JP3562028B2 - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3562028B2 JP3562028B2 JP12242895A JP12242895A JP3562028B2 JP 3562028 B2 JP3562028 B2 JP 3562028B2 JP 12242895 A JP12242895 A JP 12242895A JP 12242895 A JP12242895 A JP 12242895A JP 3562028 B2 JP3562028 B2 JP 3562028B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- shield frame
- frame
- small
- diameter shield
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地下鉄の新線を建設する際には、本線になるべき線路が敷設され且つプラットホームが構築される駅部分の空間や、本線及び待避線になるべき線路の双方が敷設される駅近傍部分の空間を、地表面から開削工法により下方へ掘削して形成させ、次いで、駅部分の空間あるいは駅近傍部分の空間を掘進基点として、本線になるべき線路のみが敷設される駅間部分の空間を、シールド工法により横方向に掘削して形成させている。
【０００３】
しかしながら、駅部分の空間や駅近傍部分の空間を形成させる工事は大断面開削となるため、作業が煩雑で工期が長くなる傾向を呈する。
【０００４】
また、駅部分の空間や駅近傍部分の空間が、交通量が多い道路の直下となる場合には、開削作業や駅施設の躯体を構築後の埋め戻し作業を実施する際に、道路の車線規制等を行う必要がある。
【０００５】
そこで、近年、駅部分や駅近傍部分となる大口径掘削孔を形成させた後、該大口径掘削孔に連なって駅間部分となる小口径掘削孔を形成させることが可能なシールド掘進機の研究開発が行われている。
【０００６】
図７及び図８は、大口径掘削孔と小口径掘削孔の双方を形成させることが可能なシールド掘進機の一例を示すものである。
【０００７】
このシールド掘進機は、形成すべき小口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の小口径シールドフレーム１と、土砂を掘削して小口径掘削孔を形成する内側カッターフレーム２と、形成すべき大口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の大口径シールドフレーム３と、前記の内側カッターフレーム２とともに土砂を掘削して大口径掘削孔を形成する外側カッターフレーム４と、小口径シールドフレーム１、あるいは、大口径シールドフレーム３を前進させるための複数のシールドジャッキ５とを備えている。
【０００８】
小口径シールドフレーム１の前端部内周面には、内側カッターフレーム２を回動可能に支持するためのボックス構造の内側軸受ブロック６が設けられており、この内側軸受ブロック６に内接するように固着されたバルクヘッド７により、前方側から小口径シールドフレーム１の内部に泥水が流れ込まないようになっている。
【０００９】
上記の内側軸受ブロック６には、小口径シールドフレーム１の内部に配置された送泥管１６の下流端が内側軸受ブロック６の前方の空間に連通するように取り付けられ、また、バルクヘッド７には、小口径シールドフレーム１の内部に配置された排泥管１７の上流端がバルクヘッド７の前方の空間に連通するように取り付けられている。
【００１０】
小口径シールドフレーム１の後端部内周面には、ボックス構造のジャッキブロック８が設けられており、該ジャッキブロック８には、小口径トンネルセグメント１８により反力をとって小口径シールドフレーム１に推力を付与するためのシールドジャッキ５が装着できるようになっている。
【００１１】
小口径シールドフレーム１の後端部には、該小口径シールドフレーム１と略等しい外径を有し且つ後方へ向って延びる円筒状のテールシール１９が装着できるようになっている。
【００１２】
内側カッターフレーム２は、小口径シールドフレーム１と略同一の外径を有し且つ前端面から後端面へ貫通する複数のスリット９を有する円盤状のカッター本体１０と、該カッター本体１０の前端面に取り付けられた複数のビット１１と、前記のカッター本体１０の後端面に同軸に締結されたボックス構造の回動環１２とから構成されている。
【００１３】
上記の回動環１２は、軸受１３を介して内側軸受ブロック６に枢支され且つ該内側軸受ブロック６の後方に設けた複数のカッター駆動用モータ１４により駆動されるように構成されている。
【００１４】
内側カッターフレーム２を構成するカッター本体１０の後端面と前記の小口径シールドフレーム１の前端面との間には、これらと等しい外径を有する環状体をなす先端ブロック１５が設置され得るようになっている。
【００１５】
この先端ブロック１５は、小口径掘削孔を形成させる際には、小口径シールドフレーム１の前端に装着され、大口径掘削孔を形成させる際には、周方向に複数の部材に分割されて小口径シールドフレーム１の前端から取り外されるようになっている。
【００１６】
大口径シールドフレーム３の内周面には、前記の小口径シールドフレーム１に内接可能なボックス構造の外側支持ブロック２０が設けられており、大口径シールドフレーム３は、外側支持ブロック２０を介して小口径シールドフレーム１に同軸に外嵌するようになっている。
【００１７】
また、この外側支持ブロック２０には、大口径トンネルセグメント２２により反力をとって大口径シールドフレーム３に推力を付与するためのシールドジャッキ５が装着できるようになっている。
【００１８】
上記の外側支持ブロック２０には、大口径シールドフレーム３の内部に配置された外側送泥管２７の下流端が外側支持ブロック２０の前方の空間に連通するように取り付けられている。
【００１９】
また、外側送泥管２７の上流端は、大口径シールドフレーム３が小口径シールドフレーム１に外嵌した状態において、前記の送泥管１６の中間部分の送泥着脱管２８（図７参照）を他の送泥着脱管２９（図８参照）に交換することにより、該送泥着脱管２９を介して送泥管１６に連通するようになっている。
【００２０】
大口径シールドフレーム３の後端部には、該大口径シールドフレーム３と略等しい外径を有し且つ後方へ向って延びる円筒状のテールシール２３が装着できるようになっている。
【００２１】
外側カッターフレーム４は、大口径シールドフレーム３と略同一の外径を有し且つ前端面から後端面へ貫通する複数のスリット２４を有する環状のカッター本体２５と、該カッター本体２５の前端面に取り付けられた複数のビット２６と
から構成されている。
【００２２】
上記のカッター本体２５は、先に述べた内側カッターフレーム２を構成するカッター本体１０に外嵌固着できるようになっている。
【００２３】
以下、図７及び図８に示すシールド掘進機の作動を説明する。
【００２４】
大口径掘削孔を先に形成させ且つ該大口径掘削孔に連なる小口径掘削孔を形成させる際には、大口径シールドフレーム３を小口径シールドフレーム１に外嵌固着し、外側カッターフレーム４を内側カッターフレーム２に外嵌固着する（図８参照）。
【００２５】
特に、小口径シールドフレーム１の前端と大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０の前端内縁部とは、溶接等の手段によって水密が保持されるようにしておく。
【００２６】
また、シールドジャッキ５を大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０に装着し、テールシール２３を大口径シールドフレーム３の後端部に装着し、送泥着脱管２９により外側送泥管２７の上流端を送泥管１６に接続する。
【００２７】
更に、大口径シールドフレーム３を下側から支持する発進架台（図示せず）に載置したうえ、シールド掘進機を地表から下方へ向って開削した縦坑に投入する。
【００２８】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２と外側カッターフレーム４とを一体的に回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて大口径シールドフレーム３に推力を付与すると、両カッターフレーム２，４のビット１１，２６によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、大口径シールドフレーム３が発進架台から前進する。
【００２９】
このとき、送泥管１６、送泥着脱管２９、外側送泥管２７を介して大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０の前方の空間に泥水を送給し、この泥水により両カッターフレーム２，４のビット１１，２６が切り崩す土砂を排泥管１７を介して小口径シールドフレーム１の後方へ排出する。
【００３０】
一方、所定距離だけ大口径シールドフレーム３が前進したならば、小口径シールドフレーム１の後端部に設けられているセグメント組立装置（図示せず）によって大口径トンネルセグメント２２を設置する。
【００３１】
