JP4216310B2

JP4216310B2 - シールド掘進機及びその駆動部の回収方法

Info

Publication number: JP4216310B2
Application number: JP2006286267A
Authority: JP
Inventors: 猛佐々木; 義己太田; 隆中根
Original assignee: IHI Corp; Okumura Corp
Current assignee: IHI Corp; Okumura Corp
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP2007009691A

Description

本発明は、シールド掘進機及びその駆動部を回収する方法に関するものである。

シールド掘進機で立坑を築造する技術としては、特許文献１記載のものが知られている。

図６に示すように、このシールド掘進機５０は下向きに掘進して立坑を築造するものであり、所定の深さまで掘進したらカッタヘッド５１の外周部５２を切り離し、バルクヘッド５３の下側に底版コンクリート５４を打設したのち、カッタヘッド５１の内周部５５を回収するようになっている。

特開平６−１８５２８４号公報

ところで、シールド掘進機で立坑を築造する場合、上述のシールド掘進機５０のように底版コンクリート５４を打設して固化した後に、シールドジャッキや油圧モータなどの駆動部を引き上げる方法などが考えられるが、シールドジャッキや油圧モータなどの駆動部はシールドフレームに多数設けられているため、容易に回収する技術が期待されていた。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、駆動部を容易に回収できるシールド掘進機とその駆動部の回収方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、シールドフレームに設けられシールドジャッキを係脱可能に固定すると共に径方向内方に離脱させる取付フレームと、上記シールドフレームに着脱可能に設けられ上記取付フレームから離脱されるシールドジャッキを保持するホルダとを備えてシールド掘進機を構成したものである。

上記ホルダは、複数のシールドジャッキを取り付けるための取付部を備えるとよい。

上記ホルダは、カッタヘッドを駆動する複数のカッタ駆動部を取り付けるための取付部を備えるとよい。

また、シールドフレームに、シールドジャッキを係脱可能に固定すると共に径方向内方へ離脱させる取付フレームを設け、上記シールドフレームに上記取付フレームから離脱されたシールドジャッキを保持するホルダを設け、上記シールドジャッキを、径方向内方へ移動させ、上記ホルダに受け渡した後、上記シールドジャッキをホルダごと回収するものである。

上記ホルダを、複数のシールドジャッキを保持可能に形成し、このホルダに複数のシールドジャッキを保持させた後、複数のシールドジャッキをホルダごと一括して回収するとよい。

以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を奏する。
（１）シールドジャッキを容易に回収できる。
（２）カッタ駆動部を容易に回収できる。

本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示すように、シールド掘進機１は、排土機構としてスクリュコンベア２を有する土圧式の下向きシールドであり、シールドフレーム３の掘進方向前端（下端）に回転自在に設けられたカッタ機構４と、シールドフレーム３に取付フレーム５を介して取り付けられた駆動部たるシールドジャッキ６と、カッタ機構４を駆動させる駆動部たる複数のカッタ駆動部７とを備える。

スクリュコンベア２は、スクリュ８と、スクリュ８の外周を覆う管状のケーシング９と、スクリュ８を回転駆動させるモータ１０とを備えて構成した単体スクリュコンベア１１ａ，１１ｂ，１１ｃを、掘進方向に多段に接続して形成されている。

単体スクリュコンベア１１ａ，１１ｂ，１１ｃのうち、最前端に位置される一次スクリュコンベア１１ａは、前端をバルクヘッド１２の前方に形成されたカッタ室１３に接続されており、スクリュ８をカッタ室１３内に露出して延長されている。

シールドフレーム３は、筒体状に形成され機体の外周を区画する胴部１４と、胴部１４の前端に設けられ機体の前端を区画するバルクヘッド１２とからなる。

バルクヘッド１２の中央には、一次スクリュコンベア１１ａの前端部を抜き取り可能に挿通させるシリンダ部１５が一体に設けられている。

図２に示すように、シリンダ部１５は軸方向に延びる筒状に形成されている。シリンダ部１５の前端側には、スクリュコンベア２を抜き取ったあとの挿通穴１６を塞ぐためのバルブ１７が設けられている。

バルブ１７は、エアを注入することで風船状に膨らんで挿入穴１６を塞ぐピンチバルブからなる。

ピンチバルブは、ゴム、シリコン等の樹脂からなる伸縮材を筒状に形成して筒状膜部材１８を形成すると共に、筒状膜部材１８の両端外周をシリンダ部１５の内周面に気密に取り付け、シリンダ部１５にシリンダ部１５と筒状膜部材１８との間にエアを供給するエア供給管１９を接続してなるものである。エア供給管１９にはストップバルブ２０が設けられている。

