JPH11294077A - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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- JPH11294077A JPH11294077A JP9900298A JP9900298A JPH11294077A JP H11294077 A JPH11294077 A JP H11294077A JP 9900298 A JP9900298 A JP 9900298A JP 9900298 A JP9900298 A JP 9900298A JP H11294077 A JPH11294077 A JP H11294077A
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- Japan
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- shield
- widening
- shield machine
- segment
- excavation
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シールド掘進機全体の剛性が高く、大幅な拡
幅施工を行うことができるとともに、シールドの前,後
で拡幅量を変化させることができるシールド掘進機を提
供することを目的とする。 【解決手段】 メインカッター1にシールドの径方向に
伸縮自在な余掘り装置2を取付け、更に、シールドの中
胴部に直角に建てられた支柱6とシールド前胴部の隔壁
4との上,下に、前面にサブカッター5kを備えた平板
状の上,下の水平フレーム5A,5Bを設け、上記上,
下の水平フレーム5A,5Bの内側の前,後方向にそれ
ぞれ2個ずつ備えられたスライドジャッキ7により、
左,右の拡幅胴3L,3Rをシールドの掘削方向の左,
右に移動させるとともに、拡幅量をシールド推進機20
の前,後方向で可変できるようにした。
幅施工を行うことができるとともに、シールドの前,後
で拡幅量を変化させることができるシールド掘進機を提
供することを目的とする。 【解決手段】 メインカッター1にシールドの径方向に
伸縮自在な余掘り装置2を取付け、更に、シールドの中
胴部に直角に建てられた支柱6とシールド前胴部の隔壁
4との上,下に、前面にサブカッター5kを備えた平板
状の上,下の水平フレーム5A,5Bを設け、上記上,
下の水平フレーム5A,5Bの内側の前,後方向にそれ
ぞれ2個ずつ備えられたスライドジャッキ7により、
左,右の拡幅胴3L,3Rをシールドの掘削方向の左,
右に移動させるとともに、拡幅量をシールド推進機20
の前,後方向で可変できるようにした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの半径方
向に拡幅可能なシールド掘進機の構造に関するものであ
る。
向に拡幅可能なシールド掘進機の構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図16は、例えば、特開昭58−207
494号公報に記載された円形断面を有し、シールドの
半径方向を拡幅する機構を有するシールド掘進機の概略
を示す図で、シールド本体50の前面に設けられたメイ
ンカッター51の後部に、密閉箱型構造の拡幅胴52
(図の太線部)を設け、この拡幅胴52の内部に、それ
ぞれに拡幅余掘り用のカッターディスク53を備えた複
数の拡幅余堀手段54を円弧状に配置して収納するとと
もに、上記拡幅胴52をシールド本体50の半径方向に
移動させてトンネルの拡幅施工を行うものである。図1
7(a)は、拡幅胴52の移動機構を示す図で、拡幅胴
52はシールドの半径方向に移動させるための拡幅ジャ
ッキ55を有し、拡幅余掘りを行う場合には、図17
(b)に示すように、上記拡幅ジャッキ55を伸長さ
せ、シールド本体50のガイド部50sに収納されてい
る拡幅胴52のスライド部52sを上記ガイド部50s
に沿って移動させ、上記拡幅胴52をシールド本体50
から半径方向に突出させるようにしている。なお、拡幅
胴52側のシールド推進ジャッキ56及びエレクタ57
とを収納している拡幅胴52の後部胴50aも、シール
ドの半径方向に移動可能で、拡幅施工時には、後部胴5
0aも拡幅胴52と同型に拡幅し、シールド後部におい
て、セグメント58を組立るようにしている。
494号公報に記載された円形断面を有し、シールドの
半径方向を拡幅する機構を有するシールド掘進機の概略
を示す図で、シールド本体50の前面に設けられたメイ
ンカッター51の後部に、密閉箱型構造の拡幅胴52
(図の太線部)を設け、この拡幅胴52の内部に、それ
ぞれに拡幅余掘り用のカッターディスク53を備えた複
数の拡幅余堀手段54を円弧状に配置して収納するとと
もに、上記拡幅胴52をシールド本体50の半径方向に
移動させてトンネルの拡幅施工を行うものである。図1
7(a)は、拡幅胴52の移動機構を示す図で、拡幅胴
52はシールドの半径方向に移動させるための拡幅ジャ
ッキ55を有し、拡幅余掘りを行う場合には、図17
(b)に示すように、上記拡幅ジャッキ55を伸長さ
せ、シールド本体50のガイド部50sに収納されてい
る拡幅胴52のスライド部52sを上記ガイド部50s
に沿って移動させ、上記拡幅胴52をシールド本体50
から半径方向に突出させるようにしている。なお、拡幅
胴52側のシールド推進ジャッキ56及びエレクタ57
とを収納している拡幅胴52の後部胴50aも、シール
ドの半径方向に移動可能で、拡幅施工時には、後部胴5
0aも拡幅胴52と同型に拡幅し、シールド後部におい
て、セグメント58を組立るようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のシールド掘進機は、スライド部52s及びガイド部
50sの剛性がないので、強度的に弱く、また、スライ
ド部52sの長さが構造上制限されるので、拡幅量を大
きくできないという問題点があった。また、トンネルの
拡幅幅が大きい場合には、円形断面を有するトンネルの
一般部と掘削断面が広がった拡幅部との間に拡幅幅が徐
々に変化するテーパ部を設けてトンネルの掘進を行う方
法があるが、上記従来のシールド掘進機では、拡幅胴5
2と後部胴50aとは、それぞれ独立して拡幅量を変化
させる構造になっているので、拡幅時におけるシールド
本体50は、シールドの前,後方向で平行に拡幅された
形状となるため、上記従来のシールド掘進機をテーパ部
が設けられたトンネル形状に沿って掘進させることがで
きなかった。すなわち、上記テーパ部において、従来の
シールド掘進機を左,右の胴部が平行な状態で掘進させ
た場合には、余掘量を多くする必要があるだけでなく、
掘進の結果、シールド掘進機と地山との間に大きなクリ
アランスが生じ、地山の安定が難しくなるという問題点
があった。
成のシールド掘進機は、スライド部52s及びガイド部
50sの剛性がないので、強度的に弱く、また、スライ
ド部52sの長さが構造上制限されるので、拡幅量を大
きくできないという問題点があった。また、トンネルの
拡幅幅が大きい場合には、円形断面を有するトンネルの
一般部と掘削断面が広がった拡幅部との間に拡幅幅が徐
々に変化するテーパ部を設けてトンネルの掘進を行う方
法があるが、上記従来のシールド掘進機では、拡幅胴5
2と後部胴50aとは、それぞれ独立して拡幅量を変化
させる構造になっているので、拡幅時におけるシールド
本体50は、シールドの前,後方向で平行に拡幅された
形状となるため、上記従来のシールド掘進機をテーパ部
が設けられたトンネル形状に沿って掘進させることがで
きなかった。すなわち、上記テーパ部において、従来の
シールド掘進機を左,右の胴部が平行な状態で掘進させ
た場合には、余掘量を多くする必要があるだけでなく、
