JPH0732626Y2 - シールド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は地下に構築される道路、鉄道、下水道、トンネ
ルや共同溝等を掘削する際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） 近年、都市環境は都市機能の高度化によって一層複雑化
してきており、近接構造物や埋設構造物に及ぼす影響
や、交通阻害、騒音、振動等の地域環境問題に関する規
則も強化されたことから、地下に構築される地下鉄、上
下水道、電力・通信ケーブルのジョイント部等のトンネ
ルの拡幅部は、従来の開削工法にかわってシールド工法
による施工方法が提案されている。

この種の掘削工法としては、第14図に示すような特開昭
58−98595号公報の掘削工法が提案ある。

これは従来のシールド工法で一次シールドを行った後
に、拡大予定区域に対して局部的に拡大掘削をすると共
に該拡大掘削部分ｍ′に拡大シールド掘進機１′を組み
立てて、前方の一次シールドセグメントｎ′を順次取り
外しながら拡大部Ｍ′を掘削するものである。

しかし上記のような掘削工法も拡大予定区域において通
常シールド掘進機に代わって拡大シールド掘進機１′を
組み立てしなければならない他、一次シールドセグメン
トｎ′を順次取り外しながら拡大部Ｍ′を掘削しなけれ
ばならいため、工期の長期化を招くと共に工費も嵩むと
いう問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、本考案者は
トンネルの掘削中に口径の拡大・縮小を自在にできるシ
ールド掘進機、即ち伸縮自在なシールド掘進機を提供し
た。

（考案が解決しようとする課題） しかし、上記のような伸縮自在なシールド掘進機はその
伸縮に伴って周長が変化するため、その周長の変化によ
りシールド掘進機の後部とセグメントとの間に隙間がで
き、そこから地下水や土砂がシールド掘進機に流入して
しまうという欠点があった。

本願考案は上記のような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は在来、即ちトンネル部を掘削するシー
ルド掘進機でトンネル部の掘削中に自在に口径の拡大及
び縮小ができると共に伸縮自在なシールド掘進機の伸縮
に伴う周長の変化により、シールド掘進機とセグメント
との間に隙間が出来ないシールド掘進機を提供すること
である。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を達成するための本願考案の手段たる構成
は、先端部にカッタを備えた一対のシールド機が、水平
方向若しくは垂直方向に伸縮自在に連結されてシールド
機本体が形成され、該シールド機本体の後部にテールパ
ッキンが設けられ、該テールパッキンがシールド機本体
内周面に突設されたリングパッキンと、シールド機本体
の伸縮に伴ってスライドするスライドパッキンとにより
なることを特徴とするシールド掘進機に存する。

（作用） 而して上記構成によれば、トンネルの掘削中にシールド
機本体が水平方向若しくは垂直方向に自在に伸縮し、該
伸縮にともなってシールド機本体後部のテールパッキン
がスライドして、シールド機本体とセグメントとの間に
隙間ができるのを防止する。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、シールド掘進機Ａの断面図であり、先端部に
カッタ２を備えた一対のシールド機1a、1bが水平方向若
しくは垂直方向に伸縮自在に連結して形成されたシール
ド機本体１と、該シールド機本体を１を自在に伸縮させ
る伸縮ジャッキ３と、掘削地山ｎに反力を作用させシー
ルド機本体固定する反力ジャッキ3aと、シールド機本体
１の後部に設けられたテールパッキン４とにより構成さ
れている。

シールド機本体１は前部シールド機1aと後部シールド機
1bとによりなり、前部シールド機1aのカッタ2aと、後部
シールド機1bのカッタ2bとが前後にずれて重複可能なよ
うに前部シールド機1aの側面開口部に後部シールド機1b
の側部が挿入されて伸縮自在に連結されている。そして
これら前後部シールド機1a、1bの連結部にはゴムパッキ
ン等のシール材Ｃが介在されるとともに、後部内周面に
はテールパッキン４が設けられている。

テールパッキン４は第５図〜第７図に示すように前後部
シールド機1a、1bの後部内周面に突設された一対のリン
グパッキン4aと、該リングパッキン4aと、該リングパッ
キン4aの間にスライド自在に設けられたスライドパツキ
ン4bとにより構成されている。

