JP4926143B2 - 親子シールド掘進機の地中発進方法 - Google Patents

Description

本発明は、親子シールド掘進機の地中発進方法に関し、特に子シールド機と親シールド機とを一体化した状態で掘進した後に、子シールド機を親シールド機から切り離して子シールド機のみで掘進することにより、セグメントの外径が途中で変化するシールドトンネルを形成する親子シールド掘進機の地中発進方法に関する。

シールド工事において、立坑を介在させることなく、地中でトンネルの外径を変化させる工法として、外径の小さな子シールド機を外径の大きな親シールド機から発進させる親子シールド工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の親子シールド工法では、親子シールド掘進機は、子シールド機の推進機構と、親シールド機の推進機構とがそれぞれ個別に設けられていて、構造が複雑になると共に、経済的な面でも不利益がある。

一方、例えば土被りが徐々に少なくなる場所や、土質の変化によって次第に土圧が小さくなる場所においては、トンネルの途中で、先行して設置されたセグメントから、より厚さの薄いセグメントに換えてシールドトンネルを施工することによって、施工能率の向上や施工コストの低減を効果的に図れることが知られている。このようなトンネルの途中でセグメントの厚さが変化し、これに伴って外径が僅かに小さくなるシールドトンネルを施工する際に、親シールド機の推進機構と子シールド機の推進機構とを兼用できるようにした親子シールド掘進機を用いる技術も開発されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平２−２１０１８９号公報 特開平１１−２８０３７５号公報

特許文献２に記載の親子シールド掘進機によれば、子シールド機を親シールド機の内側に同心状に配置すると共に、これらのスキンプレートをロック機構を介して分離可能に連結一体化した状態で、地中の所定の位置まで掘進した後に、親シールド機から子シールド機を切り離して、親シールド機を地中に残置したまま子シールド機のみで掘進させることにより、トンネルの途中でセグメントの外径が小さくなるシールドトンネルを形成するようになっている。

一方、シールド工法では、シールド掘進機による掘進に伴って、後続して設置されるセグメントの外周部分の地盤に、掘進作業と並行してこれと略同時に裏込材を注入してゆくことが、トンネルの周囲の地盤を早期に安定させるうえで好ましいことから、シールド掘進機の外周面に沿って、裏込注入配管を含む同時裏込注入装置をシールド掘進機の後端部まで軸方向に延設させて取り付けておき、この同時裏込注入装置に裏込材を圧送して、シールド掘進機の直後に設置されたセグメントの外周部分の地盤に裏込材を注入するようにした同時裏込注入工法も採用されている。

しかしながら、親シールド機と子シールド機の外径の差が小さい親子シールド掘進機の場合、親シールド機と子シールド機が一体化した状態での掘進時には、親シールド機の親機スキンプレートの外周面に同時裏込注入装置を取り付けて、直後に設置されたセグメントの外周部分の地盤に裏込材を注入することが可能であるが、子シールド機の外周面に同時裏込注入装置を取り付けるのは、重ねて配置された親機スキンプレートと緩衝することになって困難である。したがって、子シールド機のみでの掘進時においても、直後に設置されたセグメントの外周部分の地盤へ裏込材を注入できるようにするためには、特別の工夫が必要である。

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、子シールド機のみでの掘進時においても、子機スキンプレートの外周面に取り付けた同時裏込注入装置から、直後に設置されたセグメントの外周部分の地盤へ裏込材を注入することを可能にする親子シールド掘進機の地中発進方法を提供することを目的とする。

本発明は、切削径を拡縮可能なカッターヘッド、隔室、掘削土砂の搬出装置、シールドジャッキ、及びセグメント組立装置を装備した子シールド機を、親シールド機の親機スキンプレートの内部に切り離し可能に同心状に配置し、前記子シールド機と前記親シールド機とを一体化した状態で、後続して設置されるセグメントの外周部分の地盤に裏込材を注入しつつ地中の所定の位置まで掘進した後に、前記子シールド機を前記親シールド機から切り離して、前記子シールド機のみで、後続して設置されるセグメントの外周部分の地盤に裏込材を注入しつつ掘進することにより、セグメントの外径が途中で変化するシールドトンネルを形成する親子シールド掘進機の地中発進方法であって、前記親シールド機の親機スキンプレートの外周面には、少なくとも軸方向の後端部から中間部分に亘って延設して、掘進に伴って裏込材を注入するための、裏込注入配管と防護カバーとを含む親機同時裏込注入装置が取り付けられており、前記子シールド機と前記親シールド機とが一体化した状態で前記地中の所定の位置に到達した後に、前記親機スキンプレートの後部の内側には、軸方向に延設する裏込注入配管を含む子機同時裏込注入装置が外周面に取り付けられたテール部子機スキンプレートが、子機スキンプレートの後端部に接合一体化されるようになっており、且つ、前記子シールド機を前記親シールド機から発進させるのに先立って、前記親機スキンプレートの少なくとも前記テール部子機スキンプレートが重ねて配置される部分から先端部まで連続して、前記子機同時裏込注入装置が通過可能な通過溝が形成されるようになっており、該通過溝を介して前記子機同時裏込注入装置を前記親機スキンプレートの外側に突出可能な状態で、前記テール部子機スキンプレートが、前記親機スキンプレートの後部の内側に重ねて取り付けられるようになっており、前記子シールド機の発進時には、前記子機同時裏込注入装置を、前記親機スキンプレートの先端から外れるまで前記通過溝に沿ってスライド移動させる親子シールド掘進機の地中発進方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の親子シールド掘進機の地中発進方法は、前記テール部子機スキンプレートと前記親機同時裏込注入装置とが重ねて配置される部分の前記通過溝が、前記地中の所定の位置に到達した後に、前記テール部子機スキンプレートが取り付けられるのに先立って、前記防護カバーの脚部によって挟まれる部分の前記親機スキンプレートを切り欠くことによって形成されることが好ましい。

また、本発明の親子シールド掘進機の地中発進方法は、前記親機同時裏込注入装置よりも先端側に位置する部分の前記通過溝が、前記地中の所定の位置に到達するに先立って、通過溝防護カバーによって覆われた状態で予め形成された切欠き通過溝であることが好ましい。

本発明の親子シールド掘進機の地中発進方法によれば、子シールド機のみでの掘進時においても、子機スキンプレートの外周面に取り付けた同時裏込注入装置から、直後に設置されたセグメントの外周部分の地盤へ裏込材を注入することを可能にすることができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る発進方法が適用される親子シールド掘進機１０は、図１（ａ）に示すように、例えば前胴部１１と後胴部１２とからなる中折れ形式の泥水式のシールド掘進機であって、親シールド機１３を構成する親機スキンプレート１４の内部に、子シールド機１５を構成する子機スキンプレート１６を同心状に配置した二重構造を備えている。また、親子シールド掘進機１０は、子シールド機１５と親シールド機１３とを連結一体化した状態で地中の所定の位置まで掘進した後に、親シールド機１３を地中に残置したまま子シールド機１５のみを親シールド機１３から発進させて掘進できるようになっており（図１７，図２参照）、且つ本実施形態の発進方法を採用することにより、子シールド機１５と親シールド機１３とを連結一体化した状態での掘進時、及び子シールド機１５のみでの掘進時のいずれの場合においても、直後に設置されたセグメントの外周部分の地盤へ裏込材を注入しながら掘進できるようになっている（図１（ａ），図２参照）。

