JP7333138B2 - シールド掘削機のローリング修正方法、シールド掘削機のローリング修正装置およびそれを用いたシールド掘削方法 - Google Patents

Description

本発明は、シールド掘削機のローリング修正方法、シールド掘削機のローリング修正装置およびそれを用いたシールド掘削方法に関するものである。

シールド工法は、シールド掘削機によって地盤を掘削することで掘削孔を形成するとともに、その掘削孔の内壁面にセグメント管と呼ばれる覆工部材を組み立てることでトンネルを構築する工法である。シールド掘削機による掘削作業では、シールド掘削機のカッタ盤を切羽面に押し付けながら回転させる一方、シールド掘削機のスキンプレートの後部内に正面視で周方向に沿って所定間隔毎に設置されている複数本のシールドジャッキをセグメント管の前端面に押し当てて反力をとることで推進するようにしている。しかし、この掘削作業に際して、シールド掘削機のスキンプレートにカッタ盤の回転方向とは反対方向の力が作用する結果、シールド掘削機のスキンプレートがカッタ盤の回転方向とは反対方向に回転してしまう、所謂ローリングが発生する場合がある。

このようなローリングを修正する方法としては、例えば、ローリング発生時にカッタ盤を反対方向に回転させることでシールド掘削機のスキンプレートをローリング方向とは反対方向に回転させて元の状態に戻す方法や、シールドジャッキとそれを取り付けるリングガーダとの間にプレートを挟み込み、そのプレートの分だけシールド推進ジャッキをセグメントの先端面に対して斜めに配置し、その状態でセグメントの先端面に反力をとってシールド掘削機を推進させるとともにその推進力の一部をローリング方向とは反対方向に作用させることでローリング修正を行う方法がある。

また、例えば、特許文献１には、トンネル周方向に沿って傾斜するテーパ面が形成されたライナ部材と、複数本のローラからなる転動部材が回転自在の状態でライナ部材のテーパ面の傾斜方向に沿って並んで軸支された円弧枠体とを、ライナ部材のテーパ面に上記複数本の転動部材を当てた状態で、セグメントと推進ジャッキとの間に配置し、推進ジャッキの推進力の一部をライナ部材のテーパ面の傾斜方向に作用させて円弧枠体をローリング修正方向に転動させることにより、シールド掘削機のローリング修正を行うことが開示されている。この構造では、ライナ部材のテーパ面の裏面側をセグメントの先端面に対向させ接触させた状態で配置し、推進ジャッキのスプレッダの先端面を円弧枠体の複数本の転動部材に対向させ接触させた状態で配置している。

特開２００１－２０６６３号公報

しかし、上記したカッタ盤を反対方向に回転させるローリング修正方法においては、掘削地盤の土質によってはスリップ等が発生してローリング修正が困難であり、ローリング修正作業の効率が低下する、という問題がある。また、ローリング修正時には、トンネルの掘削作業が中断されるので、トンネルの掘削作業の効率が低下する、という問題がある。

また、上記したシールドジャッキを斜めに配置するローリング修正方法においては、全てのシールドジャッキを一度取り外す必要があるので、ローリング修正作業の効率が低下し、トンネルの掘削作業の効率が低下する、という問題がある。

さらに、上記した特許文献１のローリング修正方法においては、円弧枠体をライナ部材のテーパ面に沿って配置させる関係上、円弧枠体が推進ジャッキのスプレッダの先端面に対して斜めに配置されるので、推進ジャッキを延伸させたときに円弧枠体側から推進ジャッキ側に予期しない余計な反力やモーメント力が加わる虞があり、その結果、シールド掘削機に破損や故障等が生じる虞がある。また、円弧枠体は複数本の転動部材を備えている関係上、構造が複雑であり、推進ジャッキの推力によって転動部材に回転不良が生じる虞がある。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘削作業時に生じるローリングの修正作業の効率を向上させることのできる技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、シールド掘削作業の効率を向上させることのできる技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、ローリング修正作業時におけるシールド掘削機の破損や故障等を抑制または防止することのできる技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、シールド掘削機のローリング修正装置の構造を簡単化することのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のシールド掘削機のローリング修正方法は、（ａ）シールド掘削機の後端面に設置された複数個の推進ジャッキのロッドの端部に装着された複数個のスプレッダの先端面に取り付けられる部材であって、第１の面と、前記第１の面の裏面であり前記第１の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜する第２の面とを備える複数個の第１の修正部材を準備する工程と、（ｂ）前記複数個のスプレッダの先端面に対向する位置に配置されたセグメント管の先端面に取り付けられる部材であって、第３の面と、前記第３の面の裏面であり前記第３の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜するように形成された第４の面とを備える複数個の第２の修正部材を準備する工程と、（ｃ）前記シールド掘削機の先頭部に回転自在の状態で設置されたカッタ盤を回転させながら前記推進ジャッキのロッドを延伸させたときに前記シールド掘削機がローリングによって回転する方向とは逆方向に回転するように前記第１の修正部材の前記第２の面と前記第２の修正部材の前記第４の面とを互いに対向させた状態で、前記第１の修正部材の前記第１の面を前記スプレッダの先端面に沿うように対向させて前記第１の修正部材を前記スプレッダに着脱自在の状態で取り付け、前記第２の修正部材の前記第３の面を前記セグメント管の先端面に沿うように対向させて前記第２の修正部材を前記セグメント管に着脱自在の状態で取り付ける工程と、（ｄ）前記スプレッダの先端面と前記セグメント管の先端面との間に前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とを介在させた状態で、前記カッタ盤を回転させながら前記複数個の推進ジャッキのロッドを延伸させて、前記第１の修正部材および前記第２の修正部材を介して前記ロッドを前記セグメント管に向かって押し付けて反力をとることで掘削孔を掘り進めながらローリング修正を実施する工程と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の本発明のシールド掘削機のローリング修正方法は、上記請求項１に記載の発明において、前記（ｃ）工程において、前記シールド掘削機の後端面の下側半分に配置された複数個の前記スプレッダのみに前記第１の修正部材を取り付け、前記セグメント管の先端面の下側半分において複数個の前記スプレッダに対向する位置のみに前記第２の修正部材を取り付けることを特徴とする。