上記の作動を繰り返すことによって、大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑にシールド掘進機が到達したならば、小口径シールドフレーム１に対する大口径シールドフレーム３の固着を解除し、内側カッターフレーム２に対する外側カッターフレーム４の固着を解除する。
【００３２】
また、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０から小口径シールドフレーム１のジャッキブロック８にシールドジャッキ５を付け替え、送泥着脱管２９を送泥着脱管２８に交換することにより、送泥管１６に対する外側送泥管２７の連通を解除する。
【００３３】
更に、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、大口径シールドフレーム３の後端部に設置し、小口径シールドフレーム１を支持するための架台（図示せず）を前述した大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に設置した後、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、小口径シールドフレーム１と内側カッターフレーム２とが大口径シールドフレーム３と外側カッターフレーム４とから抜け出て、小口径シールドフレーム１が前記の縦坑に設置した架台へ向って前進する。
【００３４】
小口径シールドフレーム１が架台に支持されたならば、小口径シールドフレーム１の後端部にテールシール１９を装着し、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、小口径シールドフレーム１を支持している架台に設置する。
【００３５】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２を回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、内側カッターフレーム２のビット１１によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、小口径シールドフレーム１が前記の架台から前進する（図７参照）。
【００３６】
このとき、送泥管１６を介して小口径シールドフレーム１の内側軸受ブロック６の前方の空間に水を送給し、この水により内側カッターフレーム２のビット１１が切り崩す土砂を排泥管１７を介して小口径シールドフレーム１の後方へ排出する。
【００３７】
一方、所定距離だけ小口径シールドフレーム１が前進したならば、小口径シールドフレーム１の後端部に設けられているセグメント組立装置（図示せず）によって小口径トンネルセグメント１８を設置する。
【００３８】
なお、小口径掘削孔を先に形成させ且つ該小口径掘削孔に連なる大口径掘削孔を形成させる際には、小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２等によって小口径掘削孔を掘削するとともに、小口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４等を設置しておき、小口径掘削孔の掘削が終了した後に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４に小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２を嵌入固着して、大口径掘削孔の掘削を行うようにする。
【００３９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、大口径掘削孔を先に形成させ且つ該大口径掘削孔に連なる小口径掘削孔を形成させる際に、小口径シールドフレーム１に大口径シールドフレーム３が外嵌した状態において、該大口径シールドフレーム３が受ける土圧等の影響によって外側支持ブロック２０に変形が生じると、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を分離しにくくなることが予想される。
【００４０】
一方、小口径掘削孔を先に形成させ且つ該小口径掘削孔に連なる大口径掘削孔を形成させる際に、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を嵌入するのにあたって、小口径シールドフレーム１の外周形状並びに外側支持ブロック２０の内周形状が設計通りになっていないと、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を結合しにくくなることが予想される。
【００４１】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、小口径シールドフレームと該小口径シールドフレームに外嵌する大口径シールドフレームとを有するシールド掘進機において、大口径シールドフレームに対する小口径シールドフレームの分離あるいは結合を容易に行えるようにすることを目的としている。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のシールド掘進機においては、形成すべき小口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の小口径シールドフレームと、該小口径シールドフレームの前端部に回動可能に支持され且つ土砂を掘削する内側カッターフレームと、形成すべき大口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の大口径シールドフレームと、前記の内側カッターフレームに外嵌可能に形成され且つ内側カッターフレームとともに土砂を掘削する外側カッターフレームと、前記の大口径シールドフレームの内部に同軸に設けられ且つ小口径シールドフレームの外径よりも大きい内径を有する外側支持ブロックと、前記の小口径シールドフレームの後端部もしくは大口径シールドフレームの後端部に装着可能なシールドジャッキとを備え、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に、小口径シールドフレームの外周面下部に下方から当接して両シールドフレームを同軸に位置させるレールを有し且つレール接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する摺動支持装置を、前記の外側支持ブロックの内周面に設けている。
【００４３】
また、上記の摺動支持装置に替えて、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に、小口径シールドフレームの外周面下部に下方から当接して両シールドフレームを同軸に位置させる転動体を有し且つ転動体接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する転動支持装置を、転動体を有し且つ転動体接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する転動支持装置を、前記の外側支持ブロックの内周面に設けるようにする。
【００４４】
【作用】
本発明のシールド掘進機では、大口径シールドフレームの内部に設ける外側支持ブロックの内径を小口径シールドフレームの外径よりも大きく形成し、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌する際に両シールドフレームを同軸に支持する摺動支持装置あるいは転動支持装置を外側支持ブロックの内周面に設けることにより、大口径シールドフレームと小口径シールドフレームとの結合及び分離を容易にする。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００４６】
図１から図３は本発明のシールド掘進機の第１の実施例を示すもので、本実施例における小口径シールドフレーム１、内側カッターフレーム２、外側カッターフレーム４、シールドジャッキ５の基本的な構造は、図７及び図８に示す従来のものと同等であり、図中、図７及び図８と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００４７】
本実施例では、大口径シールドフレーム３の内周面に、小口径シールドフレーム１の外径よりも大きい内径を有するボックス構造の外側支持ブロック３１を設けている。
【００４８】
この外側支持ブロック３１には、大口径トンネルセグメント２２により反力をとって大口径シールドフレーム３に推力を付与するためのシールドジャッキ５が装着できるようになっている。
【００４９】
外側支持ブロック３１の内周面下部に位置する部分には、大口径シールドフレーム３の軸線と同方向に延びる２本の凹条溝３２が形成されている。
【００５０】
各凹条溝３２は、大口径シールドフレーム３が架台に支持される際において荷重を受ける外側支持ブロック３１の縦通部材３３に沿い、また、シールド掘進機の掘削方向に見ると、大口径シールドフレーム３の中心線に対してそれぞれ３０゜の角度をなしている。
【００５１】
更に、凹条溝３２には、摺動支持装置４０が設けられている。
【００５２】
この摺動支持装置４０は、図３に示すように、凹条溝３２の溝底部にライナ３５を介して敷設された大口径シールドフレーム３の軸線に平行なレール３４と、該レール３４を外側支持ブロック３１に固着するレールクランプ３６とによって構成されている。