そして、本実施形態の親子シールド掘進機１０の発進方法は、切削径を拡縮可能なカッターヘッド１７、隔室１８、掘削土砂の搬出装置１９、シールドジャッキ２０、及びセグメント組立装置２１を装備した子シールド機１５を、親シールド機１３の親機スキンプレート１４の内部に切り離し可能に同心状に配置し、子シールド機１５と親シールド機１３とを一体化した状態で、後続して設置される大径セグメント２２ａの外周部分の地盤に裏込材を注入しつつ地中の所定の位置まで掘進した後に、子シールド機１５を親シールド機１３から切り離して、子シールド機１５のみで、後続して設置される小径セグメント２２ｂの外周部分の地盤に裏込材を注入しつつ掘進することにより、セグメント２２ａ，２２ｂの外径が途中で変化するシールドトンネルを形成するシールド掘進機の地中発進方法であって、親シールド機１３の親機スキンプレート１４の外周面には、図１及び図９（ａ）に示すように、少なくとも軸方向の後端部から中間部分に亘って延設して、掘進に伴って裏込材を注入するための、裏込注入配管４７と防護カバー４８とを含む親機同時裏込注入装置４６が取り付けられており、子シールド機１５と親シールド機１３とが一体化した状態で前記地中の所定の位置に到達した後に、図１５に示すように、親機スキンプレート１４の後部の内側には、軸方向に延設する裏込注入配管５１（図１０（ａ），（ｂ）参照）を含む子機同時裏込注入装置５０が外周面に取り付けられたテール部子機スキンプレート１６ｃが、子機スキンプレート１６としての後胴部子機スキンプレート１６ｂの後端部に接合一体化されるようになっている。

また、本実施形態の発進方法では、子シールド機１５を親シールド機１３から発進させるのに先立って、親機スキンプレート１４の少なくともテール部子機スキンプレート１６ｃが重ねて配置される部分から先端部まで連続して、子機同時裏込注入装置５０が通過可能な通過溝４１，４９（図１０（ａ），（ｂ）参照）が形成されるようになっており、これらの通過溝４１，４９を介して子機同時裏込注入装置５０を親機スキンプレート１４の外側に突出可能な状態で、テール部子機スキンプレート１６ｃが、親機スキンプレート１４の後部の内側に重ねて取り付けられるようになっており（図１５参照）、子シールド機１５の発進時には、子機同時裏込注入装置５０を、親機スキンプレート１４の先端から外れるまで通過溝４１，４９に沿ってスライド移動させるようになっている（図１６，図１７参照）。

さらに、本実施形態の発進方法では、テール部子機スキンプレート１６ｃと親機同時裏込注入装置４６とが重ねて配置される部分の通過溝（後胴部通過溝）４９は、親子シールド掘進機１０が地中の所定の位置に到達した後に、テール部子機スキンプレート１６ｃが取り付けられるのに先立って、図９（ａ），（ｂ）に示すように、防護カバー４８の脚部によって挟まれる部分の親機スキンプレート１４を切り欠くことによって形成されるようになっている。

さらにまた、本実施形態の発進方法では、親機同時裏込注入装置４６よりも先端側に位置する部分の通過溝４１は、親子シールド掘進機１０が地中の所定の位置に到達するに先立って、図８（ａ），（ｂ）に示すように、通過溝防護カバー４２によって覆われた状態で予め形成された切欠き通過溝４１となっている。

本実施形態では、親子シールド掘進機１０によって形成されるシールドトンネルは、例えば共同溝用のトンネルであって、トンネルの途中でセグメント２２ａ，２２ｂの外径が１２０ｍｍ程度小さくなるように形成されるものであり、大きい外径のセグメントとして、例えば外径が５２００ｍｍ、厚さが２００ｍｍ程度の大径セグメント２２ａが用いられ、小さい外径のセグメントとして、例えば外径が５０８０ｍｍ、厚さが２００ｍｍ程度の小径セグメント２２ｂが用いられるようになっている。そして、本実施形態では、大径セグメント２２ａは、子シールド機１５と親シールド機１３とを一体化した状態での掘進時に、後胴部１２における親機スキンプレート１４（後胴部親機スキンプレート１４ｂ）の内部で組み立てられるようになっており（図１（ａ）参照）、小径セグメント２２ｂは、子シールド機１５のみでの掘進時に、後胴部１２における子機スキンプレート１６（後胴部子機スキンプレート１５ｂ及びテール部子機スキンプレート１６ｃ）の内部で組み立てられるようになっている（図２参照）。

本実施形態の親子シールド掘進機１０を構成する子シールド機１５は、公知の泥水式シールド掘進機と略同様の構成を備えている。すなわち、図１（ａ）及び図２に示すように、子シールド機１５の前胴部１１側に配置された前胴部子機スキンプレート１６ａの内部は、これの前部に設置した隔壁２７によって前後に区画されており、隔壁２７よりもカッターヘッド１７側の部分が、掘削土砂を泥水と共に充填して切羽面からの土圧に対抗させるための隔室１８となっている。また、前胴部子機スキンプレート１６ａの内部には、隔壁２７に支持させて、油圧又は電動のモータ、減速機、ギヤ等を備える回転駆動機構２８が設けられている。この回転駆動機構２８の駆動力によって、回転軸２９を介して支持されるカッターヘッド１７を回転させることにより、切羽面の切削を行うことができるようになっている。

カッターヘッド１７は、図１（ｂ）にも示すように、センタービット１７ａ、スポーク１７ｂ、面板１７ｃ、切削ずりの取込み口１７ｄ等を含む公知のもので、前胴部子機スキンプレート１６ａの先端開口を覆うようにして、これの前方に設けられている。またスポーク１７ｂや面板１７ｃには、多数のカッタービット１７ｅが固設されていると共に、スポーク１７ｂの先端には、径方向に進退可能なコピーカツター３０が、前胴部子機スキンプレート１６ａよりも外側に突出可能に設けられている。このコピーカツター３０を径方向に進退させることにより、カッターヘッド１７による切削径を拡大して、親シールド機１３の外径と略同じ掘削断面での掘削や、親シールド機１３の余掘り部分の掘削を行うことができるようになっている。またカッターヘッド１７による切削径を縮小して、子シールド機１５の外径と略同じ掘削断面での掘削や、子シールド機１５の余掘り部分の掘削を行うことができるようになっている。

