JPH0657991U - シールド掘進機発進用のエントランス設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 シールド掘進機を立坑内から地山中に発進さ
せるまでの作業を立坑用シールドプレート内において大
気圧下で行ない得るとともに、シールド掘進機の発進時
に止水作業などが不要で発進作業が容易なエントランス
設備を提供する。 【構成】 立坑用の円筒状シールドプレート２にシール
ド掘進機２１が挿通可能な開口１０を形成し、この開口
の位置する部位のプレート中間部９の外周に円筒状のア
ウタースリーブ１１を回転可能に被装するとともに、ア
ウタースリーブに開口１０とほぼ同一形状の開口を形成
し、プレート中間部９の開口１０の周囲に円筒形のエン
トランススリーブ１６を内方へ向けて突設し、エントラ
ンススリーブの内周面の全周に環状のエントランスパッ
キン１７を半径方向内方へ張り出させて装着し、プレー
ト中間部９内に、アウタープレート１１の回転用の油圧
モーター１４を配備する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、トンネルの施工に際し立坑の内部から横坑掘削用のシールド掘進 機を発進させるためのエントランス設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

トンネルの施工に際しては、まず地中に向けて立坑をケーソン工法などにより 掘削したのち、立坑内にシールド掘進機を地表より吊り下げて坑底まで降ろし、 そこからシールド掘進機を横向けに発進させて横坑を掘削するのが、一般的な掘 削方法である。

【０００３】 こうしたトンネルの掘削施工において立坑と横坑を連続して掘削する方法が、 例えば、特開平４−２０６９８号公報に記載されている。この掘削方法の場合、 図４に示すように、下向きから横向きに掘削方向を旋回して変更可能な掘進機４ ２を、下端と下部側方とを開口した立坑用シールドプレート４１内に備え、この シールドプレート４１の外周に密接して昇降可能な外筒４３により下部側方の開 口４１ａを覆った状態で地山を鉛直方向の下方へ掘進機４２で掘削したのち、外 筒４３を立坑内に固定し、掘進機４２でさらに所定の深さ鉛直方向へ掘削するこ とにより外筒４３の下端からシールドプレート４１の前記開口４１ａを露出させ る。それから、図５のように、掘進機４２の円板状カッターディスク４５と環状 カッターディスク４４との連結具４６による連結を解除し、円板状カッターディ スク４５を上方に引き上げることにより、掘進機４２を離脱して下向きの姿勢か ら略９０゜鉛直方向に旋回させて横向きの姿勢とし、前記開口４１ａから横方向 （水平方向）に発進させ、横坑を掘削するものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記公報に記載の掘削方法で使用される掘進機の発進設備では、立坑用シール ドプレート４１からの掘進機４２の離脱が、カッターディスク４４・４５が地山 に圧接され、泥水に浸かった状態で且つかなりの圧力が作用した状態の下で行わ れる。また、外筒４３を立坑内に固定する際に、外筒４３とシールドプレート４ １との連結を解除するとともに、図４のように立坑の内周面に構築されるセグメ ント壁の上下のセグメントＳ間に固定されるリングプレート４７に、外筒４３を 溶接等により固着する作業が必要になる。

【０００５】 この考案は上述の点に鑑みなされたもので、横坑掘削用シールド掘進機を立坑 内から地山中に発進させるまでの作業を立坑用シールドプレート内において大気 圧下で行ない得るとともに、シールド掘進機の発進時に止水作業などが不要で発 進作業が容易になる、シールド掘進機発進用のエントランス設備を提供すること を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記した目的を達成するためにこの考案のエントランス設備は、a)鉛直方向に 配置される立坑用の円筒状シールドプレートにシールド掘進機が挿通可能な開口 を形成し、b)該開口の位置する前記シールドプレートの外周に円筒状のアウター スリーブを回転可能に被装するとともに、該アウタースリーブに前記開口とほぼ 同一形状の開口を形成し、c)前記シールドプレートの前記開口の周囲に円筒形の エントランススリーブを内方へ向けて突設し、該エントランススリーブの内周面 の全周に環状のエントランスパッキンを半径方向内方へ張り出させて装着し、d) 前記シールドプレート内に、前記アウタープレートの回転駆動装置を配備すると ともに、前記アウタープレートの内周面と前記シールドプレートの外周面との間 に、シール部材を介装している。

【０００７】

【作用】

上記の構成を有するこの考案のエントランス設備によると、掘削された立坑の 下端部の内周面にシールドプレートが配置された状態で、クレーン等によりワイ ヤーで吊り下げた横坑掘削用のシールド掘進機を横向きの姿勢で、シールドプレ ートの開口に向けて水平方向へ移動し、その先端部分をエントランススリーブ内 に挿入する。このとき、環状のエントランスパッキンが開口側へ屈曲し、掘進機 のシールドプレートの外周面とエントランススリーブの内周面との間隙がエント ランスパッキンで密封される。