掘進の結果、シールド掘進機と地山との間に大きなクリ
アランスが生じ、地山の安定が難しくなるという問題点
があった。
【0004】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、シールド掘進機全体の剛性を高くし、大幅な拡
幅施工を行うことができるとともに、シールドの前,後
でシールド胴部の拡幅量を変化させることができるシー
ルド掘進機を提供することを目的とする。
もので、シールド掘進機全体の剛性を高くし、大幅な拡
幅施工を行うことができるとともに、シールドの前,後
でシールド胴部の拡幅量を変化させることができるシー
ルド掘進機を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のシールド掘進機は、シールド胴部を間隔をおいて設け
られた2つの平板状の第1の胴部と、上記第1の胴部の
間に設けられた第2の胴部とから構成するとともに、上
記第2の胴部をシールド掘進機の径方向に移動させる手
段を設けたものである。
のシールド掘進機は、シールド胴部を間隔をおいて設け
られた2つの平板状の第1の胴部と、上記第1の胴部の
間に設けられた第2の胴部とから構成するとともに、上
記第2の胴部をシールド掘進機の径方向に移動させる手
段を設けたものである。
【0006】本発明の請求項2に記載のシールド掘進機
は、上記2つの第1の胴部を支持部材で連結することに
よりシールド胴部を補強するようにしたものである。
は、上記2つの第1の胴部を支持部材で連結することに
よりシールド胴部を補強するようにしたものである。
【0007】本発明の請求項3に記載のシールド掘進機
は、上記2つの第1の胴部の外側同士の間隔をメインカ
ッターの直径にほぼ等しくするとともに、上記第2の胴
部の外形をメインカッターの半径にほぼ等しい径を有す
る円弧状としたものである。
は、上記2つの第1の胴部の外側同士の間隔をメインカ
ッターの直径にほぼ等しくするとともに、上記第2の胴
部の外形をメインカッターの半径にほぼ等しい径を有す
る円弧状としたものである。
【0008】本発明の請求項4に記載のシールド掘進機
は、シールド胴部にシールド掘進機の半径方向に拡幅す
る拡幅胴を設けるとともに、上記拡幅胴を移動させる手
段をシールド掘進機の前,後にそれぞれ設け、上記拡幅
胴部の拡幅量をシールド掘進機の前,後で可変できるよ
うにしたものである。
は、シールド胴部にシールド掘進機の半径方向に拡幅す
る拡幅胴を設けるとともに、上記拡幅胴を移動させる手
段をシールド掘進機の前,後にそれぞれ設け、上記拡幅
胴部の拡幅量をシールド掘進機の前,後で可変できるよ
うにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係わるシールド掘進機20の構成を示す図で、図1
(a)は全体断面図、図1(b)は正面図である。図に
おいて、1はシールド掘進機20の前面に取付けられ切
り羽を掘削するメインカッター、2は上記メインカッタ
ー1に取付けられ上記メインカッター1の径方向(シー
ルドの径方向)に伸縮自在な1対の余堀装置、3L,3
Rはそれぞれ左,右に移動する断面が円弧状の左,右の
拡幅胴、4は上記メインカッター1の後部に配置された
円板状の隔壁、5A,5Bは前面に複数のサブカッター
5kを備え、シールド掘進機20の軸方向と平行に延長
する平板状の水平フレームで、5Aは上部胴を構成する
上側の水平フレーム、5Bは下部胴を構成する下側の水
平フレームである。なお、上記水平フレーム5A,5B
は、上記左,右の拡幅胴3L,3Rとともにシールド胴
部3を構成している。また、6はシールドの中胴部の内
部に設けられ上記隔壁4とともに上記水平フレーム5
A,5Bを支える支柱、7は上記水平フレーム5A,5
Bのシールド内部側に取付けられ上記左,右の拡幅胴3
L,3Rをそれぞれ左,右に移動させるためスライドジ
ャッキ、8はメインカッターの1の軸部、9はメインカ
ッター1の駆動装置、10はセグメント11を押してシ
ールド掘進機を前進させるためのシールド推進ジャッ
キ、12はセグメント11をリング状に組立るためのエ
レクタ、13は上記セグメント11とシールド掘進機2
0との間に設置される止水用のテールシールである。な
お、上,下の水平フレーム5A,5B内でサブカッター
5kの後部には、上記サブカッター5kの駆動装置5m
が収納される。また、図を簡明化するため、隔壁4の前
方に高圧の泥水を送るための送泥管14と、メインカッ
ター1等で掘削された土砂等と上記泥水とをシールドの
後方に送るための排泥管15とを2点鎖線で示した。
て、図面に基づき説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係わるシールド掘進機20の構成を示す図で、図1
(a)は全体断面図、図1(b)は正面図である。図に
おいて、1はシールド掘進機20の前面に取付けられ切
り羽を掘削するメインカッター、2は上記メインカッタ
ー1に取付けられ上記メインカッター1の径方向(シー
ルドの径方向)に伸縮自在な1対の余堀装置、3L,3
Rはそれぞれ左,右に移動する断面が円弧状の左,右の
拡幅胴、4は上記メインカッター1の後部に配置された
円板状の隔壁、5A,5Bは前面に複数のサブカッター
5kを備え、シールド掘進機20の軸方向と平行に延長
する平板状の水平フレームで、5Aは上部胴を構成する
上側の水平フレーム、5Bは下部胴を構成する下側の水
平フレームである。なお、上記水平フレーム5A,5B
は、上記左,右の拡幅胴3L,3Rとともにシールド胴
部3を構成している。また、6はシールドの中胴部の内
部に設けられ上記隔壁4とともに上記水平フレーム5
A,5Bを支える支柱、7は上記水平フレーム5A,5
Bのシールド内部側に取付けられ上記左,右の拡幅胴3
L,3Rをそれぞれ左,右に移動させるためスライドジ
ャッキ、8はメインカッターの1の軸部、9はメインカ
ッター1の駆動装置、10はセグメント11を押してシ
ールド掘進機を前進させるためのシールド推進ジャッ
キ、12はセグメント11をリング状に組立るためのエ
レクタ、13は上記セグメント11とシールド掘進機2
0との間に設置される止水用のテールシールである。な
お、上,下の水平フレーム5A,5B内でサブカッター
5kの後部には、上記サブカッター5kの駆動装置5m
が収納される。また、図を簡明化するため、隔壁4の前
方に高圧の泥水を送るための送泥管14と、メインカッ
ター1等で掘削された土砂等と上記泥水とをシールドの
後方に送るための排泥管15とを2点鎖線で示した。
【0010】図2(a)は、図1(a)のA−A断面図
で、サブカッター5kは、水平フレーム5A,5Bのそ
れぞれの両端側に各3個ずつ設けられており、3個のサ
ブカッターのうち中央のサブカッターは他のサブカッタ
ーよりも前面に位置している(図1(b)参照)。ま
た、上側の水平フレーム5Aの前面中央には送泥管14
の送泥口14aが、下側の水平フレーム5Bの前面中央
には、掘削された土砂等と上記送泥口14aからの泥水
とを攪拌するアジテータ16と排泥管15の排泥口15
aとが設けられている。なお、同図の排泥口15aの一
方は予備の排泥口である。また、左,右の拡幅胴3L,
3Rの隔壁4の裏側にあたる部分には、図示しない止水
用のシールを挟んで、上記隔壁4に密着するように移動
隔壁3p,3qが設けられている。図2(b)は、図1
(a)のB−B断面図で、支柱6は水平フレーム5A,
5B間に上記水平フレーム5A,5Bに垂直に建られた
平行な2本の棒状の部材から構成されている。また、メ
インカッター1の駆動装置9はシールド胴部3と同心円
状に左,右3個ずつ設けられ、シールド推進ジャッキ1
0は、シールド胴部3の内側に同心円状に設けられい
る。詳細には、上部胴及び下部胴である水平フレーム5
A,5Bの内側に配置されたシールド推進ジャッキは、
サブカッター5kの駆動装置5mの後部に配置され、他
