JP6444259B2 - シールド掘進機、既設の管状体の撤去方法、既設の管状体の撤去および新しい管状体の敷設方法 - Google Patents

Description

本発明は、地中に設けられた既設の管状体を撤去するのに使用されるシールド掘進機、既設の管状体の撤去方法、既設の管状体の撤去および新しい管状体の敷設方法に関する。

従来、この種のシールド掘進機としては、例えば図８に示すように、地中に設けられた既設管１０１を撤去するとともに新設管路１０２を敷設するのに使用されるシールド掘進機１０３がある。このシールド掘進機１０３は、前部に、前面が開口した筒部１０４を有している。また、筒部１０４内には、既設管１０１の周囲の地盤を掘削するエキスカベータ１０５が設けられている。エキスカベータ１０５は、前後方向Ａ１に出退自在であるとともに径方向Ａ２に揺動自在であり管軸心周りの方向Ａ３に回動自在なホーアタッチメント１０７を有している。

また、シールド掘進機１０３の内部には、切断された既設管１０１の切断片とエキスカベータ１０５で掘削された土砂とを筒部１０４内からシールド掘進機１０３の後方へ搬送するスクリューコンベヤ１０８が設けられている。尚、シールド掘進機１０３の後部には、シールド掘進機１０３を推進させる複数の推進ジャッキ１０９が設けられている。

また、既設管１０１内には、既設管１０１を切断するための切断装置１１０が前後方向Ａ１に移動自在に設けられている。
これによると、推進ジャッキ１０９のラムを伸長してシールド掘進機１０３を所定距離だけ前進させ、既設管１０１の端部を前方からシールド掘進機１０３の筒部１０４内に入り込ませる。この状態で、シールド掘進機１０３の前進移動を停止し、その後、切断装置１１０を用いて既設管１０１の端部を切断するとともに、エキスカベータ１０５のホーアタッチメント１０７を各方向Ａ１〜Ａ３に動かして、切断された既設管１０１の周囲の地盤を掘削する。掘削によって発生した土砂および切断された既設管１０１の切断片はスクリューコンベヤ１０８でシールド掘進機１０３の後方へ搬送される。

その後、新たにシールド掘進機１０３の後方まで搬送されてきたセグメントピースを新設管路１０２の前端に継ぎ足して新設管路１０２を延長する。そして、再び、シールド掘進機１０３を所定距離だけ前進させることを繰り返す。

尚、上記のようなシールド掘進機は例えば下記特許文献１に記載されている。

特開平６−２８８１８０

しかしながら上記の従来形式では、例えば、地下水を多く含んだ地盤を掘削する場合等において、シールド掘進機１０３を停止した状態で、既設管１０１を切断したり或いは切断された既設管１０１の周囲の地盤をエキスカベータ１０５で掘削している際、地下水を含んだ泥状の流動性のある土砂が、スクリューコンベヤ１０８の搬送能力を越えて、不用意かつ大量に前方からシールド掘進機１０３の内部に流入し、シールド掘進機１０３の内部が泥状の土砂で埋まってしまう虞がある。特に、シールド掘進機１０３を停止した状態で、作業者がシールド掘進機１０３の内部に入って既設管１０１を切断する切断作業等を行う場合、上記のように泥状の土砂が大量に前方からシールド掘進機１０３の内部に流入すると、安全性が脅かされる。

本発明は、大量の土砂が不用意に掘進機本体の内部に流入するのを防止し、安全性を確保することができるシールド掘進機、既設の管状体の撤去方法、既設の管状体の撤去および新しい管状体の敷設方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、地中に設けられた既設の管状体を撤去するのに使用されるシールド掘進機であって、
掘進機本体は、前部に、前面が開口した筒部を有し、
筒部の前端部に掘削部材が設けられ、
筒部の内径が既設の管状体の外径よりも大きく、
掘進機本体の前進によって前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体の外周と筒部の内周との間をシールするシール部材が筒部の内周に設けられ、
シール部材は環状の弾性部材を有し、
弾性部材は、中央部分に貫通口を有するとともに、外周と内周との間の幅が径方向において拡縮自在であり、
シール部材の内径の中心が外径の中心に対して偏芯しており、
弾性部材が拡縮することで、シール部材は既設の管状体の外周と筒部の内周との間を開閉可能であるものである。