また、前胴部子機スキンプレート１６ａの隔壁２７によって区画された後方部分には、隔室１８と連通接続する、掘削土砂の搬出装置１９としての送泥管３１及び排泥管３２が設けられており、これらの送泥管３１や排泥管３２は、後胴部子機スキンプレート１６ｂの内部を経て、後方の発進立坑（図示せず。）に向けて、組み立てられたセグメント２２ａ，２２ｂの内部まで延設している。

さらに、前胴部子機スキンプレート１６ａの隔壁２７によって区画された後方部分には、前胴部１１と後胴部１２とに跨って取り付けられる中折れジャッキ３３の一端部が、支持ブラケット３４ａを介して取り付けられていると共に、後胴部子機スキンプレート１６ｂに支持固定されたシールドジャッキ２０のシリンダ部２０ａの前部が、当該前胴部子機スキンプレート１６ａ側にはみ出すようにして配設されている。

後胴部子機スキンプレート１６ｂは、前胴部子機スキンプレート１６ａの後方に例えば１００ｍｍ程度の中折れ間隔部分ｓを保持して、前胴部子機スキンプレート１６ａに対して中折れ可能に連設されており、前胴部子機スキンプレート１６ａ及び後述するテール部子機スキンプレート１６ｃと共に子機スキンプレート１６を形成する。後胴部子機スキンプレート１６ｂには、これの先端部内側面に接合されて、球座プレート３５が、前胴部子機スキンプレート１６ａ側に突出して設けられている。この球座プレート３５の外周面を前胴部子機スキンプレート１６ａの後端部内側面に摺接させることにより、折れ曲がり可能な状態を保持しつつ、後胴部子機スキンプレート１６ｂの先端部と前胴部子機スキンプレート１６ａの後端部との間の中折れ間隔部分ｓを球座プレート３５によって埋めることができるようになっている。

また、後胴部子機スキンプレート１６ｂの内側には、中折れジャッキ３３の他端部が、支持ブラケット３４ｂを介して取り付けられていると共に、シールドジャッキ２０が、支持プレート３６によって支持されて取り付けられている。

さらに、後胴部子機スキンプレート１６ｂの内側には、これの内周面から支持されて、セグメント組立装置２１としてのエレクタや作業デッキ３７が、後述するテール部子機スキンプレート１６ｃが取り付けられる部分まで延設して設けられている。

なお、本実施形態によれば、子機スキンプレート１６を構成する前胴部子機スキンプレート１６ａ、後胴部子機スキンプレート１６ｂ、及びテール部子機スキンプレート１６ｃは、例えば肉厚が３６ｍｍ程度の円筒形状の鋼板からなり、小径セグメント２２ｂの外径よりも若干大きな、例えば５１４０ｍｍ程度の内径を備えると共に、例えば５２１２ｍｍ程度の外径を備えている。

本実施形態の親子シールド掘進機１０を構成する親シールド機１３は、親機スキンプレート１４によって構成され、これのカッターヘッド、隔室、掘削土砂の搬出装置、シールドジャッキ、セグメント組立装置等による推進機構は、子シールド機１５に設けられたカッターヘッド１７、隔室１８、掘削土砂の搬出装置１９、シールドジャッキ２０、セグメント組立装置２１等によって兼用されるようになっている。また、親機スキンプレート１４は、親子シールド掘進機１０の前胴部１１に配置される前胴部親機スキンプレート１４ａと、親子シールド掘進機１０の後胴部１２に配置される後胴部親機スキンプレート１４ｂとによって構成されている。

前胴部親機スキンプレート１４ａは、前胴部子機スキンプレート１６ａと同様に、例えば肉厚が３０ｍｍ程度の円筒形状の鋼板からなり、前胴部子機スキンプレート１６ａの外径よりも若干大きな、例えば５２７２ｍｍ程度の内径を備えると共に、例えば５３３２ｍｍ程度の外径を備えており、前胴部子機スキンプレート１６ａの外周面との間に例えば３０ｍｍ程度の間隔を保持した状態で、前胴部子機スキンプレート１６ａの外側に二重構造となるように同心円状に配置される。

また、本実施形態では、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとの間に介在して、周方向に延設する間隔保持リング３８が、親子シールド掘進機１０の軸方向に間隔をおいて複数設けられており、これらの間隔保持リング３８によって、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとの間には上述の例えば３０ｍｍ程度の間隔が保持されるようになっている。

さらに、本実施形態では、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａを貫通するようにして、後述する一体化保持アンカーピン２５が、これらの全体に分散配置されて複数箇所に配設されており、一体化保持アンカーピン２５をピン固定穴２３，２４（図３（ａ）参照）に嵌着することによって、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとを一体として押し出すことができる状態と、一体化保持アンカーピン２５を親機スキンプレート１４の外側の地盤に向けて押し出すことによって、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとを切り離し（図５参照）、当該前胴部子機スキンプレート１６ａのみを掘進方向に向けて押し出すことができる状態とを、切り替えることができるようになっている。

さらにまた、本実施形態では、前胴部１１の先端部には、図１のＢ部を図６に拡大して示すように、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとの間の隙間を埋めるようにして、例えばニトリルゴムからなる先端止水部品３９が取り付けられており、当該隙間を介した泥水や土砂の流入を防止できるようになっている。

なお、本実施形態では、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとの間に保持された例えば３０ｍｍ程度の間隔部分には、先端止水部品３９と間隔保持リング３８との間の部分、及び隣接する間隔保持リング３８の間の部分を充填するようにして、例えばグリース等からなる充填材が充填されている。これによって、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとを一体として押し出す際や、前胴部子機スキンプレート１６ａのみを押し出す際に、これらの間隔部分に泥水や土砂が流入するのを、さらに効果的に防止することができるようになっている。

ここで、グリース等の充填材は、例えば前胴部子機スキンプレート１６ａの内周面の適宜位置に取り付けた充填材圧入金物４０（図１参照）に圧入管を接続し、当該充填材圧入金物４０を介して充填材を圧入することにより、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとの間隔部分に容易に充填することが可能である。また前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとが一体化された状態から、一体化保持アンカーピン２５を外側に押し出して前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとを切り離す際に、充填材圧入金物４０を介して充填材の充填圧力を加えることにより、一体化されていた前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとを効果的に縁切りさせて、前胴部子機スキンプレート１６ａを前胴部親機スキンプレート１４ａからスムーズに切り離して前進させることができるようになっている。

また、本実施形態では、前胴部親機スキンプレート１４ａの上部には、図１（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、子機スキンプレート１６の後述するテール部子機スキンプレート１６ｃの外周部分に外側に突出して取り付けられた同時裏込注入装置５０（図２、図１７参照）を、子シールド機１５の発進時に通過させる切欠き通過溝４１が、前胴部親機スキンプレート１４ａの軸方向の全長に亘って延設して２箇所に形成されている。

