JPH07317490A - 掘削断面伸縮用のシールド機と、これを用いた大断面トンネル掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トンネルの掘削途中で、掘削断面を任意にか
つ確実に拡大および縮小させ得るシールド機を提供する
こと。 【構成】 外筒２と隔壁８と掘削カッタ４の幅方向の一
半部と他半部とを各々の重なり部分３，５，６，９で幅
方向に伸縮可能に組み合わせるとともに、外筒２の内部
に、前記外筒２と隔壁８と掘削カッタ４の幅方向の一半
部と他半部とを伸縮操作するシールド伸縮用ジャッキ２
０を取り付けて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の利用分野】本発明は、トンネルの掘削途中で断
面形状を拡大および縮小させ得る掘削断面伸縮用のシー
ルド機と、これを用いた大断面トンネル掘削方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、掘削断面を拡大および縮小するシ
ールドはあったが、手掘り式シールドであったり、図３
１および図３２に示すように、外筒が一半部４０ａと他
半部４０ｂとにより構成され、その合わせ部分にシール
部材４１が介装され、複数本のシールドジャッキ４２を
配置したシールド機において、シールド機断面を拡大し
た後の保持装置が単なる保持部材４３であったり、具体
性に乏しいものであった。

【０００３】また、図３３に示すように、密閉式シール
ドで、予め大口径のシールド機４４に小口径のシールド
機４５を収容しておき、トンネルの掘削途中で小口径の
シールド機４５を飛び出させ、掘進する技術がある。

【０００４】また、矩形断面の大断面トンネルを施工す
る従来技術として、密閉式で小型のシールド機を組み合
わせて必要な断面に掘削する技術がある。そして、この
従来技術ではトンネルの掘削断面を変化させる場合、個
々の小型のシールド機の断面形状を変化させることな
く、隣合う小型のシールド機の間隔を変化させて掘削
し、その空いた間隔の部分を別の工法で掘削するように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
のうちの、図３１および図３２に示す技術では、シール
ド機を拡大した断面形状に保持し得る保障がなく、大断
面掘削には適用できない問題がある。

【０００６】また、図３３に示す従来技術では、トンネ
ルの掘削途中で掘削断面を縮小できるのみで、拡大でき
ない問題がある。

【０００７】そして、大断面トンネルを掘削する場合
に、密閉式の小型シールド機を組み合わせて施工する従
来技術では、隣合う小型シールド機の間隔が大きくなっ
たり、小さくなったりするので、別の工法、例えばＮＡ
ＴＭ工法等で掘削する周囲を薬液により固めることによ
り施工している。したがって、二つの工法を使うことに
なり、工期が長くなる問題があり、小型シールド機の間
隔が大きくなると地盤改良工事も増えるので、施工費用
が増大する問題もあった。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、トンネルの掘削途中
で、掘削断面を任意にかつ確実に拡大および縮小させ得
るシールド機を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、シールド機の断面形
状を拡大した場合であっても、外筒のテール部とセグメ
ント間から機械室への土砂や泥水等の浸入を防止し得る
シールド機を提供することにある。

【００１０】さらに、本発明の他の目的はトンネルの掘
削途中で掘削断面を自由に拡大および縮小でき、しかも
大断面トンネルであっても掘削する周囲を薬液により固
める等の他の工法を併用する必要がなく、単一の工法で
施工し得る大断面トンネル掘削方法を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明シールド機は外筒と隔壁と掘削カッタの幅方
向の一半部と他半部とを各々の重なり部分で幅方向に伸
縮可能に組み合わせるとともに、外筒の内部に、前記外
筒と隔壁と掘削カッタの幅方向の一半部と他半部とを伸
縮操作するシールド伸縮用ジャッキを取り付けたもので
ある。

【００１２】また、前記目的を達成するため、本発明シ
ールド機は外筒を幅方向に一半部と他半部とに分割し、
前記外筒の一半部と他半部とにそれぞれフードと隔壁と
機械室における幅方向の一半部と他半部とを設ける一
方、フード差し込み部分と隔壁と機械室側差し込み部分
とを有するソケットを配備し、このソケットのフード差
し込み部分には前記外筒の一半部と他半部とに設けられ
たフードを幅方向の両側から差し込み、同ソケットの隔
壁には前記外筒の一半部と他半部の隔壁を幅方向の両側
から重ね合わせ、同ソケットの機械室側差し込み部分に
は前記外筒の一半部と他半部の機械室側を幅方向の両側
から差し込み、前記ソケットと外筒の内部部に、外筒の
一半部と他半部を幅方向に伸縮操作するシールド伸縮用
ジャッキを取り付け、前記外筒の一半部と他半部に設け
られた隔壁には掘削カッタの一半部と他半部とを装着
し、前記掘削カッタの一半部と他半部とを重なり部分で
幅方向に伸縮可能に組み合わせたものである。

