JPH03187495A - 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〉 本発明は立坑から横坑にかけて一台のシールド掘進機で
対応できる、シールド掘進機に関する。

〈従来の技術〉 一般にシールドトンネルを施工するには、シールド掘進
機を吊り込み可能な寸法の立坑を構築した後、立坑内に
シールド掘進機を吊り込み、横方向に掘進しながら順次
トンネルを覆工している。

また立坑（発進立坑、到達立坑）としては、地下連続壁
や柱列杭式連続壁やケーソン等が用いられる。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 前記した従来の施工技術には次のような問題点がある。

〈イ〉　立坑の構築時とトンネルの掘進時に使用する機
器や設備が異なる。

そのため、多種類の機器や設備を必要とする。

〈口〉　シールド掘進機を吊り込むためには立坑の開口
径をシールド掘進機の全長より大きく形成しなければな
らない。

〈ハ〉　シールド掘進機の発進時に、立坑の側壁をシー
ルド掘進機の通過範囲に亘って破壊したり、地山の崩落
防止のために注人工等を併用する必要がある。

〈二〉　上記〈イ〉〜〈ハ〉により、施工コストの高騰
化及び工期の長期化する傾向にある。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の問題点を解決するために成されたもので
、その目的とするところは一台のシールド掘進機で以て
立坑と横坑を連続施工することで工期の短縮及び工費の
低減が図れる、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〉 即ち本発明は掘削手段及び掘進手段及び覆工手段を備え
たフロントシールドと、前記フロントシールドのテール
側に位置し、両端を開放した筒状のリアシールドとから
なり、前記フロントシールドは周面から出入り自在の一
対の支軸を有し、前：己すアシールドはフロントシール
ド（こ向けてのびる一対の連結腕を有すると共に、内部
にフロントシールドへ向けて出入り自在の内殻を収容し
、前記内殻の一端の周縁はフロントシールドの外周面に
当接可能な形状に形成してあり、前記連結腕と支軸を支
点にフロントシールドを回動自在に構成した、シールド
掘進機である。

〈本発明の説明〉 以下、図面を参照しながら本発明について説明する。

〈イ〉シールド掘進機の全体構成 第１．２図に本発明に係るシールド掘進機の全体図を示
す。

シールド掘進機は二つの筒体からなり、その前部は従来
のシールドマシンと同様に単独で掘進できる機能を有す
るフロントシールド１０で構成され、後部筒体はリアシ
ールド２０で構成される。

フロントシールド１０はリアシールド２０に対し回動自
在でかつ、分離可能に連結されている。

以下、各部について詳述する。

〈口〉フロントシールド フロントシールド１０は、シールド本体１１と、掘進ジ
ヤツキ１２と、掘削手段であるカッタヘッド１３と、図
示しないエレクタ装置とを装備する例えば泥水加圧式、
土圧バランス式、限定圧気式等の公知のシールドマシン
である。

カッタヘッド１３は、コピーカッタ１４を内蔵している
。

従来のシールドマシンと相違するのは、シールド本体１
１の周面の三箇所にリアシールド２０と連結するための
支軸１５．１５を出入り自在に設けである点である。

支軸１５．１５の形成位置はフロントシールド１０の全
長の中間点が好ましい。

また、シールド本体１１の周面には、作業員やセグメン
ト３０を搬入可能な開閉自在のハツチ１６が設けである
。

くハ〉リアシールド リアシールド２０は二重構造の筒体、即ちシールド本体
１１と同径の外殻２１及び外殻２１内に摺動自在に収容
した内殻２２を有する。

外殻２１の外周面の三箇所には、外殻２１の軸方向に沿
って延びる連結腕２３．２３が突設され、各部２３．２
３の自由端の対向面には支軸１５を軸支する受穴２４．
２４が設けられている。

内殻２２の下端の全周は前記シールド本体１１の外周面
に当接する形状に形成されていると共に、シールド本体
１１の外周との間の止水性を保持して密着するために、
エアバッグ式等のシール材２５が設けられている。

