JPH0735914Y2 - 揺動可能なシールドジャッキを備えた斜坑トンネル掘削機 - Google Patents

揺動可能なシールドジャッキを備えた斜坑トンネル掘削機

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JPH0735914Y2
JPH0735914Y2 JP1989118682U JP11868289U JPH0735914Y2 JP H0735914 Y2 JPH0735914 Y2 JP H0735914Y2 JP 1989118682 U JP1989118682 U JP 1989118682U JP 11868289 U JP11868289 U JP 11868289U JP H0735914 Y2 JPH0735914 Y2 JP H0735914Y2
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武久 小池
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雄二郎 渋川
耕三 佐古井
一夫 藤岡
有孝 福田
和典 山中
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Tokyo Electric Power Co Inc
Okumura Corp
Kawasaki Motors Ltd
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Tokyo Electric Power Co Inc
Okumura Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、シールド掘進機又はトンネル掘削機におけ
る作動中揺動可能なシールドジャッキに関する。
〔従来の技術とその課題〕
シールド掘進機などにおいては、掘削機のトンネルの内
面にセグメントによってトンネル壁(セグメントリン
グ)を構築し、このセグメントリングの端面に周方向に
幾つか配設されたシールドジャッキを押し当てて推進反
力を得て該シールド機を直進又は曲進するようになって
いる。
一般のシールドジャッキは、第7図に示すように、機軸
中心に平行に設けられており、シールドジャッキ1自身
の軸心(これはロッド中心でもある)O1から偏心量δを
持ってロッド2先端部にスプレッダ3を設けている(例
えば、実公昭60−391号、実開昭56−130094号公報等参
照)。なお、シールドジャッキ1の基部は球面座1Aを介
して本体ウエブ12に支持され、その端部は保持部材14A
を介してリングプレート14に固定されている。
上記のような偏心を持たせる理由は、推進反力を得る
際、スプレッダ3をセグメントSの端面に当接して押圧
する構成であるため、このスプレッダ3の押圧中心O2
セグメントS端面の図心位置(所定の着力点)O3に一致
させるためである。一致しなければ、セグメントSの変
形、破損、座屈等を招くからである。
もとより、かかるシールド推進工法においてもできるだ
け小径の掘削トンネルで、出来るだけ大きい有効中空径
Dをとりたいという本来的欲求がある。それだけ工期が
少なくて済むからである。
そのためにはセグメントS外径を大きくし、また、セグ
メントSの桁高さ(厚さ)を極力小さくすることが望ま
しい。そこで、例えば、厚さの小さいセグメントSを使
用した場合、スプレッダ3の押圧中心O2をセグメントS
端面の図心位置O3と一致させるためには、第7図のよう
な構成では、偏心量δを相当大きくとらなければならな
い。
しかしながら、この偏心量δが大きくなるとシールドジ
ャッキ1の強度を確保するためには過大なシールドジャ
ッキ1を装備しなければならない。これは、シールドジ
ャッキ1とシールド機の後胴10やテールプレート11との
必要なクリアランスを確保する関係上、ますます偏心量
を大きくしなければならないという矛盾した事態が生じ
る。
本考案の目的は、シールドジャッキを初期の設置段階か
ら機軸線に対し斜めに設け、しかも揺動ジャッキのよう
な揺動手段を設けて伸長時の角度変化に対応できるよう
にして上記従来技術の課題を解決することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本考案は、斜坑トンネル掘削
機の円周方向に滑落防止用の反力部材とリングビームか
らなる反力鋼材を構成し、該反力鋼材の周方向に掘進用
及び該反力鋼材押拡用のシールドジャッキを複数配設
し、各シールドジャッキの基部を球面座又はヒンジで機
側に支持し、いずれのシールドジャッキも初期設置段階
