JPH053590Y2 - - Google Patents

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JPH053590Y2
JPH053590Y2 JP6152887U JP6152887U JPH053590Y2 JP H053590 Y2 JPH053590 Y2 JP H053590Y2 JP 6152887 U JP6152887 U JP 6152887U JP 6152887 U JP6152887 U JP 6152887U JP H053590 Y2 JPH053590 Y2 JP H053590Y2
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shield jack
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はシールド掘進機におけるシールドジヤ
ツキの支持装置に関し、詳しくは、シールド掘進
機によつて掘削されるトンネルが、左右方向に曲
る半径の小さい急カーブであつても、掘進機が支
障なく曲進掘削できるようにしたシールドジヤツ
キの支持装置に関する。これは、トンネル内に構
築されたセグメントリングをシールドジヤツキで
押圧して、直進および曲進が可能な中折れ構造の
シールド掘進機の分野で利用されるものである。
〔従来技術〕
シールド掘進機やトンネル掘削機など(以下、
シールド掘進機と総称する)は、トンネルを掘削
すると共にセグメントなどを用いてトンネル壁を
構築し、そのトンネル壁をシールドジヤツキで押
圧して直進したり曲進するようになつている。こ
のようなシールド掘進機が曲進掘削する場合に、
トンネルの曲りが緩やかであれば、掘進機本体が
一体構造のものでも、トンネル壁のうち曲進方向
の外側となる前端部を、シールドジヤツキの支持
に特別の機構を採用することなく、シールドジヤ
ツキで押圧することにより、曲進することができ
る。昨今、急カーブのトンネル掘削工事が多くな
り、例えば、前胴と後胴の機軸が10度程度の角度
に中折れして曲進するシールド掘進機がある。そ
のシールド掘進機にあつては、複数のシールドジ
ヤツキは、シールド本体の前胴の内面と後胴の内
面から遠ざけられた機軸に近い配置とされ、曲進
時にシールドジヤツキがトンネル壁に組み込まれ
たセグメントのほぼ中心線上を常時押圧すること
ができるようになつている。
その一例として、実開昭61−26795号公報にシ
ールドジヤツキの支持装置が記載されている。そ
の支持装置の構造では、シールドジヤツキの前方
側は固定部材に球面軸継手を介して揺動自在に取
り付けられ、曲進から直進に移行する際には、後
胴のリングガーダに穿設された挿通孔を利用し、
シールドジヤツキの後方側支持部をリングプレー
トと共に後胴の内面に接近させるように移動させ
る。曲進に戻す際には逆方向の機軸側へ移動され
る。ところで、このシールドジヤツキの支持装置
においては、ジヤツキの前方側は固定部材に球面
軸継手を介して取り付けられ、揺動可能であつて
も変位しない状態であり、後方側支持部の横方向
への移動量を大きくする必要があるので、シール
ド本体の後胴側内面とシールドジヤツキの後方側
が干渉してスプレツダが破損されるなど、トンネ
ル掘削が阻害される問題がある。さらにはシール
ド本体が曲進のため中折れするとき、シールドジ
ヤツキのスプレツダとテールプレートとが接触し
て、スプレツダがテールプレートを破損させるな
どの問題の生じることがある。加えて、シールド
掘進機が直進や曲進するときに、シールドジヤツ
キはトンネル壁に組み込まれれてセグメントリン
グを構成するセグメントを押圧する。しかし、そ
の押圧位置が、セグメントの厚さ方向の中心線か
ら外れることが多くなり、例えばセグメントリン
グの機軸寄りの位置を押圧すれば、セグメントは
変形したり破損して、トンネル掘削が著しく阻害
される問題がある。
それを解消するためのものとして、特開昭61−
290196号公報に記載されたシールド掘進工法があ
る。この掘進工法を実現させるシールドジヤツキ
の支持部の構造は、シールドジヤツキの前方側で
ある基部が、前胴のリングガーダに固着されたジ
ヤツキポツト固定部に対して変位できるように取
り付けられている。このシールドジヤツキの基部
を前胴の半径方向に変位させるとき、各基部に設
けられた調整機構では、手作業で複数本のねじ棒
を締め込んだり戻す必要がある。そして、シール