【００１３】また、前記目的を達成するため、本発明シ
ールド機は前記外筒の一半部および他半部のテール部と
その重なり部分のテール部、または前記外筒の一半部お
よび他半部における機械室側のテール部とソケットのテ
ール部とに、前後方向に僅かに位置をずらしてテールシ
ールを設け、外筒を幅方向に伸縮させても常にセグメン
トの外周面との間をシール可能に構成したものである。

【００１４】さらに、前記目的を達成するため、本発明
方法は前記掘削すべきトンネルの断面形状に沿って複数
台設置し、トンネルの掘削途中の所定区域で各シールド
機を伸縮操作し、トンネルの掘削断面を拡大または縮小
させるようにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明シールド機では、外筒と隔壁と掘削カッ
タの幅方向の一半部と他半部とを各々の重なり部分で幅
方向に伸縮可能に組み合わせている。また、前記外筒の
内部にシールド伸縮用ジャッキを取り付けている。そこ
で、トンネルの掘削断面を拡大または縮小するときは、
シールド伸縮用ジャッキを伸長または縮小させる。これ
により、外筒の一半部と他半部、隔壁の一半部と他半
部、掘削カッタの一半部と他半部とが重なり部分で幅方
向に拡大または縮小する方向に移動し、しかも各部を予
め決められた最大幅に拡大した場合でも、各部が各々の
重なり部分を介して実質的に連結された状態に保持さ
れ、機能する。したがって、トンネルの掘削途中で掘削
断面を任意にかつ確実に拡大および縮小させることがで
きる。

【００１６】また、本発明シールド機では外筒を幅方向
に一半部と他半部とに分割している。さらに、前記外筒
の一半部にはフードと隔壁と機械室の幅方向の一半部を
設け、前記外筒の他半部にはフードと隔壁と機械室の幅
方向の他半部を設けている。一方、フード差し込み部分
と隔壁と機械室側差し込み部分とを有するソケットを配
備している。そして、前記ソケットのフード差し込み部
分には前記フードの一半部と他半部とを幅方向の両側か
ら差し込み、ソケットの隔壁には前記外筒に設けられた
隔壁の一半部と他半部とを幅方向の両側から重ね合わ
せ、ソケットの機械室側差し込み部分には前記外筒の機
械室側の一半部と他半部とを幅方向の両側から差し込ん
でいる。また、前記ソケットと外筒の内部に、シールド
伸縮用ジャッキを取り付けている。さらに、外筒の一半
部と他半部に設けられた隔壁には掘削カッタの一半部と
他半部とを装着している。そして、掘削カッタの一半部
と他半部とを重なり部分で伸縮可能に組み合わせてい
る。そこで、トンネルの掘削断面を拡大または縮小する
ときは、シールド伸縮用ジャッキを伸長または縮小させ
る。これにより、外筒の一半部と他半部、外筒の隔壁の
一半部と他半部、フードの一半部と他半部、前記外筒の
隔壁の一半部と他半部に設けられた掘削カッタの一半部
と他半部とが幅方向に拡大または縮小する方向に移動す
る。かかる移動時に、外筒のフードはソケットのフード
差し込み部分で、また外筒の隔壁はソケットの隔壁の部
分で、さらに外筒の機械室側はソケットの機械室側差し
込み部分で、さらには掘削カッタはその重なり部分で重
なって移動する結果、各部を予め決められた最大幅に拡
大した場合でも、外筒に設けられた部分はソケットの当
該部分を介して、掘削カッタは自らの重なり部分を介し
てそれぞれ実質的に連結された状態に保持され、機能す
る。したがって、この発明においてもトンネルの掘削途
中で掘削断面を任意にかつ確実に拡大および縮小させる
ことができる。