また、シリンダ部１５は、スクリュコンベア２を挿入したままバルブ１７を通過する位置まで引きこめるように機内側に十分延長して形成されており、バルブ１７を閉じた後でスクリュコンベア２を引き抜けるようになっている。

シリンダ部１５の内周前端部と内周後端部には、それぞれスクリュコンベア２との間をシールする環状のシール材２１が設けられている。

そして、シリンダ部１５は、バルブ１７の後側に延びるシリンダ後部２２を分割可能に形成されている。

図１に示すように、カッタ機構４は、シールドフレーム３に回転自在に支持された環状の支持部材２３と、支持部材２３に中間ビーム２４を介して設けられ掘進方向前方の地山を掘削するためのカッタヘッド２５と、支持部材２３の後側に着脱可能に取り付けられカッタ駆動部７に接続される旋回環２６とからなる。

カッタヘッド２５は、一文字状に形成されたカッタスポーク２７にカッタビット２８及びローラカッタ２９等の切削刃を設けて安価に形成されている。

カッタ駆動部７は油圧モータからなり、後述するホルダ３０を介してシールドフレーム３に取り付けられている。

図１及び図５に示すように、シールドジャッキ６は、径方向外方に延びるフランジ３１を有し、このフランジ３１を取付フレーム５に着脱可能に取り付けられるようになっている。

取付フレーム５は、平面視Ｕ字状の切欠３２を有する平坦な鋼板からなり、切欠３２をシールドフレーム３の径方向内側に向けて径方向内側へ延びるようにシールドフレーム３に一体に固定されている。取付フレーム５は、それぞれのシールドジャッキ６に対応するように同一周上に複数並べて設けられており、それぞれシールドジャッキ６を１つずつ取り付けるようになっている。

そして、取付フレーム５は、シールドジャッキ６のフランジ３１を後側（上側）に重ね合わせてボルトアップすることによりシールドジャッキ６を係脱可能に固定し、ボルト（図示せず）を外すことによりシールドジャッキ６を径方向内方にスライド可能に案内して離脱させるようになっている。

ホルダ３０は、複数のカッタ駆動部７を同一周上に一括して取り付けるべくリング状に形成された前部取付部３３と、前部取付部３３に後方へ延びる連結部材３４を介して一体に設けられ取付フレーム５から離脱されたシールドジャッキ６を受けて取り付けるための後部取付部３５とからなり、シールドフレーム３にボルト等の金具（図示せず）を介して着脱可能に設けられている。

前部取付部３３には、内周縁に沿ってカッタ駆動部７が複数設けられており、カッタ駆動部７は、それぞれ前部取付部３３の前方に配置される旋回環２６にピニオン３６を介して動力を伝達するようになっている。

具体的には、旋回環２６は、ホルダ３０に固定される固定部（図示せず）と、固定部に対して旋回自在に設けられ支持部材２３に着脱自在に取り付けられると共にピニオン３６に噛合される旋回部（図示せず）とからなり、ベアリングとして機能するようになっている。

後部取付部３５は、リング板状に形成されており、複数のシールドジャッキ６を一括して取り付けるための取付テーブルとなっている。

後部取付部３５は、ホルダ３０をシールドフレーム３に取り付けたとき、後端面４０のつらを取付フレーム５の後端面４１に合わせるように形成されている。

そして、後部取付部３５には、取付フレーム５からスライドされてくるシールドジャッキ６をかわすための平面視Ｕ字状の受側切欠３７が、それぞれの取付フレーム５の切欠３２と向かい合わせとなるように形成されている。

次に作用を述べる。

図１に示すように、シールド掘進機１を掘進させるとき、カッタ駆動部７の動力はピニオン３６を介して旋回環２６に伝達され、カッタヘッド２５は旋回環２６、支持部材２３及び中間ビーム２４と共に一体に回転される。

シールドジャッキ６は、シールド掘進機１内で既に組み立てたセグメント３８を後方へ押し推力を得る。具体的には、シールドジャッキ６は伸張することでフランジ３１を介して取付フレーム５をセグメント３８の前方へ押し、シールドフレーム３を前方へ押す。

カッタヘッド２５に切削された掘削土は、カッタヘッド２５の後方に形成されたカッタ室１３を経てスクリュコンベア２に取り込まれ、坑外へ向けて搬送される。

図２に示すように、スクリュコンベア２のケーシング９とシリンダ部１５との間はシール材２１によってシールされているため、地下水等がケーシング９の周囲から機内に浸入することはない。

