JP3416758B2 - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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Description
川、地下貯槽等の地下構造物の躯体を構築する、シール
ド掘進機に関するものである。
ら、河川や貯槽、或いは道路・鉄道用トンネル等の大型
の地下構造物を構築する計画が進められている。この種
の施工に際しては開削工法、パイプルーフ工法、シール
ド工法、山岳トンネル工法の採用が試みられている。
の施工技術にあっては次のような問題点がある。
を占有するため地上交通等に多大の影響を与え、特に住
宅の密集した都市部では採用が極めて困難である。
工精度の制約から施工長に限度があり、工法の採用に限
界がある。
面が大きくなるほどシールド掘進機が巨大化し、シール
ド掘進機のコストアップによる施工費の増大を強いられ
ると共に、大断面の切羽を安定させることが技術的に困
しい。
地盤中に大型の地下構造物を構築することが困難であ
る。
ので、その目的とするところは施工長に制限を受けずに
施工できると共に、断面形状の変化に対応して施工でき
る、シールド掘進機を提供することにある。
構造物の躯体を構築するシールド掘進機であって、作業
坑を構築しながら掘進する複数の筒体部と、これらの各
筒体部を連結して閉断面を形成すると共に、前記作業坑
と一体に連結覆工体を構築しながら掘進するリング部と
により構成し、前記リング部を外鋼殻と内鋼殻とで構成
し、両鋼殻がトンネル掘進方向に対し直交方向の拡縮機
能を具備することを特徴とする、シールド掘進機であ
る。
るシールド掘進機であって、作業坑を構築しながら掘進
する複数の筒体部と、これらの各筒体部を連結して閉断
面を形成すると共に、前記作業坑と一体に連結覆工体を
構築しながら掘進するリング部とにより構成し、前記筒
体部及びリング部を構成する鋼殻の前面に複数の回転カ
ッタを列設し、筒体部が対向する筒体部へ向けて連結覆
工体用セグメントを押し出すエレクタ装置を具備し、リ
ング部を構成する鋼殻が内外二重に積層した帯板からな
り、各積層された帯板間を複数のシリンダで連結してト
ンネル掘進方向に対し直交方向に向けて摺動可能に構成
したことを特徴とする、シールド掘進機である。
について説明する。
進機は図1に示すように複数の筒体部10〜13と、こ
れらの筒体部10〜13を連結するリング部20とによ
り、閉断面を形成する内外二重の鋼殻を具備している。
リング部20は外鋼殻21及び内鋼殻22とにより構成
され、これら両鋼殻21,22はトンネル掘進方向に対
し直交方向に拡縮する機能を有している。両鋼殻21,
22の拡縮機能については後述する。各筒体部10〜1
3とリング部20を構成する各鋼殻21,22の両端縁
が接続していて、内部に連続した空間が形成されてい
る。各筒体部10〜13の前面には回転カッタ30が装
着され、またリング部20の前面にも複数の回転カッタ
31が列設されていて、これらの回転カッタ30〜31
群によりリング状に掘削できるようになっている。 以
下主要な構成要素について詳述する。
と、対向する作業坑40,40間を直線的に連結する連
結覆工体41を掘進しながら組み立てるシールド掘進機
1である。各筒体部10〜13の構成及び機能は同一で
あるから図2に示すテール部の断面図を基に筒体部10
について説明し、他の筒体部11〜13についての説明
を省略する。筒体部10はその内部に複数本のシールド
ジャッキ14とエレクタ装置15とを具備している。エ
レクタ装置15は連結覆工体41を構成する矩形のセグ
メント42を把持する把持部15aと、セグメント42
を側方のリング部20内へ向けて押し出すシリンダ15
bと、筒体部10内に円周方向に設けたガイドレール1
6に沿って走行自在の走行部15cとよりなり、搬入し
たセグメント42を把持して一方の筒体部10から対向
する他方の筒体部11へ向けて順次押し出せるようにな
っている。また筒体部10は円弧形のセグメントを把持
して環状の作業坑40を組み立てできるようになってい
る。この作業坑40の組み立ては、エレクタ装置15で
行うか、或いは別途のエレクタ装置を用いて行うものと
する。
するためのシールド掘進機で、その前面に複数の回転カ
ッタ31を具備し、内部には既設の連結覆工体41から
反力を得て掘進するための複数のシールドジャッキ(図
示せず)を装備している。回転カッタ31はリング部2
0の拡縮に追随して掘削できるよう隣り合うカッタ31
が前後にずれて配設されている。図3、4にリング部2
0のトンネル掘進方向と交差する方向に切断した横断図
を示し、図3はリング部20が最も収縮した状態を示
し、図4はリング部20が拡幅した状態を示す。外・内
鋼殻21,22は夫々複数の外帯板21a,22aと内
帯板21b,22bの積層体と、これらの各内帯板21
b,22b間に横建した複数の拡縮シリンダ24とによ
