JPH07217382A - シールド型掘削機 - Google Patents

シールド型掘削機

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Publication number
JPH07217382A
JPH07217382A JP2917094A JP2917094A JPH07217382A JP H07217382 A JPH07217382 A JP H07217382A JP 2917094 A JP2917094 A JP 2917094A JP 2917094 A JP2917094 A JP 2917094A JP H07217382 A JPH07217382 A JP H07217382A
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JP
Japan
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pipe
rear end
cylindrical
shield body
adapter
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Application number
JP2917094A
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English (en)
Inventor
Shinichi Toyofuku
▲しん▼市 豊福
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Iseki Poly Tech Inc
Original Assignee
Iseki Poly Tech Inc
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体等がシールド本体内または管内に入り込
むことなく、シールド本体の後端部の外形と異なる外形
を有する管を配置することができるようにすることにあ
る。 【構成】 シールド型掘削機は、円筒状または多角筒状
のシールド本体と、該本体の前端部に配置された掘削用
のカッタ組立体と、該カッタ組立体を駆動させる駆動機
構と、シールド本体の後端部に接続された筒状のアダプ
タであって敷設すべき多角筒状または円筒状の管を後端
部に受けるアダプタとを含む。アダプタの前端部はシー
ルド本体の後端部に対応した円筒状または多角筒状であ
り、後端部は管に対応した多角筒状または円筒状であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水導管のような管路
の構築、パイプルーフ工法のための管の埋設等に用いる
機械掘削式のシールド型掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】機械掘削式のシールド型掘削機の1つと
して、掘削用のカッタ組立体を円筒状のシールド本体の
前端部に配置し、カッタ組立体をシールド本体に対して
回転させるものがある(特開昭60−26272号公
報、特開昭63−189596号公報等参照)。しか
し、この掘削機は、シールド本体が円筒状であるから、
円筒状の管の敷設に用いることはできるが、多角筒状の
管の敷設に用いると、シールド本体と管との接続部に空
隙が生じ、その結果、地下水のような液体、周囲の土砂
等がシールド本体と管との接続部からシールド本体内ま
たは管内に入り込んでしまう。
【0003】機械掘削式のシールド型掘削機の他の1つ
として、掘削用のカッタ組立体を多角筒状のシールド本
体の前端部に配置し、カッタ組立体をシールド本体に対
して変位させるものがある(特開平4−357298号
公報、PCT/JP93/01455号等参照)。しか
し、この掘削機は、シールド本体が多角筒状であるた
め、多角筒状の管の敷設に用いることはできるが、円筒
状の管の敷設に用いると、シールド本体と管との接続部
に空隙が生じ、その結果、地下水のような液体、周囲の
地盤の土砂等がシールド本体と管との接続部からシール
ド本体内または管内に入り込んでしまう。
【0004】
【解決しようとする課題】本発明の目的は、液体等がシ
ールド本体内または管内に入り込むことなく、シールド
本体の後端部の外側の形状と異なる外形を有する管を敷
設することができるようにすることにある。
【0005】
【解決手段、作用、効果】本発明のシールド型掘削機
は、筒状のシールド本体と、該本体の前端部に配置され
た掘削用のカッタ組立体と、該カッタ組立体を駆動させ
る駆動機構と、前記シールド本体の後端部に接続された