ドジヤツキの後方側支持部は、後胴のリングガー
ダに穿設された長孔の挿通孔に案内されて移動す
るリングプレートと一緒に、水平方向と45度の方
向、すなわち、シールド本体の外方向へ移動す
る。この移動は、リングプレートが4個の四分の
一円孤プレートに分割されていることにより可能
となるものである。その結果、直進時には後方側
支持部が機軸から遠ざかるように、曲進時には機
軸に近寄るように移動し、全てのシールドジヤツ
キの姿勢が適宜調整され、シールドジヤツキの押
圧によるセグメントの変形や破損が回避されるよ
うになつている。加えて、シールドジヤツキの姿
勢の変化に伴つて生じる後胴に対するシールドジ
ヤツキの干渉が避けられ、さらにはシールドジヤ
ツキのスプレツダとテールプレートの干渉も回避
できる利点がある。
〔考案が解決しようとする問題点〕
上述のシールドジヤツキの支持部にあつては、
直進から曲進に移行するとき、逆に曲進から直進
に移行するとき、前者では基部および後方側支持
部は機軸に近寄るように前胴や後胴の半径方向に
移動され、後者では機軸から遠ざかるように移動
される。その基部の移動は、各シールドジヤツキ
の調整機構に設けられた複数のねじ棒を手作業で
締め込んだり戻す必要があり、作業に手間が掛か
ると共に時間を要するので、シールド掘進機の掘
削能率が著しく低下する問題がある。また後方側
支持部の移動は基部の移動に応じて、別途、油圧
ジヤツキを用いて移動させるようになつているた
め、基部の移動と後方側支持部の移動には2つの
操作が必要とり、それらの操作を簡便化すること
が強く望まれる。
本考案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、シールド掘進機が左右方向
へ曲進する場合や直進する場合、シールドジヤツ
キの前方側を水平方向に移動させる一方、その移
動によつて後方側が自動的に移動できるように操
作の簡便化を図り、半径の小さい急カーブトンネ
ルの曲進掘削や直進掘削に必要なトンネル壁の押
圧が効果的に発揮されると共に、そのシールドジ
ヤツキの姿勢が変化することによつて、シールド
ジヤツキと後胴の内面との干渉やスプレツダとテ
ールプレートとの干渉を回避することができるシ
ールド掘進機におけるシールドジヤツキの支持装
置を提供することである。
〔考案の構成〕
本考案のシールド掘進機におけるシールドジヤ
ツキの支持装置は、第1図に示すように、シール
ド本体2が中折れ構造となつていて、シールドジ
ヤツキ9の前方側9aが前胴本体2Aに変位自在
に装着され、セグメント28(第2図参照)を押
圧するスプレツダ29の取付軸線29nが、シー
ルドジヤツキ9の軸線9nよりシールド本体2の
半径方向の外方へずれて設けられているシールド
掘進機1に適用される。そして、その特徴とする
ところは、シールドジヤツキ9の前方側9aは四
分の一円孤プレート10L1〜10R2〔第3図
参照〕に揺動自在に取り付けられ、その四分の一
円孤プレート10L1〜10R2が前胴本体2A
に対して左右方向に変位可能に配置され、その四
分の一円孤プレート10L1〜10R2を変位さ
せる油圧ジヤツキ17が設けられ、後胴本体2B
に取り付けられたリングガーダ19のウエブ20
に、シールドジヤツキ9のシリンダ本体後部9b
の挿通穴21が穿設され、その挿通穴21にはシ
リンダ本体後部9bを左右方向に変位可能としか
つそれを復元させるスプリング24が介装されて
いることである。
〔作用〕
直進掘削する姿勢にあるシールド本体2を、矢
印8a方向に曲進掘削させるとき、前胴本体2A
は後胴本体2Bに対して右側方向に中折れされ
る。その中折れさせる前に、油圧ジヤツキ17を
縮小させ、前胴本体2Aに対して左右方向に変位
可能に設置された四分の一円孤プレート10R2
を矢印15方向に変位させる。その変位によつ
て、四分の一円孤プレート10R2に取り付けら
れたシールドジヤツキ9の前方側9aは同じ方向
に変位する一方、シリンダ本体後部9bである後
方側は、後胴本体2Bに取り付けられたリングガ
ーダ19のウエブ20に穿設された挿通穴21に
介装されているスプリング24に支持され、ほぼ
その位置を維持する。さらに、上述の四分の一円
孤プレート10R2のみならず、他の3個の四分
の一円孤プレート10L1,10L2,10R1
も同様に変位される。シールドジヤツキ9にあつ
ては、セグメント28を押圧するスプレツダ29
の取付軸線29nが、シールドジヤツキ9の軸線
