JPH07990B2 - 異径断面シールド機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上下水道，電力，通
信，ガス管等を埋設するための横坑の掘削に適する異径
断面シールド機に関する。

【０００２】

【従来の技術】上下水道，電力，通信，ガス管等を地中
に埋設するため、シールド工法により横坑が築造され
る。

【０００３】ところで、都市部においては、都市周辺地
域から中心部分に向かって行くほど人口が集中し、それ
に伴って上下水道，電力，通信，ガス管等の需要が増大
し、これらの需要に合わせて掘削すべき横坑の直径を順
次大きくして行く必要がある。

【０００４】そこで、従来この種異径断面の横坑を掘削
して行くには、シールド路線の途中で横坑の直径を変え
る地点において予め地盤改良を行い、掘削すべき横坑の
次断面に合わせてカッタスポークの切断加工を行い、再
発進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
では横坑の直径を変える地点において、カッタスポーク
を掘削すべき横坑の次断面に合わせて伸縮させることが
できない。このため、地盤改良およびカッタスポークの
切断加工等の作業が必要となる。特に、カッタスポーク
の切断加工作業は、シールド機の前面に出て行う必要が
あるため、多大の手数や時間を要する問題があり、その
結果工期が長くなるばかりでなく、工事費が嵩む欠点が
あった。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑み提案されたもの
で、その目的とするところは、シールド路線の途中で横
坑の直径を変える地点において、地盤改良やカッタスポ
ークの切断加工を行うことなく、横坑の直径を無段階に
変え、かつ地山の未掘削部分がない状態で掘進し得る異
径断面シールド機を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、最外周のシールド筒２内に、外周側の隔
壁３と内周側の隔壁４とが同心円状に設けられ、これら
各隔壁３、４の間に、前記最外周のシールド筒２から分
離して前方へ突出可能に小径のシールド筒の前方部分１
０が設けられ、かつ前記内周側の隔壁４のほぼ中央部に
回転自在な回転軸１５が貫設され、この回転軸１５の先
端部には前記最外周のシールド筒２ないし小径のシール
ド筒の口径にほぼ適合してそれ自体が伸縮自在となって
いる放射状のカッタスポーク１６が設けられているとと
もに、該回転軸１５の先端には回転軸１５の周辺の地山
を掘削し未掘削部分をなくす中央先行切削ビット２８を
設けたものである。

【０００８】また、上記目的を達成するため、本発明
は、回転軸１５の先端部側面であってカッタスポーク間
の根元部分に地山側へ突出する中央ビット５０を設けた
ものである。

【０００９】

【作用】本発明では、回転軸に複数本のカッタスポーク
１６を取り付け、各カッタスポーク１６を、それぞれ掘
削すべき横坑のほぼ半径方向に伸縮可能に構成してい
る。また、各カッタスポーク１６に、シールド機１内側
から各カッタスポーク１６を無段階に伸縮制御する伸縮
制御手段を設けている。

【００１０】そこで、シールド路線の途中で掘削すべき
横坑の直径を変えるには当該伸縮制御手段を介して各カ
ッタスポーク１６を掘削すべき横坑の次断面に合わせて
適正長さに伸縮させる。ついで、回転軸１５を通じて各
カッタスポーク１６を旋回させ、カッタスポーク１６に
設けられたビット２６により地山を掘削し、シールド機
１を推進させる。これにより、シールド路線の途中で直
径を変化させる地点において、地盤改良や、シールド機
１の前面に出てのカッタスポーク１６の切断加工作業を
行うことなく、異径断面の横坑を容易に掘削することが
可能となる。

【００１１】また、本発明ではカッタスポーク列の後方
で、伸縮操作されたカッタスポーク１６に設けられたビ
ット２６により掘削される横坑の次断面に適合する形状
のシールド筒を作製し、使用可能に構成している。

【００１２】そこで、例えば大直径の横坑を掘削したの
ち、これに続いて小直径の横坑を掘削する場合には、シ
ールド機１内で掘削すべき小直径の次断面に適合するシ
ールド筒を作製して使用する。その結果、異径断面の横
坑をより一層的確に掘削することができる。