のシールド推進ジャッキは、移動する左,右の拡幅胴3
L,3Rの内側に配置されている。なお、図1(b)で
は、支柱6に取付けられているエレクタ12は省略し
た。
で、サブカッター5kは、水平フレーム5A,5Bのそ
れぞれの両端側に各3個ずつ設けられており、3個のサ
ブカッターのうち中央のサブカッターは他のサブカッタ
ーよりも前面に位置している(図1(b)参照)。ま
た、上側の水平フレーム5Aの前面中央には送泥管14
の送泥口14aが、下側の水平フレーム5Bの前面中央
には、掘削された土砂等と上記送泥口14aからの泥水
とを攪拌するアジテータ16と排泥管15の排泥口15
aとが設けられている。なお、同図の排泥口15aの一
方は予備の排泥口である。また、左,右の拡幅胴3L,
3Rの隔壁4の裏側にあたる部分には、図示しない止水
用のシールを挟んで、上記隔壁4に密着するように移動
隔壁3p,3qが設けられている。図2(b)は、図1
(a)のB−B断面図で、支柱6は水平フレーム5A,
5B間に上記水平フレーム5A,5Bに垂直に建られた
平行な2本の棒状の部材から構成されている。また、メ
インカッター1の駆動装置9はシールド胴部3と同心円
状に左,右3個ずつ設けられ、シールド推進ジャッキ1
0は、シールド胴部3の内側に同心円状に設けられい
る。詳細には、上部胴及び下部胴である水平フレーム5
A,5Bの内側に配置されたシールド推進ジャッキは、
サブカッター5kの駆動装置5mの後部に配置され、他
のシールド推進ジャッキは、移動する左,右の拡幅胴3
L,3Rの内側に配置されている。なお、図1(b)で
は、支柱6に取付けられているエレクタ12は省略し
た。
【0011】次に、上記構成のシールド掘進機20の動
作について説明する。切り羽の掘進は、上側の水平フレ
ーム5Aに設けられた送泥管14の送泥口14aから高
圧の泥水を送りながらメインカッター1を回転させ、シ
ールド推進ジャッキ10でリング状に組立られたセグメ
ント11を押して、シールド掘進機20を前進させつつ
行う。このとき、上,下の水平フレーム5A,5Bに設
けられたサブカッター5kによる上,下の水平方向に延
長する長穴の掘削も同時に行う。掘削された土砂等は、
メインカッター1,アジテータ16により上記泥水とと
もに攪拌され、排泥口15aから排泥管14を通ってシ
ールド掘進機20外部の図示しない排泥処理装置に送ら
れる。1つのセグメント幅の掘削が完了すると、シール
ド掘進機20の後部において、エレクタ12を用いてセ
グメント11の組立を行う。セグメント11とシールド
掘進機20の隙間にはテールシール13が取付けられて
いて、土砂と水の進入を防ぐようにしている。
作について説明する。切り羽の掘進は、上側の水平フレ
ーム5Aに設けられた送泥管14の送泥口14aから高
圧の泥水を送りながらメインカッター1を回転させ、シ
ールド推進ジャッキ10でリング状に組立られたセグメ
ント11を押して、シールド掘進機20を前進させつつ
行う。このとき、上,下の水平フレーム5A,5Bに設
けられたサブカッター5kによる上,下の水平方向に延
長する長穴の掘削も同時に行う。掘削された土砂等は、
メインカッター1,アジテータ16により上記泥水とと
もに攪拌され、排泥口15aから排泥管14を通ってシ
ールド掘進機20外部の図示しない排泥処理装置に送ら
れる。1つのセグメント幅の掘削が完了すると、シール
ド掘進機20の後部において、エレクタ12を用いてセ
グメント11の組立を行う。セグメント11とシールド
掘進機20の隙間にはテールシール13が取付けられて
いて、土砂と水の進入を防ぐようにしている。
【0012】図3は、シールド前胴部の隔壁4と、シー
ルドの中胴部の内部に直角に建てられた支柱6と、隔壁
4と支柱6の上,下にそれぞれ取付けられた上,下の水
平フレーム5A,5Bとから構成される補強枠の構成
と、左,右の拡幅胴3L,3Rの移動機構であるスライ
ドジャッキ7の配置の詳細を示す斜視図である。スライ
ドジャッキ7は、水平フレーム5A,5Bのシールド内
部側に上,下に各4個ずつ取付けられ、右の拡幅胴3R
を移動させるための前,後2本の右胴スライドジャッキ
7R,7rと、左の拡幅胴3Lを移動させるための前,
後2本の左胴スライドジャッキ7L,7lとから成り、
右胴スライドジャッキ7R,7rと左胴スライドジャッ
キ7L,7lとは前,後方向に交互に配置されている。
なお、同図で、符号5Pは、上,下胴部である水平フレ
ーム5A,5Bの隔壁で、隔壁4と一体に構成されてい
る(図1(a)では省略した)。図4は、上記スライド
ジャッキ7により、シールドの掘削方向の左,右に移動
するシールド胴部(左,右の拡幅胴3L,3R)を示す
斜視図で、隔壁4の後部には、メインカッターの1の軸
部を避けるための矩形の切り欠き部を有する移動隔壁3
p,3qが上記隔壁4と重複するように位置している。
また、上記移動隔壁3p,3qのそれぞれの後部で、か
つ、左,右の拡幅胴3L,3Rの上,下の部分にはシー
ルドの軸方向に延長された板状の延長部が形成され、こ
の延長部のシールド内側の端面で上記スライドジャッキ
7の先端部に対応する位置には、スライドジャッキ7の
先端部を受けるジャッキ受け部3xが設けられている。
スライドジャッキ7がこのジャッキ受け部3xをそれぞ
れシールドの左,右方向に押すことにより、左,右の拡
幅胴3L,3Rが左,右方向へそれぞれ移動しシールド
胴部3は左,右に拡幅される。なお、移動隔壁3p,3
qと隔壁4の間等の拡幅時の移動箇所には、図示しない
止水用のシールが設けられている。
ルドの中胴部の内部に直角に建てられた支柱6と、隔壁
4と支柱6の上,下にそれぞれ取付けられた上,下の水
平フレーム5A,5Bとから構成される補強枠の構成
と、左,右の拡幅胴3L,3Rの移動機構であるスライ
ドジャッキ7の配置の詳細を示す斜視図である。スライ
ドジャッキ7は、水平フレーム5A,5Bのシールド内
部側に上,下に各4個ずつ取付けられ、右の拡幅胴3R
を移動させるための前,後2本の右胴スライドジャッキ
7R,7rと、左の拡幅胴3Lを移動させるための前,
後2本の左胴スライドジャッキ7L,7lとから成り、
右胴スライドジャッキ7R,7rと左胴スライドジャッ
キ7L,7lとは前,後方向に交互に配置されている。
なお、同図で、符号5Pは、上,下胴部である水平フレ
ーム5A,5Bの隔壁で、隔壁4と一体に構成されてい
る(図1(a)では省略した)。図4は、上記スライド
ジャッキ7により、シールドの掘削方向の左,右に移動
するシールド胴部(左,右の拡幅胴3L,3R)を示す
斜視図で、隔壁4の後部には、メインカッターの1の軸
部を避けるための矩形の切り欠き部を有する移動隔壁3
p,3qが上記隔壁4と重複するように位置している。
また、上記移動隔壁3p,3qのそれぞれの後部で、か
つ、左,右の拡幅胴3L,3Rの上,下の部分にはシー
ルドの軸方向に延長された板状の延長部が形成され、こ
の延長部のシールド内側の端面で上記スライドジャッキ
7の先端部に対応する位置には、スライドジャッキ7の
先端部を受けるジャッキ受け部3xが設けられている。
スライドジャッキ7がこのジャッキ受け部3xをそれぞ
れシールドの左,右方向に押すことにより、左,右の拡
幅胴3L,3Rが左,右方向へそれぞれ移動しシールド
胴部3は左,右に拡幅される。なお、移動隔壁3p,3
qと隔壁4の間等の拡幅時の移動箇所には、図示しない
止水用のシールが設けられている。
【0013】図5(a)は、スライドジャッキ7の一例
を示す図で、スライドジャッキ7は、ガイド部材7bに
収納されたシリンダ7aによりロッド7pを伸縮させる
もので、図5(b)に示すように、シールド掘進機20
の前,後方向でスライドジャッキ7R,7L,7r,7
lの各ロッド7pの伸縮量を適宜設定し、シールド胴部
(左,右の拡幅胴3L,3R)の前,後方向の拡幅量を
変化させる。なお、左,右の拡幅胴3L,3Rとが平行
