JPH0319358B2

JPH0319358B2 -

Info

Publication number: JPH0319358B2
Application number: JP58104919A
Authority: JP
Inventors: Keizo Yoshizawa; Keizo Uchizu; Junichi Takahashi; Yoshiaki Nagashima
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1983-06-14
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1991-03-14
Also published as: JPS603390A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、シールドトンネル掘進装置に関し、
特に、山岳トンネル用としても使用できる兼用型
のシールドトンネル掘進装置に関する。

一般に、シールドトンネル工法においては、セ
グメントによる覆工部に反力を担わせ、推進ジヤ
ツキの作動によりシールド本体を前進させること
ができるが、山岳トンネル工法では、トンネル周
辺地山に推進反力を担わせなければならないこと
から、シールド本体を複数の部分にその軸線方向
へ分割し、該部分間に推進用のジヤツキを配置
し、これらを順次に作動させる尺取虫方式の推進
が余儀なくされてきた。

このため、兼用型のシールドトンネル掘進装置
は、一般に、その構造が複雑となり、また、シー
ルド本体の長さおよび重量が大きく、推進制御、
特に、所定の曲線経路に沿つて装置を推進させる
上で困難があつた。

本発明の主たる目的は、シールド本体の長さお
よび重量を軽減し、大きな推進反力を確保し、さ
らに装置の推進抵抗を軽減することにある。

本発明によれば、シールドトンネル掘進装置
は、上部分および下部分に二分割されかつ上下両
部分が複数のジヤツキで連結されたシールド本体
と、該シールド本体に滑動可能に支承されたカツ
ターヘツド駆動機構と、該カツターヘツド駆動機
構に連結され、外周に液圧装置により出入り可能
のカツターおよび支持シユーを備えるカツターヘ
ツドと、インバート部の地山にセグメントを押圧
すべく伸縮可能のセグメント把持アームを備える
セグメントエレクターと、前記カツターヘツド駆
動機構と前記シールド本体とを相対的にトンネル
軸線方向へ移動させる第１の液圧装置と、前記シ
ールド本体装置と前記セグメントエレクターとを
相対的にトンネル軸線方向へ移動させる第２の液
圧装置とを含み、シールド本体を上下に２分割
し、これらとカツターヘツドおよびセグメントエ
レクターとを交互に地山に固定してこれに推進反
力を担わせる間に、一方を他方に関してトンネル
軸線方向へ推進させるようにしたことから、その
長さおよび重量を減じかつ推進抵抗を減ずること
ができ、また、掘削時におけるカツターヘツドの
推進のために周辺地山に固定されたシールド本体
を介して地盤に推進反力を取り、他方、シールド
本体の推進のためには、周辺地山に固定されたカ
ツターヘツドとセグメントエレクターとによる支
持下で、これらを介して地盤に推進反力を取るこ
とができることから、装置の推進のために十分な
推力を与えることができる。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。

第１，２図を参照するに、シールド掘進装置１
０は、シールド本体１２を備え、該シールド本体
は上部分１４と下部分１６とに二分割され、両部
分１４，１６はこれらの間に配置された複数のジ
ヤツキ１８で両部分が拡開、収縮可能に連結され
ている。下部分１６の底部にはその長さ方向の前
部分に凹所１９ａ（第２図）が形成されており、
また、その後方部分には第３図に示すように後端
で開放されたスリツト１９ｂが形成されている。
各部分１４，１６の後部には、組立られたセグメ
ント（図示せず）に反力を取つてシールド本体を
推進させるための複数の推進用ジヤツキ２０がそ
れぞれ配置され、その後端部にはスプレツダー２
２が設けられている。図示の例は、シールド掘進
装置１０を山岳トンネル工法に適用した場合に係
り、推進用ジヤツキ２０は不使用の収縮位置にお
いて示されている。

