段は、前述した
ように従来の技術でも用いられていたが、その具体的構
造は、従来のものとは必ずしも一致しないので、以下
に、障害物撤去手段としての筒状掘削機12の構造を、
図3、図5及び図6を用いて説明する。
【0012】これらの図において、6は先端に切断刃2
7を有するシリンダ状の外筒、7はこの外筒6内に摺動
自在に気密に嵌入したピストン、8は隔壁3に揺動自在
に支持されている筒状掘削機12を傾動させるように駆
動するためのスイングジャッキ、9は外筒6を把持する
ためのグリッパジャッキ、10は外筒6を後記スライド
フレーム21と協働してシールド本体軸方向に移動させ
るように駆動するための押し込みジャッキ、14はピス
トン7を前進後退させるように駆動するためのプッシュ
ジャッキ、20はシールド本体軸方向の軸線に対して傾
動できるように前記固定フレーム19に揺動自在に支持
された筒状のジャッキフレーム、21はこの筒状のジャ
ッキフレーム20に摺動自在に嵌入した筒状のスライド
フレームである。外筒6は、これらジャッキフレーム2
0及びスライドフレーム21内で前後に摺動し、回転し
得るように嵌挿され、かつ、ジャッキフレーム20との
間の隙間をシール20aで密封することにより、同隙間
から地下水や土砂等が浸入しないように嵌挿されてい
る。この外筒6は、後述する外筒回転駆動装置22で駆
動すると回転し、その回転により先端の切断刃27で地
中障害物を切削し円筒状に切り取ることができる。この
切り取られた地中障害物の切片は、外筒6の筒内に取り
込まれる。ピストン7は、地中障害物の撤去時に地下水
や土砂等が外筒6を通じて機内に浸入するのを阻止する
働きをする。ピストン7には、前端閉鎖部に薬液注入口
28を設け、この薬液注入口28を通じて外筒6内に瞬
結性の薬液を注入することにより、筒内に取り込まれた
地中障害物の切片を固化して筒内に保持できるようにし
ている。ピストン7は、こうして外筒6内に保持した地
中障害物の切片を、プッシュジャッキ14の駆動により
押し出す働きもする。
【0013】筒状掘削機12は、地中障害物をシールド
本体1の全断面にわたって撤去できるようにすることが
必要であり、そのため、カッタヘッド2の前方に突出し
てシールド本体軸方向の所望の位置に位置決めができる
ようにするとともに、シールド本体半径方向の所望の位
置に位置決めができるようにする必要がある。この筒状
掘削機12には、こうしたことを実現するため、各種の
手段を設けているので、次に、その詳細について説明す
る。スイングジャッキ8は、各端部を隔壁3とジャッキ
フレーム20とに取り付けて、その伸縮により、ジャッ
キフレーム20をシールド本体半径方向に傾動させるこ
とができるようにしている。筒状掘削機12を、隔壁3
の長孔18a及びカッタヘッド2の長孔18を通じてカ
ッタヘッド2の前方へ突出させた際、こうしてスイング
ジャッキ8の伸縮によりジャッキフレーム20をシール
ド本体半径方向に傾動させると、筒状掘削機12は、そ
れらの長孔に沿ってシールド本体半径方向に揺動する。
したがって、このスイングジャッキ8は、筒状掘削機1
2をシールド本体半径方向に位置決めする働きをする。
筒状掘削機12は、カッタヘッド2を回転させることに
より、シールド本体周方向の所望の位置に移動させるこ
とができることから、スイングジャッキ8とともにカッ
タヘッド2を適切に操作すれば、シールド本体1の掘削
断面のどの領域にでも位置決めすることができる。グリ
ッパジャッキ9は、ジャッキフレーム20に取り付けら
れて外筒6の周囲に複数個配設され、その伸縮により、
外筒6の把持及びその把持の解除を行えるようにしてい
る。このグリッパジャッキ9は、スライドフレーム21
と協働して外筒6を支持し、調芯する働きをする。ま
た、外筒6やピストン7に土圧や水圧がかかっている場
合において後記バンドジャッキ部25を開放したとき、
バンドジャッキ部25が外筒6を再び緊縛するまでの間
把持し、外筒6やピストン7がその土圧等で後退するの
を防ぐ働きもする。押し込みジャッキ10は、各端部を
ジャッキフレーム20とスライドフレーム21とに取り
付けて、その伸縮により、スライドフレーム21をジャ
ッキフレーム20に対して摺動しながらシールド本体軸
方向に移動させることができるようにしている。こうし
た押し込みジャッキ10は、周方向に複数個設置され、
後に詳述するように、グリッパジャッキ9や後記バンド
ジャッキ部25を操作しながら伸縮を繰り返すことによ
り、外筒6を前進、後退させることができる。したがっ
て、外筒6のシールド本体軸方向の位置決めは、この押
し付けジャッキ10を用いて行う。プッシュジャッキ1
4は、各端部を外筒6及びピストン7の各内周壁に取り
付けて、その伸縮により、ピストン7を外筒6に対して
摺動しながらシールド本体軸方向に移動させることがで
きるようにしている。ジャッキフレーム20は、その前
端部に球面軸受4を固着し、固定フレーム19の内周面
に形成した球面状の凹部に嵌め込むと同時に回転軸30
で支えることにより、固定フレーム19で支持するよう