【００１３】さらに、本発明では各カッタスポーク１６
を、回転軸１５に取り付けられた固定スポーク１７と、
ビット２６を有しかつ固定スポーク１７にスライド可能
に組み付けられたスライドスポーク１８とを組み合わせ
て構成している。また、回転軸１５の前端面に、固定ス
ポーク１７側の周りの区域の地山を掘削する中央先行切
削ビット２８を設けている。このため、未掘削部分がな
い。

【００１４】この発明では、各カッタスポーク１６を伸
縮させるときは、回転軸１５に取り付けられた固定スポ
ーク１７に対して、スライドスポーク１８をスライドさ
せて行い、各カッタスポーク１６を適正長さに調整した
うえで、回転軸１５を介して各カッタスポーク１６を旋
回させ、スライドスポーク１８に設けられたビット２６
により地山を掘削する。ところが、固定スポーク１７に
おけるスライドスポーク１８をスライドさせるためのス
ライド面には構造上、ビット２６を設けにくい。そこ
で、この発明では回転軸１５の前端面に設けられた中央
先行切削ビット２８により、固定スポーク１７の周りの
地山を掘削する。これにより、スライドスポーク１８を
スライドさせるために固定スポーク１７に設けられたス
ライド面の、地山との接触による前記スライド面の摩耗
を低減でき、しかも地山を能率よく掘削することができ
る。

【００１５】そして、本発明では回転軸１５における円
周方向に隣接するカッタスポーク１６間に、固定スポー
ク１７のスライド面よりも地山側に突出させて中央ビッ
ト５０を設けている。

【００１６】この発明では、前記中央ビット５０によっ
ても回転軸１５の周辺の地山を掘削するようにしている
ので、固定スポーク１７の周辺における地山の未掘削部
分をなくすことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図１０は本発明の一実施例を示すもので、
図１は異径断面シールド機の正面図、図２は同縦断側面
図、図３は隔壁の一つの支持部材の斜視図、図４はカッ
タスポークの拡大縦断面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面
図、図６は図５に対する変形例を示す断面図、図７はシ
ールド路線の途中で大直径の横坑から、これより小直径
の横坑の掘削に変える際の段取りの過程を示す縦断側面
図、図８および図９は大直径の横坑に続いて小直径の横
坑の掘削状態を示す縦断側面図、図１０は掘削すべき異
径断面の横坑の一例を示す説明図である。

【００１８】これらの図に示す実施例の異径断面シール
ド機１は、図１および図２に示すように、大直径のシー
ルド筒２の内部に、小直径のシールド筒を構成する前方
部分１０が、前方に突出可能に設けられている。

【００１９】前記シールド筒２の内部前方には、図１お
よび図２に示すように、隔壁３，４が同心円状に取り付
けられている。前記隔壁３は、円板部３ａと、これの外
周部からシールド筒２の後方に向かって直角に設けられ
たウエブ３ｂと、このウエブ３ｂからシールド筒２の中
心部に向かって直角に設けられたフランジ３ｃとを有す
る構造物に形成されている。また、前記隔壁３はシール
ド筒２の前方部分において直径方向の中央部に配置さ
れ、支持部材５，７により支持されている。前記隔壁４
は、中空円板型に形成されている。また、この隔壁４は
前記隔壁３の外周面との間に、小直径のシールド筒の前
方部分１０を収容する周隙をおいて配置されており、隔
壁４の外周部はシールド筒２の内周面に溶接等により固
定され、さらに隔壁４は支持部材５，６により支持され
ている。

【００２０】前記支持部材５は、図２から分かるよう
に、外径がシールド筒２に内接し、内径が隔壁３のフラ
ンジ３ｃの内径とほぼ同一の中空円板型に形成されてお
り、隔壁３のフランジ３ｃおよび隔壁４の後方に所定の
間隔をおいて配置され、シールド筒２の内周面に溶接等
により固定されている。前記支持部材６は、図２から分
かるように、隔壁４と支持部材５間に内接する長さの円
筒型に形成されており、隔壁４の内径側端部と支持部材
５の半径方向の途中に、溶接等により固定されている。
前記支持部材７は、図３に示すように、円周の一部分を
なすウエブの両端部に、フランジを設けたスラット７ａ
を組み合わせて円筒型に形成されている。そして、この
支持部材７は図２に示すように、一方の端部はボルト通
し穴７ｂを介して隔壁３のフランジ３ｃとボルト８で結
合され、他方の端部はボルト通し穴７ｃを介して小直径
のシールド筒の前方部分１０のフランジ１０ａおよび支
持部材５と共通のボルト９で結合されている。