これによると、掘進機本体を前進させながら掘削部材で地盤を掘削する第１工程を行う。この際、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を開いて開口部を形成することにより、掘削部材で掘削された土砂が、開口部を通って掘進機本体内に流入し、掘進機本体の後方へ排出される。
尚、上記第１工程において、弾性部材の幅を径方向において縮小することにより、シール部材の内周を径方向外向きに変移させて、シール部材の内周と既設の管状体の外周との間を開いて開口部を形成することができる。

掘進機本体が所定距離だけ前進すると、掘進機本体を停止して掘削を一時中断し、掘進機本体の筒部内に入り込んだ既設の管状体を切断する第２工程を行う。この際、シール部材が既設の管状体の外周と筒部の内周との間を閉じて開口部を無くすことにより、既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間がシール部材でシールされる。これにより、第２工程中において、大量の土砂が不用意に掘進機本体の内部に流入するのを防止し、安全性を確保することができる。
尚、上記第２工程において、弾性部材の幅を径方向において拡大することにより、シール部材の内周を径方向内向きに変移させて、シール部材の内周と既設の管状体の外周との間を閉じて開口部を無くすことができる。

本第２発明におけるシールド掘進機は、シール部材の外径の中心は筒部の軸心および既設の管状体の軸心と同心であるものである。
本第３発明におけるシールド掘進機は、シール部材は既設の管状体の外周とシール部材の内周との間を開閉可能であり、
シール部材が既設の管状体の外周とシール部材の内周との間を開いた場合、開口部が既設の管状体の外周とシール部材の内周との間に形成されるものである。

これによると、掘進機本体を前進させながら掘削部材で地盤を掘削する第１工程を行う。この際、シール部材の内周と既設の管状体の外周との間を開いて開口部を形成することにより、掘削部材で掘削された土砂が、開口部を通って掘進機本体内に流入し、掘進機本体の後方へ排出される。

掘進機本体が所定距離だけ前進すると、掘進機本体を停止して掘削を一時中断し、掘進機本体の筒部内に入り込んだ既設の管状体を切断する第２工程を行う。この際、シール部材の内周と既設の管状体の外周との間を閉じて開口部を無くすことにより、既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間がシール部材でシールされる。これにより、第２工程中において、大量の土砂が不用意に掘進機本体の内部に流入するのを防止し、安全性を確保することができる。

本第４発明におけるシールド掘進機は、シール部材は開口部の面積を調節可能であるものである。
これによると、上記第１工程において、開口部の面積を縮小することにより、開口部を通って掘進機本体内に流入する土砂の量を減らすことができ、また、開口部の面積を拡大することにより、開口部を通って掘進機本体内に流入する土砂の量を増やすことができる。

このように、開口部の面積を調節することにより、開口部を通って掘進機本体内に流入する土砂の量を調節することができるため、第１工程中においても、大量の土砂が不用意に掘進機本体の内部に流入するのを防止し、安全性を確保することができる。

本第５発明におけるシールド掘進機は、開口部は、少なくとも、シール部材の下部の内周と既設の管状体の下部の外周との間に形成されるものである。
これによると、上記第１工程において、掘削部材で掘削された土砂は下方へ流れ落ち易いため、開口部をシール部材の下部の内周と既設の管状体の下部の外周との間に形成することで、流れ落ちる土砂を確実に開口部から掘進機本体内に流入させることができる。

本第６発明におけるシールド掘進機は、既設の管状体を撤去しながら新しい管状体を敷設するのに使用されるものである。
これによると、シールド掘進機を前進させて地盤を掘削しながら、既設の管状体の撤去と新しい管状体の敷設とを同時に行える。

本第７発明におけるシールド掘進機は、掘進機本体の筒部は内筒と外筒とを有する二重筒からなり、
内筒は掘進機本体に固定され、
外筒は周方向に回転自在であり、
掘削部材は外筒の前端部に設けられ、
シール部材は内筒の内周に設けられているものである。

これによると、上記第１工程において、掘進機本体を前進させながら掘進機本体の外筒を回転させることにより、外筒と共に掘削部材が回転し、掘削部材が地盤を掘削する。
また、第２工程において、掘進機本体の前進と外筒の回転とを停止させることにより、掘削部材の回転が停止し、掘削が一時中断される。

