JPH08326465A - 立坑シールド掘進機及び立坑シールド掘進機の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回収作業時の作業性を向上でき回収後における
防水信頼性を向上できる立坑シールド掘進機及び立坑シ
ールド掘進機の回収方法を提供する。 【構成】カッター上下ジャッキ３０でカッター摺動部材
１１を介しカッター回収リング５１を上方へ引き上げ隔
壁９−ａの貫通部３７に貫入させる。その後スリット５
２を介しカッター回収リング５１上部と壁面３５,３６
とを全周溶接しカッター１とシールド本体４１とを一体
化させる。次に６本のアーム１０のそれぞれをカッター
回収リング５１より上方の部分でガス切断し、またカッ
ター上下ジャッキ３０及びカッター駆動モータ１２の外
周も切断する。その後カッター駆動モータ１２、ベアリ
ング１３、ピニオン１４、ギア１５、カッターリング４
０、カッターアーム１０の上方部分１０Ｕ、カッター摺
動部材１１、カッター上下ジャッキ３０、及びスイベル
ジョイント２３を吊り上げて立坑８外へ回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法によって
下方へと掘進する立坑シールド掘進機に係わり、特に、
カッターが径方向中心部と外周部との間の中間部におい
て駆動部に支持される中間支持方式で、かつ、シールド
本体内部を周囲水から隔離する隔壁を設けた隔壁式の立
坑シールド掘進機及びその回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法によって下方へと掘進する
中間支持方式かつ隔壁式の立坑シールド掘進機を、立坑
掘削終了後に回収する方法に関する公知技術としては、
例えば、以下のものがある。 特開平６−５８０７５号公報 この公知技術は、隔壁上部の各構成要素を解体・回収し
た後、立坑内に注水してシールドを水没させ、水中にお
いて遠隔制御機構を用いてカッターヘッド部分とその周
辺部とを分離し、カッターヘッド部分をクレーンで吊り
上げて地上へと回収するものである。

【０００３】特開平６−１８５２８４号公報 この公知技術は、カッター保持装置を用いてカッター内
周部をカッター外周部から切り放した後、油圧ジャッキ
を作動させてカッター内周部を含むカッター駆動部及び
その上部機器を持ち上げ、その下方に確保された空間に
底版コンクリートを打設することにより、補助工法を用
いることなくかつシールド内部を大気中に維持したまま
の状態で回収を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術には以下の課題が存在する。すなわち、公知技術
においては、シールド内が水没することから、シール
ド内から作業員が退避して遠隔操作とする必要があり、
回収作業時における作業性の向上が困難という課題があ
った。また、公知技術においては、コンクリートを打
設して地下水圧に対するシールを行うことから、上記
のような課題はないものの、打設されたコンクリートの
みによって防水が行われることから、打設後にコンクリ
ートが膨れるいわゆる盤膨れ等の発生を低減し防水信頼
性を向上することが困難である、という課題があった。

【０００５】本発明の目的は、回収作業時の作業性を向
上できるとともに、掘進機回収後における地下水圧に対
する防水信頼性を向上できる立坑シールド掘進機及び立
坑シールド掘進機の回収方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、立坑内に配置されるシールド本体
と、このシールド本体の下方に設けられ立坑内の切羽を
掘削するカッターと、少なくとも一部が前記シールド本
体に設けられ前記カッターを支持するとともに該カッタ
ーを駆動するカッター駆動部とを有し；前記シールド本
体は該シールド本体内部を周囲水から隔離する隔壁を備
えており、前記カッターは、前記カッターの径方向中心
部と外周部との間の中間部において前記カッター駆動部
に支持される立坑シールド掘進機において、前記隔壁の
うち前記カッター駆動部に貫通される貫通部分に設けら
れ、前記立坑シールド掘進機の掘進作業中において前記
貫通部分のシールを行うシール機構と、前記カッター駆
動部に設けられ、前記立坑シールド掘進機の掘進作業中
においては前記隔壁よりも下方に位置するとともに、前
記立坑シールド掘進機の掘進作業終了後には上方へ移動
し前記シール機構とともに前記貫通部分を閉塞可能な閉
塞機構とをさらに有し、かつ、前記カッター駆動部は、
前記カッターを回転させる回転力を発生する回転駆動機
構と、前記カッターの中間部に接続される支持部材を備
え前記回転駆動機構からの回転力を前記カッターへ伝達
する回転伝達機構と、少なくとも前記回転伝達機構の支
持部材を前記隔壁に対して上下動させる上下駆動機構と
を備えており、前記閉塞機構は、前記支持部材に設けら
れ、前記上下駆動機構の動作により上方へ移動可能に構
成されていることを特徴とする立坑シールド掘進機が提
供される。

【０００７】好ましくは、前記立坑シールド掘進機にお
いて、前記閉塞機構は、略円環状の１つのカッター回収
リングであり、前記支持部材は、周方向に互いに分離さ
れ前記カッター回収リングの上側に固定された複数の第
１の接続部材と、周方向に互いに分離され前記カッター
回収リングの下側に固定された複数の第２の接続部材と
から構成されていることを特徴とする立坑シールド掘進
機が提供される。

