JPH034720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシールド掘進機に係り、詳しくは、ト
ンネル掘進中にあつてもセグメント組立てするこ
とができるエレクタ装置を備えたシールド掘進機
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来のシールド掘進機では、シールド本体に一
体化されたエレクタ装置が後方位置に装備され、
掘進中はセグメント組立てを中止してシールド本
体と共に前進するような構造となつている。その
結果、シールド本体がトンネル壁の１セグメント
リング分を掘進し終わつて停止したときから、待
機状態にあるエレクタ装置が、セグメントの組立
てを開始する。このように、シールド本体による
掘進とエレクタ装置によるセグメントの組立てと
が交互に行なわれるので、シールド掘進機の連続
的な掘進が不可能で、その掘進能力を十分に発揮
させることができない問題がある。一方、エレク
タ装置による組立ても、円滑を欠くことになる。

それらを解消するために、シールド本体を前胴
と後胴に分割し、その両胴をテレスコピツクに配
置して、カツタデイスクなどが装備された前胴の
掘進中、停止している後胴に装備されたエレクタ
装置でセグメントを組立てるようにしたものがあ
る。しかし、エレクタ装置がセグメントの組立て
を終えると、次工程の組立てに備えて後胴と共に
前胴に引き寄せる時間が必要となり、その引き寄
せ中シールド本体の停止が余儀なくされ、やはり
連続した掘進が不可能でトンネル構築の迅速化に
は限界がある問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の問題を解決するためになされ
たもので、その目的は、シールド本体が連続して
トンネル掘進することができる一方、エレクタ装
置もシールド本体の掘進を妨げることなくセグメ
ントの組立てを続行し、迅速なトンネル構築を可
能としたシールド掘進機を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明のシールド掘進機の特徴を、第１図を参
照して説明する。複数のシールドジヤツキ１５が
シールド本体２の機軸１６方向に階段状に変位し
て配置され、シールド本体２に固定して後方に張
り出されたデツキ２０上に、シールド本体２の前
進に追従しないエレクタ装置１８が変位可能に設
けられている。そのエレクタ装置１８と一体に移
動し、既設セグメントリング１７Ａを内方から押
圧してエレクタ装置１８の移動を固定するエレク
タ固定装置１９が装備され、シールド本体２が掘
進中でもセグメント２３の組立てができ、連続し
た掘進を可能としている。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図に示すシールド掘進機１におけるシール
ド本体２の前方位置には、運転室３に設けられた
油圧モータ４、ギヤー５およびリングギヤー６を
介して回転されるカツタデイスク７がスリユーイ
ング軸受８に支承され、カツタチヤンバ９と運転
室３をシールするためバルクヘツド１０の間にシ
ール１１が設けられている。さらに、排土用のベ
ルトコンベア１２および複数の泥水排出管１３
が、バルクヘツド１０を貫通しカツタチヤンバ９
に向けて設けられ、それらの貫通部には図示しな
いシールが介在されてカツタチヤンバ９の密閉が
図られている。

シールド本体２の中央位置には、先端にスプレ
ツダ１４を取り付けた複数のシールドジヤツキ１
５が、機軸１６方向に段階状に変位して配置さ
れ、その基部がシールド本体２のリングガーダに
固定されている。本例では、第２図に示すように
全24本のシールドジヤツキ１５があり、第１図の
二点鎖線Ｍで示すように、機軸１６を境にして上
方に２段階、下方に２段階それぞれ変位して配設
されている。この配置は、第３図に示す組立て順
序〜に従つて、シールド本体２の下方より上
方に向けてセグメント２３を組込み、トンネル壁
１７を形成するセグメントリング１７Ａを構築で
きるように配慮されている。なお、段階状の配置
とされていなければ、１セグメントリング中にお
ける後から組立てられる部分にストローク量の長
いシールドジヤツキが必要とされ、最終部分では
ほゞ２倍もの長さが要求されることになる。した
がつて、上述した段階状配置にしておけば、均一
化された短いストローク量のシールドジヤツキ１
５を使用することができる利点がある。ちなみ
に、全てのシールドジヤツキ１５は、第３図に示
す組立て順序〜に対応してタイムスケジユー
ルされた第４図のようなグループＡ〜Ｈに区分さ
れている。そして、既設セグメントリング１７Ａ
の前端面１７ａや構築中のセグメントリング１７
Ｂの前端面１７ｂから掘進反力を得たり、セグメ
ント２３の保持のために当接する程度の軽い押圧
力を発生させたり、また退避状態となつたりする
ように、順次作動される。

