JPH07109158B2 - シールド掘削機のセグメント同時施工制御法とセグメント同時施工式シールド掘削機 - Google Patents

シールド掘削機のセグメント同時施工制御法とセグメント同時施工式シールド掘削機

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JPH07109158B2
JPH07109158B2 JP63194550A JP19455088A JPH07109158B2 JP H07109158 B2 JPH07109158 B2 JP H07109158B2 JP 63194550 A JP63194550 A JP 63194550A JP 19455088 A JP19455088 A JP 19455088A JP H07109158 B2 JPH07109158 B2 JP H07109158B2
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宏 広川
正昭 三浦
稔 中嶋
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/087Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
    • E21D9/0873Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、シールド掘削とセグメント組立の同時施工に
特徴を有するシールド掘削機のセグメント同時施工制御
法とセグメント同時施工式シールド掘削機に関するもの
である。
(従来の技術) 従来のシールド掘削機は、シールド掘削機後側のスキン
プレート内側に配設した複数のシールドジヤツキを組立
てられたゼグメントリングの前面に当接し、各シールド
ジヤツキの伸長による推力によってシールド掘削機を推
進し回転駆動されるカツタヘツドで地山を掘削する構造
になっており、シールド掘削がセグメントリングの1リ
ング相当分進行すると掘削を一時停止して、組立てられ
ているセグメントリングの前面に新たなセグメントリン
グを施工し、新たなセグメントリングにシールドジヤツ
キを当接させて再びシールド掘削を開始する工程になっ
ており、シールド掘削とセグメント施工が交互に繰り返
えされる。
(発明が解決しようとする課題) 従来の前記シールド掘削機は、シールド掘削とセグメン
ト施工が交互に繰り返されるため、能率が悪く工期が非
常に長くなる問題点がある。
シールド掘削とセグメント施工を同時に進行するために
は、長いストロークのシールドジヤツキを使用し、セグ
メントピース施工位置のシールドジヤツキを順次に短縮
することにより可能となるが、シールド掘削機の推力が
掘削中心から外れモーメントが不平衡になり、掘進方向
が曲がりその是正に多くの手数、時間を要するなどの致
命的な問題点がある。
本発明は、前記のような課題に対処するために開発され
たものであって、その目的とする処は、シールド掘削機
後側のスキンプレート内側に配設した同円周上のシール
ドジヤツキ群によるシールド掘削機の推進と、設定され
たセグメントピース施工位置とその対称位置にあるシー
ルドジヤツキのみの短縮パターン、短縮により、セグメ
ントピースの同時施工を可能とし、シールド掘削能率、
作動信頼性を向上したシールド掘削機のセグメント同時
施工制御法とセグメント同時施工式シールド掘削機を提
供するにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、シールド掘削機後側のスキンプレート内側に
配設された同円周上のシールドジヤツキ群を施工された
セグメントリングに当接して伸長するシールド掘削中
に、次のセグメントピース施工位置と同位置の対称位置
にあるシールドジヤツキのみを同時に短縮して同セグメ
ントピースを施工し、設定されたセグメントピース施工
位置の順序に従って順次に前記シールドジヤツキの短縮
とセグメントピースの施工を繰り返す構成に特徴を有
し、シールド掘削機後側の同円周上のシールドジヤツキ
群によるシールド掘削機によって推力を確保するととも
に、一部シールドジヤツキの短縮による不作動可能と
し、設定されたセグメント施工位置と同位置の対称位置
にあるシールドジヤツキのみの短縮によってシールド掘
削機の推進性を確保するとともにセグメントピースの同
時施工を可能にしている。
また、シールド掘削機後側のスキンプレート内側に長い
ストロークのシールドジヤツキ群を同円周上に配設する
とともに、前記各シールドジヤツキの伸長パターン時
に、次のセグメントピース施工位置と同位置の対称位置
にあるシールドジヤツキのみを同時に短縮パターンと
し、設定されたセグメントピース施工位置の順序に従っ
て順次に前記シールドジヤツキの短縮パターンを繰り返
すジヤツキ制御装置を設けた構成に特徴を有し、前記の