請求項３に記載の本発明のシールド掘削機のローリング修正方法は、上記請求項１または２に記載の発明において、前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とは構成が同一であることを特徴とする。

請求項４に記載の本発明のシールド掘削機のローリング修正装置は、シールド掘削機の後端面に設置された複数個の推進ジャッキのロッドの端部に装着された複数個のスプレッダの先端面に取り付けられる部材であって、第１の面と、前記第１の面の裏面であり前記第１の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜するように形成された第２の面とを備える第１の修正部材と、前記複数個のスプレッダの先端面に対向する位置に配置されたセグメント管の先端面に取り付けられる部材であって、第３の面と、前記第３の面の裏面であり前記第３の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜するように形成された第４の面とを備える第２の修正部材と、前記シールド掘削機の先頭部に回転自在の状態で設置されたカッタヘッドを回転させながら前記推進ジャッキのロッドを延伸させたときに前記シールド掘削機がローリングによって回転する方向とは逆方向に回転するように前記第１の修正部材の前記第２の面と前記第２の修正部材の前記第４の面とを互いに対向させた状態で、前記第１の修正部材の前記第１の面を前記スプレッダの先端面に沿うように対向させて前記第１の修正部材を前記スプレッダに着脱自在の状態で取り付ける第１の取付部材および前記第２の修正部材の前記第３の面を前記セグメント管の先端面に沿うように対向させて前記第２の修正部材を前記セグメント管に着脱自在の状態で取り付ける第２の取付部材と、を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の本発明のシールド掘削機のローリング修正装置は、上記請求項４に記載の発明において、前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とは構成が同一であることを特徴とする。

請求項６に記載の本発明のシールド掘削方法は、（ａ）シールド掘削機のカッタ盤を回転させながら前記シールド掘削機の後端面に設置された複数個の推進ジャッキのロッドを延伸させて、前記ロッドの端部に装着された複数個のスプレッダの先端面を前記シールド掘削機の後方に設置されたセグメント管に押し付けて反力をとることで掘削孔を掘り進める工程と、（ｂ）第１の面と、前記第１の面の裏面であって前記第１の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜する第２の面とを備える複数個の第１の修正部材を準備する工程と、（ｃ）第３の面と、前記第３の面の裏面であって前記第３の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜する第４の面とを備える複数個の第２の修正部材を準備する工程と、（ｄ）前記カッタ盤を回転させながら前記推進ジャッキのロッドを延伸させたときに前記シールド掘削機がローリングによって回転する方向とは逆方向に回転するように前記第１の修正部材の前記第２の面と前記第２の修正部材の前記第４の面とを互いに対向させた状態で、前記第１の修正部材の前記第１の面を前記スプレッダの先端面に沿うように対向させて前記第１の修正部材を前記スプレッダに着脱自在の状態で取り付け、前記第２の修正部材の前記第３の面を前記セグメント管の先端面に沿うように対向させて前記第２の修正部材を前記セグメント管に着脱自在の状態で取り付ける工程と、（ｅ）前記スプレッダの先端面と前記セグメント管の先端面との間に前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とを介在させた状態で、前記カッタ盤を回転させながら前記複数個の推進ジャッキのロッドを延伸させて、前記第１の修正部材および前記第２の修正部材を介して前記ロッドを前記セグメント管に向かって押し付けて反力をとることで前記掘削孔を掘り進めながらローリング修正を実施する工程と、を有することを特徴とする。

請求項７に記載の本発明のシールド掘削方法は、上記請求項６に記載の発明において、前記（ｄ）工程において、前記シールド掘削機の後端面の下側半分に配置された複数個の前記スプレッダのみに前記第１の修正部材を取り付け、前記セグメント管の先端面の下側半分において複数個の前記スプレッダに対向する位置のみに前記第２の修正部材を取り付けることを特徴とする。

請求項８に記載の本発明のシールド掘削方法は、上記請求項６または７に記載の発明において、前記（ｅ）工程のローリング修正工程時における前記推進ジャッキの推力を、前記（ａ）工程の掘削工程時における前記推進ジャッキの推力より小さくすることを特徴とする。

請求項９に記載の本発明のシールド掘削方法は、上記請求項６～８のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とは構成が同一であることを特徴とする。

