JP3380213B2 - 多連分岐シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多連分岐シールド掘
進機に関する。さらに詳しくは、一体に掘進しうる複数
のシールド掘進機を備えており、掘進途中から当該シー
ルド掘進機が単独で掘進することができる多連分岐シー
ルド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中における例えば複数車線の地
下鉄や複数車線の高速道路等を敷設するためにトンネル
を掘削する場合にはシールド掘進機が用いられている。
その場合、地下鉄の駅部や高速道路のランプ部は開削
（いわば露天掘り）によって行い、駅部やランプ部同士
を繋ぐトンネルを掘進機で掘削している。また、複数路
線を分岐させる場合にも立杭を構築し、この立杭から異
なる複数のシールド掘進機を発進させている。しかしな
がら、かかる工法では多大な工期と工費とを費やす必要
がある。

【０００３】そこで、最近では複数のシールド掘進機を
一体にして掘進し、掘進途中からこのシールド掘進機を
分岐して別々に掘進することができる分岐型のシールド
掘進機が提案されている。

【０００４】かかるシールド掘進機としては、たとえば
特許第２９３４２９３号公報、特開平１０−３１７８７
６号公報などに開示されたものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
２９３４２９３号公報に開示されたシールド掘進機は、
いわゆる親子シールド掘進機である。すなわち、並列に
連結された一機の外殻部材掘進機（いわば親シールド掘
進機）と少なくとも一機のシールド掘進機（いわば子シ
ールド掘進機）が一体で掘進し、途中から子シールド掘
進機のみが分岐して独立で掘進するものである。そし
て、親シールド掘進機は分岐地点に残存され、トンネル
の一部とされるものである。親シールド掘進機は単独で
は掘進することができない。親シールド掘進機のカッタ
ーディスクの構成も単独掘進ができないようになってい
る。さらに、このシールド掘進機の断面は複数の掘進機
の組合わさったもの、すなわち複数の円形が若干の重な
りを生じて横一列に整列した形状（いわば串刺し団子の
形状）となっている。したがって、たとえば地下鉄の駅
部にとってふさわしいトンネル形状ではない。

【０００６】一方、特開平１０−３１７８７６号公報に
開示されたシールド掘進機は、矩形断面の親シールド掘
進機の内部に一機の分岐可能な子シールド掘進機を内包
したものであり、いわゆる親子シールド掘進機である。
親シールド掘進機の前面には、並列に整列した親シール
ド掘進機自体のカッターディスクと子シールド掘進機の
カッターディスクとを備えている。この親シールド掘進
機と子シールド掘進機との２つカッターディスクによっ
て掘進し、途中から子シールド掘進機が親シールド掘進
機の胴から分岐して独立で掘進するものである。そし
て、矩形断面の親シールド掘進機は分岐地点に残存さ
れ、トンネルの一部とされるものである。子シールド掘
進機が分岐した後は親シールド掘進機は単独では掘進す
ることができない。さらに、親シールド掘進機の前面の
２つのカッターディスクのみによって矩形断面のトンネ
ルを掘削しようとするため、カッターディスクを構成す
るカッタースポーク内のオーバーカッタ（コピーカッタ
とも言う）を長く進出させる必要がある。したがって、
オーバーカッタの補強等を含めて構成が複雑となる。

【０００７】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、組み合わされた全てのシールド掘進機
が単独でトンネルを形成することができ、しかも、これ
らのシールド掘進機が一体で掘進するときには地下鉄の
駅部などに好適な断面のトンネルを掘削することができ
る多連分岐シールド掘進機を提供することを目的として
いる。さらに、矩形断面のシールド掘進機が分岐して単
独で掘進することのできる多連分岐シールド掘進機を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の多連分岐シール
ド掘進機は、少なくとも一機の矩形断面の矩形シールド
掘進機と、この矩形断面のシールド掘進機に隣接する少
なくとも一機の円形断面の円形シールド掘進機と、上記
円形シールド掘進機が分岐可能に収容され、且つ、矩形
シールド掘進機が分岐可能に連結される外殻部材とを備
えており、この外殻部材が、円形シールド掘進機の外周
面に部分的に沿うとともに、隣接する矩形シールド掘進
機の上端および下端にその上下両端縁が至るように形成
された外殻を有している。