【００１７】また、本発明シールド機では、前記外筒の
一半部および他半部のテール部とその重なり部分のテー
ル部、または前記外筒の一半部および他半部における機
械室側のテール部とソケットのテール部とに、前後方向
に僅かに位置をずらしてテールシールを設け、外筒を幅
方向に伸縮させても常にセグメントの外周面との間をシ
ールし得るようにしているので、シールド機の断面形状
を縮小した場合はもとより、拡大した場合であっても、
外筒のテール部とセグメント間から機械室内に土砂や泥
水等の浸入を防止することができる。

【００１８】さらに、本発明方法では本発明にかかる前
記シールド機を、掘削すべきトンネルの断面形状に沿っ
て複数台設置する。そして、トンネルの掘削途中の所定
区域で各シールド機を一斉に伸縮操作し、トンネルの掘
削断面を拡大または縮小させる。これにより、トンネル
の掘削途中でその掘削断面を自由に拡大および縮小で
き、また各シールド機を伸縮させるので、大断面トンネ
ルであっても掘削する周囲を薬液で固める等の他の工法
を併用する必要がなく、単一の工法で施工できる結果、
工期を短縮でき、かつ施工費用を節減することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２０】図１〜図３は本発明の第１実施例における
各部の縮小状態を示し、図４は第１実施例における外筒
の分解斜視図であり、図５〜図１３も第１実施例におけ
る各部の縮小状態を示し、図１４〜図２３は同第１実施
例の各部の拡大状態を示す図である。

【００２１】これらの図に示す第１実施例のシールド機
１は、外筒２と、掘削カッタ４と、隔壁８と、掘削カッ
タ４の駆動装置１０と、排土装置であるスクリューコン
ベア１７と、シールドジャッキ１８と、シールド伸縮用
ジャッキ２０とを備えて構成されている。

【００２２】前記外筒２は、図１〜図４，図１２〜図２
１に示すように、幅方向の一半部２ａと他半部２ｂとを
重なり部分３でスライド可能に連結して構成されてい
る。前記外筒２の一半部２ａと他半部２ｂの重なり部分
３は、外筒２の他半部２ｂ側から一半部２ａ側に伸びる
コ字型の受け部３ｂと、外筒２の一半部２ａ側から他半
部２ｂ側に伸びる板状の差し込み部３ａとを嵌合させて
形成されている。これにより、外筒２は幅方向に伸縮可
能に構成されている。

【００２３】前記掘削カッタ４は、図１，図２，図５，
図１４に示すように、フレームの一半部４ａと他半部４
ｂとを、外側の重なり部分５と内側の重なり部分６でス
ライド可能に連結して構成されている。前記掘削カッタ
４のフレームの外側の重なり部分５は、図１および図５
に示すように、フレームの他半部４ｂ側から一半部４ａ
側に向かって長く形成された蟻溝５ｂと、フレームの一
半部４ａ側から他半部４ｂ側に向かって設けられた蟻突
起５ａとを組み合わせて形成されている。掘削カッタ４
のフレームの内側の重なり部分６も、フレームの他半部
４ｂ側から一半部４ａ側に向かって長く形成された蟻溝
６ｂと、フレームの一半部４ａ側から他半部４ｂ側に向
かって設けられた蟻突起６ａとを組み合わせて形成され
ている。その結果、掘削カッタ４はフレームの一半部４
ａと他半部４ｂの２組の重なり部分５，６を通じて幅方
向に伸縮可能に構成されている。前記掘削カッタ４のフ
レームには、図１，図５および図１４に示すように、ビ
ット７が複数個適正に配置されかつ固定されており、ま
たフレームの他半部４ｂにおける外側の重なり部分５に
は、背丈の高いビット７′が複数個植設されている。な
お、図１および図１４において掘削カッタ４は断面では
ないが、一半部４ａと他半部４ｂとを分かりやすくする
ため、互いに反対向きのハッチングを施して示してい
る。

【００２４】前記隔壁８は、図８〜図１０，図１８〜図
２０に示すように、幅方向の一半部８ａと他半部８ｂと
を重なり部分９によりスライド可能に連結して構成され
ている。前記隔壁８の一半部８ａと他半部８ｂの重なり
部分９は、隔壁８の他半部８ｂ側から一半部８ａ側に伸
びるコ字型の受け部９ｂと、一半部８ａ側から他半部８
ｂ側に伸びる板状の差し込み部９ａとを嵌合させて構成
されている。これにより、外筒２の幅方向の伸縮に追従
して、重なり部分９で隔壁８も幅方向に伸縮可能に構成
されている。

