JP3401492B2 - 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
ド掘進機に関し、特に、１対の最外側のシールド掘進機
の外胴の外側半分と上下１対の外殻板とでシールド本体
外殻を構成し、外殻板ユニットの部材数を少なくして構
造を簡単化した技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】 地下鉄道や高速道路用のトンネルをシ
ールド工法により構築する際に使用する掘削装置として
シールド掘進機がある。シールド掘進機は通常円形断面
トンネルを掘削可能であるが、近年、複数のシールド掘
進機を一体にして掘進し、掘進途中からシールド掘進機
を分岐させて掘進し得る分岐型のシールド掘進機が実用
に供されている（特開平１０−１７６４７９号公報参
照）。

【０００３】前記特開平１０−１７６４７９号公報に記
載のシールド掘進機は、親シールド機内に子シールド機
が装備されている。一体時においては、これらシールド
機の回転軸心は平行に配設され、子カッターディスク
は、親カッターディスクに対して掘削前面を一致させた
状態で解除可能に連結されている。そして親シールド機
側の複数のカッター駆動モータにより、親・子カッター
ディスクを一体的に回転する。子シールド機の分岐発進
時には、複数のカッター駆動モータとシールドジャッキ
の付替え、親エレクタの撤去、子エレクタの取付け作業
を行い、子カッターディスクの連結解除後、親機を残し
たまま子機のみを発進する。

【０００４】一方、本願出願人は、２台又は３台のシー
ルド掘進機を掘進方向と直交する水平方向に隣接状に配
列して地下鉄の駅部や高速道路のランプ部などに好適な
長円形断面のトンネルを掘削し、それらシールド掘進機
が分離されて夫々単独で分岐発進可能な多連分岐シール
ド掘進機を開発し出願した（特願２０００−１５５９２
５号、特願２０００−１５５９８８号参照）。

【０００５】前記特願２０００−１５５９２５号や特願
２０００−１５５９８８号の多連分岐シールド掘進機
は、複数のシールド掘進機と、これらシールド掘進機を
包絡する長円形断面の外殻部材等を備え、これらシール
ド掘進機は、外殻部材から分離されて夫々単独で分岐発
進可能に構成されている。各シールド掘進機には、径方
向外方に突出するコピーカッター等が設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 前記特開平１０−１
７６４７９号公報に記載のものでは、長円形断面のトン
ネルを掘削するのに不向きであるし、複数の子シールド
機の収納時には、余分な掘削領域が生じ、その分シール
ドジャッキ、カッター駆動モータを大型化しなければな
らないうえ、掘削土量も多くなる。

【０００７】前記特願２０００−１５５９２５号、特願
２０００−１５５９８８号に記載のものでは、分岐前の
状態で、外殻部材内に複数のシールド掘進機を完全に収
納しなければならないから、外殻部材自体を大型化する
必要がある。即ち、外殻部材の部材数が多くなり構造が
複雑化して製作費が非常に高価になる。また、外殻部材
の厚み分コピーカッターのストロークが長くなるので、
作動信頼性が低くなるし、コピーカッターの寿命も短く
なる。それ故、コピーカッター装置の補強や高剛性化が
必要となり構造が複雑化してしまう。

【０００８】２重構造となる外殻部材の厚み分余分な掘
削領域が生じてしまうから、シールドジャッキ、カッタ
ー駆動モータを大型化しなければならないうえ、掘削土
量も多くなる。分岐に際して複数のシールドジャッキの
移設作業が必要となり、分岐の為の準備作業が多くな
る。本発明の目的は、部材数を少なくして重量軽減を図
ると共に構造を簡単化して製作費の低減を図ること、分
岐前の多連分岐シールド掘進機において余分な掘削領域
が極力生じないようにしてシールドジャッキ、カッター
駆動モータの小型化を図ると共に掘削土量を少なくする
こと、分岐の為の準備作業の軽減を図ること、等であ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１の多連分岐シ
ールド掘進機は、それぞれの前面に主カッターディスク
を備え且つ掘進方向と直交する水平方向に隣接状に配列
された３台以上の複数のシールド掘進機を有し、それら
シールド掘進機が分離されて夫々単独で分岐発進可能な
多連分岐シールド掘進機において、複数のシールド掘進
機の上下両面の大部分を覆う上下１対の外殻板であっ
て、１対の最外側のシールド掘進機の外胴の外側半分と
共にシールド本体外殻を構成する上下１対の外殻板を設
け、前記１対の外殻板は、前記１対の外胴の外側半分に
分離可能に連結されるとともに分岐発進時には１対の外
胴から分離するように構成され、前記１対の最外側のシ
ールド掘進機の外胴の内側半分の内側に接近的に外嵌さ
れた１対の半円筒状受け板と、１対の最外側のシールド
掘進機の間のシールド掘進機に接近的に外嵌された円筒
状受け板とを設け、前記１対の外殻板と前記１対の半円
筒状受け板と前記円筒状受け板とを一体的に固定して外
殻板ユニットを構成したことを特徴とするものである。