にしている。筒状掘削機12を揺動させる場合、この球
面軸受4に設けられた回転軸30が揺動の支点となる。
スライドフレーム21には、これを回転駆動したり把持
したりするための装置が設置されているので、次にその
装置の構造を説明する。
【0014】22は外筒6を回転させるための外筒回転
駆動装置、23はこの外筒回転駆動装置22の出力側に
連結されたピニオン、24は外輪と内輪とからなり外輪
にピニオン23と噛み合う外歯を有する外歯付き旋回
輪、25は外筒6を緊縛して把持するためのバンドジャ
ッキ部である。外筒回転駆動装置22は、スライドフレ
ーム21に取り付ける。外歯付き旋回輪24の内輪側
は、同じくスライドフレーム21に取り付けて、非回転
部分とする。また、外歯付き旋回輪24の外輪側には、
バンドジャッキ部25を取り付ける。このバンドジャッ
キ部25は、図6に示されているように、複数の円弧状
のリンク25aの端部同士を軸着して鎖状部材を形成
し、この鎖状部材の両端部をバンドジャッキ26の両端
部に連結することにより、リング状のバンドをなすよう
に形成している。したがって、このバンドジャッキ26
を縮めてバンドジャッキ部25に緊縛力を付与して外筒
6を把持し、しかる後、外筒回転駆動装置22を駆動す
ると、その回転力は、ピニオン23を介して外歯付き旋
回輪24の外輪に伝動され、この外輪に取り付けられて
いるバンドジャッキ部25に伝達されて外筒6を回転駆
動する。また、バンドジャッキ部25で外筒6を把持し
た上で、押し込みジャッキ10を伸縮すると、その力
は、スライドフレーム21、バンドジャッキ部25を介
して外筒6に伝達されるので、その伸縮により、外筒6
を後退又は前進させることができる。したがって、バン
ドジャッキ部25で外筒6を把持した後、押し込みジャ
ッキ10と外筒回転駆動装置22とを駆動して外筒6を
徐々に前進させながら回転すると、地中障害物を切削す
ることができる。
【0015】ところで、前述したように、外筒6は、バ
ンドジャッキ部25を介して外筒回転駆動装置22によ
り回転駆動され、この外筒回転駆動装置22は、スライ
ドフレーム21に取り付けられていることから、外筒6
の回転反力はスライドフレーム21に作用する。そし
て、このスライドフレーム21は、ジャッキフレーム2
0に摺動自在に嵌入していて回動し得る状態にあるた
め、外筒6の回転反力が作用すると回動することとなり
不都合である。そのため、本具体化例では、外筒回転駆
動装置22の駆動時にこうした外筒6の回転反力を受け
てスライドフレーム21が回動しないようにするための
回転反力受け機構を設けている。そこで、この回転反力
受け機構を図5に基づいて説明する。同図において、2
1aは固定フレーム19に支持されているジャッキフレ
ーム20の外周部に設け、ピン孔を有するガイドピン挿
通用ブラケット、29はこのガイドピン挿通用ブラケッ
ト21aのピン孔に挿通したガイドピンである。ガイド
ピン挿通用ブラケット21a及びそのピン孔に挿通する
ガイドピン29は左右対称に一対設けている。ガイドピ
ン29は、スライドフレーム21の外周部に固定させて
いる。したがって、このスライドフレーム21は、ジャ
ッキフレーム20の外周部に固定させているガイドピン
挿通用ブラケット21aによりガイドピン29を介して
回り止めされるため、外筒回転駆動装置22の駆動時に
外筒6の回転反力が作用しても回動することはない。ま
た、このガイドピン29は、押し込みジャッキ10によ
り外筒6を前後に移動させる際のスライドフレーム21
のガイドにも兼用できる。なお、ジャッキフレーム20
は、回転軸30により固定フレーム19に支持されてい
るため、外筒6の回転反力が作用しても回動することは
ない。
【0016】次に、以上のような筒状掘削機12を用い
て地中障害物を撤去するための基本的な操作を図7乃至
図10に基づいて説明する。地中障害物110を撤去す
るに当たっては、まず、遮蔽板5を開いた後、バンドジ
ャッキ部25で外筒6を緊縛して把持するとともに、グ
リッパジャッキ9による外筒6の把持を解除し、しかる
後、押し込みジャッキ10を縮小して、外筒6を、スラ
イドフレーム21の前進に随伴させて前進させる。こう
して外筒6を前進させた後は、今度は、グリッパジャッ
キ9で外筒6を把持するとともにバンドジャッキ部25
による外筒6の把持を解除し、しかる後、押し込みジャ
ッキ10を伸長して、外筒6を随伴させることなくスラ
イドフレーム21だけを後退させるとともに、押し込み
ジャッキ10の後端部を外筒6に対して相対的に後退さ
せる。かくて、スライドフレーム21と押し込みジャッ
キ10とは、共に原位置に復帰し、以上により、外筒6
を単位距離前進させための1サイクルの操作を終了す
る。地中障害物110の撤去作業を始めるとき、以上の
ようような、「バンドジャッキ部25による外筒6の把
持」「グリッパジャッキ9による外筒6の把持の解除」
−「押し込みジャッキ10の縮小」−「グリッパジャッ
キ9による外筒6の把持」「バンドジャッキ部25によ
る外筒6の把持の解除」−「押し込みジャッキ10の伸