でない場合でも、ジャッキ受け部3xが一様に押され、
左,右の拡幅胴3L,3Rの移動が滑らかになるよう
に、ロッド7pの先端部7xは曲面で構成されている。
また、符号7qは移動隔壁3p,3qの受け部で、通常
時には上記ジャッキ受け部3xと接している。
を示す図で、スライドジャッキ7は、ガイド部材7bに
収納されたシリンダ7aによりロッド7pを伸縮させる
もので、図5(b)に示すように、シールド掘進機20
の前,後方向でスライドジャッキ7R,7L,7r,7
lの各ロッド7pの伸縮量を適宜設定し、シールド胴部
(左,右の拡幅胴3L,3R)の前,後方向の拡幅量を
変化させる。なお、左,右の拡幅胴3L,3Rとが平行
でない場合でも、ジャッキ受け部3xが一様に押され、
左,右の拡幅胴3L,3Rの移動が滑らかになるよう
に、ロッド7pの先端部7xは曲面で構成されている。
また、符号7qは移動隔壁3p,3qの受け部で、通常
時には上記ジャッキ受け部3xと接している。
【0014】図6(a),(b)は、拡幅部の施工を行
う場合のシールド掘進機20の正面図及びA−A断面図
(図1参照)で、左,右の拡幅胴3L,3Rを上述した
スライドジャッキ7によりそれぞれ左,右に移動させ、
メインカッター1に備えられた余掘り装置2を駆動して
左,右方向の拡幅掘削を行う。余掘り装置2は、図6
(a)に示すように、伸縮する腕部2aの先端に余掘り
用カッター2bを取付けたもので、メインカッター1の
対称な位置にそれぞれ1個ずつ取付けられており、拡幅
掘削時には、予め設定された左,右の拡幅胴3L,3R
の拡幅幅相当の余掘りを行うように、メインカッター1
の回転に同期して上記腕部2aの長さが制御される。こ
のとき、移動隔壁3p,3qは隔壁4と重畳した状態で
左,右に拡幅する。シールド掘進機20は、上述した補
強枠により補強されているので、シールド掘進機20全
体の剛性が高く、したがって、拡幅掘削時に左,右の拡
幅胴3L,3Rの受ける反力を十分受け取ることができ
る。
う場合のシールド掘進機20の正面図及びA−A断面図
(図1参照)で、左,右の拡幅胴3L,3Rを上述した
スライドジャッキ7によりそれぞれ左,右に移動させ、
メインカッター1に備えられた余掘り装置2を駆動して
左,右方向の拡幅掘削を行う。余掘り装置2は、図6
(a)に示すように、伸縮する腕部2aの先端に余掘り
用カッター2bを取付けたもので、メインカッター1の
対称な位置にそれぞれ1個ずつ取付けられており、拡幅
掘削時には、予め設定された左,右の拡幅胴3L,3R
の拡幅幅相当の余掘りを行うように、メインカッター1
の回転に同期して上記腕部2aの長さが制御される。こ
のとき、移動隔壁3p,3qは隔壁4と重畳した状態で
左,右に拡幅する。シールド掘進機20は、上述した補
強枠により補強されているので、シールド掘進機20全
体の剛性が高く、したがって、拡幅掘削時に左,右の拡
幅胴3L,3Rの受ける反力を十分受け取ることができ
る。
【0015】また、図6(c)は、上述したシールド掘
進機20のB−B断面図(図1参照)の拡幅施工時の状
態を示す図で、最後部(図では手前)の左胴スライドジ
ャッキ7lが左の拡幅胴3Lを、右の拡幅胴スライドジ
ャッキ7rが右の拡幅胴3Rをそれぞれ左,右に押し、
このとき、左,右の拡幅胴3L,3Rの内側に配置され
たそれぞれの推進ジャッキ10は、拡幅胴3L,3Rと
一体となってそれぞれ左,右に移動する。1つのセグメ
ント幅の掘削が完了すると、シールド掘進機20の後部
において、図示しないエレクタ12によりセグメント1
1を組立てる。図7(a)は、シールド掘進機20によ
る一般部の掘削形状を示す図で、図7(b)は、拡幅部
の掘削形状を示す図である。同図において、サブカッタ
ー5kによる掘削で生じるテールボイド17v(同図の
斜線部)には、セメントや水ガラス等の混合物からなる
裏込め材を注入し充填する。また、一般部及び拡幅部に
使用されるセグメント11は、後述するように、トンネ
ルの掘削形状にあわせたものを用いる。
進機20のB−B断面図(図1参照)の拡幅施工時の状
態を示す図で、最後部(図では手前)の左胴スライドジ
ャッキ7lが左の拡幅胴3Lを、右の拡幅胴スライドジ
ャッキ7rが右の拡幅胴3Rをそれぞれ左,右に押し、
このとき、左,右の拡幅胴3L,3Rの内側に配置され
たそれぞれの推進ジャッキ10は、拡幅胴3L,3Rと
一体となってそれぞれ左,右に移動する。1つのセグメ
ント幅の掘削が完了すると、シールド掘進機20の後部
において、図示しないエレクタ12によりセグメント1
1を組立てる。図7(a)は、シールド掘進機20によ
る一般部の掘削形状を示す図で、図7(b)は、拡幅部
の掘削形状を示す図である。同図において、サブカッタ
ー5kによる掘削で生じるテールボイド17v(同図の
斜線部)には、セメントや水ガラス等の混合物からなる
裏込め材を注入し充填する。また、一般部及び拡幅部に
使用されるセグメント11は、後述するように、トンネ
ルの掘削形状にあわせたものを用いる。
【0016】図8は、本実施の形態のシールド掘進機2
0を用いて、掘進方向にテーパ部が設けられたトンネル
18を掘削する様子を模式的に示したもので、シールド
胴部3の左,右方向への拡幅量をシールド掘進機20の
前,後方向で可変することができるため、シールド掘進
機20全体をトンネル形状に沿って移動させることがで
きる。したがって、余掘量を少なくでき、掘進の結果、
シールド掘進機と地山との間のクリアランスを小さくで
きる。
0を用いて、掘進方向にテーパ部が設けられたトンネル
18を掘削する様子を模式的に示したもので、シールド
胴部3の左,右方向への拡幅量をシールド掘進機20の
前,後方向で可変することができるため、シールド掘進
機20全体をトンネル形状に沿って移動させることがで
きる。したがって、余掘量を少なくでき、掘進の結果、
シールド掘進機と地山との間のクリアランスを小さくで
きる。
【0017】次に、左,右方向に断面が変化するトンネ
ルを掘削する方法について詳細に説明する。図9(a)
は、外径がφ5m(トンネル幅;w=5m)の円形断面
の一般部に対して、幅6m延長10mの拡幅部を設ける
際に、この拡幅部の前,後に延長10mのテーパ部を設
けてトンネルを掘削する場合のトンネルの平面形状を示
す図で、21は第1のテーパ始点P1までの第1の一般
部、22はP1地点から第1のテーパ終点Q1までの
左,右方向にトンネル幅が徐々に拡大している第1のテ
ーパ部、23は第1のテーパ終点Q1から第2のテーパ
始点P2までの左,右方向のトンネル幅WがW=6mの
拡幅部、24は第2のテーパ始点P2から第2のテーパ
終点Q2までの左,右方向にトンネル幅が徐々に縮小し
ている第2のテーパ部、25は第2のテーパ終点Q2以
降の第2の一般部である。図9(b)は、シールド掘進
機20の掘削位置と拡幅状態の経緯を模式的に示す図
で、シールド掘進機20は、まず、第1の一般部21
で、拡幅胴3L,3Rを左,右に拡大しない状態でトン
ネルの掘削を行う。次に、シールド掘進機20のシール
ド前面20Fが第1のテーパ始点P1から機長分Lだけ
手前に到達した時点(図9(a)の点p1)から、余掘
り装置2により、図9(a)の点線で示す幅の余掘を開
始し、掘進とともに余掘量を増大させ、シールド前面2
0Fが上記第1のテーパ始点P1に到達した時点で最大
余掘量(例えば、81mm)となるようにする。シール
ド前面20Fが上記第1のテーパ始点P1に到達してか
らは、シールド前面20Fを予定しているトンネル形状
に沿うように拡幅胴3L,3Rをそれぞれ徐々に拡大し
ながらトンネルの掘削を行う。このとき、余掘量は徐々
に減少し、シールド前面20Fが第1のテーパ始点P1
から機長分進んだ時点(図9(a)の点r1)で0にな
るようにする。その後は、シールド前面20Fが第1の
テーパ終点Q1に到達するまで、余掘量0で、シールド
前面20F及びシールドテール20Tをトンネル形状に
沿うように、シールド推進機20の前,後の拡幅幅をそ
