JPH07557Y2 - 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〕 本考案はシールド掘進機に関し、特にトンネルを掘削し
た後、場所打ちコンクリートで覆工する場所打ちライニ
ングに使用される構造のテール部分を有するシールド掘
進機に関する。

〔従来の技術〕

場所打ちライニングにおける一般的な方法は、シールド
掘進機のテールフレームと妻型枠と内型枠との間に形成
される空間に事前に鉄筋を配置し、コンクリートを打設
した後に妻型枠でコンクリートを加圧しながらテールフ
レームを引き抜き、コンクリートをテールボイドに充填
する方法である。このテールフレームの引き抜き中にお
いて、例えばシールド掘進機の故障等により掘削作業が
中断されると、テールフレームは打設コンクリート内に
残されるため、固着する恐れがある。これを回避する手
段として、シールド掘進機の胴殻を前胴と後胴に分けて
伸縮装置により伸縮させる方式（特開昭62−146393号公
報参照）、シールド掘進機を先行シールド・後続シール
ド・入れ子シールドの３ブロックに分割して伸縮させる
方式（特開昭60−192090号公報参照）およびテール部が
スライドする方式（特開昭53−97236号公報、特開昭59
−27093号公報参照）が提案されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながらシールド掘進機が伸縮する方式では、固着
を防止するために毎リングの掘削作業において、まず掘
削しながら前胴を前進させ、前胴と後胴との間に１リン
グ相当の間隙（通常1m前後）を確保した後、コンクリー
トを打設して後胴を引き込むという複雑な作動をしなけ
ればならない。また、一般にテール部のスライド方式も
含めて、伸縮装置は地山と接触する胴殻が地中を伸縮す
るので、土砂により機械が損傷したり、土砂の噛み込み
により故障することもある。さらに、これらの伸縮装置
は機械加工が複雑で且つ精度が要求されるため、シール
ド掘進機口径が大きくなるほど制作費用が高価になる。
また、シールド掘進機が伸縮装置を装備することにより
機長が長くなり、曲線施工性が低下する。

上記に鑑み、本考案は複雑な作動をする伸縮装置を必要
とせずに、簡単な装置をシールド掘進機に組み込むこと
により、伸縮機構と同様の効果を発揮するシールド掘進
機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本考案の要旨は、テールフレ
ームの内面に近接して該テールフレームと同心円状に掘
進方向に移動可能な補助テールフレームを設けたシール
ド掘進機において、上記補助テールフレームは円周方向
に複数個に分割するとともに長手方向に２分割した構造
であることを特徴とするシールド掘進機にある。

〔作用〕

本考案は以下のように作用する。

通常は、補助テールフレームはシールド掘進機テールフ
レームと同様に作動する。掘削作業中においてトラブル
が発生してシールド掘進機テール部が打設コンクリート
中に埋め込まれたまま停止した場合、補助テールフレー
ムを掘進方向に僅か移動させることにより、テールフレ
ームまたは補助テールフレームと打設コンクリートの初
期硬化部との縁切りを行う。トラブルが長期にわたり、
補助テールフレームがコンクリート内に固着された場
合、補助テールフレームのテール側の一部をコンクリー
ト中に切り捨てることによりシールド掘進機は掘削作業
を続行することができる。

さらに、補助テールフレームは円周方向に複数個に分割
するとともに長手方向に２分割した構造であるから、切
り捨てた補助テールフレームの残片を取り外した後に新
しい分割片を取り付けることにより、以後の掘削作業に
おいてトラブルが発生しても、同上方法で適切に対応
し、支障なく掘削作業を続行することができる。

〔実施例〕

第１図（ａ）はシールド掘進機テール部の縦断面の一部
を示す図、第１図（ｂ）はシールド掘進機テール部の斜
視図、第１図（ｃ）および（ｄ）は第１図（ａ）の補助
テールフレーム継ぎ目部Ａ（点線で示す）の拡大図であ
る。第２図は場所打ちライニング箇所の横断面を示す図
である。第３図（ａ）〜（ｆ）はシールド掘進作業中に
トラブルが発生した場合の対処法の説明図である。

第１図（ａ）において、１はシールド掘進機の円筒状の
テールフレームであり、２はテールフレーム１の内面に
近接してテールフレーム１と同心円状に設置された補助
テールフレームであり、補助テールフレーム２の端部は
テールフレーム１の端部に一致している。この補助テー
ルフレーム２は、点線で示すＡ部において長手方向に２
分割され、さらに第１図（ｂ）に示されているように、
円周方向に３分割されている。結局、本実施例において
は補助テールフレーム２は６個の分割片より構成されて
いる。なお、本実施例においては、円周方向の分割片の
接合面は中心から放射状に３分割されたものであるが、
上記分割片の接合面が中心からの放射状に対して傾斜す
ることにより、各分割片の軸方向端面がラップするよう
な構造とすることもできる。

