JP3398648B2 - 多連分岐シールド掘進機 - Google Patents

多連分岐シールド掘進機

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JP3398648B2
JP3398648B2 JP2000155988A JP2000155988A JP3398648B2 JP 3398648 B2 JP3398648 B2 JP 3398648B2 JP 2000155988 A JP2000155988 A JP 2000155988A JP 2000155988 A JP2000155988 A JP 2000155988A JP 3398648 B2 JP3398648 B2 JP 3398648B2
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義雄 酒井
勇和 久木原
光雄 清水
博吉 岩田
安美 佐藤
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Kajima Corp
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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
機の胴から進出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。
【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、一列に配列された、それぞれの前面に主カ
ッターディスクを備えた複数機のシールド掘進機と、こ
のシールド掘進機を実質的に包絡する長円形断面の外殻
部材と、外殻部材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、実質的に一平面内で閉ループ移
動することによって主カッターディスクによる未掘削部
を掘削するためのフレームカッタと、上記外殻部材の内
周に沿って着脱自在に配設されたシ−ルドジャッキと、
上記各シールド掘進機の内周に沿って配設されたシ−ル
ドジャッキ取付部とを備えており、各シールド掘進機
が、それぞれ外殻部材から分離して単独で掘進可能に構
成されており、上記外殻部材の内周のシールドジャッキ
が上記シールド掘進機のシ−ルドジャッキ取付部に取り
付けられるように構成されており、上記シールド掘進機
のスキンプレートが、外殻部材の内周のシールドジャッ
キとの干渉を避けるための切り欠きと、該切り欠きにこ
れを閉止するために取り付けうる半胴とを有している。
【0009】かかる構成により、フレームカッタが主カ
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、外殻部材の断面に実質的に対応する
長円形断面のトンネルを容易に掘削することができる。
しかも、全シールド掘進機(いわば子シールド掘進機)
がそれぞれ単独で掘進可能であるため、その長円形断面
のトンネルに突き当たり部を形成することなく、より小
さい円形断面のトンネルを掘進することが可能である。
閉ループ移動とは、移動軌跡によってその内部に空間を
描くように移動開始位置に戻る移動をいう。また、シー
ルドジャッキを有効活用しうるので好ましい。
【0010】かかる多連分岐シールド掘進機であって、
上記フレームカッタが、上記外殻部材の断面外縁と主カ
ッターディスクの外縁とから形成される形状に実質的に
相似する形状の枠部材を有しており、この枠部材にカッ
タービットが配設されてなるものにあっては、このフレ
ームカッタが、ちょうど主カッターディスクによる未掘
削部を掘削するために好適な形状となるので好ましい。
また、フレームカッタが主カッターディスクによる未掘
削部に相似した形状の枠部材から構成されることによ
り、多数の掘削手段を備える必要が無いので掘進機の全
長を短くすることができる。しかも、強度上も有利なも
のとなるので好ましい。
【0011】このフレームカッタを閉ループ移動させる
駆動機構が、このフレームカッタの背面における離間し
た複数個所に、同一回転直径をもって且つ同期して回転
駆動する回転駆動手段が伝動可能に係合されたものであ
る多連分岐シールド掘進機にあっては、簡易な構成によ
ってフレームカッタを好適且つ安定した閉ループ移動さ
せることができるので好ましい。上記係合とは、駆動機
構の回転運動する出力部分がフレームカッタの背面に固
着されず、回転移動のみを伝えるようにされていること
である。
【0012】また、上記主カッターディスクとフレーム
カッタとによる未掘削部に実質的に対応する外殻部材の
前端外周縁に貫入式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、この掘進機による掘削断面が
外殻部材の断面に一層対応することとなるので好まし
い。
【0013】上記外殻部材の内部に各シールド掘進機の
外周に沿ってこのシールド掘進機を収容する中間胴が配
設されており、外殻部材の前面近傍における中間胴の前
面との間の隙間を閉止する閉止板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に各シールド掘進機を保持する