切欠き通過溝４１は、例えば５２０ｍｍ程度の幅で直線状に切欠き形成されており、またこの切欠き通過溝４１の全体を外側から覆うようにして、断面が等脚台形状の鋼製の通過溝カバー体４２が、その脚部を切欠き通過溝４１の両側縁部に溶着固定して取り付けられている（図８（ａ）参照）。さらに、通過溝カバー体４２の先端部には、フラップ式蓋部材４３が開閉可能にヒンジ接合されて取り付けられていると共に、フラップ式蓋部材４３の直後の部分には、例えば硬質ウレタンからなる止水充填材４４が、通過溝カバー体４２の内側を埋めるようにして設けられている（図８（ｂ）参照）。

そして、親シールド機１３から子シールド機１５を発進させてテール部子機スキンプレート１６ｃに取り付けた同時裏込注入装置５０を通過させる前の状態では、フラップ式蓋部材４３及び止水充填材４４は、通過溝カバー体４２の先端部を閉塞して、土砂や泥水が通過溝カバー体４２及び切欠き通過溝４１を介して親機スキンプレート１４の内部に流入するのを防止する。また、図１０（ａ）に示すように、テール部子機スキンプレート１６ｃに取り付けた子機同時裏込注入装置５０が切欠き通過溝４１を通過する際には、この同時裏込注入装置５０が前進して通過溝カバー体４２の先端部に至ると、止水充填材４４は破壊されると共に、フラップ式蓋部材４３は後方から押し上げられるようにして回転しつつ通過溝カバー体４２の先端部を開放することにより、同時裏込注入装置５０をスムーズに通過させることができるようになっている（図１６，図１７参照）。

一方、前胴部親機スキンプレート１４ａの後方に例えば１００ｍｍ程度の中折れ間隔部分ｓを保持して、前胴部親機スキンプレート１４ａに対して中折れ可能に連設する後胴部親機スキンプレート１４ｂは、前胴部親機スキンプレート１４ａと同様に、例えば肉厚が３６ｍｍ程度の円筒形状の鋼板からなり、後胴部子機スキンプレート１６ｂの外径よりも若干大きな、例えば５２６０ｍｍ程度の内径を備えると共に、例えば５３３２ｍｍ程度の外径を備えており、後胴部子機スキンプレート１６ｂの外周面との間に例えば２４ｍｍ程度の間隔を保持した状態で、後胴部子機スキンプレート１６ｂの外側に二重構造となるように同心円状に配置される。また後胴部親機スキンプレート１４ｂは、図１（ａ）に示すように、後胴部子機スキンプレート１６ｂよりも、例えば３８００ｍｍ程度長く後方に延設されている。これによって、当該延設部分の内側に、後胴部親機スキンプレート１４ｂの内周面に沿って大径セグメント２２ａを設置するための作業空間が確保されることになり、この作業空間には、後胴部子機スキンプレート１６ｂの内周面から支持されたエレクタ２１や作業デッキ３７が延設配置されることになる。

また、本実施形態では、後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとの間に介在して、周方向に延設する間隔保持リング３８が、親子シールド掘進機１０の軸方向に間隔をおいて複数設けられており、これらの間隔保持リング３８によって、後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとの間には、上述の例えば２４ｍｍ程度の間隔が保持されるようになっている。

さらに、本実施形態では、後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂを貫通するようにして、後述する一体化保持アンカーピン２５が、後胴部子機スキンプレート１６ｂの全体に分散配置されて複数箇所に取付けられており、一体化保持アンカーピン２５をピン固定穴２３，２４（図３（ａ）参照）に嵌着することによって、後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとを一体として押し出すことができる状態と、一体化保持アンカーピン２５を親機スキンプレート１４の外側の地盤に向けて押し出すことによって、後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとを切り離し（図５参照）、当該後胴部子機スキンプレート１６ｂのみを押し出すことができる状態とを、切り替えることができるようになっている。

さらにまた、本実施形態では、後胴部子機スキンプレート１６ｂの後端部には、図１のＣ部を図７に拡大して示すように、後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとの間の隙間を埋めるようにして、例えばニトリルゴム等からなる機内止水部品４５が取り付けられており、当該隙間を介した機内から後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとの間の間隔部分への水の流入を防止できるようになっている。

なお、本実施形態では、後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとの間に保持された間隔部分には、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとの間の間隔部分と同様に、隣接する間隔保持リング３８の間の部分や間隔保持リング３８と機内止水部品４５との間の部分を充填するようにして、例えばグリース等からなる充填材が充填されている。

また、本実施形態では、後胴部親機スキンプレート１４ｂの上部には、前胴部親機スキンプレート１４ａに設けられた切欠き通過溝４１や通過溝カバー体４２の延長上に配置されて、後続して設置された大径セグメント２２ａの外周部分の地山に裏込注入材を注入充填するための親機同時裏込注入装置４６が、その防護カバー４８を後胴部親機スキンプレート１４ｂの軸方向の略全長に亘って延設させて２箇所に設けられている。親機同時裏込注入装置４６は、図９（ａ）にも示すように、後胴部親機スキンプレート１４ｂの外周面に沿って配置される裏込注入配管４７と、配置された裏込注入配管４７を覆うようにして後胴部親機スキンプレート１４ｂの外周面から外側に突出して設けられる防護カバー４８とからなる。

裏込注入配管４７は、図１では図示を省略しているが、例えば子シールド機１５の内部から後方に延設し、後胴部子機スキンプレート１６ｂよりも後方の部分において、後胴部親機スキンプレート１４ｂを内側から貫通してこれの外周面に至り、防護カバー４８の中空内部を経て後方に延設することにより、その後端吐出口が、後胴部親機スキンプレート１４ｂの後端から後方に向けて開口するように配設されている。これによって、子シールド機１５と親シールド機１３とが一体化した親子シールド掘進機１０の掘進時に、後胴部親機スキンプレート１４ｂの前進に伴って、当該裏込注入配管４７を介して、これの後方に残置される大径セグメント２２ａの周囲の余掘り等によって乱された地盤に、略同時に裏込め材を注入することが可能になり、当該大径セグメント２２ａの周囲の余掘り等によって乱された地盤を迅速且つ容易に安定させることが可能になる。

防護カバー４８は、断面が等脚台形状の鋼製のカバー体であって、その脚部を後胴部親機スキンプレート１４ｂの外周面に溶着固定して取り付けられている（図９（ａ）参照）。また、本実施形態では、防護カバー４８は、これの先端部を、例えば折れ曲り可能な可撓性を有する、好ましくは蛇腹状の可撓性カバー体（図示せず）を介して、前胴部親機スキンプレート１４ａに設けられた通過溝カバー体４２の後端部と連続して設けられている。これによって、前胴部親機スキンプレート１４ａと後胴部親機スキンプレート１４ｂとの間の中折れ間隔部分ｓから、防護カバー４８の先端部や通過溝カバー体４２の後端部を介して、これらの内部へ土砂等が流入するのを効果的に回避できるようになっている。さらに、防護カバー４８の後端部は、裏込注入配管４７の後端吐出口を開口状態で支持する閉塞蓋（図示せず）によって閉塞されており、この閉塞蓋によって、防護カバー４８の内部への土砂等の流入を効果的に回避できるようになっている。

