JPH0274791A

JPH0274791A - シールド機およびシールド工法

Info

Publication number: JPH0274791A
Application number: JP22799688A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Taniguchi; 和之谷口; Michiaki Ichino; 道明市野
Original assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-03-14
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0781495B2

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〕本発明は、屈折シールドが可能なシールド機およびシー
ルド工法に関する。

〔従来の技術〕

都市部におけるシールドトンネルの用途は公共下水道・
電力・通信・ガス・地下鉄等の多種多様のものがあるが
、主にその建設コストなどの理由により道路下に築造さ
れる場合が多い。この場合比較的大きい曲率半径を必要
とされる地下鉄を除けば、道路交差部ではシールドトン
ネルは直角に曲がらなければならない場合が多い。

一般に、シールド機械が地中地盤の中でその方向を変え
る場合、その機械形状並びに構造上一定の制限された曲
率半径に近似させて曲がらずを得ない。すなわち、シー
ルド機械は固有の直線性を有するために幾何学的寸法、
セグメントの組立、土質、余掘り量、その他の条件によ
っである程度以上の大きさの曲率半径が必要となる。

近年、シールド機械の本体に中折れ装置を装備させるこ
とにより、機械の形状を変更できるものが開発され、曲
率半径を小さくすることが可能となってきたが、一定の
曲率半径に近催させる曲線施工を行うものに変わりがな
い。従って、トンネルの路線計画時において、路線を直
角又は屈折させる必要がある場合、その屈折点にはあら
かじめ中間立坑を築造して、シールド機械を一度地中地
盤の中から立坑内へ取り出した後に、クレーン又はその
他の手段を用いてシールド機械の向きを変更させた後に
、再び掘進させるという方法が採用された。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、中間立坑を築造する場合、その築造工費が著し
く嵩むとともに、中間立坑上の路上交通の妨げになる問
題点を有する。

そこで、本発明の主たる目的は、中間立坑を必要とせず
に屈折掘進が可能であるとともに、屈折角度を大きくで
きるシールド機およびシールド工法を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための本発明のシールド機は、シー
ルド機の前部に、そのシールドフレームに対してカッタ
ーを有するほぼ半球状のカッターフレームを、シールド
中心線周りおよびシールド横断面を通る横断中心線用り
に回転自在に設けたことを特徴とするものである。

また、本発明のシールド工法は、シールド機の前部に、
そのシールドフレームに対してカッターを有するほぼ半
球形のカッターフレームを、シールド中心線周りおよび
シールド横断面を通る横断中心線用りに回転自在に設け
るとともに、屈折予定位置に到達したならば、カッター
フレームを前記横断中心線用りに回転屈折したときカッ
ターフレームにより覆われない地山を覆うように切欠球
面状のカバープレートをカッターフレームに連設して取
付けた状態で、前記カッターフレームをカバープレート
とともに回転屈折し、屈折終了後、カバープレートを残
しながらカッターフレームによる切削を行いながら新た
なシールド方向に掘進することを特徴とするものである
。

なお、本発明にいうほぼ半球形とは、好適には半球もし
くは若干開き角が９０度より大きくてもよいものである
が、開き角が８０度〜１２０度程度であっても良いこと
を含む意味である。

〔作　用〕

本発明のカッターフレームは、はぼ半球形をなし、シー
ルド中心線およびシールド横断面を通る横断中心線用り
に回転自在となっている。したがって、シールド中心線
周りにカッターフレームを回転させることで、シールド
方向への掘進が可能であるし、屈折時には横断中心線用
りにカッターフレームを回転させることで、カッターフ
レームを旧シールド方向に対して屈折した新シールド方
向に向けることができる。この回転屈折の際、カッター
フレームがほぼ半球形をなしているので、地山との抵抗
がきわめて小さい状態で、カッターフレームを回転させ
ることができる。従来の平板状カッターフレームでは、
回転が不可能である。

他方、回転屈折に伴って、地山の前面部の一部が露出し
てしまい、地山の崩壊や地下水のシールド内への流入が
懸念される。そこで、回転屈折時にカッターフレームの
後部に直接または次記実施例のようにテールフレームを
介してカバープレートを連設しておくと、その事態を防
止できる。

また、回転屈折が終了したならば、地山保護のためのカ
バープレートは不要であるし、新シールド方向の掘進に
は主にセグメントの組立により地山保護を図ることがで
きるから、カバープレートを残しながら新シールド方向
への掘進を行うことができる。

［実施例〕以下本発明を図面を示す実施例によってさらに詳説する
。

第１図は旧シールド方向を掘進している状態の立面図で
、同図左方に向っている。

１は外シールドフレーム、２はこれと一体化された内シ
ールドフレームで、それらの間にカッターフレーム３の
軸部３ａが介装され、スラスト軸受４．５およびラジア
ル軸受６，６によって、外シールドフレーム１および内
シールドフレーム２に軸承されている。また、カッター
フレーム３の軸部３ａの端部はフランジ状に張り出しそ
の張り出し端には従動ギア３ｂが形成され、この従動ギ
ア３ｂに対向して周方向に多数配置された油圧モータ等
からなる切削回転駆動手段７の出力軸に設けられた原動
ギア８が噛み合っている。各切削回転駆動手段７．７・
・・は図示されていないが、シールド機の非回転の本体
フレームに固定され、その結果、駆動手段７．７・・・
を駆動させると、カッターフレーム３が内シールドフレ
ーム２の周囲ヲシールド中心線Ｏ１周りに回転せられ、
前面のカッター３０によって地山が切削される。カッタ
ーフレーム３の中心線周りの際、ステ一部３ｄは案内筒
２ａによって回転自在に保持されている。