このようなシールドジヤツキ１５を備えたシー
ルド本体２の中央位置から後方位置にわたつて、
シールド本体２と共に移動することができるデツ
キ２０が設置されている。このデツキ２０には、
エレクタ装置１８とそれと一体的に移動するグリ
ツパ式のエレクタ固定装置１９とが変位可能に設
けられ、シールド本体２の前進に追従することな
く移動できるようになつている。そのデツキ２０
は、前方の端部２０ａがシールド本体２内のリン
グガーダ２１と一体化された左右両側の柱体２２
（第２図参照）に固着され、後方端がエレクタ固
定装置１９の後方に位置するように張り出され、
後述するように上面のレール２０Ａ（第５図参照）
上にエレクタ固定装置１９が図示しない摺動部を
介して乗載されている。なお、デツキ２０そのも
のは従来から採用されているもので、図示のセグ
メントリング１７Ｂの上方位置においてセグメン
ト２３を締結する際に、作業者の足場となるもの
であるが、本発明にあつては、上述のように後方
へ大きく張り出されている。そして、エレクタ装
置１８およびエレクタ固定装置１９の位置する中
央空間２４を貫通しており、後端に伸縮自在な支
え車輪２５が装着され、デツキ２０上の荷重を補
助的に支えるられるようになつている。一方、デ
ツキ２０の上面の前方位置にシリンダ２６が固定
され、そのピストンロツド２６Ａにチエーン２７
が取り付けられ、そのチエーン２７がデツキ２０
の両方の側面２０ｂに軸承されたスプロケツト２
８Ａ，２８Ｂに張架されている。チエーン２７は
図示しない金具でエレクタ固定装置１９に連結さ
れ、エレクタ装置１８がシリンダ２６の伸縮作動
によつてのみデツキ２０上を移動するようになつ
ている。その結果、セグメント２３の組立て中に
シールド本体２が前進しても、シリンダ２６を非
拘束状態にしておくと、その前進に追従すること
なくエレクタ装置１８やエレクタ固定装置１９は
元の位置に留まることができ、シールド本体２や
デツキ２０の前進がセグメント組立てを妨げるこ
とのないようになつている。なお、デツキ２０の
レール２０Ａにエレクタ固定装置１９が摺動部を
介して乗載されているので、それに一体化された
エレクタ装置１８は、セグメント組立てを終えた
とき、シリンダ２６の縮小作動で矢印２９方向に
簡単に移動することができる。

エレクタ固定装置１９は、上方と下方にトンネ
ル壁１７の内面に沿うことができる円弧状に形成
されたグリツパ部１９Ａ（第５図参照）と、上下
位置のグリツパ部１９Ａの左右前後の端部を連結
する４本の連結支柱３２とよりなり、その連結支
柱３２には伸縮自在な各４本のシリンダ３０，３
１が内蔵されている。エレクタ固定装置１９は、
エレクタ装置１８がセグメント２３を組立てる際
に、シリンダ３０，３１が伸長されてトンネル壁
１７の内面を押圧し、エレクタ装置１８の機軸１
６方向の移動を阻止して所定位置に固定する機能
を有している。

エレクタ装置１８は、セグメント吊上部３３と
ドラム３４とよりなり、吊上梁３３Ａには、ピス
トンロツド３５ａの一端が固着された伸縮自在な
ジヤツキ３５が取り付けられている。そのシリン
ダ部３５Ａにチヤツキング３６が装着され、矢印
２９方向やその反対方向にチヤツキング３６を移
動すると、吊上げたセグメント２３を機軸１６方
向に移動させることができる。さらに、シリンダ
３８が設けられ、ドラム３４により回動された位
置でセグメント２３が半径方向に移行するように
伸縮し、セグメント組込みが機械的に行なわれる
ようになつている。エレクタ固定装置１９の下方
位置には油圧モータ３９が設けられ、それに取り
付けられられたギヤー４０に噛み合うリングギヤ
４１とスリユーイング軸受４２を介して、ドラム
３４が回動されるようになつていて、エレクタ装
置１８は組立て位置へ回動することができる。な
お、トンネルの下部に可搬式のローラコンベア４
３が下部のグリツパ部１９Ａの一部を貫通して配
置され、トンネルの後方からセグメント２３を組
立て位置に搬入できるようになつている。