本発明によれば、シールド掘削作業時に生じるローリングの修正作業の効率を向上させることが可能になる。

また、本発明によれば、シールド掘削作業の効率を向上させることが可能となる。

また、本発明によれば、ローリング修正作業時におけるシールド掘削機の破損や故障等を抑制または防止することが可能となる。

また、本発明によれば、シールド掘削機のローリング修正装置の構造を簡単化することが可能となる。

本発明の一実施の形態で使用するシールド掘削機の内部を側面から透かして見た構成図である。 図１のシールド掘削機の後端面の正面図である。 図１のシールド掘削機で組立てられたセグメント管の先端面の正面図である。 図１のシールド掘削機の中心軸から外周側を見たときのローリング修正装置の平面図である。 図４のローリング修正装置を図４の左側から右側に向かって見たときの側面図である。 （ａ）は図４のローリング修正装置を構成する修正部材の平面図、（ｂ）は図６（ａ）の修正部材の平坦面の正面図、（ｃ）は図６（ｂ）の平坦面の裏側の傾斜面の正面図である。 図２のシールドジャッキの先端のスプレッダに取り付けられた一方の修正部材の配置例を示す正面図である。 図３のセグメント管に取り付けられた他方の修正部材の配置例を示す正面図である。 （ａ）はシールド掘削作業時における地盤の要部断面図、（ｂ）は図９（ａ）の後のシールド掘削作業時における地盤の要部断面図である。 （ａ）は図９（ｂ）のシールド掘削作業後のローリング修正作業の準備作業時における地盤の要部断面図、（ｂ）は図１０（ａ）の準備作業後のローリング修正作業時における地盤の要部断面図である。 図１０（ｂ）のローリング修正作業時においてシールド掘削機の中心軸から外周側を見たときのローリング修正装置の平面図である。 （ａ），（ｂ）はシールド掘削機のカッタ盤の回転方向と一対の修正部材の取付向きとを示した平面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、本実施の形態で使用するシールド掘削機の一例について図１～図３を参照して説明する。

図１は本実施の形態で使用するシールド掘削機の内部を側面から透かして見た構成図、図２は図１のシールド掘削機の後端面の正面図、図３は図１のシールド掘削機で組立てられたセグメント管の先端面の正面図である。なお、図２および図３の符号Ｘ，Ｙは中心線を示している。

図１に示すように、本実施の形態のシールド掘削機１は、例えば、カッタ盤２を切羽に押し当て回転させることにより地盤を掘削する際に、カッタ盤２の後方のスキンプレート３内に設けられた泥水室４に送泥管５を通じて泥水を圧送し、泥水室４内の泥水圧力を切羽の土圧および地下水圧に見合う圧力にして切羽の安定を図るとともに、泥水室４内に溜められた泥水を排泥管６によってトンネルの外部に排出しながら地山にトンネルを形成する泥水式シールド掘削機である。

シールド掘削機１を構成するカッタ盤２は、切羽を掘削する正面円形状の掘削部材であり、スキンプレート３の前面にスキンプレート３の周方向に沿って正逆両方向に回転自在の状態で設置されている。このカッタ盤２は、例えば、スポークタイプが採用されており、その前面（切羽に対向する面）には、玉石等の破砕や地山の掘削を行う複数のビット２ａおよびスクレーパツース２ｂが装着されている他、カッタ盤２の回転により掘削された土砂等を泥水室４内に取り込む貫通穴（図示せず）が形成されている。なお、カッタ盤２の外周面には、急曲線施工時の余掘りやシールド掘削機１の姿勢制御等を行うコピービット２ｃが装着されている。

カッタ盤２の後方に位置するスキンプレート３は、例えば円筒状の鋼製板により形成された前胴プレート３ａおよび後胴プレート３ｂで構成されている。前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとは、後胴プレート３ｂの先端側の球面軸受部が前胴プレート３ａの後端側の内周面に接した状態で入り込むことで係合されている。前胴プレート３ａの前面側において、その前面からスキンプレート３の内方に後退した位置には、スキンプレート３内を切羽側と機内側とに分ける隔壁７が設置されている。このスキンプレート３の切羽側、すなわち、上記カッタ盤２と隔壁７との間に、上記泥水室４が設けられている。泥水室４は、カッタ盤２の回転により掘削された土砂等を取り込み、送泥管５を通じて供給された泥水と混合する空間（チャンバ）である。

一方、スキンプレート３の機内には、送泥管５と、排泥管６と、カッタ駆動体１０と、複数本の中折れジャッキ１１と、複数本のシールドジャッキ（推進ジャッキ）１２と、エレクタ１３とが設置されている。なお、スキンプレート３を構成する後胴プレート３ｂの後端部の内周面には、テールブラシ３ｃが設けられている。テールブラシ３ｃは、例えば鋼製のワイヤや発泡ウレタンなどで構成されており、シールド掘削機１の進行方向に対して間隔を開けて環状に、例えば、２本設けられている。テールブラシ３ｃは、セグメント管ＳＴの外周面と接触するような長さで掘削孔の中心軸に向かって延びており、このようなテールブラシ３ｃにより、スキンプレート３の内周面とセグメント管ＳＴの外周面との間にシール室が形成されている。

スキンプレート３の機内に設置された送泥管５は、泥水室４内に泥水を供給する配管であり、例えば、鋼材により形成されている。送泥管５の先端部（放泥口）は、隔壁７の正面内上部を貫通して泥水室４に達している。これにより、送泥管５を通じて圧送された泥水は、シールド掘削機１の正面内上部から泥水室４内に供給される。一方、送泥管５の後端部は、トンネル（掘削孔）の抗口に向かって延び、途中で所定の間隔毎に配置された複数の送泥ポンプ（図示せず）を介してトンネルの外部の泥水層（図示せず）に接続されている。なお、泥水槽は、トンネルの外部の泥水処理装置（図示せず）に接続されている。

排泥管６は、泥水室４内の排泥水（掘削土砂と泥水との混合泥水）をトンネルの外部に排出する配管であり、例えば、鋼材により形成されている。排泥管６の先端部（吸泥口）は、隔壁７の正面内下部を貫通して泥水室４に達している。これにより、泥水室４内の排泥水は、シールド掘削機１の正面内下部から排出される。一方、排泥管６の後端部は、トンネルの抗口に向かって延び、途中で所定の間隔毎に配置された複数の排泥ポンプ(図１には図示せず）を介してトンネルの外部の上記泥水処理装置に接続されている。すなわち、泥水室４内の排泥水は、排泥管６を通じてトンネルの外部の泥水処理装置に送られ、そこで土砂と泥水とに分離され比重や粘性等が調整された後、泥水槽に送られて再び送泥管５を通じて泥水室４へ送られる。