筒状のアダプタであって敷設すべき筒状の管を後端部に
受ける筒状のアダプタとを含む。
【0006】前記シールド本体の後端部および前記管の
一方は円筒状であり、前記シールド本体の後端部および
前記管の他方は多角筒状である。また、前記アダプタ
は、前記シールド本体の後端部に接続された第1の部位
であって前記シールド本体の後端部に対応した円筒状ま
たは多角筒状の前端部を有する第1の部位と、前記管を
受ける第2の部位であって前記管に対応した多角筒状ま
たは円筒状の後端部を有する第2の部位とを備える。
【0007】掘削機は、カッタ組立体により地盤を掘削
しつつ、アダプタの後端部に続く管とともに元押し装置
により前進される。これにより、地盤が掘削され、管が
掘削跡に押し込まれる。掘削の間、アダプタは、地下水
等がシールド本体とアダプタとの間およびアダプタと管
との間からシールド本体内または管内に入り込むことを
防止し、軸線と直交する断面における外側の形状が異な
るシールド本体の後端部と管との間の液密性を維持す
る。
【0008】このため、本発明によれば、液体等がシー
ルド本体内または管内に入り込むことなく、シールド本
体の後端部の外形と異なる外形の管を敷設することがで
きる。
【0009】前記シールド本体の後端部と前記第1の部
位の前端部とを円筒状とし、前記管と前記第2の部位の
後端部とを多角筒状とすることができる。この場合、前
記第1の部位の前端部の外形寸法を前記シールド本体の
後端部の外径寸法とほぼ同じとすることができる。
【0010】しかし、前記シールド本体の後端部と前記
第1の部位の前端部とを多角筒状とし、前記管と前記第
2の部位の後端部とを円筒状としてもよい。この場合、
前記第2の部位の後端部の外径寸法を前記管の外径寸法
とほぼ同じとすることができる。
【0011】前記アダプタは、さらに、前記第1の部位
と前記第2の部位との間にあってシールド本体の軸線と
直交する断面における外側の形状が前記第1の部位の形
状から前記第2の部位の形状に漸次変化する第3の部位
を備えることが好ましい。これにより、軸線と直交する
断面における外側の形状が第1の部位の形状から第2の
部位の形状に急激に変化するアダプタに比べ、小さい推
力で掘削機および管を前進させることができる。
【0012】
【実施例】先ず、多角筒状好ましくは四角筒状の管の敷
設に用いる円形の断面形状を有する機械掘削式のシール
ド型掘削機の一実施例について説明する。
【0013】図1および図2を参照するに、機械掘削式
のシールド型掘削機10は、一定の外径寸法L1 を有す
る円筒状のシールド本体12を含む。シールド本体12
は、円筒状のヘッド部14と、該ヘッド部の後部に続く
円筒状のテール部16とに分割されている。
【0014】ヘッド部14とテール部16とは、掘削機
10(実際にはテール部16)の軸線18上の所定の点
を中心として屈曲可能に結合されており、またテール部
16に対するヘッド部14の向きを修正する複数の方向
修正用ジャッキ22により互いに連結されている。各ジ
ャッキ22は、軸線18の周りに等角度間隔に配置され
ている。
【0015】図示の例では、テール部16の前端部をヘ
ッド部14の後端部に屈曲可能に受け入れているが、ヘ
ッド部14の後端部をテール部16の前端部に屈曲可能
に受け入れてもよい。
【0016】ヘッド部14内は、隔壁24により前方域
と後方域とに区画されている。隔壁24は、クランクシ
ャフト26を軸線18の周りに回転可能に支持してい
る。クランクシャフト26は、その偏心部が前記前方域
となるように配置されている。クランクシャフト26の
偏心部は、ロータ28を前記偏心部の軸線の周りに回転
可能に支持している。
【0017】ロータ28は、截頭円錐形の形状を有して
おり、また小径の側が前方となり大径の側が後方となる
ようにクランクシャフト26に支持されている。このた
め、ロータ28は、クランクシャフト26の回転運動に
ともなって、軸線18を中心とする旋回運動(公転運
動)と、クランクシャフト26の偏心部を中心とする回
転運動(自転運動)とをすることにより、ヘッド部14
の内面14aとともに、掘削物中の大きな礫を破砕する
クラッシャとして作用する。
【0018】ロータ28には、掘削用のカッタ組立体3
0が取り付けられている。カッタ組立体30は、ロータ
28から半径方向外方へ伸びる複数のアーム30aと、
該アームの前面の側に取り付けられた複数のカッタビッ
ト30bとを備える既知のものである。
【0019】隔壁24には、また、クランクシャフト2
6を回転させる駆動機構32が取り付けられている。ロ
ータ28およびカッタ組立体30は、クランクシャフト
26が回転されることにより、軸線18を中心とする旋