【００５３】
各レール３４のヘッド部３４ａは、凹条溝３２から大口径シールドフレーム３の中心側へ向って突出しており、小口径シールドフレーム１に大口径シールドフレーム３を外嵌させた際には、先に述べた外側支持ブロック３１の縦通部材３３と同角度で内側軸受ブロック６に設けられている縦通部材２１に沿うように、各レール３４のヘッド部３４ａが小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接して小口径シールドフレーム１と大口径シールドフレーム３とが同軸に位置するとともに、ヘッド部３４ａの接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されるようになっている。
【００５４】
上記の外側支持ブロック３１には、大口径シールドフレーム３の内部に配置された外側送泥管２７の下流端が外側支持ブロック３１の前方の空間に連通するように取り付けられている。
【００５５】
また、外側送泥管２７の上流端は、大口径シールドフレーム３が小口径シールドフレーム１に外嵌した状態において、送泥管１６の中間部分の送泥着脱管２８（図７参照）を他の送泥着脱管２９（図１参照）に交換することにより、該送泥着脱管２９を介して送泥管１６に連通するようになっている。
【００５６】
大口径シールドフレーム３の後端部には、該大口径シールドフレーム３と略等しい外径を有し且つ後方へ向って延びる円筒状のテールシール２３が装着できるようになっている。
【００５７】
以下、図１から図３に示すシールド掘進機の作動を説明する。
【００５８】
大口径掘削孔を先に形成させ且つ該大口径掘削孔に連なる小口径掘削孔を形成させる際には、大口径シールドフレーム３を小口径シールドフレーム１に外嵌固着し、外側カッターフレーム４を内側カッターフレーム２に外嵌固着する（図１参照）。
【００５９】
特に、小口径シールドフレーム１の前端と大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の前端内縁部とは、溶接等の手段によって水密が保持されるようにしておく。
【００６０】
このとき、本実施例においては、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の内径が小口径シールドフレーム１の外径よりも大きく形成されているので、小口径シールドフレーム１並びに外側支持ブロック３１の工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を容易に結合させることができる。
【００６１】
また、シールドジャッキ５を大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１に装着し、テールシール２３を大口径シールドフレーム３の後端部に装着し、送泥着脱管２９により外側送泥管２７の上流端を送泥管１６に接続する。
【００６２】
更に、大口径シールドフレーム３を下側から支持する発進架台（図示せず）に載置したうえ、シールド掘進機を地表から下方へ向って開削した縦坑に投入する。
【００６３】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２と外側カッターフレーム４とを一体的に回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて大口径シールドフレーム３に推力を付与すると、両カッターフレーム２，４のビット１１，２６によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、大口径シールドフレーム３が発進架台から前進する。
【００６４】
このとき、送泥管１６、送泥着脱管２９、外側送泥管２７を介して大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の前方の空間に泥水を送給し、この泥水により両カッターフレーム２，４のビット１１，２６が切り崩す土砂を排泥管１７を介して小口径シールドフレーム１の後方へ排出する。
【００６５】
一方、所定距離だけ大口径シールドフレーム３が前進したならば、小口径シールドフレーム１の後端部に設けられているセグメント組立装置（図示せず）によって大口径トンネルセグメント２２を設置する。
【００６６】
上記の作動を繰り返すことによって、大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑にシールド掘進機が到達したならば、小口径シールドフレーム１に対する大口径シールドフレーム３の固着を解除し、内側カッターフレーム２に対する外側カッターフレーム４の固着を解除する。
【００６７】
また、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１から小口径シールドフレーム１のジャッキブロック８にシールドジャッキ５を付け替え、送泥着脱管２９を送泥着脱管２８に交換することにより、送泥管１６に対する外側送泥管２７の連通を解除する。
【００６８】
更に、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、大口径シールドフレーム３の後端部に設置し、小口径シールドフレーム１を支持するための架台（図示せず）を前述した大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に設置した後、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、小口径シールドフレーム１と内側カッターフレーム２とが大口径シールドフレーム３と外側カッターフレーム４とから抜け出て、小口径シールドフレーム１が前記の縦坑に設置した架台へ向って前進する。
【００６９】
このとき、本実施例においては、各レール３４のヘッド部３４ａだけが小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接し、ヘッド部３４ａの接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されているので、大口径シールドフレーム３が受ける土圧等の影響によって外側支持ブロック３１に変形が生じたとしても、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を容易に分離させることができる。
【００７０】
小口径シールドフレーム１が架台に支持されたならば、小口径シールドフレーム１の後端部にテールシール１９を装着し、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、小口径シールドフレーム１を支持している架台に設置する。
【００７１】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２を回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、内側カッターフレーム２のビット１１によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、小口径シールドフレーム１が前記の架台から前進する。
【００７２】
なお、小口径掘削孔を先に形成させ且つ該小口径掘削孔に連なる大口径掘削孔を形成させる際には、小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２等によって小口径掘削孔を掘削するとともに、小口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４等を設置しておき、小口径掘削孔の掘削が終了した後に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４に小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２を嵌入固着して、大口径掘削孔の掘削を行うようにする。
【００７３】
図４から図６は本発明のシールド掘進機の第２の実施例を示すものであり、図中、図１から図３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００７４】
本実施例では、図３等に示すレール３４、ライナ３５、レールクランプ３６により構成される摺動支持装置４０に替えて転動支持装置４１を用いている。
【００７５】
この転動支持装置４１は、図６に示すように、シールド掘進機の掘削方向に見てフランジ先端部分が上方に位置するように凹条溝３２の溝底部に固着された溝形鋼よりなる転動体案内部材３８と、該転動体案内部材３８に沿って転動可能な複数の鋼球よりなる転動体３９とによって構成されている。
【００７６】
本実施例においては、転動体案内部材３８を凹条溝３２の底部に直接固着しているが、転動体案内部材３８と凹条溝３２との間にライナを介在させるようにしてもよい。
【００７７】
転動体案内部材３８に転動体３９を支持させると、該転動体３９の一部分が凹条溝３２から大口径シールドフレーム３の中心側へ向って突出するようになっている。
【００７８】
