JP3538350B2 - 矩形断面掘削用の土圧式シールド工法及び土圧式シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、矩形状の
横断面の地下坑を掘削するようにした矩形断面掘削用の
土圧式シールド工法と、こうした地下坑を掘削し得るよ
うにした土圧式シールド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機で正方形状や長方形状の
ような矩形状の横断面の地下坑を掘削する場合、通常、
特開平７ー５４５９１号公報及び特開平７ー１０９８９
１号公報に記載のシールド掘進機のように、矩形状の横
断面の地下坑を忠実に掘削できる掘削機構を備えたシー
ルド掘進機を用いて掘削するようにしていた。そのた
め、シールド掘進機のカッタヘッドの構造やカッタヘッ
ドの駆動部の機構が円形横断面の地下坑を掘削するシー
ルド掘進機よりも著しく複雑になって、地下坑の施工経
費が増加した。

【０００３】こうした問題に対応する方法としては、特
開平１０ー１８７９３号公報の段落番号〔００２７〕に
記載されている方法を挙げることができる。この公報に
記載の方法は、長方形状の横断面を有するシールド本体
（シールドフレーム）と、カッタスポークを有し回転軌
跡が一部重なり合うように配置された複数のカッタヘッ
ド（回転カッタ）と、カッタスポークに出没可能に納め
られカッタスポークの先端から突出させて余掘りを行う
コピーカッタとを設けたシールド掘進機を用いて、複数
の回転カッタによる掘り残し部をコピーカッタで掘削す
ることにより、長方形の横断面の地下坑に仕上げるよう
にしたものである。なお、括弧内は、前記の公報で使用
している用語を付記したものである。この方法は、中心
の異なる複数の円を重ね合わせたような重複円形の掘削
断面を掘削する従来周知の重複円形断面掘削用の複数の
カッタヘッドにコピーカッタを併用するようにしている
ため、矩形状の掘削断面を忠実に掘削する冒頭で述べた
シールド掘進機に比べて、カッタヘッドの構造やカッタ
ヘッドの駆動部の機構が複雑にならず、地下坑の施工経
費を低減することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平１０ー１８７９３号公報に記載の従来の技術では、
重複円形断面掘削用の複数のカッタヘッドで掘削する場
合、カッタスポーク先端の回転軌跡がシールド本体の長
方形状の横断面の各長辺及び各短辺に接するように掘削
することにより、過剰な掘削が行われないようにしてい
て、掘り残し部がカッタスポーク先端の回転軌跡よりか
なり離れた領域にまで形成されるため、シールド掘進機
の曲進時に余掘りを行う通常の長さのコピーカッタによ
っては、その掘り残し部を十分に掘削することができな
い。そのため、コピーカッタを通常のものよりも長くす
る必要があるが、コピーカッタは片持ちによりカッタス
ポークで支持されていて、余掘り時にコピーカッタに作
用する曲げモーメントの大きさは、その長さの二乗でき
いてくるため、コピーカッタをそのように通常のものよ
りも長くすると非常に折れやすくなる。

【０００５】特に、この従来の技術のように、複数のカ
ッタヘッドによる掘り残し部を余掘りして地下坑を掘削
するためにコピーカッタを使用する場合には、コピーカ
ッタは、通常の用法とは異なり、全工区にわたって絶え
ず使用しなければならないため、曲げモーメントによる
疲労や摩耗もそれだけ大きくなり強度上問題となる。仮
に、コピーカッタの強度を上げようとする場合には、コ
ピーカッタの断面性能を上げる必要があるが、コピーカ
ッタ自体は、カッタスポーク内に収納可能な大きさにし
なければならないため、コピーカッタの強度を上げるに
しても自ずと限度がある。以上、長方形状の横断面の地
下坑を掘削する場合について述べたが、この従来の技術
の方式により、円形の掘削断面を掘削するカッタヘッド
とコピーカッタとで協働して正方形状の横断面の地下坑
を掘削する場合も、同様の問題が生じる。