また、内殻２２の内周面には、複数のジヤツキ２６が配
備されている。

ジヤツキ２６は、立坑の構築時においては既設のセグメ
ント３０から反力を得てシールド掘進機を掘進させるた
めに機能し、また横坑の構築開始時においては内殻２２
と協動してフロントシールド１０をほぼ直角に旋回させ
るために機能する。

さらに、リアシールド２０は立坑の施工時にセグメント
組立用のエレクタ装置を装備していてもよい。

また、第３図を基に両シールド１０．２０の連結部の構
造について説明すると、両シールド１０．２０の連結部
の内側端部に止水機能と連結機能を併有するリング板５
０が着脱可能にボルト止めしてあり、フロントシールド
１０の方向転換時にリング板５０を取り外す。

〈作用〉 つぎにシールド掘進機を用いた立坑及び横坑の施工方法
について説明する。

［１］立坑の構築（第２図〉 〈イ〉掘削 フロントシールド１０とリアシールド２０を上下一体に
合体したシールド掘進機で以て下向きに掘削する。

〈口〉推進 つづいて、ジヤツキ２６を伸長し既設のセグメント３０
から反力を得て、シールド掘進機全体を下向きに推進す
る。

尚、連結腕２３が掘進の障害になる場合は、連結腕２３
の下端に高圧水噴射による掘削手段を設けるとよい。

また、立坑Ａの掘進中は掘進力がシールド掘進機に有効
に伝わるように、内殻２２を外殻２１にボルト等で仮固
定して自由な摺動を拘束しておく。

〈ハ〉覆工 推進ジヤツキ２６を収縮し、リアシールド２０内でセグ
メント３０を組み立てて立坑Ａの延長を図る。

セグメント３０の組立は、リアシールド２０が装備する
エレクタ装置で組み立てるか、或は地上のクレーン等を
用いて組み立てる。

［１１］方向転換（第４〜７図） 〈イ〉オーバカット（第４図） フロントシールド１０が横坑の構築深度に達する少し手
前で、フロントシールド１０の旋回範囲にかけてコピー
カッタ１４でオーバカットしながら掘進する。

フロントシールド１０の旋回時に障害にならないように
、回転子定位置より少し深く掘削した後、切羽の泥水圧
を利用してシールド掘進機を所定の位置まで後退させる
。

つぎに、第５図に示すようにフロントシールド１０のテ
ール部内に１リング分セグメント３０ａを組み立てた後
、フロントシールド１０の最上部の開口をフロント盲蓋
１７で閉塞する。

フロントシールド１０内にセグメント３０ａを１リング
分組み立てるのは、フロント盲蓋１７を取り付けるため
である。

その後、同しく第４図に示すようにリアシールド２０の
内殻２２の下端開口に、リア百Ｍ２７を取り付ける。

リア盲蓋２７は円形板の中央に土砂や作業員の出入口と
なるハツチ２８を有すると共に、円形板の周縁部近くに
円板の貫通方向に向は初期回動用ジヤツキ２９を装備し
ている。

〈口〉フロントシールドの回動 つぎに第４図に示す初期回動用ジヤツキ２９でフロント
盲蓋１７の突起１８を段階的に押してフロントシールド
１０を一定角度だけ回動する。

初期回動用ジヤツキ２９の伸長だけでフロントシールド
１０を９０’回動することは不可能である。

そこで、立坑Ａを構成するセグメント３０にジヤツキ２
６の自由端のスプレッダを接続すると共に、内殻２２と
外殻２１の固定を解除した後にジヤツキ２６を伸長すれ
ば、内殻２２の湾曲する下端がフロントシールド１０の
外周面を押し当たり、この内殻２２の力がフロントシー
ルド１０の回動力として作用する。

フロントシールド１０がリアシールド２０の軸線に対し
９０”回動すると、内殻２２の下端周縁がフロントシー
ルド１０の周面に当接する。

フロントシールド１０を回動する際、両シールド１０．
２０の接合部の開口が各盲蓋１７．２７で完全に閉鎖さ
れているので、両シールド１０．２０内に浸水すること
はない。