【０００８】 ここで、回転駆動装置によりアウタースリーブを回転させ、シールドプレート の開口とアウタースリーブの開口とを一致させる。この状態で、高圧下の泥水等 が開口を通って立坑用シールドプレート内に浸入しようとするが、シールド掘進 機の周囲がエントランスパッキンで密封されているので、泥水等は浸入しない。 したがって、止水作業などは一切不要であり、シールド掘進機側のカッターディ スクを回転させ、水平方向へ前進させることにより、開口からシールド掘進機を 発進させれば、従来の一般的なシールド掘進機と同様の手順で、横坑の掘削作業 を行うことができる。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案のシールド掘進機発進用エントランス設備の実施例を図面に基 づいて説明する。

【００１０】 図１〜図３は実施例にかかるエントランス設備を備えたシールド掘進機の全体 を示す図面である。図１において、シールド掘進機１は立坑および横坑を掘削す るための掘進機で、立坑の掘削にだけ使用される円筒状のシールドプレート２の 先端（下端）に、円板状のカッターディスク３が配置されている。このカッター ディスク３の内面側は円形のバルクヘッド４の外面側と環状の接続部材５を介し て一体に連結されており、シールドプレート２の先端部の環状フレーム６内に、 バルクヘッド４の内面の周囲に突設した環状部７が緩挿され、軸受８を介しバル クヘッド４がカッターディスク３とともに回動自在に支持されている。また、環 状フレーム６と環状部７の間および環状フレーム６とバルクヘッド４の内面側と の間に、シール部材７ａがそれぞれ介装されている。

【００１１】 シールドプレート２の中間部９は、その先端部側およびテール部２ｃ側に比べ て外径がやや小さく形成され、図３のようにプレート中間部９に、後述する横坑 掘削用シールド掘進機２１が挿通可能な円形の開口１０が形成されている。そし てプレート中間部９の周囲に円筒状のアウタースリーブ１１が回転可能に被装さ れ、このアウタースリーブ１１には開口１０と同一形状の開口１２が形成されて いる。プレート中間部９には、図３(ｂ)のように円周方向に所定角度の範囲で長 孔９ｂが穿設され、この長孔９ｂからアウタースリーブ１１の内周面に突設され た円弧状のラック部材１３が、プレート中間部９の内方に緩挿されている。また プレート中間部９の内周面には油圧モーター１４が配設され、この油圧モーター １４の駆動軸に取着されたピニオン１４ａをラック部材１３に噛合させている。 そして、油圧モーター１４でピニオン１４ａを回転させることにより、アウター スリーブ１１が回転する。なお、開口１０と１２の位置は、立坑の掘削作業時に は図３のように円周方向にずらせて、両開口１０・１２をアウタースリーブ１１ 又はプレート中間部９で閉塞している。

【００１２】 またプレート中間部９の外周面とアウタースリーブ１１の内周面との間におい てその上下両端部および長孔９ｂの下方に、環状のシール部材１５がそれぞれ全 周にわたり介装され、泥水の浸入防止が図られている。さらに、プレート中間部 ９の開口１０の周囲には、円筒形のエントランススリーブ１６が内向けに一体に 取り付けられている。エントランススリーブ１６は、前後に分割されており、こ の分割された前後のエントランススリーブ部の対向するフランジ１６ａ・１６ｂ 間に環状のエントランスパッキン１７が挟持され、図１のように全周にわたり内 周側に張り出して装着されている。

【００１３】 このようにして、上記した構成部材（符号９〜１７）により本考案のエントラ ンス設備が構成される。

【００１４】 シールドプレート２のテール部２ｃの内周面に沿って、複数本の降下用シー ルドジャッキ１８がそれぞれ上向きに配設され、また各シールドジャッキ１８の 上端部付近にエレクターリング１９が固設され、そのエレクターリング１９にエ レクター２０が配備されている。

【００１５】 横坑掘削用のシールド掘進機２１は、シールド掘進機１に比べて口径の小さい 円筒状のシールドプレート２２を備えている。またシールドプレート２２の先端 部にバルクヘッド２４が形設され、このバルクヘッド２４の先端側に円板状のカ ッターディスク２３が軸受２５を介して回動自在に支持されている。カッターデ ィスク２３の内側の環状フレーム部２６にリングギヤ２７が固設され、シールド プレート２２の内周面に配設された油圧モーター２８のピニオン２８ａがリング ギヤ２７に噛合され、カッターディスク２３は油圧モーター２８により回転する ようになっている。さらに、シールドプレート２２の内周面に沿って、複数本の シールドジャッキ２９が基端に向けて配設されている。なお、シールドプレート ２２のテール部２２ａおよびエレクターリング３０、エレクター３１などは、図 ２に示すように、横向きの姿勢でシールドプレート２２の後方に装備されるよう になっている。