カッタ駆動体１０は、カッタ盤２を正逆両方向に回転させるための駆動源である。中折れジャッキ１１は、前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとを連結するとともに、シールド掘削機１の推進方向を修正する機器であり、前胴プレート３ａの外周より内側のシールド掘削機１の後端面内において前胴プレート３ａの近傍に、前胴プレート３ａの外周に沿って所定の間隔毎に並んで配置されている。

シールドジャッキ１２は、スキンプレート３の後方のトンネルの内周に敷設されたセグメント管ＳＴに反力をとり、セグメント管ＳＴを後方に向けて押圧することで、シールド掘削機１を前進させるための推進力を発生させる機器であり、図２に示すように、前胴プレート３ａの外周より内側のシールド掘削機１の後端面内の前胴プレート３ａの近傍において、中折れジャッキ１１の隣接間に配置されるように、前胴プレート３ａの外周に沿って所定の間隔毎に並んで配置されている。なお、図１に示すように、セグメント管ＳＴは、掘削孔の内周に沿って敷設された複数のセグメントＳで構成されている。各セグメントＳは、例えば、鋼製セグメントで構成されている。

図１および図２に示すように、各シールドジャッキ１２のロッド１２ｒの先端面（セグメント管ＳＴの先端面に対向する面）には、シールドジャッキ１２のロッド１２ｒの位置とセグメント管ＳＴの位置とを合わせるためのブロック１２ａを介してスプレッダ１２ｓが取り付けられている。図２に示すように、スプレッダ１２ｓの先端の板面（セグメント管ＳＴの先端面に対向する面）は、シールドジャッキ１２のロッド１２ｒの先端面やブロック１２ａの先端面よりも前胴プレート３ａの周方向に沿って長い正面視で略円弧状に形成されている。

図１に示すように、エレクタ１３は、前胴プレート３ａの後端部付近において複数のセグメントＳを把持し、掘削孔の内周に沿って環状に配置することで、セグメント管ＳＴ（図１および図３参照）を組み立てる装置であり、図１に示すように、エレクタリング部１３ｒと、エレクタ駆動体１３ｍと、セグメント把持部１３ｈと、支持体１３ｓとを有している。エレクタリング部１３ｒは、切羽面内に沿って正逆両方向に旋回自在の状態でスキンプレート３内に設置されている。エレクタ駆動体１３ｍは、エレクタリング部１３ｒを旋回させるための駆動部であり、例えば、油圧モータで構成されている。セグメント把持部１３ｈは、セグメントＳを把持するための機構部であり、支持体１３ｓ上に支持されている。支持体１３ｓは、エレクタリング部１３ｒと機械的に接続されており、切羽面内に沿って正逆両方向に旋回自在の状態で設置されている。そして、これにより、セグメント把持部１３ｈも切羽面内に沿って正逆両方向に旋回自在の状態で設置されている。また、セグメント把持部１３ｈは、旋回動作の他に、前後両方向（シールド掘削機１の軸方向）および径方向（シールド掘削機１の中心軸から外方に離間する径方向およびシールド掘削機１の外方から中心軸に接近する径方向）に移動自在になっている。

ところで、このようなシールド掘削機１を用いて掘削作業をすると、前胴プレート３ａおよび後胴プレート３ｂがカッタ盤２の回転方向とは反対方向に回転してしまう、所謂ローリングが生じてしまう。そこで、本実施の形態においては、以下のようなローリング修正装置を用いてローリングを修正する。以下、本実施の形態のローリング修正装置の一例について図４～図８を参照して説明する。

まず、図４は図１のシールド掘削機の中心軸から外周側を見たときのローリング修正装置の平面図、図５は図４のローリング修正装置を図４の左側から右側に向かって見たときの側面図、図６（ａ）は図４のローリング修正装置を構成する修正部材の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の修正部材の平坦面の正面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）の平坦面の裏側の傾斜面の正面図である。

図４および図５に示すように、本実施の形態のローリング修正装置１５は、シールド掘削作業時に生じたローリングを修正するための装置であり、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂと、一方の修正部材（第１の修正部材）１５Ａをスプレッダ１２ｓに取り付ける取付金具（第１の取付部材）１５Ｃと、他方の修正部材（第２の修正部材）１５Ｂをセグメント管ＳＴに着脱自在の状態で取り付ける取付金具（第２の取付部材）１５Ｄとを備えている。

本実施の形態においては、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂが互いに同一構成とされている。一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを互いに異なる構成としても良いが、同一構成とすることにより、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの製造を容易にすることができ、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂのコストを下げることができるので、ローリング修正装置１５のコストを下げることができる。また、取付金具１５Ｃ，１５Ｄも同一の理由から互いに同一構成とされている。

図４および図５に示すように、修正部材１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ互いに対向するように配置された金属製の２枚の正面板１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２と、それらの長手方向両端面に接合された金属製の２枚の側面板１５Ａ３，１５Ａ４，１５Ｂ３，１５Ｂ４と、修正部材１５Ａ，１５Ｂの底面に設けられた金属製の底面板１５Ａ５，１５Ｂ５と、底面板１５Ａ５，１５Ｂ５に固定された状態で２枚の正面板１５Ａ１，１５Ａ２間（正面板１５Ｂ１，１５Ｂ２間）を架け渡すように設けられた正面視でＴ字状の金属製の２個の補強板１５Ａ６，１５Ｂ６とを備えている。