長」の操作を何度も繰り返して、押し込みジャッキ10
の尺取り虫的な動作により、外筒6を小刻みに前進させ
て、筒状掘削機12を、図7に示すように、カッタヘッ
ドの長孔18から突出させ地山100に当接させる。な
お、図7によれば、筒状掘削機12を地山100に当接
させたとき、シールド本体1の前部を後退させてカッタ
ヘッド2と地山100の前方の切羽との間に空間を形成
するようにしているが、この点は、本願発明にとって重
要な点であるので、後に詳述する。
【0017】筒状掘削機12の切断刃27が地山100
に当接したときは、バンドジャッキ部25で外筒6を緊
縛、把持する。しかる後、押し込みジャッキ10の縮小
により外筒6を漸次前進させて地山100へ切り込み力
を付与しながら外筒回転駆動装置22で外筒6を回転駆
動し、切断刃27で地山100を切削して円筒状に切断
する。このような過程で、外筒6は、前記したように漸
次前進するため、外筒6で切断された地山100の切片
は筒内に取り込まれる。この地山100の切片の筒内へ
の取り込みが円滑に行えるように、その外筒6の前進に
応じてプッシュジャッキ14を縮小して外筒6の前進量
だけピストン7を後退させ、前方地山の切断を進める。
図8は、こうした方法により、ピストン7を500mm
だけ後退させて地山100を500mm切断し、外筒6
の切断刃27を地中障害物110に当接させた状態を図
示したものである。もし、この状態で押し込みジャッキ
10が縮んでフルストロークまで前進したと仮定する
と、図9に示すように、グリッパジャッキ9で外筒6を
把持してからバンドジャッキ部25による外筒6の把持
を解除し、しかる後、押し込みジャッキ10を伸長し
て、前述したと同様に、押し込みジャッキ10の後端及
びスライドフレーム21を後退させて原位置に復帰させ
る。こうした状態において、外筒回転駆動装置22及び
押し込みジャッキ10により外筒6を漸次前進させなが
ら回転駆動して、今度は、地中障害物110を切断しな
がらその切片を外筒6内に取り込む。図10は、こうし
た方法により、切羽前方を1000mm切断して、外筒
6の切断刃27が地中障害物110を切断後、その前方
の地山100まで到達した状態を図示したものである。
このとき、ピストン7は、1000mmほど後退して同
区間の地山100や地中障害物110の切片を筒内に取
り込んでおり、プッシュジャッキ14は、そのピストン
7の後退に伴って全ストローク縮んでいる。このプッシ
ュジャッキ14の全ストロークの縮小動作で外筒6によ
る切断作業の一工程が終了し、外筒6内の地中障害物1
10の切片を後述する方法で搬出する。この搬出作業の
終了後は、スイングジャッキ8により筒状掘削機12を
揺動させてシールド本体半径方向の位置を順次変え、同
様の切断作業をその都度繰返して、地中障害物110の
うち、掘進の障害となる部分をシールド本体半径方向に
向けて切断して行く。
【0018】このように、本具体化例では、外筒6を把
持手段であるバンドジャッキ部25で把持し、伸縮する
押し込みジャッキ10を駆動してその駆動力をバンドジ
ャッキ部25を介して外筒6に伝達することにより外筒
6を前進又は後退させ、次いで、バンドジャッキ部25
での外筒6の把持を解除し、押し込みジャッキ10を逆
方向に駆動することにより押し込みジャッキ10だけを
原状態に復帰できるようにし、こうした操作を繰り返す
ことにより、外筒6をカッタヘッド2に対して出没さ
せ、前進又は後退させることができるようにしているの
で、障害物撤去手段のカッタヘッド2に対する出没が単
にジャッキ操作だけで機械的に行えて切断作業の便が良
好である。また、障害物撤去手段として、シリンダ状の
外筒6とこの外筒6内に気密に嵌入したピストン7とを
有する筒状掘削機12を用い、外筒6をピストン7で塞
ぎながら切断刃27で地中障害物110を切断してその
切片を外筒6内に取り込むようにしているので、従来の
シールド掘進機で用いているボーリングマシンとは異な
り、地中障害物110の切断作業中に、地下水が機内に
浸入する恐れはない。この作業例では、地中障害物11
0を一工程で奥の方まで完全に切断できる例を示した
が、地中障害物110の奥の部分が一工程で切断できな
い場合には、地中障害物110の搬出作業の終了後、以
上のような操作を再度行って外筒6を更に前進させ当該
個所の切断作業を続行する。この作業例では、予め、地
中障害物110が掘進断面の中央に現われるようにシー
ルド掘進機の掘進経路を設定するようにした例を示した
が、例えば、地中障害物110が図13に示すように掘
進断面の右上に位置する場合には、カッタヘッド2をそ
の方向に回動して筒状掘削機12を回動するとともに外
筒6を揺動して、筒状掘削機12のシールド本体周方向
及び半径方向の位置を当該位置に位置決めし、先に述べ
たと同様の切断作業をシールド本体半径方向に向けて反
復する。
【0019】以上、地中障害物110の撤去作業の前段
の作業である地中障害物110の切断作業について述べ
たが、次に、その後段の作業である地中障害物110の
搬出作業について図11を用いて述べる。地中障害物1
