JPH01203593A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、長円または楕円断面が掘削できるシールド
掘進機に関する。

（従来の技術） 周知のように、地下鉄トンネルの構築方法として、シー
ルド工法があり、この工法ではトンネルの掘削にシール
ド掘進機が使用される。

シールド掘進機には、各種の形式があるが、−般的には
円形断面のものが広く採用されている。

ところで、地下鉄トンネルでは、上下線の二本の軌条を
通常必要とする。

この場合、トンネルをそれぞれ個別に掘削すると、用地
的な面や、工期、工費に無駄が大きくなる。

そこで、円形の大断面を一度に掘削することが考えられ
るが、この方法では、個別に掘削する場合よりも若干工
期の点で有利になるものの、断面効率は改善されない。

このため、例えば、特開昭４７−４４９３１号公報に見
られるように、二つの円形断面をオーバラップさせた断
面で掘削するシールド掘進機が提案されているが、この
掘進機には以下に説明する欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） すなわち、上記公報に開示されているシールド掘進機で
は、円形断面をオーバラップさせた断面なので、その断
面効率は向上するものの、掘削後に設置されるセグメン
トも円形をオーバラップさせた形状となるので、その組
み立てや製作が複雑になるという問題があった。

また、この構造のシールド掘進機では、前後にズラして
配置された２つのカッターにそれぞれ駆動機構が必要に
なるので、構造が複雑になるという問題もあった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、セグメントの
組み立ておよび製作が簡単になるとともに、駆動および
制御が簡単に行える長円または楕円断面が掘削できるシ
ールド掘進機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、両端が開口し
た長円断面のスキンプレートと、このスキンプレートの
先端側に回転自在に配置されたカッターフェイスと、こ
のカッターフェイスをカッターシャフトを介して回転駆
動させる駆動用モータと、前記スキンプレートの後端側
に設置されるセグメントに反力を取ってこれを前進させ
るシールドジヤツキとを備えたシールド掘進機において
、前記カッターシャフトを揺動可能に支承するとともに
、前記駆動用モータを上下、左右方向に移動させるスラ
イド装置上に設置した。

ここで、上記構成のシールド掘進機には、上記スライド
装置を上下およびまたは左右方向に作動させて上記スキ
ンプレートの上下に余堀部を掘削したときに、このスキ
ンプレートの内部から径方向に突出して前記余堀部に当
接する可動ソリを設けても良い。

（作用） 上記構成のシールド掘進機によれば、カッターフェイス
を回転駆動させる駆動用モータをスライド装置で左右方
向に移動させながら掘進させると、形成されるトンネル
は、長円断面になり、円形断面と二つの円形断面をオー
バラップさせた断面との中間の断面効率が得られるとと
もに、セグメントの形状も長円になるので、製作、施工
が比較的簡単にできる。

なお、上記構成のシールド掘進機では、スライド装置を
上下、左右方向に移動させながら掘進させると、形成さ
れるトンネルは楕円断面になる。

また、長円断面の掘削は、カッターフェイスを回転しな
がらスライド装置を左右方向へ移動させることで行うの
で、駆動機構が簡単になるとともに、スライド装置を上
下、左右方向に移動させればスキンプレートの外周に余
堀が簡単に形成され、局部的な拡開工事や、曲進施工に
も簡単に対応できる。

さらに、スキンプレートに径方向に突出する可動ソリを
設けておけば、これを余堀部に当接させて、シールド掘
進機の姿勢、方向制御を容易に行える。

（実施例） 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして詳細に説明する。

第１図から第４図は、この発明にかかるシールド掘進機
の一実施例を示している。

同図に示すシールド掘進機は、この発明を泥水式シール
ド掘進機に適用したものを例示しており、シールド掘進
機は、両端が開口した長円断面のスキンプレート１０と
、このスキンプレート１０の先端側に回転自在に配置さ
れ、スキンプレート１０の短軸の長さとほぼ同じ長さの
直径を有し、球面状に屈曲されたカッターフェイス１２
と、カッターフェイス１２の駆動機構１４とから概略構
成されている。