【００１０】ほぼ楕円形の大断面トンネルを掘削する際
には、シールド本体外殻を構成する上下１対の外殻板
を、前記１対の外胴に連結した状態でセグメントに反力
をとり掘進していく。特に、１対の最外側のシールド掘
進機の外胴の外側半分と、上下１対の外殻板とでシール
ド本体外殻を構成したので、分岐前の状態において１対
の最外側のシールド掘進機の外胴の外側半分を外嵌する
必要がなくなり、その分多連分岐シールド掘進機の部材
数を少なくして重量軽減を図ると共に構造を簡単化して
製作費の低減を図ることができる。シールド掘進機の分
岐発進時には、１対の最外側のシールド掘進機の外胴の
外側半分を上下１対の外殻板から分離し、１対の最外側
のシールド掘進機を分岐発進させる。

【００１１】

【００１２】そして、外殻板ユニットは、１対の外殻板
と、１対の半円筒状受け板と、円筒状受け板とから構成
されて、１対の最外側のシールド掘進機とその間のシー
ルド掘進機を一体的に連結している。

【００１３】請求項２の多連分岐シールド掘進機は、請
求項１の発明において、前記外殻板ユニットは、分岐発
進後にはトンネル内に残置されることを特徴とするもの
である。外殻板ユニットをトンネル内に残置したまま複
数のシールド掘進機を夫々単独で分岐発進させる。

【００１４】請求項３の多連分岐シールド掘進機は、請
求項２の発明において、前記１対の最外側のシールド掘
進機の各々にテールプレートの内側半分を追加した状態
で分岐発進することを特徴とするものである。つまり分
岐前の多連分岐シールド掘進機においては、１対の最外
側のシールド掘進機にテールプレートの内側半分を追加
することなく大断面トンネル用のセグメントを覆工して
いく。分岐発進状態では、最外側のシールド掘進機にテ
ールプレートの内側半分を追加し、テールプレートの内
周面のテールシールが環状に連結されて地山からの水や
土砂の侵入防止を図りながら、このシールド掘進機を分
岐発進させる。

【００１５】請求項４の多連分岐シールド掘進機は、請
求項２の発明において、前記１対の最外側のシールド掘
進機の間のシールド掘進機にテールプレートを追加した
状態で分岐発進することを特徴とするものである。つま
り分岐前の多連分岐シールド掘進機においては、前記シ
ールド掘進機にテールプレートを追加することなく大断
面トンネル用のセグメントを覆工していく。分岐発進状
態では、このシールド掘進機にテールプレートを追加
し、このテールプレートの内周面のテールシールにより
地山からの水や土砂の侵入防止を図りながら、このシー
ルド掘進機を分岐発進させる。

【００１６】

【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。本実施形態は、夫々の前
面に主カッターディスクを備え且つ掘進方向と直交する
水平方向に隣接状に配列された３機のシールド掘進機を
有する３連分岐シールド掘進機に本発明を適用したもの
である。尚、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。

【００１７】図１〜図４に示すように、３連分岐シール
ド掘進機１は、１対の外側のシールド掘進機２と、その
間のシールド掘進機３と、これら３機のシールド掘進機
２，３の上下両面の大部分を覆う上下１対の外殻板４，
５を含む外殻板ユニット６と、１対のシールド掘進機２
を外殻板ユニット６に連結する複数の固定機構７（図１
６、図１７参照）と、複数の揺動カッター８と、複数の
補助カッター９等から構成されている。

【００１８】最初に、１対のシールド掘進機２について
説明する。但し、１対のシールド掘進機２は左右対称構
造であるから、片側のものについてのみ説明する。図１
〜図６に示すように、シールド掘進機２は、上下１対の
外殻板４，５に外胴１０が分離可能に連結され、その前
面に設けられた主カッターディスク１１と、外胴１０
と、隔壁１２と、主カッターディスク１０を回転駆動す
るカッター回転駆動機構１３と、チャンバー１４内の掘
削土砂を攪拌する為のアジテータ１５及びアジテータ駆
動用モータ１６と、掘進推力を発生させる為のシールド
ジャッキ１７と、セグメントＳを組み付ける為のエレク
タ１８と、排土設備１９等を有する。