ここで、本実施形態では、後胴部親機スキンプレート１４ｂの中間部から先端縁部に至る領域における、後述するテール部子機スキンプレート１６ｃが重ねて配置される部分については（図１５，図１６参照）、当該テール部子機スキンプレート１６ｃを設置するのに先立って、図９（ｂ）に示すように、親機同時裏込注入装置４６の裏込注入配管４７と、後胴部親機スキンプレート１４ｂの防護カバー４８の脚部によって挟まれる部分とが、撤去されるようになっている。これによって、防護カバー４８の脚部によって挟まれる部分の後胴部親機スキンプレート１４ｂには、後胴部通過溝４９が、防護カバー４８によって覆われた状態で形成されることになる。この後胴部通過溝４９を介して、図１０（ｂ）に示すように、テール部子機スキンプレート１６ｃの外周面に取り付けられた、裏込注入配管５１と防護カバー５２とからなる子機同時裏込注入装置５０を、後胴部親機スキンプレート１４ｂの外側に突出させた状態で配置することができるようになっていると共に、配置した子機同時裏込注入装置５０を後胴部通過溝４９に沿って前進させることができるようになっている。

また、本実施形態では、後胴部親機スキンプレート１４ｂの後端部分には、図１（ａ）に示すように、これの内周面に沿って配置されて、可撓性を有するリング状のテールシール６４が、軸方向に間隔をおいて３体取り付けられている。テールシール６４は、シールド掘進機に取り付けて用いられる公知のものであり、親子シールド掘進機１０の前進に伴って、後胴部親機スキンプレート１４ｂの後端部分で残置される大径セグメント２２ａの外周面にその内側縁部を摺接させることにより、大径セグメント２２ａと後胴部親機スキンプレート１４ｂとの間の隙間を閉塞して、これらの隙間から土砂や水が親子シールド掘進機１０の内部に侵入するのを防止する。

そして、本実施形態の親子シールド掘進機１０によれば、子シールド機１５と親シールド機１３とを一体として掘進して行く際のこれらのシールド機１５，１３の一体化は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、子機スキンプレート１６の前胴部子機スキンプレート１６ａや後胴部子機スキンプレート１６ｂに形成した複数の子機側ピン固定穴２３と、親機スキンプレート１４の前胴部親機スキンプレート１４ａや後胴部親機スキンプレート１４ｂに形成した複数の親機側ピン固定穴２４とを各々合致させて、一体化保持アンカーピン２５を嵌着固定することによってなされている。

すなわち、本実施形態では、子機スキンプレート１６（前胴部子機スキンプレート１６ａ又は後胴部子機スキンプレート１６ｂ）には、複数の子機側ピン固定穴２３が、例えば１８０ｍｍ程度の外径を有するドーナツ形状の固定穴補強金物５３によって補強されて、例えば８０ｍｍ程度の内径を有するように開口形成されている。また、親機スキンプレート１４（前胴部親機スキンプレート１４ａ又は後胴部親機スキンプレート１４ｂ）には、子機側ピン固定穴２３と対応する位置に、複数の親機側ピン固定穴２４が、例えば１８０ｍｍ程度の外径を有するドーナツ形状の固定穴補強金物５４によって補強されて、例えば８０ｍｍ程度の内径を有するように開口形成されている。

合致させた子機側ピン固定穴２３と親機側ピン固定穴２４に嵌着される一体化保持アンカーピン２５は、例えば８０ｍｍ程度の外径を有すると共に、子機側ピン固定穴２３と親機側ピン固定穴２４とに跨って嵌着可能な例えば１６５ｍｍ程度の長さを有する略円柱形状の金属製の部材である。また、一体化アンカー保持ピン２５は、その押出し方向後端側の部分が、子シールド機１５を親シールド機１３から切り離すべく子機側ピン固定穴２３から外れるまで外側に向けて押し出された際に、親機側ピン固定穴２４に定着される後端側定着部２５ａを構成しており、この後端側定着部２５ａよりも押出し方向先端側の、親機側ピン固定穴２４よりもさらに外側に突出する部分が、先端側アンカー部２５ｂを構成することになる（図５参照）。

また、本実施形態では、一体化保持アンカーピン２５は、合致させた子機側ピン固定穴２３及び親機側ピン固定穴２４に嵌着固定された状態では、子機側ピン固定穴２３の内周面との間、及び親機側ピン固定穴２４の内周面との間に止水用のＯリング５７を介在させてピン固定穴２３，２４に嵌着されており、これによって、一体化保持アンカーピン２５とピン固定穴２３，２４との間の隙間から子機スキンプレート１６の内側に水が流入するのを、強固に防止することができるようになっている。

さらに、本実施形態では、一体化保持アンカーピン２５の押出し方向後端部の側面には、プレート係止切欠き５８が、中心側に食い込むようにして凹状に切り欠き形成されており、このプレート係止切欠き５８に矩形平板形状のキープレート５９の側部を嵌め込むようにして係合させつつ、固定ボルト６０を介してキープレート５９を固定穴補強金物５３の内側端面に締着固定することにより、ピン固定穴２３，２４に一体化保持ピン２５が嵌着した状態を、強固に保持固定することができるようになっている。また子機スキンプレート１６を親機スキンプレート１４から切り離す際には、固定ボルト６０を取り外すと共に、キープレート５９をプレート係止切欠き５８から取り外すことにより、一体化保持アンカーピン２５を、ピン固定穴２３，２４に沿って親機スキンプレート１４の外側の地盤に向けてスライド押出し可能な状態とすることができるようになっている。

そして、本実施形態では、子シールド機１５を親シールド機１３から切り離す際には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、例えば押出しジャッキ７０を用いて、一体化保持アンカーピン２５を子機側ピン固定穴２３から外れるように親機スキンプレート１４の外側に向けて押し出すことにより、後端側定着部２５ａを親機ピン固定穴２４に定着させると共に、先端側アンカー部２５ｂを親機スキンプレート１４の外側の地盤に食い込むように突出させて、アンカー機能を発揮させることができるようになっている（図５参照）。

ここで、押出しジャッキ７０としては、例えばリンダー部７１とピストン部７２とからなる油圧式のジャッキを用いることができ、この押出しジャッキ７０は、例えば固定穴補強金物５３の内側端面に溶接等によって着脱可能に取り付けられた支持ブラケット７４に支持固定されて、ピストン部７２の先端に設けた押圧部７３を一体化保持アンカーピン２５の後端側端面に対向させた状態で、子機スキンプレート１６の内側に着脱可能に取り付けられる。

また、本実施形態では、押出しジャッキ７０によって一体化保持アンカーピン２５を押し出す際に、押出しジャッキ７０の押圧部７３と一体化保持アンカーピン２５の後端側端面との間に介在して、止水ピン７５が配設されるようになっている。止水ピン７５は、一体化保持アンカーピン２５と同様に、例えば８０ｍｍ程度の外径を有すると共に、固定穴補強金物５３に形成された子機側ピン固定穴２３の長さよりも僅かに長い、例えば１１０ｍｍ程度の長さを有する略円柱形状の金属製の部材である。また止水ピン７５の押出し方向後端部の側面には、プレート係止切欠き７６が、中心側に食い込むようにして凹状に切り欠き形成されている。