9nよりシールド本体2の半径方向の外方へずれ
て設けられている。その結果、第2図において二
点鎖線で示すシールドジヤツキ9の姿勢が実線で
示す姿勢に移行される。その姿勢のシールドジヤ
ツキ9を伸長させることにより、スプレツダ29
が後胴本体2Bの内面やテールプレート32に干
渉することなくセグメント28のほぼ中心線上に
当接するので、シールドジヤツキ9はセグメント
28を押圧して曲進掘削に必要な推力を得る。そ
の押圧の際、シールドジヤツキ9の伸長に伴いそ
の軸線9nが傾くように変化するが、それは、後
部支持装置22内のスプリング24の変形で許容
される。なお、このような曲進掘削から直進掘削
に移行するには、四分の一円孤プレート10R2
の移動と共に前方側9aを矢印16方向に変位さ
せればよい。それに伴つて、後方側9bはスプリ
ング24の弾発力で復元される。
〔考案の効果〕
シールドジヤツキの前方側は四分の一円孤プレ
ートに揺動自在に取り付けられ、その四分の一円
孤プレートは前胴本体に対して左右方向に変位可
能に設置され、その四分の一円孤プレートを変位
させる油圧ジヤツキが設けられ、後胴本体に取り
付けられたリングガーダのウエブに、シールドジ
ヤツキのシリンダ本体後部の挿通穴が穿設され、
その挿通穴にはシリンダ本体後部を左右方向に変
位可能としかつそれを復元させるスプリングが介
装されているので、シールド掘進機が左右方向に
曲進する場合、シールドジヤツキの前方部を前胴
の水平方向に移動させる一方、そのシールドジヤ
ツキの伸長作動に応じてシリンダ本体後部である
後端部が自動的に移動することができる。したが
つて、急カーブのトンネル掘削に際し、シールド
ジヤツキをシールド本体の急カーブに沿つた曲進
姿勢に合つたように変位させると共に、その支持
を確実に行なうことができ、さらにはシールドジ
ヤツキが、常に、トンネル壁に組み込まれたセグ
メントのほぼ中心線上を押圧しながら推力を得
て、掘進機は急カーブのトンネルの掘削を極めて
容易に行なう。加えて、そのシールドジヤツキの
姿勢の変化に伴う後胴とシールドジヤツキとの干
渉やテールプレートとスプレツダとの干渉を回避
することができるので、曲進時における掘削が能
率的に行なわれる。また、シールドジヤツキの姿
勢は、その前方側を移動させるための1つの操作
で、その後方側を自動的に変位させることがで
き、その移動操作の簡便化が図られる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら、本考案のシールド
掘進機におけるシールドジヤツキの支持装置の実
施例を詳細に説明する。
第1図に示すように、シールド掘進機1のシー
ルド本体2の構造は、その前胴本体2Aと後胴本
体2Bとに分割され、後胴本体2Bに固着される
と共に外面3aが球面状に形成された接続部材3
と前胴本体2Aの内面とがシール材4を介して摺
動し、左右方向へ回動自在に接続された中折れ構
造となつている。すなわち、接続部材3の内面と
前胴本体2Aに固着された固定部材5の後端に、
それぞれピン挿通筒5a,5bが本体2の天井部
と底部の2個所(図は底部のみ表示)に設けら
れ、そのピン挿通筒5a,5bに1本のピン軸6
が挿入されている。このような前胴本体2Aと接
続部材3には、適数本(図示1本)の中折れ用の
油圧シリンダ7の各端部が装着され、その伸縮に
より2本のピン軸6を中心にして、左右方向8へ
の中折れができるようになつている。なお、上述
したシール材4は、中折れの如何に拘わらず掘進
機1内に切羽からの湧水や掘削土の侵入を防止す
るために介在されるものである。
シールドジヤツキ9を水平移動させるためのシ
ールドジヤツキサポートリング10は、第3図に
示したように分離・独立した4個の四分の一円孤
プレート10R1,10R2,10L1,10L
2により構成される。これらの四分の一円孤プレ
ートは、前胴本体2Aの補強部材であるリングガ
ーダ11の右上、右下、左上および左下の4つの
後面位置に配置される。円弧プレート10R2は
リングガーダ11の右下位置に設けられ、その後
面には複数(図示は5個)の前方取付部材12が
固着され、それぞれの前方取付部材12には球面
軸継手13を介して、シールドジヤツキ9の前方
側9aが揺動自在に装着されている。そして、円
弧プレート10R2の水平方向に伴つて、前方側
9aが水平方向に変位するようになつている。第
1図に示すように、例えば四分の一円孤プレート
10R2は、一対のサポートリングガイド14a.