本第８発明は、掘進機本体は、前部に、前面が開口した筒部を有し、
筒部の前端部に掘削部材が設けられ、
筒部の内径が既設の管状体の外径よりも大きく、
掘進機本体の前進によって前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体の外周と筒部の内周との間をシールするシール部材が筒部内に設けられ、
シール部材は既設の管状体の外周と筒部の内周との間を開閉可能であるシールド掘進機を用いた既設の管状体の撤去方法であって、
掘進機本体を前進させながら掘削部材で地盤を掘削する第１工程と、
掘進機本体を停止し、筒部内に入り込んだ既設の管状体を切断する第２工程とを繰り返し、
第１工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を開いて開口部を形成し、掘削部材で掘削された土砂を、開口部から掘進機本体内に流入させて、掘進機本体の後方へ排出し、
第２工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を閉じて開口部を無くすものである。

本第９発明は、掘進機本体は、前部に、前面が開口した筒部を有し、
筒部の前端部に掘削部材が設けられ、
筒部の内径が既設の管状体の外径よりも大きく、
掘進機本体の前進によって前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体の外周と筒部の内周との間をシールするシール部材が筒部内に設けられ、
シール部材は既設の管状体の外周と筒部の内周との間を開閉可能であるシールド掘進機を用いた既設の管状体の撤去および新しい管状体の敷設方法であって、
掘進機本体を前進させながら掘削部材で地盤を掘削する第１工程と、
掘進機本体を停止し、前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体を切断する第２工程とを繰り返し、
第１工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を開いて開口部を形成し、掘削部材で掘削された土砂を、開口部から掘進機本体内に流入させて、掘進機本体の後方へ排出し、
第２工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を閉じて開口部を無くし、掘進機本体の後部において、新しい管状体を敷設するものである。

以上のように本発明によると、大量の土砂が不用意に掘進機本体の内部に流入するのを防止し、安全性を確保することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるシールド掘進機の断面図であり、第１工程を実施している様子を示す。 同、シールド掘進機の一部拡大断面図である。 図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。 図２におけるＹ−Ｙ矢視図である。 同、シールド掘進機のシール部材の断面図である。 同、シールド掘進機の断面図であり、第２工程を実施している様子を示す。 本発明の第２の実施の形態におけるシールド掘進機の断面図である。 従来のシールド掘進機の断面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は、既設の水道管２（既設の管状体の一例）を撤去しながら鞘管３（新しい管状体の一例）を敷設するのに使用されるシールド掘進機である。

水道管２は複数の管を接続してなり、各管は一端部に受口５を有するとともに他端部に挿し口（図示省略）を有している。尚、受口５はフランジ部７を有している。また、鞘管３は複数の円環状のセグメント１０を接続してなり、セグメント１０は複数の円弧状のセグメントピース１１（図６参照）を繋ぎ合わせることにより円環状に組み立てられる。

シールド掘進機１の掘進機本体１５は、円筒状の外殻１６と、外殻１６の前部に設けられた筒部１７とを有している。図２〜図４に示すように、筒部１７は内筒１８と外筒１９とを有する二重筒からなる。このうち、内筒１８は掘進機本体１５の外殻１６の前部に固定されている。尚、内筒１８の前部外周と外筒１９の前部内周との隙間は円環状のパッキン等の筒部シール体１２でシールされている。

また、外筒１９は周方向に回転自在であり、掘進機本体１５には外筒１９を回転させる回転駆動装置２０が備えられている。回転駆動装置２０は、掘進機本体１５に回転自在に保持された円環状の内歯車２１と、複数のモータ２２とを有している。モータ２２の回転駆動軸には駆動歯車２３が設けられ、駆動歯車２３が内歯車２１の内周の歯に歯合している。

内歯車２１は外筒１９の後端部に設けられている。外筒１９は、後部内周に、径方向内方へ突出する内鍔部２４を全周にわたり有している。内鍔部２４は軸受け２６により回転自在に支持されている。

外筒１９の前端部には複数の掘削ビット２８（掘削部材の一例）が設けられている。尚、内筒１８の内径は水道管２の外径（この場合はフランジ部７の外径）よりも大きい。また、内筒１８の軸心１８ａと外筒１９の軸心１９ａと水道管２の軸心２ａと鞘管３の軸心３ａとは同心である。