回運動(公転運動)と、クランクシャフト26の偏心部
を中心とする回転運動(自転運動)とをするように構成
されている。
【0020】クランクシャフト26、ロータ28、カッ
タ組立体30、および駆動機構32の構成、ならびにロ
ータ28およびカッタ組立体30に旋回運動および回転
運動を与える構成は、たとえば、特開昭61−1029
99号(特公平4−5120号)公報、特開昭63−1
89596号(特公平4−69719号)公報、特開平
3−59295号公報等に記載された公知の技術である
から、それらの詳細な説明は省略する。
【0021】ヘッド部14の前方域には、掘削物排出用
の泥水が給水管34を介して地上の側から供給される。
ヘッド部14の前方域に供給された泥水は、掘削物とと
もに、排出管36を介して地上の側へ排出される。給水
管34および排出管36は、テール部16、敷設すべき
管38および発進用立て坑(図示せず)を経て地上へ伸
びている。
【0022】敷設すべき管38は、鋼製、コンクリート
製、鉄筋コンクリート製、鉄骨コンクリート製等、適宜
な材料で多角筒状に形成されている。軸線18と直交す
る管38の断面形状は、図示の例では、正方形である
が、長方形、台形、五角形、六角形、八角形等、他の多
角形であってもよい。また、管38の各隅角部に面取り
加工をしてもよい。
【0023】軸線18と直交する断面における管38の
外側の形状すなわち外形が四角形であるにの対し、シー
ルド本体12、特に軸線18と直交する断面におけるテ
ール部16の外側の形状すなわち外形が円形であること
から、掘削機10は、また、シールド本体12と管38
とを液密的に結合させるアダプタ40を含む。
【0024】図3に示すように、アダプタ40は、テー
ル部16の後端部に接続された円筒状の第1の部位42
と、該第1の部位に続きかつ後端部に管38を受ける四
角筒状の第2の部位44とを備える。
【0025】第1の部位42の少なくとも前端部は、シ
ールド本体12特にテール部16の後端部の外形とほぼ
同じ外形の円筒状の形状を有するとともに、シールド本
体12特にテール部16の後端部の外径寸法L1 とほぼ
同じ外径寸法L2 を有する。これに対し、第2の部位4
4の少なくとも後端部は、管38の外形とほぼ同じ外形
の四角筒状の形状を有する。
【0026】軸線18と直交する断面における四角形の
一辺の長さ寸法L3 であって第2の部位44の少なくと
も後端部の一辺の長さ寸法L3 は、同じ条件における管
38の長さ寸法L4 とほぼ同じである。また、図示の例
では、寸法L1,L2,L3,L4は、ほぼ同じであるが、こ
れらは異なる値であってもよい。
【0027】アダアプタ40は、さらに、第1および第
2の部位42,44の間にあって軸線18と直交する断
面における外側の形状すなわち外形が第1の部位42の
形状から第2の部位44の形状に漸次変化する第3の部
位46を備える。図示の例では、第3の部位46の外形
は四角形の各隅角部から第1の部位42の外周面に伸び
る傾斜面部を有する形状であるが、第3の部位46の外
形を前記のような傾斜面部を有さない形状でしかも四角
筒形から円筒形に漸次変化する形状としてもよい。
【0028】パイプルーフ工法に用いる四角筒状の管の
場合、図2に示すように、管38は、四角筒状の主体部
50と、該主体部の1つの側面に設けられた第1の係合
手段52と、主体部50の他の1つの側面に設けられた
第2の係合手段54とを備えることが好ましい。第1お
よび第2の係合手段は、それぞれ、隣りに敷設される管
の第2および第1の係合手段と係合して、隣り合う管を
結合させる。
【0029】図示の例では、第1および第2の係合手段
52および54は、それぞれ、細長い第1の板状部と該
第1の板状部の一端縁に続く細長い第2の板状部とによ
りL字状の断面形状を有する一対の長尺部材56および
58からなる。各長尺部材は、主体部50の一端から他
端まで連続して伸びる。
【0030】第1の係合手段52の両長尺部材56は、
隣りに配置される管の第2の係合手段54の両長尺部材
58の一部を受け入れる間隙および空間を形成するよう
に、第1の板状部の他端縁において主体部50に溶接等
により全長さ範囲にわたって固定される。
【0031】これに対し、第2の係合手段54の両長尺
部材58は、その一部が隣りに配置される管の第1の係
合手段52の両長尺部材56により形成された間隙およ
び空間に受け入れられるように、第1の板状部の他端縁
において主体部50に溶接等により全長さ範囲にわたっ
て固定される。
【0032】掘進時、掘削機10は、ロータ28および
カッタ組立体30が駆動機構32により回転された状態
で、発進用立て坑に配置された元押し装置により管38