ことが容易となり、各シールド掘進機を分岐掘進させる
ときに当該シールド掘進機が安定するので好ましい。
【0014】上記外殻部材の内部に各シールド掘進機の
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。
【0015】
【0016】さらに、上記シールド掘進機のスキンプレ
ートの前端に、このスキンプレートと同心状に且つ進退
可能に収容された可動フードが備えられた多連分岐シー
ルド掘進機にあっては、シールド掘進機が外殻部材内に
一体に収容されて掘進するときにはこの可動フードを収
納し、外殻部材から分岐して単独掘進するときには可動
フードを進出させることにより、掘削した土砂などを効
果的に排出することができ、しかも、地山がカッタチャ
ンバ内に崩落することを防止することができる。
【0017】
【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。
【0018】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は図2(b)のIII−III線断面図であ
る。
【0019】図1〜図3に示す二連掘進機(以下、単に
掘進機という)1は、一列に並設された二機のシールド
掘進機(以下、単に子シールドという)2と、この二機
の子シールド2の外周を包絡する外殻部材3とを備えて
いる。両子シールド2はそれぞれ外殻部材3から進出し
て単独で掘進できるようにされている。各子シールド2
は円筒形のスキンプレート2aを備えている。したがっ
て外殻部材3はその断面が長円状を呈する。各子シール
ド2の前面には主カッターディスク4が配設されてい
る。この実施形態では二つの主カッターディスク4が同
一面内ではあるが相互に干渉しない位置に整列されてい
る。
【0020】図2(b)に示すように、この掘進機1の
長円形の前面内における二つの主カッターディスク4同
士の間の部分、すなわち二つの主カッターディスク4に
よっては未掘削となる範囲には二個のフレームカッタ5
が配設されている。主カッターディスク4は円盤状を呈
しており、そのカッタースポーク4aの先端には伸縮駆
動されるオーバーカッタ4bが配設されている。
【0021】一方、フレームカッタ5は図2(b)に示
すように枠部材5aとこの枠部材5aに沿って配設され
た多数個のカッタービット5bとを備えたものである。
フレームカッタ5は、その枠部材5aの形状が外殻部材
3の断面外縁と主カッターディスク4の外縁とから形成
される形状より若干小さい実質的に相似する形状(いわ
ば銀杏の葉に似た形状、または、扇形に近い形状)を呈
したものである。そして、二つの主カッターディスク4
の外周同士の近接部位の上方および下方に一個ずつ配設
されている。本発明ではとくに上記相似形に限定される
ことはない。
【0022】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10bが複
数個のモータ10aによって回転させられることによっ
て作動する。フレームカッタ5は主カッターディスク4
の後方において、主カッターディスク4の面と平行な面
内で閉ループ移動させられる。すなわち、本実施形態で
は、その枠部材5aが上記面内で何らの自転をすること
なく全体で円運動を行うようにされている。なお、とく
に円運動に限定されず、カムやリンク機構などを用いて
移動軌跡が実質的に矩形や長円形となるようにしてもよ
い。
【0023】フレームカッタ5の駆動機構は図3、図4
および図6(a)に示されている。なお、図6(a)は
両子シールド2が外殻部材3内に一体に連結された状態
を示し、図6(b)は両子シールド2ともに外殻部材3
から分岐した後の状態を示している。また、図6(a)
中の符号23は子シールド2の分岐を案内する発進架台
23であり、後述する。
【0024】フレームカッタ5の背面側に相互に離間し
た複数の駆動機6が配設されている。この駆動機6は複
数個の回転リング6aに対し、各回転リング6aを回転
させる複数個のモータ6bを掘進機1の前面板12内に
備えている(図3参照)。回転リング6aの内周側には
図示しないギアが形成されており、このギアに複数個の
モータ6bの出力軸に固設されたピニオンが噛合してい
る。回転リング6aには、その回転中心から離間した位
置に一本の係合突起6cがフレームカッタ5の背面に向
けて突設されている。フレームカッタ5の背面には係合
穴7が穿設されており、上記係合突起6cがこの係合穴
7に貫入して係合している。係合突起6cと係合穴7と
は相対回転自在となっている。この係合突起の6cの配
設位置は全ての回転リング6aにおいて中心からの距離
が同じであり、鉛直線からの角度位置が同じである。そ
して、全回転リング6aが同期して回転することによ
り、係合突起6cがフレームカッタ5を自転させること
なく同一平面内で円運動を行わしめる。同期して回転す
るとは、たとえば全係合突起6cが回転リング6aにお
ける時計12時の位置から同時に時計方向に同一回転速
度で回転することを含む。
【0025】かかるフレームカッタ5の移動軌跡は図4
および図5に示されている。図4にはフレームカッタ5
の移動方向が示され、図5にはこのように円運動するフ
レームカッタ5の掘削範囲が、主カッターディスク4の
オーバーカッタ4bによる掘削範囲とともに示されてい
