JPH0696953B2 - シールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は地下に構築される道路、鉄道トンネル等の曲線
部の拡幅及び大口径の地下トンネル等の掘削施工に使用
されるシールド掘進機に関するものである。

（従来の技術） 地下に構築される道路、鉄道トンネル等における駅部の
拡幅は、第13図のに示すように一旦通常のシールド掘
進機で所定の口径のトンネルＴを掘削した後、該トンネ
ルＴと並行した別のトンネルＴ′を別のシールド掘進機
で掘削して拡幅する工法がとられている。

また、大口径の地下トンネル、例えば２車線用の地下鉄
用トンネルを掘削する場合は、第13図の又はに示す
ように２車線分のスペースを有する大口径のトンネルＴ
を掘削する工法、又は小口径の２本のトンネルＴを並行
に掘削する、所謂断面まゆ形のトンネルＴを掘削する工
法がとられていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記のような工法において前記の場合は、２
本のトンネルが夫々別々に掘削される、所謂２度掘りが
行われるため、工事費が多大になるばかりでなく、工期
も長期化するといった問題があった。

また前記の場合は掘削は１度であるが、大口径である
がゆえに掘削土量が多く、しかもトンネル内に利用され
ない無駄な空間が多いという問題があった。

さらに前記の場合は断面がまゆ形であるため、上下面
の中央部に未切削部が残ってしまい地下空間を有効に利
用することができないという問題があった。

本発明は上記、、の問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は掘削中に口径の拡大、縮小が自在にで
きるとともに、工期の短縮及び工費の節減を図ることの
できるシールド掘進機を提供することである。

（課題を達成するための手段） 以上の課題を達成するための本発明のシールド掘進機
は、 先端部にカッタを備えた複数のシールドユニットを、そ
の先端部が前後にずれた状態で、かつ横方向に摺動自在
に連結し、前記シールドユニットの隣接する側部同士が
正面視において離間することなく前後に重複可能に構成
とし、 また前記カッタが、各々一対のドラムカッタ及びリング
カッタからなるカッタユニットを含むことを特徴とし、 また前記カッタが各々一対のドラムカッタ及びリングカ
ッタからなるカッタユニットを複数配列して構成した掘
削カッタを含むことを特徴とし、 また前記掘削カッタはその回転軸が掘進方向に対して水
平状にあることを特徴とし、 また前記掘削カッタは、その回転軸を掘進方向に対して
水平及び垂直の組み合せ状態で配列したことを特徴と
し、 また前記カッタが、各々一対のドラムカッタとリングカ
ッタとからなるカッタユニットを含み、該カッタユニッ
トの前面に面板カッタを配設したことを特徴とし、 また前記カッタが、各々一対のドラムカッタとリングカ
ッタとからなるカッタユニットを複数配列して構成した
掘削カッタを含み、該掘削カッタの前面に面板カッタを
配設したことを特徴とする構成とすることである。

（作用） 上記構成によれば、複数のシールドユニットを横方向に
摺動自在に連結したので、トンネルの構築途中において
掘削幅の異なるトンネルを連続して掘削することができ
る。

また複数のシールドユニットを正面視において重複可能
に構成したので、掘り残し部分をなくすることができ
る。

さらに、各々一対のドラムカッタとリングカッタとから
なるカッタユニットを用いることにより、矩形断面のト
ンネルを掘削することができ、無駄のない空間を経済的
に掘削することができる。

さらにまた、上記カッタユニットを多数配列してカッタ
を構成することにより、トンネルの断面寸法を任意に選
択することができる。

また、カッタユニットの前面に面板カッタを配列するこ
とにより、断面小判形のトンネルの配列も可能となる。

（実施例） 以下、図面に基づいて一実施例を説明する。

第１図は、シールド掘進機Ａの横断面図であり、該シー
ルド掘進機Ａは先端部にカッタ２を備えた複数の掘進ユ
ニット１が横方向に伸縮自在に連結されて形成されてい
る。

この掘進ユニット１は圧力室Ｒの前側に設けたカッタ２
と、このカッタ２を駆動させるモータＭと、前記カッタ
２で地山を掘削する際に使用される送泥管と排泥管とを
備えている。

そしてこのように構成された掘進ユニット１を先端部が
前後にずれるように配置して前部シールド1aと後部シー
ルド1bとし、この前部シールドの側面開口部に後部シー
ルドの側部が挿入されて連結され、これらが伸縮ジャッ
キ３により横方向に摺動自在に形成されている。