とともに前進される。元押し装置としては、たとえば、
実開昭59−80594号(実公平1−37038号)
公報、特開昭60−219395号公報等に記載されて
いるように、発進用立て坑の坑壁等を反力体とする複数
の油圧ジャッキを用いた公知の装置を用いることができ
る。
【0033】これにより、切羽が掘削される。掘削物
は、掘削機10の前進にともなって前方域に受け入れら
れ、供給管36により前方域に供給された泥水ととも
に、排出管38により前方域から地上の側に排出され
る。
【0034】元押し装置により発生された推力は、管3
8およびアダプタ40を介してシールド本体12に伝達
される。それゆえに、管38はアダプタ40の後端部に
押しつけられかつアダプタ40がシールド本体12の後
端部に押しつけられた状態で、シールド本体12、管3
8およびアダプタ40が同時に前進される。
【0035】その結果として、管38とアダプタ40の
後端部との外形が同じであること、およびアダプタ40
の後端部とシールド本体12の後端部との外形が同じで
あることとあいまって、管38とアダプタ40との間の
液密性、およびシールド本体12とアダプタ40との間
の液密性が維持され、前方域に供給された泥水、地下水
等の液体および周囲の土砂がシールド本体12特にテー
ル部16または管38の内部に入り込むことがない。
【0036】掘削機10の前進時に、アダプタ40の第
2の部位44の隅角部にアダプタ40の前進を妨げる反
力が作用する。しかし、図3に示すアダプタ40の場
合、軸線18と直交する断面における外側の形状が第1
の部位42の形状から第2の部位44の形状に漸次変化
する第3の部位46を備えるから、アダプタ40は、第
3の部位46で周囲の土砂を圧縮または圧密しつつ前進
する。
【0037】このため、管を敷設すべき地盤が砂層、砂
礫層等ほどに軟弱でない軟質土層であっても、図4に示
すアダプタ60のように、軸線18と直交する断面にお
ける外側の形状が第1の部位62の形状から第2の部位
64の形状に急激に変化するアダプタに比べ、前記反力
が小さく、小さい推力で掘削機10および管38を前進
させることができる。
【0038】大きな推力を必要とすることが予想される
地盤に関しては、寸法L2 を寸法L3 より大きくするこ
とにより、前記反力および推力を小さくすることができ
る。また、砂層、砂礫層等の軟弱な地盤に管を敷設する
場合には、図4に示すアダプタ60、図5に示すアダプ
タ70、または図6に示すアダプタ80を用いてもよ
い。
【0039】図5に示すアダプタ70は、直径寸法がL
2 である円筒状の第1の部位72と、一辺の長さ寸法が
L2 より大きいL3 である四角筒状の第2の部位74
と、第1および第2の部位72,74の間にあって軸線
と直交する断面における外側の形状すなわち外形が第1
の部位72の形状から第2の部位74の形状に漸次変化
する第3の部位76とを備える。図示の例では、第3の
部位76の外形は四角形の各隅角部から第1の部位72
の外周面に伸びる傾斜面部を有する形状であるが、第3
の部位76の外形を四角形から円形に漸次変化する形状
としてもよい。
【0040】図6に示すアダプタ80は、直径寸法がL
2 である円筒状の第1の部位82と、一辺の長さ寸法が
L2 より大きいL3 である四角筒状の第2の部位84
と、第1および第2の部位82,84の間にあって軸線
と直交する断面における外側の形状すなわち外形が第1
の部位82の形状から第2の部位84の形状に漸次変化
する第3の部位86と、第2の部位84の前端部外周に
設けられた複数の掘削刃88とを備える。図示の例で
は、第3の部位86の外形は四角形の各隅角部から第1
の部位82の外周面に伸びる傾斜面部を有する形状であ
るが、第3の部位76の外形を四角筒形から円筒形に漸
次変化する形状としてもよい。
【0041】図6に示すアダプタ80に設けられたカッ
タビット88と同様の複数のカッタビットを、図3に示
すアダプタ40の第2の部位44の前端部外側面に設け
てもよいし、図4に示すアダプタ60の第2の部位62
の前端部外側面に設けてもよい。敷設すべき管38の各
隅角部に面取り加工が行なわれているならば、いずれの
アダプタも、各隅角部に面取り部を有することが好まし
い。
【0042】上記から明らかなように、アダプタにおい
て、寸法L2,L3 は、ほぼ同じであってもよいし、異な
る値であってもよい。また、寸法L1 ≒L2 およびL3
≒L4 とした状態で、寸法L2,L3 を異なる値、たとえ
ばL2 >L3 またはL2 <L3 としてもよい。寸法L2,
L3 が異なる場合、たとえば 第1の部位を截頭円錐形
