JP3333152B2 - シールド掘進機 - Google Patents

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
に関し、特に円形断面と異なる異形断面のトンネルを掘
削可能なシールド掘進機において、チャンバー内全域の
泥土類の流動性と難透水性を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】 各種のシールド坑（上下水道用トンネ
ル、地下鉄用トンネル、地下道路用トンネル、通信ケー
ブル用トンネル、共同溝用トンネルなど）をシールド工
法により構築する為にシールド掘進機が広く実用に供さ
れている。このシールド掘進機は、一般に、掘進機本体
と、この掘進機本体の前端部に回転可能に設けられたカ
ッターディスクと、カッターディスクを正逆回転駆動す
る駆動機構と、掘進機本体の外面部の後胴内に配設され
トンネル軸方向に所定長さ掘削する毎に、トンネル内面
を複数のセグメントで順次覆工していく為のエレクタ装
置と、複数のシールドジャッキと、排土設備等を有す
る。

【０００３】カッターディスクの背部にはチャンバーが
隔壁により画成され、チャンバー内には、このチャンバ
ー内に導入された泥土類の流動性を高める為に撹拌装置
が設けられている。例えば、特開平９−２２１９８１号
公報のシールド掘進機には、カッターディスクのカッタ
ースポークの背面部即ちチャンバー内に設けられた複数
の撹拌羽根と、複数の撹拌羽根の少なくとも１つに設け
られた、加泥剤を噴射する加泥剤吐出口と、加泥剤吐出
口に加泥剤を圧送する為の加泥剤供給系とを備えた撹拌
装置が記載されている。尚、加泥剤は、水と気泡剤ある
いはベントナイト等からなり、添加剤とも呼ばれてい
る。このシールド掘進機では、カッターディスクを回転
しつつ加泥剤供給系により加泥剤吐出口から加泥剤を吐
出することで、掘削土を改質して流動性と難透水性を向
上させる。

【０００４】一方、特開平１０−２８０８７３号公報に
は、円形断面トンネル以外の異形断面トンネルを掘削可
能なシールド掘進機が記載され、このシールド掘進機で
は、チャンバー内のカッター支持部材に、径方向に伸縮
自在の撹拌翼を備えた撹拌装置が設けられている。この
シールド掘進機では、カッターディスクつまりカッター
支持部材を回転しつつこの回転に同期して異形断面形状
に沿って撹拌翼を伸縮駆動することで、異形断面部にお
けるチャンバー内の掘削土を撹拌している。

【０００５】ところで、特開平１０−６１３８２号公報
に記載のシールド掘進機には、前側の矩形断面状の胴部
材と、その後端に連結された矩形断面状のシールド枠
と、カッターディスクと、カッター回転駆動手段とが設
けられ、カッターディスクには、ディスク本体とこのデ
ィスク本体に装備され且つディスク本体の回転に同期し
て自転しつつ公転する１対の遊星カッターとが設けられ
ている。ディスク本体の回転に連動して遊星カッターを
自転させる遊星歯車機構が設けられ、トンネル中央部の
円形断面部をディスク本体のメインカッターで掘削し、
４つ角部を１対の遊星カッターにて掘削する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 特開平９−２２１９
８１号公報の撹拌装置を、異形断面トンネルを掘削可能
なシールド掘進機に適用した場合、各撹拌羽根は基本的
にカッタースポークに固着されて一体的に回転するが、
径方向には可動しないので異形断面コーナー部に加泥剤
を吐出できない。それ故、異形断面コーナー部に堆積す
る泥土類をチャンバー内から排土設備のスクリューコン
ベヤ内に導入することができないという問題がある。