【００２１】前記小直径のシールド筒の前方部分１０
は、図２に示すように、支持部材６と隔壁３のウエブ３
ｂ間の周隙に収容可能な円筒型に形成されており、後端
部にはボルト通し穴を有するフランジ１０ａが設けられ
ている。前記シールド筒の前方部分１０には、小直径の
横坑の掘削時に、図８および図９に示す小直径のシール
ド筒１１を連結するようになっている。また、図７に示
すように、支持部材６の前方部とシールド筒の前方部分
１０との間、および隔壁３のウエブ３ｂとシールド筒の
前方部分１０との間には、それぞれシール部材５５が複
数個（２個）ずつ設けられており、このシール部材５５
により地山からの土砂や地下水のシールド機内への流入
を防止するようにしている。

【００２２】前記小直径のシールド筒１１は、前記シー
ルド筒の前方部分１０の外径と同一の円筒型に形成され
ている。このシールド筒１１の前端部には、ボルト通し
穴を有するフランジ１１ａが設けられており、このフラ
ンジ１１ａは前記シールド筒の前方部分１０のフランジ
１０ａおよび隔壁３のフランジ３ｃと共通のボルト１２
を介して結合するようになっている（図８，図９参
照）。

【００２３】前記隔壁３の中央部には、図１および図２
に示すように、軸受１３を介してセンタシャフト１４が
支持されている。このセンタシャフト１４の前端部には
回転軸１５が連結され、後端部は回転駆動系に連結され
ている。

【００２４】前記回転軸１５には、図１に示すように、
円周方向に１２０°の間隔をおいてカッタスポーク１６
が設けられている。各カッタスポーク１６は、図１，図
２，図４および図５に示すように、固定スポーク１７
と、スライドスポーク１８とを組み合わせて構成されて
おり、また各カッタスポーク１６の内部には伸縮制御手
段であるカッタスポーク伸縮ジャッキ２０が設けられて
いる。前記固定スポーク１７は、図５または図６に示す
ように、中空の角筒型または円筒型に形成されており、
回転軸１５の外周面に固定され、シールド機の半径方向
に延びている。前記スライドスポーク１８は、図５また
は図６に示すように、固定スポーク１７の外周面である
スライド面１７ａに嵌合する中空の角筒型または円筒型
に形成されており、前記スライド面１７ａに沿ってシー
ルド機の半径方向にスライド可能に組み付けられてい
る。前記固定スポーク１７のスライド面１７ａとスライ
ドスポーク１８の内周面間は、シール部材１９によりシ
ールされている。前記カッタスポーク伸縮ジャッキ２０
は、図４に示すように、流体圧シリンダ２１と、これに
嵌挿されたピストンロッド２２とで構成されている。前
記流体圧シリンダ２１は、スライドスポーク１８の内部
のヘッド側に固定されたサポート２５に、台座２３を介
して固定されている。前記ピストンロッド２２の突出端
部は、台座２４を介して回転軸１５に固定されている。
その結果、カッタスポーク伸縮ジャッキ２０はピストン
ロッド２２を伸長させる方向に流体圧シリンダ２１を働
かせることにより、固定スポーク１７に沿ってスライド
スポーク１８が伸長し、ピストンロッド２２を縮小させ
る方向に流体圧シリンダ２１を働かせることにより、固
定スポーク１７に対してスライドスポーク１８が縮小す
るように構成されていて、カッタスポーク１６を無段階
に伸縮制御し得るようになっている。

【００２５】なお、固定スポーク１７とスライドスポー
ク１８を断面円環状に形成した図６の例では、固定スポ
ーク１７の内周面に形成されたスプライン溝１７′と、
スライドスポーク１８の外周面に設けられたスプライン
突起１８′とのスプライン嵌合を介して、スライドスポ
ーク１８が回転しないようにしている。

【００２６】前記各カッタスポーク１６のスライドスポ
ーク１８には、図１，図２および図４に示すごとく、前
面側に複数個のビット２６が設けられ、後面側には複数
個の練り混ぜ翼２７が設けられており、前記練り混ぜ翼
２７は切羽室２９内に配置されている。前記回転軸１５
の前端面には、図１および図２に示すように、カッタス
ポーク１６の固定スポーク１７側の周りの区域の地山を
掘削する中央先行切削ビット２８が設けられている。