とするか、第2の部位を截頭角錐形とすればよい。
【0043】円筒状のシールド本体、掘削用のカッタ組
立体、およびこれを駆動させる駆動機構としては、上記
の実施例のほかに、他の機械掘削式のシールド型掘削機
で用いられている他の手段を用いてもよい。
【0044】円形のシールド型掘削機における他の手段
は、たとえば、特開昭54−22933号(特公昭62
−24597号)公報、特開昭57−15797号(特
公昭60−3599号)公報、特開昭59−19219
3号(特公平2−38755号)公報、特開昭60−2
46994号(特公平3−34560号)公報、特開昭
61−102999号(特公平4−5120号)公報、
特開昭63−189596号(特公平4−69719
号)公報、特開平3−59295号公報等に記載されて
いる。
【0045】次に、円筒状の管の敷設に用いる多角形好
ましくは四角形の断面形状を有するシールド型掘削機の
実施例について説明する。
【0046】図7〜図9を参照するに、機械掘削式のシ
ールド型掘削機110は、一辺の長さ寸法がL1 である
四角筒状のシールド本体112を含む。シールド本体1
12は、四角筒状のヘッド部114と、該ヘッド部の後
部に続く四角筒状のテール部116とに分割されてい
る。
【0047】ヘッド部114とテール部116とは、掘
削機110(実際にはテール部116)の軸線118上
の所定の点を中心として屈曲可能に結合されており、ま
たテール部116に対するヘッド部114の向きを修正
する複数の方向修正用ジャッキ122により互いに連結
されている。各ジャッキ122は、シールド本体112
の四角形の隅角部に配置されている。
【0048】図示の例では、テール部116の前端部を
ヘッド部114の後端部に屈曲可能に受け入れている
が、ヘッド部114の後端部をテール部116の前端部
に屈曲可能に受け入れてもよい。また、軸線118と直
交する断面におけるシールド本体112の外側の形状す
なわち外形は、正方形であるが、長方形、台形、五角
形、六角形、八角形等、他の多角形であってもよい。ま
た、シールド本体112の各隅角部に面取り加工をして
もよい。
【0049】ヘッド部114内は、隔壁124により、
切羽側の前方域と、これの後方にあって大気圧に維持さ
れる後方域とに区画されている。前方域は、格子120
により、掘削された土砂を受け入れるずり室すなわち第
1の室126と、該第1の室の後端下部に続く泥水室す
なわち第2の室128とに区画されている。第2の室1
28は、泥水用の供給管130と、掘削物および泥水用
の排出管132とに接続されている。
【0050】第1の室126には、カッタ組立体134
が配置されている。カッタ組立体134は、隔壁124
に支持された駆動機構136により、軸線118と直交
する第1の方向(図示の例では、上下方向)へ往復移動
されつつ前後方向へ往復移動されて切羽を掘削する。
【0051】駆動機構136は、ブラケット138によ
り隔壁124に支持された駆動源140と、軸線118
および上下方向に直交する第2の方向(図示の例では、
図7において左右方向)へ伸びる軸線の周りに回転可能
に隔壁124の下部に支持されかつ両端部に偏心部を有
するクランク軸142と、駆動源140の回転をクラン
ク軸142に伝達する伝達機構144と、クランク軸1
42の偏心部に個々に対応された一対のアーム146
と、左右方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に
隔壁124の上部に連結された一対のリンク148とを
備える。
【0052】駆動源140は、電動機のような回転源
と、その出力軸に連結された減速機とを有する公知のも
のである。また、伝達機構144は、スプロケットとチ
ェーンとを用いた公知のものである。しかし、いずれも
他の装置であってもよい。
【0053】クランク軸142は、第2の室128の上
側を左右方向へ伸びており、また主体部の両端部におい
て隔壁124に回転可能に支持されている。各アーム1
46は、一端部において対応する偏心部に連結されてお
り、また対応する偏心部に回転可能に支持されている。
各リンク148は、一端部において隔壁124に連結さ
れている。
【0054】カッタ組立体134は、シールド本体11
2の前端部に配置されており、また下部においてアーム
146の先端部に、上部においてリンク148の先端部
にそれぞれ左右方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転
可能に連結されている。
【0055】カッタ組立体134は、左右方向に間隔を
おいて上下方向へ伸びる鋸歯状の複数の掘削刃すなわち