14bによつて案内され、リングガーダ11に対
して左右方向の矢印15,16方向に変位できる
ようになつている。また、図示のような2個の油
圧ジヤツキ17が、リングガーダ11の下部と上
部の2個所に取り付けられ、そのピストンロツド
の先端が四分の一円孤プレート10R2に接続さ
れ、その伸縮によつて、シールドジヤツキ9は一
対のサポートリングガイド14a.14bに案内さ
れて変位する。
また、リングガーダ11の後方には固定部材5
の前面と背中合わせになつた中間リングガーダ1
8が固定され、それには5個〔図示は2個〕のシ
ールドジヤツキ9を挿入させるための貫通孔18
aが穿設され、その貫通孔18aは、シールドジ
ヤツキ9の変位を阻害しないような形状・大きさ
とされ、本例では長孔状に形成されている。
後胴本体2Bの前端部に一体化された接続部材
3には、シールドジヤツキ9のシリンダ本体後部
である後方側9bを変位自在に支持するためのリ
ングガーダ19が固定されている。そのリングガ
ーダ19のウエブ20には、5個〔図示は3個〕
の挿通孔21が穿設され、ウエブ20の挿通孔2
1の後面には、第4図および第5図の二点鎖線で
示すシールドジヤツキ9の後方側9bを支持する
後部支持装置22が取り付けられる。この後部支
持装置22は、取付座23aを有するケーシング
23と、その挿通孔21に連通しているケーシン
グ23の内部に介装されている断面コの字状のス
プリング24とにより構成されている。
そのケーシング23は、左右方向に伸びる長孔
23Aを有し、その内部に介装されたスプリング
24は上部でボルト25によつてケーシング23
に固定され、スプリング24の部分的な変形が可
能とされる一方、スプリング24全体が後方側9
bと一緒にケーシング23内を変位することはな
い。そして、後述する直進掘削時のシールドジヤ
ツキ9の後方側9bは、スプリング24の内面三
個所とケーシング23の下面に固着された当板2
3bとに左右上下方向に接触した状態で支持され
る。そして、シールドジヤツキ9は、曲進掘削の
ために前方側9a〔第1図参照〕を左右方向へ変
位させるとき、後方側9bは長孔23A内でスプ
リング24の弾発力に抗してその反対方向へ移動
するのが可能となつている。逆に、前方側9aが
直進のために戻されるときには、スプリング24
の弾発力によつて後方側9bは、長孔23Aの中
央に自動的に復元されるようになつている。
第2図に示すトンネル壁30を形成するセグメ
ント28を押圧するスプレツダ29は、球面軸継
手31を介してシールドジヤツキ9のピストンロ
ツドの後端部9cに揺動自在な状態で装着されて
いる。スプレツダ29の取付軸線29nは、シー
ルドジヤツキ9の軸線9nよりシールド本体2の
半径方向の外方へずれて取り付けられる。すなわ
ち、急なカーブのトンネルを掘削するシールド掘
進機1の曲進時や直進時にあつて、前胴本体2A
内のシールドジヤツキ9の前方側9aの変位を可
能な限り少なくする一方、スプレツダ29がセグ
メント28のほぼ中心線上を常に押圧できるよう
に配慮される。このように、狭いシールド本体2
内の空間を有効に利用できるように、シールドジ
ヤツキ9の取付位置を機軸1nから外方に遠ざけ
ると共に、その前方側9aの機軸1nへの移動量
を少なくさせている。
なお、本例は土圧シールド掘進機に適用された
例であり、図示しないカツタチヤンバに取り込ま
れた掘削土は、カツタチヤンバの下部に開口する
スクリユーコンベアによつてシールド本体の後方
に送られるようになつている。そして、セグメン
トの組立用エレクタ装置やカツタデイスクを回転
させるリングギヤーやそれに噛み合うギヤーを駆
動する油圧モータや、本体の中折れ時にカツタデ