【０００６】この出願の発明は、こうした従来の技術の
問題点を解消するために創作されたものであって、その
技術課題は、カッタヘッドとコピーカッタとで協働して
矩形状の横断面の地下坑を掘削する際に、コピーカッタ
に作用する曲げモーメントを従来の技術よりも小さくす
ることができるシールド技術を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この出願の発明の前記の
技術課題を達成するため、矩形断面掘削用の土圧式シー
ルド工法に関するこの出願の第１番目及び第２番目の発
明では、それぞれ次の１）及び２）の技術手段を採用し
た。

【０００８】１）正方形状の横断面を有するシールド本
体と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを
取り付けて構成されたカッタヘッドと、カッタスポーク
に出没可能に納められカッタスポークの先端から突出さ
せて余掘りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シール
ド掘進機を用いて正方形状の横断面の地下坑を掘削する
矩形断面掘削用の土圧式シールド工法において、カッタ
スポークの先端の回転軌跡がシールド本体の正方形状の
横断面の四辺から食み出して過剰な掘削が行われ、か
つ、この正方形状の横断面の四隅部に掘り残し部が生じ
るように、カッタヘッドを形成、配置し、このカッタヘ
ッドとコピーカッタとで協働して正方形状の横断面の地
下坑を掘削するようにした手段。

【０００９】２）長方形状の横断面を有するシールド本
体と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを
取り付けて構成され回転軌跡が一部重なり合うように配
置された複数のカッタヘッドと、カッタスポークに出没
可能に納められカッタスポークの先端から突出させて余
掘りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シールド掘進
機を用いて長方形状の横断面の地下坑を掘削する矩形断
面掘削用の土圧式シールド工法において、カッタスポー
クの先端の回転軌跡がシールド本体の長方形状の横断面
の各長辺から食み出して過剰な掘削が行われ、かつ、こ
の長方形状の横断面の少なくとも四隅部に掘り残し部が
生じるように、複数のカッタヘッドを形成、配置し、こ
れらのカッタヘッドとコピーカッタとで協働して長方形
状の横断面の地下坑を掘削するようにした手段。

【００１０】矩形断面掘削用の土圧式シールド工法に関
するこの出願の第１番目の発明では、カッタスポークの
先端の回転軌跡がシールド本体の正方形状の横断面の四
辺から食み出して過剰な掘削が行われるようにしてお
り、同じくこの出願の第２番目の発明では、カッタスポ
ークの先端の回転軌跡がシールド本体の長方形状の横断
面の各長辺から食み出して過剰な掘削が行われるように
しているので、シールド本体の矩形状の横断面に生じる
掘り残し部を、従来の技術に比べてカッタスポーク先端
の回転軌跡に近い領域内に形成することができ、コピー
カッタを従来の技術より短くしても、掘り残し部を十分
に掘削することができる。その結果、両発明によれば、
カッタヘッドとコピーカッタとで協働して矩形状の横断
面の地下坑を掘削する際に、コピーカッタに作用する曲
げモーメントを従来の技術よりも小さくすることができ
る。また、両発明では、シールド本体の矩形状の横断面
の四隅部に、特に掘り残し部が生じるようにしているの
で、シールド本体のローリングを防止することができ
る。

【００１１】この出願の発明の前記の技術課題を達成す
るため、土圧式シールド掘進機に関するこの出願の第１
番目及び第２番目の発明では、それぞれ次の３）及び
４）の技術手段を採用した。

【００１２】３）正方形状の横断面を有するシールド本
体と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを
取り付けて構成されたカッタヘッドと、カッタスポーク
に出没可能に納められカッタスポークの先端から突出さ
せて余掘りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シール
ド掘進機において、カッタスポークの先端の回転軌跡が
シールド本体の正方形状の横断面の四辺から食み出して
過剰な掘削が行われ、かつ、この正方形状の横断面の四
隅部に掘り残し部が生じるように、カッタヘッドを形
成、配置し、このカッタヘッドとコピーカッタとで協働
して正方形状の横断面の地下坑を掘削し得るようにした
手段。