シールド本体の下部分１６は中空部を形成する
ほぼ矩形の包囲部２４を有し、該包囲部には前記
中空部を取囲むように対称配置された４本の液圧
ジヤツキ２６の一端部が枢着されている。前記中
空部内には、後に説明するように、第１の液圧装
置である前記ジヤツキ２６によりシールド本体に
関して相対移動されるスライド部２８がスライド
メタル２９を介して滑動可能に配置されている。
このスライド部内には、駆動装置３０が配置され
ており、該駆動装置から伸びる駆動軸３２の端部
にはスポークタイプのカツターヘツド３４が取付
けられている。スライド部２８およびこれに収容
された駆動装置３０は、トンネル軸線方向へ移動
可能のカツターヘツド駆動機構を構成する。

カツターヘツド３４は、第４図に示すように、
複数（図示の例では６本）のスポーク３６とこれ
らを連結する部材３８とを有し、これらのうち２
本のスポークの端部にはジヤツキ４０とこれの作
動によりスポークの外端部から出入りする支持シ
ユー４２とが内蔵されており、また、他のスポー
クの端部にはジヤツキ４４とこれの作動によりス
ポークの外端部から出入りするカツター４６とが
内蔵されている。カツター４６は掘削時にのみ伸
出位置にあり、他方、支持シユー４２は後に説明
するようにカツターヘツド固定時にのみ伸出位置
にある。カツターヘツド３４は、図示のものに限
らず、支持シユー４２およびカツター４６が外周
に間隔を置いて配置するものである限り、いずれ
の構造、形状のものでもよい。支持シユー４２の
回転角度位置を表示するインジケータ４７が駆動
装置３０の後端に設けられている。

スライド部２８の後部には、リング部材４８が
固定されており、該部材には、ジヤツキ２６の他
端が枢着されている。一端がシールド本体の下部
分にまた他端が前記リング部材にそれぞれ枢着さ
れたジヤツキ２６の作動により、シールド本体１
２とカツターヘツド３４およびその駆動装置３０
とは相対的な軸線方向移動を可能とする。

シールド掘進装置１０は、また、セグメントエ
レクター５０を備え、該セグメントエレクターは
第２の液圧装置である複数のジヤツキ５２を介し
てリング部材４８に連結されたエレクターリング
５４を備える。このエレクターリングには回転部
を構成するブラケツト５６を介してセグメント把
持アームすなわちエレクタージヤツキ５８が取付
けられており、また、このジヤツキの下端部には
該ジヤツキにより昇降されるセグメント６０を把
持するためのグリツパー６２が設けられている。
ジヤツキ５８の作動により、セグメント６０がシ
ールド本体下部分１６のスリツト１９ｂを経てイ
ンバート部におけるトンネル周辺地山に押圧され
ている間、ジヤツキ２６は後に説明するようにシ
ールド本体を推進させるための反力をセグメント
エレクター５０に担わせることができる。

シールド掘進装置１０は、さらに、真円保持装
置６４を備え、該真円保持装置は第５図に示すよ
うに円弧状面を有する上方部材６６および下方部
材６８と両部材間にあつてこれらを拡開および収
縮可能に連結する複数のジヤツキ７０とを含む。
支保工７１間に設置された真円保持装置６４の前
方すなわちトンネル掘進方向への移動を案内する
ための複数（図示の例では４本）のガイドバー７
２が設けられており、それらの一端はリング部材
４８に固定されている。真円保持装置６４は両部
材６６，６８が収縮状態にある際に、第３の液圧
装置である複数（図示の例では４本）のジヤツキ
７４により前方へ引かれる。ジヤツキ７４は、両
部材６６，６８のそれぞれに設けられた受部７６
に一端が枢着されており、また、ガイドバー７２
に設けられた受部（図示せず）に他端が枢着され
ている。

シールド掘進装置１０は、さらに、ずり搬出装
置７８を含み、該ずり搬出装置の前端はカツター
ヘツド３４のまたその後端は真円保持装置６４の
それぞれ近傍にあり、全体に後方へ上向きに傾斜
して配置されている。

シールド掘進装置１０は、第１，２図に示され
る状態下においてカツターヘツド３４による掘削
が行なわれ、また、第６，７図に示される状態下
でシールド本体１２がカツターヘツド３４、セグ
メントエレクター５０および真円保持装置６４に
関して移動される。