【０００７】特開平１０−２８０８７３号公報の撹拌装
置は、加泥剤吐出口から加泥剤を噴射する機能がないた
め、この撹拌装置に独立して加泥剤供給系、加泥剤吐出
口を設けなければならず、部品点数が多くなり制御系も
複雑になる。本発明の目的は、チャンバー内全域にわた
って泥土類に流動性、難透水性を付与することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 請求項１のシールド掘
進機は、カッターディスクとこのカッターディスクの前
面側に配設した複数の遊星カッターを備え、円形断面と
異なる異形断面のトンネルを掘削可能であり、カッター
ディスクで掘削した泥土類をカッターディスクの後側の
チャンバーを経由して排土設備で排出するように構成し
たシールド掘進機において、前記カッターディスクに固
定されてチャンバー内に位置するディスク付属部材に、
チャンバー内の泥土類を撹拌する撹拌装置を設け、この
撹拌装置の撹拌ロッドをシールド坑軸心に対して半径方
向へ伸縮させる流体圧シリンダであって、前記カッター
ディスクで掘削する円形領域の外側に前記遊星カッター
で掘削する領域まで攪拌ロッドを伸長可能な流体圧シリ
ンダを設け、前記遊星カッターのうちの自転軸心から離
隔した部位の後面部にチャンバー内の泥土類に加える為
の加泥剤を吐出する加泥剤吐出口を設け、この加泥剤吐
出口に加泥剤を供給する加泥剤供給系を設けたことを特
徴とするものである。

【０００９】例えば、円形断面と異なる異形断面のトン
ネルを掘削する場合、カッターディスクを回転させると
ともに、カッターディスクの回転位置に同期して流体圧
シリンダにより撹拌装置の撹拌ロッドを、シールド坑軸
心に対して半径方向へ伸縮させることで、この撹拌ロッ
ドを異形断面形状に沿って伸縮することができる。そし
て、チャンバー内全域の泥土類を撹拌し、泥土類の流動
性と難透水性を向上させ、この泥土類をチャンバーから
排土設備へ円滑に且つ確実に移送し排出することができ
る。トンネル掘削時、遊星カッターは自転しつつ公転
し、加泥剤供給系により加泥剤を遊星カッターの加泥剤
吐出口に供給する。すると、遊星カッターの移動軌跡つ
まり異形断面の外形付近に沿って加泥剤が吐出されてチ
ャンバー内に導入され、チャンバー内全域の泥土類の流
動性、難透水性を向上させると共に泥土類の改質土への
改質度を向上させることができる。

【００１０】請求項２のシールド掘進機用撹拌装置は、
請求項１の発明において、前記撹拌装置の撹拌ロッドに
チャンバー内の泥土類に加える為の加泥剤を吐出する加
泥剤吐出口を設け、この加泥剤吐出口に加泥剤を供給す
る加泥剤供給系を設けたことを特徴とするものである。
前記異形断面のトンネルを掘削する場合、撹拌ロッドを
シールド坑軸心に対して半径方向へ伸縮させると共に、
この加泥剤吐出口から加泥剤を吐出することで、チャン
バー内全域の泥土類の流動性、難透水性を向上させると
共に泥土類の改質土への改質度を向上させることができ
る。それ故、泥土類をスムースに且つ確実に排土設備へ
移送し排出することができる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【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。図１、図２に示すように、
この実施の形態に係るシールド掘進機１は、円形断面と
異なる正方形断面トンネル（異形断面のトンネルの一
例）を掘削するものである。

【００１４】図１、図２に示すように、このシールド掘
進機１は、正方形断面の前胴部材２と、前胴部材２に中
折れ部３及び複数の中折れジャッキ４を介して連結され
た後胴部材５と、シールド掘進機１の前端部に設けられ
たカッターディスク６とを有し、カッターディスク６
は、ディスク本体６ａと、このディスク本体６ａに半径
方向向きに且つ周方向等間隔おきに固着された複数のカ
ッタースポーク６ｂと、ディスク本体６ａに装備された
１対の遊星カッター７と、ディスク本体６ａに複数の連
結部材８（ディスク付属部材に相当する）を介して連結
された環状のカッタードラム９を備えている。