【０００８】また好ましくは、前記立坑シールド掘進機
において、前記回転駆動機構は回転力を発生するモータ
であり；前記回転伝達機構は、前記第１及び第２の接続
部材と、下端近傍が前記第１の接続部材に固定された略
円環状の１つのカッターリングとを備えており；前記上
下駆動機構は、前記カッターリングが収納されるケース
に一端が固定された上下ジャッキであり；かつ、前記カ
ッター回収リングの内径及び外径は、前記ケースの内径
及び外径と略等しいことを特徴とする立坑シールド掘進
機が提供される。

【０００９】また好ましくは、前記立坑シールド掘進機
において、前記閉塞機構は、略円環状の１つのカッター
回収リングであり、前記支持部材は、周方向に互いに分
離され前記カッター回収リングを挿通するように該カッ
ター回収リングに固定されていることを特徴とする立坑
シールド掘進機が提供される。

【００１０】さらに好ましくは、前記立坑シールド掘進
機において、前記回転駆動機構は回転力を発生するモー
タであり；前記回転伝達機構は、前記支持部材と、下端
近傍が前記支持部材に固定された略円環状の１つのカッ
ターリングとを備えており；前記上下駆動機構は、前記
カッターリングが収納されるケースに一端が固定された
上下ジャッキであり；かつ、前記カッター回収リングの
内径及び外径は、前記ケースの内径及び外径と略等しい
ことを特徴とする立坑シールド掘進機が提供される。

【００１１】さらに好ましくは、前記立坑シールド掘進
機において、前記上下ジャッキは、掘進作業中における
前記隔壁に加わる水圧の大小に応じ前記カッターで掘削
するための第１のストローク量と、掘進作業終了後に前
記カッター回収リングを前記貫通部分に貫入するための
第２のストローク量との和が確保されていることを特徴
とする立坑シールド掘進機が提供される。

【００１２】また好ましくは、前記立坑シールド掘進機
において、前記隔壁の貫通部分近傍の壁面に前記回転伝
達機構を臨むようにそれぞれ開口され、前記シールド本
体内部から該回転伝達機構に対する作業を可能とするス
リットをさらに有することを特徴とする立坑シールド掘
進機が提供される。

【００１３】また上記目的を達成するために、好ましく
は、前記立坑シールド掘進機の構成部材のうち少なくと
も一部の部材を、掘削作業終了後に前記立坑外へ回収す
る立坑シールド掘進機の回収方法において、前記カッタ
ーリングを収納した前記ケースを前記上下ジャッキによ
り上方へ引き上げ、該カッターリングの下端に接続され
た前記複数の第１の接続部材及び複数の支持部材のうち
いずれか一方を上方に移動させる第１の手順と、前記第
１の手順で移動した複数の第１の接続部材及び複数の支
持部材のうちいずれか一方に固定された前記カッター回
収リングと前記貫通部分近傍の壁面とを固着し、前記カ
ッターと前記シールド本体とを一体化させる第２の手順
と、前記複数の第１の接続部材及び複数の支持部材のう
ちいずれか一方のそれぞれを、前記第２の手順で固着さ
れたカッター回収リングより上方の部分で分断し、前記
カッター駆動部を前記分断位置より上方に位置する主要
部と前記分断位置より下方に位置する下方部とに分離す
る第３の手順と、この第３の手順で分離された前記カッ
ター駆動部の主要部を、該主要部を取り囲むシールド本
体壁面から分離した後、該カッター駆動部の主要部を吊
り上げて立坑外へ回収する第４の手順と、を有すること
を特徴とする立坑シールド掘進機の回収方法が提供され
る。

【００１４】

【作用】以上のように構成した本発明の立坑シールド掘
進機においては、掘進作業中は、立坑内のシールド本体
に配置されカッター中間部に連結されたカッター駆動部
の回転機構、例えばモータによって、シールド下方に設
けられたカッターを回転させ立坑内の切羽を掘削する。
このとき、カッター駆動部は、シールド本体内部を周囲
水から隔離する隔壁を貫通して設けられていることか
ら、この隔壁の貫通部分のシールがシール機構で行われ
る。またこのとき、閉塞機構、例えばカッター回収リン
グは、隔壁よりも下方に位置している。そして、所定距
離の掘進作業が終了した後、カッター駆動部に備えられ
た上下駆動機構、例えば上下ジャッキで回転伝達機構を
隔壁に対して上方へ移動させることにより、この回転伝
達機構の支持部材に設けられた閉塞機構が上方へ移動し
てシール機構とともに貫通部分を永続的に閉塞する。し
たがって、隔壁より上方の各構成機器を除去し地上へ回
収しても、重厚な隔壁及び閉塞機構によって隔壁貫通部
の閉塞は永続的に確保される。よって、隔壁上方の各構
成部材の作業員による回収作業が可能となるので作業性
が向上するとともに、回収後における地下水圧に対する
防水信頼性を向上することができる。