シールド掘進機１が所定の位置に到達したら、カッタ駆動部７を停止させ、スクリュコンベア２を回収する。

スクリュコンベア２の回収方法について述べる。

図３に示すように、スクリュコンベア２をワイヤ（図示せず）等で吊り上げて抜き取り方向に移動させ、スクリュコンベア２がバルブ１７の位置を完全に通過したらエア供給管１９を通じてシリンダ部１５内に圧気を供給する。

筒状膜部材１８は伸張しながら風船状に膨らんでシリンダ部１５内の挿通穴１６を塞ぎ、バルブ１７は閉じられる。

このとき、スクリュコンベア２のケーシング９はまだシリンダ部１５内に一部挿入されているため、ケーシング９とシリンダ部１５との間はシリンダ部１５の後端に設けられたシール部材２１によってシールされており、機内にカッタ室１３内の土砂や地下水が浸入することはない。

バルブ１７が完全に閉じられたら、シリンダ部１５からスクリュコンベア２を引き抜き、上方へ吊り上げて回収する。

そして、図２に示すストップバルブ２０を閉じ、圧気の供給を止め、エア供給管１９のうちストップバルブ２０の上流側に位置される部分を取り外して回収する。

また、図４に示すように、シリンダ部１５のシリンダ後部２２を分割して回収し、シリンダ部１５の上端開口に蓋３９を取り付けて上端開口を密閉する。

この後、シールドジャッキ６とカッタ駆動部７を回収する。

シールドジャッキ６とカッタ駆動部７の回収方法について述べる。

図５に示すように、シールドジャッキ６の後方に組み立てたセグメント３８にシールドフレーム３を溶接するなどして固定し、シールドジャッキ６を縮退させてセグメント３８から離す。

そして、シールドジャッキ６のフランジ３１と取付フレーム５を締結するボルト（図示せず）を取り外し、シールドジャッキ６を径方向内方へ向けてスライド移動させる。

このとき、シールドジャッキ６は取付フレーム５の後端面４１と切欠３２に案内されながら移動される。

ホルダ３０の後部取付部３５には受側切欠３７が形成されているため、シールドジャッキ６はホルダ３０に邪魔されることなく取付フレーム５から離脱される。また、後部取付部３５の後端面４０と取付フレーム５の後端面４１はつらを合わせているため、取付フレーム５から離脱されたフランジ３１は、受側切欠３７に案内されながら後部取付部３５上に円滑に移る。

シールドジャッキ６がホルダ３０上の所定の位置まで移動されたらフランジ３１を後部取付部３５にボルト（図示せず）にて固定する。

そして、これらの作業をそれぞれのシールドジャッキ６について行い、それぞれのシールドジャッキ６を後部取付部３５上に移載して固定する。

この後、図４に示すように、シールドフレーム３とホルダ３０の締結を解くと共に、旋回環２６と支持部材２３の締結を解き、ホルダ３０を引き上げて回収する。

これにより、ホルダ３０に固定されたそれぞれのシールドジャッキ６とカッタ駆動部７を、ホルダ３０ごと一括して回収することができる。

カッタヘッド２５をそのまま埋め殺し、支持部材２３とシリンダ部１５をバルクヘッド１２に取り付けたまま残して隔壁の一部とするため、バルクヘッド１２の前方に底版コンクリートを打設する必要がなく、工期を削減することができる。

このように、シールド掘進機１において、バルクヘッド１２にスクリュコンベア２を抜き取り可能に挿通させるシリンダ部１５を設け、シリンダ部１５にスクリュコンベア２を抜き取ったあとの挿通穴１６を塞ぐためのバルブ１７を設けたため、底版コンクリートを打設する必要がなく、スクリュコンベア２を容易に回収できる。特にバルブ１７としてピンチバルブを採用するため、シリンダ部１５の周囲にアクチュエータ等のためのスペースを必要とせず、コンパクトなものにできる。

シリンダ部１５は、スクリュコンベア２を挿入したままバルブ１７を通過する位置まで引きこめるように機内側に十分延長して形成されたため、機内に地下水や土砂が浸入するのを完全に防ぎつつスクリュコンベア２を回収することができる。

また、シールドフレーム３に設けられシールドジャッキ６を係脱可能に固定すると共に径方向内方に離脱させる取付フレーム５と、シールドフレーム３に着脱可能に設けられ取付フレーム５から離脱されるシールドジャッキ６を保持するホルダ３０とを備えてシールド掘進機１を構成したため、シールドフレーム３からシールドジャッキ６を取り外すときにシールドジャッキ６をワイヤなどで支持する必要がなく、容易に取り外すことができる。