【００１５】隔壁構造について説明する。図１に示すよ
うに、カッターディスク６の後側には、チャンバー１０
を隔てて前胴部材２に一体的に固定された隔壁構造１１
が設けられ、隔壁構造１１は、横向き状の円筒体１１ａ
と、円筒体１１ａの前端を封鎖する中央壁部１１ｂと、
円筒体１１ａの後端の周縁部から径方向の外方へ向けて
前胴部材２まで延びる開口壁部１１ｃとで構成されてい
る。

【００１６】ディスク本体６ａの回転に連動して各遊星
カッター７を自転させる遊星歯車機構１２について説明
する。図１、図３に示すように、遊星歯車機構１２は、
太陽ギヤ１３と、太陽ギヤ１３に噛合した１対のアイド
ルギヤ１４と、１対のアイドルギヤ１４に夫々噛合した
１対の遊星ギヤ１５とを有し、太陽ギヤ１３は円筒体１
１ａの外周に沿って形成され、遊星ギヤ１５とアイドル
ギヤ１４は、夫々軸受を介して回動自在に支持されてい
る。

【００１７】遊星カッター７と遊星ギヤ１５とは遊星シ
ャフト１６により連動連結され、遊星ギヤ１５の回転駆
動力が遊星シャフト１６を介して遊星カッター７に伝達
される。遊星シャフト１６の後端部と遊星ギヤ１５とは
スプライン結合又はスプライン結合と同等の連結機構に
より連結され、遊星カッター７は遊星シャフト１６の前
端部にボルトでもって連結されている。遊星シャフト１
６と遊星ギヤ１５とは、同一軸心上に配設され、遊星シ
ャフト１６は、ディスク本体６ａの軸心と平行に配設さ
れている。遊星シャフト１６には、複数の軸受を介して
遊星ハウジング１７が外装され、遊星ハウジング１７は
カッタードラム９の外周側の先端部に連結されている。

【００１８】ディスク本体６ａとカッタードラム９を回
転駆動するカッター回転駆動機構１８ついて説明する。
図１、図４に示すように、カッター回転駆動機構１８
は、カッタードラム９の後端側と開口壁部１１ｃの間に
設けられたリングギヤ１９と、このリングギヤ１９を回
転駆動する複数の油圧モータ２０とで構成されている。
リングギヤ１９はカッタードラム９に固定され、旋回軸
受を介して開口壁部１１ｃに支承されている。各油圧モ
ータ２０のモータ軸にはピニオンギヤ２０ａが固着さ
れ、このピニオンギヤ２０ａがリングギヤ１９の歯部に
噛合している。尚、図２に示すように、遊星カッター７
の正面視における輪郭形状は、その遊星カッター７の自
転回転数と公転回転数の比に応じて木の葉状に形成され
ている。

【００１９】シールドジャッキ２１とエレクタ装置２２
について説明する。図１、図４に示すように、後胴部材
５の前端部には環状フレーム２３が溶接接合され、環状
フレーム２３には、トンネル掘進時に掘進推力を発生さ
せる複数のシールドジャッキ２１が前後方向向きに且つ
ロッドを後方向きにして固定されている。符号２４は偏
心金具を示し、符号２５はスプレッダーを示す。本線ト
ンネルの掘進の際には、本線トンネルの内面に覆工され
たセグメントＳの前端に複数のスプレッダー２５で反力
をとり掘進推力を発生させる。

【００２０】本線トンネルの内面に覆工済みセグメント
Ｓを組付けるエレクタ装置２２は、複数の遊転ローラに
回動自在に支持された可動フレーム２６と、可動フレー
ム２６に取付けられたエレクタ本体２７と、可動フレー
ム２６を回転駆動する電動式又は油圧式の駆動モータ２
８等を有する。