上記スキンプレート１０の前部側には、掘削土砂を充満
して切羽に対抗する圧力室１６を隔成する隔壁１８が固
設されており、隔壁１８には圧力室１６内の掘削土砂に
泥水を供給する送泥管２０と、泥水と掘削土砂とが混合
された掘削ズリを外部に排出するための排泥管２２とが
設置されている。

また、スキンプレート１０内にはその後端側に順次設置
されるセグメント２４に反力をとって、これを前方に推
進するためのシールドジヤツキ２５が周方向に間隔を置
いて複数設置されている。

上記カッターフェイス１２の駆動機構１４は、カッター
フェイス１２の背面側に一端が固設され、隔壁１６を貫
通して後方に延びるカッターシャフト２６と、その後端
に接続された駆動用モータ２８と、この駆動用モータ２
８が載置されたスライド装置３０とから構成されている
。

カッターシャフト２６と隔壁１８との取合いは、第２図
に示すように、カッターシャフト２６の外周に両端が開
口したスリーブ３２を嵌挿し、カッターシャフト２６と
スリーブ２６との間にベアリング３４とシール材３６と
を介装し、スリーブ３２の外周に環状の半円溝３８を凹
設するとともに、隔壁１８に穿設した貫通孔４０の先端
内周を円弧状に面取り加工し、これを半円溝３８内に当
接させ、当接部分の外周を可撓性カバー４２で覆ってい
る。

このように構成された取合い構造では、カッターシャフ
ト２６は、回転可能にかつ、上下、左右方向に揺動する
ことができる。

上記スライド装置２０は、その詳細を第３図に示すよう
に、上記駆動用モータ２８が固設された上下スライド架
台４４と、この下方に設置された左右スライド架台４６
とを備えている。

上下スライド架台４４は、左右スライド架台４６と一対
の上下スライドギヤ４８．４８を介して結合されていて
、各スライドギヤ４８の一端に接続され、かつ、上下ス
ライド架台４４上に設置された上下スライドモータ５０
を作動させると、上下スライド架台４４は上下方向に移
動する。

左右スライド架台４６は、スキンプレート１０内に設け
られた固定架台５２上に設置され、左右スライド架台４
４の下方に設けられた左右スライドギヤ５４を左右スラ
イドモータ５６で駆動させると、架台４６は左右方向に
移動する。

一方、上記スキンプレート１０の外周には、その径方向
に突出する可動ソリ５８が、軸方向に間隔を置いて２段
状にかつ、周方向に沿って複数設けられている。

この実施例の可動ソリ５８は、伸縮ジヤツキ６０と、各
ジヤツキ６０の先端に固着されたソリ部材６２とから構
成されており、可動ソリ５８は通常の掘進では伸縮ジヤ
ツキ６０を縮めてソリ部材６２がスキンプレート１０の
外周に密着した状態に維持される。

以上のごとく構成されたシールド掘進機では、カッター
フェイス１２を駆動用モータ２８で回転駆動しつつ送泥
管２０を介して泥水を圧力室１６内に供給し、シールド
ジヤツキ２５を伸長させて掘進機を前進させ、掘削土砂
を排泥管２２により外部に搬出する。

ここで、左右スライドモータ５６を駆動すると、カッタ
ーフェイス１２に固着されたカッターシャフト２６がス
リーブ３２の半円溝３８を介して隔壁１８の貫通孔４０
．と結合しているので、カッターフェイス１２はこの結
合点を支点として、左右スライド架台４６と逆方向に移
動することになる。

従って、左右スライド架台４６の移動量をスキンプレー
ト１０の長袖の範囲内に制御すれば、シールド掘進機で
掘削される断面は第４図（Ａ）に示すように、スキンプ
レート１０の断面に対応した長円断面になる。

このようにして掘削される長円断面のトンネルでは、従
来の円断面と、２個の円断面を重合したものとの中間の
断面効率が得られるとともに、セグメントも長円断面と
なるのでその組み立ておよび製作が簡単になる。