【００２５】前記外筒２の重なり部分３や、隔壁８の重
なり部分９の空隙２２には、図１５および図１８に示す
ように、例えばグリースを詰め、シール２３が施されて
いる。

【００２６】前記隔壁８には、図１および図１４から分
かるように、四角形の各隅角部寄りの位置に掘削カッタ
用の駆動装置１０が取り付けられている。

【００２７】前記各駆動装置１０は、図１，図２，図５
および図１４に示すように、モータ１１と、減速歯車１
２と、回転体１３とを備えて構成されている。そして、
前記掘削カッタ４と各駆動装置１０とは、各回転体１３
の回転中心Ｏ₁ に対して偏心位置Ｏ₂ に取り付けられた
支持アーム１４を介して駆動連結されている。各駆動装
置１０のモータ１１が同期的に同じ方向に回転駆動さ
れ、減速歯車１２を介して回転体１３が回転中心Ｏ₁ で
回転し、これに伴い支持アーム１４が偏心位置で旋回
し、掘削カッタ４が幅方向に伸縮された場合でも、４本
の支持アーム１４の旋回を通じて掘削カッタ４を矩形の
外筒１と相似形にいわゆる平行リンク運動させ得るよう
に構成されている。

【００２８】前記排土装置であるスクリューコンベア１
７は、図１，図２から分かるように、隔壁８を通じて切
羽室１５に土砂取り込み口を臨ませて設置されている。

【００２９】前記シールドジャッキ１８は、図３，図
４，図１０，図１５および図２１に示すように、外筒２
内の機械室１６側に、外筒２の内壁に沿って複数本適正
に配置されている。これらのシールドジャッキ１８は、
外筒２の内部後方で構築されたセグメント１９に反力を
取って、外筒２を推進させるようになっている。

【００３０】前記シールド伸縮用ジャッキ２０は、図１
０，図１１，図２０および図２１に示すように、外筒２
内において前後部に２本平行に取り付けられている。ま
た、２本のシールド伸縮用ジャッキ２０をたすき掛け状
に交差させて例えば前後方向に間隔をおいて２組設けて
もよい。

【００３１】前記外筒２の重なり部分３における受け部
３ｂのテール部の内側部分は、図１２，図１３，図２２
および図２３に示すように、差し込み部３ａのテール部
よりも前後方向に短く形成されている。そして、外筒２
の一半部２ａのテール部の内面と、重なり部分３の差し
込み部３ａのテール部の内面にわたって、セグメント１
９の外周の当該部分に接するテールシール２１ａが設け
られている。一方、外筒２の他半部２ｂのテール部の内
面と、重なり部分３の受け部３ｂのテール部の内面にわ
たって、セグメント１９の外周の当該部分に接するテー
ルシール２１ｂが設けられている。その結果、テールシ
ール２１ａ，２１ｂは前記図１３および図２３から分か
るように、互いに外筒２の前後方向に僅かに位置をずら
せて設けられ、かつ外筒２の重なり部分３でラップされ
ていて、外筒２を幅方向に予め決められた最大幅に拡大
した場合でも、外筒２の内周面とセグメント１９の外周
面間を全周にわたってシールし得るように構成されてい
る。

【００３２】前記第１実施例のシールド機１は、次のよ
うに使用され、作用する。

【００３３】例えば矩形断面の大型トンネルを掘削する
場合、図２４および図２５に示すように、前記シールド
機１を縦横にそれぞれ所定台数並べて設置し、掘削すべ
きトンネルの隅角部に当たる位置に、角掘削用シールド
機２４を設置する。また、シールド機１を複数台並べた
場合に、隣合うシールド機１がずれないようにするに
は、案内用のカギ（図示せず）を設ける。

【００３４】そして、この施工態様において、例えば最
小断面のトンネル区域を掘削する場合には、個々のシー
ルド機１の外筒２、掘削カッタ４および隔壁８を、各々
の重なり部分３，５，６および９により、図１〜図１３
に示すごとく、幅方向に最小寸法となるように縮小さ
せ、各シールド機１内に装備されたシールド伸縮用ジャ
ッキ２０により、この状態に保持する。