更に、小口径シールドフレーム１に大口径シールドフレーム３を外嵌させた際には、各転動体３９が小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接して小口径シールドフレーム１と大口径シールドフレーム３とが同軸に位置するとともに、転動体３９の接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されるようになっている。
【００７９】
上述した構成を有する本実施例においても、先に述べた図１から図３に示す実施例と同様に、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の内径が小口径シールドフレーム１の外径よりも大きく形成されているので、小口径シールドフレーム１並びに外側支持ブロック３１の工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を容易に結合させることができる。
【００８０】
また、本実施例においては、各転動体３９だけが小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接し、転動体３９の接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されているので、大口径シールドフレーム３が受ける土圧等の影響によって外側支持ブロック３１に変形が生じたとしても、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を容易に分離させることができる。
【００８１】
更に、図３に示すレール３４等により構成される摺動支持装置４０に比べて本実施例における転動支持装置４１のほうが摩擦抵抗が小さいので、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を分離させる際にシールドジャッキ５に付与するべき流体圧を低減することができ、また、シールドジャッキ５の反力をとるための部材を小型化することができる。
【００８２】
なお、本発明のシールド掘進機は上述した実施例のみに限定されるものではなく、レールに替えて潤滑機能を有する滑り軸受等の部材を備えた摺動支持装置を用いるようにすること、あるいは、球状の転動体に替えて短円柱状の転動体を備えた転動支持装置を用いるようにすること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のシールド掘進機によれば、下記のような種々の優れた作用効果を奏し得る。
【００８４】
（１）本発明の請求項１に記載のシールド掘進機においては、大口径シールドフレームの内部に設ける外側支持ブロックの内径を小口径シールドフレームの外径よりも大きく形成し、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に両シールドフレームを同軸に支持する摺動支持装置を外側支持ブロックの内周面に設けているので、小口径シールドフレーム並びに外側支持ブロックの工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレームに小口径シールドフレームを容易に結合させることができ、また、大口径シールドフレームが受ける土圧等の影響によって外側支持ブロックに変形が生じたとしても、大口径シールドフレームから小口径シールドフレームを容易に分離させることができる。
【００８５】
（２）本発明の請求項２に記載のシールド掘進機においては、大口径シールドフレームの内部に設ける外側支持ブロックの内径を小口径シールドフレームの外径よりも大きく形成し、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に両シールドフレームを同軸に支持する転動支持装置を外側支持ブロックの内周面に設けているので、小口径シールドフレーム並びに外側支持ブロックの工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレームに小口径シールドフレームを容易に結合させることができ、また、大口径シールドフレームが受ける土圧等の影響によって外側支持ブロックに変形が生じたとしても、大口径シールドフレームから小口径シールドフレームを容易に分離させることができる。
【００８６】
（３）本発明の請求項２に記載のシールド掘進機においては、摩擦抵抗が小さい転動支持装置を用いているので、大口径シールドフレームから小口径シールドフレームを分離させる際にシールドジャッキに付与するべき流体圧を低減することができ、また、シールドジャッキの反力をとるための部材を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド掘進機の第１の実施例において大口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明のシールド掘進機の第１の実施例において小口径シールドフレームと大口径シールドフレームの関係を示す横断面図である。
【図３】図１及び図２に示すレールの支持構造を示す詳細図である。
【図４】本発明のシールド掘進機の第２の実施例において大口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明のシールド掘進機の第２の実施例において小口径シールドフレームと大口径シールドフレームの関係を示す横断面図である。
【図６】図４及び図５に示す転動体の支持構造を示す詳細図である。
【図７】従来のシールド掘進機の一例において小口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【図８】従来のシールド掘進機の一例において大口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 小口径シールドフレーム
２ 内側カッターフレーム
３ 大口径シールドフレーム
４ 外側カッターフレーム
５ シールドジャッキ
３１ 外側支持ブロック
４０ 摺動支持装置
４１ 転動支持装置
【産業上の利用分野】
本発明はシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地下鉄の新線を建設する際には、本線になるべき線路が敷設され且つプラットホームが構築される駅部分の空間や、本線及び待避線になるべき線路の双方が敷設される駅近傍部分の空間を、地表面から開削工法により下方へ掘削して形成させ、次いで、駅部分の空間あるいは駅近傍部分の空間を掘進基点として、本線になるべき線路のみが敷設される駅間部分の空間を、シールド工法により横方向に掘削して形成させている。
【０００３】
しかしながら、駅部分の空間や駅近傍部分の空間を形成させる工事は大断面開削となるため、作業が煩雑で工期が長くなる傾向を呈する。
【０００４】
また、駅部分の空間や駅近傍部分の空間が、交通量が多い道路の直下となる場合には、開削作業や駅施設の躯体を構築後の埋め戻し作業を実施する際に、道路の車線規制等を行う必要がある。
【０００５】
そこで、近年、駅部分や駅近傍部分となる大口径掘削孔を形成させた後、該大口径掘削孔に連なって駅間部分となる小口径掘削孔を形成させることが可能なシールド掘進機の研究開発が行われている。
【０００６】
図７及び図８は、大口径掘削孔と小口径掘削孔の双方を形成させることが可能なシールド掘進機の一例を示すものである。
【０００７】
このシールド掘進機は、形成すべき小口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の小口径シールドフレーム１と、土砂を掘削して小口径掘削孔を形成する内側カッターフレーム２と、形成すべき大口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の大口径シールドフレーム３と、前記の内側カッターフレーム２とともに土砂を掘削して大口径掘削孔を形成する外側カッターフレーム４と、小口径シールドフレーム１、あるいは、大口径シールドフレーム３を前進させるための複数のシールドジャッキ５とを備えている。
【０００８】
小口径シールドフレーム１の前端部内周面には、内側カッターフレーム２を回動可能に支持するためのボックス構造の内側軸受ブロック６が設けられており、この内側軸受ブロック６に内接するように固着されたバルクヘッド７により、前方側から小口径シールドフレーム１の内部に泥水が流れ込まないようになっている。
【０００９】
上記の内側軸受ブロック６には、小口径シールドフレーム１の内部に配置された送泥管１６の下流端が内側軸受ブロック６の前方の空間に連通するように取り付けられ、また、バルクヘッド７には、小口径シールドフレーム１の内部に配置された排泥管１７の上流端がバルクヘッド７の前方の空間に連通するように取り付けられている。
【００１０】
小口径シールドフレーム１の後端部内周面には、ボックス構造のジャッキブロック８が設けられており、該ジャッキブロック８には、小口径トンネルセグメント１８により反力をとって小口径シールドフレーム１に推力を付与するためのシールドジャッキ５が装着できるようになっている。
【００１１】
小口径シールドフレーム１の後端部には、該小口径シールドフレーム１と略等しい外径を有し且つ後方へ向って延びる円筒状のテールシール１９が装着できるようになっている。
【００１２】