【００１９】最初に、主カッターディスク１１について
説明する。図５、図６に示すように、主カッターディス
ク１１は、センターフレーム２０と、外胴１０と略同径
の外周フレーム２１と、センターフレーム２０から外周
フレーム２１まで放射状に延びる複数本のカッタースポ
ーク２２と、カッタースポーク２２の半径方向略中間部
分に連結されたリングフレーム２３と、このリングフレ
ーム２３と外周フレームとにわたって放射状に連結され
た複数本の補助カッタースポーク２４とを有する。幾つ
かの補助カッタースポーク２４には、径方向外方に突出
するコピーカッター２５と、このコピーカッター２５を
出退駆動する油圧シリンダ２６が設けられている。尚、
カッタースポーク２２，２４には多数のカッタービット
２７が付設されている。

【００２０】外胴１０は、前胴２８と、この前胴２８の
後端にフランジ２９を介して且つ内側半分を切欠いた状
態で連結されたテールプレート３０とを有し、このシー
ルド掘進機２の分岐発進前に、テールプレート３０の内
側半分３０ａを追加し、テールプレート３０，３０ａの
内周後端部に付設されたテールグラウトシール３４が環
状に連結された状態で分岐発進するように構成されてい
る。前胴２８の内部には隔壁１２が設けられ、この隔壁
１２は、筒状壁部１２ａと、筒状壁部１２ａの前端を封
鎖する中央壁部１２ｂと、筒状壁部１２ａの後端から径
方向外方へ前胴２８まで延びる環状壁部１２ｃ等から構
成されている。

【００２１】図１、図５、図６に示すように、隔壁１２
には環状凹部３１が形成され、主カッターディスク１１
と隔壁１２との間には、掘削された土砂が流入するチャ
ンバ１４が形成されている。環状凹部３１には、カッタ
ードラム３２が回動自在に且つ液密に支持され、主カッ
ターディスク１１はカッタードラム３２に複数の連結部
材３３を介して支持されている。

【００２２】次に、カッター回転駆動機構１３について
説明する。カッター駆動機構１３は、複数のカッター駆
動モータ３５とカッタードラム３２に固定されたリング
ギヤ３６等から構成されている。つまり、カッタードラ
ム３２の後端にリングギヤ３６が固定され、隔壁１２の
環状凹部３１の後側に複数のカッター駆動モータ３５が
支持されている。各カッター駆動モータ３５の出力軸の
先端のピニオンがリングギヤ３６に噛合され、これら複
数のカッター駆動モータ３５により主カッターディスク
１１が正逆回動駆動可能になっている。

【００２３】次に、アジテータ１５及びアジテータ駆動
用モータ１６について説明する。図５〜図７に示すよう
に、センタフレーム２０と中央壁部１２ｂとにわたって
センター部材３７を介してスイベルジョイント３８が連
結されている。このセンター部材３７にアジテータ１５
が回転可能に外装されている。中央壁部１２ｂの後面に
は複数のアジテータ駆動用モータ１６が支持され、これ
らアジテータ駆動用モータ１６によりアジテータ１５が
正逆回転駆動される。尚、図示しないが、センター部材
３７とスイベルジョイント３８の内部には、機内の油圧
供給源からコピーカッター２５用の油圧シリンダ２６に
通ずる油路と、機内の加泥剤供給ユニットから加泥剤ノ
ズル３９に加泥剤を供給する通路等が形成されている。

【００２４】次に、シールドジャッキ１７について説明
する。図５、図８、図１２、図１７に示すように、分岐
前の３連分岐シールド掘進機１におけるシールド掘進機
２では、外胴１０の外側約半分に装備された複数のシー
ルドジャッキ１７及び複数の推力伝達管４０と、１対の
外殻板４，５に装備された複数のシールドジャッキ１７
及び複数の推力伝達管４０で掘進推力を発生させるよう
になっている。尚、シールド掘進機２の分岐発進状態で
は、外胴１０の内周に装備された全てのシールドジャッ
キ１７で掘進推力を発生させるようになっている。

【００２５】テールプレート３０の内周には環状ウェブ
材４１が接合され、その環状ウェブ材４１の直ぐ後側に
はリングガータ４２が取外し可能に接合されている。つ
まり、このリングガータ４２は、１対のシールド掘進機
２のテールプレート３０の外側半分と、上下１対の外殻
板４，５とに亘って環状に接合され、分岐発進状態で１
対のテールプレート３０と１対の外殻板４，５から取外
すようになっている。