【００１５】また、上下ジャッキは、掘進作業中におけ
る隔壁に加わる水圧の大小に応じカッターで掘削するた
めの第１のストローク量と、掘進作業終了後にカッター
回収リングを貫通部分に貫入するための第２のストロー
ク量との和が確保されていることにより、立坑シールド
掘進機の掘進作業中においては、水圧の大小に応じカッ
ターの上下動させてカッターの掘削負荷を調整し、常に
最適な推力を加えた状態で掘削を行うことができる。そ
して、掘進作業が終了した後においては、カッター回収
リングを貫通部分に貫入させて固定し、シール機構とと
もに隔壁貫通部分を永続的に閉塞することができる。さ
らに、隔壁の貫通部分近傍の壁面に回転伝達機構を臨む
ようにそれぞれ開口され、シールド本体内部から回転伝
達機構に対する作業を可能とするスリットをさらに有す
ることにより、掘進作業終了後に回転伝達機構に対して
行う作業、例えば、隔壁貫通部分に貫入されたカッター
回収リングの溶接・固定作業や、カッター回収リングを
溶接した後に行うカッター回収リング上部のアーム切断
作業等を容易に行うことができる。また、立坑シールド
掘進機の回収方法においては、第１の手順で、カッター
リングを収納したケースを上下ジャッキにより上方へ引
き上げ、カッターリングの下端に接続された複数の第１
の接続部材又は支持部材を上方に移動させることによ
り、それらに固定されたカッター回収リングを上方へ移
動させ、貫通部分の位置まで移動させることができる。
そして、第２の手順で、第１の手順で移動したカッター
回収リングと貫通部分近傍の壁面とを固着し、カッター
とシールド本体とを一体化させることにより、固着され
たカッター回収リングは隔壁の一部となり、切羽水圧に
耐えつつシール機構とともに貫通部分を永続的に閉塞す
ることができる。さらに、第３の手順で、複数の第１の
接続部材又は支持部材のそれぞれを、第２の手順で溶接
されたカッター回収リングより上方の部分で分断し、カ
ッター駆動部を分断位置より上方に位置する主要部と分
断位置より下方に位置する下方部とに分離することによ
り、略円環状の部材でなく第１の接続部材又は支持部材
をそれぞれ分断すれば足りることから、全周分断を行わ
ねばならない場合に比し、分断作業を容易に行うことが
できる。また、第４の手順で、第３の手順で分離された
主要部を、その主要部を取り囲むシールド本体壁面から
分離した後、吊り上げて立坑外へ回収することにより、
モータ等を備え最も高価であるカッター駆動部の主要部
を回収するとともに、残存する下方部を隔壁のシールに
寄与させ、さらに下方のカッターを立坑底部構造物とし
て残存させることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図１０によ
り説明する。本実施例による立坑シールド掘進機の全体
構造を表す側断面図を図１に示す。図１において、本実
施例による立坑シールド掘進機１００は、図示しない吊
架手段（例えばワイヤ、ジャッキ等）を介して立坑８の
上部より全体が吊り下げられており、概略的に言うと、
立坑８内に配置された円筒状のシールド本体４１と、こ
のシールド本体４１の下方すなわち立坑シールド掘進機
１００の最下部に設けられ立坑８内の切羽７を掘削する
カッター１と、大部分がシールド本体４１に設けられカ
ッター１を駆動するカッター駆動部２と、シールド本体
４１における外周部分に設けられるとともにシールド本
体４１を下方へ押圧するシールドジャッキ２０を備え、
シールド本体４１を掘進方向（図示下方）へ推進させる
シールド推進部３と、シールド本体４１に設けられ、シ
ールドジャッキ２０が下方へ押圧力を作用させるための
反力を与えるセグメント５を組み立てるエレクター２１
を備えたセグメント組立部４と、カッター１により掘削
された土砂を吸い込んで泥水として排出する３本の土砂
吸込配管６−ａ,６−ｂ,６−ｃとを有する。

【００１７】シールド本体４１は、シールド本体４１内
部を周囲水から隔離する隔壁９−ａ,９−ｂ,９−ｃを備
えており、言い換えれば、これら隔壁９−ａ,９−ｂ,９
−ｃにより、立坑８の坑内と切羽７とが隔離されること
となる。また隔壁９−ｂの高さは、径方向外側に隣接す
る隔壁９−ａの高さよりも高くなっている。また、エレ
クター２１は、カッター駆動部２の外壁部にあたる構成
部材２Ａに装着されている。