より機後方に向かって拡径方向に傾斜させて配設して該
シールドジャッキのロッド先端に設けたスプレッダを前
記反力部材に当接させると共に、該シールドジャッキの
伸長とともに前記傾斜角の変化に該シールドジャッキを
追従させるべく揺動手段を該シールドジャッキの端部か
ら外れた中央部に設け、しかも、該シールドジャッキの
ロッド中心と前記スプレッダの押圧中心と偏心させると
ともに該スプレッダの押圧中心と該反力部材との着力点
を偏心させ、該反力部材にシールドジャッキを押し当て
て掘進反力を得ると同時に該反力部材を坑壁の方へ押し
拡げて押し付けて該掘削機の滑落を防止しつつ掘進して
いくことを特徴とする。
〔作用〕
上記構成において、スプレッダをセグメントなどの反力
部材に当接した状態で斜め配設のシールドジャッキを伸
長すると、シールドジャッキが固定状態であればスプレ
ッダはセグメント(反力部材)から離脱しようとする
が、揺動手段の一つたる揺動ジャッキでこの伸長ととも
にシールドジャッキの取付角度(傾斜角)が小さくなる
ように基部まわりにジャッキを揺動させるとスプレッダ
は常にセグメント(反力部材)の所定の着力位置に保持
される。これは、セグメント等の変形、破損等を招くこ
となく、常に安定した掘進反力の確保を保証する。
〔実施例〕
以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。
第1図は本考案をシールド掘進機またはトンネル掘削機
に適用した場合で、シールドジャッキ配設付近の要部側
面図を示している。
図示するように、本考案のシールドジャッキ1は、初期
の設置段階から機軸線、換言すれば機軸線に平行な線X
に対し斜めに(ロッド側2が外方向に向かう傾斜角θ
をもって)配設されており、しかも、後述するように設
置角度変位機能を有している。
シールドジャッキ1の基部は後胴10に固設された本体ウ
エブ12に固着された断面逆コの字形の支持材13に球面座
1Aを介して回動自在に取り付けられている。シールドジ
ャッキ1の端部には、第2図に示すように外形が矩形状
のガイド部材4が突設されており、このガイド部材4は
テールプレート11付のリングプレート14の矩形状の切欠
部15をガイドとして半径方向にスライド自在に構成され
ている。従って、シールドジャッキ1はその基部を支点
として、この回りに揺動自在に構成されている。
また、シールドジャッキ1のロッド2先端にはスプレッ
ダ3が設けてある。シールドジャッキ1の軸心O1、つま
り、ロッド中心O1とスプレッダ3の中心(押圧中心)O2
との間には、偏心量δを有している。つまり、スプレ
ッダ3の押圧中心O2がテールプレート11の内面に構築さ
れたセグメントSの端面の着力中心(通常はセグメント
の図心)O3と略一致するように必要な偏心量δを有し
ている。なお、スプレッダ3には鍔3aが設けてあり、セ
グメントSを押圧しながら伸長動作した時にスプレッダ
3がセグメントS端面から離脱しないための念のための
安全策である。つまり、これはシールドジャッキ1を初
期の装備段階から斜めに配設していることによる離脱防
止策である。
一方、上記ガイド部材4の近傍位置にはシールドジャッ
キ1に固着された取付部材5を介して両側に一対の揺動
手段たる揺動ジャッキ6が設けられている。すなわち、
揺動ジャッキ6の基部は取付部材5のフランジに枢着さ
れ、ロッド先端部は後胴10側に枢着されている。この揺
動ジャッキ6の伸縮によりシールドジャッキ1は基部回
りに揺動し、機軸の平行線Xとのなす角度(傾斜角)θ
が自由に変化しうるようになっている。
上記構成において、シールド機を掘進する場合、既設セ
グメントSの端面にスプレッダ3を押し当ててシールド
ジャッキ1を作動してロッド2を伸長させる。今仮にシ
ールドジャッキ1が固定状態であればこの伸長に伴って
セグメントSを外方向に押し拡げることになり、スプレ
ッダ3がセグメントS端面から外れるおそれがある。し
かし、本考案の場合には伸長動作に連動して揺動ジャッ
キ6を適度に短縮させ、シールドジャッキ1を切欠ガイ
ド15に沿ってスライドさせるようにしてあるのでシール
ドジャッキ1の軸線O1と機軸平行線Xとのなす角度は徐
々に小さくなる方向に変位させることができる、スプレ
ッダ3とセグメントSとの相対位置関係は変わらない。
つまり、スプレッダ3は常にセグメントSの端面に保持
されることになる。
上記過程において、揺動ジャッキ6にかかる負荷はシー
ルドジャッキ1の自重を支持する力と、セグメントSか
らスプレッダ3が離脱しないよう一定の力で押し付けて
おく力の合計となる。過負荷時、つまり、シールドジャ