まず、シールド本体１２の上部分１４および下
部分１６がジヤツキ１８の作動により周辺地山に
押圧されて固定状態にあり、かつ、セグメントエ
レクター５０のジヤツキ５８がセグメント６０を
スリツト１９ｂを経て地山に押圧していない非固
定状態にある際に、カツターヘツド３４が駆動回
転され、同時に、ジヤツキ２６の作動によりカツ
ターヘツドが前方へ移動され、これによる掘削と
搬出装置７８によるずり出しとがジヤツキ２６の
ストロークエンドまで進められる。

その後、カツタヘツド３４の回転が停止され、
第６，７図に示されるように、カツター４６を引
込め、２つの支持シユー４２をインジケータ４７
の表示するところに従つてこれらがトンネルのイ
ンバート部において地山に当接するように位置決
めて伸出させ、これによりカツターヘツドを地山
に固定する。

カツターヘツド３４の固定に前後してジヤツキ
５８によりセグメント６０を地山に押圧してセグ
メントエレクター５０を固定する（第６図）。そ
の後、ジヤツキ１８を作動させ、前記したとは逆
に、シールド本体１２を収縮させてこれと地山と
の係合、固定を解き、その全重量を前方のカツタ
ーヘツド３４と後方のセグメントエレクター５０
とに担わせる。カツターヘツドとセグメントエレ
クターとによりシールド本体を支持する間に、ジ
ヤツキ２６を前記したとは逆の方向へ作動させる
ことにより、シールド本体１２は第６図の位置か
ら第１図の位置へ移動される。その後、カツター
ヘツド３４は、掘進準備に入る。ジヤツキ２６又
は該ジヤツキ及びジヤツキ５２の作動によるシー
ルド本体１２の移動のために要するジヤツキ反力
は、カツターヘツド３４とセグメントエレクター
５０とを介して地山に得ることができるが、ジヤ
ツキ７４及びガイドバー７２によりシールド本体
１２に連結された真円保持装置６４をも介するこ
とにより一層大きなジヤツキ反力を得ることがで
きる。

本発明によれば、シールド本体を上下に２分割
し、これらとカツターヘツドおよびセグメントエ
レクターとを交互に地山に固定してこれに推進反
力を担わせる間に、一方を他方に関してトンネル
軸線方向へ推進させるようにしたことから、シー
ルド推進装置全体の構造を単純化させ、その長さ
および重量を減じ、その推進抵抗を軽減すること
ができる。

また、本発明によれば、シールド本体の底部に
凹所およびスリツトを設けたことにより、シール
ド本体の推進抵抗が一層減ぜられると共に、セグ
メントエレクターによる地山へのセグメント押圧
が前記スリツトを介して行なうことができ、シー
ルド本体長さの一層の縮減が可能となる。

さらに、本発明によれば、真円保持装置を介し
てシールド本体のための付加的な推進反力を地山
に取ることができることから、推進抵抗が大きい
大型装置にも本発明を有利に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の縦断面、第２図は
第１図の線２−２に沿つて得た横断面図、第３図
は底面図、第４図はカツターヘツドの正面図、第
５図は第１図の線５−５に沿つて得た横断面図、
第６図はシールド本体の推進状態における第１図
と同様の図、第７図はシールド本体推進時におけ
る第２図と同様の図である。１２：シールド本体、１４：上部分、１６：下
部分、１８：ジヤツキ、１９ａ：凹所、１９ｂ：
スリツト、２４：包囲部、２６：ジヤツキ（第１
の液圧装置）、２８：スライド部、３０：駆動装
置、３２：駆動軸、３４：カツターヘツド、３
６：スポーク、４０，４４：ジヤツキ、４２：支
持シユー、４６：カツター、４７：インジケー
タ、５０：セグメントエレクター、５２：ジヤツ
キ（第２の液圧装置）、５８：セグメント把持ア
ーム（ジヤツキ）、６０：セグメント、６４：真
円保持装置、７２：ガイドバー、７４：ジヤツキ
（第３の液圧装置）、７８：ずり搬出装置。