る。なお、図5は全掘削断面の1/4のみを示す。
【0026】そして、主カッターディスク4とフレーム
カッタ5とでは掘削できない範囲Lが生じるが、この範
囲Lは外殻部材3のスキンプレート3aの前端縁に形成
された刃8により、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8を貫入ビッ
トと呼び、図2(b)および図5に示す。この貫入ビッ
ト8は主カッターディスク4とフレームカッタ5とでは
掘削できない範囲Lにのみ形成しておけばよい。
【0027】図2(b)に示すように、二つの主カッタ
ーディスク4のオーバーカッタ4b同士が干渉しないよ
うに、一方の主カッターディスク4のカッタースポーク
4aが、他方の主カッターディスク4のカッタースポー
ク4a同士の間に位置するようにされている。また、図
3に示すように主カッターディスク4とフレームカッタ
5と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。
【0028】外殻部材3は前述のとおり長円形断面を呈
しているが、その内部には子シールド2の外周面にほぼ
対応した内周面を有する中間胴11が形成されている。
図1および図7に示すごとく、中間胴11は外殻部材3
と連結されている。外殻部材3と中間胴11との間の空
間はそれらの前端において上記前面板12によって閉止
されている。図7は理解容易のために掘進機1を後方か
ら見ており、子シールド2のスキンプレート2a、外殻
3および中間胴11の概略のみを示し、内蔵部品やカッ
ターディスク等は示していない。
【0029】中間胴11は実質的には円筒状部材11a
が二本整列、連結されたものであるが、各円筒状部材1
1aの後部における円筒状部材11aが相互に近接する
部分(内側)Fは、掘進機内のスペースを有効に利用す
るため、部分円筒状に切り欠かれている。
【0030】各中間胴11内には各子シールド2が入れ
子式に収容可能に構成されている。図2(a)および図
8に示すように、外殻部材3に収容された子シールド2
は装入ピン13aを備えた固定装置13によって中間胴
11と連結されている。さらに、子シールド2の後方に
おいてリングウエブ15aを介して外殻部材3と溶接連
結されている。リングウエブ15aはエレクタ14を旋
回可能に固定するためのリング15を固定するためのも
のである。エレクタ14は図2(a)および図3におい
て部分的に示している。
【0031】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。装入ピン13aはテーパ
が形成されており、子シールド2のスキンプレート2a
と中間胴11とに一致させて穿設された嵌合孔13bに
子シールド2側から装入するようにされている(図8参
照)。
【0032】また、中間胴11の内周面に沿ってチュー
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および図7も併せて参照)。チューブシールは、
図8に示すように円周方向に延びる溝を閉止する可撓性
部材の内部に気体又は液体を圧入することによって子シ
ールド2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によって子シールド2の外周面と中間胴
11の内周面との間がシールされ、掘進機1内への土砂
の侵入が防止されている。
【0033】子シールド2のスキンプレート2aは、そ
の後部における横外方部分Gが半円筒状に切り欠かれて
いる(図7も併せて参照)。これは、後述する外殻部材
3の内周面に配設されたシールドジャッキ18が干渉し
ないようにするためである。この切欠き部Gは、子シー
ルド2を分岐させるときに図7に示す半円筒状の半胴1
7を取り付けることによって閉止される。
【0034】図6(a)に示すように、上記中間胴11
の後方における外殻部材3の内周面に沿って複数個のシ
ールドジャッキ18が配設されている。後述するごと
く、このシールドジャッキ18は、子シールド2が単独
で掘進するときには子シールド2の胴の内周面に移し替
えられる。そのために、図2(a)に示すように子シー
ルド2の胴の内周面にはシールドジャッキ取付部25が
形成されている。外殻部材3のテールプレート19(図
1、図2(a)、図7参照)の内部では、エレクタ14
によってセグメントSaが長円形断面のトンネル状に組
み立てられていく。このエレクタ14は子シールド2内
に固定されたうえで後方に延設されている。
【0035】図2(a)および図8に示すように、子シ
ールド2のスキンプレート2aの前端部には可動フード
20が配設されている。この可動フード20はスキンプ
レート2aの内周側に同心状に進退可能に収納された円
筒状の部材である。図示のごとく、スキンプレート2a
の収納部における可動フード20の外周面側および内周
面側に、周方向に沿ってシール部材21が配設されてい
る。それによって可動フード20の進退動作に拘わらず
土砂が子シールド2内に進入することが防止される。
【0036】複数の子シールド2が一体となって掘進機
1として長円形断面トンネルを掘削するときには可動フ
ード20は収納部内に収納されている。これは、複数の
主カッターディスク4およびフレームカッタ5等によっ