このように構成されたシールド掘進機１では、
次のようにして、シールド本体２が切羽４５に向
けて掘進中においても、エレクタ装置１８が、そ
の掘進を中断させることなくセグメント２３の組
立てを続行し、トンネル壁１７を構築することが
できる。

第１図は、シールド本体２がセグメントリング
１７Ａの前方のセグメントリング１７Ｂを構築す
るために切羽４５に向けて掘進し、同時にエレク
タ装置１８がセグメントリング１７Ｂを構築して
いる状態にある。もう少し詳しく述べると、エレ
クタ装置１８がセグメントリング１７Ａの構築を
終えたとき、シリンダ３０，３１が縮小されてセ
グメント固定装置１９のグリツピング作用が解除
される。図示しない油圧装置からシリンダ２６に
油圧油が導入されると、ピストンロツド２６Ａに
取り付けられたチエーン２７が矢印２９方向に引
き寄せられ、エレクタ固定装置１９がレール２０
Ａ上を前進してエレクタ装置１８は矢印２９方向
に移動される。シリンダ３０，３１を伸長させ、
グリツパ部１９Ａがトンネル壁１７の内面を再度
押圧すると、エレクタ固定装置１９やエレクタ装
置１８の移動が阻止され、その位置に固定され
る。その間も連続してシールド本体２は掘進して
デツキ２０も前進するが、シリンダ２６が非拘束
状態とされているので、エレクタ固定装置１９は
元の位置に留まる。

運転室３の油圧モータ４が回転されてカツタデ
イスク７が回転し、掘進反力を得るため適数本の
シールドジヤツキ１５が伸長され、スプレツダ１
４を介してセグメントリング１７Ａ，１７Ｂの前
端面１７ａ，１７ｂが押圧され、シールド本体２
およびデツキ２０は前進する。また、エレクタ装
置１８はセグメント固定装置１９により固定され
ていて、シリンダ２６のシリンダ部２６Ｂのみが
矢印２９方向に移動し、デツキ２０の前進は阻害
されない。

セグメント２３の組立ては第３図に示す順序
〜で行なわれ、下方より上方に向けて左右交互
に組立てられ、最後に最上方のキーセグメントが
組込まれる。その組立て順序では、第４図に示
すグループＡに属する３本のシールドジヤツキ１
５が組立てに必要な作動をし、最後の組立て順序
では、グループＨに属する３本のシールドジヤ
ツキ１５が作動し、他のシールドジヤツキ１５は
それらの作動を支援するように働く。

以下に、これを詳しく説明する。第３図および
第４図に示す組立て順序のセグメント２３を押
圧しているグループＡに属する３本のシールドジ
ヤツキ１５を縮小する。その縮小量はセグメント
２３の機軸１６方向の幅よりやゝ大きい量で、第
４図に示すl1とされ、セグメントリング１７Ａに
並行するようにセグメント２３を組立てる。続い
て、シールドジヤツキ１５を伸長させ、新しく組
み込まれたセグメントリング１７Ｂの前端面１７
ｂを当接する程度に押圧する。これは、組立て順
序におけるセグメント２３を隣接して組み込む
際、それら両セグメント２３のボルト締結に支障
とならないようにするためである。それのみなら
ず、組立て順序のセグメント２３を組立てる際
に、グループＡに属するシールドジヤツキ１５で
掘進反力を得るためのストローク時間を吸収する
ためである。なお、組立て順序の組立てに要す
る時間T1は、シールド本体２がセグメントリン
グ１７Ｂの前方を１セグメントリング分の掘進し
終わる全時間の1/8以内に行なわれるようスケジ
ユールされている。組立て順序の組立てが終わ
る直前に、組立て順序におけるグループＢに属
するシールドジヤツキ１５が縮小される。上述の
組立てにおいて、前端面１７ａで掘進反力を得る
ため強く押圧しているシールドジヤツキ１５の数
は、第４図の上欄に示すグループ〜に属する
21本である。作業者は組立てが終わつてセグメン
ト２３を既設セグメントリング１７Ａにボルト締
結する（ステツプ１、以下、S1などと記す）。

