JP4610017B2 - 拡幅式シールド掘削機の覆工部材 - Google Patents

Description

本発明は、主掘削機の両側に副掘削機を有し、副掘削機の軸線を主掘削機の軸線に対して変位させて拡幅して掘削できる拡幅式シールド掘削機の覆工部材に関する。

大断面のトンネルを掘削する場合、図４に示すように、主掘削機１の両側に副掘削機２ａ、２ｂを有するシールド掘削機を用いる技術が知られている（例えば特許第２７０７５８６号公報、特許第２７２８３６５号公報参照）。このような掘削機でほぼ矩形状のトンネルを掘削し、そして符号４で示す矩形状の覆工部材を形成し、図示のように四角形状に覆工部材４を配置させ、そしてその内部の土砂を取去って空間Ｓを有する大断面のトンネルＴを構築する技術も知られている。なお、図中符号３はコーナ部の掘削機である。

しかしながら、地下鉄でも地下高速道路でも停車駅や退避場を設置するためにトンネルＴの幅寸法を大きくしたい場合がある。そのために本出願人は特願平１０−６２６４６号において幅方向の寸法を変えることのできる掘削機を提案した。

この提案した掘削機の概要を図５および図６を参照して説明する。

図５、６に示されている通り、主掘削機は主ケーシング１０を有し、その両側に副掘削機の副ケーシング１１ａ、１１ｂを有している。そして図６に示すように副ケーシング１１ａ、１１ｂは例えば図示しない油圧ジャッキによって矢印Ｘの方向に動くことができるようになっている。

図６の例は副ケーシング１１ａ、１１ｂの前方が開いているが、勿論副掘削機の軸線が主掘削機の軸線と平行になるように移動させることもできる。

しかしながら、このように副ケーシング１１ａ、１１ｂは主ケーシング１０の外側を移動可能に設けられているので、当然のことながら主ケーシング１０のフランジ部１２の下面と、副ケーシング１１ａ、１１ｂのフランジ部１３の下面との間にはダンサδが生ずる。また、周知の通り覆工部材と主、副ケーシングとの間は充分にシールしなければならないが、そのシールも前記のダンサδにより非常に困難となる。

図７は前記した本出願人によって提案した覆工部材であるセグメント２０と、主、副ケーシングのフランジ部１２、１３とシール材との関係を示す図である。そして、矢印Ｙは掘削機の進行方向を示している。

副ケーシングのフランジ部１３には副テールシール１４が設けられセグメント２０の面部２１と摺接しており、主ケーシングのフランジ部１２には主テールシール１５が設けられている。主テールシール１５は副テールシール１４より図面で下方に位置しているためにセグメント２０にはその中心部分に凹部２２が形成されている。

周知のようにセグメント２０は複数のセグメントピースを組立てて構成されているが、中心に凹部２２があるために、その分クリアランスが大となり、特にセグメント２０の長手方向の両端部のテールクリアランスが充分に吸収できない。
特許第２７０７５８６号公報 特許第２７２８３６５号公報

したがって本発明の目的は、既設のセグメントに対して長手方向両端部のテールクリアランスを充分に吸収することのできる拡幅式シールド掘削用覆工部材を提供するにある。

本発明によれば、主掘削機（１）の両側に副掘削機（２ａ、２ｂ）を有し、副掘削機（２ａ、２ｂ）の軸線を主掘削機（１）の軸線に対して変位させ拡幅して掘削できる拡幅式シールド掘削機に使用する覆工部材（４）において、少なくとも４つのコーナ部分（２０ａ）を有する複数のピースよりなり、コーナ部分（２０ａ）の既設のセグメント（２０）に対する新設セグメント（２０Ａ）のボルト取付穴（２０Ａ）がセグメントの中心を中心とする円弧状の長穴で構成されている。

また本発明によれば、主掘削機（１）の両側に副掘削機（２ａ、２ｂ）を有し、副掘削機（２ａ、２ｂ）の軸線を主掘削機（１）の軸線に対して変位させ拡幅して掘削できる拡幅式シールド掘削機に使用する覆工部材（４）において、少なくとも４つのコーナ部分を有する複数のピースよりなり、既設のセグメント（３０）に対する新設セグメント（３０Ａ）のボルト取付穴がコーナ部分（３０ａ）において短辺方向に延びる長穴（３１Ａ）で構成され、かつコーナ部分（３０ａ）と隣接する平板状部分（３０ｂ）との連結用のボルト穴も同じ短辺方向に延びる長穴（３２Ａ）で構成されている。したがって、本発明によればコーナ部のテールクリアランスを組立時に正しい寸法に容易に修正することができる。