て掘削された土砂が主カッターディスク4の後方のカッ
ターチャンバ22内を効率よく循環して後方に搬送され
やすくするためである。一方、子シールド2が単独で掘
進するときには可動フード20を主カッターディスク4
に近接する程度まで前方へ進出させる。これは、一つの
主カッターディスク4のみによって掘削するので、カッ
ターチャンバ22内に地山が崩落するのを防止するため
である。
【0037】なお、図3に符号9で示すのは掘削されて
カッターチャンバ22内に堆積される土砂を後方へ排出
するためのスクリューコンベアである。各子シールド2
には図示しないが同様のスクリューコンベアが配設され
ている。
【0038】本掘進機1が長円形断面のトンネルを掘削
し、その途中で子シールド2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。
【0039】まず、図9(a)に示すごとく、上記シー
ルドジャッキ18のロッド18aに延長用の補助ロッド
18bを取り付ける。そして、補助ロッド18bの長さ
分だけ掘進機1をさらに掘進させる。これは、外殻部材
3のテールプレート19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S
aから、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Sc(図9(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。
【0040】つぎに図9(b)に示すように、外殻部材
3のテールプレート19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、子シールド2の内部に子シ
ールド2の前進動作を案内するレール(発進架台とい
う)23を延設する。発進架台23は周方向に約30°
間隔で配設される。この発進架台23は中間胴11の内
周面に固定される。子シールド2の内部にはこの発進架
台23に摺接する部材(図示しない)が取付られてい
る。外殻部材3の内周からシールドジャッキ18を取り
外す。そして、子シールド2と上記リングウエブ15a
との連結を解き、上記切欠き部Gに半胴17を取り付け
る。上記シールドジャッキ18をこの半胴17を含めた
胴の内周に沿って整列させて取り付ける(図6(b)も
併せて参照)。さらに、子シールド2の後端部にテール
プレート24を取り付ける。
【0041】そして、図9(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。
【0042】その後、図9(d)に示すように、上記固
定装置13の装入ピン13aを抜いて子シールド2と中
間胴11との連結を解く。固定装置13の嵌合孔に防水
板を設置して閉止する。また、可動フード20を進出さ
せる。
【0043】図9(e)に示すように、上記の状態で当
該子シールド2を単独で掘進させる。そのとき、外殻部
材3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。
【0044】図9(f)に示すように、必要に応じて他
方の子シールド2も上記と同様の手順で掘進させること
もできる。
【0045】このようにして、いずれの子シールド2も
外殻部材3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ていく。
【0046】図10および図11には三連掘進機(以
下、単に掘進機という)31が示されている。すなわ
ち、円筒形のスキンプレート32aを有する三機の子シ
ールド32が一列に並設され、この三機の子シールド3
2の外周を長円形断面の外殻部材33が包絡している。
各子シールド32はそれぞれ外殻部材33から分岐して
単独で掘進できるようにされている。図10中の符号M
は立杭である。
【0047】この外殻部材33もその断面が長円状を呈
している。各子シールド32の前面には主カッターディ
スク4が相互に干渉しないように配設されている。この
掘進機31の前面板34における、三つの主カッターデ
ィスク4同士の間の部分にフレームカッタ35が配設さ
れている(図11(b)参照)。フレームカッタ35は
二連掘進機1におけると同様に、枠部材35aとこの枠
部材35aに沿って配設された多数個のカッタービット
35bとを備えたものである。また、この枠部材35a
は、複数個のモータ6bによって回転させられる回転リ
ング6aおよび係合突起6cを備えた駆動機6により閉
ループ移動させられる。
【0048】フレームカッタ35の移動軌跡は図14お
よび図15に示されている。図14にはフレームカッタ
35の移動方向が示され、図15にはこのように円運動
するフレームカッタ35の掘削範囲が、主カッターディ
スク4のオーバーカッタ4bによる掘削範囲とともに示
されている。なお、図15は全掘削断面の1/4のみを
示す。
【0049】そして、本掘進機31の外殻部材33にお
いても、主カッターディスク4とフレームカッタ35と
では掘削できない範囲Nのスキンプレート33aの前端
縁に貫入ビット8が形成されている(図11(b)およ
び図13)。
【0050】図14に示すように、外殻部材33の内部
には子シールド32を収容するための三本の円筒状部材
37aからなる中間胴37が形成されており、この中間