【００１８】土砂吸込配管６−ａ,６−ｂ,６−ｃは、一
端がカッタースポーク１Ｂの下面近傍に開口して吸込口
１９−ａ,１９−ｂ,１９−ｃを形成している。吸込口１
９−ａ,１９−ｂ,１９−ｃは、カッター１のカッタース
ポーク１Ｂの下面（斜面）近傍において、半径方向にほ
ぼ等間隔となるように配置されている。また、土砂吸込
配管６−ａ,６−ｂ,６−ｃの中間部は、カッター１の中
心軸近傍のセンターシャフト内２２に集められて束ねら
れ、隔壁９−ｂの中心近傍を貫通するように配置されて
いる。そして、スイベルジョイント２３の下方において
分岐管３３−ａ及び図示しない分岐管３３−ｂ，３３−
ｃが分岐されており、かつ分岐管３３−ａ,３３−ｂ，
３３−ｃには、それぞれを開閉可能なバルブ３４−ａ及
び図示しないバルブ３４−ｂ，３４−ｃが設けられてい
る。これら土砂吸込配管６−ａ,６−ｂ,６−ｃによる排
泥は、以下のような送排水システムにおいて行われる。
すなわち、立坑８上部に設けた図示しない水タンクから
送水管１６を介して切羽７に水が送られ、このとき切羽
７は地下水位に０．２ｋｇｆ／ｃｍ²を加えた水圧とな
るように水タンクの上下位置を決定する。これは、地下
水位よりやや高い水圧を切羽に加えることにより、切羽
部での湧水による土砂の湧き上がりを抑え、切羽の側壁
及び底板の土砂崩壊を防止するためである。切羽７から
の掘削土砂を含む泥水は、土砂吸込配管６−ａ,６−ｂ,
６−ｃの一端に設けた吸込口１９−ａ,１９−ｂ,１９−
ｃから土砂吸込配管６−ａ,６−ｂ,６−ｃ内へと吸引さ
れる。土砂吸込配管６−ａ,６−ｂ,６−ｃの他端はスイ
ベルジョイント２３を介して対応する上部配管５６−
ａ,５６−ｂ,５６−ｃに接続されており、さらに、それ
ぞれ別個独立して立坑８上に設置された図示しない３つ
のサクションポンプに接続されている。スイベルジョイ
ント２３は回転継手の一種であり、カッター１とともに
回転する土砂吸込配管６−ａ,ｂ,ｃからの泥水を、構造
物に固定されている上部配管５６−ａ,ｂ,ｃにそれぞれ
円滑に導く機能を備えている。これらサクションポンプ
により吸い上げられた泥水は、立坑８上に設けられた図
示しない泥水処理設備で処理された後に水タンクへ導か
れ、再び送水管１６によって切羽７へと還流させられ
る。

【００１９】カッター１は、径方向中心に向かって下方
に傾斜する形状のカッタースポーク１Ｂにカッタービッ
ト１７,１８が設けられている。また、大径立坑シール
ドであることから、掘削土量の多い外周側カッタースポ
ーク１Ｂの傾斜角度を内周側カッタースポーク１Ｂの傾
斜角度より急角度にしてある。さらにこのとき、土砂吸
込口１９−ａ,１９−ｂ,１９−ｃの付近のカッタービッ
ト１８は、カッタースポーク１Ｂからより長く下方へ飛
び出している。またカッター１は、径方向最外周１Ａの
高さ方向位置が、シールド本体４１の最下端、すなわち
隔壁９−ａの高さ方向位置よりも高くなるように配置さ
れている。さらにカッター１は、カッター駆動部２に備
えられたカッター上下ジャッキ３０により上下自在に吊
り下げられるとともに、カッター駆動モータ１２の回転
力で駆動される。このようなカッター駆動部２の詳細構
造を表す側断面図を図２に示す。図２及び図１におい
て、カッター１は、径方向中心部と外周部との間の中間
部１Ｃにおいて６本のカッターアーム１０により中間支
持され、略円環状の１つのカッターリング４０を介して
ベアリング１３に装着されている。カッターアーム１０
の中途には１つのカッター回収リング５１が挿通された
形状で固定されており、すなわちカッター回収リング５
１の上方・下方がそれぞれ６本のカッターアーム１０で
つながっている。このカッター回収リング５１は略円環
状に製作されており、その内外径は後述するカッター摺
動部材１１のシール部分の内径・外径とほぼ同じに加工
されている。またベアリング１３の外周側にはギア１５
が切ってあり、このギア１５にカッター駆動モータ１２
に装着されたピニオン１４が噛合している。カッターリ
ング４０、ベアリング１３、カッター駆動モータ１２は
カッター摺動部材１１（図２中網かけ部で示す）に設置
されており、カッター上下ジャッキ３０により上下に摺
動する。また、カッター摺動部材１１の外周部には、シ
ールド本体４１側の出っ張り４２とかみ合う溝４３が切
ってあり、カッター１の回転による反力をシールド本体
４１に伝えている（出っ張り４２とかみ合う溝４３は全
周に４箇所ある）。さらに、カッターリング４０のカッ
ターアーム１０側にはカッターリング４０と摺動部材１
１との間のシールを行うカッター１回転用のシール３２
が取り付けてあり、カッター摺動部材１１の切羽７側の
外周にはカッター摺動部材１１と貫通部３７近傍の壁面
３５,３６との間のシールを行う摺動部材用シール３１
が取り付けられている。さらに、カッター摺動部材１１
が内挿されて摺動する壁面３５,３６には、カッター摺
動部材１１を臨むように複数のスリット５２が開口され
ている。これにより、後述するカッター回収リング５１
の溶接作業や、このカッター回収リング５１を溶接した
後に行うカッター回収リング５１上部のアーム１０切断
作業を容易に行うことができる。