Claims

【特許請求の範囲】１上部分および下部分に二分割されかつ上下両
部分が複数のジヤツキで連結されたシールド本体
と、該シールド本体に滑動可能に支承されたカツ
ターヘツド駆動機構と、該カツターヘツド駆動機
構に連結され、外周に液圧装置により出入り可能
のカツターおよび支持シユーを備えるカツターヘ
ツドと、インバート部の地山にセグメントを押圧
すべく伸縮可能のセグメント把持アームを備える
セグメントエレクターと、前記カツターヘツド駆
動機構と前記シールド本体とを相対的にトンネル
軸線方向へ移動させる第１の液圧装置と、前記シ
ールド本体と前記セグメントエレクターとを相対
的にトンネル軸線方向へ移動させる第２の液圧装
置とを含む、シールドトンネル掘進装置。２上部分および下部分に二分割されかつ上下両
部分が複数のジヤツキで連結されたシールド本体
であつて前記下部分がその底部に凹所とその後方
へ開放されたスリツトとを有するシールド本体
と、該シールド本体の前記下部分に滑動可能に支
承された、カツターヘツド駆動装置を備えるスラ
イド部と、前記カツターヘツド駆動装置に連結さ
れ、外周に出入り可能のカツターおよび支持シユ
ーを備えるカツターヘツドと、前記スリツトを経
て地山にセグメントを押圧すべく伸縮可能のセグ
メント把持アームを備えるセグメントエレクター
と、前記カツターヘツド駆動装置と前記シールド
本体とを相対的に移動させる第１の液圧装置と、
前記シールド本体と前記セグメントエレクターと
を相対的に移動させる第２の液圧装置とを含む、
シールドトンネル掘進装置。３上部分および下部分に二分割されかつ上下両
部分が複数のジヤツキで連結されたシールド本体
であつて前記下部分がその底部に凹所とその後方
へ開放されたスリツトとを有するシールド本体
と、該シールド本体の下部分に滑動可能に支承さ
れた、カツターヘツド駆動装置を備えるスライド
部と、前記カツターヘツド駆動装置に連結され、
外周に出入り可能のカツターおよび支持シユーを
備えるカツターヘツドと、前記スリツトを経て地
山にセグメントを押圧すべく伸縮可能のセグメン
ト把持アームを備えるセグメントエレクターと、
前記カツターヘツド駆動装置と前記シールド本体
とを相対的に移動させる第１の液圧装置と、前記
シールド本体と前記セグメントエレクターとを相
対的に移動させる第２の液圧装置と、上方部材、
下方部材および両部材を連結する複数のジヤツキ
を備える真円保持装置と、前記真円保持装置と前
記シールド本体とを相対的に移動させる第３の液
圧装置と、前記真円保持装置の前記シールド本体
へ向けての移動を案内する手段とを含む、シール
ドトンネル掘進装置。４前記カツターヘツド駆動装置は、前記支持シ
ユーの回転角度位置を表示するインジケータを備
える、特許請求の範囲第３項に記載の装置。５前記カツターおよび支持シユーは、それぞ
れ、前記カツターヘツドに配置されたジヤツキに
より出入り作動される、特許請求の範囲第３項に
記載の装置。６前記第１の液圧装置の一端は前記シールド本
体の下部分にまたその他端は前記スライド部に固
定のリング部材にそれぞれ取付けられている、特
許請求の範囲第３項に記載の装置。７前記カツターヘツドは複数のスポークを備
え、２つのスポークに前記支持シユーがまた残余
のスポークに前記カツターがそれぞれ配置されて
おり、前記支持シユーを前記スポークの外端部か
ら出入り作動させるためのジヤツキおよび前記カ
ツターを前記スポークの外端部から出入り作動さ
せるためのジヤツキがそれぞれ前記スポーク内に
配置されている、特許請求の範囲第３項に記載の
装置。８前記真円保持装置は、それぞれが円弧状面を
有する上方部材および下方部材と、両部材間にあ
つてこれらを拡開および収縮可能に連結する複数
のジヤツキとを備える、特許請求の範囲第３項に
記載の装置。