また、フロントシールド１０の回動時において、フロー
ントシールド１０のテール部がリアシールド２０の下端
に衝突することが予想される場合は、連結腕２３を伸縮
自在に構成して対処する。

〈ハ〉余堀空間の後処理 フロントシールド１０の回動が完了したら、第７図のよ
うにフロントシールド１０．の後部及び底部に形成され
る余堀空間内にコンクリート等の充填材４０を充填する
。

これにより、立坑Ａがフロントシールド１０の発進立坑
となる。

さらに、充填材４０の硬化を待ち、内殻２２をフロント
シールド１０の上部周面に押し付けて止水を図った後に
、リア盲蓋２７のハツチ２８を開けて、リア盲蓋２７と
フロントシールド１０間の土砂を搬出する。

〈二〉前後シールドの分離 前記両盲蓋１７．２７の取り付は作業と並行して、各支
軸１５を後退して連結腕２３との連結を解き、両シール
ド１０．２０の連結状態を解除する。

尚、リアシールド２０は外殻２１を除く部材を解体して
搬出し、外殻２１のみを埋め殺しとする。

［Ｉ［［］横坑の構築（第８図〉 〈イ〉横坑の掘進 前記したようにフロントシールド１０内に１リング分の
セグメント３０が組み立てられているから、これを足掛
かりにフローントシールド１０を横方向に掘進する。

フロントシールド１０が立坑部を通過し終えるまでは、
内殻２２の押圧力で以て両シールド１０．２０間の止水
を図る。

〈口〉立坑と横坑の交差部の後処理 フロントシールド１０により横坑Ｂ用のセグメント３０
を数リング構築したら、第１図に示すリア盲Ｍ２７を取
り外し、立坑Ａと横坑Ｂの交差部をセグメント或は場所
打ちコンクリート等で覆工する。

尚、立坑Ａと横坑Ｂの交差部は連通構造になるように、
横坑Ｂの連通箇所はセグメント３０を組み立てないでお
く必要がある。

その後の横坑Ｂの構築方法は、従来方法と同しである。

ぐ本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるから次の効果が得られ
る。

〈イン　立坑と横坑の両腕を同一のシールド掘進機で施
工でき、従来のように複数種類の機械を使い分ける必要
がない。

そのため、工期の大幅な短縮及び工費の低減が図れる。

〈口〉　立坑を横坑と同一径で構築できるので、従来に
比べ立坑の用地費の面や掘削量の点で有利である。

〈ハ〉　立坑を構築する際、リアシールドから突出する
連結腕がシールド掘進機の回転抵抗材として機能するの
で、立坑を安定して構築できる。

〈二〉　立坑から直角方向に向けて横坑を構築できる。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明に係るシールド掘進機の組立図第２図：
立坑構築時におけるシールド掘進機の縦断面図 第３図二両シールドの連結部の部分拡大図第４図：フロ
ントシールドの回動のためのオーバカット時の説明図 第５図二両シールドに盲蓋を取り付けた時の縦断面図 第６図：フロントシールドの回動開始直前状態の説明図 第７図：フロントシールドの回動後の説明図第８図：横
坑の構築時の全体図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）掘削手段及び掘進手段及び覆工手段を備えたフロ
   ントシールドと、 前記フロントシールドのテール側に位置し、両端を開放
   した筒状のリアシールドとからなり、前記フロントシー
   ルドは周面から出入り自在の一対の支軸を有し、 前記リアシールドはフロントシールドに向けてのびる一
   対の連結腕を有すると共に、 内部にフロントシールドへ向けて出入り自在の内殻を収
   容し、 前記内殻の一端の周縁はフロントシールドの外周面に当
   接可能な形状に形成してあり、 前記連結腕と支軸を支点にフロントシールドを回動自在
   に構成した、 シールド掘進機。