またこの前部シールド1aと後部シールド1bの前部は隔壁
ｍにより圧力室Ｒとして区画形成され、この圧力室Ｒの
前側にカッタ２が設置されている。

このカッタ２は面板カッタ４と、各々一対のドラムカッ
タ６とリングカッタ７とからなるカッタユニットが多数
配列して形成された掘削カッタ５とから構成され、前部
シールド1aと後部シールド1bが収縮した状態で掘削カッ
タ５の隣接する側部の一部が前後に重なり合うように前
部シールド1aのカッタ2aと後部シールド1bのカッタ2bと
が前後にずれた状態で設けられている。

またこれらのカッタ2a、2bは第１図のに示すように、
前部シールド1aと後部シールド1bとが横方向に拡張され
た状態では前記掘削カッタ５の側部の一部が正面視にお
いて離間しないような位置まで移動可能となっている。

前記面板カッタ４は前部シールド1aと後部シールド1bの
前面外側に位置して隔壁ｍに設けた回転軸ｎで軸支され
駆動モータＭで回転するようになっている。

また面板4aには土砂取り込み用のスリット4bが放射状に
設けられ、これらの各スリット4bの長手方向の側面には
カッタビット4cが多数設けられている。

さらに面板4aの周縁にはトンネルの側部を掘削するオー
バーカッタ4dが適宜間隔ごとに多数設けられている。

掘削カッタ５はドラムカッタ６とリンガカッタ７とから
構成されカッタユニットが上下左右に多数配列して形成
されている。

前記ドラムカッタ６は第１図に示すように駆動伝達機構
８により平面視において外側に配設され、掘削外面全周
に多数のカッタビット4cが突設され、一方の側面の開口
部にギアケース９の先端が挿入され、このギアケース９
からのシャフト5aで軸支されている。

またこれらのドラムカッタ６間には一対のリングカッタ
７が前記ギアケース９からのシャフト5bで軸支されてい
る。

このリングカッタ７は駆動伝達機構８の前面に配設さ
れ、前記ドラムカッタ６と同様に掘削面全周に多数のカ
ッタビット4cが突設されている。

またこのリングカッタ７はドラムカッタ６より小径に形
成され、第５図に示すようにその掘削面が前記ドラムカ
ッタ６の掘削外面とほぼ同一面状になるようにシャフト
5bがドラムカッタ６のシャフト5aから偏芯した位置に取
り付けられている。そして各種のギア6a、7a、14でドラ
ムカッタ６のシャフト5aと連結されている。よってモー
タＭの回転によりドラムカッタ６とともに回転してドラ
ムカッタ６間の地山を掘削するものである。

而して、これら掘削カッタ５は隔壁ｍに設けた駆動モー
タＭにより回転されるが、その回転は第６図に示す各種
ギアによりなる動力伝達機構８で伝達されることによ
り、ドラムカッタ６とリングカッタ７とがともに回転す
る。

動力伝達機構８はギアケース９と、減速機の出力軸10に
固着されているベベルギア11及びその他各種のギア13、
14とで構成されている。

該ベベルギア11は、シャフト11bの両端部に固着された
他のベベルギア11aと噛み合い、該シャフト11bの中央部
にはギア12が固着されている。

そして該ギア12は、その他各種のギア13、……を介して
ギアケース９に回転自在に支持された、ドラムカッタ６
のシャフト5aのギア6aに連結されている。

また、該ドラムカッタ６のシャフト5aのギア6aは他のギ
ア14を介して前記と同様にギアケース９に回転自在に支
持されたリングカッタ７のシャフト5bのギア7aに連結さ
れている。

また、前後部シールド1a、1bの隔壁ｍの上部には送泥管
15が、下部には排泥管16が夫々設けられている。

而して、駆動モータＭが駆動すると上記各種のギア13…
…を介してドラムカッタ６とリングカッタ７とが同時に
同方向へ回転し、これら面板カッタ４および掘削カッタ
５を回転させながら推進することにより、断面小判状の
トンネルを掘削することができる。

また、シールド掘進機Ａは、通常第１図のに示すよう
に収縮した状態で掘進するが、拡幅の必要なトンネルの
曲線部や駅部を掘削する場合は、第１図のに示すよう
に、伸縮ジャッキ３により前後部のシールド1a、1bを横
方向にｄの長さ伸張させて掘進する。

さらに、伸張したシールド掘進機Ａを収縮する場合は、
前記の伸縮ジャッキ３を縮めることにより、前後部のシ
ールド1a、1bが内側に収縮されるとともに、カッタ２の
隣接する側部が前後に重ね合わされる。