図４および図６（ｂ），（ｃ）に示すように、修正部材１５Ａ，１５Ｂの２枚の正面板１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２の正面形状は、上記したスプレッダ１２ｓの先端面の平面形状に合わせるように弧状に形成されている。２枚の正面板１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２のうち、一方の正面板１５Ａ１の正面（第１の面）および正面板１５Ｂ１の正面（第３の面）が平坦になるように配置されている。これに対して、その裏側の他方の正面板１５Ａ２の正面（第２の面）および正面板１５Ｂ２の正面（第４の面）は、一方の正面板１５Ａ１，１５Ｂ１の正面に対して修正部材１５Ａ，１５Ｂの長手方向に沿って傾斜するように配置されている。すなわち、図４および図６（ａ）に示すように、修正部材１５Ａ，１５Ｂは、その長手方向に沿って次第に厚さが薄くなるように形成されている。なお、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの各々の正面板１５Ａ２，１５Ｂ２の正面（傾斜面）の傾斜角度は、例えば、２°程度である。また、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの長手方向の寸法は、例えば、６３０ｍｍ程度、修正部材１５Ａ，１５Ｂにおいて相対的に厚い側の寸法（側面板１５Ａ３，１５Ｂ３の幅）は、例えば、１３８ｍｍ程度、修正部材１５Ａ，１５Ｂにおいて相対的に薄い側の寸法（側面板１５Ａ４，１５Ｂ４の幅）は、例えば、１１６ｍｍ程度である。

また、図４および図６に示すように、修正部材１５Ａ，１５Ｂの正面板１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２において、長手方向両端の上部側には、取付用の凸部１５Ａ７，１５Ｂ７が形成されている。この凸部１５Ａ７，１５Ｂ７は修正部材１５Ａ，１５Ｂをそれぞれスプレッダ１２ｓおよびセグメント管ＳＴに取り付けるときに取付金具１５Ｃ，１５Ｄが取り付けられる部分である。

また、正面板１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２の正面内において同じ位置には、正面板１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２を貫通する３個の貫通孔１５Ａ８，１５Ｂ８が穿孔されている。３個の貫通孔１５Ａ８，１５Ｂ８のうちの１つは正面板１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２の長手方向中央に穿孔され、残りの２つは中央の貫通孔１５Ａ８，１５Ｂ８から等しい距離に穿孔されている。この貫通孔１５Ａ８，１５Ｂ８は、例えば、修正部材１５Ａ，１５Ｂを運んだり、所定の箇所に配置したりするときに、修正部材１５Ａ，１５Ｂを保持するのに使用される。

このように本実施の形態のローリング修正装置１５においては、構造が簡単な上、ローラ等を含まないので外力に対して高い強度を備えている。したがって、ローリング修正装置１５のコストを下げることができる上、長期間使用することができる。

ローリングの修正に際しては、図４および図５に示すように、一方の修正部材１５Ａは、その正面板１５Ａ１の正面をシールドジャッキ１２のスプレッダ１２ｓの先端面に向けた状態でスプレッダ１２ｓｐに着脱自在の状態で取り付けられ、他方の修正部材１５Ｂは、その正面板１５Ｂ１の正面をセグメントＳの先端面に向けた状態でセグメントＳに着脱自在の状態で取り付けられる。そして、図４に示すように、これらの一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂは、シールド掘削機１のカッタ盤２を回転させながらシールドジャッキ１２のロッド１２ｒを延伸させたときに、シールド掘削機１がローリングによって回転する方向とは逆方向に回転するように、修正部材１５Ａ，１５Ｂの正面板１５Ａ２，１５Ｂ２の正面（傾斜面）を互いに対向させた状態で配置される。なお、図４の矢印Ｒｃ１はカッタ盤２の回転方向を示し、矢印Ｒｒ１はローリングが生じる回転方向を示している。

次に、図７は図２のシールドジャッキの先端のスプレッダに取り付けられた一方の修正部材の配置例を示す正面図、図８は図３のセグメント管に取り付けられた他方の修正部材の配置例を示す正面図である。なお、図７および図８は正面図であるが、図面を見易くするため一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂにハッチングを付した。

図７に示すように、本実施の形態においては、一方の修正部材１５Ａが、シールド掘削機１の後端面の下側半分に配置された複数個のスプレッダ１２ｓのみに取り付けられている。複数の修正部材１５Ａの正面（傾斜面）の傾斜の向きは同じである。また、一方の修正部材１５Ａは、スプレッダ１２ｓの先端部の円弧状の板面内に収まるように配置されている。一方、図８に示すように、他方の修正部材１５Ｂは、修正部材１５Ａに対向するように配置されている。すなわち、他方の修正部材１５Ｂは、セグメント管ＳＴの先端面の下側半分のみに取り付けられている。複数の修正部材１５Ｂの正面（傾斜面）の傾斜の向きは同じである。

このように本実施の形態においては、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂをシールド掘削機１の後端面の下側半分のみに取り付けることにより、修正部材１５Ａ，１５Ｂの落下の虞を回避することができる。ただし、修正部材１５Ａ，１５Ｂをシールド掘削機１の後端面内の全てのスプレッダ１２ｓに取り付けることもできるし、シールド掘削機１の後端面内において左右のいずれか半分の複数のスプレッダ１２ｓのみに取り付けることもできる。また、図７および図８においては、修正部材１５Ａ，１５Ｂを４個ずつ配置している場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、修正部材１５Ａ，１５Ｂを５個～７個ずつ配置することもできる。