れぞれ徐々に拡大しながら掘削を行う。
ルを掘削する方法について詳細に説明する。図9(a)
は、外径がφ5m(トンネル幅;w=5m)の円形断面
の一般部に対して、幅6m延長10mの拡幅部を設ける
際に、この拡幅部の前,後に延長10mのテーパ部を設
けてトンネルを掘削する場合のトンネルの平面形状を示
す図で、21は第1のテーパ始点P1までの第1の一般
部、22はP1地点から第1のテーパ終点Q1までの
左,右方向にトンネル幅が徐々に拡大している第1のテ
ーパ部、23は第1のテーパ終点Q1から第2のテーパ
始点P2までの左,右方向のトンネル幅WがW=6mの
拡幅部、24は第2のテーパ始点P2から第2のテーパ
終点Q2までの左,右方向にトンネル幅が徐々に縮小し
ている第2のテーパ部、25は第2のテーパ終点Q2以
降の第2の一般部である。図9(b)は、シールド掘進
機20の掘削位置と拡幅状態の経緯を模式的に示す図
で、シールド掘進機20は、まず、第1の一般部21
で、拡幅胴3L,3Rを左,右に拡大しない状態でトン
ネルの掘削を行う。次に、シールド掘進機20のシール
ド前面20Fが第1のテーパ始点P1から機長分Lだけ
手前に到達した時点(図9(a)の点p1)から、余掘
り装置2により、図9(a)の点線で示す幅の余掘を開
始し、掘進とともに余掘量を増大させ、シールド前面2
0Fが上記第1のテーパ始点P1に到達した時点で最大
余掘量(例えば、81mm)となるようにする。シール
ド前面20Fが上記第1のテーパ始点P1に到達してか
らは、シールド前面20Fを予定しているトンネル形状
に沿うように拡幅胴3L,3Rをそれぞれ徐々に拡大し
ながらトンネルの掘削を行う。このとき、余掘量は徐々
に減少し、シールド前面20Fが第1のテーパ始点P1
から機長分進んだ時点(図9(a)の点r1)で0にな
るようにする。その後は、シールド前面20Fが第1の
テーパ終点Q1に到達するまで、余掘量0で、シールド
前面20F及びシールドテール20Tをトンネル形状に
沿うように、シールド推進機20の前,後の拡幅幅をそ
れぞれ徐々に拡大しながら掘削を行う。
【0018】シールド前面20Fが上記第1のテーパ終
点Q1に到達してからは、シールド前面20Fの拡幅幅
を拡幅部23の拡幅幅Wにほぼ等しい一定幅に保ち、シ
ールドテール20Tが第1のテーパ終点Q1に到達する
までは、シールドテール20Tの拡幅幅を第1のテーパ
部22のトンネル形状に沿うように徐々に拡大しながら
掘削を行なう。シールドテール20Tが第1のテーパ終
点Q1に到達した時点でシールドテール20Tの拡大を
終了し、シールド前面20Fが第2のテーパ始点P2に
到達するまで拡幅幅一定の拡大シールドで掘進する。次
に、シールドテール20Tが第2のテーパ始点P2に到
達するまでは、シールド前面20Fをトンネル形状にし
たがって縮小しながら掘進し、シールド前面20Fが第
2のテーパ終点Q2より機長分Lだけ手前に進んだ時点
(図9(a)の点p2)から余掘を再開する。余掘量
は、図9(a)の点線で示すように、第2のテーパ終点
Q2で最大余掘量(例えば、81mm)となるようにす
る。シールド前面20Fが第2のテーパ終点Q2に到達
した後は、シールド前面20Fの幅を一定に保ち、、シ
ールドテール20Tを引き続き縮小しながら掘進する。
このとき、余掘量は徐々に減少し、シールドテール20
Tが第2のテーパ終点Q2に到達した時点(図9(a)
の点r2)で0になるようにする。シールドテール20
Tが第2のテーパ終点Q2を通過後は、通常の掘進とな
る。
点Q1に到達してからは、シールド前面20Fの拡幅幅
を拡幅部23の拡幅幅Wにほぼ等しい一定幅に保ち、シ
ールドテール20Tが第1のテーパ終点Q1に到達する
までは、シールドテール20Tの拡幅幅を第1のテーパ
部22のトンネル形状に沿うように徐々に拡大しながら
掘削を行なう。シールドテール20Tが第1のテーパ終
点Q1に到達した時点でシールドテール20Tの拡大を
終了し、シールド前面20Fが第2のテーパ始点P2に
到達するまで拡幅幅一定の拡大シールドで掘進する。次
に、シールドテール20Tが第2のテーパ始点P2に到
達するまでは、シールド前面20Fをトンネル形状にし
たがって縮小しながら掘進し、シールド前面20Fが第
2のテーパ終点Q2より機長分Lだけ手前に進んだ時点
(図9(a)の点p2)から余掘を再開する。余掘量
は、図9(a)の点線で示すように、第2のテーパ終点
Q2で最大余掘量(例えば、81mm)となるようにす
る。シールド前面20Fが第2のテーパ終点Q2に到達
した後は、シールド前面20Fの幅を一定に保ち、、シ
ールドテール20Tを引き続き縮小しながら掘進する。
このとき、余掘量は徐々に減少し、シールドテール20
Tが第2のテーパ終点Q2に到達した時点(図9(a)
の点r2)で0になるようにする。シールドテール20
Tが第2のテーパ終点Q2を通過後は、通常の掘進とな
る。
【0019】図9(a)の点線で示した余掘の区間p1
〜r1及びp2〜r2を設けた理由は、第1のテーパ始点
P1と第2のテーパ終点Q2付近で、シールド掘進機2
0の最大外周軌跡が、トンネル外形よりも外側に位置す
るため、実際の掘進において、シールド掘進機20がス
ムースに通過できるよう、シールド掘進機20と地山と
の間のクリアランスを確保するためである。なお、余掘
量が最大になる第1のテーパ始点P1と第2のテーパ終
点Q2付近では、セグメント外周ラインに丸みを持た
せ、上記クリアランスを更に小さくすることができる。
また、第1のテーパ終点Q1と第2のテーパ始点P2付
近では、シールド掘進機20の最小外周軌跡が、シール
ド前面20Fよりも内側に位置するため、実際の掘進に
おいて、シールド掘進機20と地山との間のクリアラン
スが大きくなるので、第1のテーパ終点Q1と第2のテ
ーパ始点P2付近でもセグメント外周ラインに丸みを持
たせ、クリアランスを更に小さくすることができる。
〜r1及びp2〜r2を設けた理由は、第1のテーパ始点
P1と第2のテーパ終点Q2付近で、シールド掘進機2
0の最大外周軌跡が、トンネル外形よりも外側に位置す
るため、実際の掘進において、シールド掘進機20がス
ムースに通過できるよう、シールド掘進機20と地山と
の間のクリアランスを確保するためである。なお、余掘
量が最大になる第1のテーパ始点P1と第2のテーパ終
点Q2付近では、セグメント外周ラインに丸みを持た
せ、上記クリアランスを更に小さくすることができる。
また、第1のテーパ終点Q1と第2のテーパ始点P2付
近では、シールド掘進機20の最小外周軌跡が、シール
ド前面20Fよりも内側に位置するため、実際の掘進に
おいて、シールド掘進機20と地山との間のクリアラン
スが大きくなるので、第1のテーパ終点Q1と第2のテ
ーパ始点P2付近でもセグメント外周ラインに丸みを持
たせ、クリアランスを更に小さくすることができる。
【0020】図10(a)は、一般部21,25にセグ
メント11を組上げた状態を示す図で、図10(b)
は、テーパ部22,24及び拡幅部23にセグメント1
1を組上げた状態を示す図である。一般部21,25で
は、鉄筋で補強したコンクリート材から成るRCセグメ
ントであるセグメント11A,11B,11Kが用いら
れ、テーパ部22,24及び拡幅部23では、上記セグ
メント11A,11Kと鋼製のセグメントであるセグメ
ント11M,11Nとが用いられる。なお、上記セグメ
ント11A,11B,11Kは、図11(a)に示すよ
うに、セグメント形状が一定の円弧状のセグメントで、
セグメントKは、セグメント11A,11Bを図示しな
いリングボルトで連結してリング状に組上げた後に、隣
接するセグメントの間に挿入され、リングボルトで連結
されるセグメントである。リングボルトは、組立られた
セグメント間に力が伝達するように締付ける。また、セ
グメント11BはセグメントKに隣接するセグメント
で、上記セグメント11Aとほぼ同型であるが、セグメ