【００２７】前記センタシャフト１４の回転駆動系は、
図２，図７〜図９に示すように、隔壁３の後面側に固定
されたフレーム３０の外側に支持されたカッタ駆動モー
タ３１と、これの出力軸に取り付けられたピニオン３２
と、センタシャフト１４に取り付けられかつピニオン３
２に噛み合わされたギヤ３３とを備えて構成されてい
る。

【００２８】前記フレーム３０には、スイベルジョイン
ト５６が取り付けられており、このスイベルジョイント
５６には作泥材注入管５７が設けられている。この作泥
材注入管５７には、センタシャフト１４および回転軸１
５の内部を通って地山側に開口する作泥材用の注入通路
５８が接続されている。

【００２９】前記隔壁３の後方におけるシールド筒内に
は、排土装置３４が設置されている。この排土装置３４
には、スクリューコンベアが用いられている。また、こ
の排土装置３４は土砂の入口３５と、排土口３６と、排
土装置駆動モータ３７とを有している。前記排土装置３
４の入口３５は、隔壁３を貫通して切羽室２９に臨んで
いる。前記排土口３６の下方には、土砂を横坑の外部に
搬出するベルトコンベア等の搬送手段が配置されている
が、図面では省略されている。

【００３０】前記大直径のシールド筒２による横坑の掘
進時には、図２に示すように、シールド推進ジャッキ３
８を使用する。このシールド推進ジャッキ３８は、シー
ルド機の後方で築造されたセグメント３９に反力を取
り、シールド筒２に固定された支持部材５を押進し、シ
ールド機を推進させるようになっている。

【００３１】前記シールド筒２の後端部側には、図２に
示すように、セグメント３９との間のすき間をシールす
るためのテールシール４０が設けられている。

【００３２】前記小直径のシールド筒１１により横坑を
掘削する際の段取り時には、図７に示すように、前方部
分１０の押し出し用ジャッキ４１を使用する。この押し
出し用ジャッキ４１は、大直径のシールド筒２の内周面
に固定された反力受け部材４２に支持され、この反力受
け部材４２に反力を取って小直径のシールド筒の前方部
分１０のフランジ１０ａを押し、この前方部分１０を隔
壁３の前方に突出させるようにしている。

【００３３】なお、小直径のシールド筒により横坑を掘
削するための段取り時に、隔壁３の転倒を防ぐため、こ
の実施例では図７に示すように、大直径のシールド筒２
の内周面から中心部に向かって支持部材４３が固定さ
れ、隔壁３と前記支持部材４３間に支持部材４４が固定
されている。

【００３４】前記大直径のシールド筒２による横坑の掘
削に続いて、小直径のシールド筒により横坑を掘削する
ときは、図８および図９に示すように、シールド推進ジ
ャッキ４５を使用する。このシールド推進ジャッキ４５
は、図８に示すように、セグメント３９の内周面に築造
されたセグメント４６に続いてその前方に築造されたセ
グメント４７に反力を取り、互いにボルト１２で結合さ
れた隔壁３と、シールド筒の前方部分１０と、小直径の
シールド筒１１との組立体を前方に推進させるようにな
っている。

【００３５】前記シールド筒１１の後端部には、セグメ
ント４７との間のすき間をシールするためのテールシー
ル４８が設けられている。

【００３６】次に、前記実施例の異径断面シールド機１
の動作について説明する。

【００３７】以下の説明では、図１０に矢印１００で示
すように、大直径の横坑１０１、小直径の横坑１０２、
さらに小直径の横坑１０３の順に掘削して行くものとす
る。

【００３８】まず、大直径の横坑１０１を掘削するとき
は、図１，図２に示すように、シールド筒２およびシー
ルド推進ジャッキ３８を使用する。また、カッタスポー
ク１６のスライドスポーク１８を、図４に示すカッタス
ポーク伸縮ジャッキ２０により、掘削すべき横坑１０１
に合わせて伸長させる。さらに、シールド筒２の中央部
に設置されている隔壁３を、シールド筒２の内周面に固
定された支持部材５と、前端部は隔壁３のフランジ３ｃ
にボルト８で結合されかつ後端部は前記支持部材５に小
直径のシールド筒の前方部分１０のフランジ１０ａを挟
んでボルト９で結合された支持部材７とにより、転倒し
ないように支持する。また、シールド筒２の内周面に固
定された隔壁４を、この隔壁４と前記支持部材５間に介
装されかつ固定された支持部材６により、転倒しないよ
うに支持する。