掘削ビット２８よりも後方で且つ内筒１８の前部内周には、シール部材３１が全周にわたり設けられている。図２〜図４に示すように、シール部材３１は、掘進機本体１５の前進によって前方から内筒１８内に入り込んだ水道管２の外周と内筒１８の内周との間をシールするものであり、内筒１８の内周に設けられた前後一対の円環状の外枠部３２ａ，３２ｂと、両外枠部３２ａ，３２ｂ間に固定された円環状の弾性部材３３とを有している。弾性部材３３の外周部は内筒１８の内周部に固着されている。

また、弾性部材３３は、中央部分に円形の貫通口４０を有するとともに、内部に中空部３４を有するゴム製の膨縮自在な部材であり、このため、図５に示すように、外周と内周との間の幅Ｗが径方向Ｄにおいて拡縮自在である。これにより、図２〜図４に示すように、シール部材３１の内周と水道管２の外周との間が開閉可能となり、シール部材３１の内周と水道管２の外周との間を開いて、シール部材３１の内周と水道管２の外周との間に開口部３５を形成することができる。尚、開口部３５は掘進機本体１５の前方と内筒１８の内部とに連通している。

尚、図５に示すように、掘進機本体１５内には、弾性部材３３の中空部３４内に空気を供給したり中空部３４内の空気を排出する給排気装置３６が設けられている。給排気装置３６は、弾性部材３３に接続された給気管３７および排気管３８と、エアコンプレッサ等の空気供給機３９と、給気弁５０および排気弁５１などを有している。

シール部材３１の内径Ｒ１の中心Ｃ１は外径Ｒ２の中心Ｃ２に対して下方に偏心しており、外径Ｒ２の中心Ｃ２が内筒１８の軸心１８ａと同心である。これにより、シール部材３１の中央の貫通口４０が水道管２に対して下方に偏心し、開口部３５は、少なくとも、シール部材３１の下部の内周と水道管２の下部の外周との間に形成される。

排気弁５１を閉じた状態で給気弁５０を開き、空気供給機３９を作動して空気を給気管３７からシール部材３１の中空部３４内に供給することにより、弾性部材３３が膨張し、開口部３５の面積が減少する。また、給気弁５０を閉じた状態で排気弁５１を開き、シール部材３１の中空部３４内の空気を排気管３８から外部に排出することにより、弾性部材３３が収縮し、開口部３５の面積が増大する。

図２，図３に示すように、掘進機本体１５には、掘削された土砂に散水する散水装置４２が設けられている。散水装置４２は、内筒１８の前端部に設けられた複数の散水ノズル４３と、各散水ノズル４３に水を供給する給水管５３とを有している。散水ノズル４３は、掘削ビット２８の後方で且つシール部材３１の前方に位置するとともに、内筒１８の上半周分の領域に形成されており、下半周分の領域には形成されていない。

図１に示すように、掘進機本体１５の後部には、掘進機本体１５を推進させる複数の推進ジャッキ４５が設けられている。これら推進ジャッキ４５は、外殻１６内の周方向における複数箇所に所定間隔おきに配置されており、伸縮自在なラム４６を有している。

掘進機本体１５内には運転操作盤４８が設けられている。運転操作盤４８を操作することにより、モータ２２、空気供給機３９、推進ジャッキ４５の作動および停止、給気弁５０、排気弁５１の開閉等が行われる。

水道管２内には、水道管２を切断するための切断装置５５が挿入されている。切断装置５５は、軸心方向に移動自在な台車部５６と、台車部５６に設けられた複数のカッター５７とを有している。

図１に示すように、鞘管３内には、レール５９上を軸心方向（前後方向）へ走行自在な土砂運搬用車両６０が設けられている。土砂運搬用車両６０は、土砂を貯留する貯留部６１と、土砂を吸引して貯留部６１に排出する吸引管６３とを有している。尚、吸引管６３には、可撓性を有するホース等が用いられている。

また、図６に示すように、６６は、鞘管３内において、レール５９上を軸心方向へ走行して複数のセグメントピース１１を運搬するためのセグメント運搬用車両である。セグメント運搬用車両６６は、複数のセグメントピース１１を繋ぎ合わせて円環状のセグメント１０を組み立て、このセグメント１０を鞘管３の先端部（前端部）に継ぎ足すエレクタ装置６７を備えている。

以下、上記構成における作用を説明する。
以下に示す第１工程と第２工程とを繰り返して、既設の水道管２を撤去しながら、撤去した位置で鞘管３を新たに敷設することができる。