【００２１】次に、チャンバー１０内の泥土類を撹拌す
る撹拌装置３０について説明する。図１、図５、図７、
図８に示すように、複数の連結部材８のうちの１つに
は、撹拌装置３０が径方向向きに取付けられている。即
ち、撹拌装置３０は、連結部材８に対して直交し且つシ
ールド坑軸心に向くように接合された筒状のケース部材
３１と、このケース部材３１に取付けられた油圧シリン
ダ３２（流体圧シリンダに相当する）とを備え、油圧シ
リンダ３２は、ケース部材３１の上蓋３１ａと仕切板３
１ｂとに連結支持されたシリンダ本体３３と、シリンダ
本体３３に内嵌摺動可能に設けられた撹拌ロッド３４等
から成る。この油圧シリンダ３２は、油圧制御回路に接
続され、この油圧制御回路により撹拌ロッド３４の出退
方向と出退量が制御される。

【００２２】図５に示すように、撹拌ロッド３４の収縮
時には、撹拌ロッド３４の上端がケース部材３１の上蓋
３１ａとシリンダ本体３３の上端とに面一状になり前胴
部材２よりも突出しないように配設されるとともに、撹
拌ロッド３４の下端が仕切板３１ｂに形成された貫通穴
に挿入される。即ち、撹拌ロッド３４には、上端部から
下方に向けて順次ピストンロッド部３４ａと、やや大径
のポート形成用ロッド部３４ｂとピストン部３４ｃとが
直列状に形成されている。

【００２３】ピストンロッド部３４ａはロッド挿通穴３
３ａに油密摺動自在に挿通して上方へ突出し、ポート形
成用ロッド部３４ｂはポート穴３３ｂに油密摺動自在に
挿入され、ピストン部３４ｃはシリンダ穴３３ｃ，３３
ｄに油密摺動自在に装着されている。ポート穴３３ｂの
内部であってポート形成用ロッド部３４ｂの上下両側に
は、油室３５，３６が形成され、シリンダ本体３３には
油圧供給源から油室３５，３６に油圧供給したり排出し
たりする為のポート孔３７，３８が形成されている。
尚、符号３９〜４５は、シール部材を示し、符号４６，
４７は、油路を示す。

【００２４】図５〜図７に示すように、シリンダ穴３３
ｃ，３３ｄ間において、シリンダ本体３３とピストン部
３４ｃとの間には環状隙間Ｓｃが形成され、シリンダ本
体３３には、環状隙間Ｓｃに連通し且つ環状隙間Ｓｃを
介して撹拌ロッド３４のピストン部３４ｃ内に加泥剤を
供給する為の加泥剤供給孔４８が形成されている。

【００２５】撹拌ロッド３４内には、その上端から約４
／５長さ付近まで加泥剤通路３４ｄが穴明け加工され、
この加泥剤通路３４ｄと環状隙間Ｓｃとを連通する３つ
の連通路３４ｅが周方向等間隔おきに形成され、撹拌ロ
ッド３４の収縮時と突出時に（つまり掘削時は常に）加
泥剤を加泥剤供給孔４８から環状隙間Ｓｃ、３つの連通
路３４ｅを介して加泥剤通路３４ｄに供給し、撹拌ロッ
ド３４の先端の加泥剤吐出口３４ｆから吐出する。加泥
剤供給孔４８には、接続金具等が装着され、この接続金
具は加泥剤供給源にホース等で接続され、この加泥剤供
給源から加泥剤を供給するようになっている。加泥剤供
給源とホースと加泥剤供給孔４８と環状隙間Ｓｃと連通
路３４ｅと加泥剤通路３４ｄ等は、加泥剤供給系に相当
する。

【００２６】油圧シリンダ３２へ油圧を給排する為の油
圧系等について説明する。油圧シリンダ３２は、油圧制
御回路に接続され、この油圧制御回路により撹拌ロッド
３４の出退方向と出退量が制御される。この油圧制御回
路は、前記油圧供給源（油タンク、油圧ポンプ、ポンプ
駆動モータ、各種バルブ類等からなる）を有する。図
１、図５〜図７に示すように、中央壁部１１ｂの中央部
には、ロータリージョイント４９が設けられ、ディスク
本体６ａから後方へ延びるセンター部材５０が設けら
れ、ロータリージョイント４９とセンター部材５０に
は、複数の油路４６，４７とホース５１とグリース導入
流路等が設けられている。複数の油路４６，４７は順次
ロータリージョイント４９、センター部材５０、カッタ
ースポーク６ｂ、連結部材８の内部を通って油圧シリン
ダ３２のポート孔３７，３８まで導設されている。ホー
ス５１は順次ロータリージョイント４９、センター部材
５０、カッタースポーク６ｂ、連結部材８の内部を通っ
て加泥剤供給孔４８まで導設されている。