カッタ150と、上下方向に間隔をおいて左右方向へ伸
びかつ隣り合うカッタ150を互いに連結する板状の複
数の連結体152とを備える。
【0056】各カッタ150は、これが前記第1の方向
へ移動されるとき、切羽を掘削するように、ビットすな
わち刃先154を前方および上方に向けている。連結体
152は、隣り合うカッタ150と共同して土砂の受入
口を規定する。カッタ150は、クランク軸142の偏
心部の偏心量e以下のピッチPで配置されている。
【0057】各連結体152は、水平となるように隣り
合うカッタ150に固定されている。各連結体152
は、図示の例では板状の掘削刃すなわちカッタであり、
従って左右方向へ連続して伸びるビットすなわち刃先1
56を主体部の前端縁部に有する。各カッタ152の刃
先156は、前方および上方に向けられている。
【0058】隔壁124とカッタ組立体134との間に
は、クラッシャ本体158が配置されている。クラッシ
ャ本体158は、カッタ組立体134の後方から隣り合
うカッタ150の間にまで伸びており、またアーム14
6とカッタ150とに移動不能に連結されている。クラ
ッシャ本体158は、左右方向へ連続して伸びて前方お
よび上方に向けられたビットすなわち刃先160を前端
縁部に有する。
【0059】掘削機により敷設する管168は、鋼製、
コンクリート製、鉄筋コンクリート製、鉄骨コンクリー
ト製等、適宜な材料で円筒状に形成されている。
【0060】軸線118と直交する断面における管16
8の外側の形状すなわち外形が円形であるにの対し、シ
ールド本体112、特に軸線118と直交する断面にお
けるテール部116の外側の形状すなわち外形が四角形
であることから、掘削機110は、また、シールド本体
112と管168とを液密的に結合させるアダプタ17
0を含む。
【0061】図10に示すように、アダプタ170は、
テール部116の後端部に接続された四角筒状の第1の
部位172と、該第1の部位に続きかつ後端部に管16
8を受ける円筒状の第2の部位174とを備える。
【0062】第1の部位172の少なくとも前端部は、
シールド本体112特にテール部116の後端部の外形
とほぼ同じ外形の四角筒状の形状を有する。軸線118
と直交する断面における四角形の一辺の長さ寸法L2 で
あって第1の部位174の少なくとも後端部の一辺の長
さ寸法L2 は、同じ条件におけるシールド本体112の
後端部の長さ寸法L1 とほぼ同じである。
【0063】これに対し、第2の部位174の少なくと
も後端部は、管168の外形とほぼ同じ外形の円筒状の
形状を有する。また、第2の部位174の少なくとも後
端部の外径寸法L3 は、管168の外径寸法L4 とほぼ
同じである。図示の例では、長さ寸法L1,L2,L3,L4
は、ほぼ同じであるが、これらは異なる値であってもよ
い。
【0064】アダプタ170は、さらに、第1および第
2の部位172,174の間にあって軸線118と直交
する断面における外側の形状すなわち外形が第1の部位
172の形状から第2の部位174の形状に漸次変化す
る第3の部位176を備える。図示の例では、第3の部
位176の外形は四角形の各隅角部から第2の部位17
4の外周面に伸びる傾斜面部を有する形状であるが、第
3の部位176の外形を前記のような傾斜面部を有さな
い形状でしかも四角形から円形に漸次変化する形状とし
てもよい。
【0065】パイプルーフ工法に用いる円筒状の管の場
合も、図示してはいないが前記した管38と同様に、管
168は、円筒状の主体部と、該主体部の1つの側面に
設けられた第1の係合手段と、主体部の他の1つの側面
に設けられた第2の係合手段とを備えることが好まし
い。
【0066】掘削機110において、駆動源140によ
りクランク軸142が図8に矢印で示す方向に回転され
ると、クランク軸142の偏心部がクランク軸142の
軸線の周りに旋回されるから、アーム146は、クラン
ク軸142の偏心部の周りに揺動運動をし、図8に矢印
で示すリンク148の運動と共同してカッタ組立体13
4を上下方向および前後方向に往復移動させる。
【0067】このため、掘削時、管168、アダプタ1
70および掘削機110が前記した元押し装置により前
進力を受けた状態で、駆動源140が駆動されると、カ
ッタ150はこれの配置ピッチP以上の範囲にわたって
上下方向へ往復移動されつつ前後方向へ往復移動されて
切羽を鋸のように切削し、各連結体152およびクラッ
シャ本体158は上下方向へ往復移動されつつ切羽内へ
押し込まれる。
【0068】これにより、上下方向へ伸びる溝が切羽に
形成されるから、切羽はカッタ150により複数のブロ
ックに分割される。また、分割された各ブロックは、連