第１工程において、図１，図２に示すように、推進ジャッキ４５のラム４６を伸長して、鞘管３の先端部を後方へ押圧することにより、その反力によって掘進機本体１５を前方へ推進させ、モータ２２を駆動させることにより、内歯車２１と共に外筒１９と掘削ビット２８とを回転させ、地盤８を掘削ビット２８で掘削する。これにより、掘進機本体１５が地盤８を掘削しながら前進し、相対的に、水道管２が前方から掘進機本体１５の内筒１８内に入り込む。

この際、掘削された土砂に各散水ノズル４３から散水Ｑを行うとともに、シール部材３１の中空部３４内の空気を排気管３８から外部に排出して、弾性部材３３を収縮することにより、弾性部材３３の幅Ｗを径方向Ｄにおいて縮小し、シール部材３１の内周と水道管２の外周との間を開いて開口部３５を形成する。このとき、図２，図４に示すように、シール部材３１の弾性部材３３の内周の上部が水道管２の外周の上部に圧接（当接）している。

上記散水Ｑにより、図１，図２に示すように、土砂Ｓは、泥状になって流動性を増し、下方へ流れ落ちて、確実に開口部３５から掘進機本体１５内に流入する。掘進機本体１５内に流入した土砂Ｓは、吸引管６３に吸引されて、掘進機本体１５の後方の土砂運搬用車両６０の貯留部６１に排出される。

このようにして掘進機本体１５が地盤８を掘削しながら所定距離だけ前進すると、次に、第２工程において、図６に示すように、散水ノズル４３からの散水Ｑを停止し、推進ジャッキ４５のラム４６を短縮するとともに、モータ２２を停止して外筒１９の回転を停止し、掘進機本体１５の移動を停止して掘削を一時中断する。尚、上記所定距離とはセグメント１０の幅Ｂ（図１参照）に相当する距離であり、ジャッキ４５のラム４６を短縮することにより、掘進機本体１５が停止した状態で、ラム４６と鞘管３の先端部との間に、１基分のセグメント１０の幅Ｂに相当するスペース６８が形成される。

そして、空気供給機３９を作動して空気をシール部材３１の中空部３４内に供給し、弾性部材３３を膨張させることにより、弾性部材３３の幅Ｗを径方向Ｄにおいて拡大し、シール部材３１の内周と水道管２の外周との間を閉じて開口部３５を無くす。これにより、水道管２の外周と内筒１８の内周との間が、シール部材３１によって、全周にわたりシールされる。

この状態で、作業者６９が、掘進機本体１５の内部において、切断装置５５のカッター５７で水道管２を切断する。これにより、第２工程中において、許容量を超えた大量の土砂が不用意に掘進機本体１５の内部に流入するのを防止し、安全性を確保することができる。

また、上記のような水道管２の切断作業を行っている際、第１工程において吸引した土砂を積載した土砂運搬用車両６０（図１参照）が鞘管３内を走行して土砂を坑外へ運搬し、入れ替わりに、図６に示すように、複数のセグメントピース１１を搭載したセグメント運搬用車両６６が鞘管３内を走行して掘進機本体１５の後部に到達する。

その後、作業者６９は、セグメント運搬用車両６６のエレクタ装置６７を使って、セグメントピース１１を繋ぎ合わせて円環状のセグメント１０を組み立て、図６の仮想線で示すように、このセグメント１０をスペース６８に設置して鞘管３の先端部に継ぎ足す。その後、上記水道管２の切断作業によって切断した水道管２の切断片７０を、空になったセグメント運搬用車両６６に積載し、セグメント運搬用車両６６が鞘管３内を走行して切断片７０を坑外へ運搬する。

その後、再び、上記第１工程に戻って、図１，図２に示すように、弾性部材３３を収縮して開口部３５を形成し、掘進機本体１５を前進させて、土砂Ｓを開口部３５から掘進機本体１５内に取り込み、さらに、図６に示した上記第２工程を行うことを繰り返す。これにより、順次、掘進機本体１５の前部において水道管２を切断して撤去しながら、水道管２を撤去した位置で、掘進機本体１５の後部においてセグメント１０を継ぎ足して鞘管３を新たに敷設することができる。尚、鞘管３を敷設した後、さらに新しい水道管（図示省略）が鞘管３内に敷設される。