【００２７】排土設備６０について説明する。図１に示
すように、中央壁部１１ｂから後方へ向けてスクリュー
コンベヤ６１が設けられ、スクリューコンベヤ６１は、
チャンバー１０に連通し、チャンバー１０内の泥土類を
例えばベルトコンベヤ（図示略）へ移送し、そのベルト
コンベヤに送られた泥土類は別のベルトコンベヤ又は搬
送台車によりトンネル内の後方へ搬送され、地上に搬送
される。

【００２８】以上説明したシールド掘進機１の作用につ
いて説明する。複数のシールドジャッキ２１により掘進
の推力を発生させつつ、油圧モータ２０によりディスク
本体６ａを回転させ、その結果、円形断面のトンネルが
掘削される。一方、遊星カッター７は、ディスク本体６
ａの回転によりディスク本体６ａの中心を中心として回
転（公転）するが、この公転に伴い、遊星歯車機構１２
の作用により自転する。今、遊星カッター７の公転回転
数と自転回転数の比は、１：４に設定され、これによ
り、遊星カッター７は、ディスク本体６ａが１回転する
間に、その回転方向とは逆方向に４回転自転する。この
ように、遊星カッター７を公転させつつ自転させること
により、遊星カッター７は、常に正方形に内接しながら
自・公転する。よって、この自・公転する遊星カッター
７により、円形断面のトンネルの外周部が矩形断面状に
掘削され、矩形断面のトンネルが掘削される。

【００２９】トンネル掘削の際、撹拌装置３０において
は、加泥剤を加泥剤吐出口３４ｆからチャンバー１０内
に常時吐出するとともに、油圧供給源のポンプ駆動モー
タを駆動させて油圧ポンプを作動させ、ディスク本体６
ａの回転に同期して撹拌ロッド３４の突出量を調整す
る。即ち、図８に示すように、撹拌装置３０の回転位置
が矩形断面トンネルの４隅付近部に達すると、撹拌ロッ
ド３４が最大限突出する。撹拌装置３０が次の回転位置
（４隅付近部から約１５度回転した位置）に達すると、
バルブに駆動信号が供給されて流量が制御され、撹拌ロ
ッド３４が退入方向に制御され前胴部材２に接触しない
ようにやや退入する。

【００３０】撹拌装置３０が更に約１５度回転した位置
に達すると、前記とほぼ同様に撹拌ロッド３４が殆ど退
入し、撹拌装置３０の回転位置が４辺付近部に接近した
ときには、撹拌ロッド３４が完全に退入した状態にな
る。撹拌装置３０が、この４辺付近部から更に約１５度
回転した位置に達すると、バルブに駆動信号が供給され
て流量が制御され、撹拌ロッド３４が突出方向に制御さ
れ前胴部材２に接触しないようにやや突出する。以下同
様に撹拌装置３０の回転位置が４隅付近部に達すると、
撹拌ロッド３４が最大限突出する。

【００３１】このように、撹拌ロッド３４を矩形断面形
状に沿って適宜伸縮させると共に撹拌ロッド３４の加泥
剤吐出口３４ｆから加泥剤を吐出することで、チャンバ
ー１０内全域の泥土類を撹拌し、泥土類の流動性と難透
水性を向上させ、泥土類の改質土への改質度を向上させ
ることができる。