【００１３】４）長方形状の横断面を有するシールド本
体と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを
取り付けて構成され回転軌跡が一部重なり合うように配
置された複数のカッタヘッドと、カッタスポークに出没
可能に設けられカッタスポークの先端から突出させて余
掘りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シールド掘進
機において、カッタスポークの先端の回転軌跡がシール
ド本体の長方形状の横断面の各長辺から食み出して過剰
な掘削が行われ、かつ、この長方形状の横断面の少なく
とも四隅部に掘り残し部が生じるように、複数のカッタ
ヘッドを形成、配置し、これらのカッタヘッドとコピー
カッタとで協働して長方形状の横断面の地下坑を掘削し
得るようにした手段。

【００１４】土圧式シールド掘進機に関するこの出願の
第１番目及び第２番目の発明では、前記土圧式シールド
工法に関する発明と同様、カッタスポークの先端の回転
軌跡がそれぞれシールド本体の正方形状の横断面の四辺
及び各長辺から食み出して過剰な掘削が行われるように
カッタヘッドを形成、配置しているので、カッタヘッド
とコピーカッタとで協働して矩形状の横断面の地下坑を
掘削する際に、コピーカッタに作用する曲げモーメント
を従来の技術よりも小さくすることができる。また、両
発明では、シールド本体の矩形状の横断面の四隅部に、
特に掘り残し部が生じるようにカッタヘッドを形成、配
置しているので、シールド本体のローリングを防止する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、土圧式シールド掘進機に関
するこの出願の第１番目の発明及び第２番目の発明が実
際上どのように具体化されるのかを示す具体化例を図１
乃至図３に基づいて説明することにより、この出願の矩
形断面掘削用の土圧式シールド工法及び土圧式シールド
掘進機に関する第１番目の発明及び第２番目の発明の実
施の形態を明らかにする。図１は、正方形状の横断面の
地下坑を掘削するこの出願の第１番目の発明に係る土圧
式シールド掘進機の具体化例の正面図、図２は、長方形
状の横断面の地下坑を掘削するこの出願の第２番目の発
明に係る土圧式シールド掘進機の具体化例の正面図、図
３は、図１及び図２の土圧式シールド掘進機の縦断面図
である。

【００１６】図１及び図２に示す各シールド掘進機は、
前記特開平１０ー１８７９３号公報に記載の従来の技術
に係るシールド掘進機と同様、矩形状の横断面を有する
シールド本体と、カッタヘッドのカッタスポークに出没
可能に設けられカッタスポークの先端より突出させて余
掘りを行うコピーカッタとを設けて、カッタヘッドによ
る掘り残し部をコピーカッタで掘削することにより矩形
状の横断面の地下坑に仕上げるようにしたシールド掘進
機である。

【００１７】図１乃至図３において、１は矩形状の横断
面を有しシールド掘進機の胴体をなすシールド本体、１
ａはシールド本体１を掘削側の外部空間と作業用の内部
空間とに密閉状態で仕切る隔壁、１ｂはこの隔壁１ａと
シールド本体１の前部とで形成され掘削土砂を取り込ん
で泥土化して土圧を発生させる空間であるチャンバ、２
はこの隔壁１ａによりシールド本体１の前方に回転可能
に支承され地下坑を掘削するカッタヘッド、２ａはこの
カッタヘッド２の中心部をなすカッタボス、２ｂはこの
カッタボス２ａに放射状に取り付けられて回転駆動され
るカッタスポーク、２ｃはこのカッタスポーク２ｂに多
数取り付けられ切羽を切削するカッタビット、２ｄはカ
ッタスポーク２ｂに複数取り付けられ掘削土砂と作泥材
等の添加材とを撹拌混合する撹拌翼、２ｅは添加材を噴
射させる噴射口、３はカッタスポーク２ｂに出没可能に
納められカッタスポーク２ｂの先端より突出させて余掘
りを行うコピーカッタ、４はカッタヘッド２を減速して
回転駆動するカッタ駆動装置、５は隔壁１ａの開口部に
取り付けられ泥土状の掘削土砂を後方に排出する排土装
置としてのスクリューコンベア、６はセグメントを組み
立てるエレクタ、７はこのエレクタ６によりシールド本
体１の後部で組み立てられ掘削された地下坑を覆工する
セグメント、８はシールド本体１内の周方向に複数設置
されセグメント７で反力をとりつつシールド本体１を推
進するシールドジャッキである。