イスクを曲進方向へより一層変向させる油圧シリ
ンダを備えている。
このような構成の実施例によれば、次のように
掘進機を作動させ、急カーブのトンネルを掘削さ
せることができる。
第1図において矢印8a方向である右に曲進す
る場合を説明する。まず、適数個の中折れ用の油
圧シリンダ7を伸縮させて、シールド掘進機1の
前胴本体2Aを、平面図である第2図に示す直進
時の機軸1mから、θ度だけ中折れさせて機軸1
nに移す。その中折れ状態に移行させる前に、油
圧ジヤツキ17を第1図のようにやや縮小させ、
シールドジヤツキ9の前方側9aを、四分の一円
孤プレート10R2,10L2と前方取付部材1
2と共に矢印15方向に移動させる。その前方側
9aが移動しても、貫通孔18aおよび挿通孔2
1を貫通しているシールドジヤツキ9にあつて
は、その後方側9bは後部支持装置22のケーシ
ング23の中央に位置するスプリング24で支持
された状態が維持される。すなわち、前方側9a
の移動方向と反対方向となる矢印26方向にスプ
レツダ29は移動するが、球面軸継手13,31
〔第2図参照〕を介して柔軟にその姿勢が変えら
れる。この際、後方側9bの上下方向の変位は、
リングガーダ19の挿通孔21、後部支持装置2
2の長孔23A、スプリング24および当板23
bによつて拘束されるので、後方側9bは左右方
向にのみ変位する。
シールドジヤツキ9は二点鎖線で示す位置から
実線で示す位置に移動して、二点鎖線で示す左側
のスプレツダ29Aのように後胴本体2Bの内面
と干渉することなく、第6図の破線で示す姿勢を
とることができる。さらには、右側の二点鎖線で
示すスプレツダ29B〔第2図参照〕が取り付け
られているシールドジヤツキ9が、実線で示すよ
うに後胴本体2Bとある程度平行となるように移
動しているので、スプレツダ29Bが後胴本体2
Bのテールプレート32と干渉することはない。
その結果、スプレツダ29の破損およびテールプ
レート32の破損が回避されると共に、外側に偏
心しているスプレツダ29がセグメント28のほ
ぼ中心線上を常に押圧する。
シールド本体2が上述のように中折れした状態
で、全てのシールドジヤツキ9が伸長して、トン
ネル壁30の前端面30aを押圧する際、左側の
シールドジヤツキ9が右側のそれより伸長量が大
きくされるので、シールド掘進機1は機軸1mか
ら角度θ傾いた機軸1n方向に向かつて円滑に曲
進掘削する。その際、シールドジヤツキ9が伸長
するので、第6図の破線の状態から実線で示した
ように、その軸線9nが変化する。後部支持装置
22においては、シールドジヤツキ9の支持位置
が変位することになるが、それは、第7図のよう
にスプリング24が破線のように変形することに
より許容されている。
セグメント28の長さ以上に掘進すると、その
掘進は停止されると共にエレクタ装置によるセグ
メント28の組立てが行なわれる。その組立て
は、シールド本体2の下部から左右の上方に向け
て行なわれ、最上部にはキーセグメントが最後に
組み込まれる。その組立て中は、組立て位置のセ
グメント28における押圧が解除される一方、停
止したシールド本体2が土圧によつて後退しない
ように、他の全数のシールドジヤツキ9がトンネ
ル壁30の前端面30aを押圧する。すなわち、
四つに分割・独立している四分の一円孤プレート
10にそれぞれ装着されたシールドジヤツキ9に
おいては、一つの四分の一円孤プレート10にお
けるシールドジヤツキ9が縮小・退避し、他の三
つの四分の一円孤プレート10におけるシールド
ジヤツキ9が伸長して、そのスプレツダ29がト
ンネル壁30の前端面30aを押圧する。したが
つて、土圧によるシールド本体2の後退が確実に