【００３２】次に、本発明の別実施形態について説明す
る。但し、前記実施形態と同じ部材には同一の符号を付
して適宜説明を省略する。図９に示すように、別実施形
態に係るシールド掘進機には、チャンバー１０内の泥土
類に加泥剤を加える為に加泥剤吐出装置６５が設けられ
ている。このシールド掘進機には、前記の撹拌装置３０
は設けられていないが、加泥剤吐出装置６５と撹拌装置
３０とを同一のシールド掘進機に設ける場合もある。

【００３３】即ち、遊星カッター７には、その自転軸心
つまり遊星シャフト１６から木の葉形状の長軸方向に離
隔した部位の後面部に加泥剤吐出口６６が設けられ、こ
の加泥剤吐出口６６からチャンバー１０内の泥土類に加
える為の加泥剤を吐出する。図９、図１１、図１２に示
すように、加泥剤吐出口６６は、遊星カッター７の前記
後面部に内嵌溶接され且つ遊星カッター７内へやや突設
された円板状のボス６７と、ボス６７の後面部に形成さ
れた収容孔６７ａにゴム製のシート部材６８を介して収
容され４本のボルト６９でもって連結されたシート押え
部材７０等を有する。

【００３４】図１１、図１２に示すように、ボス６７に
は、収容孔６７ａと遊星カッター７内部とを連通する３
つの連通穴６７ｂが等間隔おきに形成されている。シー
ト部材６８には、その略中心部から１２０度間隔の３方
向に１／２半径長さ程度切欠形成されたスリット６８ａ
が形成されている。符号６８ｂは、４本のボルト６９の
為の貫通穴を示す。シート押え部材７０内には、後側程
拡径状態のテーパ穴７０ａが形成され、加泥剤の供給時
には、加泥剤の圧力によりスリット６８ａがこのテーパ
穴７０ａ側に弾性変形して加泥剤の通路を開くようにな
っている。

【００３５】ところで、図９、図１１に示すように、遊
星シャフト１６内には、先端部から所定長さ分加泥剤用
通路１６ａが形成され、遊星ハウジング１７には、この
加泥剤用通路１６ａに連通する環状通路１７ａと加泥剤
注入口１７ｂが形成されている。加泥剤注入口１７ｂに
は、接続金具等が装着され、この接続金具は加泥剤供給
源にロータリジョイント４９、センター部材５０、ディ
スク本体６ａ内を通りホース７１等で接続されている。

【００３６】図９に示すように、遊星カッター７の遊星
シャフト１６の外嵌部材７ａには、管継手部材７２が溶
接接合され、この管継手部材７２と、加泥剤突出口６６
のボス６７とに亙って長配管７３が接続され、管継手部
材７２と加泥剤用通路１６ａの先端部とに亙って短配管
７４が接続されている。長配管７３と短配管７４の直径
寸法は予め同一になるように構成され、管継手部材７２
内で両配管７３，７４の開口周縁部同士を当接させるよ
うになっている。

【００３７】尚、長配管７３は、９０度の屈曲部を備え
この屈曲部を介してボス６７の被係合部６７ｃに溶接接
合され、３つの連通穴６７ｂに連通する。尚、符号７５
〜７７は、シール部材を示す。これら加泥剤供給源とホ
ース７１と加泥剤注入口１７ｂ及び環状通路１７ａと加
泥剤用通路１６ａと長配管７３と短配管７４と管継手部
材７２等は加泥剤供給系に相当し、加泥剤吐出装置６５
は、加泥剤吐出口６６とこの加泥剤供給系とを備えてい
る。

【００３８】以上説明した加泥剤吐出装置６５の作用に
ついて説明する。トンネル掘削時、遊星カッター７は、
ディスク本体６ａの回転により公転し、この公転に伴
い、遊星歯車機構１２の作用により自転する。このと
き、加泥剤吐出装置６５においては、制御装置により加
泥剤を、加泥剤供給源からロータリジョイント４９、セ
ンター部材５０、ディスク本体６ａ内を通りホース７１
を介して遊星ハウジング１７の加泥剤注入口１７ｂに供
給する。