【００３９】そして、図２に示すカッタ駆動モータ３１
を駆動し、ピニオン３２、ギヤ３３およびセンタシャフ
ト１４を通じて回転軸１５に動力を伝達し、この回転軸
１５に取り付けられている各カッタスポーク１６を旋回
させ、中央先行切削ビット２８を回転させる。その結
果、前記中央先行切削ビット２８により、各カッタスポ
ーク１６の固定スポーク１７の周辺の地山が先行して掘
削され、また各カッタスポーク１６のスライドスポーク
１８に複数個ずつ設けられたビット２６により地山が掘
削される。この掘削された土砂には、図２に示す作泥材
注入管５７および注入通路５８を通じて、必要によりベ
ントナイト等の作泥材が注入される。その後、前記掘削
土砂は図２に示す切羽室２９内に取り込まれ、各カッタ
スポーク１６のスライドスポーク１８に複数個ずつ設け
られた練り混ぜ翼２７により攪拌され、このとき前記掘
削土砂と作泥材とが混練され、これにより切羽を押さえ
るに足る塑性と流動性とを持った土砂を作成する。つい
で、図２に示す排土装置駆動モータ３７を駆動し、前記
切羽室２９内で混練された土砂を排土装置３４の入口３
５から排土装置３４内に取り込み、排土装置３４内に土
砂が充満したとき、いったん排土装置駆動モータ３７を
停止させる。

【００４０】前記作業中、シールド機の後方でセグメン
ト３９を築造し、シールド推進ジャッキ３８を伸長さ
せ、前記セグメント３９に反力を取り、シールド筒２の
内周面に固定された支持部材５を介してシールド筒２お
よび隔壁３，４を押し、切羽室２９内の混練土砂に圧力
を与え、この圧力により切羽の崩壊を防止しつつ横坑１
０１の掘削作業を進めて行く。このとき、排土装置駆動
モータ３７を停止させているので、切羽室２９内の混練
土砂が排出されず、このため切羽室２９内の圧力が一定
に保たれる。

【００４１】地山の掘削が進んで切羽室２９内に掘削土
砂や混練土砂が溜まり、切羽室２９内の圧力が設定値よ
り高くなったときは、排土装置駆動モータ３７を再び駆
動し、排土装置３４を作動させ、ついで排土口３６を開
け、排土口３６の下方に配備された搬送装置（図示省
略）に土砂を引き渡し、シールド機の外部に搬送し、切
羽室２９内の圧力を常時一定に保持し、前述の作業を繰
り返して横坑１０１を掘進して行く。

【００４２】前記大直径の横坑１０１の掘削が終わっ
て、次の小直径の横坑１０２の掘削に移行するときは、
次のように段取りを行う。

【００４３】つまり、各カッタスポーク１６の図４に示
すカッタスポーク伸縮ジャッキ２０を制御し、図２に破
線で示しかつ図８に示すように、掘削すべき横坑１０２
の直径に合わせてスライドスポーク１８を縮小させる。
この段取り時に、シールド筒２の内周面に支持部材４３
を固定し、この支持部材４３と隔壁３間に他の支持部材
４４を固定し、両支持部材４３，４４により隔壁３が転
倒しないように支持する。また、隔壁３と支持部材５間
に介装されている図２，図３に示す支持部材７を取り外
す。さらに、前記シールド筒２の内周面に固定された支
持部材５を、図７から分かるように、隔壁４と支持部材
５間に固定されている支持部材６の内径とほぼ同一面に
なる直径に切断する。そして、同図７に示すように、押
し出し用ジャッキ４１を伸長させ、反力受け部材４２に
反力を取って前記押し出し用ジャッキ４１により小直径
のシールド筒の前方部分１０のフランジ１０ａを介して
この前方部分１０を、隔壁３のフランジ３ｃに前方部分
１０のフランジ１０ａが当接する位置まで押し、前方部
分１０を突出させる。ついで、図８から分かるように、
大直径のシールド筒２内に小直径のシールド筒１１を入
れ、これの前端部に設けられたフランジ１１ａを、前記
隔壁３のフランジ３ｃと、小直径のシールド筒の前方部
分１０のフランジ１０ａに重ね合わせ、ボルト１２で結
合する。この段取り中、図７に示すように、支持部材６
の前方部とシールド筒の前方部分１０との間、および隔
壁３のウエブ３ｂとシールド筒の前方部分１０との間に
設けられたシール部材５５により、地山からの土砂や地
下水のシールド機内への流入を防止することができる。