【００２０】また、カッター駆動部２は、上記のように
摺動する構造であることから通常より上下方向に若干長
くなる。一方で、シールド推進部３及びセグメント組立
部４は、シールド本体４１におけるカッター駆動部２か
ら径方向外側に配置され、またシールド推進部３の上方
にセグメント組立部４が配置されている。そしてこのと
き、セグメント組立部４の上端がカッター駆動部２の上
端より低い位置にあり、シールド推進部３の下端がカッ
ター駆動部２のうちシールド本体４１内の部分２Ｂの下
端より高い位置にある。すなわち、長くなったカッター
駆動部２のうちシールド本体４１内の部分２Ｂの上下方
向高さ範囲の中に、セグメント組立部４及びシールド推
進部３を収めている。

【００２１】上記構成における掘進動作を以下に説明す
る。立坑シールド掘進機１００全体に関し上下方向に加
わる力として、図示しない吊架手段を介し立坑８の上部
より全体が吊り下げられ、上方への吊架力が加えられて
いる。また、シールド断面積に相当する部分の水圧が上
方へかかっている。また、立坑シールドの全体重量が下
方にかかっている。一方、カッター１の上下動に関し加
わる力としては、カッター摺動部材１１下部のドーナツ
状の水平断面積分の水圧揚力が、上方へ向かって作用し
ている。したがって、まず、上記したカッター１にかか
る上方への水圧揚力が小さい地表付近において、吊架手
段による上方への吊架力によってカッター１の自重を緩
和して自重の一部のみを加え、カッターの地山への押し
付け力が掘削に最適な大きさになるように調整しつつ、
カッター１を回転しながら下方へ向かって掘削する。図
１はこのような通常掘削時においてカッター１が最も上
方の位置である上限位置にある状態を示しており、この
位置より下方に向かって掘削を行う。このとき、カッタ
ー駆動部２は、隔壁９−ａを貫通して設けられているこ
とから、この貫通部３７のシールが摺動部材用シール３
１で行われる。そしてカッター回収リング５１は、隔壁
９ａよりも下方に位置している。なお、カッター上下ジ
ャッキ３０は、この通常掘削時におけるカッター上限位
置におけるストロークと、後述する回収時においてさら
にカッターを引き上げることができるストロークとの和
が確保されている。すなわち、カッター１で掘削するた
めのストローク量と、掘進作業終了後にカッター回収リ
ング５１（後述）を貫通部分に貫入するためのストロー
ク量との和が確保されているこのようにしてカッター上
下ジャッキ３０でカッター１を吊り下ろしながら、カッ
ター１である距離を掘削後、カッター１をカッター上下
ジャッキ３０で引き上げ、カッターで掘り下げた分、シ
ールドを吊り下げている吊架手段を延ばし、全体の自重
でシールド本体４１を推進させる。そして、シールド本
体４１が所定距離推進したところでセグメント５をエレ
クター２１により組み立てる。

【００２２】上記手順を繰り返して掘進していくが、下
方より隔壁９−ａ,９−ｂ,９−ｃにかかる水圧力が、掘
進していくにしたがい地下水圧が大きくなるため増大
し、シールド自重で下部へ推進できなくなる。その時点
で、シールドジャッキ２０による推進を行う。すなわ
ち、カッター１である距離を掘削後、カッター１をカッ
ター上下ジャッキ３０で引き上げ、カッター１で掘り下
げた分シールドジャッキ２０でシールド本体４１を推進
させることになる。そして上記同様、シールド本体４１
が所定距離推進したところでセグメント５をエレクター
２１により組み立てる。

【００２３】また、一定の深度まで達して、前述したカ
ッター１に下方からかかる水圧力が、カッター自重より
大きくなった場合は、掘削時に、（水圧揚力）−（カッ
ター自重）＋（カッターの摺動抵抗力）＋（最適荷重）
に等しい推力でカッター上下ジャッキ３０でカッター１
を切羽７の前面に押し付けつつ、カッター１を回転させ
て掘削を行う。つまり、水圧揚力がカッター自重より大
きくなりカッターが浮いた状況となるのでカッター上下
ジャッキ３０でカッターを最適荷重で地山に押し付けな
がら掘削するのである。ここで、最適荷重とは、カッタ
ー１が能率よく掘削するのに最も適した荷重のことであ
る。このとき、カッター１のトルクはカッター１の切羽
７への押付力や排土状況により細かく変化するので、カ
ッター１推力の変化のみでなくトルク変化を見ながらカ
ッター上下ジャッキ３０のストローク量を調整する。こ
れにより、カッター１の掘削負荷を調整し、常に最適な
推力を加えた状態で掘削を行うことができる。

