JPH0157238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、グリツパを設置した前がわシール
ド本体とグリツパを設置した後がわシールド本体
とを、相対的に進行を行えるように自走ジヤツキ
により連結したトンネル掘進機に関するものであ
る。

グリツパを設置した従来のトンネル掘進機（ト
ンネルボーリングマシン）は、シールド本体の下
半断面部にもグリツパが設置されているので、グ
リツパ力に機体の自重が加わり、接地圧が高くな
つて地山が崩壊しやすくなる。また、接地圧を下
げるためグリツパの作用面積を広くとろうとすれ
ば、大きなグリツパジヤツキとグリツパの作動空
間が必要となり、シールド外殻に明ける穴が大き
くなり、シールド本体の強度がそこなわれる。そ
のため外殻のない状態のグリツパ装置を設置した
トンネル掘進機しか製作できない。しかし、これ
では、地山の崩壊や落石等が起きた時、坑内作業
者は危検にさらされる。しかも、前がわのグリツ
パと後がわのグリツパとの円周方向の位相が同一
であるため、前がわグリツパで一度押付けた地山
部分は亀裂がはいつたり、剥離を生じたりしてい
るので、後がわグリツパで同じ所を押付けても、
その押付け力を十分支えることができず、地山が
破壊してしまつて推進不能におちいることがあ
る。さらに、シールド本体の下半断面部にもグリ
ツパが設けられている場合、シールド本体を上方
に持ち上げてしまうので、掘進時にトンネルの高
さレベルが一定に保たれず、測量に支障をきたし
たり、トンネル下部のたまり水を流下させること
が困難になつたりする問題がある。しかも、グリ
ツパを設置した前がわシールド本体とグリツパを
設置した後がわシールド本体とが、同軸上に摺動
可能となつていて、たがいに軸心を交又屈曲する
ことができない構造になつているゆえ、特に屈曲
トンネルの施工においては、本体外殻に無理な横
荷重が作用して破損を招くおそれがあり、急屈曲
トンネルの施工が困難とされている。

この発明は、上記の欠点を除くことができるト
ンネル掘進機を提供することを目的とするもの
で、下部スキンプレートをそなえた前がわシール
ド本体と下部スキンプレートをそなえた後がわシ
ールド本体とをたがいに相対進行ができるように
自走ジヤツキにより連結し、前がわシールド本体
には上グリツパと左グリツパと右グリツパとを設
置し、後がわグリツパには前がわシールド本体の
上グリツパ、左グリツパ、右グリツパに対して円
周方向の位相を異ならせた左斜め上グリツパと右
斜め上グリツパとを設置し、後がわシールド本体
の前端部に一体に円筒体を設け、これを前がわシ
ールド本体の後端部内にはめこませたものであ
る。

以下、この発明の一実施例を図面により説明す
る。

下部スキンプレート１ａをそなえた円筒状の前
がわシールド本体１と下部スキンプレート２ａを
そなえた後がわシールド本体２とは、円周方向に
間隔をおいて配置した複数の自走ジヤツキ（油圧
シリンダ）３によりたがいに連結されている。す
なわち、各自走ジヤツキ３の基端部は前がわシー
ルド本体１内の壁部に設けたブラケツト４にピン
５により連結され、各自走ジヤツキ３のピストン
ロツド３ａの先端部は後がわシールド本体２の前
壁部に設けたブラケツト６にピン７により連結さ
れている。

前がわシールド本体１の中間壁部には、地山Ｅ
に対して押し出す上グリツパ８と左グリツパ９と
右グリツパ１０とが円周方向に間隔をおいて設置
されており、各グリツパ８，９，１０はそれぞれ
前がわシールド本体１内に支持させた上グリツパ
ジヤツキ１１、左グリツパジヤツキ１２、右グリ
ツパジヤツキ１３に連結されており、前がわシー
ルド本体１の周壁部に放射方向に設けた穴に摺動
できるようにおさめられている。後がわシールド
本体２の中間壁部には、同様に地山Ｅに対して押
し出す左斜め上グリツパ１４と右斜め上グリツパ
１５とが円周方向に間隔をおいて、しかも前がわ
シールド本体１の各グリツパ８，９，１０と円周
方向の位相を異ならせて設置されている。グリツ
パ１４，１５はそれぞれ後がわシールド本体２内
に支持させた左斜め上グリツパジヤツキ１６、右
斜め上グリツパジヤツキ１７に連結されており、
後がわシールド本体２の周壁に放射方向に設けた
穴に摺動できるようにおさめられている。

後がわシールド本体２の前端部には円筒体１８
が一体に設けられており、その円筒体１８は前が
わシールド本体１の後端部内にはめこまれてい
る。

トンネル掘進機の前進は下記のようにして行
う。前がわシールド本体１の各グリツパジヤツキ
１１，１２，１３を短縮させて各グリツパ８，
９，１０を機内に引つこませ、後がわシールド本
体２の両グリツパジヤツキ１６，１７を伸長させ
て両グリツパ１４，１５をつき出して地山Ｅに押
付け、両グリツパ１４，１５、スキンプレート２
ａで地山Ｅに後がわシールド本体２を固定した状
態で、自走ジヤツキ３を伸長させれば、前がわシ
ールド本体１が前進する。つぎに、前がわシール
ド本体１の各グリツパジヤツキ１１，１２，１３
を伸長させて各グリツパ８，９，１０を地山Ｅに
押付け、各グリツパ８，９，１０およびスキンプ
レート１ａで前がわシールド本体１を地山Ｅに固
定し、後がわシールド本体２の両グリツパジヤツ
キ１６，１７を短縮させて両グリツパ１４，１５
を機内に引込ませてから、自走ジヤツキ３を短縮
させると、後がわシールド本体２が前がわシール
ド本体１に対して引き寄せられる。前記の動作を
交互にくり返すことによりトンネル掘進機が前進
する。