押出しジャッキ７０によって一体化保持アンカーピン２５を押し出すには、図４（ａ）に示すように、キープレート５９をプレート係止切欠き５８から取り外して、一体化保持アンカーピン２５をピン固定穴２３，２４に沿ってスライド押出し可能な状態とした後に、支持ブラケット７４を介して押出しジャッキ７０を、その押圧部７３を一体化保持アンカーピン２５の後端側端面に対向させた状態で取り付ける共に、押圧部７３と一体化保持アンカーピン２５の後端側端面との間に止水ピン７５をセットする。

しかる後に、図４（ｂ）に示すように、押出しジャッキ７０のピストン部７２を伸長することにより、一体化保持アンカーピン２５は止水ピン７５と共に親機スキンプレート１４の外側に向って押し出されて、一体化保持アンカーピン２５の後端側定着部２５ａは、子機側ピン固定穴２３から外れて親機側ピン固定穴２４に定着すると共に、先端側アンカー部２５ｂは、親機スキンプレート１４の外側の地盤に食い込むように突出してアンカー機能を発揮することになる。また、後端側定着部２５ａに後続する止水ピン７５は、一体化保持アンカーピン２５が外れた後の子機側ピン固定穴２３に嵌着されることになる。

さらに、図５に示すように、子機側ピン固定穴２３に嵌着された止水ピン７５に対して、これのプレート係止切欠き７６に上述の一体化保持アンカーピン２５で用いた矩形平板形状のキープレート５９の側部を嵌め込むようにして係合させ、係合させたキープレート５９を固定ボルト６０を介して固定穴補強金物５３の内側端面に締着固定することにより、ピン固定穴２３に止水ピン７５が嵌着した状態を強固に保持する。これらによって、一体化保持アンカーピン２５による親機スキンプレート１４に対するアンカー機能を発揮させた状態で、子シールド機１５の子機スキンプレート１６を、親シールド機１３の親機スキンプレート１４から前進可能に切り離すことが可能になる。

そして、上述の構成を有する本実施形態の中折れ式親子シールド掘進機１０によれば、図１１〜図１７に示す以下の工程にしたがって、子シールド機１５と親シールド機１３とを一体化した状態で地中の所定の位置まで掘進した後に、子シールド機１５を親シールド機１３から切り離して、親シールド機１３を地中に残置したまま子シールド機１５を発進させることができるようになっている。

すなわち、図１１に示すように、地中の所定の位置として、大径セグメント２２ａから小径セグメント２２ｂに切り替える位置まで、後方に大径セグメント２２ａを連設配置しつつ子シールド機１５と親シールド機１３とが一体化した状態で中折れ式親子シールド掘進機１０を掘進させたら、掘進作業を中断して、カッターヘッド１７のコピーカツター３０を後退させることにより、カッターヘッド１７による切削径を縮径する。また、例えば親機スキンプレート１４や子機スキンプレート１６に開閉可能に設けた注入材吐出穴に注入材圧送パイプを接続し、注入材吐出穴を介して公知の地盤注入材を注入して固化させることにより、親機スキンプレート１４の周囲の地盤を安定させる。

次に、図１２に示すように、前胴部１１において、前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとを一体化する一体化保持アンカーピン２５を親機スキンプレート１４の外側に向って押し出し、その後端側定着部２５ａを親機側ピン固定穴２４に定着すると共に、先端側アンカー部２５ｂを外側の地盤に食い込ませてアンカー機能を発揮させることにより、前胴部親機スキンプレート１４ａを周囲の地盤に定着させる。また充填材圧入金物４０を介して前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとの間隔部分に充填材の充填圧力を加えることにより、一体化されていた前胴部親機スキンプレート１４ａと前胴部子機スキンプレート１６ａとを縁切りさせて、前胴部子機スキンプレート１６ａを前胴部親機スキンプレート１４ａから切り離し可能な状態とする。

しかる後に、前胴部親機スキンプレート１４ａを周囲の地盤に定着させたまま、前胴部１１における子シールド機１５（前胴部子機スキンプレート１６ａ）と、後胴部１２における後胴部親機スキンプレート１４ｂ及び後胴部子機スキンプレート１６ｂとを一体として、中折れ間隔部分ｓ（図１１参照）に相当する例えば１００ｍｍ程度の長さ分掘進させる。これによって、前胴部親機スキンプレート１４ａに対して後胴部親機スキンプレート１４ｂが、これの先端が前胴部親機スキンプレート１４ａの後端に当接するまで前進することになり、親機スキンプレート１４における中折れ間隔部分ｓが閉塞されることになる。

前胴部親機スキンプレート１４ａの後端と後胴部親機スキンプレート１４ｂの先端との間の親機スキンプレート１４の中折れ間隔部分ｓを閉塞したら、さらに、後胴部１２において、図１３に示すように、後胴部親機スプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとを一体化する一体化保持アンカーピン２５を親機スキンプレート１４の外側に向って押し出し、その後端側定着部２５ａを親機側ピン固定穴２４に定着すると共に、先端側アンカー部２５ｂを外側の地盤に食い込ませてアンカー機能を発揮させることにより、後胴部親機スキンプレート１４ｂを周囲の地盤に定着させる。また充填材圧入金物４０を介して後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとの間隔部分に充填材の充填圧力を加えることにより、一体化されていた後胴部親機スキンプレート１４ｂと後胴部子機スキンプレート１６ｂとを縁切りさせて、後胴部子機スキンプレート１６ｂを後胴部親機スキンプレート１４ｂから切り離し可能な状態とする。

これによって、前胴部子機スキンプレート１６ａ及び後胴部子機スキンプレート１６ｂは、何れも前胴部親機スキンプレート１４ａ及び後胴部親機スキンプレート１４ｂから切り離し可能な状態となるので、図１３に示すように、後胴部親機スキンプレート１４ｂの内部において、設置された大径セグメント２２ａの先端との間にスペーサ６３を組み立てて介在させつつ、シールドジャッキ２０を伸長して、前胴部親機スキンプレート１４ａ及び後胴部親機スキンプレート１４ｂを周囲の地盤に定着させたまま、子機スキンプレート１６（前胴部子機スキンプレート１６ａ及び後胴部子機スキンプレート１６ｂ）のみを前進させつつ、子シールド機１５を掘進させてゆくことが可能になる。

シールドジャッキ２０が全伸するまで子シールド機１５を掘進させたら、シールドジャッキ２０を収縮させると共に、親機スキンプレート１４の後部に位置する後胴部親機スキンプレート１４ｂの内部において、後胴部子機スキンプレート１６ｂの後方にテール部子機スキンプレート１６ｃを接合一体化する作業を行う。