【００２６】テールプレート３０の外側約半分の内周側
には、複数のシールドジャッキ１７が周方向適当間隔お
きに後方向きに配設されている。各シールドジャッキ１
７のジャッキ本体はリングガータ４２に固定され、各ジ
ャッキ本体の前端に推力伝達管４０が連結され、各推力
伝達管４０の前端はフランジ２９で受け止められてい
る。図２、図１７に示すように、テールプレート３０の
内側約半分の内周側には、複数のシールドジャッキ１７
が周方向適当間隔おきに後方向きに配設され、各シール
ドジャッキ１７のジャッキ本体は環状ウェブ材４１に固
定され、各ジャッキ本体の前端はフランジ２９で受け止
められている。各シールドジャッキ１７のロッドの先端
部には、偏心金具４３を介してスプレッダ４４が連結さ
れ、シールドジャッキ１７のロッドを伸長させ、スプレ
ッダ４４をトンネルの内面に覆工したセグメントＳの前
端に押圧させることで掘進推力を発生させて掘進する。

【００２７】次に、エレクタ１８について説明する。図
５、図７に示すように、エレクタ１８は、回転ドラム４
５と、エレクタ本体４６と、回転ドラム４５を回転駆動
する電動又は油圧式の駆動モータ４７を備えている。環
状ウェブ４１には複数の支持ローラ４８が枢支され、回
転ドラム４５は複数の支持ローラ４８で回転自在に支持
されている。回転ドラム４５の後端には連結部材４９を
介してエレクタ本体４６が連結され、トンネルを１リン
グ分掘進する毎に、このエレクタ１８によりテールプレ
ート３０の外側約半分に近接するトンネル坑壁に鋼殻セ
グメントＳａが組付けられる。分岐発進状態では、短尺
の連結部材４９Ａ（図１８参照）に付替えた後、分岐用
のトンネル坑壁の全周にわたってセグメントＳが組付け
られる。

【００２８】次に、排土設備１９について説明する。図
２、図４〜図７に示すように、隔壁１２の環状壁部１２
ｃの下端部から後方上り傾斜状に、スクリューコンベヤ
５０が設けられている。スクリューコンベヤ５０は、環
状壁５１の下端部に形成された連通穴を介してチャンバ
ー１４に連通し、チャンバー１４内の土砂をこのスクリ
ューコンベヤ５０から図示外の搬送コンベヤ等により地
上に搬送する。

【００２９】次に、中間のシールド掘進機３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
を付して説明を適宜省略する。図１〜図４、図９、図１
０に示すように、シールド掘進機３は、分岐前の状態に
おいてその主カッターディスク１１Ａが、左右のシール
ド掘進機２の主カッターディスク１１よりもやや前方に
シフトするように配設され、しかも左右の主カッターデ
ィスク１１よりもやや大径に形成されている。尚、主カ
ッターディスク１１Ａが前方にシフトしている分、長尺
の連結部材３３Ａに付替えられている。

【００３０】外胴５２は、前胴５３と、この前胴５３の
後端にフランジ２９を介して且つ全周のうちシールドジ
ャッキ１７と干渉する上側一部と下側一部を切欠いた状
態で連結された中胴５４（図１参照）とを有する。この
シールド掘進機３の分岐発進状態においては、上下１対
の中胴部５５ａ，５５ｂを含むテールプレート５５を追
加した状態で分岐発進する。つまり上側の中胴部５５ａ
を中胴５４の上側の切欠部分５４ａに係合し、下側の中
胴部５５ｂを中胴５４の下側の切欠部分５４ｂに係合し
た状態で分岐発進するように構成されている。尚、テー
ルプレート５５の内周後端部にはテールグラウトシール
３４が付設されている。

【００３１】次に、セグメントＳ，Ｓａを組み付ける為
のエレクタ５６について説明する。図２、図９、図１７
〜図２２に示すように、エレクタ５６は、支持フレーム
５７と、この支持フレーム５７に上下方向と左右方向に
移動可能に支持されたエレクタ本体５８と、エレクタ本
体５８を駆動する図示外のエレクタ駆動装置を備えてい
る。支持フレーム５７は、シールド掘進機３の分岐発進
前の状態において外殻板ユニット６に支持され、分岐発
進状態において環状ウェブ材４１に支持される。このエ
レクタ５６により上下１対の外殻板４，５に近接するト
ンネル坑壁に鋼殻セグメントＳａが組付けられる。分岐
発進時には、分岐用のトンネル坑壁の全周にわたってセ
グメントＳが組付けられる。複数のシールドジャッキ１
７は、中胴５４又は中胴部５５ａ，５５ｂの内周に接合
された環状ウェブ材４１に固定されている。その他、前
記実施形態と略同様の構成となっている。