【００３９】すると、加泥剤は、環状通路１７ａから加
泥剤用通路１６ａに導入され、順次、短配管７４、長配
管７３を経由して加泥剤吐出口６６に導入され、以下、
３つの連通穴６７ｂからシート部材６８への加泥剤の圧
力により、スリット６８ａがテーパ穴７０ａ側に弾性変
形して加泥剤の通路を開く。その後、加泥剤はテーパ穴
７０ａから吐出されてチャンバー１０内に導入される。
尚、スリット６８ａは連通穴６７ｂ側には弾性変形でき
ないため、チャンバー１０側からの泥土類の逆流を防止
することができる。それ故、前記実施形態と同様に、チ
ャンバー１０内全域の泥土類の流動性、難透水性を向上
させ、且つ泥土類の改質土への改質度を向上させること
ができる。よって、泥土類をスムースに且つ確実に排土
設備６０へ移送し排出することができる。

【００４０】以上説明した撹拌装置３０によれば、撹拌
装置３０をチャンバー１０内に位置する連結部材８に設
け、撹拌装置３０の撹拌ロッド３４をシールド坑軸心に
対して半径方向へ伸縮させる油圧シリンダ３２を設けた
ので、円形断面と異なる正方形断面のトンネルを掘削す
る場合、カッターディスク６の回転位置に同期して油圧
シリンダ３２により撹拌ロッド３４を正方形断面の外形
形状に沿って伸縮させることで、チャンバー１０内全域
の泥土類を撹拌し、泥土類の流動性と難透水性を向上さ
せ、この泥土類をチャンバー１０から排土設備６０へ円
滑に且つ確実に移送し排出することができる。簡単な構
造の撹拌装置３０により、チャンバー１０内全域の泥土
類の流動性、難透水性が向上し異形断面コーナー部にお
ける泥土類もスムースに排土設備６０へ移送し排出する
ことができる。

【００４１】次に、本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）撹拌装置３０を複数の連結
部材８のうちの２個以上に設けてもよい。チャンバー１
０内に、カッターディスク６に固定された他のディスク
付属部材を設け、撹拌装置３０をこのディスク付属部材
に設けてもよい。更に、撹拌装置３０をカッターディス
ク６のカッタースポーク６ｂに設けてもよい。２）撹拌
装置３０、加泥剤吐出装置６５は、正方形断面のトンネ
ルを掘削可能なシールド掘進機以外にも適用可能であ
る。つまり、前記各実施形態では、異形断面のトンネル
として正方形断面のトンネルを適用したが、矩形断面、
楕円断面、種々の断面形状のトンネルを掘削可能なシー
ルド掘進機に適用できる。３）油圧シリンダ３２の代わ
りにエアーシリンダ等、他のシリンダ手段を適用しても
よい。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。

【００４２】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、撹拌装置を
カッターディスクに固定されてチャンバー内に位置する
ディスク付属部材に設け、チャンバー内に流入する前に
泥土類を撹拌すると共に、カッターディスクの回転位置
に同期して流体圧シリンダにより撹拌装置の撹拌ロッド
を前記カッターディスクで掘削する円形領域の外側に遊
星カッターで掘削する領域まで伸縮可能に構成したの
で、例えば、円形断面と異なる異形断面のトンネルを掘
削する場合、撹拌装置の撹拌ロッドを遊星カッターで掘
削する領域まで適宜伸縮させることで、チャンバー内全
域の泥土類を撹拌し、泥土類の流動性と難透水性を向上
させ、この泥土類をチャンバーから排土設備へ円滑に且
つ確実に移送し排出することができる。しかもこの撹拌
装置は、種々のシールド掘進機のディスク付属部材に適
用可能となり、撹拌装置の汎用性が広がる。トンネル掘
削時、遊星カッターは自転しつつ公転し、加泥剤供給系
により加泥剤を遊星カッターの加泥剤吐出口に供給す
る。すると、遊星カッターの移動軌跡つまり異形断面の
外形付近に沿って加泥剤が吐出されてチャンバー内に導
入され、チャンバー内全域の泥土類の流動性、難透水性
を向上させると共に泥土類の改 質土への改質度を向上さ
せることができる。