【００１８】この出願の各発明において用いられるシー
ルド掘進機は、何れも土圧式シールド掘進機である。こ
の土圧式シールド掘進機は、カッタヘッド２で掘削した
掘削土砂に、シールド本体１内を通じて送られる作泥材
等の添加材をカッタヘッド２の噴射口２ｅから注入し、
カッタビット２ｃ、カッタスポーク２ｂ及び撹拌翼２ｄ
で順次混合撹拌して、塑性流動性のある泥土をチャンバ
１ｂ内で生成し、このチャンバ１ｂ内の泥土の圧力によ
り切羽を支持する。チャンバ１ｂ内の泥土は、隔壁１ａ
の開口部から取り込まれてスクリューコンベア５により
搬送され、地下坑外に排土される。したがって、切羽内
の泥土の圧力は、このスクリューコンベア５の泥土の搬
送量すなわちスクリューコンベア５の回転数を調節する
ことにより制御することができる。

【００１９】シールド本体１は矩形状の横断面を有する
が、従来の技術と異なり、角部を円弧状に形成して除去
するようにしている。カッタヘッド２は、カッタボス２
ａとカッタスポーク２ｂとカッタビット２ｃと撹拌翼２
ｄと噴射口２ｅとで構成している。コピーカッタ３は、
カッタスポーク２ｂ内に設けた設置空間内に、ガイド部
材を介してカッタヘッド２の半径方向に摺動可能に設置
されており、図示しないジャッキにより出没させ、か
つ、突出量を調節し得るように構成している。このコピ
ーカッタ３は、ここに示す例では各カッタスポーク２ｂ
ごとに設けられ、不使用時にカッタスポーク２ｂ内に納
められる。また、使用時には、カッタスポーク２ｂの先
端より突出させてカッタヘッド２を回転駆動することに
より、カッタヘッド２の掘削断面よりも外周側の地山を
余掘りする。このコピーカッタ３による余掘りは、普通
は、シールド掘進機を曲進させるために行われるが、本
発明では、主としてカッタヘッド２による掘り残し部ｂ
を掘削するために行われる。

【００２０】まず、図１の土圧式シールド掘進機につい
て説明すると、図１の土圧式シールド掘進機は、カッタ
ヘッド２とコピーカッタ３とで協働して正方形状の横断
面の地下坑を掘削するものであり、正方形状の横断面を
有するシールド本体１と、カッタスポーク２ｂにカッタ
ビット２ｃを取り付けて構成された円形の掘削断面を掘
削するカッタヘッド２と、カッタスポーク２ｂの先端か
ら突出させて余掘りを行うコピーカッタ３とを設けてい
る。カッタヘッド２は、回転駆動時にカッタスポーク２
ｂの先端の回転軌跡ｓがシールド本体１の正方形状の横
断面の四辺から食み出して過剰掘削部ａができるように
過剰に掘削し、かつ、その正方形状の横断面の四隅部に
掘り残し部ｂが生じるように形成、配置している。コピ
ーカッタ３は、掘り残し部ｂを掘削するに足るだけの長
さ、カッタスポーク２ｂの先端から突出させることがで
きるようになっている。