【００３２】次に、上下１対の外殻板４，５を含む外殻
板ユニット６について説明する。図１、図３、図４、図
１２〜図１４に示すように、上下１対の外殻板４，５
は、１対のシールド掘進機２の外胴１０の外側半分と共
にシールド本体外殻５９を構成し、前記１対の外胴１０
に分離可能に連結されると共に、分岐発進時には１対の
外胴１０から分離されるようになっている。これら１対
の外胴１０の内側半分の内側に接近的に外嵌される１対
の半円筒状受け板６０が、１対の外殻板４，５にわたり
接合されている。中間のシールド掘進機３に接近的に外
嵌される円筒状受け板６１も、１対の半円筒状受け板６
０の間で且つ１対の外殻板４，５にわたり接合され、１
対の外殻板４，５は、これら半円筒状受け板６０や円筒
状受け板６１と一体的に固定されて外殻板ユニット６を
構成している。

【００３３】次に、シールド掘進機２を外殻板ユニット
６に連結する複数の固定機構７について説明する。図１
６、図１７に示すように、複数の固定機構７は、１対の
外胴１０の内側半分に周方向適当間隔おきに形成された
複数のテーパ穴６２と、１対の半円筒状受け板６０に形
成された複数の係合穴６３であって、複数のテーパ穴６
２に対応する位置に夫々形成された複数の係合穴６３
と、各テーパ穴６２側から係合穴６３に嵌入可能なテー
パピン６４とからなる。分岐発進前に、これらテーパピ
ン６４をテーパ穴６２から引抜きシールド掘進機２を外
殻板ユニット６から分離し、分岐発進後には、外殻板ユ
ニット６はトンネルＴａ内に残置されるようになってい
る。

【００３４】次に、１対の外殻板４，５とシールド掘進
機２との連結部６５について説明する。但し、シールド
掘進機２の頂部付近及び底部付近における連結部６５の
構造は左右同一構造であるから、右側の頂部付近におけ
る連結部６５についてのみ説明する。図１３、図１４に
示すように、外殻板４の右端部が外胴１０の頂部付近に
沿って密接状に重ね合わされ、機内から複数本のボルト
で連結されている。

【００３５】図１５に示すように、各半円筒状受け板６
０及び、円筒状受け板６１には、分岐発進前の状態にお
いてそれぞれ、シールド掘進機２及び、シールド掘進機
３の外胴との間をシールする止水シール機構６７が設け
られている。この止水シール機構６７は、半円筒状受け
板６０に周方向に凹設された凹部６８と、弾性膜部材６
９と、シール部材７０と、図示外の加圧水注入機構など
で構成されている。即ち、凹部６８には可撓性の弾性膜
部材６９が配設され、その前端部は止め金具７１とボル
トにより固定され、後端部も止め金具７２とボルトによ
り固定されている。

【００３６】弾性膜部材６９の外側には、後端部が止め
金具７２で固定されたシール部材７０が設けられてい
る。このシール部材７０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体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。弾性膜部材６９とシール部材７０とは、収
納状態から図１５のシール状態とにわたって弾性変形可
能である。

【００３７】次に、揺動カッター８と補助カッター９に
ついて説明する。図２、図３に示すように、外殻板ユニ
ット６の内側前端部には、シールド掘進機２，３間を封
鎖し且つ隔壁１２に連なる面板７３が接合され、この面
板７３に４つの揺動カッター８が揺動可能に枢支され、
８つの補助カッター９が回動可能に枢支されている。各
揺動カッター８は、１対の油圧シリンダ７４を往復動さ
せて回転支軸７５を往復回転させ、揺動駆動する。各揺
動カッター８のカッタースポーク８ａには、径方向外方
に突出するコピーカッター７６が設けられている。分岐
前の３連分岐シールド掘進機１の状態において、これら
揺動カッター８と補助カッター９を主カッターディスク
１１，１１Ａの回転駆動に同期駆動させて、未掘削領域
を解消するように構成されている。

【００３８】以上、説明した３連分岐シールド掘進機１
の作用について説明する。図１７に示すように、ほぼ楕
円形の大断面トンネルＴａを掘削する際には、外胴１０
の外側約半分に装備された複数のシールドジャッキ１７
及び複数の推力伝達管４０と、１対の外殻板４，５に接
合されたリングガータ４２に取付けられた複数シールド
ジャッキ１７及び複数の推力伝達管４０で、鋼殻セグメ
ントＳａに反力をとり掘進していく。このとき、図１５
に示すように、止水シール機構６７の弾性膜部材６９を
膨らんだ状態に弾性変形させ、各半円筒状受け板６０と
シールド掘進機２の外胴１０及び、円筒状受け板６１と
シールド掘進機３の外胴５２との間を液密にシールす
る。

【００３９】１対のシールド掘進機２とシールド掘進機
３を一体的に掘進していき、分岐地点に到達した後、図
１７に示すように、作動中の複数のシールドジャッキ１
７のロッドを退入させる。そのロッドの先端部に補助ロ
ッド７７を順次取り付けた後、それらシールドジャッキ
１７を伸長させて３連分岐シールド掘進機１を所定距離
押し出す。

【００４０】次に、図１８に示すように、外殻板４，５
を鋼殻セグメントＳａに図示外の固定板により固定し、
リングガータ４２と、シールド掘進機２の複数の推力伝
達管４０を撤去する。次に、外胴１０の外側約半分に取
付けられていた複数のシールドジャッキ１７を前方に移
動し環状ウェブ材４１に連結する。また、エレクタ１８
の連結部材４９を短尺の連結部材４９Ａに付替えて、エ
レクタ本体４６を前方に移動する。次に、分岐発進の為
の発進架台７８を増設し、１対のシールド掘進機２にテ
ールプレート３０の内側半分３０ａを追加し、シールド
掘進機３にテールプレート５５を追加する。

【００４１】次に、図１９に示すように、鋼殻セグメン
トＳａの前端に分岐鋼殻セグメントＳｂを夫々１リング
分組立て、１対のシールド掘進機２の１対の分岐鋼殻セ
グメントＳｂの前端にコンクリート製セグメントＳを構
築する。右側のシールド掘進機２、半円筒状受け板６０
間の複数の固定機構７のテーパピン６４をテーパ穴６２
から夫々引抜き、このシールド掘進機２を分離可能な状
態にした後、セグメントＳを構築しつつこのシールド掘
進機２を分岐発進する。

【００４２】次に、図１６、図２０、図２１に示すよう
に、左側のシールド掘進機２、半円筒状受け板６０間の
複数の固定機構７のテーパピン６４をテーパ穴６２から
夫々引抜き、このシールド掘進機２を分離可能な状態に
した後、セグメントＳを構築しつつこのシールド掘進機
２を分岐発進する。その後、シールド掘進機３のエレク
タ５６を前方に移設し、セグメントＳを構築しつつこの
シールド掘進機３を分岐発進する。このとき、円筒状受
け板６１とセグメントＳとの間には、例えばモルタル等
の充填剤がセグメントＳの内側から注入される。３機の
シールド掘進機２，３の分岐発進後には、外殻板ユニッ
ト６はトンネルＴａ内に残置される。

【００４３】以上、説明した３連分岐シールド掘進機１
によれば、特に、１対の外側のシールド掘進機２の外胴
１０の外側半分と、上下１対の外殻板４，５とでシール
ド本体外殻５９を構成したので、分岐前の状態において
１対のシールド掘進機２の外胴１０の外側半分を外嵌す
る必要がなくなり、その分、外殻板ユニット６の部材数
を少なくして重量軽減を図ると共に構造を簡単化して製
作費の低減を図ることができる。

【００４４】分岐前の３連分岐シールド掘進機１におい
ては、１対の外側のシールド掘進機２の外胴１０の外側
半分に余分な掘削領域を生じないようにでき、シールド
ジャッキ１７、カッター駆動モータ３５の小型化を図る
ことができることより、製作費を更に低減することがで
きるとともに、掘削土量を少なくすることもできる。ま
た、コピーカッター２５のストロークを短くすることが
でき、その作動信頼性を高くすることができるし、コピ
ーカッター２５の寿命を延ばすこともできる。それ故、
コピーカッター２５を剛性の高い構造にする必要がなく
なりその分製作費を低減することができる。

【００４５】１対の外殻板４，５は、半円筒状受け板６
０と一体的に固定されて外殻板ユニット６を構成してい
るので、分岐前の３連分岐シールド掘進機１において
は、１対のシールド掘進機２の外胴１０の内側半分の内
側に、１対の半円筒状受け板６０を接近的に外嵌しガタ
付くことなく１対の最外側のシールド掘進機２と１対の
外殻板４，５とを連結することができる。外殻板ユニッ
ト６は、シールド掘進機３に接近的に外嵌された円筒状
受け板６１を有することから、外殻板ユニットのシール
ド掘進機３への連結時には、シールド掘進機３の外胴全
周に、円筒状受け板６１を接近的に外嵌しガタ付くこと
なくシールド掘進機３と１対の外殻板４，５とを連結す
ることができる。

【００４６】シールド掘進機２にテールプレート３０の
内側半分３０ａを追加し、テールプレート３０，３０ａ
の内周面のテールグラウトシール３４が環状に連結され
て地山からの水や土砂の侵入を図りながら、分岐用セグ
メントＳを組み立てつつこのシールド掘進機２を分岐発
進させることができる。シールド掘進機３にテールプレ
ート５５を追加し、地山からの水や土砂の侵入防止を図
りながら、分岐用セグメントＳを組み立てつつこのシー
ルド掘進機３を分岐発進させることができる。