ントKを挿入できるようにセグメントKとの接続部側の
挿入方向にテーパが付けられている。セグメント11
M,11Nは、図11(b)に示すように、2つの円弧
部11xの間に水平部11yを有するセグメントで、セ
グメント11Mは、断面において時計周りでセグメント
Kの前側に隣接するセグメントで、セグメント11N
は、セグメントKの後ろ側に隣接するセグメントであ
る。セグメント11M,11Nの水平部11yの長さは
トンネルの左,右の拡幅量に応じた長さに設定されるも
ので、例えば、図12に示すような拡幅量の大きな箇所
では、水平部11yの長いセグメント11M,11N
(同図の斜線部)が用いられる。上側または下側に水平
部を有するトンネル断面においては、水平部は大きな曲
げモーメントが発生する。したがって、上記水平部に水
平部を横断するような継手部分があるようなセグメント
を用いた場合には、曲げモーメントによりセグメント間
にずれが発生し、継手部分から漏水したり、漏水等のた
めトンネルが早期に劣化する恐れがある。セグメント1
1M,11Nは、上述したように、水平部を横断するよ
うな継手部分を有しないので、組立られたセグメントの
剛性は大きく、上記曲げモーメントに対して十分な強度
性能を確保することができる。更に、セグメント11
M,11Nを鋼製のセグメントとしたので、重量がRC
セグメントよりも軽く、水平部分が長くなった場合でも
取り扱いが容易である。
メント11を組上げた状態を示す図で、図10(b)
は、テーパ部22,24及び拡幅部23にセグメント1
1を組上げた状態を示す図である。一般部21,25で
は、鉄筋で補強したコンクリート材から成るRCセグメ
ントであるセグメント11A,11B,11Kが用いら
れ、テーパ部22,24及び拡幅部23では、上記セグ
メント11A,11Kと鋼製のセグメントであるセグメ
ント11M,11Nとが用いられる。なお、上記セグメ
ント11A,11B,11Kは、図11(a)に示すよ
うに、セグメント形状が一定の円弧状のセグメントで、
セグメントKは、セグメント11A,11Bを図示しな
いリングボルトで連結してリング状に組上げた後に、隣
接するセグメントの間に挿入され、リングボルトで連結
されるセグメントである。リングボルトは、組立られた
セグメント間に力が伝達するように締付ける。また、セ
グメント11BはセグメントKに隣接するセグメント
で、上記セグメント11Aとほぼ同型であるが、セグメ
ントKを挿入できるようにセグメントKとの接続部側の
挿入方向にテーパが付けられている。セグメント11
M,11Nは、図11(b)に示すように、2つの円弧
部11xの間に水平部11yを有するセグメントで、セ
グメント11Mは、断面において時計周りでセグメント
Kの前側に隣接するセグメントで、セグメント11N
は、セグメントKの後ろ側に隣接するセグメントであ
る。セグメント11M,11Nの水平部11yの長さは
トンネルの左,右の拡幅量に応じた長さに設定されるも
ので、例えば、図12に示すような拡幅量の大きな箇所
では、水平部11yの長いセグメント11M,11N
(同図の斜線部)が用いられる。上側または下側に水平
部を有するトンネル断面においては、水平部は大きな曲
げモーメントが発生する。したがって、上記水平部に水
平部を横断するような継手部分があるようなセグメント
を用いた場合には、曲げモーメントによりセグメント間
にずれが発生し、継手部分から漏水したり、漏水等のた
めトンネルが早期に劣化する恐れがある。セグメント1
1M,11Nは、上述したように、水平部を横断するよ
うな継手部分を有しないので、組立られたセグメントの
剛性は大きく、上記曲げモーメントに対して十分な強度
性能を確保することができる。更に、セグメント11
M,11Nを鋼製のセグメントとしたので、重量がRC
セグメントよりも軽く、水平部分が長くなった場合でも
取り扱いが容易である。
【0021】また、セグメントがテーパ部22,24で
用いられるセグメントである場合には、セグメント幅方
向(掘進方向)をテーパ状に形成する。例えば、円弧状
のセグメント11Aでは、図13(a)に示すように、
セグメント11Aの両側面11z,11zにおいてセグ
メント幅方向の外周側をテーパ状に形成し、セグメント
外面でのリング間に段差が生じないようにする。あるい
は、図13(b)に示すように、セグメント幅方向の断
面を平行四辺形に形成し、セグメントの内,外面ともに
段差が生じないようにする。但し、Kセグメントである
セグメント11Kにはテーパを形成せず、セグメントK
に隣接するセグメント11B,11M,11Nの各セグ
メントのセグメントK側の側面にはテーパを形成しな
い。図14は、上記平行四辺形のセグメント断面を有す
るセグメントを用いて拡幅部にセグメントを組上げた図
で、セグメント11Aの外面がテーパ状に形成されてい
るため、テールシール13のテールシールプレート13
aをセグメントの外周に追従して設定することができる
ので、シールブラシ13bを長足化したり増毛したりす
ることなくテールシール13を取付けることができ、容
易に止水性を向上させることができる。
用いられるセグメントである場合には、セグメント幅方
向(掘進方向)をテーパ状に形成する。例えば、円弧状
のセグメント11Aでは、図13(a)に示すように、
セグメント11Aの両側面11z,11zにおいてセグ
メント幅方向の外周側をテーパ状に形成し、セグメント
外面でのリング間に段差が生じないようにする。あるい
は、図13(b)に示すように、セグメント幅方向の断
面を平行四辺形に形成し、セグメントの内,外面ともに
段差が生じないようにする。但し、Kセグメントである
セグメント11Kにはテーパを形成せず、セグメントK
に隣接するセグメント11B,11M,11Nの各セグ
メントのセグメントK側の側面にはテーパを形成しな
い。図14は、上記平行四辺形のセグメント断面を有す
るセグメントを用いて拡幅部にセグメントを組上げた図
で、セグメント11Aの外面がテーパ状に形成されてい
るため、テールシール13のテールシールプレート13
aをセグメントの外周に追従して設定することができる
ので、シールブラシ13bを長足化したり増毛したりす
ることなくテールシール13を取付けることができ、容
易に止水性を向上させることができる。
【0022】このように、本実施の形態によれば、メイ
ンカッター1にシールドの径方向に伸縮自在な余掘り装
置2を取付けるとともに、シールドの中胴部の内部に直
角に建てられた支柱6とシールド本体の前胴部の隔壁4
との上,下に、前面にサブカッター5kを備えた平板状
の上,下の水平フレーム5A,5Bを設け、上記上,下
の水平フレーム5A,5Bの内側に設けたスライドジャ
ッキ7により、左,右の拡幅胴3L,3Rをシールドの
掘削方向の左,右に移動させて拡幅施工を行うようにし
たので、隔壁4と支柱6と上,下の水平フレーム5A,
5Bから構成される補強枠のためシールド掘進機20全
体の剛性が高くなり、拡幅掘削時に拡幅胴3L,3Rの
受ける反力を十分受け取ることができるので、安定して
大幅な拡幅施工を行うことができる。更に、上記スライ
ドジャッキ7を、上記シールド胴部の前,後方向にそれ
ぞれ2個ずつ設け、上記拡幅胴3L,3Rの左,右方向
への拡幅量をシールド推進機20の前,後方向で可変で
きるようにしたので、テーパ部を設けたトンネル18を
掘削する場合でも、シールド掘進機20全体をトンネル
形状に沿って移動させることができ、掘進の結果、シー
ルド掘進機と地山との間のクリアランスを小さくでき
る。また、拡幅部またはテーパ部に用いるセグメントと
して、2つの円弧部11xの間に水平部11yを有する
セグメント11M,11Nを用いることにより、拡幅部
の水平部分に働く曲げモーメントに対して十分な強度性
能を確保することができる。更に、セグメント幅方向の
外周側をテーパ状に形成したセグメントを、テーパ部に