また、図７および図８に示すように、修正部材１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ平面視で左右対称になるように配置されている。これにより、ローリング修正の安定性を向上させることができる。同様の観点から複数の修正部材１５Ａを、シールド掘削機１の後端面内において点対称になるように配置し、それに合わせて複数の修正部材１５Ｂをセグメント管ＳＴの先端面内において点対称に配置しても良い。また、本実施の形態においては複数の修正部材１５Ａ，１５Ｂの各々を互いに隣接して配置しているが、これに限定されるものではなく、例えば、互いに隣接させずに１つ置きに配置することもできる。

次に、本実施の形態のシールド掘削方法およびローリング修正方法の一例について図９～図１２を参照して説明する。

まず、図９（ａ）はシールド掘削作業時における地盤の要部断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の後のシールド掘削作業時における地盤の要部断面図、図１０（ａ）は図９（ｂ）のシールド掘削作業後のローリング修正作業の準備作業時における地盤の要部断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の準備作業後のローリング修正作業時における地盤の要部断面図、図１１は図１０（ｂ）のローリング修正作業時においてシールド掘削機の中心軸から外周側を見たときのローリング修正装置の平面図である。なお、図９および図１０においては図面を見易くするためシールド掘削機１の構成を簡略化して示した。また、図１０においては図面を見易くするため取付金具１５Ｃ，１５Ｄの図示を省略した。

まず、図９（ａ）に示すように、シールド掘削機１で掘削孔を掘り進めた後、シールド掘削機１のシールドジャッキ１２のロッド１２ｒを縮めて、シールド掘削機１の後方にエレクタ１３（図１参照）によってセグメント管ＳＴを組み立てる。続いて、図９（ｂ）に示すように、シールド掘削機１のカッタ盤２を回転させながら、シールド掘削機１のシールドジャッキ１２のロッド１２ｒを延伸させて推力Ｆｐ１でセグメント管ＳＴの軸方向の先端面に押し付けることで反力を取って掘削孔Ｈを掘り進める。

次いで、図１０（ａ）に示すように、シールド掘削機１を停止し、シールド掘削機１のシールドジャッキ１２のロッド１２ｒを縮めて、シールド掘削機１の後方にエレクタ１３（図１参照）によってセグメント管ＳＴを組み立てた後、複数本のシールドジャッキ１２のスプレッダ１２ｓの先端面に修正部材１５Ａを着脱自在の状態で取り付け、これに対向するセグメント管ＳＴに修正部材１５Ｂを着脱自在の状態で取り付ける。このときの一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの取付状態は図４、図７および図８で示したとおりである。

このように本実施の形態においては、ローリングの修正に際してシールドジャッキ１２の取り外し作業やシールドジャッキ１２の傾斜角度の設定作業が不要であり、シールドジャッキ１２およびセグメント管ＳＴに一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを単に取り付けるだけで良い。しかも、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを容易に取り付けることができる。したがって、ローリング修正作業の効率を向上させることができ、シールド掘削作業の効率を向上させることができる。

続いて、図１０（ｂ）に示すように、シールド掘削機１のカッタ盤２を回転させながら、シールド掘削機１のシールドジャッキ１２のロッド１２ｒを延伸させて推力Ｆｐ２でセグメント管ＳＴの軸方向の先端面に押し付けることで反力を取って掘削孔Ｈを掘り進める。このとき、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂが取り付けられている箇所では、図１０（ｂ）および図１１に示すように、シールドジャッキ１２のスプレッダ１２ｓとセグメント管ＳＴとの間に一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂが各々の傾斜面同士を接触させた状態で介在され、シールドジャッキ１１からの推力Ｆｐ２が一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを介してセグメント管ＳＴに付与される。

このようにすると、図１１に示すように、シールド掘削機１に対して、ローリングの回転方向Ｒｒ１とは真逆の方向に横力Ｆｍ１が作用する。すなわち、シールドジャッキ１２のスプレッダ１２ｓに取り付けられた一方の修正部材１５Ａが、他方の修正部材１５Ｂの下り傾斜面に沿って滑るように移動する。これにより、シールド掘削機１が機軸を中心として横力Ｆｍ１の方向に回動することによりローリングを修正することができる。

このように、本実施の形態においては、シールド掘削作業を進めながら同時にシールド掘削機１のローリングを修正することができるので、シールド掘削作業の効率を向上させることができる。

また、シールドジャッキ１２のスプレッダ１２ｓの先端面に対向する修正部材１５Ａの正面が平坦になっており、シールドジャッキ１２のロッド１２ｒを延伸させたときにスプレッダ１２ｓの先端面が修正部材１５Ａの正面に対してほぼ平行な状態で当たるので、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂ側からシールドジャッキ１２側に余計な反力やモーメント力が加わることもない。したがって、シールド掘削機１の破損や故障等を抑制または防止することができる。また、ローリング修正の安定性を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、ローリング修正時のシールドジャッキ１２の推力Ｆｐ２を、ローリング修正装置１５を取り付けないときの掘削作業時のシールドジャッキ１２の推力Ｆｐ１（図９（ｂ）参照）より小さくする。これにより、ローリング修正装置１５の一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂに過剰な推力が加わるのを回避することができるので、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの破損等を抑制または防止することができる。また、セグメント管ＳＴ側にも修正部材１５Ｂを取り付けるので、ローリング修正装置１５の装着領域でのセグメント管ＳＴの破損等を防止することができる。