後胴部子機スキンプレート１６ｂの後方にテール部子機スキンプレート１６ｃを接合一体化するには、図１４に示すように、後胴部親機スキンプレート１４ｂの内部において、スペーサ６３が解体撤去される。また後胴部親機スキンプレート１４ｂの、中間部から前胴部親機スキンプレート１４ａの後端に接合された先端縁部に至る領域における、テール部子機スキンプレート１６ｃが重ねて配置される部分については、親機同時裏込注入装置４６の裏込注入配管４７と、後胴部親機スキンプレート１４ｂの防護カバー４８の脚部によって挟まれる部分とが撤去されて、後胴部通過溝４９が形成される（図７（ａ），（ｂ）参照）。

また、図１５に示すように、シールドジャッキ２０を径方向内側に僅かに移設して、当該シールドジャッキ２０と後胴部親機スキンプレート１４ｂの内周面との間に、テール部子機スキンプレート１６ｃの先端部を後胴部親機スキンプレート１４ｂの内側に沿って差し込むためのスペースを形成した後に、形成したスペースに当該先端部を差し込みつつテール部子機スキンプレート１６ｃを後胴部親機スキンプレート１４ｂの内周面に沿って組み立てる。また差し込んだテール部子機スキンプレート１６ｃの先端を後胴部子機スキンプレート１６ｂの後端に溶接等によって接合することによって、テール部子機スキンプレート１６ｃと後胴部子機スキンプレート１６ｂとを一体化する。さらに、後胴部子機スキンプレート１６ｂの後端部に取り付けられていた機内止水部品４５（図１４参照）を撤去する。

ここで、テール部子機スキンプレート１６ｃは、後胴部子機スキンプレート１６ｂと同様に、例えば肉厚が３６ｍｍ程度の円筒形状の鋼板からなり、小径セグメント２２ｂの外径よりも若干大きな、例えば５１４０ｍｍ程度の内径を備えると共に、例えば５２１２ｍｍ程度の外径を備えており、後胴部子機スキンプレート１６ｂの後方に、例えば３７００ｍｍの長さで延設して取り付けられる。

また、テール部子機スキンプレート１６ｃには、これの上部における、後胴部親機スキンプレート１４ｂの上部に設けられた親機同時裏込注入装置４６や、前胴部親機スキンプレート１４ａの上部に設けられた切欠き通過溝４１及び通過溝カバー体４２と対応する位置に、図２及び図１０（ａ），（ｂ）にも示すように、親機同時裏込注入装置４６と同様の構成を有する、裏込注入配管５１と防護カバー５２とからなる子機同時裏込注入装置５０が、テール部子機スキンプレート１６ｃの外周面に沿って軸方向に延設して２箇所に設けられている。さらに、テール部子機スキンプレート１６ｃの後端部分には、これの内周面に沿って配置されて、可撓性を有するリング状のテールシール６４が、軸方向に間隔をおいて３体取り付けられている。

そして、テール部子機スキンプレート１６ｃは、子機同時裏込注入装置５０を、切欠き通過溝４１や後胴部通過溝４９を介して、前胴部親機スキンプレート１４ａや後胴部親機スキンプレート１４ｂの外側に突出させると共に、当該子機同時裏込注入装置５０を通過溝カバー体４２や防護カバー５２の内側に配置した状態で（図１０（ａ），（ｂ）参照）、後胴部子機スキンプレート１６ｂの後方に配設され、これの先端を後胴部子機スキンプレート１６ｂの後端に溶着固定することにより、後胴部子機スキンプレート１６ｂと一体となって、前胴部子機スキンプレート１６ａに対して中折れ可能な子シールド機１５の後胴部を構成することになる。

テール部子機スキンプレート１６ｃを後胴部子機スキンプレート１６ｂの後方に接合一体化したら、図１６に示すように、テール部子機スキンプレート１６ｃの内部における作業として、後胴部親機スキンプレート１４ｂの内部に設置された大径セグメント２２ａの前方に連設して、小径セグメント２２ｂを組み立てる。このような小径セグメント２２ｂの組み立て作業は、テール部子機スキンプレート１６ｃの内部に延設して設けられたエレクタ２１や作業デッキ３７を用いて容易に行うことができる。

小径セグメント２２ｂを、収縮したシールドジャッキ２０の直後の部分まで連設して組み立てたら、図１７に示すように、組み立てた小径セグメント２２ｂから反力をとって、シールドジャッキ２０を伸長しつつ子シールド機１５を掘進させてゆくことにより、子シールド機１５を、地中に残置した親機スキンプレート１４から発進させる。

ここで、子シールド機１５を発進させて、子機スキンプレート１６を親機スキンプレート１４に対して前進させてゆく際に、テール部子機スキンプレート１６ｃの外周面から突出して設けられた子機同時裏込注入装置５０は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、後胴部親機スキンプレート１４ｂの防護カバー４８によって覆われた後胴部通過溝４９や、前胴部親機スキンプレート１４ａの通過溝カバー体４２によって覆われた切欠き通過溝４１に沿って移動することにより、後胴部親機スキンプレート１４ｂや前胴部親機スキンプレート１４ａと緩衝することなく前進することが可能になる。また子機同時裏込注入装置５０の先端が通過溝カバー体４２の先端部分に至ると、当該先端部分に設けられたフラップ式蓋部材４３を後方から押し上げるようにして回転させつつ通過溝カバー体４２の先端部を開放させて、子機同時裏込注入装置５０を前胴部親機スキンプレート１４ａの先端部分からこれの前方に向けてスムーズに通過させてゆくことが可能になる（図１７参照）。

上述のようにして、子シールド機１５を親シールド機１３から発進させたら、図２に示すように、子シールド機１５のみの掘進によって、公知のシールド工法と同様の作業工程にしたがって、大径セグメント２２ａよりも外径が小さな小径セグメント２２ｂによるシールドトンネルが、順次構築されてゆくことになる。

そして、上述の構成を備える本実施形態の親子シールド掘進機１０の地中発進方法によれば、子シールド機１５のみでの掘進時においても、子機スキンプレート１６（テール部子機スキンプレート１６ｃ）の外周面に取り付けた子機同時裏込注入装置５０から、直後に設置された小径セグメント２２ｂの外周部分の地盤へ裏込材を注入することが可能になる。

すなわち、本実施形態の親子シールド掘進機１０の発進方法によれば、子シールド機１５を親シールド機１３から発進させるのに先立って、親機スキンプレート１４の少なくともテール部子機スキンプレート１６ｃが重ねて配置される部分から先端部まで連続して、子機同時裏込注入装置５０が通過可能な通過溝４１，４９（図１０（ａ），（ｂ）参照）が形成されるようになっており、これらの通過溝４１，４９を介して子機同時裏込注入装置５０を親機スキンプレート１４の外側に突出可能な状態で、テール部子機スキンプレート１６ｃが、親機スキンプレート１４の後部の内側に重ねて取り付けられるようになっており（図１５参照）、子シールド機１５の発進時には、子機同時裏込注入装置５０を、親機スキンプレート１４の先端から外れるまで通過溝４１，４９に沿ってスライド移動させるようになっている（図１６，図１７参照）。