ッキ1の角度変化に伴う揺動ジャッキ6のストローク変
化時には、揺動ジャッキ6に接続されている油圧回路
(図示せず)の油圧を一定に保ったまま油をリリーフす
るようになっている。
かくして、上記構成によれば、シールドジャッキ1を斜
め配置することで、極力ロッド中心O1とスプレッダ3の
押圧中心O2との偏心量を小さくすることができるととも
に、変位手段たる揺動ジャッキ6の存在によりシールド
ジャッキ1の伸長作動時の角度変化が可能となり、常
に、所定の掘進反力をセグメントSから得ることができ
るようになる。
第4図はシールドジャッキ1の揺動機構の別の実施例を
示す。すなわち、シールドジャッキ1の基部の支持は、
シールドジャッキと一体の枢支軸7によって本体ウエブ
12側にヒンジ結合されることによりなされる。この枢支
軸7の一端に腕8が直角方向に突設され、この腕8に揺
動手段たる揺動ジャッキ9のロッド側が連結されてい
る。このようにすれば、揺動ジャッキ9を伸長させるこ
とにより腕8が回動し、これと一体の枢支軸7も回動す
るから、結局シールドジャッキ1は基部回りに揺動す
る。
上述のようなシールドジャッキ1を初期装備段階から斜
め配設し、これに揺動機能を設けるという技術的思想
は、第6図に示す斜坑トンネル掘削機Mにもそのまま応
用される。
ここで、斜坑トンネル掘削機Mについて簡単に説明して
おくと、例えば水力発電のために上部ダムのと下部調整
池との間に斜めに水圧管路を設けることがあるが、この
水圧管路設置のためにまず予備的に小径の斜坑導坑を掘
削する。この時に用いられるのがこの斜坑トンネル掘削
機Mである。すなわち、頭部のローラカッタ16を岩盤に
押し付けながら岩を圧砕し導坑を掘削する。掘削機Mの
後方には、掘削後直ちに坑壁を支保するとともに、掘削
機Mの滑落防止用の反力鋼材17を構築する。反力鋼材17
は垂直の反力部材17Aとリングビーム17Bから構成され
る。この掘削機Mの斜め上方への掘進は、円周方向に通
常4か所配設されているシールドジャッキ1が担う。す
なわち、シールドジャッキ1のロッド2先端のスプレッ
ダ3を反力部材17Aに押し当て、ここで推進反力を得て
シールドジャッキ1を伸長することにより掘進してい
く。シールドジャッキ1のいくつかが常に掘削機Mを滑
落しないよう支持する。
第5図はこのシールドジャッキ1の設置付近の要部側面
図である。図示するように前述の実施例のシールド機と
異なり、斜坑トンネル掘削機Mの場合にはテールプレー
トを設けず、反力鋼材17を後胴10より外側に構築する。
そして、シールドジャッキ1を初期装備段階より斜めに
配設する。これによって、シールドジャッキ1の伸長時
に反力鋼材17を矢印で示す如く坑壁Gの方へ押し拡げて
押し付け、これに一体化(固定)状態にしていくことが
できるようになっている。なお、他の構成要素は前述の
実施例と同様なので同符号を付して説明を省略する。
上記のようにシールドジャッキ1が斜め配設されている
と、その伸長時に反力部材17Aを外方向へ押し拡げると
ともに、シールドジャッキ1が固定状態にあるとスプレ
ッダ3が反力部材17Aから離脱してしまうことは前述の
通りである。しかし、図示するようにシールドジャッキ
1に角度変位を可能にする揺動ジャッキ6が設けてある
ので、初期の傾斜角がθ→θに変化しうることによ
って離脱を免れることとなる。
しかして、この工法ではシールドジャッキ1はリング構
造17をセグメントと同様の反力部材として利用して推進
反力を得て斜め上方に掘進していく。そして、シールド
ジャッキ1の伸長とともに、その角度が小さくなるよう
揺動ジャッキ6でシールドジャッキ1を揺動させ、スプ
レッダ3が常に反力部材17Aに位置に保持されるように
なっている。なお、この場合、スプレッダ3の押圧中心
O2と反力部材17Aの着力点O3とは必ずしも一致させる必
要はなくむしろ、押拡効果を得るために偏心していた方
が都合がよい。
このように上記の工法では、シールドジャッキ1の斜め
配設が反力鋼材17をトンネル壁面G側に押し拡げて固定
化させ、掘削機Mの支持、つまり、滑落防止を確実にす
るという重要な作用を奏している。
更にまた、上記シールドジャッキ1は揺動ジャッキ6に
よる設置角度変位機能を備えているから、シールドジャ
ッキ1を任意のストローク位置で反力部材から一旦外し
た後も、再び反力部材17Aの所定位置にスプレッダ3を
セットすることが可能となる。
〔考案の効果〕
以上説明した本考案のようにシールドジャッキを初期設
置段階から斜め配置し、しかもこれに設置角度変位機能
を備えることにより、次のような効果が得られる。
(a)セグメント構築工法のシールド掘進機或いはトン