内側カッターフレーム２は、小口径シールドフレーム１と略同一の外径を有し且つ前端面から後端面へ貫通する複数のスリット９を有する円盤状のカッター本体１０と、該カッター本体１０の前端面に取り付けられた複数のビット１１と、前記のカッター本体１０の後端面に同軸に締結されたボックス構造の回動環１２とから構成されている。
【００１３】
上記の回動環１２は、軸受１３を介して内側軸受ブロック６に枢支され且つ該内側軸受ブロック６の後方に設けた複数のカッター駆動用モータ１４により駆動されるように構成されている。
【００１４】
内側カッターフレーム２を構成するカッター本体１０の後端面と前記の小口径シールドフレーム１の前端面との間には、これらと等しい外径を有する環状体をなす先端ブロック１５が設置され得るようになっている。
【００１５】
この先端ブロック１５は、小口径掘削孔を形成させる際には、小口径シールドフレーム１の前端に装着され、大口径掘削孔を形成させる際には、周方向に複数の部材に分割されて小口径シールドフレーム１の前端から取り外されるようになっている。
【００１６】
大口径シールドフレーム３の内周面には、前記の小口径シールドフレーム１に内接可能なボックス構造の外側支持ブロック２０が設けられており、大口径シールドフレーム３は、外側支持ブロック２０を介して小口径シールドフレーム１に同軸に外嵌するようになっている。
【００１７】
また、この外側支持ブロック２０には、大口径トンネルセグメント２２により反力をとって大口径シールドフレーム３に推力を付与するためのシールドジャッキ５が装着できるようになっている。
【００１８】
上記の外側支持ブロック２０には、大口径シールドフレーム３の内部に配置された外側送泥管２７の下流端が外側支持ブロック２０の前方の空間に連通するように取り付けられている。
【００１９】
また、外側送泥管２７の上流端は、大口径シールドフレーム３が小口径シールドフレーム１に外嵌した状態において、前記の送泥管１６の中間部分の送泥着脱管２８（図７参照）を他の送泥着脱管２９（図８参照）に交換することにより、該送泥着脱管２９を介して送泥管１６に連通するようになっている。
【００２０】
大口径シールドフレーム３の後端部には、該大口径シールドフレーム３と略等しい外径を有し且つ後方へ向って延びる円筒状のテールシール２３が装着できるようになっている。
【００２１】
外側カッターフレーム４は、大口径シールドフレーム３と略同一の外径を有し且つ前端面から後端面へ貫通する複数のスリット２４を有する環状のカッター本体２５と、該カッター本体２５の前端面に取り付けられた複数のビット２６と
から構成されている。
【００２２】
上記のカッター本体２５は、先に述べた内側カッターフレーム２を構成するカッター本体１０に外嵌固着できるようになっている。
【００２３】
以下、図７及び図８に示すシールド掘進機の作動を説明する。
【００２４】
大口径掘削孔を先に形成させ且つ該大口径掘削孔に連なる小口径掘削孔を形成させる際には、大口径シールドフレーム３を小口径シールドフレーム１に外嵌固着し、外側カッターフレーム４を内側カッターフレーム２に外嵌固着する（図８参照）。
【００２５】
特に、小口径シールドフレーム１の前端と大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０の前端内縁部とは、溶接等の手段によって水密が保持されるようにしておく。
【００２６】
また、シールドジャッキ５を大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０に装着し、テールシール２３を大口径シールドフレーム３の後端部に装着し、送泥着脱管２９により外側送泥管２７の上流端を送泥管１６に接続する。
【００２７】
更に、大口径シールドフレーム３を下側から支持する発進架台（図示せず）に載置したうえ、シールド掘進機を地表から下方へ向って開削した縦坑に投入する。
【００２８】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２と外側カッターフレーム４とを一体的に回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて大口径シールドフレーム３に推力を付与すると、両カッターフレーム２，４のビット１１，２６によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、大口径シールドフレーム３が発進架台から前進する。
【００２９】
このとき、送泥管１６、送泥着脱管２９、外側送泥管２７を介して大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０の前方の空間に泥水を送給し、この泥水により両カッターフレーム２，４のビット１１，２６が切り崩す土砂を排泥管１７を介して小口径シールドフレーム１の後方へ排出する。
【００３０】
一方、所定距離だけ大口径シールドフレーム３が前進したならば、小口径シールドフレーム１の後端部に設けられているセグメント組立装置（図示せず）によって大口径トンネルセグメント２２を設置する。
【００３１】
上記の作動を繰り返すことによって、大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑にシールド掘進機が到達したならば、小口径シールドフレーム１に対する大口径シールドフレーム３の固着を解除し、内側カッターフレーム２に対する外側カッターフレーム４の固着を解除する。
【００３２】
また、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック２０から小口径シールドフレーム１のジャッキブロック８にシールドジャッキ５を付け替え、送泥着脱管２９を送泥着脱管２８に交換することにより、送泥管１６に対する外側送泥管２７の連通を解除する。
【００３３】
更に、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、大口径シールドフレーム３の後端部に設置し、小口径シールドフレーム１を支持するための架台（図示せず）を前述した大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に設置した後、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、小口径シールドフレーム１と内側カッターフレーム２とが大口径シールドフレーム３と外側カッターフレーム４とから抜け出て、小口径シールドフレーム１が前記の縦坑に設置した架台へ向って前進する。
【００３４】
小口径シールドフレーム１が架台に支持されたならば、小口径シールドフレーム１の後端部にテールシール１９を装着し、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、小口径シールドフレーム１を支持している架台に設置する。
【００３５】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２を回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、内側カッターフレーム２のビット１１によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、小口径シールドフレーム１が前記の架台から前進する（図７参照）。
【００３６】
このとき、送泥管１６を介して小口径シールドフレーム１の内側軸受ブロック６の前方の空間に水を送給し、この水により内側カッターフレーム２のビット１１が切り崩す土砂を排泥管１７を介して小口径シールドフレーム１の後方へ排出する。
【００３７】
一方、所定距離だけ小口径シールドフレーム１が前進したならば、小口径シールドフレーム１の後端部に設けられているセグメント組立装置（図示せず）によって小口径トンネルセグメント１８を設置する。
【００３８】
なお、小口径掘削孔を先に形成させ且つ該小口径掘削孔に連なる大口径掘削孔を形成させる際には、小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２等によって小口径掘削孔を掘削するとともに、小口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４等を設置しておき、小口径掘削孔の掘削が終了した後に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４に小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２を嵌入固着して、大口径掘削孔の掘削を行うようにする。
【００３９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、大口径掘削孔を先に形成させ且つ該大口径掘削孔に連なる小口径掘削孔を形成させる際に、小口径シールドフレーム１に大口径シールドフレーム３が外嵌した状態において、該大口径シールドフレーム３が受ける土圧等の影響によって外側支持ブロック２０に変形が生じると、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を分離しにくくなることが予想される。
【００４０】