リングパツキン4aは板状又は中空状のゴム材で成形さ
れ、その中空部4cに空気、水、油等を充填して内圧をか
けることにより止水効果を高めている。

スライドパッキン4bは前部シールド1aにおける重複部に
突設され、シールド機本体１の伸縮に伴って後部シール
ド機1bのスライドガイド部ｇをスライドする。そして、
第６図に示すようにシールド機本体１が伸張して前後部
シールド機1a、1bのリングパッキン4a間に隙間があいた
場合に、その隙間を埋めてシールド機本体１とセグメン
トとの間から地下水や土砂等が流入するのを防止する。

また、スライドパッキン4bは前記リングパッキン4aと同
様に板状又は中空状のゴム材で成形され、その中空部4c
に空気、水、油等を充填して内圧をかけることにより止
水効果を高めている。

また、シールド機本体１は前後部シールド機1a、1bの上
下部おける前後方向に適宜間隔をもって設けられた伸縮
ジャッキ３により横方向に伸縮され、前後部シールド機
1a、1bの上下部及び側部には反力ジャッキ3aが設けら
れ、該反力ジャッキ3aの先端は上下面及び側面の開口部
1cから伸張して掘削地山ｎに当接される。また該開口部
1cにもパッキン1dが設けられて地下水は土砂等がシール
ド機本体１内に侵入するのを防止している。

前記伸縮ジャッキ３及び反力ジャッキ3aはいずれも油圧
により伸縮するものであり、その操作は操作部（図示せ
ず）において自在にすることができる。

またこれら前後部シールド機1a、1bの前部には圧力室Ｒ
が形成され、該圧力室Ｒには先端部が前後に重なり合っ
た隔壁ｍが設けられ、該隔壁ｍの前側にはカッタ２が設
けられている。

カッタ２は図示するようにシールド機本体１が収縮する
と隣接する側部同志が前後に重なり合うように、前部シ
ールド機1aのカッタ2aと後部シールド機1bのカッタ2bと
が前後にずれた状態で設けられている。またカッタ２は
前後部シールド機1a、1bの前面に掘削カッタ５が横方向
に２つ、縦方向に４つ配列して形成され、該掘削カッタ
５の側面にはオーバーカッタ5dが設けられている。この
オーバカッタ5dはシールド掘進機Ａが横方向に拡張され
た際に、掘削地山ｎの側面を掘削するものである。

掘削カッタ５は第８図に示すように、ギアケース９に軸
支されたシャフト5aに回転自在に取り付けられた一対の
ドラムカッタ６と、前記シャフト5aの上下に設けられた
シャフト5bを介して回転自在に設けられた一対のリング
カッタ７とにより構成されている。そして、これらドラ
ムカッタ６及びリングカッタ７のドラム面およびリング
面には地山を削るカッタビット5cが螺線状に突設されて
いる。依って、これら掘削カッタ５は隔壁ｍ後方に設け
た駆動モータＭにより第９図に示す動力伝達機構８を介
して回転される。

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。

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。そしてギア12は、その他各
種のギア13、……を介してギアケース９の回転自在に支
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、ドラムカッタ６のシャフト5aのギア6aは他ギア14
を介して前記と同様にギアケース９の回転自在に支持さ
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、前後部シールド機1a、1bの隔壁ｍの丈夫には送泥
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により上記各種のギア13……を介
してドラムカッタ６とリングカッタ７とを同時に回転さ
せながらシールド掘進機Ａを前進させることにより任意
の形状及び口径のトンネルを掘削することができる。

このようにシールド掘進機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、拡幅の必要な地下鉄
の駅部や地下に埋設された電力ケーブルのジョイント部
を掘削する場合、例えば第１図のに示すように、後部
シールド機1bを伸張させるときは前部シールド機1a側の
反力ジャッキ3aを伸張して掘削地山ｎに反力を作用させ
ることによりシールド機本体１を固定する。そしてシー
ルド機本体１を固定したままで伸縮ジャッキ３を伸張さ
せると後部シールド機1bが左方向にｄの距離だけ伸張す
る。