【００２４】次に、本実施例の要部である、所定の掘進
作業終了後の立坑シールド掘進機１００における回収作
業の手順を、図１〜図１０により説明する。上述した掘
進作業がすべて終了すると、図１に示した状態となる。
そしてまず、シールド本体４１の外周近傍に配置されて
いるエレクター２１及びシールドジャッキ２０を取り外
す。そして弁４４より上部の送水管１６を取り外す。こ
れら取り外した後の状態を図３に示す。

【００２５】次に、カッター上下ジャッキ３０によりカ
ッター摺動部材１１を隔壁９−ａ,ｂ,ｃに対して上方へ
引き上げ、カッター１を所定距離引き上げる。この状態
を図４に示す。このとき、カッターリング４０に固定さ
れた６本のアーム１０を介しカッター回収リング５１も
上方へ引き上げられ、隔壁９−ａの貫通部３７に貫入す
る。この部分の詳細拡大図を図５に示す。図５に示すよ
うに、カッター回収リング５１は、貫通部３７近傍に設
けられている摺動部材用シール３１とともに、貫通部３
７を閉塞する役割を果たす。

【００２６】そしてこのカッター回収リング５１が貫入
した状態で、スリット５２を介し、カッター回収リング
５１上部と貫通部３７近傍の壁面３５,３６とを全周溶
接し、カッター１とシールド本体４１とを一体化させ
る。この溶接部分付近の詳細構造を図６に示す。図６に
示すように、内側溶接部３９及び外側溶接部３８におい
て全周溶接されたカッター回収リング５１は、隔壁９−
ａの一部となり、切羽水圧に耐えつつ摺動部材用シール
３１とともに貫通部３７を永続的に閉塞することができ
る。なおこのとき、摺動部材１１は上方へ移動している
ことから、摺動部材用シール３１は摺動部材１１とはも
はや接していない。

【００２７】さらに次に、弁４４を介し送水管１６内に
固化材を注入し、また弁３３−ａ,ｂ,ｃを介し土砂吸込
配管６−ａ,ｂ,ｃ内に固化材を注入する。この状態を図
７に示す。これにより、送水管１６及び土砂吸込配管６
−ａ,ｂ,ｃ内に固化材を充填して固化させ、隔壁９−
ａ,ｂ,ｃ下方からの土砂や泥水等が隔壁９−ａ,ｂ,ｃよ
り上方に流入するのを防止することができる。なお土砂
吸込配管６−ａ,ｂ,ｃ内を固化させた後に、スイベルジ
ョイント２３下方にある取付ボルト（図示せず）を取り
外しておく。

【００２８】また次に、６本のアーム１０のそれぞれ
を、溶接されたカッター回収リング５１より上方の部分
でスリット５２を介しガス切断し、この切断位置１０Ａ
より上方に位置する部分１０Ｕと切断位置１０Ａより下
方に位置する部分１０Ｌとに分離する。このアーム１０
の切断位置１０Ａ近傍の詳細構造を図８に示す。図８に
示すような切断作業において、６本のアーム１０をそれ
ぞれ切断すれば足りることから、略円環状の部材（例え
ばカッターリング４０）の全周切断を行わねばならない
場合に比し、切断作業を容易に行うことができる。そし
てこのとき、図９に示すように、カッター上下ジャッキ
３０及びカッター駆動モータ１２等の外周を取り囲むシ
ールド本体４１壁面を切断する。

【００２９】その後、カッター駆動部２の大部分（カッ
ター駆動モータ１２、ベアリング１３、ピニオン１４、
ギア１５、カッターリング４０、カッターアーム１０の
上方部分１０Ｕ、カッター摺動部材１１、カッター上下
ジャッキ３０）を吊り上げて立坑８外へ回収する。これ
により、最も高価であるカッター駆動部２の主要部を回
収するとともに、下方に残存するカッター回収リング５
１を隔壁９−ａのシールに寄与させ、さらに下方のカッ
ター１を立坑８底部構造物として残存させる。そしてま
た、前述したように取付ボルトが既に外されているスイ
ベルジョイント２３を吊り上げて立坑８外に回収する。
この手順を図１０に示す。

【００３０】以上のように構成した本実施例によれば、
回収後も、重厚な隔壁９−ａ,ｂ,ｃ及びカッター回収リ
ング５１によって隔壁貫通部３７の閉塞は永続的に確保
されるので、隔壁９−ａ,ｂ,ｃ上方で作業員による回収
作業が可能となって作業性が向上するとともに、回収後
における地下水圧に対する防水信頼性を向上することが
できる。またこのとき、従来必要であったコンクリート
の打設を省略し、隔壁９−ａ,ｂ,ｃ及び隔壁９−ａ,ｂ,
ｃより下方にあるカッター１等のみによって防水を行う
ことも可能となる。また、隔壁９−ａ,ｂ,ｃの内側にコ
ンクリート打設を行うことで防水をさらに確実にする場
合であっても、隔壁９−ａ,ｂ,ｃ内側に水が侵入しない
ことから、打設コンクリートのみで防水を行う場合のよ
うに速硬性の特殊コンクリートを用いる必要がなく、通
常のコンクリートを用いれば足りる。さらに、隔壁９−
ａ,ｂ,ｃの外側にコンクリート打設を行ってさらなる防
水の万全を期す場合であっても、重厚な隔壁及び上方構
造物が鉄骨の役割を果たすのでコンクリートの盤膨れ等
の心配が一切なく、信頼性をさらに高めることができ
る。