第１図（ｃ）および（ｄ）に示されているように、長手
方向に２分割されている補助テールフレーム２の右側の
分割片は結合部材３に対して皿ボルト４で結合されてい
るが、左側の分割片は結合部材３に対して第１図（ｃ）
に示すように溶接してもよいし、また第１図（ｄ）に示
すように皿ボルト４で結合してもよい。テールフレーム
１と補助テールフレーム２との間の空間には、止水性と
潤滑性のある物質なら何でも充填することができ、本実
施例においては、パテグリス５が全円周にわたり充填さ
れている。

第１図（ａ）に示すように、上記補助テールフレーム２
は皿ボルト４により円周方向に複数個設けられたブラケ
ット６と結合され、このブラケット６はブラケット取付
ボルト19により円環状の補助テールリング７と結合され
ている。補助テールリング７は円周方向に複数個設けら
れた補助テールジャッキ８によりシールド掘進機本体
（図示せず）に結合されている。補助テールリング７と
テールフレーム１との間隙にはシール９が全円周にわた
り装着されている。10はコンクリート加圧用にセットさ
れた円板状の妻枠であり、この妻枠10と補助テールフレ
ーム２および内型枠12（第３図参照）との間隙にもシー
ル９が装着されている。

第２図において、11は円筒状に打設された既打設コンク
リートであり、12はコンクリートの内側に組み立てられ
た内型枠であり、妻枠10の右側には円筒状に打設された
現打設コンクリート13があり、シールド掘進機内におい
て円周方向に複数個設置された妻枠ジャッキ14で妻枠10
を押圧することにより現打設コンクリート13が加圧さ
れ、テールボイドへコンクリートが充填される。

次に、シールド掘進作業中にトラブルが発生した場合の
対処法について、第３図（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明
する。

第３図（ａ）に示すように、掘進が完了した箇所におい
て、鉄筋15を組み立て、前回設置した内型枠に連接して
内型枠12を組み立て、妻枠10をセットする。そして、補
助テールフレーム２、妻枠10および内型枠12とで囲まれ
た空間にコンクリートを打設する。

次に、第３図（ｂ）に示すように、妻枠ジャッキ14で妻
枠10を押圧してコンクリートを加圧することによってテ
ールボイドへコンクリートを充填しつつ掘進を行う。こ
の時、シールド掘進機の故障もしくは強固な地盤に遭遇
した場合等の事情により、シールド掘進機が余儀なく停
止されることがある。一方、打設されたコンクリートは
徐々に硬化するので、このまま放置されればシールド掘
進機テール部はコンクリート内に埋め込まれた状態にな
り、後にトラブルが解消してもシールド掘進機は全く進
めないことになる。そこで、補助テールフレーム２を掘
進方向に移動させ、シールド掘進機テール部とコンクリ
ートの初期硬化部との縁切りを行う。このようにするこ
とで、トラブル解消後におけるテールフレーム１の摺動
が容易になり、また補助テールフレーム２とコンクリー
トの付着程度を緩和できる。

さらに、第３図（ｃ）に示すように、トラブルが解消す
ると、掘進作業が再開される。シールド掘進機テールフ
レーム１は、上記したようにコンクリートの初期硬化部
との縁切りが行われているので、シールド掘進機と一体
となって前進できる。このトラブル時間が比較的短時間
の場合、補助テールフレーム２もテールフレーム１と共
に移動できるが、トラブルが長期化した場合、補助テー
ルフレーム２はコンクリート内に完全に埋め込まれてし
まい、この場合補助テールフレーム２はシールド掘進機
から取り残され、現位置に残留せざるを得ない。そのた
めに、テールフレーム１後部の円周方向に空間Ｂができ
るので、この空間Ｂにモルタルが裏込注入される。

次に、第３図（ｄ）に示すように、コンクリート内に埋
め込まれた補助テールフレームはその場に残さざるを得
ないので、Ｃ部において切り捨てられ、残片16は補助テ
ールフレーム２の中央の結合箇所Ａで取り外される。

そして、第３図（ｅ）に示すように、補助テールフレー
ムを補助テールジャッキ８によりシールド掘進機本体側
に縮小し、補助テールフレームの半分の長さの３枚の新
品の補助テールフレーム17を、Ａにおいて左側の３枚の
補助テールフレーム18と結合する。このように、本実施
例においては、補助テールフレームを、長手方向に２分
割し、さらに円周方向に３分割することで６個の分割片
より構成しているので、あらかじめこの長さに切断した
補助テールフレームを予備に持っておくことにより、切
り捨てた補助テールフレームの長さに合わせて現場でい
ちいち補助テールフレームを製作しなくてもよい。

その後、第３図（ｆ）に示すように、鉄筋15を組み立
て、前回設置した内型枠に連接して内型枠12を組み立
て、妻枠10をセットする。そして、補助テールフレーム
２、妻枠10および内型枠12とで囲まれた空間にコンクリ
ートを打設する。

補助テールフレーム材としては、打設されたコンクリー
トとの付着を軽減するために、例えばステンレススチー
ルのような材料で表面が滑らかで、且つ引っ張りに強い
材料が望ましく、板厚もテールボイドが増加しないよう
に極力薄いものが望ましい。

また、妻枠による打設コンクリートの加圧中に補助テー
ルフレームを起振機により前後方向に波動振動させるこ
とにより、打設コンクリートを流動化してテールボイド
への充填度合を向上させることができる。

テールフレーム１と補助テールフレーム２の間およびテ
ールフレーム１と補助テールリング７の間に止水性のあ
る充填物を介装することにより、シールド掘進機本体の
機内に地下水が進入することはない。

本実施例においては、補助テールフレームを６個の分割
片より構成したが、特にこれに限定されるものではな
い。しかし、補助テールフレームの分割数が増えれば結
合箇所数が増え、結合の手間が余計にかかることになる
ので、分割数はあまり多くすべきではない。

〔考案の効果〕

本考案は上記のとおり構成されているので、次の効果を
奏する。

シールド掘進機の掘進作業中において、何らかの理由に
より掘進作業を中断せざるを得ない場合においても、本
考案に係る補助テールフレームが装備してあれば、短時
間のトラブルに対しては補助テールフレームを掘進方向
に移動させることでテール部とコンクリート初期硬化部
との縁切りを行い、トラブルが長期にわたった場合は、
補助テールフレームのテール側の一部をコンクリート中
に切り捨てれば、シールド掘進機はトラブル解消後に支
障なく掘進作業を続行できる。さらに、補助テールフレ
ームが円周方向に複数個に分割され、長手方向に２分割
されているので、切り捨てた補助テールフレームの残片
を取り外し、その分割片の代わりに新しい分割片を取り
付けることにより、以後の掘削作業中に同様のトラブル
が発生しても適切に対応し、支障なく掘削作業を続行で
きる。

このように、本考案によれば、掘削トラブルに即座に対
応して処置することが可能であり、シールド掘進機テー
ル部が固着して再掘進できないとか、掘進を続行するた
めに硬化コンクリートを損壊するような事態も生じな
い。そして、補助テールフレームは非常に簡単な手段に
よりシールド掘進機に取り付け可能なので、特別の装置
を必要とせず、補助テールフレーム装置によるトラブル
は全く考慮しなくてよく、簡単な装置でしかも効果の大
きい考案である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はシールド掘進機テール部の縦断面の一部
を示す図、第１図（ｂ）はシールド掘進機テール部の斜
視図、第１図（ｃ）および（ｄ）は第１図（ａ）の補助
テールフレーム継ぎ目部Ａ（点線で示す）の拡大図であ
る。第２図は場所打ちライニング箇所の横断面を示す図
である。第３図（ａ）〜（ｆ）はシールド掘進作業中に
トラブルが発生した場合の対処法の説明図である。 １…テールフレーム、２…補助テールフレーム、３…結
合部材、４…皿ボルト、５…パテグリス、６…ブラケッ
ト、７…補助テールリング、８…補助テールジャッキ、
９…シール、10…妻枠、11…既打設コンクリート、12…
内型枠、13…現打設コンクリート、14…妻枠ジャッキ、
15…鉄筋、16…残片、17…補助テールフレーム、18…補
助テールフレーム、19…ブラケット取付ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 大谷 直道 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設株 式会社内 (72)考案者 皿田 進 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 改発 清秀 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62−146393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−192090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−97236（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−256700（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】テールフレームの内面に近接して該テール
   フレームと同心円状に掘進方向に移動可能な補助テール
   フレームを設けたシールド掘進機において、上記補助テ
   ールフレームは円周方向に複数個に分割するとともに長
   手方向に２分割した構造であることを特徴とするシール
   ド掘進機。