以上の通り、本発明によれば、セグメントを組立てるときに、テールクリアランスを容易に修正することができ、拡幅式の掘削機の掘削効率を向上させることができる。

特にローリングによりテールクリアランスが大きくなると、それに追従して止水をすることが困難であるが、本発明では覆工部材をローリング後の状態に合せて組付けることができ、テールクリアランスを小さくでき、止水効果が向上する。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１はそれ自体公知であるが、本発明に実施される覆工部材すなわちセグメントの一例を示す図である。全体を符号２０で示すセグメントは、全体的に六面体に構成され図示の例では１０分割した１０個のピースで構成されている。すなわち４つのコーナ部分２０ａと凹部２２を構成している上下の２つの平板状部分２０ｂとコーナ部分２０ａの間の連結部分２０ｃとで構成されており、これらの各部分は公知の態様でボルトで連結されている。そして、平板状部分２０ｂは上下のものが複数の柱２３で互いに連結支持されている。

シールド掘削機の掘進に伴って上記のセグメント２０が順次連結されるものであるが、拡幅方向に伴って平板状部分２０ｂの幅寸法Ｌの異なるものを準備すればよい。

セグメント２０に凹部２２があるために、適性位置から変位してセットされやすい。そのために、特にコーナ部分において適正なテールクリアランスが不充分となることがある。したがって本発明では既設のセグメントに対して正しい位置に取付けやすく構成されている。

図２はその一実施例を示し、図において、実線２０は既設のセグメントを示し鎖線２０Ａで示すセグメントを矢印Ｚで示すように反時計方向に回動した位置に取付ける場合を示している。この実施例では既設のセグメント２０のコーナ部分にセグメントの中心Ｏを中心とする円弧状の長穴２５が設けられ、またこれからセットする新設のセグメント２０Ａのコーナ部分にも長穴２５Ａが設けられている。したがってシールド掘削機がローリングしてコーナ部分のテールクリアランスが正しくない場合に、長穴であるためにずらしてボルト締めすることができ、クリアランスの不適正を吸収することができる。

図３及び図６は、既設のセグメント３０の両端部のコーナ部分（図１のセグメントの部分２０ａ、２０ｃ、２０ａに当る）に対して新設のセグメント部分３０Ａを上下方向にずらしてボルト連結するために、そのコーナ部分３０ａに短辺方向Ｒ（図３において上下方向）に延びる長穴３１、３１Ａをそれぞれ設けた例である。

なお、図１の部分２０ａ、２０ｃ、２０ａはセグメントの短辺を形成し、部分２０ａ、２０ｂ、２０ａが長辺を形成しており、短辺に平行な方向が短辺方向、長辺に平行な方向が長辺方向である。

コーナ部分３０ａの断面３２にも同様に長穴３２Ａを設けてあり、平板状部材３０ｂとの連結に使われる。この例でも同様にテールクリアランスを吸収できる。

以上のいずれの実施例でも拡幅した際のテールクリアランスの変化を容易に吸収することができる。

本発明の実施に利用される覆工部材の一例の斜視図。 本発明による覆工部材の一実施例を示す側面図。 本発明の他の実施例を示す覆工部材の側面図。 従来のトンネル構造物を示す断面図。 提案した拡幅式シールド掘削機の説明図。 図５の拡幅式シールド掘削機が拡幅した状態を示す説明図。 図５の拡幅式シールド掘削機のテールシールを示す斜視図。

符号の説明

２０、３０・・・覆工部材（セグメント）
２０ａ・・・コーナ部分
２０ｂ・・・平板状部分
２０ｃ・・・連結部分
２０Ａ、３０Ａ・・・新設の覆工部材
２５、２５Ａ・・・長穴
３１、３１Ａ・・・長穴

Claims (2)

1. 主掘削機（１）の両側に副掘削機（２ａ、２ｂ）を有し、副掘削機（２ａ、２ｂ）の軸線を主掘削機（１）の軸線に対して変位させ拡幅して掘削できる拡幅式シールド掘削機に使用する覆工部材（４）において、少なくとも４つのコーナ部分（２０ａ）を有する複数のピースよりなり、コーナ部分（２０ａ）の既設のセグメント（２０）に対する新設セグメント（２０Ａ）のボルト取付穴（２０Ａ）がセグメントの中心を中心とする円弧状の長穴で構成されていることを特徴とする拡幅式シールド掘削機の覆工部材。
2. 主掘削機（１）の両側に副掘削機（２ａ、２ｂ）を有し、副掘削機（２ａ、２ｂ）の軸線を主掘削機（１）の軸線に対して変位させ拡幅して掘削できる拡幅式シールド掘削機に使用する覆工部材（４）において、少なくとも４つのコーナ部分を有する複数のピースよりなり、既設のセグメント（３０）に対する新設セグメント（３０Ａ）のボルト取付穴がコーナ部分（３０ａ）において短辺方向に延びる長穴（３１Ａ）で構成され、かつコーナ部分（３０ａ）と隣接する平板状部分（３０ｂ）との連結用のボルト穴も同じ短辺方向に延びる長穴（３２Ａ）で構成されていることを特徴とする拡幅式シールド掘削機の覆工部材。

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