【０００９】かかる構成により、円形シールド掘進機は
もとより、それに隣接した矩形シールド掘進機も分岐し
て単独で掘進することができる。外殻部材のみをトンネ
ル内に残留させることが可能となる。それにより、複数
路線のトンネルを構築することができる。また、矩形シ
ールド掘進機を単独で掘進させうることにより、トンネ
ル内の有効面積が大きいものとなりる。その結果、トン
ネルの必要断面を小さな掘進機で得ることができる。こ
れにより、掘進機の製造コストの低減および掘削容積の
低減が可能となり、工期が短縮され、工事費が低減す
る。

【００１０】本発明の他の多連分岐シールド掘進機は、
主カッターディスクを有する少なくとも一機の矩形断面
の矩形シールド掘進機と、この矩形シールド掘進機に隣
接する、主カッターディスクを有する少なくとも一機の
円形断面の円形シールド掘進機と、上記円形シールド掘
進機が分岐可能に収容され、且つ、矩形シールド掘進機
が分岐可能に連結される外殻部材と、上記矩形シールド
掘進機の前面における上記主カッターディスクの外方に
配設された、主カッターディスクによる未掘削部を掘削
するための揺動カッタとを備えている。

【００１１】かかる構成により、揺動カッタが主カッタ
ーディスクによる未掘削部をほぼ掘削することができ
る。したがって、全シールド掘進機が一体で掘進する場
合には長円形断面のトンネルであっても容易に掘削する
ことができる。しかも、矩形シールド掘進機の前面に揺
動カッタとを備えているため、矩形シールド掘進機を単
独で掘進させるときに当該矩形シールド掘進機の断面と
同一断面のトンネルを効果的に掘削することができる。

【００１２】そして、上記揺動カッタがその揺動中心か
ら放射状に伸びる複数本のカッタースポークを有してお
り、該カッタースポークが第一作用位置と第二作用位置
とに変位するように構成されており、第一作用位置が、
矩形シールド掘進機の前面および外殻部材の前面におけ
る上記主カッターディスクによる未掘削部を掘削する位
置であり、第二作用位置が、矩形シールド掘進機の前面
における上記主カッターディスクによる未掘削部を掘削
する位置である多連分岐シールド掘進機にあっては、全
シールド掘進機が一体で掘進するときでも矩形シールド
掘進機が単独で掘進するときでも、この揺動カッタが主
カッターディスクによる未掘削部を掘削することができ
る。揺動カッタを有効利用することができるのである。

【００１３】また、上記揺動カッタのカッタースポーク
の先端近傍に伸縮しうるオーバーカッタが配設されてな
る多連分岐シールド掘進機にあっては、より掘進機の断
面に近いトンネルを掘削することができるので好まし
い。

【００１４】その場合、上記揺動カッタのオーバーカッ
タが揺動カッタの揺動に同期して伸縮させ、該オーバー
カッタの先端が、第一作用位置においては外殻部材の断
面外形および矩形シールド掘進機の断面外形またはそれ
らに近接した移動軌跡を描くように構成することによ
り、一層好適な多連分岐シールド掘進機となる。

【００１５】さらに、上記揺動カッタが、円形シールド
掘進機の主カッターディスクおよび矩形シールド掘進機
の主カッターディスクと前後方向に離間して配設されて
なる多連分岐シールド掘進機にあっては、前方から見た
正面視において揺動カッタが主カッターディスクと重な
り合うことを許すので主カッタディスクの未掘削部が効
率的に掘削される。また、揺動カッタを第一作用位置お
よび第二作用位置に変位するのが容易となる。

【００１６】上記矩形シールド掘進機と外殻部材とが連
結された状態において、外殻部材の外殻の両端縁が、矩
形断面の掘進機の上面よび下面に対して前後方向に延び
る前後シール部材を介して対向されてなる多連分岐シー
ルド掘進機にあっては、矩形シールド掘進機と外殻部材
との連結部から土砂がシールド掘進機内部に侵入するこ
とが防止されるので好ましい。

【００１７】上記外殻部材と矩形シールド掘進機とが、
上下方向に延びる上下シール部材を介して対向されてお
り、該上下シール部材が上記前後シール部材と連続して
配設されてなる多連分岐シールド掘進機にあっては、矩
形シールド掘進機と外殻部材との連結部前方から土砂が
シールド掘進機内部に侵入することが防止されるので好
ましい。