10の搬出作業を始めるときは、切断作業を行うときと
は逆に、「バンドジャッキ部25による外筒6の把持」
−「グリッパジャッキ9による外筒6の把持の解除」−
「押し込みジャッキ10の伸長」−「グリッパジャッキ
9による外筒6の把持」−「バンドジャッキ部25によ
る外筒6の把持の解除」−「押し込みジャッキ10の縮
小」の操作を何度も繰り返して、押し込みジャッキ10
の尺取り虫的な動作により、外筒6を小刻みに後退させ
て、図11に示すように隔壁3内に戻し、その直後に、
遮蔽板5を閉じて土砂や水の浸入等の不測の事態に備え
る。こうした搬出作業を始めようとする場合において、
地中障害物110の切断作業の終了時点で外筒6が下を
向いているときは、外筒6内に取り込まれている地中障
害物110の切片が外筒6の後退時等に重力により外筒
6から落下して散逸する恐れがある。そのため、瞬結性
の薬液を薬液注入口28から外筒6内に注入し、地中障
害物110の切片を固化して外筒6内に確実に保持でき
るようにする。
【0020】こうして外筒6を隔壁3内に戻した後は、
グリッパジャッキ9による外筒6の把持を解除した後、
ジャッキフレーム20やスライドフレーム21からピス
トン7とともに外筒6を取り外して機内に取り出す。そ
して、プッシュジャッキ14を伸長させることによりピ
ストン7を駆動し、外筒6内に取り込まれている地中障
害物110の切片を、外筒6から押し出して機内の所定
個所に排出する。この排出作業の終了後は、外筒6を、
ピストン7とともにジャッキフレーム20やスライドフ
レーム21内に再セットし、切断作業の次の工程に着手
する。本具体化例では、地中障害物110の排出作業が
このように外筒6を取り外し機内に取り出すことにより
行え、しかも、ピストン7を駆動するだけで行えるた
め、その排出作業の便が良好である。また、外筒6をこ
のように取り外すことができるため、地中障害物110
の撤去作業を行わない間は、この外筒6を取り外して適
当な場所保管することができ、機内での他の作業の邪魔
にならない。図11に示す例では、外筒6を取り外して
機内に取り出す場合、外筒6を特にウインチ120で吊
るして機内に降ろし、降ろし終わった後、地中障害物1
10の切片を排出するようにしている。地中障害物11
0の排出作業を以上のような方法で実施する場合、外筒
6をスライドフレーム21等から取り外している間、切
断作業の次の工程に着手することができず、作業能率の
点で問題がある。こうしたことから、ピストン7を装着
した同一規格の外筒6を、予め一対ほど用意しておき、
一方の外筒6で障害物110の排出作業をしている間、
他方の外筒6を用いて切断作業の次の工程に着手するよ
うにすると、作業能率の向上が図れる。その場合、図1
1の例のように、障害物110の排出作業にウインチ1
20を使用するときは、これら一対の外筒6の取り外し
及び再セットは、何れもウインチ120を用いて行える
ようにする。
【0021】以上、地中障害物の切断作業や搬出作業を
行うための障害物撤去手段について述べたが、次に、本
発明の最大の特徴をなす点を、図12乃至図15を用い
て説明する。図12及び図14によく表されているよう
に、シールド本体1は、2分割して前胴部150と後胴
部152とで構成している。前胴部150の後端部に
は、若干大径の嵌合部が形成され、この嵌合部は、後胴
部152の前端部に形成された若干小径の嵌合部の外周
部に、後胴部152と面一になるように摺動可能に嵌合
されている。前胴部150は、前胴部150及び後胴部
152の各内周部に取り付けた油圧駆動の摺動ジャッキ
154の伸縮により、後胴部152に対して前後に摺動
するように駆動される。この摺動ジャッキ154の伸縮
により、前胴部150を後胴部152に対して摺動させ
ることのできる最大ストロークはI3 である。また、シ
ールド本体1の前胴部150の外周部には、前後に摺動
可能にスライド外筒155が嵌合されて、カッタヘッド
2の前方へ突出させたりその前方より没入させたりする
ことのできるように出没可能に取り付けられている。こ
のスライド外筒155は、カッタヘッド2の前方へ突出
させた際にその前方の周辺地山100を支持し、その周
辺地山100の崩壊を防ぐすることのできる筒状の部材
である。スライド外筒155は、スライド外筒155及
び前胴部150の各内周部とに取り付けた油圧駆動のス
ライド外筒摺動ジャッキ156の伸縮により出没するよ
うに駆動される。このスライド外筒摺動ジャッキ156
の伸縮による前胴部150の最大ストロークはI3 より
は大きい。これらの構造は、何れも、これらに対応する
構造が前述の従来の技術には全くみられない本具体化例
独自の構造である。なお、スライド外筒155は、前胴
部150の外周部に嵌合していてカッタヘッド2の外周
よりも多少大径であるため、本具体化例では、シールド
掘進機の掘進時にスライド外筒155が地山を円滑に通
過できるようにする目的で、カッタヘッド2には、前述
したようにオーバーカッタ157を多数付設し、その掘
進時にオーバーカッタ157を突出させてカッタヘッド