【００３１】なお、上記実施例においては、カッター回
収リング５１の上方・下方がそれぞれ６本のカッターア
ーム１０でつながり、カッター回収リング５１がこれら
カッターアーム１０に挿通された形状で固定されていた
が、これに限られない。すなわち、カッター回収リング
５１の上部に固定されたアームと、カッター回収リング
５１の下部に固定されたアームとの個数・形状・固定位
置が異なってもよい。また、これらは、水平断面が円形
である丸棒のアームにも限られず、周方向に互いに分離
された部材であれば足りる。これらの場合も同様の効果
を得る。また、上記実施例においては、カッター回収リ
ング５１上部と貫通部３７近傍の壁面３５,３６とを溶
接したが、これに限られず、ボルト止め等他の固着方法
でもよい。さらに、上記実施例においては、６本のアー
ム１０のそれぞれを、溶接されたカッター回収リング５
１より上方の部分でスリット５２を介しガス切断した
が、これに限られず、もともとこの位置でボルト止め等
で結合されているアームを用い、切断のかわりにこの結
合を外して分断してもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、隔壁より上方の各構成
機器を除去し地上へ回収しても、重厚な隔壁及び閉塞機
構によって隔壁貫通部の閉塞は永続的に確保されるの
で、隔壁上方の各構成部材の作業員による回収作業が可
能となって作業性が向上するとともに、回収後における
地下水圧に対する防水信頼性を向上することができる。
またこのとき、従来必要であったコンクリートの打設を
省略し、隔壁及び隔壁より下方にあるカッター等のみに
よって防水を行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による立坑シールド掘進機の
全体構造を表す側断面図である。

