JPS5833197Y2 - シ−ルドシキシンネルクツサクキノ シセイセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 都市の軟弱地盤にトンネルを掘進する工法として、シー
ルド工法が汎く採用されている。

この工法においては、一般にシールド式トンネル掘削機
本体ａに内装されたシールドジヤツキｂで、同本体ａの
後方に組立てられたセグメントＣを押圧することによっ
て前記本体ａを掘進し、同本体ａがセグメントの１リン
グ分前進するとシールドテールｄ内に新らたにセグメン
トＣをリング状に組立て、同セグメントＣを反力受けと
してまた前記本体ａを掘進する。

而して前記シールド式トンネル掘削機ａは大別すると、
第１図に示す如き手掘式と、第２図に示す如き機械式掘
削機とがある。

前者にあっては人力によって地山ｅを掘削し、後者にあ
ってはシールド切羽部にカッタｆを装備し、同カッタｆ
を駆動回転して同カッタｆに取付けられたビットｇによ
って地山ｅを掘削するように構成されている。

従来前記シールド工法においては、（ｉ）地山の不均一
、（ｉｉ）シールドジヤツキの片押し、（ｉｉｉ）セグ
メントの剛性不足、（ｉｖ）切羽掘削の不均一等の原因
によって掘削孔が蛇行する傾向にある。

従ってシールドジヤツキの片押しだけで掘削機本体の軌
道を修正することは困難な場合が多く、軌道の修正装置
が必要で、同修正装置として（Ａ）コピーカッタ装置、
（Ｂ）可動橋、（Ｃ）ブレーキ装置、（Ｄ）ワイヤによ
る修正装置等が単独若しくは複数で掘削機本体に装置さ
れるのが普通である。

コピーカッタ装置は第２図に示すように、シールド式ト
ンネル掘削機本体ａのカッタｆの外周部にコピーカッタ
ｈが間部より外周に突出するように装着され、シールド
外径φより大きく掘削することによって掘削機本体ａの
方向制御を行うようにしたものである。

しかしこの装置は機械式掘削機以外、手掘式掘削機の場
合には装備することができず、装置自体が回転部に取付
けられているので、コピーカッタｈ自体を制御する装置
が複雑になるという欠点がある。

可動橋装置は第３図に示すように、ジヤツキｉによって
橋ｊを掘削機本体ａの外周において上下させることによ
り、同本体ａの方向を制御するものであるが、前記本体
ａと虐ｊとの間隙ｋをシールすることができないため、
土砂が部分ｌに進入して橘ｊの上下運動を妨げ、終には
橋ｊの制御が不可能に近くなる欠陥がある。

ブレーキ装置は第４図に示すように掘削機本体ａに穿設
した穴よりブレーキ板ｍを土中に打込み、掘削機本体ａ
の掘進に伴ってブレーキ板ｍが土の抵抗を受けるように
し、この抵抗力によって掘削機本体ａを制御しようとす
るものであるが、ブレーキ板ｍが掘削機本体ａに対して
直角に突出しているので、土の抵抗が極めて大で方向制
御が容易な反面、ブレーキ板ｍが曲り、掘削機本体ａと
ブレーキ板ｍとの間隙ｎをシールすることができず、最
早ブレーキ板ｍを掘削機本体ａ内に引入れることができ
ないので、ブレーキ板ｍを掘削機本体ａ外に打込み、使
捨てにしなければならないという欠点がある。

ワイヤによる修正装置は第５図に示すように掘削機本体
ａと反力点Ｏとをワイヤｐで連結し、一方向の前進を押
えて掘削機本体ａの方向を制御しようとするものである
が、この場合、掘削機本体ａを前進させながら徐々に方
向制御するものではなく、ワイヤｐの張設されている方
向には全熱前進しないので、滑らかなトンネル穴を掘進
できない上に、反力点０及びｑとワイヤｐとを頑丈にし
なければ゛ならないという欠陥がある。

また前記（ｉ ） （ｉｉ ） （ｉｉｉ） （ｉｖ）
の理由によって、掘削機本体ａがローリングする傾向に
ある。

このローリングを修正する装置として第６図及び竿７図
に示すように、スタビライザが使用される。

この装置は掘削機本体ａからスタビライザ板ｒをシール
ド中心線Ｓと傾斜させて突出し、掘削機本体ａの推進力
による地反力Ｐの分力Ｑによって掘削機本体ａを矢印Ｘ
方向に回転させようとするものである。

この場合第８図に示すように掘削機本体ａの両側よりス
タビライザ板ｒを突出すると、同本体ａの回転力が打消
され方向制御が行なわれるが、この場合においても前記
掘削機本体ａとスタビライザ板ｒとの間隙をシールし難
い欠陥がある。

本案はこのような実情に鑑みて提案されたものであって
、シールド式トンネル掘削機本体の開口部に連通ずるよ
うに同本体に配設された案内筒、同案内筒内に水密に摺
動するように嵌装され、且つ先端面が前記本体の掘進時
における地反力の受圧用傾斜面に形成された円筒状姿勢
制御筒、及び前記本体内に配設された姿勢制御筒進退用
ジヤツキより構成されたことを特徴とするシールド式ト
ンネル掘削機の姿勢制御装置に係り、その目的とする処
は、前記従来の装置の欠陥を除去し、如何なる型式のシ
ールド式トンネル掘削機にも適用され、而も同掘削機の
方向及びローリングの双方の制御を単一の装置で遂行し
うる、シールド式トンネル掘削機の改良された姿勢制御
装置を供する点にある。