【００３５】ついで、各シールド機１における掘削カッ
タ用の駆動装置１０を一斉に駆動し、掘削カッタ４を平
行リンク運動させ、地山を外筒２の外郭線とほぼ同じ形
状に掘削する。掘削された土砂は、いったん切羽室１５
に入れ、この切羽室１５内を所定の圧力に保ったうえで
スクリューコンベア１７に取り込み、当該シールド機１
の後方に搬送し、スクリューコンベア１７の下方に設置
されたベルトコンベア（図示せず）等の搬送装置に引き
渡し、搬出する。前記地山の掘削と平行してシールド機
１の機械室１６の後方でセグメント１９を構築し、この
セグメント１９に反力を取って複数本のシールドジャッ
キ１８を一斉に伸長させ、シールド機１を推進させる。
各シールド機１は、それぞれ最適施工順序でトンネルを
掘削、施工して行く。

【００３６】その間、各シールド機１の外筒２における
一半部２ａと他半部２ｂの重なり部分３のテール部に、
前後方向に僅かに位置をずらし、かつ前記重なり部分３
でラップさせ、外筒２の内周面とセグメント１９の外周
面間をシールし得るように設けられたテールシール２１
ａ，２１ｂにより、各シールド機１の後部から機械室１
６内への土砂や泥水等の浸入を防止する。

【００３７】大型トンネルの掘削の途中で、掘削断面を
拡大する場合で、例えば最大断面のトンネル区域を掘削
する場合には、各シールド機１内に装備されたシールド
伸縮用ジャッキ２０を伸長させ、個々のシールド機１の
外筒２、掘削カッタ４および隔壁８を、各々の重なり部
分３，５，６および９により、図１４〜図２３に示すよ
うに、幅方向に予め決められた最大寸法になるように拡
大させる。そして、前記シールド伸縮用ジャッキ２０に
より前記外筒２，掘削カッタ４および隔壁８を拡大され
た寸法に保持し、各シールド機１を図２５に示すように
セットする。また、外筒２，掘削カッタ４および隔壁８
を幅方向に拡大することによって重なり部分３，９内に
生じた空隙２２には、グリース等によりシール２３を施
し、これらの空隙２２から機械室１６内に異物が浸入し
ないようにシールする。

【００３８】ついで、各シールド機１を前述したところ
と同様に操作し、地山を掘削し、大断面トンネルを施工
する。なお、図２４中符号３７は小断面のトンネルを示
し、図２５中符号３７′は大断面のトンネルを示す。

【００３９】さらに、各シールド機１とも、前記シール
ド伸縮用ジャッキ２０により、幅方向の寸法を外筒２，
掘削カッタ４および隔壁８を一緒に前記図１〜図１３に
示す最小寸法と、前記図１４〜図２３に示す最大寸法の
範囲内で、無段階に変えることができる。

【００４０】続いて、図２６〜図３０は本発明の第２実
施例を示す図である。

【００４１】これらの図に示す第２実施例では、外筒２
５を一半部２５ａと他半部２５ｂとに分割して形成し、
この外筒２５の一半部２５ａと他半部２５ｂをソケット
３０に、幅方向にスライド可能に差し込んで構成されて
いる。

【００４２】前記外筒２５の一半部２５ａには、前方よ
り後方に向かってフード２６ａと、隔壁２７ａと、機械
室２８ａとが設けられ、前記隔壁２７ａから後端部の途
中までの内側面には補強板２９ａが設けられている。前
記外筒２５の他半部２５ｂには、前方より後方に向かっ
てフード２６ｂと、隔壁２７ｂと、機械室２８ｂとが設
けられており、前記隔壁２７ｂから後端部の途中までの
内側面には補強板２９ｂが設けられている。

【００４３】前記ソケット３０は、前方から後方に向か
ってフード差し込み部分３１と、隔壁３２と、補強板３
３とが設けられており、この補強板３３をはさんで幅方
向の両側には外筒２５の機械室側差し込み部分３４ａ，
３４ｂが形成されている。

【００４４】前記ソケット３０には、フード差し込み部
分３１にこれの幅方向の両側から外筒２５の一半部２５
ａと他半部２５ｂのフード２６ａ，２６ｂがスライド可
能に差し込まれている。また、ソケット３０の機械室側
差し込み部分３４ａ，３４ｂには、外筒２５の一半部２
５ａと他半部２５ｂの機械室２８ａ，２８ｂ側がスライ
ド可能に差し込まれており、ソケット３０の隔壁３２の
後面側には、外筒２５の一半部２５ａと他半部２５ｂの
隔壁２７ａ，２７ｂがスライド可能に重ね合わされてい
る。