結体152およびクラッシャ本体158によりさらに複
数のブロックに再分割される。再分割されたブロック
は、掘削機110の前進にともなって、カッタ150お
よび連結体152により形成される受入口から第1の室
126へ受け入れられる。
【0069】掘削された土砂は第1の室126内を満た
し、第1の室126内の土砂は、ヘッド部114とクラ
ッシャ本体158との間または隔壁124とクラッシャ
本体158との間を経た後、第2の室128に受け入れ
られる。第2の室128内の土砂は、供給管130によ
り第2の室128に供給された泥水とともに、排出管1
32により第2の室128から掘削機110の外に排出
される。
【0070】再分割されたブロックに含まれる大きな礫
は、これがヘッド部114とクラッシャ本体158との
間または隔壁124とクラッシャ本体158との間を通
るとき、クラッシャ本体158の往復移動にともなっ
て、クラッシャ本体158によりヘッド部114または
隔壁124に押圧されることにより、所定の大きさに破
砕される。
【0071】カッタ150の配置ピッチPは、クランク
軸142の偏心部の偏心量e以下、好ましくは e=P〜1.5P である。カッタ150の配列ピッチPがeより大きい
と、隣り合うカッタ150の移動軌跡が連続しないか
ら、上下方向へ連続する溝を切羽に形成することができ
ない。これに対し、カッタ150の配列ピッチPが小さ
すぎると、カッタ150が小さくなるから、カッタ15
0の機械的強度が小さくなる。
【0072】左右方向への刃先154の寸法(幅寸法)
は、カッタ150の主体部(基部)の厚さ寸法よりやや
大きいことが好ましい。これにより、カッタ150の往
復移動が円滑になる。
【0073】元押し装置により発生された推力は、管1
68およびアダプタ170を介してシールド本体112
に伝達される。それゆえに、管168はアダプタ170
の後端部に押しつけられかつアダプタ170がシールド
本体112の後端部に押しつけられた状態で、シールド
本体112、管168およびアダプタ170が同時に前
進される。
【0074】その結果として、管168とアダプタ17
0の後端部との形状が同じであること、およびアダプタ
170の後端部とシールド本体112の後端部との形状
が同じであることとあいまって、管168とアダプタ1
70との間の液密性、およびシールド本体112とアダ
プタ170との間の液密性が維持され、前方域に供給さ
れた泥水、地下水等の液体および周囲の土砂がシールド
本体112特にテール部116または管168の内部に
入り込むことがない。
【0075】図示の例では、L1,L2,L3,L4 がほぼ同
じであるから、四角形の隅角部に対応する部位だけ余掘
りすることになる。これを防止するためには、たとえ
ば、図11に示すアダプタ180を用いてもよいし、寸
法L2,L3 を、一辺L2 の寸法を有する四角形が直径L
3 の円に内接するような寸法であってもよい。
【0076】アダプタ180において、管側となる第2
の部位184の直径寸法L3 は、シールド本体側となる
第1の部位182の一辺の長さ寸法L2 より大きく、第
1の部位182の四角形の対角線に対応する距離より小
さい。第1および第2の間の第3の部位186は、軸線
118と直交する断面における外側の形状すなわち外形
が第1の部位172の形状から第2の部位174の形状
に漸次変化する形状をを有する。
【0077】アダプタ180によれば、第1の部位18
2の四角形の隅角部に対応する掘削物の全部または一部
が、掘進にともなって、寸法L2 <L3 となる部位に移
動されて、寸法L2 <L3 となる部位に埋め込まれる。
寸法L2 <L3 の部位が存在する場合、その部位に図6
に示すような1以上の掘削刃を設けてもよい。
【0078】多角形の掘削機110においては、カッタ
150の往復移動方向が上下方向となるように掘削機1
10を利用する代わりに、カッタ150の往復移動方向
が左右方向となるように掘削機110をこれの軸線の周
りにほぼ90度回転させた状態で利用してもよいし、掘
削機を上下方向へまたは斜めに前進させてもよい。ま
た、大面積のトンネル等を構築する場合には、複数の掘
削機110を田の字状またはマトリクス状に重ねて配置
してもよい。
【0079】多角形の掘削機における、多角筒状のシー
ルド本体、掘削用のカッタ組立体、およびこれを駆動さ
せる駆動機構としては、たとえば、特開平1−3100
89号公報、特開平2−66295号公報、米国特許第
3711159号等に記載されている公知の手段を用い
てもよい。
【0080】円形の掘削機および多角形の掘削機のいず
れにおいても、シールド本体の外径寸法は一定である必