【図２】図１に示されたカッター駆動部の詳細構造を表
す側断面図である。

【図３】図１に示された立坑シールド掘進機の回収作業
のうち、エレクター、シールドジャッキ及び送水管の一
部を取り外した状態を示す図である。

【図４】図３に示された手順の後、さらにカッター上下
ジャッキでカッターを所定距離引き上げた状態を示す図
である。

【図５】図４に示された状態における、カッター回収リ
ングが隔壁貫通部に貫入した部分の詳細拡大図である。

【図６】図５に示された手順の後、カッター回収リング
上部と貫通部近傍壁面を全周溶接した状態を示す図であ
る。

【図７】図６に示された手順の後、送水管及び土砂吸込
配管に固化材を注入した状態を示す図である。

【図８】図７に示された手順の後、アームをガス切断し
た状態を示す図である。

【図９】図７に示された手順の後、カッター上下ジャッ
キ及びカッター駆動モータの外周を切断した状態を示す
図である。

【図１０】図８及び図９に示された手順の後、カッター
駆動部の大部分及びスイベルジョイントを回収する手順
を示す図である。

【符号の説明】

１ カッター １Ｃ 中間部 ２ カッター駆動部 ３ シールド推進部 ４ セグメント組立部 ６−ａ,ｂ,ｃ 土砂吸込配管 ７ 切羽 ８ 立坑 ９−ａ,ｂ,ｃ 隔壁 １０ カッターアーム １１ カッター摺動部材（ケース） １２ カッター駆動モータ １３ ベアリング １４ ピニオン １５ ギア １６ 送水管 １９−ａ,ｂ,ｃ 吸込口 ２０ シールドジャッキ ２１ エレクター ２３ スイベルジョイント ３０ カッター上下ジャッキ ３１ 摺動部材用シール（シール機構） ３３−ａ,ｂ,ｃ 分岐管 ３４−ａ,ｂ,ｃ バルブ ３５ 貫通部近傍の壁面 ３６ 貫通部近傍の壁面 ３７ 貫通部 ４０ カッターリング ４１ シールド本体 ５１ カッター回収リング（閉塞機構） ５２ スリット １００ 立坑シールド掘進機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川濱 隆司 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 西岡 巌 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 新井 立夫 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 小田 尚和 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立坑内に配置されるシールド本体と、こ
   のシールド本体の下方に設けられ立坑内の切羽を掘削す
   るカッターと、少なくとも一部が前記シールド本体に設
   けられ前記カッターを支持するとともに該カッターを駆
   動するカッター駆動部とを有し；前記シールド本体は該
   シールド本体内部を周囲水から隔離する隔壁を備えてお
   り、前記カッターは、前記カッターの径方向中心部と外
   周部との間の中間部において前記カッター駆動部に支持
   される立坑シールド掘進機において、 前記隔壁のうち前記カッター駆動部に貫通される貫通部
   分に設けられ、前記立坑シールド掘進機の掘進作業中に
   おいて前記貫通部分のシールを行うシール機構と、 前記カッター駆動部に設けられ、前記立坑シールド掘進
   機の掘進作業中においては前記隔壁よりも下方に位置す
   るとともに、前記立坑シールド掘進機の掘進作業終了後
   には上方へ移動し前記シール機構とともに前記貫通部分
   を閉塞可能な閉塞機構とをさらに有し、 かつ、前記カッター駆動部は、前記カッターを回転させ
   る回転力を発生する回転駆動機構と、前記カッターの中
   間部に接続される支持部材を備え前記回転駆動機構から
   の回転力を前記カッターへ伝達する回転伝達機構と、少
   なくとも前記回転伝達機構の支持部材を前記隔壁に対し
   て上下動させる上下駆動機構とを備えており、 前記閉塞機構は、前記支持部材に設けられ、前記上下駆
   動機構の動作により上方へ移動可能に構成されているこ
   とを特徴とする立坑シールド掘進機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の立坑シールド掘進機にお
   いて、前記閉塞機構は、略円環状の１つのカッター回収
   リングであり、前記支持部材は、周方向に互いに分離さ
   れ前記カッター回収リングの上側に固定された複数の第
   １の接続部材と、周方向に互いに分離され前記カッター
   回収リングの下側に固定された複数の第２の接続部材と
   から構成されていることを特徴とする立坑シールド掘進
   機。
3. 【請求項３】 請求項２記載の立坑シールド掘進機にお
   いて、前記回転駆動機構は回転力を発生するモータであ
   り；前記回転伝達機構は、前記第１及び第２の接続部材
   と、下端近傍が前記第１の接続部材に固定された略円環
   状の１つのカッターリングとを備えており；前記上下駆
   動機構は、前記カッターリングが収納されるケースに一
   端が固定された上下ジャッキであり；かつ、前記カッタ
   ー回収リングの内径及び外径は、前記ケースの内径及び
   外径と略等しいことを特徴とする立坑シールド掘進機。
4. 【請求項４】 請求項１記載の立坑シールド掘進機にお
   いて、前記閉塞機構は、略円環状の１つのカッター回収
   リングであり、前記支持部材は、周方向に互いに分離さ
   れ前記カッター回収リングを挿通するように該カッター
   回収リングに固定されていることを特徴とする立坑シー
   ルド掘進機。
5. 【請求項５】 請求項４記載の立坑シールド掘進機にお
   いて、前記回転駆動機構は回転力を発生するモータであ
   り；前記回転伝達機構は、前記支持部材と、下端近傍が
   前記支持部材に固定された略円環状の１つのカッターリ
   ングとを備えており；前記上下駆動機構は、前記カッタ
   ーリングが収納されるケースに一端が固定された上下ジ
   ャッキであり；かつ、前記カッター回収リングの内径及
   び外径は、前記ケースの内径及び外径と略等しいことを
   特徴とする立坑シールド掘進機。
6. 【請求項６】 請求項３又は５記載の立坑シールド掘進
   機において、前記上下ジャッキは、掘進作業中における
   前記隔壁に加わる水圧の大小に応じ前記カッターで掘削
   するための第１のストローク量と、掘進作業終了後に前
   記カッター回収リングを前記貫通部分に貫入するための
   第２のストローク量との和が確保されていることを特徴
   とする立坑シールド掘進機。
7. 【請求項７】 請求項１記載の立坑シールド掘進機にお
   いて、前記隔壁の貫通部分近傍の壁面に前記回転伝達機
   構を臨むようにそれぞれ開口され、前記シールド本体内
   部から該回転伝達機構に対する作業を可能とするスリッ
   トをさらに有することを特徴とする立坑シールド掘進
   機。
8. 【請求項８】 請求項３又は５記載の立坑シールド掘進
   機の構成部材のうち少なくとも一部の部材を、掘削作業
   終了後に前記立坑外へ回収する立坑シールド掘進機の回
   収方法において、 前記カッターリングを収納した前記ケースを前記上下ジ
   ャッキにより上方へ引き上げ、該カッターリングの下端
   に接続された前記複数の第１の接続部材及び複数の支持
   部材のうちいずれか一方を上方に移動させる第１の手順
   と、 前記第１の手順で移動した複数の第１の接続部材及び複
   数の支持部材のうちいずれか一方に固定された前記カッ
   ター回収リングと前記貫通部分近傍の壁面とを固着し、
   前記カッターと前記シールド本体とを一体化させる第２
   の手順と、 前記複数の第１の接続部材及び複数の支持部材のうちい
   ずれか一方のそれぞれを、前記第２の手順で固着された
   カッター回収リングより上方の部分で分断し、前記カッ
   ター駆動部を前記分断位置より上方に位置する主要部と
   前記分断位置より下方に位置する下方部とに分離する第
   ３の手順と、 この第３の手順で分離された前記カッター駆動部の主要
   部を、該主要部を取り囲むシールド本体壁面から分離し
   た後、該カッター駆動部の主要部を吊り上げて立坑外へ
   回収する第４の手順と、を有することを特徴とする立坑
   シールド掘進機の回収方法。