【００４４】前述の段取り終了後、小直径の横坑１０２
を掘削するときは、図８および図９に示すように、前記
前方部分１０とシールド筒１１の組と、シールド推進ジ
ャッキ４５を使用し、次のように行う。

【００４５】すなわち、各部を図８にセットした状態で
前述の大直径の横坑１０１の掘削と同様、カッタ駆動モ
ータ３１を駆動し、ピニオン３２、ギヤ３３およびセン
タシャフト１４を通じて回転軸１５を回転させ、この回
転軸１５に取り付けられた中央先行切削ビット２８、お
よび各カッタスポーク１６のスライドスポーク１８に設
けられたビット２６により地山を掘削し、その掘削土砂
を切羽室２９内に取り込み、切羽室２９内で練り混ぜ翼
２７により混練する。また、排土装置駆動モータ３７を
駆動し、前記混練土砂を排土装置３４に取り込み、排土
装置３４内に取り込んだ土砂が充満したとき、いったん
排土装置駆動モータ３７を停止させる。

【００４６】前記作業中に、大直径の横坑１０１の掘削
時に築造したセグメント３９の内周面に、他のセグメン
ト４６を築造し、さらにその前方にセグメント４７を築
造する。

【００４７】そして、前記シールド推進ジャッキ４５を
伸長させ、前記セグメント４７に反力を取り、小直径の
シールド筒１１のフランジ１１ａを押し、図８および図
９から分かるように、隔壁３と、小直径のシールド筒の
前方部分１０と、小直径のシールド筒１１の組を前方に
押進する。その後、切羽室２９内が掘削土砂や混練土砂
で圧力が設定値より高くなったときは、排土装置駆動モ
ータ３７を再び駆動し、さらに排土口３６を開け、この
排土口３６から搬送装置（図示省略）に土砂を引き渡
し、シールド機の外部に排出する。

【００４８】以上の作業を繰り返し行うことにより、所
定長さの小直径の横坑１０２を掘削することができる。

【００４９】さらに小直径の横坑１０３を掘削するとき
は、カッタスポーク伸縮ジャッキ２０を制御し、掘削す
べき横坑１０３の直径に合わせて各カッタスポーク１６
を縮小させ、また前記シールド筒１１の内部に所定の直
径のシールド筒を設置し、このシールド筒に適合するシ
ールド推進ジャッキを使用し、前述の大直径の横坑１０
１、および小直径の横坑１０２の掘削時と同様に作業を
進めることにより、掘進することができる。

【００５０】前述のごとく、この実施例では回転軸１５
に、円周方向に等間隔をおいて複数本である３本のカッ
タスポーク１６を取り付け、各カッタスポーク１６を固
定スポーク１７と、これのスライド面１７ａを介してス
ライド可能に組み付けられたスライドスポーク１８とを
組み合わせて構成し、しかも伸縮制御手段であるカッタ
スポーク伸縮ジャッキ２０を介して各カッタスポーク１
６のスライドスポーク１８を無段階に伸縮させ得るよう
に構成している。これにより、シールド路線の途中で直
径を変化させる地点において、掘削すべき横坑の直径に
合わせて、シールド機内側からカッタスポーク１６を伸
縮制御することができる結果、地盤改良や、シールド機
の前面に出てのカッタスポークの切断加工作業を行う必
要がないので、工期を短縮することができる外、新たに
立坑を構築する必要もないので、前述の地盤改良作業や
カッタスポークの切断加工作業が必要でないこととが相
俟って工事費を大幅に低減させることが可能となる。

【００５１】また、この実施例では回転軸１５の前端面
に中央先行切削ビット２８を設け、この中央先行切削ビ
ット２８により、各カッタスポーク１６の固定スポーク
１７の周辺の地山を掘削するようにしているので、ビッ
トを持たない固定スポーク１７のスライド面１７ａと地
山との接触による前記スライド面１７ａの摩耗を低減で
きるし、地山を能率よく掘削することができる。