防止される。
次に、シールド掘進機1が右方向の曲進掘削か
ら直進掘削に移行するには、第2図の実線で示す
シールドジヤツキ9の位置を維持させ、適数本の
中折れ用の油圧シリンダ7〔第1図参照〕を伸縮
させて前胴本体2Aを後胴本体2Bに対して矢印
33方向に曲げ、機軸1nを機軸1mに一致させ
る。次に、油圧ジヤツキ17を伸長させ、四分の
一円孤プレート10R2,10L2を矢印16方
向に移動させる。そのとき、シールドジヤツキ9
の前方側9aが、上述の右側方向の曲進掘削にお
ける移動方向と逆方向に移動し、前方側9aの直
進掘削時の状態に復元されるに伴つて、後方側9
bはスプリング24の弾発力で自動的に復元す
る。
また、シールド掘進機1を左側に曲進掘削させ
るには、直進状態とされた掘進機1を右側へ曲進
掘削させるときとは反対に、各四分の一円孤プレ
ート10を移動させ、前方取付部12を第2図の
破線で示す位置とすればよい。そして、中折れ用
油圧シリンダ7の伸縮により、前胴本体2Aを第
1図の矢印8b方向へ曲げればよい。なお、四分
の一円孤プレート10を油圧ジヤツキ17で変位
させた後は、その作動油の流通をロツクするよう
にしておけばよいし、また、図示したように、リ
ングガーダ11および四分の一円孤プレート10
に横長孔34を形成しておき、それにボルトを挿
通して、ナツト35で固定することにより、両者
を一体化するようにしておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案のシールド掘進機におけるシー
ルドジヤツキの支持装置の斜視図、第2図はシー
ルドジヤツキの支持装置を備えたシールド掘進機
を平面的に見た断面図、第3図は四分の一円孤プ
レートの斜視図、第4図は後部支持装置の断面
図、第5図は第4図の−線矢視図、第6図は
曲進掘削におけるシールドジヤツキの姿勢変化を
示す作動図、第7図はスプリングの変形状態図で
ある。 1……シールド掘進機、2……シールド本体、
2A……前胴本体、2B……後胴本体、9……シ
ールドジヤツキ、9a……前方側、9b……シリ
ンダ本体後部(後方側)、9n……軸線、10L
1,10L2,10R1,10R2……四分の一
円孤プレート(シールドジヤツキサポートリン
グ)、17……油圧ジヤツキ、19……リングガ
ーダ、20……ウエブ、21……挿通穴、24…
…スプリング、28……セグメント、29……ス
プレツダ、29n……取付軸線。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 シールド本体が中折れ構造となつていて、シー
    ルドジヤツキの前方側が前胴本体に変位自在に装
    着され、セグメントを押圧するスプレツダの取付
    け軸線が、シールドジヤツキの軸線よりシールド
    本体の半径方向の外方へずれて設けられているシ
    ールド掘進機において、 シールドジヤツキの前方側は四分の一円孤プレ
    ートに揺動自在に取り付けられ、その四分の一円
    孤プレートが前胴本体に対して左右方向に変位可
    能に設置され、その四分の一円孤プレートを変位
    させる油圧ジヤツキが設けられ、 後胴本体に取り付けられたリングガーダのウエ
    ブに、前記シールドジヤツキのシリンダ本体後部
    の挿通穴が穿設され、 その挿通穴にはシリンダ本体後部を左右方向に
    変位可能としかつそれを復元させるスプリングが
    介装されていることを特徴とするシールド掘進機
    におけるシールドジヤツキの支持装置。
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