ネル掘削機に適用した場合、シールドジャッキの押圧中
心を常にセグメントの所定の着力点に持っていくことが
でき、その結果所望の掘進反力を確実に得ることができ
る。このことはシールドジャッキの伸長時におけるセグ
メントの変形、破損等の事故を回避できることをも意味
する。
(b)斜坑トンネル掘削機に適用した場合、反力鋼材を
斜坑導坑に押し拡げてこれに固定化して、掘削機の滑落
防止効果を確実に発揮せしめると共に、所定の掘進反力
の確保を可能にする。
(c)シールドジャッキが設置角変位機能を備えること
により、シールドジャッキを任意のストロークの位置で
一旦反力部材から外した後も、再び反力部材に押圧部材
たるスプレッダをセットすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本考案の実施例の説明図であって、第
1図はシールド掘進機又はトンネル掘削機におけるシー
ルドジャッキ設置付近の要部側面図、第2図は第1図の
A−A矢視図、第3図は同B−B矢視図、第4図は揺動
手段(シールドジャッキの設置角変位機構)の別の実施
例を示すシールドジャッキの基部の要部図、第5図は斜
坑トンネル掘削機におけるシールドジャッキ設置付近の
要部側面図である。 第6図は本考案の適用例である斜坑トンネル掘削機の全
体斜視図である。第7図は従来技術の説明図である。 1…シールドジャッキ、1A…球面座、2…ロッド、3…
スプレッダ、6、9…揺動ジャッキ(揺動手段)、7…
枢支軸、8…腕、10…後胴、11…テールプレート、S…
セグメント(反力部材)、17A…反力部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小池 武久 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東 京電力株式会社建設部内 (72)考案者 小西 守 東京都港区元赤坂1丁目3番10号 株式会 社奥村組東京支社内 (72)考案者 渋川 雄二郎 東京都港区元赤坂1丁目3番10号 株式会 社奥村組東京支社内 (72)考案者 佐古井 耕三 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 藤岡 一夫 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 福田 有孝 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 山中 和典 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭64−17990(JP,A) 実公 昭60−391(JP,Y2)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】斜坑トンネル掘削機の円周方向に滑落防止
    用の反力部材とリングビームからなる反力鋼材を構成
    し、該反力鋼材の周方向に掘進用及び該反力鋼材押拡用
    のシールドジャッキを複数配設し、各シールドジャッキ
    の基部を球面座又はヒンジで機側に支持し、いずれのシ
    ールドジャッキも初期設置段階より機後方に向かって拡
    径方向に傾斜させて配設して該シールドジャッキのロッ
    ド先端に設けたスプレッダを前記反力部材に当接させる
    と共に、該シールドジャッキの伸長とともに前記傾斜角
    の変化に該シールドジャッキを追従させるべく揺動手段
    を該シールドジャッキの端部から外れた中央部に設け、
    しかも、該シールドジャッキのロッド中心と前記スプレ
    ッダの押圧中心と偏心させるとともに該スプレッダの押
    圧中心と該反力部材との着力点を偏心させ、該反力部材
    にシールドジャッキを押し当てて掘進反力を得ると同時
    に該反力部材を坑壁の方へ押し拡げて押し付けて該掘削
    機の滑落を防止しつつ掘進していくことを特徴とする揺
    動可能なシールドジャッキを備えた斜坑トンネル掘削
    機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60391U (ja) * 1983-06-13 1985-01-05 株式会社 山田ドビ− 開口装置におけるピツクフアインダ
JP2609111B2 (ja) * 1987-07-13 1997-05-14 株式会社 小松製作所 急曲線施工用シールド掘進機

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