ホルダ３０は、複数のシールドジャッキ６を取り付けるための後部取付部３５を有するものとしたため、複数のシールドジャッキ６を一括して回収することができる。

ホルダ３０は、複数のカッタ駆動部７を取り付けるための前部取付部３３を有するものとしたため、複数のカッタ駆動部７を一括して回収することができる。

バルクヘッド１２にスクリュコンベア２を抜き取り可能に挿通させるシリンダ部１５を設けると共に、シリンダ部１５にスクリュコンベア２を抜き取ったあとの挿通穴１６を塞ぐためのバルブ１７を設け、スクリュコンベア２を抜き取り方向に移動させ、バルブ１７を通過したのちにバルブ１７を閉じてスクリュコンベア２を回収するため、底版コンクリートを打設する必要がなく、スクリュコンベア２を容易に回収できる。

シールドフレーム３に、シールドジャッキ６を係脱可能に固定すると共に径方向内方へ離脱させる取付フレーム５を設け、シールドフレーム３に取付フレーム５から離脱されたシールドジャッキ６を保持するホルダ３０を設け、シールドジャッキ６を、径方向内方へ移動させ、ホルダ３０に受け渡した後、シールドジャッキ６をホルダ３０ごと回収するため、シールドフレーム３からシールドジャッキ６を取り外すときにシールドジャッキ６をワイヤなどで支持する必要がなく、シールドジャッキ６を容易に回収できる。

ホルダ３０に複数のシールドジャッキ６を保持させた後、複数のシールドジャッキ６をホルダ３０ごと一括して回収するため、効率よくシールドジャッキ６を回収できる。

なお、取付フレーム５は断面Ｕ字の受側切欠３７を有する板状のものとしたが、これに限るものではない。例えばシールドジャッキ６を挟んで径方向内方へ延びる２本の棒材（図示せず）で形成してもよく、フランジ３１が後方へ移動するのを規制するガイド板（図示せず）を有するものであってもよい。

また、バルブ１７はピンチバルブに限るものではなく、ゲートバルブなどシリンダ部１５の挿通穴１６を閉じることができるものであれば他のタイプのものであってもよい。

シリンダ部１５はバルクヘッド１２の後方に延長される筒状のものとしたが、バルクヘッド１２内に一体に設けられるものであってもよい。

取付フレーム５は、シールドジャッキ６を１つずつ取り付けるものとしたが、複数のシールドジャッキ６を取り付けられる取付フレーム（図示せず）としてもよい。

また、下向きシールドのスクリュコンベア２や駆動部を回収する場合について述べたがこれに限るものではなく、通常のトンネル等を構築する他のタイプのシールド掘進機に上述の回収技術を用いてもよい。

本発明の好適実施の形態を示すシールド掘進機の側断面図である。図１の要部拡大断面図である。スクリュコンベアを回収しているシールド掘進機の側断面図である。駆動部を回収しているシールド掘進機の側断面図である。駆動部とホルダの斜視図である。従来のシールド掘進機の概略側断面図である。

符号の説明

１シールド掘進機
３シールドフレーム
５取付フレーム
６シールドジャッキ
７カッタ駆動部
２５カッタヘッド
３０ホルダ
３３前部取付部（取付部）
３５後部取付部（取付部）

Claims

シールドフレームに設けられシールドジャッキを係脱可能に固定すると共に径方向内方に離脱させる取付フレームと、上記シールドフレームに着脱可能に設けられ上記取付フレームから離脱されるシールドジャッキを保持するホルダとを備えたことを特徴とするシールド掘進機。
上記ホルダは、複数のシールドジャッキを取り付けるための取付部を備えた請求項１記載のシールド掘進機。
上記ホルダは、カッタヘッドを駆動する複数のカッタ駆動部を取り付けるための取付部を備えた請求項１又は２記載のシールド掘進機。
シールドフレームに、シールドジャッキを係脱可能に固定すると共に径方向内方へ離脱させる取付フレームを設け、上記シールドフレームに上記取付フレームから離脱されたシールドジャッキを保持するホルダを設け、上記シールドジャッキを、径方向内方へ移動させ、上記ホルダに受け渡した後、上記シールドジャッキをホルダごと回収することを特徴とする駆動部の回収方法。
上記ホルダを、複数のシールドジャッキを保持可能に形成し、このホルダに複数のシールドジャッキを保持させた後、複数のシールドジャッキをホルダごと一括して回収する請求項４記載の駆動部の回収方法。