【００４３】請求項２の発明によれば、加泥剤を吐出す
る加泥剤吐出口を、撹拌ロッドに設けたので、撹拌ロッ
ドをシールド坑軸心に対して半径方向へ伸縮させると共
に、この加泥剤吐出口から加泥剤を吐出することで、チ
ャンバー内全域の泥土類の流動性、難透水性を向上させ
ると共に泥土類の改質土への改質度を向上させることが
できる。それ故、泥土類を一層スムースに排土設備へ移
送し排出することができる。その他請求項１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シールド掘進機の縦断
側面図である。

【図２】シールド掘進機のカッターディスクの正面図で
ある。

【図３】シールド掘進機の遊星歯車機構の概略正面図で
ある。

【図４】中折れジャッキとシールドジャッキと油圧モー
タ等の配設位置を示す正面断面図である。

【図５】図１の撹拌装置の拡大断面図である。

【図６】シリンダ本体と撹拌ロッド間の加泥剤の連通路
を示す図５の要部断面図である。

【図７】油圧シリンダの伸長状態を示す図５相当図であ
る。

【図８】カッターディスクの回転に同期した撹拌装置の
撹拌ロッドの伸縮状態の変化を説明する説明図である。

【図９】本発明の別実施形態に係るシールド掘進機の加
泥剤吐出装置の縦断側面図である。

【図１０】図９の加泥剤供給系の一部の拡大図である。

【図１１】図９の加泥剤吐出口の拡大図である。

【図１２】加泥剤吐出口の要部の部品図で、（ａ）は正
面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は縦断側面図の要部
拡大図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ６ カッターディスク ６ｂ カッタースポーク ７ 遊星カッター ８ 連結部材 １０ チャンバー ３０ 撹拌装置 ３２ 油圧シリンダ ３４ 撹拌ロッド ３４ｆ 加泥剤吐出口 ６５ 加泥剤吐出装置 ６６ 加泥剤吐出口

フロントページの続き (72)発明者 谷口 徹 東京都中央区京橋一丁目７番１号 戸田 建設株式会社内 (72)発明者 請川 誠 東京都中央区京橋一丁目７番１号 戸田 建設株式会社内 (72)発明者 高橋 潤 東京都中央区京橋一丁目７番１号 戸田 建設株式会社内 審査官 柳澤 智也 (56)参考文献 特開 平10−280873（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−61382（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−197774（ＪＰ，Ａ) 実公 平２−20304（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08 E21D 9/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッターディスクとこのカッターディス
   クの前面側に配設した複数の遊星カッターを備え、円形
   断面と異なる異形断面のトンネルを掘削可能であり、カ
   ッターディスクで掘削した泥土類をカッターディスクの
   後側のチャンバーを経由して排土設備で排出するように
   構成したシールド掘進機において、 前記カッターディスクに固定されてチャンバー内に位置
   するディスク付属部材に、チャンバー内の泥土類を撹拌
   する撹拌装置を設け、 この撹拌装置の撹拌ロッドをシールド坑軸心に対して半
   径方向へ伸縮させる流体圧シリンダであって、前記カッ
   ターディスクで掘削する円形領域の外側に前記遊星カッ
   ターで掘削する領域まで攪拌ロッドを伸長可能な流体圧
   シリンダを設け、 前記遊星カッターのうちの自転軸心から離隔した部位の
   後面部にチャンバー内の泥土類に加える為の加泥剤を吐
   出する加泥剤吐出口を設け、この加泥剤吐出口に加泥剤
   を供給する加泥剤供給系を設けた、 ことを特徴とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 前記撹拌装置の撹拌ロッドにチャンバー
   内の泥土類に加える為の加泥剤を吐出する加泥剤吐出口
   を設け、この加泥剤吐出口に加泥剤を供給する加泥剤供
   給系を設けたことを特徴とする請求項１に記載のシール
   ド掘進機。