一方、小口径掘削孔を先に形成させ且つ該小口径掘削孔に連なる大口径掘削孔を形成させる際に、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を嵌入するのにあたって、小口径シールドフレーム１の外周形状並びに外側支持ブロック２０の内周形状が設計通りになっていないと、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を結合しにくくなることが予想される。
【００４１】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、小口径シールドフレームと該小口径シールドフレームに外嵌する大口径シールドフレームとを有するシールド掘進機において、大口径シールドフレームに対する小口径シールドフレームの分離あるいは結合を容易に行えるようにすることを目的としている。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のシールド掘進機においては、形成すべき小口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の小口径シールドフレームと、該小口径シールドフレームの前端部に回動可能に支持され且つ土砂を掘削する内側カッターフレームと、形成すべき大口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の大口径シールドフレームと、前記の内側カッターフレームに外嵌可能に形成され且つ内側カッターフレームとともに土砂を掘削する外側カッターフレームと、前記の大口径シールドフレームの内部に同軸に設けられ且つ小口径シールドフレームの外径よりも大きい内径を有する外側支持ブロックと、前記の小口径シールドフレームの後端部もしくは大口径シールドフレームの後端部に装着可能なシールドジャッキとを備え、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に、小口径シールドフレームの外周面下部に下方から当接して両シールドフレームを同軸に位置させるレールを有し且つレール接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する摺動支持装置を、前記の外側支持ブロックの内周面に設けている。
【００４３】
また、上記の摺動支持装置に替えて、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に、小口径シールドフレームの外周面下部に下方から当接して両シールドフレームを同軸に位置させる転動体を有し且つ転動体接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する転動支持装置を、転動体を有し且つ転動体接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する転動支持装置を、前記の外側支持ブロックの内周面に設けるようにする。
【００４４】
【作用】
本発明のシールド掘進機では、大口径シールドフレームの内部に設ける外側支持ブロックの内径を小口径シールドフレームの外径よりも大きく形成し、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌する際に両シールドフレームを同軸に支持する摺動支持装置あるいは転動支持装置を外側支持ブロックの内周面に設けることにより、大口径シールドフレームと小口径シールドフレームとの結合及び分離を容易にする。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００４６】
図１から図３は本発明のシールド掘進機の第１の実施例を示すもので、本実施例における小口径シールドフレーム１、内側カッターフレーム２、外側カッターフレーム４、シールドジャッキ５の基本的な構造は、図７及び図８に示す従来のものと同等であり、図中、図７及び図８と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００４７】
本実施例では、大口径シールドフレーム３の内周面に、小口径シールドフレーム１の外径よりも大きい内径を有するボックス構造の外側支持ブロック３１を設けている。
【００４８】
この外側支持ブロック３１には、大口径トンネルセグメント２２により反力をとって大口径シールドフレーム３に推力を付与するためのシールドジャッキ５が装着できるようになっている。
【００４９】
外側支持ブロック３１の内周面下部に位置する部分には、大口径シールドフレーム３の軸線と同方向に延びる２本の凹条溝３２が形成されている。
【００５０】
各凹条溝３２は、大口径シールドフレーム３が架台に支持される際において荷重を受ける外側支持ブロック３１の縦通部材３３に沿い、また、シールド掘進機の掘削方向に見ると、大口径シールドフレーム３の中心線に対してそれぞれ３０゜の角度をなしている。
【００５１】
更に、凹条溝３２には、摺動支持装置４０が設けられている。
【００５２】
この摺動支持装置４０は、図３に示すように、凹条溝３２の溝底部にライナ３５を介して敷設された大口径シールドフレーム３の軸線に平行なレール３４と、該レール３４を外側支持ブロック３１に固着するレールクランプ３６とによって構成されている。
【００５３】
各レール３４のヘッド部３４ａは、凹条溝３２から大口径シールドフレーム３の中心側へ向って突出しており、小口径シールドフレーム１に大口径シールドフレーム３を外嵌させた際には、先に述べた外側支持ブロック３１の縦通部材３３と同角度で内側軸受ブロック６に設けられている縦通部材２１に沿うように、各レール３４のヘッド部３４ａが小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接して小口径シールドフレーム１と大口径シールドフレーム３とが同軸に位置するとともに、ヘッド部３４ａの接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されるようになっている。
【００５４】
上記の外側支持ブロック３１には、大口径シールドフレーム３の内部に配置された外側送泥管２７の下流端が外側支持ブロック３１の前方の空間に連通するように取り付けられている。
【００５５】
また、外側送泥管２７の上流端は、大口径シールドフレーム３が小口径シールドフレーム１に外嵌した状態において、送泥管１６の中間部分の送泥着脱管２８（図７参照）を他の送泥着脱管２９（図１参照）に交換することにより、該送泥着脱管２９を介して送泥管１６に連通するようになっている。
【００５６】
大口径シールドフレーム３の後端部には、該大口径シールドフレーム３と略等しい外径を有し且つ後方へ向って延びる円筒状のテールシール２３が装着できるようになっている。
【００５７】
以下、図１から図３に示すシールド掘進機の作動を説明する。
【００５８】
大口径掘削孔を先に形成させ且つ該大口径掘削孔に連なる小口径掘削孔を形成させる際には、大口径シールドフレーム３を小口径シールドフレーム１に外嵌固着し、外側カッターフレーム４を内側カッターフレーム２に外嵌固着する（図１参照）。
【００５９】
特に、小口径シールドフレーム１の前端と大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の前端内縁部とは、溶接等の手段によって水密が保持されるようにしておく。
【００６０】
このとき、本実施例においては、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の内径が小口径シールドフレーム１の外径よりも大きく形成されているので、小口径シールドフレーム１並びに外側支持ブロック３１の工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を容易に結合させることができる。
【００６１】
また、シールドジャッキ５を大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１に装着し、テールシール２３を大口径シールドフレーム３の後端部に装着し、送泥着脱管２９により外側送泥管２７の上流端を送泥管１６に接続する。
【００６２】
更に、大口径シールドフレーム３を下側から支持する発進架台（図示せず）に載置したうえ、シールド掘進機を地表から下方へ向って開削した縦坑に投入する。
【００６３】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２と外側カッターフレーム４とを一体的に回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて大口径シールドフレーム３に推力を付与すると、両カッターフレーム２，４のビット１１，２６によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、大口径シールドフレーム３が発進架台から前進する。
【００６４】
このとき、送泥管１６、送泥着脱管２９、外側送泥管２７を介して大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の前方の空間に泥水を送給し、この泥水により両カッターフレーム２，４のビット１１，２６が切り崩す土砂を排泥管１７を介して小口径シールドフレーム１の後方へ排出する。
【００６５】