【００５２】なお、前記実施例において、カッタスポー
ク１６は回転軸１５に３本取り付けるものに限らず、２
本でも４本以上でもよい。

【００５３】また、カッタスポーク１６の伸縮制御手段
は、図面に示す実施例のカッタスポーク伸縮ジャッキ２
０に限らず、シールド機内側から各カッタスポーク１６
を無段階に伸縮制御し得る構造であればよい。

【００５４】次に、図１１は本発明の他の実施例を示す
シールド機の正面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ矢視図で
ある。この図１１，図１２に示す実施例では、回転軸１
５の側面に中央ビット５０が設けられている。この中央
ビット５０は、図１２から分かるように、固定スポーク
１７のスライド面１７ａよりも地山側に突出している。

【００５５】ところで、本発明の前記図１や図２に示す
実施例では、各カッタスポーク１６の固定スポーク１７
のスライド面１７ａにはその構造上、ビットを設けるこ
とができない。このため、固定スポーク１７の周りに未
掘削部分が発生する場合がある。そこで、この図１１，
図１２に示す実施例では、円周方向に隣接するカッタス
ポーク１６，１６間における回転軸１５の側面に、固定
スポーク１７のスライド面１７ａよりも地山側に突出し
た中央ビット５０を設け、この中央ビット５０により固
定スポーク１７の周りの地山を掘削するようにしてい
る。その結果、回転軸１５の前端面に設けられた中央先
行切削ビット２８と、この中央ビット５０の掘削作用に
より、シールド機の前面中央部の未掘削部分を解消する
ことができる。

【００５６】この図１１，図１２に示す実施例の他の構
成，作用については、前記図１や図２に示す実施例と同
様である。

【００５７】ついで、図１３は本発明のさらに他の実施
例を示すもので、余掘り用ビットを設けたカッタスポー
クの拡大縦断側面図である。この図１３に示す実施例で
は、各カッタスポーク１６のスライドスポーク１８の長
さ方向の外側端部に、余掘り用ビット５１が設けられて
いる。前記余掘り用ビット５１は、スライドスポーク１
８内に設置された余掘り用伸縮ジャッキ５２に連結され
ている。前記余掘り用伸縮ジャッキ５２は、スライドス
ポーク１８内に固定された支持部材５３に設けられた台
座５４に取り付けられていて、前記カッタスポーク伸縮
ジャッキ２０とは独立に伸縮作動するようになってい
る。

【００５８】そして、この図１３に示す実施例では、ス
ライドスポーク１８に設けられたビット２６による掘削
に先立って、余掘り用伸縮ジャッキ５２を作動させ、ス
ライドスポーク１８より余掘り用ビット５１を突出さ
せ、所定の余掘りを行う。これにより、地山の掘削をよ
り一層能率よく行うことができる。

【００５９】この図１３に示す実施例の他の構成および
作用は、前記図１，図２または図１１に示す実施例と同
様である。

【００６０】さらに、図１４は余掘り用ビットを利用し
て、曲線部を有する横坑を掘進する場合のシールド機の
使用例を示す説明図である。この図１４に示すシールド
機の使用例では、例えば図１３に示す余掘り用ビット５
１を有するカッタスポーク１６を備え、かつ例えば図９
に示すシールド筒１１やシールド推進ジャッキ４５を配
備したシールド機を使用するようにしているが、その他
の付帯設備は図面では省略されている。

【００６１】而して、この図１４に示す例では掘削すべ
き横坑の曲線部１０４の曲率半径の中心部側に位置する
カッタスポーク１６のスライドスポーク１８を、掘削す
べき横坑の直径にほぼ適合する位置まで伸長させ、つい
で例えば図１３に示す余掘り用伸縮ジャッキ５２を作動
させ、余掘り用ビット５１を突出させ、その位置の地山
を余掘りしながら横坑を掘削して行く。これにより、曲
線部１０４を築造することができる。