【００１６】 図１に示すように、シールド掘進機１内において、シールド掘進機２１は中心 軸線（図示せず）を一致させてカッターディスク２３を下向けにして配置され、 その先端部が環状フレーム６内に挿入されている。この状態で、カッターディス ク２３は、例えば複数本のボルト３２によって前記バルクヘッド４に対し離脱可 能に連結されている。なお、環状フレーム６の上面に、環状のガイドスリーブ３ ３が取り付けられている。

【００１７】 立坑掘削用の送泥管３５がシールドプレート２の内周面近くに配設され、その 先端開口がカッターチャンバー４−１内に臨ませてあり、また、排泥管３６が中 心軸線に沿って配設され、バルクヘッド２４、カッターディスク２３およびバル クヘッド４の中心部を貫通するとともに、カッターディスク３の内部を半径方向 に貫通して、その先端をカッターディスク３の下端面（先端面）に開口させてい る。なお、排泥管３６の接合部分３６ａは、相対回転可能に接合されている。ま たバルクヘッド２３に接続されている送泥管３７は、横坑掘削用であり、図２中 の符号Ｓはセグメントである。

【００１８】 次に、上記した構成からなるシールド掘進機１についてエントランス設備の使 用態様を中心に説明する。

【００１９】 (1) 立坑を掘削する場合、図１の状態において油圧モーター２８を回転させる ことにより、カッターディスク２３・バルクヘッド４・カッターディスク３が一 体的に回転し、掘削作業が行われる。同時に、送泥管３５からカッターチャンバ ー４−１内に加圧泥水が圧送され、切羽面の泥水が排泥管３６を通して排出され る。立坑の掘削に伴うシールド掘進機１の鉛直方向下方への推進は、横坑掘削の 場合と同様にエレクター２０により構築されるセグメント壁（図示せず）から反 力をとり、降下用シールドジャッキ１８を伸長することにより行われる。このよ うにして所定深さまで立坑が掘削された状態で、以下のようにして横坑の掘削準 備に入る。

【００２０】 (2) 油圧モーター２８によるカッターディスク２３・バルクヘッド４・カッタ ーディスク３の回転を停止するとともに、送泥管３５からの加圧泥水の圧送を中 止する。ここで、カッターディスク２３とバルクヘッド４を連結している複数本 のボルト３２を、作業者の手作業により抜き取って両者の連結状態を解除する。 それから、シールド掘進機２１をクレーン等によりワイヤーで吊り上げ、鉛直方 向に略９０゜旋回させて、カッターディスク２３を開口１０の正面に向ける。こ の横向きの姿勢で、ワイヤーで吊り上げた状態のままシールド掘進機２１を水平 方向に移動させ、図２のようにカッターディスク２３をエントランススリーブ１ ６内に挿入する。このとき、環状のエントランスパッキン１７が開口１０側へ屈 曲し、シールドプレート２２の外周面とエントランススリーブ１６の内周面との 間隙がエントランスパッキン１７で密封される。なお、降下用シールドジャッキ １８やエレクターリング１９やエレクター２０などは、シールド掘進機２１をワ イヤーで吊り上げる前に、撤去する。

【００２１】 (3) 油圧モーター１４によりピニオン１４ａを回転させ、ラック部材１３を介 してアウタースリーブ１１を図３(ｂ)で時計方向に回転させる。そして、プレー ト中間部９の開口１０とアウタースリーブ１１の開口１２とを一致させる。この 状態で、高圧下の泥水等が開口１２および開口１０を通ってシールドプレート２ ・９の内部に浸入しようとするが、横坑掘削用のシールド掘進機２１のシールド プレート２２とエントランススリーブ１６との間隙がエントランスパッキン１７ で密封されているので、シールドプレート２・９内には浸入しない。

【００２２】 (4) 横坑掘削用のシールド掘進機２１のシールドプレート２２の後方に、図２ のように、テール部２２ａおよびエレクターリング３０、エレクター３１が装備 される。また、送泥管３７に立坑掘削用の送泥管３５（図１）の中途部が接続さ れ、バルクヘッド２４に排泥管３８が接続され、排泥管３８が排泥管３６（図１ ）の中途部に接続される。この状態で、油圧モーター２８によりカッターディス ク２３を回転させるとともに、送泥管３７から泥水をバルクヘッド２４内に送り 込み、排泥管３８から泥水を排出する。そして、シールドプレート２内に取り付 けられた反力受け部材（図示せず）に、シールドジャッキ２９の後端を当接し、 シールドジャッキ２９を伸長させることにより、シールド掘進機２１が開口１０ ・１２から発進する。