【００４５】さらに、ソケット３０の中央部に設けられ
た補強板３３と、外筒２５の一半部２５ａおよび他半部
２５ｂの機械室２８ａ，２８ｂ側の側壁間には、シール
ド伸縮用ジャッキ３５ａ，３５ｂが装備されている。

【００４６】前記外筒２５の隔壁２７ａ，２７ｂには、
掘削カッタにおける幅方向の一半部と他半部（いずれも
図示せず）が取り付けられている。この掘削カッタは、
前記第１実施例と同様に構成され、かつ第１実施例と同
様の駆動装置に連結されている。

【００４７】前記外筒２５の一半部２５ａおよび他半部
２５ｂのテール部の内面には、テールシール３６ａが設
けられており、前記ソケット３０のテール部の内面に
は、テールシール３６ｂが設けられている。これらのテ
ールシール３６ａ，３６ｂは、前後方向に位置をずらし
て設けられ、かつ外筒２５を幅方向に予め決められた最
大寸法に拡大した場合でも一部ラップするように設けら
れていて、外筒２５およびソケット３０の内周面と、セ
グメント１９の外周面間を常にシールし得るように構成
されている。

【００４８】なお、この第２実施例の他の構成について
は、前記第１実施例と同様である。

【００４９】そして、この第２実施例ではシールド伸縮
用ジャッキ３５ａ，３５ｂを図２６に示す状態から伸長
させることにより、外筒２５の一半部２５ａと他半部２
５ｂとが互いに幅方向に離間し、図２９および図３０か
ら分かるように、外筒２５が幅方向に拡大される。この
とき、外筒２５の一半部２５ａと他半部２５ｂの動作に
追従して掘削カッタ（図示せず）も幅方向に拡大する。
したがって、図２６および図２７に示すように、予め決
められた最小幅から、図２９および図３０に示すよう
に、予め決められた最大幅に至る範囲内で、トンネルの
掘削断面を自由に変えることができる。

【００５０】また、この第２実施例においても、例えば
ソケット３０のフード差し込み部分３１と、これに差し
込まれた外筒２５の一半部２５ａおよび他半部２５ｂの
フード２６ａ，２６ｂ間に空隙が生じた場合には、その
空隙にグリース等を詰め、シールを施すものとする。

【００５１】その他、この第２実施例も図２４および図
２５に示すごとき使用態様に配置され、大断面トンネル
の掘削に使用されること、前記第１実施例と同様であ
る。

【００５２】なお、前記第１，第２実施例とも、矩形断
面に限らず、例えばかまぼこ型断面のトンネルの掘削に
も適用することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の発明では外筒と隔壁と掘削カッタの幅方向の一半
部と他半部とを各々の重なり部分で幅方向に伸縮可能に
組み合わせるとともに、外筒の内部に、前記外筒と隔壁
と掘削カッタの幅方向の一半部と他半部とを伸縮操作す
るシールド伸縮用ジャッキを取り付けており、外筒の一
半部と他半部、隔壁の一半部と他半部、掘削カッタの一
半部と他半部とが重なり部分で幅方向に拡大または縮小
する方向に移動し、しかも各部を予め決められた最大幅
に拡大した場合でも、各部が各々の重なり部分を介して
実質的に連結された状態に保持され、機能するので、ト
ンネルの掘削途中で掘削断面を任意にかつ確実に拡大お
よび縮小し得る効果がある。