り構成され、拡縮シリンダ24の伸長操作又は収縮操作
によりリング部20のトンネル横断方向に向けた全幅
(拡縮量)を地下構造物の形状に応じて任意に設定でき
るようになっている。
削土は作業坑40を通じて坑外へ排出できるようになっ
ている。 削土の排出手段としては例えばパイプ輸送手
段やスクリュー式・ベルト式コンベア輸送手段、台車輸
送手段等の公知の輸送手段を採用することができる。
は公知の円弧形を呈する鋼製又はコンクリート製のセグ
メント或いは鋼とコンクリートの合成セグメントで、各
セグメント43はボルト・ナットによって剛結される。
また連結覆工体41を構成するセグメント42は図6に
示すように鋼製又はコンクリート製の直方体、或いは鋼
とコンクリートの合成の直方体で、トンネル方向と直交
する方向(横断方向)の前後面42a,42bに夫々嵌
合可能な嵌合部42c,42dを形成している。嵌合部
42c,42dは、セグメント42を横断方向へ向けた
摺動を許容しつつ反面、掘進方向の離脱を拘束できる嵌
合構造で構成される。一般に継手ボックスはセグメント
の内側のみに設けられているが、本実施例ではセグメン
ト42を筒体部10内で組み付けるから、セグメント4
2の内外面(表裏面)に継手ボックス42eを設けて横
断方向のセグメント42群を結合することができる。
2dの構造については例えば特開平5−239994号
等として本発明者及びその共同研究者により既に出願さ
れた発明を適用することができる。
1を一斉に回転させて地山を掘削する掘削工程と、内部
のシールドジャッキを伸長することによって前回組み立
てを完了した作業坑40や連結覆工体41に反力を取っ
て機体を前進させる掘進工程を繰り返す。
10内にセグメント42を搬入し、対向する筒体部11
へ向けて順次押し出して連結覆工体41を増設してい
く。同様に他の筒体部12と13の間、筒体部11と1
2の間、筒体部10と13の間に夫々連結覆工体41を
構築する。図2を基に連結覆工体41の構築を詳細に説
明すると、筒体部10内のエレクタ装置15で把持した
セグメント42の向きを側方へ直した後、先行して押し
込んだセグメント42の上下縁をボルト止めしながら側
方へ押し出す。この際、押し込み予定のセグメント42
の嵌合部42cを前工程で構築を完了したセグメント4
2Aの嵌合部42dに嵌合させ、嵌合を維持したまま複
数のセグメント42群を一斉に押し込む。筒体部10内
からセグメント42を順次押し込んで連結覆工体41を
構築する。 尚、連結覆工体41を縦方向に構築する場
合は、下位の筒体部12,13から上位の筒体部10,
11へ向けて押し上げるか、或いは上位から下位へ吊り
降ろして構築する。
工体41の構築を完了した状態を示す。連結覆工体41
の構築を完了したら、各筒体部10〜13内に円弧形の
セグメント43を搬入し、連結覆工体41と一体の環状
の作業坑40を組み立てる。
方向又は両方向の長さが変化する場合は、図3に示す拡
縮シリンダ24を図4に示すように伸長してリング部2
0の全幅を徐々に拡張しながら掘進する。図9はシール
ド掘進機の水平に位置するリング部20が横方向に拡張
した場合の概念図を示す。リング部20の拡張に伴い、
連結覆工体41の最も外側に平面形状が台形を呈するセ
グメント44を使用すればリング部20の拡縮変化に対
応することができる。以上のように構築予定の地下構造
物の躯体の縦横方向の拡縮変化に合わせて、シールド掘
進機のリング部20を拡縮しながら拡縮変化する連結覆
工体41を構築する。各作業坑40間を連結覆工体41
で連結して閉断面の構造物を構築したら、作業坑40は
そのまま或いはコンクリート等で埋め戻し、或いは作業
坑40内に地下構造物の躯体を横断させて構築した後
に、地下構造物の内側に突出する作業坑40の躯体の一
部を撤去して地下構造物の躯体を構築する。地下構造物
の躯体を構築したら、複数の連結覆工体41で囲まれた
地山を公知の掘削機で掘削して所望の地下構造物を完成
させる。
リング部20が伸縮機能を具備する場合について説明し
たが、伸縮機能は横方向に位置するリング部20のみ、
或いは縦方向に位置するリング部20のみに付与するよ
うに構成しても良い。この場合、伸縮機能を持たないリ
ング部20は外鋼殻21と内鋼殻22はいちまいものの
鋼板で構成することになる。
のような効果を得ることができる。
下構造物の躯体を構築できるので、切羽の過大な土圧負
担がなくなり切羽の安定性を向上して施工でき、しかも
施工長に制約を受けず高精度に施工できる。
きるので、施工期間を大幅に短縮できる。
構造物の断面形状に応じた施工が可能である。
た正面図
面図
面図
念図
体を構築する際のシールド掘進機の上半の部分断面図
ルド掘進機の上半の部分断面図
するシールド掘進機の上半の部分断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 地下構造物の躯体を構築するシールド掘
進機であって、 作業坑を構築しながら掘進する複数の筒体部と、 これらの各筒体部を連結して閉断面を形成すると共に、
前記作業坑と一体に連結覆工体を構築しながら掘進する
リング部とにより構成し、 前記筒体部及びリング部を構成する鋼殻の前面に複数の
回転カッタを列設し、 筒体部が対向する筒体部へ向けて連結覆工体用セグメン
トを押し出すエレクタ装置を具備し、 リング部を構成する鋼殻が内外二重に積層した帯板から
なり、各積層された帯板間を複数のシリンダで連結して
トンネル掘進方向に対し直交方向に向けて摺動可能に構
成することを特徴とする、 シールド掘進機。 - 【請求項2】 地下構造物の躯体を構築するシールド掘
進機であって、 作業坑を構築しながら掘進する複数の筒体部と、 これらの各筒体部を連結して閉断面を形成すると共に、
前記作業坑と一体に連結覆工体を構築しながら掘進する
複数のリング部とにより構成し、 前記筒体部及びリング部を構成する鋼殻の前面に複数の
回転カッタを列設し、 筒体部が対向する筒体部へ向けて連結覆工体用セグメン
トを押し出すエレクタ装置を具備し、 リング部を構成する鋼殻が内外二重に積層した帯板から
なり、各積層された帯板間を複数のシリンダで連結して
トンネル掘進方向に対し直交方向に向けて摺動可能に構
成し、 前記リング部が直線形状を呈することを特徴とする、 シールド掘進機。 - 【請求項3】 地下構造物の躯体を構築するシールド掘
進機であって、 作業坑を構築しながら掘進する複数の筒体部と、 これらの各筒体部を連結して閉断面を形成すると共に、
前記作業坑と一体に連結覆工体を構築しながら掘進する
複数のリング部とにより構成し、 前記筒体部及びリング部を構成する鋼殻の前面に複数の
回転カッタを列設し、 筒体部が対向する筒体部へ向けて連結覆工体用セグメン
トを押し出すエレクタ装置を具備し、リング部を構成す
る鋼殻が内外二重に積層した帯板からなり、各積層され
た帯板間を複数のシリンダで連結してトンネル掘進方向
に対し直交方向に向けて摺動可能に構成し、 前記複数のリング部のうち横方向に位置するリング部の
みに伸縮機能を付与することを特徴とする、 シールド掘進機。 - 【請求項4】 地下構造物の躯体を構築するシールド掘
進機であって、 作業坑を構築しながら掘進する複数の筒体部と、 これらの各筒体部を連結して閉断面を形成すると共に、
前記作業坑と一体に連結覆工体を構築しながら掘進する
複数のリング部とにより構成し、 前記筒体部及びリング部を構成する鋼殻の前面に複数の
回転カッタを列設し、 筒体部が対向する筒体部へ向けて連結覆工体用セグメン
トを押し出すエレクタ装置を具備し、 リング部を構成する鋼殻が内外二重に積層した帯板から
なり、各積層された帯板間を複数のシリンダで連結して
トンネル掘進方向に対し直交方向に向けて摺動可能に構
成し、 前記複数のリング部のうち縦方向に位置するリング部の
みに伸縮機能を付与することを特徴とする、 シールド掘進機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15038894A JP3416758B2 (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15038894A JP3416758B2 (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | シールド掘進機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH084475A JPH084475A (ja) | 1996-01-09 |
JP3416758B2 true JP3416758B2 (ja) | 2003-06-16 |
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Family Applications (1)
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JP15038894A Expired - Fee Related JP3416758B2 (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3416758B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4973572B2 (ja) | 2008-03-28 | 2012-07-11 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体回路の設計方法および製造方法 |
-
1994
- 1994-06-08 JP JP15038894A patent/JP3416758B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH084475A (ja) | 1996-01-09 |
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