要はなくまたヘッド部とテール部との外径寸法は同じで
ある必要もない。このような場合、外径寸法L2 をテー
ル部の後端部の外径寸法とほぼ同じにすることができ
る。また、掘削物用の排出手段として、スクリューコン
ベアのような他の排出手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシールド型掘削機の一実施例を示す断
面図である。
【図2】図1の掘削機の前面の一実施例を示す図であ
る。
【図3】図1の掘削機で用いるアダプタの第1の実施例
を示す斜視図である。
【図4】図1の掘削機で用いるアダプタの第2の実施例
を示す斜視図である。
【図5】図1の掘削機で用いるアダプタの第3の実施例
を示す斜視図である。
【図6】図1の掘削機で用いるアダプタの第4の実施例
を示す斜視図である。
【図7】本発明のシールド型掘削機の他の実施例の前面
を示す図である。
【図8】図7の8−8線に沿って得た断面図である。
【図9】図7の9−9線に沿って得た断面図である。
【図10】図7〜9の掘削機で用いるアダプタの第1の
実施例を示す斜視図である。
【図11】図7〜9の掘削機で用いるアダプタの第2の
実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
10,110 掘削機 12,112 シールド本体 30,134 カッタ組立体 32,136 駆動機構 40,60,70,80,170,180 アダプタ 42,72,82,172,182 第1の部位 44,64,74,84,174,184 第2の部位 46,66,76,86,176,186 第3の部位

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状のシールド本体と、該本体の前端部
    に配置された掘削用のカッタ組立体と、該カッタ組立体
    を駆動させる駆動機構と、前記シールド本体の後端部に
    接続された筒状のアダプタであって敷設すべき管を後端
    部に受ける筒状のアダプタとを含み、前記シールド本体
    の後端部および前記管の一方は円筒状であり、前記シー
    ルド本体の後端部および前記管の他方は多角筒状であ
    り、前記アダプタは、前記シールド本体の後端部に接続
    された第1の部位であって前記シールド本体の後端部に
    対応した円筒状または多角筒状の前端部を有する第1の
    部位と、前記管を受ける第2の部位であって前記管に対
    応した多角筒状または円筒状の後端部を有する第2の部
    位とを備える、シールド型掘削機。
  2. 【請求項2】 前記シールド本体の後端部と前記第1の
    部位の前端部とは円筒状であり、前記管と前記第2の部
    位の後端部とは多角筒状である、請求項1に記載の掘削
    機。
  3. 【請求項3】 前記第1の部位の前端部は、前記シール
    ド本体の後端部の外径寸法とほぼ同じ外径寸法を有す
    る、請求項2に記載の掘削機。
  4. 【請求項4】 前記シールド本体の後端部と前記第1の
    部位の前端部とは多角筒状であり、前記管と前記第2の
    部位の後端部とは円筒状である、請求項1に記載の掘削
    機。
  5. 【請求項5】 前記第2の部位の後端部は、前記管の外
    径寸法とほぼ同じ外径寸法を有する、請求項4に記載の
    掘削機。
  6. 【請求項6】 前記アダプタは、さらに、前記第1の部
    位と前記第2の部位との間にあってシールド本体の軸線
    と直交する断面における外側の形状が前記第1の部位の
    形状から前記第2の部位の形状に漸次変化する第3の部
    位を備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の掘削
    機。
  7. 【請求項7】 前記アダプタは、さらに、前記第2の部
    位に配置された複数の掘削刃を備える、請求項4または
    6に記載の掘削機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010007305A (ja) * 2008-06-25 2010-01-14 Taisei Corp トンネル掘削機およびトンネル掘削方法
JP2011214396A (ja) * 2011-08-01 2011-10-27 Kajima Corp 掘削機構
JP2012162985A (ja) * 2012-06-05 2012-08-30 Taisei Corp トンネル掘削機

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