【００５４】また、本発明の請求項２記載の発明では外
筒を幅方向に一半部と他半部とに分割し、前記外筒の一
半部と他半部とにそれぞれフードと隔壁と機械室におけ
る幅方向の一半部と他半部とを設ける一方、フード差し
込み部分と隔壁と機械室側差し込み部分とを有するソケ
ットを配備し、このソケットのフード差し込み部分には
前記外筒の一半部と他半部とに設けられたフードを幅方
向の両側から差し込み、同ソケットの隔壁には前記外筒
の一半部と他半部の隔壁を幅方向の両側から重ね合わ
せ、同ソケットの機械室側差し込み部分には前記外筒の
一半部と他半部の機械室側を幅方向の両側から差し込
み、前記ソケットと外筒の内部に、外筒の一半部と他半
部を幅方向に伸縮操作するシールド伸縮用ジャッキを取
り付け、前記外筒の一半部と他半部に設けられた隔壁に
は掘削カッタの一半部と他半部とを装着し、前記掘削カ
ッタの一半部と他半部とを重なり部分で幅方向に伸縮可
能に組み合わせており、前記外筒の一半部と他半部、外
筒の隔壁の一半部と他半部、フードの一半部と他半部、
前記外筒の隔壁の一半部と他半部に設けられた掘削カッ
タの一半部と他半部とが幅方向に拡大または縮小する方
向に移動し、このとき外筒のフードはソケットのフード
差し込み部分で、また外筒の隔壁はソケットの隔壁の部
分で、さらに外筒の機械室側はソケットの機械室側差し
込み部分で、さらには掘削カッタはその重なり部分で重
なって移動する結果、各部を予め決められた最大幅に拡
大した場合でも、外筒に設けられた部分はソケットの当
該部分を介して、掘削カッタは自らの重なり部分を介し
てそれぞれ実質的に連結された状態に保持され、機能す
るので、この発明においてもトンネルの掘削途中で掘削
断面を任意にかつ確実に拡大および縮小し得る効果があ
る。

【００５５】また、本発明の請求項３記載の発明では前
記外筒の一半部および他半部のテール部とその重なり部
分のテール部、または前記外筒の一半部および他半部に
おける機械室側のテール部とソケットのテール部とに、
前後方向に僅かに位置をずらしてテールシールを設け、
外筒を幅方向に伸縮させても常にセグメントの外周面と
の間をシール可能に構成しているので、シールド機の断
面形状を縮小した場合はもとより、拡大した場合であっ
ても、外筒のテール部とセグメント間から機械室内への
土砂や泥水等の浸入を防止し得る効果がある。

【００５６】さらに、本発明の請求項４記載の発明では
掘削すべきトンネルの断面形状に沿って複数台設置し、
トンネルの掘削途中の所定区域で各シールド機を伸縮操
作し、トンネルの掘削断面を拡大または縮小させるよう
にしており、トンネルの掘削途中でその掘削断面を自由
に拡大および縮小できるし、各シールド機を伸縮させて
掘削するようにしているので、大断面トンネルであって
も掘削する周囲を薬液で固める等の他の工法を併用する
必要がなく、単一の工法で施工できる結果、工期を短縮
でき、かつ施工費用を節減し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明シールド機の第１実施例の正面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線縦断側面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】第１実施例における外筒の分解斜視図である。