2の外周周辺の地山を掘削できるようにしている。ま
た、カッタヘッド2には、図2に示すように、従来の技
術と同様、地中障害物110を検知する地山探査レーダ
ー等の障害物検知手段158が設けられている。
【0022】以上のような構造を備えた本具体化例のシ
ールド掘進機を使用するプロセスについて説明する。本
具体化例のシールド掘進機で地中を掘進し、地中障害物
110を撤去する場合、まず、その掘進時に掘進の障害
となる地中障害物110の存在を検知するが、地中障害
物を検知する地山探査レーダー等の障害物検知手段は、
最大でもカッタヘッド2の前方30cmから1m程度の
距離にある地中障害物しか検知できないのが現状であ
る。こうしたことから、掘進時に地中障害物110を検
知したとき、地中障害物110は、カッタヘッド2の前
方30cmから1m程度の間近な距離に位置している。
地中障害物110を検知した後は、障害物撤去手段とし
ての筒状掘削機12をカッタヘッド2の前方へ突出させ
て駆動することにより、地中障害物110の撤去作業を
行う。その場合、前述の従来のシールド掘進機では、地
中障害物110が間近に存在する状態において、障害物
撤去手段をカッタヘッド2の前方へ突出させて地中障害
物110を撤去するようにしている。本具体化例のシー
ルド掘進機においても、地中障害物110の分布の態様
次第では、従来のシールド掘進機と同様、地中障害物1
10が間近に存在する状態で地中障害物110の撤去作
業を行っても、その作業目的を達成できる場合がある。
しかしながら、前述したように、シールド本体1内には
各種の機器類が錯綜して設置されていて、筒状掘削機1
2の理想的な配置ができない上に筒状掘削機12の揺動
角度は制約されるため、例えば、地中障害物110が掘
進断面の広範な領域にわたって分布している場合、外筒
6の揺動中心軸線から離れた個所に位置する地中障害物
110に対しては、外筒6を限度一杯揺動しても近付け
ることはできず、その撤去が不可能となる。
【0023】これらのことを、図12乃至図15を用い
て具体的に説明すると、本具体化例のシールド掘進機で
地中を掘進する場合、通常の掘進時は、摺動ジャッキ1
54を限度まで縮めて前胴部150を最大限後退させた
状態で掘進する。地中障害物110の位置は、事前調査
でほぼ確実に予想できるため、掘進中、シールド掘進機
が地中障害物110の予想位置の少し手前の地点に到達
したときには、図12に示すように、摺動ジャッキ15
4を最大ストロークI3 の長さ伸ばして前胴部150を
最大限前進させ、しかる後、地中障害物110の存在を
障害物検知手段で検知するまで掘進を進める。図12に
は、こうして掘進を進め、シールド掘進機が地中障害物
110の存在を障害物検知手段で検知して停止した状態
を示している。このとき、カッタヘッド2から地中障害
物110までの距離は、障害物検知手段の検知能力に相
当する30cmから1m程度のI1 の距離であり、地中
障害物110は、カッタヘッド2の前方の間近な距離に
位置している。いま仮に、こうした状態で、従来のシー
ルド掘進機と同様、筒状掘削機12をカッタヘッド2の
前方へ突出させて地中障害物110の撤去作業を行った
とすると、筒状掘削機12の揺動角度θが前述した理由
で制約されている上に、カッタヘッド2から地中障害物
110までの距離が30cmから1m程度と短いことか
ら、シールド本体1の全断面に対応する地山領域のう
ち、図13中に重なり合った多数の円形実線で示すドー
ナツ状領域だけが、筒状掘削機12による切断作業の可
能な切断作業可能領域160となり、そのドーナツ状領
域の内側及び外側には、筒状掘削機12では切断作業の
不可能な切断作業不可能領域164,166が生じる。
したがって、図12及び図13に示すように、地中障害
物110が外筒6の揺動中心軸線から離れた掘削断面部
位にまで分布しているようなものである場合、地中障害
物110には、切断作業ができない部分162が生じ
る。
【0024】本具体化例のシールド掘進機では、こうし
た場合、地中障害物110の存在を検知してシールド掘
進機を停止させた図12に示す状態において、シールド
本体1の前部であるカッタヘッド2を後退させ、カッタ
ヘッドと切羽との間に空間を形成するようにして、カッ
タヘッド2から地中障害物110までの距離が大きくな
るようにする。シールド本体1の前部を後退させる具体
的な方法として、本具体化例では、図14に示すよう
に、摺動ジャッキ154を最大ストロークI3 の長さ縮
めて前胴部150を通常の掘進時の位置まで後退させる
ことにより、カッタヘッド2を後退させるようにしてい
る。こうしてシールド本体1の前部を後退させた場合、
カッタヘッド2から地中障害物110までの距離は、摺
動ジャッキ154の最大ストロークI3 に相当する距離
にまで増加するため、最大ストロークI3 を予め適切に
設定すれば、図15に示すように、シールド本体1の全
断面に対応する地山領域の全てが切断作業可能領域16
0となって、切断作業不可能領域164,166は生じ
ないこととなる。したがって、本具体化例のシールド掘