用いたので、セグメント外周とシールド掘進機20の隙
間がほぼ一定にでき、容易にシールドテール部の止水性
を向上させることができる。
ンカッター1にシールドの径方向に伸縮自在な余掘り装
置2を取付けるとともに、シールドの中胴部の内部に直
角に建てられた支柱6とシールド本体の前胴部の隔壁4
との上,下に、前面にサブカッター5kを備えた平板状
の上,下の水平フレーム5A,5Bを設け、上記上,下
の水平フレーム5A,5Bの内側に設けたスライドジャ
ッキ7により、左,右の拡幅胴3L,3Rをシールドの
掘削方向の左,右に移動させて拡幅施工を行うようにし
たので、隔壁4と支柱6と上,下の水平フレーム5A,
5Bから構成される補強枠のためシールド掘進機20全
体の剛性が高くなり、拡幅掘削時に拡幅胴3L,3Rの
受ける反力を十分受け取ることができるので、安定して
大幅な拡幅施工を行うことができる。更に、上記スライ
ドジャッキ7を、上記シールド胴部の前,後方向にそれ
ぞれ2個ずつ設け、上記拡幅胴3L,3Rの左,右方向
への拡幅量をシールド推進機20の前,後方向で可変で
きるようにしたので、テーパ部を設けたトンネル18を
掘削する場合でも、シールド掘進機20全体をトンネル
形状に沿って移動させることができ、掘進の結果、シー
ルド掘進機と地山との間のクリアランスを小さくでき
る。また、拡幅部またはテーパ部に用いるセグメントと
して、2つの円弧部11xの間に水平部11yを有する
セグメント11M,11Nを用いることにより、拡幅部
の水平部分に働く曲げモーメントに対して十分な強度性
能を確保することができる。更に、セグメント幅方向の
外周側をテーパ状に形成したセグメントを、テーパ部に
用いたので、セグメント外周とシールド掘進機20の隙
間がほぼ一定にでき、容易にシールドテール部の止水性
を向上させることができる。
【0023】なお、本実施の形態においては、シールド
の上,下に水平フレーム5A,5Bを設けるとともに、
上記水平フレーム5A,5B間に左,右の拡幅胴部3
L,3Rを設けて、シールド掘進機20を掘削方向の
左,右方向にそれぞれ拡幅して掘進するようにしたが、
水平フレーム5A,5Bを左,右方向に設けて、シール
ド掘進機を掘削方向の上,下方向にそれぞれ拡幅して掘
進するようにしても良い。また、一方向のみの拡幅を行
うような場合には、シールド掘進機20を、図15
(a),(b)に示すように、水平フレーム5A,5B
を、例えば、左側のみに延長するとともに、左の胴部3
Lのみを拡幅するような構成とすれば良い。なお、シー
ルド掘進機20を所定の角度に傾けて掘進させ、一方の
拡幅胴3Lあるいは左,右の拡幅胴3L,3Rを拡幅さ
せることにより、所定の方向の拡幅掘進を行うことがで
きることは言うまでもない。あるいは、上記左,右の拡
幅胴部3L,3Rの上部及び下部が独立に拡幅するよう
に構成すれば、例えば、右側下部の拡幅幅が右側上部の
拡幅幅と異なるような特殊な形状のトンネル断面の掘削
を行うことも可能である。また、本実施の形態において
は、上部胴,下部胴である水平フレーム5A,5Bを連
結する支持部材として、隔壁4とシールド中胴部に設け
られた支柱6で構成したが、拡幅量が大きい場合には、
隔壁4とシールド中胴部との間に複数の支柱を設け、シ
ールド掘進機20の剛性を更に高くすることも可能であ
る。また、拡幅量が大きい場合には、水平フレーム5
A,5Bの幅を広げるとともに、拡大するサブカッター
5kの数を増やし、更に、余掘り装置2の数を増やして
切り羽の掘削効率を上げるようにすることが望ましい。
の上,下に水平フレーム5A,5Bを設けるとともに、
上記水平フレーム5A,5B間に左,右の拡幅胴部3
L,3Rを設けて、シールド掘進機20を掘削方向の
左,右方向にそれぞれ拡幅して掘進するようにしたが、
水平フレーム5A,5Bを左,右方向に設けて、シール
ド掘進機を掘削方向の上,下方向にそれぞれ拡幅して掘
進するようにしても良い。また、一方向のみの拡幅を行
うような場合には、シールド掘進機20を、図15
(a),(b)に示すように、水平フレーム5A,5B
を、例えば、左側のみに延長するとともに、左の胴部3
Lのみを拡幅するような構成とすれば良い。なお、シー
ルド掘進機20を所定の角度に傾けて掘進させ、一方の
拡幅胴3Lあるいは左,右の拡幅胴3L,3Rを拡幅さ
せることにより、所定の方向の拡幅掘進を行うことがで
きることは言うまでもない。あるいは、上記左,右の拡
幅胴部3L,3Rの上部及び下部が独立に拡幅するよう
に構成すれば、例えば、右側下部の拡幅幅が右側上部の
拡幅幅と異なるような特殊な形状のトンネル断面の掘削
を行うことも可能である。また、本実施の形態において
は、上部胴,下部胴である水平フレーム5A,5Bを連
結する支持部材として、隔壁4とシールド中胴部に設け
られた支柱6で構成したが、拡幅量が大きい場合には、
隔壁4とシールド中胴部との間に複数の支柱を設け、シ
ールド掘進機20の剛性を更に高くすることも可能であ
る。また、拡幅量が大きい場合には、水平フレーム5
A,5Bの幅を広げるとともに、拡大するサブカッター
5kの数を増やし、更に、余掘り装置2の数を増やして
切り羽の掘削効率を上げるようにすることが望ましい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
シールド掘進機は、シールド胴部を間隔をおいて設けら
れた2つの平板状の第1の胴部と、上記第1の胴部の間
に設けられた第2の胴部とから構成するとともに、上記
第2の胴部をシールド掘進機の径方向に移動させる手段
を設けたので、シールド掘進機全体の剛性が高くなり、
拡幅掘削時にシールド胴部が受ける反力を十分受け取る
ことができ、安定して大幅な拡幅施工を行うことができ
る。
シールド掘進機は、シールド胴部を間隔をおいて設けら
れた2つの平板状の第1の胴部と、上記第1の胴部の間
に設けられた第2の胴部とから構成するとともに、上記
第2の胴部をシールド掘進機の径方向に移動させる手段
を設けたので、シールド掘進機全体の剛性が高くなり、
拡幅掘削時にシールド胴部が受ける反力を十分受け取る
ことができ、安定して大幅な拡幅施工を行うことができ
る。
【0025】また、請求項2に記載のシールド掘進機
は、2つの第1の胴部を支持部材で連結したので、シー
ルド掘進機の剛性を更に高めることができる。
は、2つの第1の胴部を支持部材で連結したので、シー
ルド掘進機の剛性を更に高めることができる。
【0026】また、請求項3に記載のシールド掘進機
は、上記2つの第1の胴部の外側同士の間隔をメインカ
ッターの直径にほぼ等しくするとともに、上記第2の胴
部の外形をメインカッターの半径にほぼ等しい径を有す
る円弧状としたので、円形断面のトンネルに対して効率
良く拡幅掘進を行うことができる。
は、上記2つの第1の胴部の外側同士の間隔をメインカ
ッターの直径にほぼ等しくするとともに、上記第2の胴
部の外形をメインカッターの半径にほぼ等しい径を有す
る円弧状としたので、円形断面のトンネルに対して効率
良く拡幅掘進を行うことができる。
【0027】また、請求項4に記載のシールド掘進機
は、シールド胴部にシールド掘進機の半径方向に拡幅す
る拡幅胴を設けるとともに、上記拡幅胴を移動させる手
段をシールド掘進機の前,後にそれぞれ設け、上記拡幅
胴部の拡幅量をシールド掘進機の前,後で可変できるよ
うにしたので、テーパ部を設けたトンネルを掘削する場
合でも、シールド掘進機全体をトンネル形状に沿って移
動させることができ、掘進の結果、シールド掘進機と地
山との間のクリアランスを小さくできる。
は、シールド胴部にシールド掘進機の半径方向に拡幅す
る拡幅胴を設けるとともに、上記拡幅胴を移動させる手
段をシールド掘進機の前,後にそれぞれ設け、上記拡幅
胴部の拡幅量をシールド掘進機の前,後で可変できるよ
うにしたので、テーパ部を設けたトンネルを掘削する場
合でも、シールド掘進機全体をトンネル形状に沿って移