第７図〜第９図はカッタ２を掘削カッタ５のみで形成し
た場合であり、前後部シールド1a、1bの前面にシャフト
5aが掘進方向と水平状に直交した状態で横方向に２つ、
縦方向に４つ配列して形成したものである。

これは、前記と同様に前後部のシールド1a、1bが横方向
に伸縮することにより、掘削カッタ５内側の隣接する端
部同志が前後に重ね合わせ可能となる。

また、これら外側に配列された掘削カッタ５の側面には
オーバーカッタ4dが設けられており、該オーバーカッタ
4dはシールド掘進機Ａが横方向に拡張された際に、地山
の側面を掘削するものである。

而して、該シールド掘進機Ａはその伸縮により、掘削中
にトンネルの口径の拡大及び縮小を容易に行うことがで
きるとともに、任意の口径でかつ矩形状の断面のトンネ
ルを掘削することができる。

第10図〜第12図はカッタユニットを掘進方向と水平及び
垂直状に直交させて配列した場合であり、前後部シール
ド1a、1bの内側に掘進方向と水平状に直交した状態で縦
方向に３つ配列するとともに、外側に掘進方向と垂直状
に直交した状態で縦方向に２つ配列して形成されてい
る。

また、これは前記と同様に前後部シールド1a、41bが横
方向に伸縮することにより、カッタ２内側の隣接する端
部同志が前後に重なり合うものである。

而して、前記と同様に掘削中にトンネルの口径の拡大及
び縮小を容易に行うことができるとともに、断面矩形状
で且つ任意の口径のトンネルを掘削することができる。

（発明の効果） 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。

複数のシールドユニットを横方向に摺動自在に連結
したので、トンネルの構築途中において掘削幅の異なる
トンネルを連続して掘削することができる。

また複数のシールドユニットを正面視において重複可能
に構成したので、掘り残し部分をなくすることができ
る。

各々一対のドラムカッタとリングカッタとからなる
カッタユニットを用いることにより、矩形断面のトンネ
ルを掘削することができ、無駄のない空間を経済的に掘
削することができる。

上記カッタユニットを多数配列してカッタを構成す
ることにより、トンネルの断面寸法を任意に選択するこ
とができる。

カッタユニットの前面に面板カッタを配列すること
により、断面小判形のトンネルの配列も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシールド掘進機の断面図、第２図は同
正面図、第３図は同背面図、第４図は同斜視図、第５図
は掘削カッタの拡大縦断面図、第６図は同拡大横断面
図、第７図はカッタを掘削カッタのみにした状態の断面
図、第８図は同正面図、第９図は同斜視図、第10図は掘
削カッタの配列を変えた状態の断面図、第11図は同正面
図、第12図は同斜視図、第13図は従来の掘削工法を示す
断面図である。 また図中、 A:シールド掘進機 1:シールドユニット 2:カッタ である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−207494（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−10398（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部にカッタを備えた複数のシールドユ
   ニットを、その先端部が前後にずれた状態で、かつ横方
   向に摺動自在に連結し、前記シールドユニットの隣接す
   る側部同士が正面視において離間することなく前後に重
   複可能に構成したことを特徴とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】前記カッタが、各々一対のドラムカッタ及
   びリングカッタからなるカッタユニットを含むことを特
   徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
3. 【請求項３】前記カッタが各々一対のドラムカッタ及び
   リングカッタからなるカッタユニットを複数配列して構
   成した掘削カッタを含むことを特徴とする請求項１に記
   載のシールド掘進機。
4. 【請求項４】前記掘削カッタはその回転軸が掘進方向に
   対して水平状にあることを特徴とする請求項３に記載の
   シールド掘進機。
5. 【請求項５】前記掘削カッタは、その回転軸を掘進方向
   に対して水平及び垂直の組み合せ状態で配列したことを
   特徴とする請求項３に記載のシールド掘進機。
6. 【請求項６】前記カッタが、各々一対のドラムカッタと
   リングカッタとらかなるカッタユニットを含み、該カッ
   タユニットの前面に面板カッタを配設したことを特徴と
   する請求項１に記載のシールド掘進機。
7. 【請求項７】前記カッタが、各々一対のドラムカッタと
   リングカッタとからなるカッタユニットを複数配列して
   構成した掘削カッタを含み、該掘削カッタの前面に面板
   カッタを配設したことを特徴とする請求項１に記載のシ
   ールド掘進機。