後がわシールド本体２に対して前がわシールド
本体１が前進する際、円筒体１８により両シール
ド本体１，２間のすき間が遮蔽され、地山の落石
等が機内にはいることが防止される。また、後が
わシールド本体２のグリツパ１４，１５は、前が
わシールド本体１のグリツパ８，９，１０が接地
した箇所には接地しないように位相を異ならせて
あるので、上方地山からの崩落を防止できる。シ
ールド本体に広い接地面積のグリツパを設置する
方が接地圧の面からは望ましいのであるが、大き
なグリツパ用穴をシールド本体の外殻に設けるこ
とは、強度上無理がある。しかし、下部の接地部
にはシールド本体の自重が常に加わるので、上方
のグリツパよりも広い接地面積を取らなければな
らない。両シールド本体１，２の下部スキンプレ
ート１ａ，２ａをそのまま接地部として使用する
ことにより、強度を損なうことがなく、かつ、接
地面積も広くなつて好都合である。さらに、下部
スキンプレート１ａ，２ａを滑らすようにして前
進することにより、トンネルの高さレベルをほぼ
一定に保つことができる。しかも、前進時の必要
グリツパ力は、前がわシールド本体１と後がわシ
ールド本体２の自重が等しく、地山とトンネル掘
進機との摩擦係数が一定の場合にはほとんど零で
よいことになり、グリツパを押付けた一方が静止
し、地方が動くことは明らかである。円筒体１８
は前がわシールド本体１と後がわシールド本体２
との自重をほぼ均等にする役割りも果す。

前がわシールド本体１と後がわシールド本体２
との二部分に分かれているので、円周上に配置し
た自走ジヤツキ３のうち、たとえば上半分の群と
下半分の群とに分けて行程差をつけて伸び動作を
させることにより、上下方向に曲りながらトンネ
ル掘進機は前進できる。左右への屈曲進行も同様
にすることができ、姿勢制御を無理なく行える。

以上説明したこの発明によれば下記の効果が得
られる。

(1) 各グリツパの円周方向の位相が異なつてお
り、同じ箇所を二度押付ける従来のものにくら
べて、大きな接地圧まで使うことができ、した
がつて、大きな推進反力を取れる。

(2) 下部スキンプレートがシールド本体外殻その
もので、可動部がないので、作動不良等の故障
がなく、また、接地面積をほぼ半周に亘つて広
く取ることが可能で、接地圧を下げることがで
き、地山の崩壊を防止できる。

(3) 自走ジヤツキを全周に配置しているので、前
がわシールド本体と後がわシールド本体との屈
曲姿勢を上、下、左、右任意に制御することが
でき、トンネルの路線が急屈曲の場合にも、へ
の字形に屈曲した姿勢で無理なく曲がりながら
前進することができる。

(4) 前がわシールド本体と後がわシールド本体と
の相対運動によつて両者間に生ずるすき間を遮
断する円筒体を後がわシールド本体の前端部に
設けたので、地山の崩壊時にも落石等が直接機
内に落ちこむことがなく、機内の作業者の安全
を確保できる。

(5) 前記円筒体により前がわシールド本体と後が
わシールド本体との自重がほぼ等しくなるよう
にすることができるので、両シールド本体の下
部スキンプレートに作用するそれぞれの自重と
摩擦係数との積、すなわち、前がわシールド本
体の推進抵抗と後がわシールド本体の推進抵抗
とを互いに相殺して、その結果、グリツパの押
付け力は小さくても、前がわシールド本体と後
がわシールド本体との間に推進抵抗の差が生じ
るゆえ、小さなグリツパ力で十分推進が可能と
なる。かつ、グリツパ力が小さいので、地山の
崩壊を防止し、グリツパは小形軽量のもので足
りる。

(6) 下部スキンプレートの面で滑りながら前進す
るので、トンネルの高さレベルが一定してお
り、トンネル内面の二次的手直しをはぶくこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面側面
図、第２図は第１図の−断面図、第３図は第
１図の−断面図である。 １……前がわシールド本体、１ａ……下部スキ
ンプレート、２……後がわシールド本体、２ａ…
…下部スキンプレート、３……自走ジヤツキ、８
……上グリツパ、９……左グリツパ、１０……右
グリツパ、１１……上グリツパジヤツキ、１２…
…左グリツパジヤツキ、１３……右グリツパジヤ
ツキ、１４……左斜め上グリツパ、１５……右斜
め上グリツパ、１６……左斜め上グリツパジヤツ
キ、１７……右斜め上グリツパジヤツキ、１８…
…円筒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の(a)〜(d)の構成要素からなるトンネル掘
   進機。 (a) 上グリツパと左グリツパと右グリツパとを設
   置し、下部スキンプレートをそなえた前がわシ
   ールド本体、 (b) 前がわシールド本体の上グリツパ、左グリツ
   パ、右グリツパに対して円周方向の位相を異な
   らせた左斜め上グリツパと右斜め上グリツパと
   を設置し、下部スキンプレートをそなえた後が
   わシールド本体、 (c) 前がわシールド本体と後がわシールド本体と
   をたがいに連結し、シールド本体内周がわに間
   隔をおいて配置した複数の自走用ジヤツキ、 (d) 後がわシールド本体の前端部に一体に設け、
   前がわシールド本体の後端部内にはめこませた
   円筒体。