【００２１】こうした土圧式シールド掘進機を用いて、
正方形状の横断面の地下坑を掘削する矩形断面掘削用の
土圧式シールド工法を実施すると、カッタヘッド２の回
転駆動時に、カッタスポーク２ｂの先端の回転軌跡ｓが
シールド本体１の正方形状の横断面の四辺から食み出し
て過剰な掘削が行われるので、その正方形状の横断面に
生じる掘り残し部ｂを、従来の技術に比べてカッタスポ
ーク２ｂの先端の回転軌跡ｓに近い領域内に形成するこ
とができ、コピーカッタ３を従来の技術より短くして
も、掘り残し部ｂを十分に掘削することができる。その
結果、カッタヘッド２とコピーカッタ３とで協働して正
方形状の横断面の地下坑を掘削する際に、コピーカッタ
３に作用する曲げモーメントを従来の技術よりも小さく
することができる。また、こうした過剰な掘削を行う場
合に、特に、シールド本体１の正方形状の横断面の四隅
部に掘り残し部ｂが生じるようにしているので、シール
ド本体１のローリングを防止することができる。

【００２２】次に、図２の土圧式シールド掘進機につい
て説明すると、図２の土圧式シールド掘進機は、カッタ
ヘッド２とコピーカッタ３とで協働して長方形状の横断
面の地下坑を掘削するものであり、長方形状の横断面を
有するシールド本体１と、カッタスポーク２ｂにカッタ
ビット２ｃを取り付けて構成され、回転軌跡が一部重な
り合うように配置されるとともに互いに干渉しないよう
に回転駆動されて中心の異なる複数の円を重ね合わせた
重複円形の掘削断面を掘削する複数のカッタヘッド２
と、カッタスポーク２ｂの先端から突出させて余掘りを
行うコピーカッタ３とを設けている。カッタヘッド２
は、回転駆動時にカッタスポーク２ｂの先端の回転軌跡
ｓがシールド本体１の長方形状の横断面の四辺から食み
出して過剰掘削部ａができるように過剰に掘削し、か
つ、その長方形状の横断面における四隅部及びカッタヘ
ッド２間の部位に掘り残し部ｂが生じるように形成、配
置している。コピーカッタ３は、これらの掘り残し部ｂ
を掘削するに足るだけの長さカッタスポーク２ｂの先端
から突出させることができるようになっている。

【００２３】こうした土圧式シールド掘進機をを用い
て、長方形状の横断面の地下坑を掘削する矩形断面掘削
用の土圧式シールド工法を実施すると、カッタヘッド２
の回転駆動時に、複数のカッタヘッド２におけるカッタ
スポーク２ｂの先端の各回転軌跡ｓがシールド本体１の
長方形状の横断面の上下の長片及び短片から食み出して
過剰な掘削が行われるので、シールド本体１の長方形状
の横断面に生じる全ての掘り残し部ｂを、従来の技術よ
りも回転軌跡ｓの何れかに近い領域内に形成することが
でき、コピーカッタ３を従来の技術より短くしても、各
掘り残し部ｂを十分に掘削することができる。その結
果、複数のカッタヘッド２とコピーカッタ３とで協働し
て長方形状の横断面の地下坑を掘削する際に、コピーカ
ッタ３に作用する曲げモーメントを従来の技術よりも小
さくすることができてコピーカッタ３を折れにくくする
ことができる。また、こうした過剰な掘削を行う場合
に、特に、シールド本体１の長方形状の横断面の四隅部
に掘り残し部ｂが生じるようにしているので、シールド
本体１のローリングを防止することができる。

【００２４】以上のような工夫に加え、図１及び図２に
示す例では、シールド本体１を横断面矩形状に形成する
場合に、角部を円弧状にして除去することにより、掘り
残し部ｂが回転軌跡ｓから離れた個所に生じないように
しているので、コピーカッタ３を一層短くすることがで
きて、矩形状の横断面の地下坑の掘削時にコピーカッタ
３に作用する曲げモーメントを一層小さくすることがで
きる。図２に示す例では、カッタスポーク２ｂの先端の
各回転軌跡ｓがシールド本体１の長方形状の横断面の上
下の長辺及び短片から食み出して過剰な掘削が行われる
ように複数のカッタヘッドを形成、配置しているが、回
転軌跡ｓがシールド本体１の長方形状の横断面の少なく
とも各長辺から食み出しすように複数のカッタヘッド２
を形成、配置すれば、その長方形状の横断面に生じる全
ての掘り残し部ｂを、従来の技術に比べて回転軌跡ｓに
近い領域に形成することができる。