また、上記第１工程において、図１〜図５に示すように、シール部材３１内の空気を排気管３８から外部に排出して弾性部材３３を収縮し、開口部３５を形成する際、空気の排出量を減らすことにより、開口部３５の面積が縮小し、開口部３５を通って掘進機本体１５内に流入する土砂Ｓの流入量を減らすことができる。また、空気の排出量を増やすことにより、開口部３５の面積が拡大し、開口部３５を通って掘進機本体１５内に流入する土砂Ｓの流入量を増やすことができる。

このように、開口部３５の面積を調節することにより、土砂Ｓの流入量を調節することができるため、第１工程中においても、許容量を超えた大量の土砂Ｓが不用意に掘進機本体１５の内部に流入するのを防止し、安全性を確保することができる。

尚、上記第１工程では、図２，図４に示すように、シール部材３１の弾性部材３３の内周部の上部を水道管２の外周部の上部に圧接（当接）した状態で、掘進機本体１５を前進させているが、水道管２のフランジ部７の外径が管本体部２ｂの外径よりも大きいので、シール部材３１がフランジ部７の前方から後方へ通過する際、弾性部材３３内の空気を排出して弾性部材３３の幅Ｗを収縮させ、シール部材３１の内径Ｒ１をフランジ部７の外径よりも拡大し、シール部材３１がフランジ部７の後方へ通過した後、弾性部材３３内に空気を供給して弾性部材３３の幅Ｗを膨張させ、シール部材３１の内径Ｒ１をフランジ部７の外径よりも縮小し、弾性部材３３の内周部の上部を水道管２の外周部の上部に圧接した状態に戻している。

また、上記第１工程では、弾性部材３３の内周上部を水道管２の外周上部に圧接した状態で、開口部３５を形成しているため、図４に示すように、開口部３５は、弾性部材３３の内周下部が広く、弾性部材３３の内周下部から上方になるにつれて次第に狭くなり、弾性部材３３の内周上部において閉じられている。これは、掘削されて散水された土砂Ｓが下方に流れ落ち易いため、少なくとも弾性部材３３の内周下部に開口部３５を形成しておけば、流れ落ちた土砂Ｓが確実に開口部３５を通って掘進機本体１５内に流入するからである。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、図２，図４，図５に示すように、シール部材３１の内径Ｒ１の中心Ｃ１が外径Ｒ２の中心Ｃ２に対して下方に偏心しているが、第２の実施の形態では、図７に示すように、シール部材３１の内径Ｒ１の中心Ｃ１と外径Ｒ２の中心Ｃ２とが一致し、弾性部材３３の幅Ｗが全周にわたり同一に設定されている。尚、シール部材３１の中心をＣと記載すると、シール部材３１の中心Ｃは掘進機本体１５の軸心１５ａと内筒１８の軸心１８ａと外筒１９の軸心１９ａとに一致している。

これによると、掘進機本体１５の軸心１５ａが水道管２の軸心２ａよりも下方にずれた位置で、掘進機本体１５を推進しながら掘削を行うことにより、シール部材３１の中心Ｃが水道管２の軸心２ａよりも下方に偏心し、弾性部材３３の内周上部を水道管２の外周上部に圧接した状態で、開口部３５を形成することができる。

上記各実施の形態では、図２〜図４に示すように、シール部材３１が水道管２の外周とシール部材３１の内周との間を開閉可能であり、水道管２の外周とシール部材３１の内周との間を開いて開口部３５を形成しているが、シール部材３１が掘進機本体１５の内筒１８の内周とシール部材３１の外周との間を開閉可能であり、掘進機本体１５の内筒１８の内周とシール部材３１の外周との間を開いて開口部３５を形成してもよい。

上記各実施の形態では、図４に示すように、シール部材３１の貫通口４０を円形に形成しているが、円形以外の形状、例えば上下方向に長い小判形や楕円形等であってもよい。また、シール部材３１の内周が全周にわたり水道管２の外周に圧接可能であれば、貫通口４０を多角形にしてもよい。

上記各実施の形態では、シールド掘進機１を、既設の水道管２を切断して撤去しながらセグメント１０を継ぎ足して鞘管３を新たに敷設する作業に用いたが、水道管２の撤去は行うが鞘管３の敷設は行わない作業に用いてもよい。

上記各実施の形態では、図４に示すように、開口部３５は、弾性部材３３の内周下部が広く、弾性部材３３の内周下部から上方になるにつれて次第に狭くなり、弾性部材３３の内周上部において閉じられている。しかしながら、開口部３５をシール部材３１の内周と水道管２の外周との間に全周にわたって形成してもよい。