【００４７】シールド掘進機２の分岐発進時において、
テールプレート３０の内側約半分の内周側に設けられた
複数のシールドジャッキ１７を移設する必要がないの
で、分岐の為の準備作業を軽減できる。

【００４８】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）図２３に示すように、外殻板４，５間の高さを大き
くし、連結時において、外殻板４、５の内側とシールド
掘進機３の外胴５２との間のスペースに、シールドジャ
ッキ１７を配設可能な構造にしてもよい。この場合、シ
ールド掘進機３の頂部近傍と底部近傍のシールドジャッ
キ１７が中胴５４に干渉しなくなる。これにより、中胴
５４に切欠部分５４ａ，５４ｂを形成する必要がなくな
るだけでなく、テールプレート５５の構造が簡単化す
る。前記シールドジャッキ１７が中胴５４に干渉しなく
なる分、テールプレート５５の組立て作業も簡単化す
る。

【００４９】２）図２４に示すように、外殻板４，５間
の高さを小さくし、シールド掘進機３の頂部近傍と底部
近傍のシールドジャッキ１７を分岐前後で共有する構造
にしてもよい。この場合、共有する複数のシールドジャ
ッキは中胴５４に干渉しなくなるから、前記と同様の効
果を奏する他、シールド掘進機３の分岐発進時に、前記
頂部近傍と底部近傍のシールドジャッキ１７の移設作業
が不要となるから、分岐の為の準備作業を大幅に軽減で
きる。

【００５０】３）図２５、図２６に示すように、外殻板
４，５をシールド掘進機３の外胴５２にボルトで着脱可
能に連結した構造にしてもよい。即ち、外殻板４の頂部
が外胴５２の頂部付近に沿って密接状に重ね合わされ、
機内から複数本のボルトで連結されている。前後方向向
きの複数本のシール部材６６も設けられている。尚、シ
ールド掘進機３の底部付近の連結部は、この頂部付近の
連結部の構造と同一構造である。この場合、図２４の３
連分岐シールド掘進機と同様の効果を奏する。

【００５１】４）本実施形態において、１対の外殻板
４，５に沿って取付けられていた複数のシールドジャッ
キ１７のうちの一部を、外胴１０の内側又は、外胴５２
の内側に移設し環状ウェブ材４１に連結することも可能
である。その他、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲にお
いて前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可
能である。

【００５２】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、特に、１対
の最外側のシールド掘進機の外胴の外側半分と、上下１
対の外殻板とでシールド本体外殻を構成したので、分岐
前の状態において１対の最外側のシールド掘進機の外胴
の外側半分を外嵌する必要がなくなり、その分、外殻板
ユニットの部材数を少なくして重量軽減を図ると共に構
造を簡単化して製作費の低減を図ることができる。

【００５３】分岐前の多連分岐シールド掘進機において
は、少なくとも１対の最外側のシールド掘進機の外胴の
外側半分に余分な掘削領域を生じないようにでき、シー
ルドジャッキ、カッター駆動モータの小型化を図ること
ができることより、製作費を更に低減することができる
とともに、掘削土量を少なくすることもできる。

【００５４】前記１対の外殻板は１対の半円筒状受け板
及び円筒状受け板と一体的に固定されて外殻板ユニット
を構成しているので、分岐前の多連分岐シールド掘進機
においては、１対の最外側のシールド掘進機の外胴の内
側半分の内側に、１対の半円筒状受け板を接近的に外嵌
しガタ付くことなく１対の最外側のシールド掘進機と１
対の外殻板とを連結することができる。

【００５５】前記外殻板ユニットは、１対の最外側のシ
ールド掘進機の間のシールド掘進機に接近的に外嵌され
た前記の円筒状受け板を有することから、外殻板ユニッ
トの前記シールド掘進機への連結時には、このシールド
掘進機の外胴全周に、円筒状受け板を接近的に外嵌しガ
タ付くことなく一体化することができる。

【００５６】請求項２の発明によれば、外殻板ユニット
をトンネル内に残置したまま複数のシールド掘進機を夫
々単独で分岐発進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。

【００５７】請求項３の発明によれば、最外側のシール
ド掘進機の分岐発進状態では、最外側のシールド掘進機
にテールプレートの内側半分を追加し、テールプレート
の内周面のテールシールが環状に連結されて地山からの
水や土砂の侵入を図りながら、このシールド掘進機を分
岐発進させることができる。その他請求項２と同様の効
果を奏する。

【００５８】請求項４の発明によれば、１対の最外側の
シールド掘進機の間のシールド掘進機にテールプレート
を追加し、このテールプレートの内周面のテールシール
により地山からの水や土砂の侵入防止を図りながら、こ
のシールド掘進機を分岐発進させることができる。その
他請求項２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多連分岐シールド掘進
機の分解斜視図である。