なお、ローリング修正装置１５（一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂ）が取り付けられていない箇所では、シールドジャッキ１２のスプレッダ１２ｓの先端面がセグメント管ＳＴの先端面に直接当たり、シールドジャッキ１２からの推力Ｆｐ２がセグメント管ＳＴに付与されるが、ローリングの修正を妨げることはない。

次いで、シールド掘削機１を停止し、シールド掘削機１のシールドジャッキ１２のロッド１２ｒを縮めて、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを取り外す。このとき本実施の形態においては、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを容易に取り外すことができるので、ローリング修正作業の効率を向上させることができ、シールド掘削作業の効率を向上させることができる。続いて、図９（ａ）と同様に、シールド掘削機１の後方にエレクタ１３（図１参照）によってセグメント管ＳＴを組み立てる。その後、図９（ｂ）と同様にシールド掘削作業を実施する。以上のような作業を繰り返すことでローリングを修正しながら掘削孔を削孔する。

次に、図１２（ａ），（ｂ）はシールド掘削機のカッタ盤の回転方向と一対の修正部材の取付向きとを示した平面図である。なお、図１２においては図面を見易くするため、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの対向面の傾斜角度を大きく示すとともに、取付金具を省略した。

図１２（ａ）は、上記図１１で説明したのと同様に、図１に示したシールド掘削機１のカッタ盤２が回転方向Ｒｃ１（カッタ盤２を切羽側から見て時計回りの方向）に回転し、その反対の回転方向Ｒｒ１にローリングが生じる場合の一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの配置を示している。この場合は、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの対向面が図１２の右から左に下がるように一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを互いに対向させる。

この状態でシールドジャッキ１２（図１１参照）から一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂに推力Ｆｐ２が付与されると、一方の修正部材１５Ａが、横力Ｆｍ１を受けて他方の修正部材１５Ｂの傾斜面に沿って滑り、ローリングの回転方向Ｒｒ１とは真逆の図１２の左方向に移動することでローリングを修正することができる。

一方、図１２（ｂ）は、図１に示したシールド掘削機１のカッタ盤が図１２（ａ）とは真逆の回転方向Ｒｃ２（カッタ盤２を切羽側から見て反時計回りの方向）に回転し、その反対の回転方向Ｒｒ２（図１２（ａ）の回転方向Ｒｒ１とは真逆）にローリングが生じる場合の一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの配置を示している。この場合は、一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂの対向面が図１２の左から右に下がるように一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂを互いに対向させる。すなわち、一方の修正部材１５Ａは、その正面板１５Ａ２（図６等参照）の正面（第１の面）がスプレッダ１２ｓの先端面に対向した状態でスプレッダ１２ｓに着脱自在の状態で取り付けられ、他方の修正部材１５Ｂは、その正面板１５Ｂ２（図６等参照）の正面（第３の面）がセグメント管ＳＴの先端面に対向した状態でセグメント管ＳＴに着脱自在の状態で取り付けられる。したがって、一方の修正部材１５Ａの正面板１５Ａ１（図６等参照）の正面（第２の面）と、他方の修正部材１５Ｂの正面板１５Ｂ１（図６等参照）の正面（第４の面）とが対向した状態で接するようになる。

この状態でシールドジャッキ１２（図１１参照）から一対の修正部材１５Ａ，１５Ｂに推力Ｆｐ２が付与されると、一方の修正部材１５Ａが、横力Ｆｍ１とは真逆の横力Ｆｍ２を受けて他方の修正部材１５Ｂの傾斜面に沿って滑り、ローリングの回転方向Ｒｒ２とは真逆の図１２の右方向に移動することでローリングを修正することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

以上の説明では、本発明を泥水圧式のシールド掘削機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、泥土圧式のシールド掘削機等、他のシールド掘削機にも適用することができる。また、カッタ盤はスポーク型に限定されるものではなく、面板型にも適用することができる。

１ シールド掘削機
２ カッタ盤
２ａ ビット
２ｂ スクレーパツース
２ｃ コピービット
３ スキンプレート
３ａ 前胴プレート
３ｂ 後胴プレート
３ｃ テールブラシ
４ 泥水室
５ 送泥管
６ 排泥管
７ 隔壁
１０ カッタ駆動体
１１ 中折れジャッキ
１２ シールドジャッキ
１２ｒ ロッド
１２ａ ブロック
１２ｓ スプレッダ
１３ エレクタ
１３ｒ エレクタリング部
１３ｍ エレクタ駆動体
１３ｈ セグメント把持部
１３ｓ 支持体
１５ ローリング修正装置
１５Ａ，１５Ｂ 修正部材
１５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２ 正面板
１５Ａ３，１５Ａ４，１５Ｂ３，１５Ｂ４ 側面板
１５Ａ５，１５Ｂ５ 底面板
１５Ａ６，１５Ｂ６ 補強板
１５Ａ７，１５Ｂ７ 凸部
１５Ａ８，１５Ｂ８ 貫通孔
１５Ｃ 取付金具
１５Ｄ 取付金具
Ｓ セグメント
ＳＴ セグメント管

Claims (9)