一方、所定距離だけ大口径シールドフレーム３が前進したならば、小口径シールドフレーム１の後端部に設けられているセグメント組立装置（図示せず）によって大口径トンネルセグメント２２を設置する。
【００６６】
上記の作動を繰り返すことによって、大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑にシールド掘進機が到達したならば、小口径シールドフレーム１に対する大口径シールドフレーム３の固着を解除し、内側カッターフレーム２に対する外側カッターフレーム４の固着を解除する。
【００６７】
また、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１から小口径シールドフレーム１のジャッキブロック８にシールドジャッキ５を付け替え、送泥着脱管２９を送泥着脱管２８に交換することにより、送泥管１６に対する外側送泥管２７の連通を解除する。
【００６８】
更に、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、大口径シールドフレーム３の後端部に設置し、小口径シールドフレーム１を支持するための架台（図示せず）を前述した大口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に設置した後、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、小口径シールドフレーム１と内側カッターフレーム２とが大口径シールドフレーム３と外側カッターフレーム４とから抜け出て、小口径シールドフレーム１が前記の縦坑に設置した架台へ向って前進する。
【００６９】
このとき、本実施例においては、各レール３４のヘッド部３４ａだけが小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接し、ヘッド部３４ａの接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されているので、大口径シールドフレーム３が受ける土圧等の影響によって外側支持ブロック３１に変形が生じたとしても、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を容易に分離させることができる。
【００７０】
小口径シールドフレーム１が架台に支持されたならば、小口径シールドフレーム１の後端部にテールシール１９を装着し、各シールドジャッキ５の反力をとるための部材を、小口径シールドフレーム１を支持している架台に設置する。
【００７１】
次いで、カッター駆動用モータ１４を作動させて内側カッターフレーム２を回動させ、また、各シールドジャッキ５を伸張させて小口径シールドフレーム１に推力を付与すると、内側カッターフレーム２のビット１１によりシールド掘進機の前方の土砂（地山）が切り崩されるとともに、小口径シールドフレーム１が前記の架台から前進する。
【００７２】
なお、小口径掘削孔を先に形成させ且つ該小口径掘削孔に連なる大口径掘削孔を形成させる際には、小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２等によって小口径掘削孔を掘削するとともに、小口径掘削孔の掘削終了部分に予め開削しておいた縦坑に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４等を設置しておき、小口径掘削孔の掘削が終了した後に、大口径シールドフレーム３及び外側カッターフレーム４に小口径シールドフレーム１及び内側カッターフレーム２を嵌入固着して、大口径掘削孔の掘削を行うようにする。
【００７３】
図４から図６は本発明のシールド掘進機の第２の実施例を示すものであり、図中、図１から図３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００７４】
本実施例では、図３等に示すレール３４、ライナ３５、レールクランプ３６により構成される摺動支持装置４０に替えて転動支持装置４１を用いている。
【００７５】
この転動支持装置４１は、図６に示すように、シールド掘進機の掘削方向に見てフランジ先端部分が上方に位置するように凹条溝３２の溝底部に固着された溝形鋼よりなる転動体案内部材３８と、該転動体案内部材３８に沿って転動可能な複数の鋼球よりなる転動体３９とによって構成されている。
【００７６】
本実施例においては、転動体案内部材３８を凹条溝３２の底部に直接固着しているが、転動体案内部材３８と凹条溝３２との間にライナを介在させるようにしてもよい。
【００７７】
転動体案内部材３８に転動体３９を支持させると、該転動体３９の一部分が凹条溝３２から大口径シールドフレーム３の中心側へ向って突出するようになっている。
【００７８】
更に、小口径シールドフレーム１に大口径シールドフレーム３を外嵌させた際には、各転動体３９が小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接して小口径シールドフレーム１と大口径シールドフレーム３とが同軸に位置するとともに、転動体３９の接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されるようになっている。
【００７９】
上述した構成を有する本実施例においても、先に述べた図１から図３に示す実施例と同様に、大口径シールドフレーム３の外側支持ブロック３１の内径が小口径シールドフレーム１の外径よりも大きく形成されているので、小口径シールドフレーム１並びに外側支持ブロック３１の工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレーム３に小口径シールドフレーム１を容易に結合させることができる。
【００８０】
また、本実施例においては、各転動体３９だけが小口径シールドフレーム１の外周面下部の所定箇所に下方から接し、転動体３９の接触箇所以外の小口径シールドフレーム１の外周面と大口径シールドフレーム３の内周面との間に間隙３７が形成されているので、大口径シールドフレーム３が受ける土圧等の影響によって外側支持ブロック３１に変形が生じたとしても、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を容易に分離させることができる。
【００８１】
更に、図３に示すレール３４等により構成される摺動支持装置４０に比べて本実施例における転動支持装置４１のほうが摩擦抵抗が小さいので、大口径シールドフレーム３から小口径シールドフレーム１を分離させる際にシールドジャッキ５に付与するべき流体圧を低減することができ、また、シールドジャッキ５の反力をとるための部材を小型化することができる。
【００８２】
なお、本発明のシールド掘進機は上述した実施例のみに限定されるものではなく、レールに替えて潤滑機能を有する滑り軸受等の部材を備えた摺動支持装置を用いるようにすること、あるいは、球状の転動体に替えて短円柱状の転動体を備えた転動支持装置を用いるようにすること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のシールド掘進機によれば、下記のような種々の優れた作用効果を奏し得る。
【００８４】
（１）本発明の請求項１に記載のシールド掘進機においては、大口径シールドフレームの内部に設ける外側支持ブロックの内径を小口径シールドフレームの外径よりも大きく形成し、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に両シールドフレームを同軸に支持する摺動支持装置を外側支持ブロックの内周面に設けているので、小口径シールドフレーム並びに外側支持ブロックの工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレームに小口径シールドフレームを容易に結合させることができ、また、大口径シールドフレームが受ける土圧等の影響によって外側支持ブロックに変形が生じたとしても、大口径シールドフレームから小口径シールドフレームを容易に分離させることができる。
【００８５】
（２）本発明の請求項２に記載のシールド掘進機においては、大口径シールドフレームの内部に設ける外側支持ブロックの内径を小口径シールドフレームの外径よりも大きく形成し、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に両シールドフレームを同軸に支持する転動支持装置を外側支持ブロックの内周面に設けているので、小口径シールドフレーム並びに外側支持ブロックの工作精度に左右されることなく、大口径シールドフレームに小口径シールドフレームを容易に結合させることができ、また、大口径シールドフレームが受ける土圧等の影響によって外側支持ブロックに変形が生じたとしても、大口径シールドフレームから小口径シールドフレームを容易に分離させることができる。
【００８６】
（３）本発明の請求項２に記載のシールド掘進機においては、摩擦抵抗が小さい転動支持装置を用いているので、大口径シールドフレームから小口径シールドフレームを分離させる際にシールドジャッキに付与するべき流体圧を低減することができ、また、シールドジャッキの反力をとるための部材を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド掘進機の第１の実施例において大口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明のシールド掘進機の第１の実施例において小口径シールドフレームと大口径シールドフレームの関係を示す横断面図である。