【００２５】以上述べたシールド工法は、塑性流動性の
ある泥土をチャンバ１ｂ内で生成してチャンバ１ｂ内の
泥土の圧力により切羽を支持する土圧式シールド掘進機
を用いており、そのチャンバ１ｂ内の泥土の圧力は、ス
クリューコンベア５の回転数を調節することにより制御
することができる。こうしたことから、この土圧式シー
ルド工法では、スクリューコンベア５の回転数を調節す
ることにより、地山の過剰掘削部ａに泥土が充満される
ように泥土の圧力を制御するようにしている。その結
果、この過剰掘削部ａに常に泥土が充満されるため、掘
削した地下坑の坑壁は、過剰な掘削が行われないときと
同様の状態に独りでに修復されて地下坑を常に良好な状
態で施工することができる。また、シールド本体と地山
との間に空隙が生じないので、裏込め材を節減すること
もできる。

【００２６】以上述べた土圧式シールド掘進機やこの土
圧式シールド掘進機を用いた土圧式シールド工法では、
カッタスポーク２ｂの端部からのコピーカッタ３の突出
量を従来の技術より小さくしても、掘り残し部ｂを十分
に掘削することができて、そのコピーカッタ３のストロ
ークを極端に大きくしなくても済むので、通常許容され
るストロークの範囲で矩形状の横断面の地下坑を掘削す
るための余掘が行えるのは勿論のこと、余ったストロー
クで、シールド掘進機の方向修正や曲線施工をするため
の余掘りが行えるように設計することも可能となる。こ
の出願の各発明は、中折れ式の土圧式シールド掘進機や
中折れ式の土圧式シールド工法にも適用することがで
き、これにより、上下左右の方向修正や急曲線施工も行
うことができる。また、カッタヘッド２を３連以上設け
た土圧式シールド掘進機や土圧式シールド工法にも適用
することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、矩形断
面掘削用の土圧式シールド工法に関するこの出願の第１
番目及び第２番目の発明では、それぞれ、「課題を解決
する手段」の項の１）及び２）の手段を採用し、土圧式
シールド掘進機に関するこの出願の第１番目及び第２番
目の発明では、それぞれ、「課題を解決する手段」の項
の３）及び４）の手段を採用ているので、何れの発明
も、カッタヘッドとコピーカッタとで協働して矩形状の
横断面の地下坑を掘削する際に、コピーカッタに作用す
る曲げモーメントを従来の技術よりも小さくすることが
できる。また、これらの各発明では、シールド本体の矩
形状の横断面中の四隅部に、特に掘り残し部が生じるよ
うにしているので、シールド本体のローリングを防止す
ることができる。矩形断面掘削用の土圧式シールド工法
に関するこの出願の第１番目又は第２番目の発明を具体
化する場合、特に、特許請求範囲の請求項３に記載のよ
うに具体化すれば、シールド本体の矩形状の横断面から
食み出して過剰な掘削が行われた地山の掘削部に泥土が
常に充満されるため、掘削した地下坑の坑壁は、過剰な
掘削が行われないときと同様の状態に独りでに修復され
て地下坑を常に良好な状態で施工することができる。ま
た、シールド本体と地山との間に空隙が生じないので、
裏込め材を節減することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】正方形状の横断面の地下坑を掘削するこの出願
の第１番目の発明に係る土圧式シールド掘進機の具体化
例の正面図である。