1. （ａ）シールド掘削機の後端面に設置された複数個の推進ジャッキのロッドの端部に装着された複数個のスプレッダの先端面に取り付けられる部材であって、第１の面と、前記第１の面の裏面であり前記第１の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜する第２の面とを備える複数個の第１の修正部材を準備する工程と、
   （ｂ）前記複数個のスプレッダの先端面に対向する位置に配置されたセグメント管の先端面に取り付けられる部材であって、第３の面と、前記第３の面の裏面であり前記第３の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜するように形成された第４の面とを備える複数個の第２の修正部材を準備する工程と、
   （ｃ）前記シールド掘削機の先頭部に回転自在の状態で設置されたカッタ盤を回転させながら前記推進ジャッキのロッドを延伸させたときに前記シールド掘削機がローリングによって回転する方向とは逆方向に回転するように前記第１の修正部材の前記第２の面と前記第２の修正部材の前記第４の面とを互いに対向させた状態で、前記第１の修正部材の前記第１の面を前記スプレッダの先端面に沿うように対向させて前記第１の修正部材を前記スプレッダに着脱自在の状態で取り付け、前記第２の修正部材の前記第３の面を前記セグメント管の先端面に沿うように対向させて前記第２の修正部材を前記セグメント管に着脱自在の状態で取り付ける工程と、
   （ｄ）前記スプレッダの先端面と前記セグメント管の先端面との間に前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とを介在させた状態で、前記カッタ盤を回転させながら前記複数個の推進ジャッキのロッドを延伸させて、前記第１の修正部材および前記第２の修正部材を介して前記ロッドを前記セグメント管に向かって押し付けて反力をとることで掘削孔を掘り進めながらローリング修正を実施する工程と、を有することを特徴とするシールド掘削機のローリング修正方法。
2. 前記（ｃ）工程において、前記シールド掘削機の後端面の下側半分に配置された複数個の前記スプレッダのみに前記第１の修正部材を取り付け、前記セグメント管の先端面の下側半分において複数個の前記スプレッダに対向する位置のみに前記第２の修正部材を取り付けることを特徴とする請求項１記載のシールド掘削機のローリング修正方法。
3. 前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とは構成が同一であることを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘削機のローリング修正方法。
4. シールド掘削機の後端面に設置された複数個の推進ジャッキのロッドの端部に装着された複数個のスプレッダの先端面に取り付けられる部材であって、第１の面と、前記第１の面の裏面であり前記第１の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜するように形成された第２の面とを備える第１の修正部材と、
   前記複数個のスプレッダの先端面に対向する位置に配置されたセグメント管の先端面に取り付けられる部材であって、第３の面と、前記第３の面の裏面であり前記第３の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜するように形成された第４の面とを備える第２の修正部材と、
   前記シールド掘削機の先頭部に回転自在の状態で設置されたカッタヘッドを回転させながら前記推進ジャッキのロッドを延伸させたときに前記シールド掘削機がローリングによって回転する方向とは逆方向に回転するように前記第１の修正部材の前記第２の面と前記第２の修正部材の前記第４の面とを互いに対向させた状態で、前記第１の修正部材の前記第１の面を前記スプレッダの先端面に沿うように対向させて前記第１の修正部材を前記スプレッダに着脱自在の状態で取り付ける第１の取付部材および前記第２の修正部材の前記第３の面を前記セグメント管の先端面に沿うように対向させて前記第２の修正部材を前記セグメント管に着脱自在の状態で取り付ける第２の取付部材と、を備えることを特徴とするシールド掘削機のローリング修正装置。
5. 前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とは構成が同一であることを特徴とする請求項４記載のシールド掘削機のローリング修正装置。
6. （ａ）シールド掘削機のカッタ盤を回転させながら前記シールド掘削機の後端面に設置された複数個の推進ジャッキのロッドを延伸させて、前記ロッドの端部に装着された複数個のスプレッダの先端面を前記シールド掘削機の後方に設置されたセグメント管に押し付けて反力をとることで掘削孔を掘り進める工程と、
   （ｂ）第１の面と、前記第１の面の裏面であって前記第１の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜する第２の面とを備える複数個の第１の修正部材を準備する工程と、
   （ｃ）第３の面と、前記第３の面の裏面であって前記第３の面に対して前記シールド掘削機の周方向に沿って傾斜する第４の面とを備える複数個の第２の修正部材を準備する工程と、
   （ｄ）前記カッタ盤を回転させながら前記推進ジャッキのロッドを延伸させたときに前記シールド掘削機がローリングによって回転する方向とは逆方向に回転するように前記第１の修正部材の前記第２の面と前記第２の修正部材の前記第４の面とを互いに対向させた状態で、前記第１の修正部材の前記第１の面を前記スプレッダの先端面に沿うように対向させて前記第１の修正部材を前記スプレッダに着脱自在の状態で取り付け、前記第２の修正部材の前記第３の面を前記セグメント管の先端面に沿うように対向させて前記第２の修正部材を前記セグメント管に着脱自在の状態で取り付ける工程と、
   （ｅ）前記スプレッダの先端面と前記セグメント管の先端面との間に前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とを介在させた状態で、前記カッタ盤を回転させながら前記複数個の推進ジャッキのロッドを延伸させて、前記第１の修正部材および前記第２の修正部材を介して前記ロッドを前記セグメント管に向かって押し付けて反力をとることで前記掘削孔を掘り進めながらローリング修正を実施する工程と、を有することを特徴とするシールド掘削方法。
7. 前記（ｄ）工程において、前記シールド掘削機の後端面の下側半分に配置された複数個の前記スプレッダのみに前記第１の修正部材を取り付け、前記セグメント管の先端面の下側半分において複数個の前記スプレッダに対向する位置のみに前記第２の修正部材を取り付けることを特徴とする請求項６記載のシールド掘削方法。
8. 前記（ｅ）工程のローリング修正工程時における前記推進ジャッキの推力を、前記（ａ）工程の掘削工程時における前記推進ジャッキの推力より小さくすることを特徴とする請求項６または７記載のシールド掘削方法。
9. 前記第１の修正部材と前記第２の修正部材とは構成が同一であることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載のシールド掘削方法。

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