胴37は外殻部材33と連結されている。外殻部材33
と中間胴37との間の空間はそれらの前端において上記
前面板34によって閉止されている。各円筒状部材37
aの後部における円筒状部材37aが相互に近接する部
分(内側)Hは部分円筒状に切り欠かれている。なお、
図14は理解容易のために掘進機31を後方から見てお
り、子シールド32のスキンプレート32a、外殻33
および中間胴37の概略のみを示し、内蔵部品やカッタ
ーディスク等は示していない。
【0051】子シールド32は二連掘進機1の子シール
ド2とほぼ同一の構成を有している。すなわち、図示し
ないが、固定装置13によって中間胴37と連結され、
リングウエブ15aを介して外殻部材33と溶接連結さ
れている。また、円筒状部材37aの内周面に沿ってシ
ール部材16が配設されている。両端の子シールド32
のスキンプレート32aはその後部における内方部分
(全周の約1/4)を残して上下および外方の部分Jが
切り欠かれている。中央の子シールド32は両端の子シ
ールド32と近接する部分(両側に約1/4ずつ)を残
して上下の部分(約1/4ずつ)Kが切りかかれてい
る。これらは、外殻部材33の内周面に沿って配設され
た多数個のシールドジャッキ18(図15(a)参照)
が干渉しないようにするためである。これらの切欠き部
J、Kは子シールド32が分岐するときに、各切欠き部
の形状に一致した半胴(図示せず)を取り付けることに
よって閉止される。そして、上記シールドジャッキ18
をこの半胴を含めた胴の内周に沿って整列させて取り付
ける(図15(b)参照)。なお、図15(a)は両子
シールド32が外殻部材33内に一体に連結された状態
を示し、図15(b)は全子シールド32が外殻部材3
3から進出した後の状態を示している。
【0052】また、図示しないが、各子シールド32は
そのスキンプレート32aの前端部に可動フード20が
進退可能に配設されている。可動フード20の用い方は
前述のとおりであるため説明を省略する。
【0053】子シールド32を分岐させて単独で掘進さ
せる場合には前述の二連掘進機1と同様の手順でなされ
るため、説明を省略する。
【0054】図1〜3に示す二連掘進機1の外殻部材3
の断面形状は、両端の真円同士の間が外方にやや膨らん
だものであるが、かかる形状に限定されることはない。
たとえば、外方に膨らまず、両端の真円の共通接線によ
って繋いだような形状にしてもよい。そうしても特別に
構成が変わることはない。子シールド2のスキンプレー
ト2aの切欠き部が大きくなる程度の違いである。
【0055】また、図10〜12に示す三連掘進機31
の外殻部材33の断面形状も、中央の子シールドが両端
の子シールドより大径であるため両端の真円同士の間が
外方にやや膨らんだものであるが、かかる形状に限定さ
れることはない。たとえば、外方に膨らまず、両端の真
円の共通接線によって繋いだような形状にしてもよい。
そうしても特別に構成が変わることはない。
【0056】また、前述の実施形態では外殻部材3、3
3の中に子シールド2、32を二機および三機収容して
いるが、本発明ではとくにかかる構成に限定されること
はなく、四機以上収容してもよい。
【0057】
【発明の効果】本発明の掘進機は、フレームカッタが主
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、長円形断面のトンネルを容易に掘
削することができる。しかも、主カッターディスクによ
る未掘削部はほとんどフレームカッタのみで掘削するこ
とができるため、カッタ類を取り付けるカッターチャン
バの前後方向長さが短くなる。その結果、掘進機の全長
が短縮され、湾曲しつつ掘進すること(曲進)が容易と
なる。さらに、全シールド掘進機がそれぞれ単独で掘進
可能であるため、その長円形断面のトンネルに突き当た
り部を形成することなく、より小さい円形断面のトンネ
ルを掘進することが可能である。
【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2(b)のIII−III断面図である。
【図4】図1の掘進機のフレームカッタの移動を示す正
面図である。
【図5】図1の掘進機の掘削断面を示す正面図である。
【図6】図6(a)は図2(a)のVI−VI線断面図
であり、図6(b)は子シールドが単独掘進するときの
同断面図である。
【図7】図1の掘進機の外殻部材および子シールドの概
略外形を示す斜視図である。
【図8】図2(a)のA部およびB部を示す拡大図であ
る。
【図9】図9(a)〜(f)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。
【図10】本発明の掘進機の他の実施形態を示す概略斜
視図である。
【図11】図11(a)は図10の掘進機の平面断面図
であり、図11(b)は図10の掘進機の正面図であ
る。
【図12】図1の掘進機のフレームカッタの移動を示す
正面図である。
【図13】図1の掘進機の掘削断面を示す正面図であ
る。
【図14】図10の掘進機の外殻部材および子シールド
の概略外形を示す斜視図である。
【図15】図15(a)は図11(a)のXV−XV線
断面図であり、図15(b)は子シールドが単独掘進す
るときの同断面図である。
【符号の説明】