一方、内シールドフレーム２の内面には縦方向に回転軸
９が通っており、この回転軸９は、前記本体フレームに
対して屈折時固定される軸筒１０により保持されている
。したがって、軸筒１０を対地固定した状態で回転軸９
をその軸心（シールド横断面を通る横断中心線０□）周
りに回転すると、内外シールドフレーム２，１およびカ
ッターフレーム３が前記横断中心線面りに回転するよう
になる。

１）はエレクタ−１２は給泥管、１３は排泥管、１４は
泥水のアジテータ、１５はそのアジテータの回転駆動用
モータである。

１６はセグメントで、その前端を反力として、シールド
ジヤツキ１７およびスプレツタ−１８により内外フレー
ム２，１およびカッターフレーム３が推進されるように
なっている。

また、外シールドフレーム１の外周後部には、球殻筒状
のテールフレーム１９が強固に溶接され、このテールフ
レーム１９にシールド方向に沿う円筒状テールプレート
２０がボルト２１等により着脱自在に取付けられている
。

このように構成されたシールド機においては、屈折予定
位置まで、第１図〜第４図の状態を保ちながら、カッタ
ーフレーム３の中心線０１周りの回転と、シールドジヤ
ツキ１７による推進とによって掘進され、その後順次セ
グメント１６が組み立てられて行く。

次いで、屈折予定位置において屈折、たとえば９０度屈
折する場合、次のような操作が行なわれる。

すなわち、第５図（平面図）のように、テールプレート
２０を取付でおいたボルト２１がテールフレーム１９か
ら取り外され、その代りに、テールフレーム１９に平面
角度的にはほぼ１７４球殻状であるがシールド方向につ
いては長さの短い球殻状のカバープレート２２が新たな
ボルト２３および内添筒２４によって連結される。また
、これとともに、セグメント１６を脚として回転支持脚
台２５が設けられ、この脚台２５に固定用部材２６゜２
７が取付けられ、これら固定用部材２６．２７によって
回転軸９の軸筒１０を対地固定する。部材２５，２６．
２７は前述の本体フレームの一部を構成する。次いで、
本体フレームに固定された回転ジヤツキ２日を伸長し、
ジヤツキ受２２ａを介してカバープレート２２を中心線
０２周りに時計方向に回転すると、内外フレーム２．１
およびカッターフレーム３、ならびにテールプレート１
９等の付属物も同方向に回転する。

ジヤツキ受２２ａは回転ジヤツキ２８のストローク限に
達したならば、取外し、第６図のように、新たな位置に
溶接し直しながら回転を続行する。

その間、固定用部材２６．２７は適宜に位置替えを行う
。

第７図は９０度の回転が終了した状態である。

この状態になったならば、ボルト２３および内添筒２４
を取り外し、カバープレート２２をテールフレーム１９
から切り離す。

次いで、第７図のように、カバープレート２２および左
方壁のセグメント１６を利用して、パックアンカー２９
．３０を組み立てるとともに、外シールドフレーム１に
回転防止材３１を設け、シールド機全体のローリング防
止を図った後、第７図右側のテールプレート２０および
セグメント１６の一部を仮想線で示すように、解体撤去
し、シールド機全体が右方に掘進するときにおいて支障
とならないようにする。

その後、第７図から第８図の移行過程で明らかなように
、ジャ・ツキ１７より右方に推進し、はぼテールフレー
ム１９の長さまで推進したならば、テールフレーム１９
とほぼ同形のカバープレート３２をカバープレート２２
に溶接固定し、その後、バンクアンカー３３．３４を組
み立て、新たなテールプレート２０’、２０’をテール
フレーム１９にボルト固定し、新シールド方向に沿って
旧シールド方向と同様な掘進を行う。１６′は新シール
ド方向に組み立てたセグメントである。この段階では、
回転防止材３１′はテールプレート２０′に固定され、
さらに段階が進むと除去される。

上記例においては、９０度の屈折であったが、適宜の屈
折角でよいこと、および水平面に沿うことなく、傾斜面
に沿う屈折も可能であることは容易に理解できるであろ
う。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、中間立坑の築造を必要と
することなく大きく屈折シールドが可能であるなどの利
点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は旧シールド方向の掘進状態立線断面図、第２図
はシールド機内からの祖国、第３図はカッターフレーム
の地山からの祖国、第４図〜第８図は屈折過程を順に示
す水平平面図である。１・・・外シールドフレーム、２・・・内シールドフレ
ーム、３・・・カッターフレーム、７・・・切削回転駆
動手段、９・・・回転軸、１６．１６’・・・セグメン
ト、１７・・・ジヤツキ、１８・・・テールフレーム、
１９・・・テールフレーム、２０．２０’・・・テール
プレート、２２・・・カバープレート第２図第１図第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シールド機の前部に、そのシールドフレームに対
してカッターを有するほぼ半球形のカッターフレームを
、シールド中心線周りおよびシールド横断面を通る横断
中心線周りに回転自在に設けたことを特徴とするシール
ド機。
（２）シールド機の前部に、そのシールドフレームに対
してカッターを有するほぼ半球形のカッターフレームを
、シールド中心線周りおよびシールド横断面を通る横断
中心線周りに回転自在に設けるとともに、屈折予定位置に到達したならば、カッターフレームを前
記横断中心線周りに回転屈折したときカッターフレーム
により覆われない地山を覆うように切欠球面状のカバー
プレートをカッターフレームに連設して取付けた状態で
、前記カッターフレームをカバープレートとともに回転
屈折し、屈折終了後、カバープレートを残しながらカッ
ターフレームによる切削を行いながら、新たなシールド
方向に掘進することを特徴とするシールド工法。