続いて、ローラコンベア４３により搬入された
セグメント２３を受け取り、エレクタ装置１８に
より組立て順序の位置に組立て、その終了直前
に、組立て順序におけるグループＣに属するシ
ールドジヤツキ１５が縮小される。続いて、グル
ープのシールドジヤツキ１５が伸長され、新し
いセグメントリング１７Ｂの前端面１７ｂを軽く
押圧する。作業者は組立てが終わつてセグメント
２３を既設セグメントリング１７Ａおよび上述し
たS1で締結したセグメント２３と締結される。
組立て中に前端面１７ａで掘進反力を得ているシ
ールドジヤツキ１５の数は、グループＣ〜Ｈに属
する18本である。なお、組立て順序で組立に要
する時間はT2である。

このような作動が繰り返されて、組立て順序
〜のセグメント２３がグループＣ〜Ｈに属する
シールドジヤツキ１５の作動やエレクタ装置１８
により組立てられる。その際、組立ての終わつた
セグメント２３の結合や前端面１７ａ，１７ｂを
強く押圧するシールドジヤツキ１５の数などが第
４図に示すように変化するが、最終的な組立て順
序のキーセグメント２３の組み込みにより、セ
グメントリング１７Ｂの構築が完了する。その
間、少なくとも12本のシールドジヤツキ１５がセ
グメントリング１７Ａ，１７Ｂの前端面を強く押
圧して掘進反力を得ているので、シールド本体２
は停止することなく掘進を続行する。

セグメントリング１７Ｂの構築が終わつたとき
に、エレクタ装置１８およびセグメント固定装置
１９は再度矢印２９方向に移動され、次の工程の
セグメントリング構築のために準備される。

第４図に示す組立て順序〜における組立て
に要する時間（T1〜T8）に、エレクタ装置１８
およびエレクタ固定装置１９を、１セグメントリ
ング分だけ前進させるための時間TRを加える
と、１セグメントリングの組立てのための全時間
となる。その時間は、既に述べたようなタイムロ
スの吸収などの配慮がなされているので、セグメ
ントの組立て作業によつて生じるシールド本体２
の待時間がなく、連続した掘進が実現される。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明したように、シールド
本体に固定したデツキ上に、シールド本体の前進
に追従しないエレクタ装置が変位可能に設けら
れ、そのエレクタ装置と一体に移動し、既設セグ
メントリングを内方から押圧してエレクタ装置の
移動を固定するエレクタ固定装置が装備されてい
るので、エレクタ装置はシールド本体のトンネル
掘進を妨げることなく、セグメント組立てを行な
うことができる。その結果、シールド掘進機は連
続して掘進することができ、従来の掘進性能に比
べてほゞ２倍の能力を発揮させることができる。
また、エレクタ装置による組立て機能も常時発揮
される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシールド掘進機の縦断面図、
第２図は第１図の−線矢視図、第３図はセグ
メントの組立て順序図、第４図はセグメントの組
立てタイムスケジユール図、第５図は第１図の
−線矢視図である。 １……シールド掘進機、２……シールド本体、
１５……シールドジヤツキ、１６……機軸、１７
Ａ……既設セグメントリング、１８……エレクタ
装置、１９……エレクタ固定装置、２０……デツ
キ、２３……セグメント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のシールドジヤツキがシールド本体の機
   軸方向に階段状に変位して配置され、 シールド本体に固定して後方に張り出されたデ
   ツキ上に、シールド本体の前進に追従しないエレ
   クタ装置が変位可能に設けられ、 そのエレクタ装置と一体に移動し、既設セグメ
   ントリングを内方から押圧してエレクタ装置の移
   動を固定するエレクタ固定装置が装備され、 シールド本体が掘進中もセグメントの組立てが
   でき、連続した掘進を可能としたことを特徴とす
   るシールド掘進機。