上記各実施の形態では、既設の管状体の一例として水道管２を挙げ、新しい管状体の一例として鞘管３を挙げたが、これらの管２，３に限定されるものではない。

１ シールド掘進機
２ 水道管（既設の管状体）
３ 鞘管（新しい管状体）
８ 地盤
１５ 掘進機本体
１７ 筒部
１８ 内筒
１９ 外筒
２８ 掘削ビット（掘削部材）
３１ シール部材
３３ 弾性部材
３５ 開口部
Ｄ 径方向
Ｓ 土砂
Ｗ 弾性部材の幅

Claims (9)

1. 地中に設けられた既設の管状体を撤去するのに使用されるシールド掘進機であって、
   掘進機本体は、前部に、前面が開口した筒部を有し、
   筒部の前端部に掘削部材が設けられ、
   筒部の内径が既設の管状体の外径よりも大きく、
   掘進機本体の前進によって前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体の外周と筒部の内周との間をシールするシール部材が筒部の内周に設けられ、
   シール部材は環状の弾性部材を有し、
   弾性部材は、中央部分に貫通口を有するとともに、外周と内周との間の幅が径方向において拡縮自在であり、
   シール部材の内径の中心が外径の中心に対して偏芯しており、
   弾性部材が拡縮することで、シール部材は既設の管状体の外周と筒部の内周との間を開閉可能であることを特徴とするシールド掘進機。
2. シール部材の外径の中心は筒部の軸心および既設の管状体の軸心と同心であることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
3. シール部材は既設の管状体の外周とシール部材の内周との間を開閉可能であり、
   シール部材が既設の管状体の外周とシール部材の内周との間を開いた場合、開口部が既設の管状体の外周とシール部材の内周との間に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘進機。
4. シール部材は開口部の面積を調節可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシールド掘進機。
5. 開口部は、少なくとも、シール部材の下部の内周と既設の管状体の下部の外周との間に形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシールド掘進機。
6. 既設の管状体を撤去しながら新しい管状体を敷設するのに使用されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のシールド掘進機。
7. 掘進機本体の筒部は内筒と外筒とを有する二重筒からなり、
   内筒は掘進機本体に固定され、
   外筒は周方向に回転自在であり、
   掘削部材は外筒の前端部に設けられ、
   シール部材は内筒の内周に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のシールド掘進機。
8. 掘進機本体は、前部に、前面が開口した筒部を有し、
   筒部の前端部に掘削部材が設けられ、
   筒部の内径が既設の管状体の外径よりも大きく、
   掘進機本体の前進によって前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体の外周と筒部の内周との間をシールするシール部材が筒部内に設けられ、
   シール部材は既設の管状体の外周と筒部の内周との間を開閉可能であるシールド掘進機を用いた既設の管状体の撤去方法であって、
   掘進機本体を前進させながら掘削部材で地盤を掘削する第１工程と、
   掘進機本体を停止し、筒部内に入り込んだ既設の管状体を切断する第２工程とを繰り返し、
   第１工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を開いて開口部を形成し、掘削部材で掘削された土砂を、開口部から掘進機本体内に流入させて、掘進機本体の後方へ排出し、
   第２工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を閉じて開口部を無くすことを特徴とする既設の管状体の撤去方法。
9. 掘進機本体は、前部に、前面が開口した筒部を有し、
   筒部の前端部に掘削部材が設けられ、
   筒部の内径が既設の管状体の外径よりも大きく、
   掘進機本体の前進によって前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体の外周と筒部の内周との間をシールするシール部材が筒部内に設けられ、
   シール部材は既設の管状体の外周と筒部の内周との間を開閉可能であるシールド掘進機を用いた既設の管状体の撤去および新しい管状体の敷設方法であって、
   掘進機本体を前進させながら掘削部材で地盤を掘削する第１工程と、
   掘進機本体を停止し、前方から筒部内に入り込んだ既設の管状体を切断する第２工程とを繰り返し、
   第１工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を開いて開口部を形成し、掘削部材で掘削された土砂を、開口部から掘進機本体内に流入させて、掘進機本体の後方へ排出し、
   第２工程において、シール部材が既設の管状体の外周と掘進機本体の筒部の内周との間を閉じて開口部を無くし、掘進機本体の後部において、新しい管状体を敷設することを特徴とする既設の管状体の撤去および新しい管状体の敷設方法。

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