なお、本発明のシールド掘進機で楕円断面を掘削するに
は、上記スライドモータ５６の操作とともに、上下スラ
イドモータ５０を駆動して、長円の平行部分の上方を掘
削すればよい。

また、曲線個所の施工では、カッターフェイス１２の左
右方向の揺動をスキンプレート１０の長軸の長さよりも
大きくすると、スキンプレート１０左右方向に余堀部分
６４が掘削されるとともに、上下スライドモータ５０を
駆動すればカッターフェイス１２が上下に揺動されて同
様に上下方向に余堀部分６４が形成されるので、モータ
５０．５６を制御して適宜曲線施工に必要な余堀部分６
４を設けることができる。

この場合、余堀部分６４には、可動ソリ５８の伸縮ジヤ
ツキ６０を伸長させて、ソリ部材６２を余堀部分６４の
地山に当接させれば、その崩落が防止されるとともに、
伸縮ジヤツキ６０の伸縮量を調整することにより、シー
ルド掘進機の姿勢。

方向の修正も簡単に行える。

さらに、トンネルを部分的に拡開する場合には、上下お
よび左右スライドモータ５０，５６を適宜制御すれば、
例えば、第４図（Ｂ）に−例を示すように、スキンプレ
ート１０の断面よりも大きな円形断面の掘削もできるの
で、拡開に簡単に対応できる。

なお、上記実施例では、この発明を泥水式のシールド掘
進機に適用したものを例示したが、この発明の実施はこ
れに限定されることはなく他の形式のシールド掘進機に
も適用できる。

（発明の効果） 以上実施例で説明したように、この発明にかかる長円形
シールド掘進機によれば、形成されるトンネルは、長円
または楕円断面になり、円形断面と二つの円形断面をオ
ーバラップさせた断面との中間の断面効率が得られ、断
面効率の大幅な低下が防止されるとともに、セグメント
の形状も長円または楕円になり、製作、施工が比較的簡
単にできる。

また、シールド掘進機の駆動機構は従来のシールドジヤ
ツキと駆動モータにスライド装置を付加するだけなので
、構造が簡単になるとともに、制御もそれ程複雑化しな
い。

また、曲線施工や部分的な拡開工事が簡単に行えるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明のシールド掘進機の一例を示
す示しており、第１図はその全体構成図、第２図はカッ
ターシャフトの支持部分の拡大図、第３図はスライド装
置の拡大図、第４図同掘進機で掘削される断面の説明図
である。 １０・・・・・・・・・・・・スキンプレート１２・・
・・・・・・・・・・カッターフェイス２４・・・・・
・・・・・・・セグメント２５・・・・・・・・・・・
・シールドジヤツキ２６・・・・・・・・・・・・カッ
ターシャフト３０・・・・・・・・・・・・スライド装
置５８・・・・・・・・・・・・可動ソリ特許出願人　
　　　　　株式会社　大　林　組代　理　人　　　　　
　弁理士　　−色健輔同　　　　　　　　　同　　　松
本雅利第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端が開口した長円または楕円断面のスキンプレ
   ートと、このスキンプレートの先端側に回転自在に配置
   されたカッターフェイスと、このカッターフェイスをカ
   ッターシャフトを介して回転駆動させる駆動用モータと
   、前記スキンプレートの後端側に設置されるセグメント
   に反力を取ってこれを前進させるシールドジャッキとを
   備えたシールド掘進機において、前記カッターシャフト
   を揺動可能に支承するとともに、前記駆動用モータを上
   下、左右方向に移動させるスライド装置上に設置したこ
   とを特徴とするシールド掘進機。
2. （２）上記スライド装置を上下およびまたは左右方向に
   作動させて上記スキンプレートの上下に余掘部を掘削し
   たときに、このスキンプレートの内部から径方向に突出
   して前記余掘部に当接する可動ソリを有することを特徴
   とする請求項１記載のシールド掘進機。