【図２】多連分岐シールド掘進機の平面断面図である。

【図３】カッターディスクを示す正面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】最外側のシールド掘進機の縦断面図である。

【図６】カッターディスクの左半部を示す正面図であ
る。

【図７】シールド掘進機の内部構造を示す縦断面図であ
り、左半部はエレクタやシールドジャッキ等を示す縦断
面図、右半部はカッター駆動モータやアジテータ駆動用
モータ等を示す縦断面図である。

【図８】シールドジャッキの移設作業の説明図であり、
ａ）は分岐前の要部断面図、ｂ）は分岐後の要部断面図
である。

【図９】中間のシールド掘進機の縦断面図である。

【図１０】カッターディスクの左半部を示す正面図であ
る。

【図１１】外側のシールド掘進機、中間のシールド掘進
機間付近におけるテールプレートの取付け位置を示す部
分断面図であり、ａ）は分岐前の部分断面図、ｂ）は分
岐後の部分断面図である。

【図１２】外殻板とシールド掘進機外径とシールドジャ
ッキの関係を示し、左半部は中胴における縦断面図、右
半部はテールプレートにおける縦断面図である。

【図１３】外殻と外胴の接合部の拡大断面図である。

【図１４】外殻とテールプレートの接合部の拡大断面図
である。

【図１５】作動状態における止水シール機構の拡大断面
図である。

【図１６】隣接するシールド掘進機間の固定機構の拡大
断面図である。

【図１７】シールド掘進機の分岐発進前の準備段階の平
面断面図である。

【図１８】推力伝達管の撤去、シールドジャッキ、エレ
クタの移設作業を説明する図１７の段階から進展した状
態の平面断面図である。

【図１９】セグメントの組立段階を示し、分岐発進直前
のシールド掘進機の平面断面図である。

【図２０】外側のシールド掘進機の分岐発進段階の平面
断面図である。

【図２１】他方の外側シールド掘進機の分岐発進段階の
平面断面図である。

【図２２】中間のシールド掘進機の分岐発進段階の平面
断面図である。

【図２３】変更形態１に係る図１２相当図である。

【図２４】変更形態２に係る図１２相当図である。

【図２５】変更形態３に係る図１２相当図である。

【図２６】外殻板と中間のシールド掘進機の接合部を示
す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ３連分岐シールド掘進機 ２，３ シールド掘進機 ４，５ 外殻板 ６ 外殻板ユニット １０ 外胴 １１ 主カッターディスク ３０，５５ テールプレート ５９ シールド本体外殻 ６０ 半円筒状受け板 ６１ 円筒状受け板 Ｔａ トンネル

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 (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 渡部 真式 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 宇賀 克夫 兵庫県神戸市長田区川西通二丁目４番地 川崎エンジニアリング内 (56)参考文献 特開 平４−143398（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−324563（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−176479（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−13694（ＪＰ，Ａ) 特許2934293（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの前面に主カッターディスクを
   備え且つ掘進方向と直交する水平方向に隣接状に配列さ
   れた３台以上の複数のシールド掘進機を有し、それらシ
   ールド掘進機が分離されて夫々単独で分岐発進可能な多
   連分岐シールド掘進機において、 複数のシールド掘進機の上下両面の大部分を覆う上下１
   対の外殻板であって、１対の最外側のシールド掘進機の
   外胴の外側半分と共にシールド本体外殻を構成する上下
   １対の外殻板を設け、 前記１対の外殻板は、前記１対の外胴の外側半分に分離
   可能に連結されるとともに分岐発進時には１対の外胴か
   ら分離するように構成され、 前記１対の最外側のシールド掘進機の外胴の内側半分の
   内側に接近的に外嵌された１対の半円筒状受け板と、１
   対の最外側のシールド掘進機の間のシールド掘進機に接
   近的に外嵌された円筒状受け板とを設け、 前記１対の外殻板と前記１対の半円筒状受け板と前記円
   筒状受け板とを一体的に固定して外殻板ユニットを構成
   した ことを特徴とする多連分岐シールド掘進機。
2. 【請求項２】 前記外殻板ユニットは、分岐発進後には
   トンネル内に残置されることを特徴とする請求項１に記
   載の多連分岐シールド掘進機。
3. 【請求項３】 前記１対の最外側のシールド掘進機の各
   々にテールプレートの内側半分を追加した状態で分岐発
   進することを特徴とする請求項２に記載の多連分岐シー
   ルド掘進機。
4. 【請求項４】 前記１対の最外側のシールド掘進機の間
   のシールド掘進機にテールプレートを追加した状態で分
   岐発進することを特徴とする請求項２に記載の多連分岐
   シールド掘進機。