JP3403696B2

JP3403696B2 - 多連分岐シールド掘進機

Info

Publication number: JP3403696B2
Application number: JP2000156042A
Authority: JP
Inventors: 隆三井; 裕石丸; 邦博永森; 保徳近藤; 義雄酒井; 勇和久木原; 光雄清水; 博吉岩田; 安美佐藤
Original assignee: Kajima Corp; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kajima Corp; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2003-05-06
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: JP2001336387A

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、揺動カッタ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を備えており、上
記揺動カッタが、揺動中心近傍から放射状に延設された
複数本のカッタースポークを有しており、該カッタース
ポークの先端近傍に、外方へ進退しうるオーバーカッタ
が配設されている。

【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。さらに、外方へ進退しうるオーバーカッタによっ
て、矩形シールド掘進機の断面により近いトンネルを掘
削することができる。

【００１０】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進退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、矩形シールド掘進機の
断面外形における少なくとも上辺および下辺、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
多連分岐シールド掘進機にあっては、矩形シールド掘進
機の断面に一層近いトンネルを掘削することができる。

【００１１】また、上記揺動カッタの揺動中心近傍に、
揺動カッタと分離して回転駆動可能に配設されたカッタ
ーディスクをさらに備えてなる多連分岐シールド掘進機
にあっては、カッタースポークの揺動のみでは揺動スト
ロークが小さくなって効率よく掘削できない揺動中心近
傍を、回転しうるカッターディスクによって良好に掘削
することができるので好ましい。

【００１２】そして、上記カッターディスクが矩形シー
ルド掘進機の前面板を貫通する回転軸を有しており、こ
の回転軸を回転駆動するモータが矩形シールド掘進機の
内部に配設されており、上記揺動カッタが上記カッター
ディスクの回転軸の外方を通って矩形シールド掘進機の
前面板を貫通する伝動部材を有しており、この伝動部材
を上記揺動中心回りに往復回転駆動する駆動シリンダが
矩形シールド掘進機の内部に配設されてなる多連分岐シ
ールド掘進機にあっては、前述したカッターディスクの
作用が効果的に発揮される。

【００１３】加えて、隣接するカッタースポークの中間
部同士を繋ぐ補強部材が配設されてなる多連分岐シール
ド掘進機にあっては、揺動カッタの強度が向上するので
好ましい。

【００１４】そして、上記外殻部材が、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
進機にあっては、矩形シールド掘進機と円形シールド掘
進機とが連結された状態で掘進しても、滑らかに連続し
た断面形状のトンネルを掘削することができるので好ま
しい。

【００１５】さらに、上記矩形シールド掘進機の上端お
よび下端に当接する上記外殻の上下両端縁の面に、前後
方向に延びる前後シール部材が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。

【００１６】また、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。

【００１７】加えて、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。

【００１８】

【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。

【００１９】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。

【００２０】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。矩形掘進機２の前面に
は揺動カッタ９が配設されており、円形掘進機３の前面
には主カッターディスク４が配設されている。

【００２１】各円形掘進機３は外殻部材５に分岐可能に
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。

【００２２】図２（ａ）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。

【００２３】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。

【００２４】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。揺動カッタ９は、前面板８の中央を揺動
中心Ｃとして放射状に延びるカッタースポーク１１を有
している。前面板８の対角線方向のカッタースポークが
比較的長くされている。そして、全カッタースポーク１
１は一体で揺動中心Ｃ回りに正逆方向に往復回転させら
れる。本実施形態では正逆方向にそれぞれ約３０゜回転
するようにされている。全カッタースポーク１１は補強
部材１１ｂによって連結されている。具体的には、隣接
するカッタースポーク１１同士が補強部材１１ｂによっ
て固定的に連結されている。連結部は揺動中心Ｃから離
れるほど強度上好ましいのはもちろんである。また、全
カッタースポーク１１の背面側に円環状の補強部材を固
定したものでもよい。

【００２５】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、１１ａが配設
されている。揺動カッタ９のオーバーカッタ１１ａ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１１ａの先端が矩形掘進機２の断
面外縁、とくに上辺と下辺に好適に沿った掘削軌跡を描
く。

【００２６】つぎに図２（ａ）、図３（ａ）および図６
を参照して、揺動カッタ９の駆動機構を説明する。揺動
カッタ９の中央部近傍には伝動部材９ａが前面板８に向
けて延設されている。また、前面板８には回転リング９
ｂが上記揺動中心Ｃ回りに回転自在となるように支持さ
れており、上記伝動部材９ａがこの回転リング９ｂに連
結されている。回転リング９ｂを正逆方向に往復回転さ
せることによって揺動カッタ９が揺動させられる。

【００２７】そして、回転リング９ｂは矩形掘進機２の
内部に揺動自在に枢支された複数対の駆動シリンダ１２
によって往復回転駆動される。すなわち、図６に示すよ
うに回転リング９ｂの外周に駆動シリンダ１２のロッド
１２ａが枢支されている。全駆動シリンダ１２が同期し
て、各対の駆動シリンダ１２が交互にそのロッド１２ａ
を伸縮させる。これにより、回転リング９ｂが正逆方向
に往復回転させられる。