したがって、親シールド機１３と子シールド機１５の外径の差が小さくても、子シールド機１５の子機スキンプレート１６の外周面に、親機スキンプレート１４と緩衝させることなく、子機同時裏込注入装置５０を通過溝４１，４９に臨ませながら取り付けることができると共に、子機同時裏込注入装置５０を通過溝４１，４９に沿って前方にスライド移動させることが可能になるので、親シールド機１３から発進させた後の子シールド機１５のみでの掘進時においても、直後に設置された小径セグメント２２ｂの外周部分の地盤へ、子機同時裏込注入装置５０から裏込材を容易に注入してゆくことが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明の地中発進方法が適用される親子シールド掘進機は、泥水式のシールド掘進機である必要は必ずしも無く、土圧式のシールド掘進機等、その他の形式の親子シールド掘進機であっても良い。また、中折れジャッキを備えていない中折れ形式以外の親子シールド掘進機であっても良い。さらに、テール部子機スキンプレートの外周面に取り付けられる子機同時裏込注入装置は、裏込注入配管を覆う防護カバーが設けられていなくても良い。

（ａ）は本発明の好ましい一実施形態に係る発進方法が適用される親子シールド掘進機の構成を説明する縦断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る発進方法が適用される親子シールド掘進機の、子シールド機のみで掘進させる状態を説明する縦断面図である。 （ａ）は図１（ａ）のＡ部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）を上方から見た上面図、（ｃ）は一体化保持ピンを取り外した状態の図１（ａ）のＡ部拡大断面図である。 （ａ），（ｂ）は、一体化保持ピンを親機スキンプレートの外側に向けて押し出す状況を説明する断面図である。 一体化保持ピンが親機スキンプレートの外側に向けて押し出されて、子機スキンプレートが親機スキンプレートから切り離し可能な状態を説明する断面図である。 図１（ａ）のＢ部拡大断面図である。 図１（ａ）のＣ部拡大断面図である。 （ａ）は前胴部親機スキンプレートの上部に設けられた切欠き通過溝及び通過溝カバー体を説明する横断面図、（ｂ）は縦断面図である。 （ａ）は図１（ａ）のＤ−Ｄに沿った拡大断面図、（ｂ）は図１４のＤ’−Ｄ’に沿った拡大断面図である。 （ａ）は前胴部親機スキンプレートの上部に設けられた切欠き通過溝に沿って子機同時裏込注入装置を移動させる状況を説明する拡大断面図、（ｂ）は後胴部親機スキンプレートの上部に形成した後胴部通過溝に沿って子機同時裏込注入装置を移動させる状況を説明する拡大断面図である。 子シールド機を親シールド機から切り離して掘進させる工程を説明する略示縦断面図である。 子シールド機を親シールド機から切り離して掘進させる工程を説明する略示縦断面図である。 子シールド機を親シールド機から切り離して掘進させる工程を説明する略示縦断面図である。 子シールド機を親シールド機から切り離して掘進させる工程を説明する略示縦断面図である。 子シールド機を親シールド機から切り離して掘進させる工程を説明する略示縦断面図である。 子シールド機を親シールド機から切り離して掘進させる工程を説明する略示縦断面図である。 子シールド機を親シールド機から切り離して掘進させる工程を説明する略示縦断面図である。

符号の説明

１０ 親子シールド掘進機
１１ 前胴部
１２ 後胴部
１３ 親シールド機
１４ 親機スキンプレート
１４ａ 前胴部親機スキンプレート
１４ｂ 後胴部親機スキンプレート
１５ 子シールド機
１６ 子機スキンプレート
１６ａ 前胴部子機スキンプレート
１６ｂ 後胴部子機スキンプレート
１６ｃ テール部子機スキンプレート
１７ カッターヘッド
１８ 隔室
１９ 掘削土砂の搬出装置
２０ シールドジャッキ
２１ セグメント組立装置
２２ａ 大径セグメント
２２ｂ 小径セグメント
４１ 切欠き通過溝
４２ 通過溝防護カバー
４６ 親機同時裏込注入装置
４７ 裏込注入配管
４８ 防護カバー
４９ 後胴部通過溝
５０ 子機同時裏込注入装置
５１ 裏込注入配管
５２ 防護カバー

Claims (3)

1. 切削径を拡縮可能なカッターヘッド、隔室、掘削土砂の搬出装置、シールドジャッキ、及びセグメント組立装置を装備した子シールド機を、親シールド機の親機スキンプレートの内部に切り離し可能に同心状に配置し、前記子シールド機と前記親シールド機とを一体化した状態で、後続して設置されるセグメントの外周部分の地盤に裏込材を注入しつつ地中の所定の位置まで掘進した後に、前記子シールド機を前記親シールド機から切り離して、前記子シールド機のみで、後続して設置されるセグメントの外周部分の地盤に裏込材を注入しつつ掘進することにより、セグメントの外径が途中で変化するシールドトンネルを形成する親子シールド掘進機の地中発進方法であって、
   前記親シールド機の親機スキンプレートの外周面には、少なくとも軸方向の後端部から中間部分に亘って延設して、掘進に伴って裏込材を注入するための、裏込注入配管と防護カバーとを含む親機同時裏込注入装置が取り付けられており、
   前記子シールド機と前記親シールド機とが一体化した状態で前記地中の所定の位置に到達した後に、前記親機スキンプレートの後部の内側には、軸方向に延設する裏込注入配管を含む子機同時裏込注入装置が外周面に取り付けられたテール部子機スキンプレートが、子機スキンプレートの後端部に接合一体化されるようになっており、
   且つ、前記子シールド機を前記親シールド機から発進させるのに先立って、前記親機スキンプレートの少なくとも前記テール部子機スキンプレートが重ねて配置される部分から先端部まで連続して、前記子機同時裏込注入装置が通過可能な通過溝が形成されるようになっており、
   該通過溝を介して前記子機同時裏込注入装置を前記親機スキンプレートの外側に突出可能な状態で、前記テール部子機スキンプレートが、前記親機スキンプレートの後部の内側に重ねて取り付けられるようになっており、
   前記子シールド機の発進時には、前記子機同時裏込注入装置を、前記親機スキンプレートの先端から外れるまで前記通過溝に沿ってスライド移動させる親子シールド掘進機の地中発進方法。
2. 前記テール部子機スキンプレートと前記親機同時裏込注入装置とが重ねて配置される部分の前記通過溝は、前記地中の所定の位置に到達した後に、前記テール部子機スキンプレートが取り付けられるのに先立って、前記防護カバーの脚部によって挟まれる部分の前記親機スキンプレートを切り欠くことによって形成される請求項１に記載の親子シールド掘進機の地中発進方法。
3. 前記親機同時裏込注入装置よりも先端側に位置する部分の前記通過溝は、前記地中の所定の位置に到達するに先立って、通過溝防護カバーによって覆われた状態で予め形成された切欠き通過溝である請求項１又は２に記載の親子シールド掘進機の地中発進方法。

Images