進機によれば、地中障害物110がシールド掘進機の掘
進断面の何れの部位に出現しても、地中障害物110の
撤去が可能となる。本具体化例によれば、このように、
地中障害物110が掘進断面の何れの部位に出現しても
対応できるだけでなく、カッタヘッド2から地中障害物
110までの距離を大きく設定すれば、地中障害物11
0の撤去範囲をシールド本体1の全断面に対応する領域
よりも更に拡大することができ、シールド本体1の外周
部に裏込め管やグリース供給管等の突起物が付設されて
いるシールド掘進機にも適用することができる。また、
筒状掘削機12の揺動角度θを小さく設定することがで
きるので、シールド本体1の口径が小さいシールド掘進
機にも適用することができる。
【0025】本具体化例のシールド掘進機は、地中障害
物110の撤去作業時にシールド本体1の前部を後退さ
せて、カッタヘッド2から地中障害物110までの距離
を増加させることができるため、こうした種々の優れた
効果を奏するが、反面、地中障害物110の撤去作業時
にシールド本体1の前部を後退させるため、カッタヘッ
ド2と切羽との間に空隙ができ、この空隙周辺の地山の
地盤改良を完全に行わない限り、地山が崩壊する恐れが
ある。こうした事態の発生を防止するため、前述したよ
うに、シールド本体1の前胴部150の外周部にスライ
ド外筒155を出没可能に取り付けており、シールド本
体1の前部の後退時、このスライド外筒155を切羽に
向けて突出させることにより、前記空隙周辺の地山が崩
壊するのを防ぐようにしている。このスライド外筒15
5を突出させる操作を、図12及び図14を用いて具体
的に説明すると、スライド外筒155は、地中障害物1
10の存在を検知してシールド掘進機を停止させたら、
図12に示すように、シールド本体1の前部を後退させ
る前にスライド外筒摺動ジャッキ156をI4 の長さ伸
ばして、前胴部150の前端から切羽までの距離I4
けカッタヘッド2の前方へ突出させる。次いで、前述し
たように、摺動ジャッキ154を図14に示すように最
大ストロークI3 の長さ縮めるとともにこれに同調させ
てスライド外筒摺動ジャッキ156を更にI3 の長さ伸
びるようにすることにより、スライド外筒155を当該
前方位置に取り残した状態にしながら、前胴部150だ
けを通常の掘進時の位置まで後退させる。こうして前胴
部150を後退させる過程で摺動ジャッキ154を縮め
るとき、摺動ジャッキ154を油圧で駆動することも可
能であるが、通常は、前胴部150の前面に作用する地
山の水圧や土圧を利用して、摺動ジャッキ154の伸び
側の保持圧を、その水圧や土圧よりも若干小さい圧に調
整することにより縮める。また、スライド外筒摺動ジャ
ッキ156も、縮み側の保持圧をリリーフすることによ
り、前胴部150の後退に応じて自然に伸びるようにす
る。
【0026】以上述べた摺動ジャッキ154及びスライ
ド外筒摺動ジャッキ156の操作により、スライド外筒
摺動ジャッキ156は、合計してI5 (=I3 +I4
のストローク分伸長して、スライド外筒155を、前胴
部150の前端から切羽に向けてI5 の長さ突出させ
る。その結果、スライド外筒155は、前胴部150の
前端から切羽に至るI5 の長さの空隙を包囲してこの空
隙周辺の地山を支持するため、その地山が崩壊するのを
防ぐことができる。また、この前胴部150の前端前方
に設けたカッタヘッド2は、切羽との間にI3 の距離を
置くことができ、カッタヘッド2から地中障害物110
までの距離は、そのI3 の距離分増加するため、筒状掘
削機12の揺動角度θが制約された条件下でも、図15
に示すように、シールド掘進機の掘進断面に出現する全
ての地中障害物110を撤去することが可能となる。し
たがって、本具体化例によれば、筒状掘削機12の揺動
角度θが制約されても、地中障害物110を掘進断面の
全領域にわたって安全、確実に撤去することができるシ
ールド掘進機が得られ、ひいては、こうした優れた特性
を発揮するシールド工法が得られる。
【0027】本具体化例のシールド工法及びシールド掘
進機では、シールド本体1の前部であるカッタヘッド2
を前進、後退させ得るようにする場合、特に、シールド
本体1を前胴部150と後胴部152とに分割構成し、
前胴部150だけを摺動ジャッキ154で前後に駆動す
るようにしているため、シールド本体1の前部を、地中
障害物110の分布状況に即応して迅速、正確に前進、
後退させることができる。しかしながら、シールド本体
1を分割構成していない通常のシールド掘進機であって
も、シールドジャッキの伸び側の保持圧を、シールド本
体1の前面に作用する水圧や土圧よりも若干小さい圧に
調整することにより、その地山の水圧や土圧を利用して
テールシールの反転に注意しながらシールド本体1全体
を適当な速度で後退させて、カッタヘッド2を安全に後
退させることが可能であるから、シールド本体1を前胴
部150と後胴部152とで構成することは、本発明
シールド工法に関する限り必ずしも不可欠の事項ではな
い。本具体化例のシールド工法及びシールド掘進機
は、障害物撤去手段として、図3に示すような構造をし
た筒状掘削機12を用いているが、勿論、前述の従来の
シールド掘進機で用いられているようなボーリングマシ
ンを使用してもよく、要は、シールド本体内に揺動可能
に設置され、カッタヘッド前方へ突出させて駆動するこ
とにより地中障害物を撤去することのできる手段であれ
ば、その種類は問わない。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この出
願のシールド工法に関する発明及びシールド掘進機に関
する発明は、それぞれ、特許請求の範囲の請求項1及び
請求項2に記載されている技術手段を採用しているの
で、これら各発明によれば、それぞれ、シールド本体内
に揺動可能に設置された障害物撤去手段により地中障害
物を撤去するシールド工法及びシールド掘進機におい
て、その障害物撤去手段の揺動角度が制約されても、地
中障害物を掘進断面の広範な領域にわたって安全、確実
に撤去することができるシールド工法及びシールド掘進
機が得られる。そして、特に、この出願のシールド掘進
機に関する発明では、シールド本体の前部を前進、後退
させ得るようにする場合に、シールド本体を前胴部と後
胴部とに分割構成して、前胴部を別個に摺動ジャッキで
前後方向に駆動できるようにしているので、シールド本
体前部を地中障害物の分布状況に対応して迅速、正確に
前進、後退させることができる。この出願のシールド掘
進機に関する発明を実施する場合、特許請求の範囲の
求項3に記載の技術手段を採用すれば、少なくとも、特
許請求の範囲の請求項2に記載の技術手段を採用した場
合の効果を発揮することに加え、従来のシールド掘進機
のように障害物撤去手段にボーリングマシンを用いた場
合とは異なり、地中障害物の切断作業中に、地下水が障
害物撤去手段を通じて機内に浸入する恐れがないという
効果を併せ発揮することができる。この出願のシールド
掘進機に関する発明を実施する場合、特許請求の範囲の
請求項4に記載の技術手段を採用すれば、特許請求の範
囲の請求項3に記載の技術手段を採用した場合の効果を
発揮することに加え、地中障害物の切断作業の終了時点
で外筒が下を向いているときに、外筒内に取り込まれて
いる地中障害物の切片を筒内に確実に保持し、その切
片が重力により外筒から落下して散逸するのを防止でき
るという効果を併せ発揮することができる。この出願の
シールド掘進機に関する発明を実施する場合、特許請求
の範囲の請求項5に記載の技術手段を採用すれば、少な
くとも、特許請求の範囲の請求項3に記載の技術手段を
採用した場合の効果を発揮することに加え、障害物撤去
手段のカッタヘッドに対する出没が単にジャッキ操作だ
けで機械的に行えて、切断作業の便が良好であるという
効果を併せ発揮することができる。この出願のシールド
掘進機に関する発明を実施する場合、特許請求の範囲の
請求項6に記載の技術手段を採用すれば、少なくとも、
特許請求の範囲の請求項3に記載の技術手段を採用した
場合の効果を発揮することに加え、地中障害物の排出作
業の便が良好であるという効果、地中障害物の撤去作業
を行わない間は、この外筒を取り外して適当な場所
管することができ、機内での他の作業の邪魔にならない
という効果を併せ発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体化例のシールド掘進機の側断面図
である。
【図2】図1の矢印A−A方向矢視図である。
【図3】図1中の筒状掘削機の部分を拡大して詳細に示
す拡大側断面図である。
【図4】図3のB−B視図である。
【図5】図3のC−C線断面図である。
【図6】図3のD−D視図である。
【図7】本発明の具体化例のシールド掘進機による地中
障害物の撤去工程における1番目の状態を示す図であ
る。
【図8】本発明の具体化例のシールド掘進機による地中
障害物の撤去工程における2番目の状態を示す図であ
る。
【図9】本発明の具体化例のシールド掘進機による地中
障害物の撤去工程における3番目の状態を示す図であ
る。
【図10】本発明の具体化例のシールド掘進機による地
中障害物の撤去工程における4番目の状態を示す図であ
る。
【図11】本発明の具体化例のシールド掘進機による地
中障害物の撤去工程を示す図である。
【図12】本発明の具体化例のシールド掘進機の作動説
明図である。
【図13】本発明の具体化例のシールド掘進機の作動説
明図である。
【図14】本発明の具体化例のシールド掘進機の作動説
明図である。
【図15】本発明の具体化例のシールド掘進機の作動説
明図である。
【符号の説明】