この場合、前後にずれた状態で重なりあっているカッタ
２も前後にずれた状態で拡張する。

またこれとは反対の前部シールド機1aを伸張させる場合
は、前記と同様の操作により伸張させることができる。
そして伸張したシールド掘進機Ａを収縮する場合は収縮
する側、例えば後部シールド機1bの反力ジャッキ3aを伸
張させて掘削地山ｎに反力を作用させることにより、後
部シールド機1bが内側に収縮される。この際、隣接する
カッタ２も側部同志が前後に重ね合わされて収縮する。
依って、該シールド掘進機Ａを任意に伸縮させることに
より、トンネルの掘削中に自在に口径の拡大及び縮小を
行うことができると共に、任意の口径及び任意の断面形
状のトンネルを掘削することができる。

第10図と第11図はカッタ２が面板カッタ17と掘削カッタ
５とにより構成されたシールド掘進機Ａであり、掘削カ
ッタ５は掘進方向と水平状に多数配列されている。

面板カッタ17は駆動モータＭと連結された回転軸（図示
せず）が隔壁ｍに軸支されて、前後部シールド機1a、1b
の前面両側にそれぞれ設けられている。また面板カッタ
17の面板17aには、土砂取込用のスリット17bが放射状に
形成され、これら各スリット17bの長手方向の側面には
カッタビット17cが多数設けられていると共に、面板17a
の周縁にはトンネルの側部を掘削するオーバーカッタ17
dが複数個ごとに設けられている。このオーバーカッタ1
7dは前記と同様に掘削地山の側面を掘削するものであ
る。

掘削カッタ５は前記と同様に適宜間隔をもった一対のド
ラムカッタ６と、該ドラムカッタ６間の上下に回転自在
に設けられた一対のリングカッタ７とにより構成されて
いる。依ってこのシールド掘進機Ａは断面小判状のトン
ネルを掘削するものである。

第12図と第13図は掘削カッタ５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の内側には掘進方向と水平状に直交した状態で縦
方向に３つ、外側には掘進方向と垂直状に直交した状態
で縦方向に２つ夫々配列されている。

また、これは前記と同様に前後部シールド機1a、1bが横
方向に伸縮することにより、前後にずれたカッタ２の側
部同志が前後に重なり合うものである。

このようなシールド掘進機Ａも掘削中に口径の拡大及び
縮小を自在に行うことができると共に、任意の口径の断
面矩形状のトンネルを掘削することができる。

尚、本願考案のシールド掘進機Ａは前述のように横方向
に限らず、上下方向へ伸縮することも勿論可能であり、
掘削カッタ５の数の任意である。

（考案の効果） 本考案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。

先端部にカッタを備えた一対のシールド機が伸縮自
在に連結されてシールド機本体が形成され、該シールド
機本体の後部にテールパッキンが設けられ、該テールパ
ッキンがシールド機本体内周面に突設されたリングパッ
キンと、シールド機本体の伸縮に伴ってスライドするス
ライドパッキンとでシールド掘進機を構成したことによ
り、該シールド掘進機を掘削中に伸縮した場合でもシー
ルド機本体後部のテールパッキンがスライドしてシール
ド機本体とセグメントとの間に隙間ができるのを防止し
て、シールド掘進機内に地下水や土砂等の侵入を防止す
る。

反力ジャッキで掘削地山に反力を作用させてシール
ド機本体を固定することにより、シールド掘進機を上下
左右の任意の方向へ自在に伸縮することができるので、
同一トンネル内において口径の拡大及び縮小が自在にで
き工期の短縮及び工費の低減を図ることができる。

掘削地山の地質に影響されずに自在にトンネルの口
径の拡大及び縮小をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案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
は第３図のＩ−Ｉ線断面図、第６図はテールパッキンの
拡大縦断面図、第７図はシールド掘進機の一部省略平面
図、第８図はカッタの拡大縦断面図、第９図は同横断面
図、第10図はカッタを面板カッタと掘削カッタとで構成
した斜視図、第11図は同正面図、第12図は掘削カッタの
配列を変えた状態の斜視図、第13図は同正面図、第14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:シールド機本体 1a、1b:シールド機 2:カッタ 4:テールパッキン 4a:リングパッキン 4b:スライドパッキン である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−207496（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213591（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部にカッタを備えた一対のシールド機
   が、水平方向若しくは垂直方向に伸縮自在に連結されて
   シールド機本体が形成され、該シールド機本体の後部に
   テールパッキンが設けられ、該テールパッキンがシール
   ド機本体の内周面に突設されたリングパッキンと、シー
   ルド機本体の伸縮に伴ってスライドするスライドパッキ
   ンとからなることを特徴とするシールド掘進機。