【図５】第１実施例における外筒と隔壁と掘削カッタの
取り付け状態を示す一部拡大縦断側面図である。

【図６】第１実施例における外筒とその重なり部分を示
す平面図である。

【図７】図６の正面図である。

【図８】図７のＣ−Ｃ線横断平面図であって、隔壁とそ
の重なり部分を示す断面図である。

【図９】図７のＤ−Ｄ線縦断側面図である。

【図１０】第１実施例における縮小状態での外筒とシー
ルド伸縮用ジャッキの関係を示す横断平面図である。

【図１１】図１０のＥ−Ｅ矢視図である。

【図１２】第１実施例におけるテールシール部分の背面
図である。

【図１３】図１２のＦ−Ｆ線縦断側面図である。

【図１４】第１実施例において幅方向に拡大したときの
外筒と掘削カッタの状態を示す正面図である。

【図１５】同じく幅方向に拡大したときの外筒とその重
なり部分の関係を示す背面図である。

【図１６】同じく幅方向に拡大したときの外筒とその重
なり部分の平面図である。

【図１７】図１６の平面図である。

【図１８】図１６の横断平面図である。

【図１９】図１７のＧ−Ｇ線縦断側面図である。

【図２０】第１実施例において幅方向に拡大したときの
外筒と隔壁とシールド伸縮用ジャッキとの関係を示す横
断平面図である。

【図２１】図２０の背面図である。

【図２２】第１実施例において幅方向に拡大した状態で
のテールシール部分の背面図である。

【図２３】図２２のＨ−Ｈ線縦断側面図である。

【図２４】第１実施例のシールド機を複数台設置して矩
形の大断面トンネルを掘削する方法を示すもので、掘削
断面を縮小した形態の正面図である。

【図２５】同方法において、掘削断面を拡大した形態の
正面図である。

【図２６】本発明シールド機の第２実施例の外筒とソケ
ットの組み合せ状態を示すものであって、縮小した状態
の平面図である。

【図２７】図２６の正面図である。

【図２８】第２実施例における外筒の一半部および他半
部とソケットの分解斜視図である。

【図２９】第２実施例において、外筒を拡大させた状態
の平面図である。

【図３０】図２９の正面図である。

【図３１】従来のシールド機の一例を示すもので、縮小
した状態の正面図である。

【図３２】図３１に示す従来のシールド機において、拡
大した状態の正面図である。

【図３３】従来の他のシールド機を示す縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

２ 外筒 ２ａ 外筒の一半部 ２ｂ 外筒の他半部 ３ 外筒の重なり部分 ４ 掘削カッタ ４ａ 掘削カッタの一半部 ４ｂ 掘削カッタの他半部 ５ 掘削カッタのフレームの外側の重なり部分 ６ 掘削カッタのフレームの内側の重なり部分 ８ 隔壁 ８ａ 隔壁の一半部 ８ｂ 隔壁の他半部 ９ 隔壁の重なり部分 １０ 掘削カッタの駆動装置 ２０ シールド伸縮用ジャッキ ２１ａ，２１ｂ テールシール ２４ 掘削断面が矩形の角に当たるシールド機 ２５ 外筒 ２５ａ 外筒の一半部 ２５ｂ 外筒の他半部 ２６ａ フードの一半部 ２６ｂ フードの他半部 ２７ａ 外筒の隔壁の一半部 ２７ｂ 外筒の隔壁の他半部 ２８ａ 機械室の一半部 ２８ｂ 機械室の他半部 ２９ａ，２９ｂ 外筒の補強板 ３０ ソケット ３１ フード差し込み部分 ３２ ソケットの隔壁 ３３ ソケットの補強板 ３４ａ，３４ｂ 機械室側差し込み部分 ３５ａ，３５ｂ シールド伸縮用ジャッキ ３６ａ，３６ｂ テールシール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と隔壁と掘削カッタの幅方向の一半
   部と他半部とを各々の重なり部分で幅方向に伸縮可能に
   組み合わせるとともに、外筒の内部に、前記外筒と隔壁
   と掘削カッタの幅方向の一半部と他半部とを伸縮操作す
   るシールド伸縮用ジャッキを取り付けたことを特徴とす
   る掘削断面伸縮用のシールド機。
2. 【請求項２】 外筒を幅方向に一半部と他半部とに分割
   し、前記外筒の一半部と他半部とにそれぞれフードと隔
   壁と機械室における幅方向の一半部と他半部とを設ける
   一方、フード差し込み部分と隔壁と機械室側差し込み部
   分とを有するソケットを配備し、このソケットのフード
   差し込み部分には前記外筒の一半部と他半部とに設けら
   れたフードを幅方向の両側から差し込み、同ソケットの
   隔壁には前記外筒の一半部と他半部の隔壁を幅方向の両
   側から重ね合わせ、同ソケットの機械室側差し込み部分
   には前記外筒の一半部と他半部の機械室側を幅方向の両
   側から差し込み、前記ソケットと外筒の内部に、外筒の
   一半部と他半部を幅方向に伸縮操作するシールド伸縮用
   ジャッキを取り付け、前記外筒の一半部と他半部に設け
   られた隔壁には掘削カッタの一半部と他半部とを装着
   し、前記掘削カッタの一半部と他半部とを重なり部分で
   幅方向に伸縮可能に組み合わせたことを特徴とする掘削
   断面伸縮用のシールド機。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のシールド機にお
   いて、前記外筒の一半部および他半部のテール部とその
   重なり部分のテール部、または前記外筒の一半部および
   他半部における機械室側のテール部とソケットのテール
   部とに、前後方向に僅かに位置をずらしてテールシール
   を設け、外筒を幅方向に伸縮させても常にセグメントの
   外周面との間をシール可能に構成したことを特徴とする
   掘削断面伸縮用のシールド機。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のシールド機を、
   掘削すべきトンネルの断面形状に沿って複数台設置し、
   トンネルの掘削途中の所定区域で各シールド機を伸縮操
   作し、トンネルの掘削断面を拡大または縮小させること
   を特徴とする大断面トンネル掘削方法。