動させることができ、掘進の結果、シールド掘進機と地
山との間のクリアランスを小さくできる。
【図1】本発明の実施の形態に係わるシールド掘進機の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わるシールド掘進機の
断面図である。
断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係わるシールド掘進機の
枠構造を示す図である。
枠構造を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態に係わるシールド掘進機の
拡幅胴を示す図である。
拡幅胴を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係わる拡幅胴の移動機構
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図6】拡幅時のシールド掘進機の正面図とシールド胴
部の断面を示す図である。
部の断面を示す図である。
【図7】実施の形態のシールド掘進機による掘削形状を
示す図である。
示す図である。
【図8】実施の形態のシールド掘進機のテーパ部におけ
る掘進状態を示す図である。
る掘進状態を示す図である。
【図9】本実施の形態に係わるテーパ部を設けたトンネ
ルを掘削する方法を示す図である。
ルを掘削する方法を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態に係わるセグメントの組
上げ状態を示す図である。
上げ状態を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態に係わるセグメント形状
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態に係わるセグメント組上
げ状態を示す図である。
げ状態を示す図である。
【図13】本発明の実施の形態に係わるテーパを有する
セグメントの一例である。
セグメントの一例である。
【図14】本発明の実施の形態に係わる平行四辺形の断
面を有するセグメントを用いたテーパ部のトンネル断面
を示す図である。
面を有するセグメントを用いたテーパ部のトンネル断面
を示す図である。
【図15】本発明に係わるシールド掘進機の他の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図16】従来のシールド掘進機の構成を示す図であ
る。
る。
【図17】従来のシールド掘進機の拡幅機構を示す図で
ある。
ある。
1 メインカッター 2 余掘り装置 3 シールド胴部 3L 左の拡幅胴 3R 右の拡幅胴 4 隔壁 5A,5B 水平フレーム 6 支柱 7 スライドジャッキ 8 (メインカッターの)軸部 9 (メインカッターの)駆動装置 10 シールド推進ジャッキ 11 セグメント 12 エレクタ 13 テールシール 14 送泥管 15 排泥管 16 アジテータ 20 シールド掘進機 21,25 一般部 22,24 テーパ部 23 拡幅部
フロントページの続き (72)発明者 甲田 信 東京都新宿区津久戸町2番1号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 三村 友男 東京都新宿区津久戸町2番1号 株式会社 熊谷組東京本社内
Claims (4)
- 【請求項1】 シールド胴部と、シールド胴部の前面に
設けられたメインカッターとを備えたシールド掘進機に
おいて、シールド胴部を間隔をおいて設けられた2つの
平板状の第1の胴部と、上記第1の胴部の間に設けられ
た第2の胴部とから構成するとともに、上記第2の胴部
をシールド掘進機の径方向に移動させる手段を設けたこ
とを特徴とするシールド掘進機。 - 【請求項2】 上記2つの第1の胴部を支持部材で連結
したことを特徴とする請求項1記載のシールド掘進機。 - 【請求項3】 上記2つの第1の胴部の外側同士の間隔
をメインカッターの直径にほぼ等しくするとともに、上
記第2の胴部の外形をメインカッターの半径にほぼ等し
い径を有する円弧状としたことを特徴とする請求項1記
載のシールド掘進機。 - 【請求項4】 シールド胴部と、シールド胴部の前面に
設けられたメインカッターとを備えたシールド掘進機に
おいて、シールド胴部にシールド掘進機の半径方向に拡
幅する拡幅胴を設けるとともに、上記拡幅胴を移動させ
る手段をシールド掘進機の前,後にそれぞれ設け、上記
拡幅胴部の拡幅量をシールド掘進機の前,後で可変でき
るようにしたことを特徴とするシールド掘進機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9900298A JPH11294077A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9900298A JPH11294077A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | シールド掘進機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11294077A true JPH11294077A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14234804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9900298A Pending JPH11294077A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11294077A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007192023A (ja) * | 2007-04-26 | 2007-08-02 | Kajima Corp | 拡幅式シールド掘削機の覆工部材 |
CN102337899A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-02-01 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种开敞式全断面硬岩掘进机调向装置 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP9900298A patent/JPH11294077A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007192023A (ja) * | 2007-04-26 | 2007-08-02 | Kajima Corp | 拡幅式シールド掘削機の覆工部材 |
JP4610017B2 (ja) * | 2007-04-26 | 2011-01-12 | 鹿島建設株式会社 | 拡幅式シールド掘削機の覆工部材 |
CN102337899A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-02-01 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种开敞式全断面硬岩掘进机调向装置 |
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Effective date: 20050328 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070306 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070703 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |