JP3427360B2 - シールドマシン - Google Patents

シールドマシン

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JP3427360B2
JP3427360B2 JP8909494A JP8909494A JP3427360B2 JP 3427360 B2 JP3427360 B2 JP 3427360B2 JP 8909494 A JP8909494 A JP 8909494A JP 8909494 A JP8909494 A JP 8909494A JP 3427360 B2 JP3427360 B2 JP 3427360B2
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研一 金子
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、本線トンネルから分岐
する枝管等の施工を行うシールドマシンに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】配電用や通信用のケーブルなどを配設す
るため、道路の下方の地中などにトンネルが設置される
場合がある。このトンネルから分岐して地上のビルなど
へケーブルを配する場合、トンネルと地上のビル等との
間に枝管を配設する必要がある。従来、この枝管の施工
は、地上を開削しトンネルへ向けて削孔する方法と、ト
ンネル内から地上へ向かって削孔する方法が採られてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】前記した従来の枝管
の施工方法にあっては、次のような問題点がある。
【0004】<イ> 地上を開削する方法は、開削が深
くなると山留めが必要となり、施工に手間がかかり、施
工効率が非常に悪い。
【0005】<ロ> 地上を開削する方法は、開削地盤
に他の埋設物があるとそれを防護しながら山留めをしな
ければならず、山留め施工が煩雑となる。
【0006】<ハ> トンネル内から削孔する方法は、
トンネル内に地下水が浸入する恐れがあり、その対策が
必要となる。
【0007】<ニ> トンネル内から削孔する方法は、
セグメント内で削孔作業を行うので作業空間が広くとれ
ない。このため、削孔の作業性が悪い。
【0008】
【本発明の目的】本発明は以上の問題を解決するために
成されたもので、その目的とするところは、地下水の影
響を受けることなく、本線トンネルから分岐する枝管を
効率良く施工できるシールドマシンを提供することにあ
る。
【0009】
【問題点を解決するための手段】即ち本発明は、本線ト
ンネルを構築すると共に、その本線トンネルから分岐す
る枝管の施工を行うシールドマシンであって、周面に表
裏貫通する貫通穴を開設したシールドと、該貫通穴の開
設位置に配設した、シールドマシンの軸と平行する軸に
よって回転自在の回転体と、該回転体の軸方向と直交す
る向きに開設され、回転体の回転により該貫通穴を開閉
する連通孔とを備えて構成したシールドマシンである。
【0010】また本発明は、本線トンネルを構築すると
共に、その本線トンネルから分岐する枝管の施工を行う
シールドマシンであって、大円部と小円部の接合した達
磨形断面を有するシールドと、該シールドの前面に設置
され、シールド前方を掘削するカッタと、前記シールド
の小円部周面に開設した貫通穴と、該貫通穴を開閉自在
とした開閉部材と、を備えて構成したシールドマシンで
ある。
【0011】また本発明は、本線トンネルを構築すると
共に、その本線トンネルから分岐する枝管の施工を行う
シールドマシンであって、大円部と小円部の接合した達
磨形断面を有するシールドと、該シールドの前面に設置
され、シールド前方を掘削するカッタと、小円部内周に
沿って摺動し該貫通穴の開閉自在な開閉装置とを備えて
構成したシールドマシンである。
【0012】また本発明は、本線トンネルを構築すると
共に、その本線トンネルから分岐する枝管の施工を行う
シールドマシンであって、大円部と小円部の接合した達
磨形断面を有するシールドと、該シールドの前面に設置
され、シールド前方を掘削するカッタと、前記シールド
の小円部周面に開設し貫通穴と、前記小円部の円心を
軸とし回転自在に設置した回転体と、該回転体軸方向
と直交する向きに開設され、回転体の回転により該貫通
穴を開閉する連通孔とを備えて構成した、シールドマシ
ンである。
【0013】また本発明は、本線トンネルを構築すると
共に、その本線トンネルから分岐する枝管の施工を行う
シールドマシンであって、大円部と小円部の接合した達
磨形断面を有するシールドと、該シールドの前面に設置
され、前記大円部の前方を掘削するカッタと、該カッタ
の周面から突出自在とし、前記小円部の前方を掘削する
コピーカッタと、前記シールドの小円部周面に開設し
貫通穴と、前記小円部の円心を軸とし回転自在に設置し
た回転体と、該回転体軸方向と直交する向きに開設さ
れ、回転体の回転により該貫通穴を開閉する連通孔とを
備えて構成した、シールドマシンである。
【0014】更に本発明は、本線トンネルを構築すると
共に、その本線トンネルから分岐する枝管の施工を行う
シールドマシンであって、大円部と小円部の接合した達
磨形断面を有するシールドと、該シールドの前面に設置
され、前記大円部の前方を掘削する大径カッタと、該シ
ールドの前面に設置され、前記小円部の前方を掘削する
小径カッタと、前記シールドの小円部周面に開設し
通穴と、前記小円部の円心を軸とし回転自在に設置した
回転体と、該回転体軸方向と直交する向きに開設さ
れ、回転体の回転により該貫通穴を開閉する連通孔とを
備えて構成した、シールドマシンである。
【0015】
【実施例1】以下図面を参照しながら本発明の一実施例
について説明する。
【0016】<イ>全体の構成 図1にシールドマシンの斜視図を示す。シールドマシン
は、シールド10と回転体20とカッタ30により構成
される。 以下、各部について詳述する。
【0017】<ロ>シールド 図1に示す様に、シールド10は、大円部11と小円部
12を接合して形成され、その断面が達磨形を呈してい
る。大円部11の径は本線トンネル70の直径を考慮し
て設定し、小円部12の突出長は使用目的の長さに応じ
て設定すれば良い。小円部12周面には、その表裏を貫
通する貫通穴121が開設されている。この貫通穴12
1は、図2の様に、この貫通穴121からドリルパイプ
41を斜め上方へ向けて削孔できる様に、所定の径で左
右両側の位置に開設するのが好ましい。図示しないが、
シールド10内には、後述するカッタ30の駆動装置、
土砂移送装置、シールドジャッキ等のトンネル掘削に必
要な公知の装置を当然配設しておく。
【0018】<ハ>回転体 図1に示す様に、前記シールド10の小円部12内に
は、円柱形を呈する回転体20が設置されている。回転
体20は、前記貫通穴121を開閉する部材であり、貫
通穴121の開設位置にシールド軸と平行とし、その外
周面が小円部12内周面に当接する程度に接近して配設
され、シールド軸と平行する支軸を中心に回動自在に取
り付けられている。また回転体20には、その軸方向と
直交する方向に向けて周面間を連通する連通孔21が開
設されている。回転体20を回転させることにより、小
円部12の貫通穴121の開閉を行う。 即ち、貫通穴
121と連通孔21開口部が一致するときはシールド1
0外部と内部が連通し開いた状態となり、貫通穴121
と連通孔21開口部が一致していないときは閉じた状態
となる。回転体20の回転は、例えば、ジャッキを用い
て行い、約±15度の回転するように設定する。尚、回
転体20の回転手段は、その他公知のものを用いてもよ
い。
【0019】<ニ>カッタ 前記シールド10の前面には、カッタ30が回転自在に
取り付けられている。カッタ30は、その前面に複数の
ビットが付設された掘削盤である。図1に示す様に、こ
のカッタ30には、外周方向へ突出自在のコピーカッタ
31が設置されている。コピーカッタ31は、前記シー
ルド10の小円部12前方を掘削するためのものであ
り、その突出が小円部12の位置で行われるように制御
されている。
【0020】
【作用】次にシールドマシンを用いた枝管の施工方法に
ついて説明する。
【0021】<イ>本線トンネルの掘削 本線トンネル70を掘削する前に、シールド10内の回
転体20の連通孔21が貫通穴121と一致しないよう
にしておく。例えば、図1の様に、回転体20の連通孔
21が垂直方向へ向けておけばよい。 そして、カッタ
30を駆動して回転させ、コピーカッタ31を小円部1
2外周に沿って突出させて本線トンネル70を断面達磨
形に掘削していく。
【0022】<ロ>枝管設置孔の削孔 本線トンネル70を掘削して行き、シールドマシンが枝
管施工位置に達したら、カッタ30の駆動を停止し、枝
管の施工の準備を行う。シールド10内で削孔方向を回
転体20に向けてドリルマシン40をセットする。その
際、ドリルマシン40は、公知のものを採用できる。次
に、回転体20を回転させて、図2の様に、連通孔21
の開口方向を貫通穴121に一致させる。そして直ぐ