1 シールド本体 2 カッタヘッド 3 隔壁 4 球面軸受 5 遮蔽板 6 外筒 7 ピストン 8 スイングジャッキ 9 グリッパジャッキ 10 押し込みジャッキ 12 筒状掘削機 14 プッシュジャッキ 15 遮蔽板開閉ジャッキ 18 長孔 19 固定フレーム 20 ジャッキフレーム 21 スライドフレーム 22 外筒回転駆動装置 23 ピニオン 24 外歯付き旋回輪 25 バンドジャッキ部 26 バンドジャッキ 27 切断刃 28 薬液注入口 30 回転軸 100 地山 110 地中障害物 120 ウインチ 150 前胴部 152 後胴部 154 摺動ジャッキ 155 スライド外筒 156 スライド外筒摺動ジャッキ 158 障害物検知手段 160 切断作業可能領域 162 切断作業ができない部分 164,166 切断作業不可能領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−336895(JP,A) 特開 平6−173587(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 - 302 E21D 9/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド掘進機で地中を掘進し、その掘
    進時に掘進の障害となる地中障害物の存在を検知した
    後、シールド本体内に揺動可能に設置された障害物撤去
    手段をカッタヘッド前方へ突出させて駆動することによ
    り地中障害物を撤去するようにしたシールド工法におい
    て、シールド掘進機での掘進時に地中障害物を検知する
    第1の工程と、この第1の工程により地中障害物の存在
    を検知した後、シールド本体前部の周辺地山を支持する
    ことのできる筒状部材をカッタヘッド前面の切羽に向け
    て突出させてから、シールド本体前部を後退させて、カ
    ッタヘッドから切羽に至るまでの距離を増加させること
    により、筒状部材をその切羽の位置に取り残した状態に
    しながらシールド本体前部だけを後退させる第2の工程
    と、この第2の工程の終了後、障害物撤去手段をカッタ
    ヘッド前方へ突出させるとともに揺動させて地中障害物
    の撤去作業が可能な位置に位置決めし、障害物撤去手段
    を駆動することにより地中障害物を撤去する第3の工程
    とにより、地中障害物を撤去するようにしたことを特徴
    とするシールド工法。
  2. 【請求項2】 前部にカッタヘッドを有しシールドジャ
    ッキにより推進されるシールド本体と、掘進の障害とな
    る地中障害物を検知する障害物検知手段と、シールド本
    体内に揺動可能に設置され、カッタヘッド前方へ突出さ
    せて駆動することにより地中障害物を撤去することので
    きる障害物撤去手段とを備えたシールド掘進機におい
    て、カッタヘッド前方へ突出させたりその前方より没入
    させたりすることのできるようにシールド本体に出没可
    能に取り付けられ、カッタヘッド前方へ突出させた際に
    周辺地山を支持することのできる筒状部材と、この筒状
    部材を出没させるように駆動する筒状部材駆動手段とを
    設けるとともに、シールド本体を、前部にカッタヘッド
    を有し障害物撤去手段を設置した前胴部とその後方の後
    胴部とに分割して構成し、前胴部を後胴部に対して摺動
    ジャッキにより前後方向に駆動できるようにして、前胴
    部を後退させて障害物撤去手段をカッタヘッドと共に後
    退させることにより、障害物撤去手段での地中障害物の
    撤去可能な範囲を拡大できるようにしたことを特徴とす
    るシールド掘進機。
  3. 【請求項3】 障害物撤去手段が先端に切断刃を有する
    シリンダ状の外筒とこの外筒内に摺動自在に気密に嵌入
    したピストンとを備え、外筒を回転駆動して前進させる
    ことにより地中障害物を切断刃で切断して地中障害物の
    切片を外筒内に取り込むことのできる筒状掘削機である
    ことをことを特徴とする請求項2に記載のシールド掘進
    機。
  4. 【請求項4】 筒状掘削機がピストンの前端閉鎖部に薬
    液注入口を設け、この薬液注入口を通じて外筒に薬液を
    注入することにより、筒内に取り込まれた地中障害物の
    切片を固化して筒内に保持できるようにしたことを特徴
    とする請求項3に記載のシールド掘進機。
  5. 【請求項5】 外筒を把持手段で把持し、伸縮するジャ
    ッキを駆動してその駆動力を把持手段を介して外筒に伝
    達することにより外筒を前進又は後退させ、把持手段で
    の外筒の把持を解除し、ジャッキを逆方向に駆動するこ
    とによりジャッキだけを原状態に復帰できるようにし、
    こうした操作を繰り返すことにより、外筒をカッタヘッ
    ドに対して出没させ、前進又は後退させることができる
    ようにしたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記
    載のシールド掘進機。
  6. 【請求項6】 外筒をピストンとともに取り外してシー
    ルド本体内に取り出すことができるようにしたことを特
    徴とする請求項3、請求項4又は請求項5に記載のシー
    ルド掘進機。
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