【００２３】 (5) シールド掘進機２１はカッターディスク２３を回転させ、送泥管３７から 泥水をカッターチャンバー２４−１内に送り込み排泥管３８から泥水を排出しな がら水平方向に前進することにより、横坑の掘削が開始される。そして、シール ド掘進機２１のテール部２２ａが開口１０・１２より抜け出す手前から、エレク ター３１によるセグメント壁（図示せず）の構築作業が開始され、従来の一般的 なトンネル掘削作業と同様の手順で横坑が掘削されていく。

【００２４】 なお、立坑掘削用のシールド掘進機１のシールドプレート２やカッターディス ク３やバルクヘッド４などは、そのまま地山中に残される。

【００２５】 以上、本考案のエントランス設備の一例を示したが、これに限定されるもので はなく、例えば下記のように実施することもできる。

【００２６】 本考案のエントランス設備は立坑掘削用のシールド掘進機１に装備したが、ケ ーソン工法などで掘削した立坑内から横坑掘削用シールド掘進機を発進させると きにも使用することができ、この場合にはカッターディスクなどの掘削機能をも たない円筒状のシールドプレートに装備される。また、本考案のエレクター設備 から発進させるシールド掘進機の種類はとくに限定されるものではなく、上記し た加圧泥水式シールド掘進機のほか、土圧シールド掘進機や泥土圧シールド掘進 機などにも適用できる。

【００２７】

【考案の効果】

以上、説明したことから明らかなように、この考案のエントランス設備には、 次のような優れた効果がある。

【００２８】 イ）アウタースリーブを回転駆動装置により回転させてアウタースリーブの開 口と内側のシールドプレートの開口と合わせるだけで、立坑内から地山中に横坑 掘削用シールド掘進機を発進させることができ、また発進時にシールド掘進機と エントランススリーブとの間隙がエントランスパッキンで密封されるから、止水 作業が不要で、発進のための作業が簡単であり、シールド掘進機を短時間で発進 させることができる。

【００２９】 ロ）シールド掘進機を発進させるまでの作業を立坑用シールドプレート内にお いて大気圧下で行えるので、例えば立坑掘削用掘進機に横坑掘削用シールド掘進 機を組み込んだ場合に、立坑掘削用掘進機からのシールド掘進機の離脱作業が容 易である。

【００３０】 ハ）とくに実施例のように、立坑掘削用のシールド掘進機に組み込めば、立坑 と横坑とを連続して掘削でき、掘削作業効率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例にかかるエントランス設備を
備えたシールド掘進機を全体的に示す縦断面図で、立坑
の掘削時の状態を表している。

【図２】図１のシールド掘進機において横坑掘削用シー
ルド掘進機の発進直前の状態を表す縦断面図である。

【図３】図３(ａ)は図１のシールド掘進機におけるアウ
タースリーブの部位を概略的に縮小して示す斜視図、図
３(ｂ)は同図(ａ)のｂ−ｂ線断面図である。

【図４】図４(ａ)は立坑と横坑を掘削可能な公知のシー
ルド掘進機を示す縦断面図で、立坑の掘削作業状態を現
している。図４(ｂ)は同図(ａ)のシールド掘進機の横坑
掘削用シールド掘進機の発進前の状態を示す縦断面図で
ある。

【図５】図４(ｂ)の状態のシールド掘進機を拡大して詳
細に示す縦断面図である。

【符号の説明】

１・２１ シールド掘進機 ２・２２ シールドプレート ３・２３ カッターディスク ４・２４ バルクヘッド ９ プレート中間部 １０・１２ 開口 １１ アウタースリーブ １３ ラック部材 １４・２８ 油圧モーター １５ シール部材 １６ エントランススリーブ １７ エントランスパッキン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直方向に配置される立坑用の円筒状シ
   ールドプレートにシールド掘進機が挿通可能な開口を形
   成し、 該開口の位置する部位の前記シールドプレートの外周に
   円筒状のアウタースリーブを回転可能に被装するととも
   に、該アウタースリーブに前記開口とほぼ同一形状の開
   口を形成し、 前記シールドプレートの前記開口の周囲に円筒形のエン
   トランススリーブを内方へ向けて突設し、該エントラン
   ススリーブの内周面の全周に環状のエントランスパッキ
   ンを半径方向内方へ張り出させて装着し、 前記シールドプレート内に、前記アウタープレートの回
   転駆動装置を配備するとともに、前記アウタープレート
   の内周面と前記シールドプレートの外周面との間に、シ
   ール部材を介装したことを特徴とするシールド掘進機発
   進用のエントランス設備。