に、ドリルマシン40に削孔用のドリルパイプ41を連
結して取り付けていき、前記連通孔21および貫通穴1
21内へ挿通する。この為、貫通穴121には、ドリル
マシン40先端が位置するので地下水が浸入することが
ない。
【0023】そして、ドリルマシン40により、ドリル
パイプ41に回転力および打撃力を与え、上方に向けて
削孔する。この削孔作業は、ドリルパイプ41をドリル
マシン40の根元部で継ぎ足して、図3に示すように、
地上から開削した人孔60にドリルパイプ41が達する
まで行う。ドリルパイプ41先端が人孔60に達した
ら、蓋を付けたドリルパイプ41をドリルパイプ41後
端に取り付けてシールド10外まで押し出し、蓋を付け
たドリルパイプ41をシールド10内に収容し、直ぐに
回転体20を回転させ連通孔21を垂直方向に向けて、
地下水の浸入を回避する。そして、削孔に使用したドリ
ルパイプ41をそのまま枝管50として機能させる。
尚、ドリルパイプ41を別の管体に置き換えて設置する
場合もある。更に、前記削孔作業および枝管50の設置
はその他の公知の方法を採ってもよい。
【0024】<ハ>シールドマシンの掘進 シールド10内のジャッキを伸長させながら、再びカッ
タ30およびコピーカッタ31を駆動させて本線トンネ
ル70を掘削する。その時、セグメントの組み立てに際
し、枝管50を施工した部分には穴の開いたセグメント
を用い、その穴を枝管50後端に合わせて組み立てる。
その際、セグメントの穴の裏面側には蓋を取り付けてお
く。シールドマシンが掘進して、枝管50施工部分が地
中内へ出たら、セグメント裏面の蓋に本線トンネル内か
ら補助管を突き刺し、蓋を破って枝管50に接合して、
図3に示す様に、枝管50の施工を完了する。そして、
次の枝管50施工位置に向けて本線トンネル70の構築
を続行する。
【0025】
【実施例2】小円部12の開閉手段は、前記回転体20
に限られるものではなく、図4に示す様に、小円部12
の内面に沿って遮蔽板122を摺動可能に設置し、小円
部12内面と該遮蔽板122との間に伸縮自在のジャッ
キ123を取り付けて構成してもよい。ジャッキ123
の伸縮で遮蔽板122が移動し、小円部12に開設され
た貫通穴121の開閉が行える。
【0026】
【実施例3】図5に示す様に、前記カッタ30を縦二連
形のカッタ32、33により構成し、達磨形断面を呈す
る本線トンネル70を構築しても良い。シールド10お
よび回転体20は実施例1同様に設置する。この場合、
断面上方の小円部分を大きく形成することも可能とな
る。
【0027】
【実施例4】図6に示す様に、前記本線トンネル70の
大円部71と小円部72をそれぞれセグメント80によ
り画成して形成してもよい。このように本線トンネル7
0を画成することにより、大円部71および小円部72
を別用途に利用し、トンネル空間を有効に利用すること
が可能となる。即ち、図6の様に、大円部71の途上に
その内部を開閉自在なバタフライ弁711を配設して大
円部71を中水道として利用し、小円部72を該バタフ
ライ弁711のバルブ室または通信用などのケーブル7
21配設溝として利用できる。また、小円部72から分
岐する枝管50により前記ケーブル721を地上のビル
などへ配線できる。尚、バタフライ弁711を設置する
際には、弁711を90度開いておくか、後で弁体をバ
ルブ室を組み立てるようにすれば、設置作業が能率良く
行える
【0028】従来、トンネルの途上に開閉弁を設ける場
合には、トンネルより大きな断面を有するバルブ室を開
閉弁設置位置の周囲に築造する必要があった。そして、
このようなバルブ室を築造するには、工費、工期、築造
用地の点で問題が生じていた。しかしながら、本実施例
のように、達磨型断面の本線トンネル70を大円部71
および小円部72を画成して形成し、大円部71に開閉
弁を設け小円部72をバルブ室として利用すれば、それ
らの問題は解消できる。
【0029】
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。
【0030】<イ> シールド周面に開閉自在の貫通穴
を設けたことにより、枝管施工時に、セグメントをドリ
ル等で穴開けする必要がないので、施工効率が向上す
る。
【0031】<ロ> シールドマシンに連通孔を開設し
た回転体を設けたことにより、枝管施工時に、ドリルパ
イプを回転体の連通孔でガイド固定できるので、非常に
施工性が良い。
【0032】<ハ> シールドの貫通穴は容易に開閉で
きるので、止水性を優れており、地下水のある場所にお
ける施工であっても、漏水の問題を生じない。
【0033】<ニ> シールドマシン内で枝管の施工が
行える。この為、セグメント内より広い作業空間を確保
できる。
【0034】<ホ> ドリルパイプの先端を貫通穴また
は回転体の位置に合わせれば、ドリルの方向をセットし
易い。
【0035】<ヘ> シールドに貫通穴を設けたことに
より、シールドマシンから地上またはに掘削した穴へ向
けて容易に枝管を施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシールドマシンの斜視図
【図2】 枝管施工時のシールドマシンの断面図
【図3】 枝管施工後の説明図
【図4】 実施例2の説明図
【図5】 実施例3の説明図
【図6】 実施例4の説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 E21D 9/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本線トンネルを構築すると共に、その本線
    トンネルから分岐する枝管の施工を行うシールドマシン
    であって、 周面に表裏貫通する貫通穴を開設したシールドと、該貫通穴の開設位置に配設した、シールドマシンの軸と
    平行する軸によって回転自在の回転体と、 該回転体の軸方向と直交する向きに開設され、回転体の
    回転により該貫通穴を開閉する連通孔と、 を備えて構成
    した、 シールドマシン。
  2. 【請求項2】本線トンネルを構築すると共に、その本線
    トンネルから分岐する枝管の施工を行うシールドマシン
    であって、 大円部と小円部の接合した達磨形断面を有するシールド
    と、 該シールドの前面に設置され、シールド前方を構築する
    カッタと、 前記シールドの小円部周面に開設した貫通穴と、 該貫通穴を開閉自在とした開閉装置と、を備えて構成し
    た、 シールドマシン。
  3. 【請求項3】本線トンネルを構築すると共に、その本線
    トンネルから分岐する枝管の施工を行うシールドマシン
    であって、 大円部と小円部の接合した達磨形断面を有するシールド
    と、 該シールドの前面に設置され、シールド前方を掘削する
    カッタと、 前記シールドの小円部周面に開設し貫通穴と、小円部内
    周に沿って摺動し該貫通穴の開閉自在な開閉装置と、を
    備えて構成した、 シールドマシン。
  4. 【請求項4】本線トンネルを構築すると共に、その本線
    トンネルから分岐する枝管の施工を行うシールドマシン
    であって、 大円部と小円部の接合した達磨形断面を有するシールド
    と、 該シールドの前面に設置され、シールド前方を掘削する
    カッタと、 前記シールドの小円部周面に開設し貫通穴と、 前記小円部の円心を軸とし回転自在に設置した回転体
    と、 該回転体軸方向と直交する向きに開設され、回転体の
    回転により該貫通穴を開閉する連通孔と、を備えて構成
    した、 シールドマシン。
  5. 【請求項5】本線トンネルを構築すると共に、その本線
    トンネルから分岐する枝管の施工を行うシールドマシン
    であって、 大円部と小円部の接合した達磨形断面を有するシールド
    と、 該シールドの前面に設置され、前記大円部の前方を掘削
    するカッタと、 該カッタの周面から突出自在とし、前記小円部の前方を
    掘削するコピーカッタと、 前記シールドの小円部周面に開設し貫通穴と、 前記小円部の円心を軸とし回転自在に設置した回転体
    と、 該回転体軸方向と直交する向きに開設され、回転体の
    回転により該貫通穴を開閉する連通孔と、を備えて構成
    した、 シールドマシン。
  6. 【請求項6】本線トンネルを構築すると共に、その本線
    トンネルから分岐する枝管の施工を行うシールドマシン
    であって、 大円部と小円部の接合した達磨形断面を有するシールド
    と、 該シールドの前面に設置され、前記大円部の前方を掘削
    する大径カッタと、 該シールドの前面に設置され、前記小円部の前方を掘削
    する小径カッタと、 前記シールドの小円部周面に開設し貫通穴と、 前記小円部の円心を軸とし回転自在に設置した回転体
    と、 該回転体軸方向と直交する向きに開設され、回転体の
    回転により該貫通穴を開閉する連通孔と、を備えて構成
    した、 シールドマシン。
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