【００１８】上記外殻部材の内部に円形シールド掘進機
の外周に沿ってシールド掘進機を収容する中間胴が配設
されており、中間胴の内周とシールド掘進機の外周との
間にシール機構が配設されてなる多連分岐シールド掘進
機にあっては、複数のシールド掘進機を一体で掘進させ
るときであっても、分岐させるときであっても、外殻部
材の内部に土砂などの浸入が防止されるので好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に記載の実施形態
を参照しつつ本発明の多連分岐シールド掘進機を説明す
る。

【００２０】図１は本発明の掘進機の一実施形態を示す
概略斜視図である。図２（ａ）は図１の掘進機の平面断
面図であり、図２（ｂ）は図１の掘進機の正面図であ
る。図３（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、
図３（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【００２１】図１〜図３に示す三連掘進機１は、一列に
並設された三機のシールド掘進機２、３を備えている。
中央には矩形断面を呈するシールド掘進機（以下、単に
矩形掘進機という）２が配置され、その両側にそれぞれ
円形断面を呈するシールド掘進機（以下、単に円形掘進
機という）３が配置されている。各掘進機２、３の前面
には主カッターディスク４が配設されている。

【００２２】各円形掘進機３は外殻部材５に進出可能に
収容されており、この外殻部材５はそれぞれ矩形掘進機
２の側面に着脱可能に連結されている。具体的には図２
（ｂ）に示すごとく、外殻部材５はその外殻５ａ（スキ
ンプレートとテールプレートとが一体になったもの）
が、円形掘進機３の外周面における外方部分（三連掘進
機１の横外方）を包絡しつつ矩形掘進機２の上面および
下面の側端縁にまで延びている。その結果、外殻部材の
前面は半長円形を呈することになり、三連掘進機１の前
面は長円形を呈することになる。外殻部材５は円形掘進
機３を収容するための、円形掘進機３の外周面に沿う円
筒形の中間胴６を内蔵している。本実施形態では図１に
示すごとく、中間胴６の外方半分は上記外殻５ａと一体
に形成されている。中間胴６の内周面には周方向に沿っ
てチューブシールなどからなるシール部材１６が配設さ
れている（図１、図２（ａ）、図３（ｂ）および図４も
併せて参照）。チューブシールは、図４に示すように円
周方向に延びる溝１６ａを閉止する可撓性部材１６ｂの
内部に気体又は液体を圧入することにより、シール板１
６ｃが円形掘進機３の外周に圧接してシールするもので
ある。このシール部材１６によって円形掘進機３の外周
面と中間胴６の内周面との間がシールされ、三連掘進機
１内への土砂の侵入が防止されている。外殻部材５の前
面における中間胴６と上記外殻５ａとの間は前面板７に
よって閉止されている。

【００２３】図２（ａ）および図３に示すように、矩形
掘進機２および円形掘進機３にはそれぞれエレクタ２４
が備えられている。これらの掘進機２、３が三連掘進機
１として一体に掘進するときには、矩形掘進機２のエレ
クタ２４は長円断面トンネルの中央部の上面および下面
のセグメントを組み立て、このセグメントに連続して円
形掘進機３のエレクタ２４が長円断面トンネルの両側方
の半円筒を含む部分のセグメントを組み立てる。

【００２４】図２（ａ）および図３中における符号２６
は掘削された土砂を後方に排出するためのスクリューコ
ンベアである。

【００２５】図２（ａ）および図３（ａ）に示すよう
に、矩形掘進機２にはその前面を閉止する前面板８が配
設されている。この前面板８における主カッターディス
ク４の外方、すなわち矩形の前面板８の四隅近傍にそれ
ぞれ揺動カッタ９が配設されている。この揺動カッタ９
は主カッターディスク４によって未掘削となる範囲を掘
削するためのものである。三連掘進機１として掘進する
ときには、矩形掘進機２および外殻部材５の前面におけ
る未掘削部を掘削し、矩形掘進機２が分岐して単独で掘
進するときには矩形掘進機２の前面における未掘削部を
掘削する。この掘削部を変更するとき（矩形掘進機２が
分岐するとき）にはこの揺動カッタ９は後述のごとく回
転変位させられる。

【００２６】また、外殻部材５の前面における主カッタ
ーディスク４と揺動カッタ９とによる未掘削部を掘削す
るために補助カッターディスク１０が配設されている。
主カッターディスク４と補助カッタディスク１０とは回
転させられ、揺動カッタ９は往復揺動させられる。図１
には補助カッターディスク１０の図示が省略されてい
る。