【図３】図１及び図２に示すレールの支持構造を示す詳細図である。
【図４】本発明のシールド掘進機の第２の実施例において大口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明のシールド掘進機の第２の実施例において小口径シールドフレームと大口径シールドフレームの関係を示す横断面図である。
【図６】図４及び図５に示す転動体の支持構造を示す詳細図である。
【図７】従来のシールド掘進機の一例において小口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【図８】従来のシールド掘進機の一例において大口径掘削孔を形成する状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 小口径シールドフレーム
２ 内側カッターフレーム
３ 大口径シールドフレーム
４ 外側カッターフレーム
５ シールドジャッキ
３１ 外側支持ブロック
４０ 摺動支持装置
４１ 転動支持装置
Claims (2)
- 形成すべき小口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の小口径シールドフレームと、該小口径シールドフレームの前端部に回動可能に支持され且つ土砂を掘削する内側カッターフレームと、形成すべき大口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の大口径シールドフレームと、前記の内側カッターフレームに外嵌可能に形成され且つ内側カッターフレームとともに土砂を掘削する外側カッターフレームと、前記の大口径シールドフレームの内部に同軸に設けられ且つ小口径シールドフレームの外径よりも大きい内径を有する外側支持ブロックと、前記の小口径シールドフレームの後端部もしくは大口径シールドフレームの後端部に装着可能なシールドジャッキとを備え、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に、小口径シールドフレームの外周面下部に下方から当接して両シールドフレームを同軸に位置させるレールを有し且つレール接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する摺動支持装置を、前記の外側支持ブロックの内周面に設けたことを特徴とするシールド掘進機。
- 形成すべき小口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の小口径シールドフレームと、該小口径シールドフレームの前端部に回動可能に支持され且つ土砂を掘削する内側カッターフレームと、形成すべき大口径掘削孔に応じた外径を有する円筒状の大口径シールドフレームと、前記の内側カッターフレームに外嵌可能に形成され且つ内側カッターフレームとともに土砂を掘削する外側カッターフレームと、前記の大口径シールドフレームの内部に同軸に設けられ且つ小口径シールドフレームの外径よりも大きい内径を有する外側支持ブロックと、前記の小口径シールドフレームの後端部もしくは大口径シールドフレームの後端部に装着可能なシールドジャッキとを備え、大口径シールドフレームを小口径シールドフレームに外嵌させた際に、小口径シールドフレームの外周面下部に下方から当接して両シールドフレームを同軸に位置させる転動体を有し且つ転動体接触箇所以外の小口径シールドフレーム外周面と大口径シールドフレーム内周面との間に間隙を形成する転動支持装置を、前記の外側支持ブロックの内周面に設けた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 |
|---|---|---|---|
| JP12242895A JP3562028B2 (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12242895A JP3562028B2 (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312285A JPH08312285A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3562028B2 true JP3562028B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=14835600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12242895A Expired - Fee Related JP3562028B2 (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562028B2 (ja) |
-
1995
- 1995-05-22 JP JP12242895A patent/JP3562028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08312285A (ja) | 1996-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7963014B2 (en) | Method for retrofitting an existing idler assembly | |
| US5228525A (en) | Adaptor for earth boring machine | |
| JP5215209B2 (ja) | トンネル掘削機を用いた支障物撤去方法 | |
| US3917010A (en) | Small diameter horizontal tunneling machine | |
| JP3562028B2 (ja) | シールド掘進機 | |
| JP2020012331A (ja) | シールド掘削機 | |
| JPH1122367A (ja) | 異径シールド掘進機を用いたトンネル接合工法 | |
| JP3135854B2 (ja) | 親子シールド機および子シールド機の発進方法 | |
| CN113356869A (zh) | 用于隧道联络通道的装配式有限回转掘进装置及施工方法 | |
| JP3884033B2 (ja) | トンネル掘削機 | |
| JP2002206391A (ja) | トンネル掘削機及びトンネル掘削機の回収方法 | |
| JP3830918B2 (ja) | 管路形成用トンネル掘削機 | |
| JP4156582B2 (ja) | 地中掘進装置 | |
| JP3453271B2 (ja) | ローラカッタ | |
| JP3869419B2 (ja) | シールド機 | |
| JP4731307B2 (ja) | トンネル掘削機のカッタヘッド | |
| JP2002194992A (ja) | 管体の推進工法 | |
| JP2857861B2 (ja) | 分岐用シールド掘進機 | |
| JPS62137398A (ja) | 大断面シ−ルド掘進機 | |
| JPH0228680B2 (ja) | Tonnerukutsushinki | |
| JP2003082987A (ja) | トンネル掘進機における各種機器の支持構造 | |
| JP2007191887A (ja) | トンネル掘削機の回収方法 | |
| JP3884034B2 (ja) | トンネル掘削機 | |
| JP2645361B2 (ja) | シールド機およびシールド工法 | |
| JPH069111Y2 (ja) | トンネル掘削機のシール装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040210 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040406 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040511 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040524 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080611 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080611 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090611 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611 Year of fee payment: 7 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120611 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |