JP4090323B2 - 地中接合用シールド掘進機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に配置された受入フードとのラップ代を大きくできる地中接合用シールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者等は、地中に配置された受入フード内に嵌入して接合される地中接合用シールド掘進機として、図４に示すものを開発した。
【０００３】
図示するように、このシステムは、受入側のシールド掘進機ａに対して挿入側のシールド掘進機ｂを対向して掘進させ、受入側掘進機ａのカッタヘッドｃをコピーカッタｄを縮めてシールドフレームｅ内に後退させつつその前方に固化剤（コンクリート等）を充填し、そのシールドフレームｅ内に挿入側掘進機ｂを掘進させてカッタヘッドｆおよびフードｇを挿入し、フードｇとシールドフレームｅとの間（ラップ代Ｌ）に固化剤を注入して止水し、双方のトンネル同士を連通させるものである。
【０００４】
このシステムでは、受入側掘進機ａのシールドフレームｅが上記受入フードとなり、挿入側掘進機ｂが上記地中接合用シールド掘進機に相当することになる。
【０００５】
なお、関連する先行技術として特許文献１に記載されたものがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５５６９６号公報（第３頁−第５頁、図１−図８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記フードｇとシールドフレームｅとのラップ部分の止水性を高めるためには、ラップ代Ｌを大きくすることが重要となる。しかし、受入側掘進機ａの構造上、カッタヘッドｃの後退量を大きくできない場合には、挿入側掘進機ｂの挿入深さが浅くなって、止水に必要なラップ代Ｌを確保できないケースが生じる。このため、止水が不安定になりかねない。
【０００８】
特に、発進または到達立坑等に設けた掘削可能壁を掘り抜くタイプの掘進機では、掘削可能壁の中の炭素繊維（補強材）を切断するために、カッタヘッドｃには通常のビットｈよりも高さが高い炭素繊維切断用の専用ビットを取り付けるため、図４のように掘進機同士を対向させたとき、専用ビットによって両掘進機ａ、ｂが通常よりも離間することになり、上記ラップ代Ｌが小さくなってしまう。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、地中に配置された受入フード内に嵌入されたときに、受入フードとのラップ代を可及的に大きくできる地中接合用シールド掘進機を提供することにある。
【００１０】
【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は、地中に配置された受入フード内に嵌入して接合される地中接合用シールド掘進機であって、切羽を切削するカッタヘッドに、該カッタヘッドの径方向外方かつ前方に出没する傾斜コピーカッタの駆動ジャッキを斜め前方に傾けて装着し、上記カッタヘッドの外周部の後部に、切欠部を形成し、上記カッタヘッドの後方の掘進機本体に、筒状の嵌入フードを、上記カッタヘッドの外周部の前部を除いた後部を内方に収容するように、上記切欠部により空いた空間まで前方に延出させて設けたものである。
【００１１】
本発明によれば、カッタヘッドに傾斜コピーカッタの駆動ジャッキを斜め前方に傾けて装着しているため、掘削機本体に設けられる嵌入フードを前方に延出しても、その嵌入フードが駆動ジャッキおよび傾斜コピーカッタの出没と干渉することはない。よって、受入フード内にカッタヘッドおよび嵌入フードを挿入した際、ラップ代が従来よりも大きくなり、止水の安定性が向上する。
【００１２】
また、上記カッタヘッドの外周部の前部に、上記嵌入フードと略同径に成形され接合時に上記受入フード内に挿入される筒体を設けてもよい。こうすれば、筒体と嵌入フードとが、受入フード内に挿入されたとき共同するため、止水性が更に高まる。
【００１３】
また、上記嵌入フードに、受入フード内への嵌入時にそれらフード間に固化剤を注入する注入管を設けてもよい。こうすれば、注入管から固化剤を両フードのラップ部分に注入することで、ラップ部分に容易に止水壁を形成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係る地中接合用シールド掘進機の正面図、図２は上記地中接合用シールド掘進機の側断面図、図３は上記地中接合用シールド掘進機が地中に配置された受入フード内に嵌入した様子を示す説明図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、この地中接合用シールド掘進機１は、切羽を切削するカッタヘッド２を有する。カッタヘッド２は、図例では４本のカッタスポーク３を有するがスポークの数は何本でもよく、また、スポークタイプに限られず面板タイプであってもよい。
【００１７】
カッタヘッド２には、切羽を切削する通常のカッタビット４が取り付けられていると共に、専用ビット５が取り付けられている。専用ビット５は、既述のように発進または到達立坑等に設けた掘削可能壁の中の炭素繊維（補強材）を切断するものであり、通常のビット４よりも高さが高く設定されている。
【００１８】
かかるカッタヘッド２には、図１および図２に示すように、当該ヘッド２の径方向外方且つ前方に斜めに出没する傾斜コピーカッタ６の駆動ジャッキ７が、斜め前方に傾けて設けられている。傾斜コピーカッタ６は、図例では カッタスポーク３に180度間隔で２個設けられているが、１個でも３個以上でもよい。
【００１９】
コピーカッタ６は、駆動ジャッキ７とその伸縮ロッドの先端に設けられた切削部８とを備え、カーブ掘進時にカッタヘッド２の回転に応じて切削部８が適宜出没してカーブ内側の地山を余掘りし、カッタヘッド２の後方の掘進機本体９とカーブ内側地山との干渉を防止するため等に用いられる。
【００２０】
また、掘進機本体９には、図２に示すように、上記駆動ジャッキ６の一部を内方に収容するように前方に延出された嵌入フード１０が設けられている。嵌入フード１０は、掘進機本体９の外郭を成す円筒状のシールドフレーム１１の前部に取り付けられており、後述する切欠部１２の空間に延出されている。
【００２１】
切欠部１２は、カッタヘッド２の外周部の後部に、形成されている。詳しくは、切欠部１２は、各カッタスポーク３の先端側の裏面に形成されており、これにより空いた空間に嵌入フード１０が延出されている。この結果、嵌入フード１０は、駆動ジャッキ７の一部を内方に収容する位置まで延出される。
【００２２】
他方、カッタヘッド２（カッタスポーク３）の外周部の前部には、嵌入フード１０と略同径に成形された筒体１３が設けられている。筒体１３は、傾斜コピーカッタ６の出没と干渉しない位置に配置されており、軸方向の長さが図１に示す各カッタスポーク３の支持剛性を確保できる範囲でなるべく短く設定されている。
【００２３】
筒体１３と嵌入フード１０とは、所定隙間Ｗ（50mm程度）が隔てられている。この隙間Ｗが余り狭いと、掘進中にその間を通過する土砂によって筒体１３の後端および嵌入フード１０の前端が摩耗するので、これを防止するためである。なお、筒体１３は省略しても構わない。
【００２４】
嵌入フード１０には、外部に固化剤（コンクリート等）を噴射する第１および第２注入管１４、１５が、軸方向に前後に所定間隔を隔てて、円錐カバー１６で覆われて設けられている。これら第１および第２注入管１４、１５は、嵌入フード１０の周方向に所定間隔を隔てて複数（１０本程度）取り付けられている。
【００２５】
以上の構成からなる地中接合用シールド掘進機１は、図３に示すようにして、地中に配置された受入フード１７内に嵌入して接合される。受入フード１７は、図例では、受入側掘進機１８のシールドフレーム１７が用いられている。以下、上記地中接合用シールド掘進機１を挿入側掘進機１とよび、接合の工程を説明する。
【００２６】
先ず、受入側のシールド掘進機１８のカッタヘッド１９をコピーカッタ２０を縮めてシールドフレーム１７内に後退させつつ、その前方に固化剤（コンクリート等）を充填し、内部の土砂を固める（地盤改良）。そして、かかる受入側掘進機１８に対して挿入側掘進機１を対向して掘進させる。
【００２７】
そして、挿入側掘進機１が受入側掘進機１８の地盤改良域まで近接したら、傾斜コピーカッタ６を収縮させる。そして、挿入側掘進機１を前進させ、受入側掘進機１８のシールドフレーム１７内に嵌入させ、双方の掘進機１、１８のカッタヘッド２、１９が接触する寸前とする。
【００２８】
この結果、挿入側掘進機１の嵌入フード１０と受入側掘進機１８のシールドフレーム１７の前部とがラップする。そして、そのラップ部分に、第１および第２注入管１４、１５から固化剤を注入し、止水壁を成形する。ラップ部分の止水性を高めるためには、ラップ代Ｌ１を大きくすることが重要となる。
【００２９】
ここで、挿入側掘進機１は、カッタヘッド２に傾斜コピーカッタ６の駆動ジャッキ７を斜め前方に傾けて装着しているため、カッタヘッド２の背面部に上記ジャッキ７を避けて切欠部１２を成形でき、嵌入フード１０を駆動ジャッキ７および切削部８の出没と干渉することなくその切欠部１２にまで延出できる。
【００３０】
よって、受入フード１７内にカッタヘッド２および嵌入フード１０を挿入した際、ラップ代Ｌ１が図４に示す従来タイプよりも大きくなり、止水の安定性が向上する。即ち、図３において、切欠部１２がないとすると、カッタヘッド２との干渉を避ける必要上、嵌入フード１０をＬ２までしか延出できない。
【００３１】
これに対し、本実施形態では、カッタヘッド２に傾斜コピーカッタ６の駆動ジャッキ７を斜めに配置することで、その後方に切欠部１２を設けることが可能となり、嵌入フード１０をその切欠部１２まで延出しているため、ラップ代Ｌ１が切欠部１２の軸方向の長さＬ３分だけ長くでき、止水性が向上する。
【００３２】
また、カッタヘッド２に、嵌入フード１０と略同径に成形された筒体１３を設けているので、止水性が更に高まる。すなわち、筒体１３と嵌入フード１０とは、周方向に必要最低限の隙間Ｗが隔てられているのみなので、受入フード１７内に挿入されたとき共同して仮想的なラップ代（１３の長さ＋Ｌ１）を大きくする。
【００３３】
また、第１および第２注入管１４、１５から固化剤を両フード１０、１７のラップ部分に注入することで、ラップ部分に容易に止水壁を形成できる。よって、簡単な作業で止水性を高めることができる。なお、注入管１４、１５は、軸方向に３本以上設けてもよく１本でもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、受入側掘進機１８のシールドフレーム１７を受入フードとし、掘進機１、１８同士を対向掘進させて双方のトンネルを連通するシステムを説明したが、本発明は、これに限らず、地中の構造物に筒体状の受入フードを設け、該受入フード内に地中接合用掘進機が嵌入するタイプにも適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る地中接合用シールド掘進機によれば、地中に配置された受入フード内に嵌入されたときに、受入フードとのラップ代を可及的に大きくできる。よって、止水性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る地中接合用シールド掘進機の正面図である。
【図２】上記地中接合用シールド掘進機の側断面図である。
【図３】上記地中接合用シールド掘進機が受入フード内に嵌入する工程を示す説明図である。
【図４】本発明者等が先に開発した地中接合用シールド掘進機の説明図である。
【符号の説明】
１ 地中接合用シールド掘進機としての挿入側掘進機
２ カッタヘッド
６ 傾斜コピーカッタ
７ 駆動ジャッキ
１０ 嵌入フード
１１ 掘進機本体
１２ 切欠部
１３ 筒体
１４ 第１注入管
１５ 第２注入管
１７ 受入フード
Ｗ 所定隙間

Claims (3)

1. 地中に配置された受入フード内に嵌入して接合される地中接合用シールド掘進機であって、
   切羽を切削するカッタヘッドに、該カッタヘッドの径方向外方かつ前方に出没する傾斜コピーカッタの駆動ジャッキを斜め前方に傾けて装着し、
   上記カッタヘッドの外周部の後部に、切欠部を形成し、
   上記カッタヘッドの後方の掘進機本体に、筒状の嵌入フードを、上記カッタヘッドの外周部の前部を除いた後部を内方に収容するように、上記切欠部により空いた空間まで前方に延出させて設けた
   ことを特徴とする地中接合用シールド掘進機。
2. 上記カッタヘッドの外周部の前部に、上記嵌入フードと略同径に成形され接合時に上記受入フード内に挿入される筒体を設けた請求項１に記載の地中接合用シールド掘進機。
3. 上記嵌入フードに、受入フード内への嵌入時にそれらフード間に固化剤を注入するための注入管を設けた請求項１又は２に記載の地中接合用シールド掘進機。

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