【００２７】各揺動カッタ９は、前面板８の四隅近傍か
ら若干中央寄りに位置した揺動中心たる回転軸９ａから
放射状に延びるカッタースポーク１１を有している。全
カッタースポーク１１は一体で回転軸９ａ回りに正逆方
向に往復回転させられる。外方（上方、下方、側外方）
に延びるカッタースポーク１１ａが長く、内方（矩形掘
進機２の中心方向）に延びるカッタースポーク１１ｂが
短くされている。この揺動カッタ９の構成は後述する回
転変位に好適なものとなる。

【００２８】主カッターディスク４のカッタースポーク
４ａおよび揺動カッタ９のカッタースポーク１１の先端
には伸縮駆動されるオーバーカッタ４ｂ、１１ｃが配設
されている。揺動カッタ９のオーバーカッタ１１ｃは、
揺動カッタ９の揺動に同期して伸縮させられる。それに
より、オーバーカッタ１１ｃの先端が後述のとおり外殻
部材５および矩形掘進機２の断面外縁に好適に沿った掘
削軌跡を描く。

【００２９】およびこれらカッタ４、９は相互に干渉し
ないように前後方向にずらせて配設されている（図２
（ａ）参照）。

【００３０】揺動カッタ９はその回転軸９ａが矩形掘進
機２の前面板８を貫通している。そして図２（ａ）、図
３（ａ）および図６に示すように、回転軸９ａは矩形掘
進機２の内部に揺動自在に枢支された一対の駆動シリン
ダ１２によって回転駆動される。すなわち、揺動カッタ
９の回転軸９ａにはアーム９ｂが固設されており、この
アーム９ｂに両駆動シリンダ１２のロッド１２ａがとも
に連結されている。この二本の駆動シリンダ１２が交互
にそのロッド１２ａを伸縮させることによって回転軸９
が正逆方向に往復回転させられる。

【００３１】なお、主カッターディスク４は公知のごと
く、主カッターディスク４に連結されたリングギア２５
ｂが複数個のモータ２５ａによって回転させられること
によって作動する。

【００３２】そして、主カッターディスク４と揺動カッ
タ９と補助カッターディスク１０とでは掘削できない範
囲Ｌが生じることがあるが、この範囲Ｌは外殻５ａの前
端縁に形成された刃２３により、三連掘進機１の前進に
ともなって未掘削部を前方に突いて削り取っていく。こ
の刃２３を貫入ビットと呼び、図２（ｂ）および図７に
示す。この貫入ビット２３は主カッターディスク４と揺
動カッタ９と補助カッターディスク１０とでは掘削でき
ない範囲Ｌにのみ形成しておけばよい。

【００３３】図５（ａ）には、かかる主カッターディス
ク４、揺動カッタ９、補助カッターディスク１０および
貫入ビット２３による掘削面、すなわち三連掘進機１が
一体として掘削する掘削面が示されている。

【００３４】揺動カッタ９は、図６に示すように矩形掘
進機２の単独掘進時に上記アーム９ｂが二点鎖線で示す
位置に回転変位させられる。こうすることにより、図７
に示すように、揺動カッタ９の全カッタースポーク１１
ａ、１１ｂが矩形掘進機２の前面の範囲内におさまる。
それに応じて一対の駆動シリンダ１２は揺動変位させら
れたうえでこれらアーム９ｂに改めて連結される。この
場合にあってもオーバーカッタ１１ｃは揺動カッタ９の
揺動に同期して伸縮させられ、矩形掘進機２の外形に沿
うように掘削することができる。図５（ｂ）には矩形掘
進機２が主カッターディスク４および揺動カッタ９によ
って掘削する掘削面が示されている。

【００３５】図３（ｂ）、図８（ａ）および図９に示す
ように、円形掘進機３は装入ピン１３ａを備えた固定装
置１３によって外殻部材の中間胴６と連結されている。
固定装置１３は円周方向に沿って等間隔をおいて複数個
設置されている（図８（ａ）参照）。装入ピン１３ａは
円形掘進機３のスキンプレート３ａと中間胴６とに一致
させて穿設された嵌合孔を形成する孔部材１３ｂに円形
掘進機３側から装入するようにされている（図９参
照）。また、外殻部材５の側板５ｂ、すなわち矩形掘進
機２の側板２ｃに対向する鉛直面を構成する部材と、矩
形掘進機２の側面とは、ボルトやピンなどからなる着脱
可能な複数の連結部材１４によって連結されている（図
１０（ｂ）参照）。なお、図１０は矩形掘進機２と外殻
部材５との連結部における下端近傍を示しており、図１
０（ａ）が前端部、図１０（ｂ）が後端部を示してい
る。図中の符号Ｆは前方を示す。

【００３６】図１および図２（ａ）に示すように、外殻
部材５の側板５ｂおよび中間胴６は円形掘進機３のスキ
ンプレート３ａととほぼ同じ長さにされている。これは
外殻５ａの前後方向長さより短いことを意味する。外殻
５ａの前後方向長さは、円形掘進機３が単独掘進すると
きにスキンプレート後端にテールプレート１５を接続し
た状態の長さにほぼ等しい。したがって、中間胴６は図
１に示すようにその内方側（矩形掘進機側）の半分が切
りかかれた形状となる。

【００３７】一方、矩形掘進機２は、図１、図２（ａ）
および図３（ａ）に示すごとく、その上面プレート２ａ
および下面プレート２ｂは外殻５ａの長さとほぼ等し
く、その側板２ｃは円形掘進機３のスキンプレート３ａ
とほぼ同じ長さにされている。したがって、矩形掘進機
２の後部の両側方Ｄは開かれた状態になっている。こう
することにより、三連掘進機１一体で掘進するときに矩
形掘進機２と円形掘進機３との連通範囲を大きくとるこ
とができる。矩形掘進機２を単独掘進させるときには、
その後部の開かれた両側方Ｄは側部テールプレート２２
によって閉止される（図１０（ｂ）も併せて参照）。

【００３８】図１、図２（ｂ）および図３（ａ）に示す
ように、外殻５ａはその上下両端部１７が矩形掘進機２
の上面プレート２ａおよび下面プレート２ｂの端縁付近
それぞれに当接するように延びている。そして、この端
部１７にはその前後方向に沿って溝１８ａが形成されて
おり、この溝１８ａにシール部材１８が配設されてい
る。このシール部材１８によって外殻部材５と矩形掘進
機２との連結部の上部および下部はその前後方向に沿っ
てシールされている。シール部材１８は、たとえば、押
さえ代の大きなＶ字断面またはＵ字断面のゴム製シール
部材とするのが好ましい。

【００３９】また、図１、図２（ａ）、図４および図１
０（ａ）に示すように、外殻部材５の左右両側板５ｂに
は鉛直方向にチューブシールなどからなるシール部材１
９が配設されている。そして、図１０（ａ）に示すよう
にこのシール部材１９の上下両端と上記端部１７のシー
ル部材１８とは連続されている。この構成によって外殻
部材５と矩形掘進機２との連結部（その上部、下部およ
び前部）から三連掘進機１の内部への土砂の侵入が防止
されている。

【００４０】図８（ａ）に示すように、三連掘進機１と
して一体で掘進するときには外殻５ａの内周面に沿って
複数個のシールドジャッキ２０が配設されている。ただ
し、外殻５ａと円形掘進機３のスキンプレート３ａとが
重なり合っている部分、すなわち、円形掘進機３のほぼ
外側半分の範囲についてはシールドジャッキ２０は円形
掘進機３のスキンプレート３ａの内周面に沿って配設さ
れている。また、矩形掘進機２の上面プレート５ａおよ
び下面プレート５ｂそれぞれの内面側にも横方向に沿っ
て複数個のシールドジャッキ２０が配設されている。

【００４１】円形掘進機３が分岐して単独掘進するとき
には外殻５ａ内周面のシールドジャッキ２０を取り外
し、円形掘進機３のスキンプレート３ａの内周面全周に
シールドジャッキ２０を取り付ける（図８（ｂ）参
照）。一方、矩形掘進機２が外殻部材５から分岐して単
独掘進するときには、その左右両側板５ｃの内面側にも
シールドジャッキ２０を並べて配設する（図８（ｂ）参
照）。

【００４２】なお、図８（ａ）は矩形掘進機２および円
形掘進機３が連結されて一体になった三連掘進機１の状
態を示し、図８（ｂ）は矩形掘進機２および円形掘進機
３がともに分岐した後の状態を示している。

【００４３】本三連掘進機１が長円形断面のトンネルを
掘削し、その途中で円形掘進機３を分岐させて単独で掘
進させる場合には以下のごとくなされる。

【００４４】まず、図１１（ａ）に示すごとく、三連掘
進機１の内周面の全シールドジャッキ２０のロッド２０
ａに延長用の補助ロッド２１を取り付ける。そして、補
助ロッド２１の長さ分だけ三連掘進機１をさらに掘進さ
せる。これは、外殻５ａの内部および矩形掘進機２の内
部において、分岐点まで組み立てられてきた長円形断面
トンネル用のセグメントＳａから、真円形断面トンネル
用のセグメントＳｂに変更する部位の異径セグメントＳ
ｃ（図１１（ｃ）参照）を組み立てるスペースを作るた
めである。異径セグメントＳｃは、真円形断面トンネル
部を構成する部分円筒部分と、長円形断面トンネルと真
円形断面トンネルとの半径差部分を閉止するフランジ部
分から構成されたものである。

【００４５】つぎに図１１（ｂ）に示すように、補助ロ
ッド２１を取り外す。そして、外殻５ａのテールプレー
ト部分の後端縁、並びに、矩形掘進機２の上面プレート
５ａおよび下面プレート５ｂの後端縁は、長円形断面の
トンネル状に組み立てられたセグメントＳａ群の前端縁
に溶接して接続される。さらに、円形掘進機３の内部に
円形掘進機３の前進動作を案内するレール（図示しな
い）を敷設する。レールは周方向に約３０°間隔で配設
される。円形掘進機３の後端部にテールプレート１５を
取り付ける。また、矩形掘進機２の単独掘進の準備とし
て、矩形掘進機２の両側面の後部に側部テールプレート
２２を取り付けておく。外殻部材５の内周からシールド
ジャッキ２０を取り外す。そして、この取り外したもの
も含めて円形掘進機３の内周面に沿ってシールドジャッ
キ２０を整列させて取り付ける（図８（ｂ）も併せて参
照）。

【００４６】そして、図１１（ｃ）に示すように、異径
セグメントＳｃを組み込んで長円形断面トンネルから真
円断面トンネルに移行させる。その後、上記固定装置１
３の装入ピン１３ａを抜いて円形掘進機３と中間胴６と
の連結を解く。固定装置１３の嵌合孔に図示しない防水
板を設置して閉止する。

【００４７】図１１（ｄ）に示すように、上記の状態で
当該円形掘進機３を単独で掘進させる。そのとき、外殻
部材５は長円形断面トンネルの一部として分岐点に残留
させる。必要に応じて他の円形掘進機（図示しない）も
同様の手順で分岐させて掘進させる。

【００４８】図１１（ｅ）に示すように、矩形掘進機２
の左右両側板２ｃの内面にもシールドジャッキ２０を整
列配設する。また、図６および図７に示すごとく、揺動
カッタ９を回転変位させてそのカッタースポーク１１を
矩形掘進機２の前面の範囲内におさまるように変位させ
る。そして、外殻部材５の側板５ｂとの間の連結部材１
４を取り外す。その後、上記円形掘進機３におけると同
様の手順によって単独掘進させる。この際、長円形断面
トンネル用のセグメントＳａから、矩形断面トンネル用
のセグメントＳｄに変更する部位の図示しない変形セグ
メントを組み込む。これは、矩形断面トンネルの上下寸
法が長円形断面トンネルの中央部の上下寸法より若干短
いからである。このため、図１０（ｂ）に示すように矩
形掘進機２の下面プレート２ｂ（上面プレート２ａも同
じ）の後端部は段差２７が設けられている。長円形断面
トンネルの掘進時には段差２７の後方の面２７ａに図示
しないテールグラウトが配設され、矩形断面トンネルの
掘進時には段差２７の前方の面２７ｂおよび側部テール
プレート２２の内側にテールグラウトが配設される。

【００４９】以上のごとくして、いずれの掘進機２、３
も外殻部材５から分岐して単独掘進することができる。
異径セグメントＳｃに連結されて真円断面トンネル用の
セグメントＳｂが真円断面に組まれ、矩形断面トンネル
用のセグメントＳｄが矩形断面に組まれていく。矩形掘
進機２の部分には外殻部材５を必要としないので製造コ
ストが低減される。

【００５０】本実施形態の三連掘進機１の断面形状は図
２（ｂ）に示すように、両側方の半円と、この半円の直
径とほぼ同一の高さ寸法を有する中央部の矩形との組合
せである。しかし、かかる形状に限定されることはな
い。たとえば、中央部の矩形掘進機の高さ寸法を両側方
の円形掘進機の直径より大きく、または、小さくするこ
とができる。また、両側方の円形掘進機の直径を相互に
違えることも可能である。この場合、外角部材の外殻を
矩形掘進機の上下プレートへそれぞれ連続するように湾
曲させて繋がる形状にすればよい。また、三連ではな
く、一機の矩形掘進機と一機の円形掘進機を連結した二
連掘進機とすることも容易である。さらに、矩形掘進機
同士を連結することも可能である。連結方法は、前述し
た矩形掘進機と外殻部材との連結方法を採用すれば容易
である。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、長円形断面などの大き
い断面積のトンネルを容易に掘削することができる。ま
た、この大断面積トンネルから真円形断面トンネルおよ
び矩形断面トンネルを任意に分岐して単独に形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘進機の一実施形態を示す概略斜視図
である。

【図２】図２（ａ）は図１の掘進機の平面断面図であ
り、図２（ｂ）は図１の掘進機の正面図である。

【図３】図３（ａ）は図２（ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ
線断面図であり、図３（ｂ）は図２（ｂ）のＩＩＩＢ−
ＩＩＩＢ線断面図である。

【図４】図２（ａ）のＧ部およびＨ部を示す拡大図であ
る。

【図５】図５（ａ）は図１の三連掘進機による掘削断面
を示す断面図であり、図５（ｂ）は矩形掘進機による掘
削断面を示す断面図である。

【図６】図１における矩形掘進機の前面板の背面におけ
る、揺動カッタの作動を示す概略図である。

【図７】図１の掘進機の揺動カッタを変位させた後の前
面を示す正面図である。

【図８】図８（ａ）は図２（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ
線断面図であり、図８（ｂ）は矩形掘進機および円形掘
進機が単独掘進するときの同断面図である。

【図９】円形掘進機と外殻部材との連結状態を示す図８
（ａ）のＪ部拡大図である。

【図１０】図１０（ａ）は矩形掘進機と外殻部材との連
結部の前端部における下端近傍を示す部分斜視図であ
り、図１０（ｂ）が後端部における下端近傍を示す部分
斜視図である。

【図１１】図１１（ａ）〜（ｅ）は、図１の掘進機の子
シールを分岐させる手順を示す横断面図である。

【符号の説明】

１・・・三連掘進機 ２・・・矩形掘進機 ２ａ・・・（矩形掘進機の）上面プレート ２ｂ・・・（矩形掘進機の）下面プレート ２ｃ・・・（矩形掘進機の）側板 ３・・・円形掘進機 ３ａ・・・（円形掘進機の）スキンプレート ４・・・主カッターディスク ４ａ・・・カッタースポーク ４ｂ・・・オーバーカッタ ５・・・外殻部材 ５ａ・・・外殻 ５ｂ・・・側板 ６・・・中間胴 ７・・・（外殻部材の）前面板 ８・・・（矩形掘進機の）前面板 ９・・・揺動カッタ ９ａ・・・回転軸 ９ｂ・・・アーム １０・・・補助カッターディスク １１、１１ａ、１１ｂ・・・（揺動カッタの）カッター
スポーク １１ｃ・・・（揺動カッタの）オーバーカッタ １２・・・駆動シリンダ １２ａ・・・駆動シリンダのロッド １３・・・固定装置 １３ａ・・・装入ピン １３ｂ・・・孔部材 １４・・・連結部材 １５・・・（円形掘進機の）テールプレート １６・・・（中間胴の内周面の）シール部材 １７・・・端部 １８・・・（外殻部材端部の）シール部材 １９・・・（外殻部材の側板の）シール部材 ２０・・・シールドジャッキ ２０ａ・・・（シールドジャッキ）のロッド ２１・・・補助ロッド ２２・・・（矩形掘進機の）側部テールプレート ２３・・・貫入ビット ２４・・・エレクタ ２５ａ・・・（主カッターディスク用）モータ ２５ｂ・・・（主カッターディスク用）リングギア ２６・・・スクリューコンベア ２７・・・段差 ２７ａ・・・段差の後方の面 ２７ｂ・・・段差の前方の面 Ｄ・・・矩形掘進機の後部の開かれた側方 Ｓａ・・・長円形断面トンネル用セグメント Ｓｂ・・・真円形断面トンネル用セグメント Ｓｃ・・・異径セグメント Ｓｄ・・・矩形断面トンネル用セグメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永森 邦博 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 近藤 保徳 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重 工業株式会社 播磨工場内 (72)発明者 久木原 勇和 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重 工業株式会社 播磨工場内 (72)発明者 酒井 義雄 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重 工業株式会社 播磨工場内 (72)発明者 清水 光雄 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重 工業株式会社 播磨工場内 (72)発明者 岩田 博吉 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重 工業株式会社 播磨工場内 (72)発明者 佐藤 安美 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重 工業株式会社 播磨工場内 (56)参考文献 特開2000−64770（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−133183（ＪＰ，Ａ) 特開2000−265779（ＪＰ，Ａ) 特許2843166（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一機の矩形断面の矩形シール
   ド掘進機と、 該矩形断面のシールド掘進機に隣接する少なくとも一機
   の円形断面の円形シールド掘進機と、 上記円形シールド掘進機が分岐可能に収容され、且つ、
   矩形シールド掘進機が分岐可能に連結される外殻部材と
   を備えており、 該外殻部材が、円形シールド掘進機の外周面に部分的に
   沿うとともに、隣接する矩形シールド掘進機の上端およ
   び下端にその上下両端縁が至るように形成された外殻を
   有してなる多連分岐シールド掘進機。
2. 【請求項２】 主カッターディスクを有する少なくとも
   一機の矩形断面の矩形シールド掘進機と、 該矩形シールド掘進機に隣接する、主カッターディスク
   を有する少なくとも一機の円形断面の円形シールド掘進
   機と、 上記円形シールド掘進機が分岐可能に収容され、且つ、
   矩形シールド掘進機が分岐可能に連結される外殻部材
   と、 上記矩形シールド掘進機の前面における上記主カッター
   ディスクの外方に配設された、主カッターディスクによ
   る未掘削部を掘削するための揺動カッタとを備えてなる
   多連分岐シールド掘進機。
3. 【請求項３】 上記矩形シールド掘進機および円形シー
   ルド掘進機がそれぞれ主カッターディスクを有してお
   り、 上記矩形シールド掘進機の前面における上記主カッター
   ディスクの外方に配設された、主カッターディスクによ
   る未掘削部を掘削するための揺動カッタを備えてなる請
   求項１記載の多連分岐シールド掘進機。
4. 【請求項４】 上記揺動カッタがその揺動中心から放射
   状に伸びる複数本のカッタースポークを有しており、該
   カッタースポークが第一作用位置と第二作用位置とに変
   位するように構成されており、 第一作用位置が、矩形シールド掘進機の前面および外殻
   部材の前面における上記主カッターディスクによる未掘
   削部を掘削する位置であり、 第二作用位置が、矩形シールド掘進機の前面における上
   記主カッターディスクによる未掘削部を掘削する位置で
   ある請求項２記載の多連分岐シールド掘進機。
5. 【請求項５】 上記揺動カッタのカッタースポークの先
   端近傍に伸縮しうるオーバーカッタが配設されてなる請
   求項４記載の多連分岐シールド掘進機。
6. 【請求項６】 上記揺動カッタのオーバーカッタが揺動
   カッタの揺動に同期して伸縮するようにされることによ
   り、該オーバーカッタの先端が、第一作用位置において
   は外殻部材の断面外形および矩形シールド掘進機の断面
   外形またはそれらに近接した移動軌跡を描くように構成
   されてなる請求項５記載の多連分岐シールド掘進機。
7. 【請求項７】 上記揺動カッタが、円形シールド掘進機
   の主カッターディスクおよび矩形シールド掘進機の主カ
   ッターディスクと前後方向に離間して配設されてなる請
   求項４記載の多連分岐シールド掘進機。
8. 【請求項８】 上記外殻の両端縁が、矩形断面の掘進機
   の上面よび下面に対して前後方向に延びる前後シール部
   材を介して対向されてなる請求項１または３記載の多連
   分岐シールド掘進機。
9. 【請求項９】 上記外殻部材と矩形シールド掘進機と
   が、上下方向に延びる上下シール部材を介して対向され
   ており、該上下シール部材が上記前後シール部材と連続
   して配設されてなる請求項８記載の多連分岐シールド掘
   進機。
10. 【請求項１０】 上記外殻部材の内部に円形シールド掘
    進機の外周に沿ってシールド掘進機を収容する中間胴が
    配設されており、中間胴の内周とシールド掘進機の外周
    との間にシール機構が配設されてなる請求項１または２
    記載の多連分岐シールド掘進機。