【００２８】揺動カッタ９の中央部には、揺動カッタ９
とは分離した状態で中央カッターディスク３１が配設さ
れている。揺動カッタ９のみではその揺動中心Ｃ近傍の
掘削ストロークが小さいために良好な掘削が期待できな
いため、この中央カッターディスク３１を配設するもの
である。具体的には図２（ａ）および図３（ａ）に示す
ように、揺動カッタ９の中央部の前方に中央カッターデ
ィスク３１が位置しており、中央カッターディスク３１
の回転軸３２が揺動カッタ９および前面板８を貫通し、
且つ、これら９、８によって回転自在に支持されてい
る。回転軸３２にはリングギア３３が固設されており、
リングギア３３がモータ３４によって回転させられる。

【００２９】また、外殻部材５の前面における主カッタ
ーディスク４による未掘削部を掘削するために補助回転
カッタ１０が配設されている。図１には補助回転カッタ
１０の図示が省略されている。これらカッタ４、９、１
０、３１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）。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２５ｂ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。

【００３０】主カッターディスク４と揺動カッタ９と補
助回転カッタ１０とでは掘削できない範囲Ｌが生じる場
合には、図２（ｂ）に示すように、この範囲Ｌに対応す
る外殻５ａの前端縁に刃２３（以下、貫入ビットと呼
ぶ）を形成しておけばよい。貫入ビット２３は、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。

【００３１】矩形掘進機２が外殻部材５から分岐して単
独で掘進するときには、揺動カッタ９のオーバーカッタ
１１ａの先端はカッタースポーク１１の揺動と同期して
伸縮し、矩形掘進機２の断面外縁、すなわち上辺および
下辺はもとより、左辺および右辺にも好適に沿った掘削
軌跡を描く。具体的には、揺動時に各カッタースポーク
１１が前面の対角線方向に近づくほどオーバーカッタ１
１ａが伸び、離れるほど縮む。

【００３２】図５（ａ）には、かかる主カッターディス
ク４、揺動カッタ９および補助回転カッタ１０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。図５（ｂ）には矩形掘進機２が揺動
カッタ９によって掘削する掘削面が示されている。

【００３３】図３（ｂ）、図７（ａ）および図８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７（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８参
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
９（ｂ）参照）。なお、図９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９
（ａ）が前端部、図９（ｂ）が後端部を示している。図
中の符号Ｆは前方を示す。

【００３４】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。

【００３５】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９（ｂ）も併せて参照）。

【００３６】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。

【００３７】また、図１、図２（ａ）、図４および図９
（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１９
が配設されている。そして、図９（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。

【００３８】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。

【００３９】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）。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】まず、図１０（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１０（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。

【００４３】つぎに図１０（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）。

【００４４】そして、図１０（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。

【００４５】図１０（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。

【００４６】図１０（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。そして、外殻部材５の側板５ｂとの間の連
結部材１４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９（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２
ａ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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】

【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７（ａ）は図２（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線断
面図であり、図７（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８】円形掘進機と外殻部材との連結状態を示す図７
（ａ）のＪ部拡大図である。

【図９】図９（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
９（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１０】図１０（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伝動部材９ｂ回転リング１０補助回転カッタ１１（揺動カッタの）カッタースポーク１１ａ（揺動カッタの）オーバーカッタ１１ｂ補強部材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１６ａ溝１６ｂ可撓性部材１６ｃシール板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３１中央カッターディスク３２（中央カッターディスクの）回転軸３３リングギア３４モータ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2000−64770（ＪＰ，Ａ) 特開平５−133183（ＪＰ，Ａ) 特開平９−32479（ＪＰ，Ａ) 特開平８−28179（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 E32D 9/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】揺動カッタ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
を備えており、上記揺動カッタが、揺動中心近傍から放射状に延設され
た複数本のカッタースポークを有しており、該カッター
スポークの先端近傍に、外方へ進退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。
【請求項２】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進退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、矩形シールド掘進機の
断面外形における少なくとも上辺および下辺、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１記載の多連分岐シールド掘進機。
【請求項３】上記揺動カッタの揺動中心近傍に、揺動
カッタと分離して回転駆動可能に配設されたカッターデ
ィスクをさらに備えてなる請求項１記載の多連分岐シー
ルド掘進機。
【請求項４】上記カッターディスクが矩形シールド掘
進機の前面板を貫通する回転軸を有しており、この回転
軸を回転駆動するモータが矩形シールド掘進機の内部に
配設されており、上記揺動カッタが上記カッターディス
クの回転軸の外方を通って矩形シールド掘進機の前面板
を貫通する伝動部材を有しており、この伝動部材を上記
揺動中心回りに往復回転駆動する駆動シリンダが矩形シ
ールド掘進機の内部に配設されてなる請求項３記載の多
連分岐シールド掘進機。
【請求項５】隣接するカッタースポークの中間部同士
を繋ぐ補強部材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。
【請求項６】上記外殻部材が、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請求項１記載の多連分岐シ
ールド掘進機。
【請求項７】上記矩形シールド掘進機の上端および下
端に当接する上記外殻の上下両端縁の面に、前後方向に
延びる前後シール部材が配設されてなる請求項６記載の
多連分岐シールド掘進機。
【請求項８】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７記載の多連分岐シールド掘
進機。
【請求項９】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記載の多連
分岐シールド掘進機。