【００６２】なお、この図１４において、符号４９は横
坑掘削後の地山と、その内部に築造されたセグメント４
７間に埋められた裏込み材である。この図１４における
他の部材等については、図９に示す実施例と同じ符号を
付けて示している。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
最外周のシールド筒２内に、外周側の隔壁３と内周側の
隔壁４とが同心円状に設けられ、これら各隔壁３、４の
間に、前記最外周のシールド筒２から分離して前方へ突
出可能に小径のシールド筒の前方部分１０が設けられ、
かつ前記内周側の隔壁４のほぼ中央部に回転自在な回転
軸１５が貫設され、この回転軸１５の先端部には前記最
外周のシールド筒２ないし小径のシールド筒の口径にほ
ぼ適合してそれ自体が伸縮自在となっている放射状のカ
ッタスポーク１６が設けられているとともに、該回転軸
１５の先端には回転軸１５の周辺の地山を掘削し未掘削
部分をなくす中央先行切削ビット２８を設けた構成とし
たから、シールド路線の途中で直径を変化させる地点に
おいて、地盤改良や、シールド機の前面に出てのカッタ
スポークの切断加工作業を行う必要がなく、所定形状の
横坑を未掘削部分を残すことなく掘削でき、したがって
工期を短縮し得る効果があり、新たに立坑を構築する必
要もないので、前述のごとく地盤改良作業やカッタスポ
ークの切断加工作業が必要でないこととが相俟って、工
事費を大幅に低減し得る効果がある。

【００６４】また、本発明の請求項２記載の発明では、
固定スポークの周辺における地山の未掘削部分をなくす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、シールド機の
正面図である。

【図２】図１の縦断側面図である。

【図３】図２に示す隔壁の一つの支持部材を示す斜視図
である。

【図４】図１に示す実施例で用いているカッタスポーク
の拡大縦断側面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図５に示すカッタスポークとは異なる断面形状
の例を示す断面図である。

【図７】シールド路線の途中で大直径の横坑から小直径
の横坑を掘削する場合の段取りの過程を示す縦断側面図
である。

【図８】シールド路線の途中で大直径の横坑の掘削から
小直径の横坑の掘削に移行した状態を示す縦断側面図で
ある。

【図９】図８に続いて小直径の横坑を掘削している状態
を示す縦断側面図である。

【図１０】掘削すべき異径断面の横坑の一例を示す説明
図である。

【図１１】本発明の他の実施例を示すシールド機の正面
図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例を示すもので、カ
ッタスポークの部分の拡大縦断側面図である。

【図１４】本発明シールド機により、曲線部を有する横
坑の掘削例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 異径断面シールド機 ２ 大直径のシールド筒 ３ 隔壁 ４ 隔壁 ５ 支持部材 ６ 支持部材 ７ 支持部材 １０ 小直径のシールド筒の前方部分 １１ 小直径のシールド筒 １４ カッタシャフト １５ 回転軸 １６ カッタスポーク １７ カッタスポークの固定スポーク １７ａ 固定スポークのスライド面 １８ カッタスポークのスライドスポーク ２０ カッタスポーク伸縮ジャッキ ２６ ビット ２８ 中央先行切削ビット ３１ カッタ駆動モータ ３４ 排土装置 ３８ シールド推進ジャッキ ３９ セグメント ４１ シールド筒の前方部分用の押し出し用ジャッキ ４５ シールド推進ジャッキ ４６ セグメント ４７ セグメント ５０ 中央ビット ５１ 余掘り用ビット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 行宏 東京都中央区新川一丁目24番４号 大豊建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−48595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−107691（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190596（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−250196（ＪＰ，Ａ) 実公 平４−2240（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最外周のシールド筒２内に、外周側の隔
   壁３と内周側の隔壁４とが同心円状に設けられ、これら
   各隔壁３、４の間に、前記最外周のシールド筒２から分
   離して前方へ突出可能に小径のシールド筒の前方部分１
   ０が設けられ、かつ前記内周側の隔壁４のほぼ中央部に
   回転自在な回転軸１５が貫設され、この回転軸１５の先
   端部には前記最外周のシールド筒２ないし小径のシール
   ド筒の口径にほぼ適合してそれ自体が伸縮自在となって
   いる放射状のカッタスポーク１６が設けられているとと
   もに、該回転軸１５の先端には回転軸１５の周辺の地山
   を掘削し未掘削部分をなくす中央先行切削ビット２８が
   設けられたことを特徴とする異径断面シールド機。
2. 【請求項２】 回転軸１５の先端部側面であってカッタ
   スポーク間の根元部分に地山側へ突出する中央ビット５
   ０が設けられた請求項１記載の異径断面シールド機。