1 掘進機 2 子シールド 2a (子シールドの)スキンプレート 3 外殻部材 3a (外殻部材の)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 フレームカッタ 5a 枠部材 5b カッタービット 6 駆動機 6a 回転リング 6b モータ 6c 係合突起 7 係合穴 8 貫入ビット 9 スクリューコンベア 10a リングギア 10b モータ 11 中間胴 11a 円筒状部材 12 前面板 13 固定装置 13a 装入ピン 14 エレクタ 15 リング 15a リングウエブ 16 シール部材 17 半胴 18 シールドジャッキ 18a (シールドジャッキの)ロッド 18b 補助ロッド 19 (外殻部材の)テールプレート 20 可動フード 21 シール部材 22 カッターチャンバ 23 レール 24 (子シールドの)テールプレート 25 シールドジャッキ取付部 31 掘進機 32 子シールド 32a (子シールドの)スキンプレート 33 外殻部材 33a (外殻部材の)スキンプレート 34 前面板 35 フレームカッタ 35a 枠部材 35b カッタービット 37 中間胴 37a 円筒状部材 F、G、J、K 切欠き部 M 立杭 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
───────────────────────────────────────────────────── 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 原田 貴志 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 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 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2000−2078(JP,A) 特開 平8−177378(JP,A) 特開 平4−115096(JP,A) 実開 昭57−71587(JP,U) 特許2843166(JP,B2) 特許2673003(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一列に配列された、それぞれの前面に主
    カッターディスクを備えた複数機のシールド掘進機と、 該シールド掘進機を実質的に包絡する長円形断面の外殻
    部材と、 外殻部材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、実質的に一平面内で閉ループ移動するこ
    とによって主カッターディスクによる未掘削部を掘削す
    るためのフレームカッタと 上記外殻部材の内周に沿って着脱自在に配設されたシ−
    ルドジャッキと、 上記各シールド掘進機の内周に沿って配設されたシ−ル
    ドジャッキ取付部と を備えており、 各シールド掘進機が、それぞれ外殻部材から分離して単
    独で掘進可能に構成されており、 上記外殻部材の内周のシールドジャッキが上記シールド
    掘進機のシ−ルドジャッキ取付部に取り付けられるよう
    に構成されており、 上記シールド掘進機のスキンプレートが、外殻部材の内
    周のシールドジャッキとの干渉を避けるための切り欠き
    と、該切り欠きにこれを閉止するために取り付けうる半
    胴とを有して なる多連分岐シールド掘進機。
  2. 【請求項2】 上記フレームカッタが、上記外殻部材の
    断面外縁と主カッターディスクの外縁とから形成される
    形状に実質的に相似する形状の枠部材を有しており、該
    枠部材にカッタービットが配設されてなる請求項1記載
    の多連分岐シールド掘進機。
  3. 【請求項3】 上記フレームカッタを閉ループ移動させ
    る駆動機構が、該フレームカッタの背面における離間し
    た複数個所に、同一回転直径をもって且つ同期して回転
    駆動する回転駆動手段が伝動可能に係合されたものであ
    る請求項1記載の多連分岐シールド掘進機。
  4. 【請求項4】 上記主カッターディスクとフレームカッ
    タとによる未掘削部に実質的に対応する外殻部材の前端
    外周縁に貫入式カッタが配設されてなる請求項1記載の
    多連分岐シールド掘進機。
  5. 【請求項5】 上記外殻部材の内部に各シールド掘進機
    の外周に沿って該シールド掘進機を収容する中間胴が配
    設されており、外殻部材の前面近傍における中間胴の前
    面との間の隙間を閉止する閉止板が配設されてなる請求
    項1記載の多連分岐シールド掘進機。
  6. 【請求項6】 上記外殻部材の内部に各シールド掘進機
    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記載の多連分
    岐シールド掘進機。
  7. 【請求項7】 上記シールド掘進機のスキンプレートの
    前端に、該スキンプレートと同心状に且つ進退可能に収
    容された可動フードが備えられてなる請求項1記載の多
    連分岐シールド掘進機。
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