【図２】長方形状の横断面の地下坑を掘削するこの出願
の第２番目の発明に係る土圧式シールド掘進機の具体化
例の正面図である。

【図３】図１及び図２の土圧式シールド掘進機の縦断面
図である。

【符号の説明】

１ シールド本体 １ａ 隔壁 １ｂ チャンバ ２ カッタヘッド ２ａ カッタボス ２ｂ カッタスポーク ２ｃ カッタビット ２ｄ 撹拌翼 ２ｅ 噴射口 ３ コピーカッタ ４ カッタ駆動装置 ５ スクリューコンベア ８ シールドジャッキ ａ 過剰掘削部 ｂ 掘り残し部 ｓ カッタスポークの先端の回転軌跡

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正方形状の横断面を有するシールド本体
   と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを取
   り付けて構成されたカッタヘッドと、カッタスポークに
   出没可能に納められカッタスポークの先端から突出させ
   て余掘りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シールド
   掘進機を用いて正方形状の横断面の地下坑を掘削する矩
   形断面掘削用の土圧式シールド工法において、カッタス
   ポークの先端の回転軌跡がシールド本体の正方形状の横
   断面の四辺から食み出して過剰な掘削が行われ、かつ、
   この正方形状の横断面の四隅部に掘り残し部が生じるよ
   うに、カッタヘッドを形成、配置し、このカッタヘッド
   とコピーカッタとで協働して正方形状の横断面の地下坑
   を掘削するようにしたことを特徴とする矩形断面掘削用
   の土圧式シールド工法。
2. 【請求項２】 長方形状の横断面を有するシールド本体
   と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを取
   り付けて構成され回転軌跡が一部重なり合うように配置
   された複数のカッタヘッドと、カッタスポークに出没可
   能に納められカッタスポークの先端から突出させて余掘
   りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シールド掘進機
   を用いて長方形状の横断面の地下坑を掘削する矩形断面
   掘削用の土圧式シールド工法において、カッタスポーク
   の先端の回転軌跡がシールド本体の長方形状の横断面の
   各長辺から食み出して過剰な掘削が行われ、かつ、この
   長方形状の横断面の少なくとも四隅部に掘り残し部が生
   じるように、複数のカッタヘッドを形成、配置し、これ
   らのカッタヘッドとコピーカッタとで協働して長方形状
   の横断面の地下坑を掘削するようにしたことを特徴とす
   る矩形断面掘削用の土圧式シールド工法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の矩形断面
   掘削用の土圧式シールド工法において、過剰な掘削が行
   われた地山の過剰掘削部に泥土が充満されるように泥土
   の圧力を制御するようにしたことを特徴とする矩形断面
   掘削用の土圧式シールド工法。
4. 【請求項４】 正方形状の横断面を有するシールド本体
   と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを取
   り付けて構成されたカッタヘッドと、カッタスポークに
   出没可能に納められカッタスポークの先端から突出させ
   て余掘りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シールド
   掘進機において、カッタスポークの先端の回転軌跡がシ
   ールド本体の正方形状の横断面の四辺から食み出して過
   剰な掘削が行われ、かつ、この正方形状の横断面の四隅
   部に掘り残し部が生じるように、カッタヘッドを形成、
   配置し、このカッタヘッドとコピーカッタとで協働して
   正方形状の横断面の地下坑を掘削し得るようにしたこと
   を特徴とする土圧式シールド掘進機。
5. 【請求項５】 長方形状の横断面を有するシールド本体
   と、回転駆動されるカッタスポークにカッタビットを取
   り付けて構成され回転軌跡が一部重なり合うように配置
   された複数のカッタヘッドと、カッタスポークに出没可
   能に納められカッタスポークの先端から突出させて余掘
   りを行うコピーカッタとを設けた土圧式シールド掘進機
   において、カッタスポークの先端の回転軌跡がシールド
   本体の長方形状の横断面の各長辺から食み出して過剰な
   掘削が行われ、かつ、この長方形状の横断面の少なくと
   も四隅部に掘り残し部が生じるように、複数のカッタヘ
   ッドを形成、配置し、これらのカッタヘッドとコピーカ
   ッタとで協働して長方形状の横断面の地下坑を掘削し得
   るようにしたことを特徴とする土圧式シールド掘進機。