セグメント同時施工の制御を可能にするとともに、作
動、施工信頼性を高めている。
(作 用) シールド掘削機後側のスキンプレート内側に配設された
同円周上のシールドジヤツキ群を組立てられたセグメン
トリングの前面に当接して伸長するシールド掘進中に、
次のセグメント施工位置と同位置の対称位置にあるシー
ルドジヤツキのみを同時に短縮して同セグメントピース
が施工され、設定されたセグメントピース施工位置の順
序に従って順次に前記シールドジヤツキの短縮とセグメ
ントピースの施工を繰り返すことにより、シールド掘削
の推力と掘削方向性が確保されるとともに、シールド掘
削とセグメントピースの同時施工がなされる。
また、シールド掘削機後側のスキンプレート内側に長い
ストロークのシールドジヤツキ群を同円周上に配設した
ことにより、シールド掘削中にセグメント施工のリング
空間が確保されるとともに、一部のシールドジヤツキを
短縮パターンにして不作動にしても十分に推力が確保さ
れ、ジヤツキ制御装置による各シールドジヤツキの伸長
パターン時に、次のセグメント施工位置と同位置の対象
位置にあるシールドジヤツキのみの短縮パターンの制御
と、設定されたセグメント施工位置の順序に従って順次
に前記シールドジヤツキの短縮パターンの制御により、
シールド掘削とセグメントの同時施工が円滑に遂行され
る。
(実施例) 第1図ないし第9図に本発明の一実施例を示し、図中
(1)はシールド掘削機の前部に配設され駆動装置(図
示省略)によって回転駆動されるカツタヘツド、(2)
はシールド掘削機の後方に延設された円筒状のスキンプ
レート、(3)はスキンプレート(2)の後部内側に配
設されたシールド部材、(5)はシールド掘削機後側の
スキンプレート(2)内側に配設されたシールドジヤツ
キ、(6)はスキンプレート(2)内に配設されたセグ
メントピースを把持してリング配置にするエレクタ、
(10)は施工されたセグメントリングであって、シール
ド掘削機後側のスキンプレート(2)内側にシールドジ
ヤツキ(5)群をセグメントリング(10)に対応させて
同円周上に配設するとともに、各シールドジヤツキ
(5)は少くとも2リング相当分の長いストロークを有
し、シールドジヤツキ(5)群を組立てられたセグメン
トリング(10)の前面に当接させて伸長し推力を得てシ
ールド掘削機を推進するとともに、カツタヘツド(1)
を回転駆動して地山をシールド掘削する。
組立てられたセグメントリング(10)は、第2図に示す
ようにセグメントピース(10a),(10b),(10b),
(10c),(10c),(10d)をエレクタ(6)によりリ
ング配置にして、隣接した相互間をボルト等の手段によ
り連結して施工されるとともに、各セグメントピースの
前面にはシールドジヤツキ(5)群が図示のように配
置、当接され、また、セグメントリング(10)の組立パ
ターンは、第4図および第5図に示すようになる。
さらに、前記シールド掘削機には第3図に示すジヤツキ
制御装置(11)が設けられ、ジヤツキ制御装置(11)か
ら出力される各シールドジヤツキ(5)の運転モード
(12)は、自動運転制御信号(12a)と手動運転制御信
号(12b)に大別されて選択が自在になっているととも
に、自動運転制御信号(12a)は直進掘削制御信号(▲1
2 ▼)と曲進掘削制御信号(▲12 ▼)に大別さ
れ、直進掘削制御信号(▲12 ▼)は第4図に示す組
立パターン(1)と、第5図に示す組立パターン(2)
からなり、曲進掘削制御信号(▲12 ▼)は右,左,
上,下の各パターンからなる。
組立パターン(1)の場合の直進掘削制御信号(▲12
▼)について説明すると、当初は各シールドジヤツキ
(5)が伸長パターンに制御され組立てられたセグメン
トリング(10)の前面に当接し推力を得てシールド掘削
機を推進しシールド掘削され、シールド掘削進行中に、
予め設定されたセグメントピースの組立順序に従って、
第6図に示すように次のセグメントピース(10a)施工
位置の各シールドジヤツキ(5)(黒点で示す)および
同セグメントピース(10a)施工位置の対称位置にある
セグメントピース(10c)(10d)(10c)側の各シール
ドジヤツキ(5)(黒点で示す)のみが短縮パターンに
制御されて短縮作動され、他の各シールドジヤツキ
(5)は伸長パターン、即ち伸長を継続しシールド掘削
機が推進されて、同短縮作動により組立てられているセ
グメントリング(10)の前側にセグメントピース(10
a)が組立て施工される。
次に、第7図に示すようにセグメントピース(10b)施
工位置と同位置の対称位置にある各シールドジヤツキ
(5)のみが短縮パターンに制御されて短縮作動とな
り、その他の各シールドジヤツキ(5)の伸長作動中に
セグメントピース(10b)が組立て施工される。
さらに、第8図に示すセグメントピース(10c)施工位
置と対称位置にある各シールドジヤツキ(5)のみが短
縮パターンに制御されて短縮作動となり、他の各シール
ドジヤツキ(5)の伸長作動中にセグメントピース(10
c)が組立て施工され、セグメントピース(10d)の組立
て施工は第9図に示すようになり、他のセグメントピー
ス(10b)(10c)においても同様に組立て施工され、各
シールドジヤツキ(5)が2リング相当分の長いストロ
ークを有することにより、シールド掘削の進行中に1リ
ング分のセグメントリング(10)の施工が完了し、前記
シールド掘削とセグメントの同時施工に際し、対称位置
の限られたシールドジヤツキ(5)のみの短縮作動とな
り、他の各シールドジヤツキ(5)の伸長が継続される
ため、シールド掘削機の推力が掘削中心に対して片押し
にならずモーメントバランスが確保されるとともに、伸
長作動中のシールドジヤツキ数は十分に確保され必要な
推力が得られ、シールド掘削が円滑に遂行されるととも
にセグメントの同時組立施工が両立される。
組立パターン(2)の直進掘削制御信号(▲12 ▼)
は、セグメントピースの組立順序の変更に対応させて前
記シールドジヤツキを短縮作動させることにより、実質
的に同様な各シールドジヤツキ(5)の伸長パターン、
短縮パターンに基づく伸長作動、短縮作動の制御となっ
てセグメントピースの同時組立施工がなされる。
また、曲進掘削制御信号(▲12 ▼)による右,左,
上,下の各制御パターンは、前記直進掘削制御信号(▲
12 ▼)のほかに、伸長パターンの各シールドジヤツ
キ(5)における伸長量差、即ち推力差を生じる制御に
よってなされる。
(発明の効果) 本発明は、前述のようになっており、シールド掘削機後
側のスキンプレート内側に配設された同円周上のシール
ドジヤツキ群を施工されたセグメントリングに当接して
伸長するシールド掘削中に、次のセグメントピース施工
位置と同位置の対称位置にあるシールドジヤツキのみを
同時に短縮して同セグメントピースを施工し、設定され
たセグメントピース施工位置の順序に従って順次に前記
シールドジヤツキの短縮とセグメントピースの施工を繰
り返すことにより、シールド掘進の推力とともに掘削方
向性が確保されシールド掘削およびセグメントピースの
同時組立施工が円滑に遂行されて、シールド掘削能率が
著しく向上されている。
また、シールド掘削機後側のスキンプレート内側に配設
された長いストロークのシールドジヤツキ群によって、
シールド掘削中に新たなセグメントピースの施工空間が
確保されるとともに、一部のシールドジヤツキを短縮作
動しても十分な推力が確保され、ジヤツキ制御装置によ
るセグメントピース施工位置と同位置の対象位置にある
シールドジヤツキのみの短縮パターン制御と、設定され
たセグメントピース施工位置の順次に従った順次の前記
短縮パターン制御によって、シールド掘削とセグメント
施工の信頼性が高められている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すセグメント同時施工式
シールド掘削機の縦断機構図、第2図はセグメントリン
グの正面図、第3図はジヤツキ制御装置とその運転モー
ドのブロツク図、第4図は組立パターンを示すセグメン
トリング正面図、第5図は他の組立パターンを示すセグ
メントリング正面図、第6図ないし第9図はシールドジ
ヤツキの各制御パターン図である。 2:スキンプレート、5:シールドジヤツキ 10:セグメントリング 10a,10b,10c,10d:セグメントピース 11:ジヤツキ制御装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シールド掘削機後側のスキンプレート内側
    に配設された同円周上のシールドジヤツキ群を施工され
    たセグメントリングに当接して伸長するシールド掘削中
    に、次のセグメントピース施工位置と同位置の対称位置
    にあるシールドジヤツキのみを同時に短縮して同セグメ
    ントピースを施工し、設定されたセグメントピース施工
    位置の順序に従って順次に前記シールドジヤツキの短縮
    とセグメントピースの施工を繰り返すことを特徴とする
    シールド掘削機のセグメント同時施工制御法。
  2. 【請求項2】シールド掘削機後側のスキンプレート内側
    に長いストロークのシールドジヤツキ群を同円周上に配
    設するとともに、前記各シールドジヤツキの伸長パター
    ン時に、次のセグメントピース施工位置と同位置の対称
    位置にあるシールドジヤツキのみを同時に短縮パターン
    とし、設定されたセグメントピース施工位置の順序に従
    って順次に前記シールドジヤツキの短縮パターンを繰り
    返すジヤツキ制御装置を設けたことを特徴とするセグメ
    ント同時施工式シールド掘削機。
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