以下本案を図示の実施例について説明する。

１はシールド式トンネル掘削機本体で、同本体１内には
開口部２に連通ずる円筒状ガイド３にブツシュハウジン
グ４がボルト５で取付けられるとともに、ブツシュ６が
内装されており、前記ガイド３、ブツシュハウジング４
及びブツシュ６が後述の姿勢制御筒の案内筒を構成して
いる。

７は前記案内筒に可摺動的に嵌装された姿勢制御筒で円
筒状に形成され、前記開口部２より突出する先端部には
、軸線方向と傾斜し、且つ前記掘削機本体１の掘進時に
おける地反力の受圧用傾斜板８が一体に取付けられ、ま
た姿勢制御筒７の内部には補強用リブが設けられている
。

前記姿勢制御筒７の後端面にはブラケット９が取付けら
れ、同ブラケット９に姿勢制御筒進退用のジヤツキ１０
が取付けられている。

同ジヤツキ１０の反力受は及び勿バーとして反力受筒１
１がブツシュハウジング５にボルト１２で取付けられて
いる。

また前記ガイド３の内周面には環状凹溝１３が穿設され
、同凹溝１３にはシール用バッキング１４が嵌着され、
前記姿勢制御筒７とガイド３との間隙１５をシールする
ようになっている。

前記姿勢制御筒７が開口部２より突出した時点で、ジヤ
ツキ１０に代って地反力を受けるための反力受板１６を
反力受筒１１に取付けられるようにしておく。

また姿勢制御筒７は姿勢制御筒の案内筒の軸線まわりに
回転してジヤツキ１０に取付けられるものであり、この
際の姿勢制御筒７の回転止めとしてのストッパ１７が反
力受筒１１に配設される。

図示の装置は前記のように構成されているので、第１０
図に示すようにジヤツキ１０を伸長して姿勢制御筒７を
前記掘削機本体１の開口部２より突出させた状態とする
とき、前記掘削機本体１はこれに内装されたシールドジ
ヤツキ１８によりセグメント１９を反力受として掘進す
るために、前記姿勢制御筒７の先端傾斜板８は地反力Ｐ
□を受けることとなる。

而して同傾斜板８は掘削機本体１とθなる角度で傾斜し
ているので、傾斜板８はその垂直方向にＰＩＳｉｎθだ
けの分力を受けることとなる。

しかるに掘削機本体１はシールドジヤツキ１８によって
推進されているので、同本体１の回転中心はＧの位置と
なる。

従って姿勢制御筒７によって得られる軸方向力ｐ １ｓ
ｉｎθと、Ｇ点との距離ｌとによって、ｐ１ｓｉｎθ×
ｌだけの曲げモーメントが、前記掘削機本体１にＧ点を
中心として作用することとなり゛、前記曲げモーメント
ｐ１ｓｉｎθ×ｌによって掘削機本体１を矢印Ｘ方向に
制御することができる。

従って前記掘削機本体１の円周上に本装置を取付けるこ
とにより、任意の方向に制御しうるものである。

次に第１０図における姿勢制御筒７をηだけ回転させて
ジヤツキ１０に取付けて第１１図の状態とすると、掘削
機本体１の掘進による地盤力をＰ２とすると、Ｐ２は傾
斜板８の面上刃Ｑ１と同板８に対して垂直な力Ｑ２とに
分れる。

しかるに前記のように姿勢制御筒７がηだけ回転してい
るので、ＱｌとＱ２とにおいて掘削機本体１の中心軸線
Ｙを軸として掘削機本体１を回転させようとする分力が
発生し、これによって掘削機本体１のローリングが制御
されるものである。

本案に係るシールド式トンネル掘削機の姿勢制御装置に
おいては前記したように、掘削機本体の開口部に連通ず
るように設けられた案内筒に可摺動的に嵌装された円筒
状姿勢制御筒がジヤツキによって進退動されるようにな
っており、更に同制御筒の先端面が地反力の受圧用傾斜
面に形成されているので、前記制御筒が掘削機本体の開
口部より突出された際、その先端傾斜面によって掘削機
本体掘進時の地反力を受けることによって同本体の方向
が制御されるものであり、また前記姿勢制御筒を前記案
内筒における軸線まわりに回転させて配設することによ
り先端傾斜面の受ける掘削機本体の掘進時における地反
力によって同本体のローリングが制御され、かくして本
案によれば単一の制御装置により掘削機本体の方向及び
ローリングの両方の制御が可能となるものである。

また前記円筒状姿勢制御筒は、前記案内筒に水密に摺動
するように嵌装されているので、掘削機本体と本案の制
御装置との隙間を完全にシールできるので、掘削機本体
内の機器を安全に保持しうるものである。

更に前記姿勢制御筒は円筒状の先端を傾斜面に形成した
構造を有するので、比較的強く、多数回反覆使用できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は従来のシールド式トンネル掘削機の
姿勢制御装置の各側を示す説明図、第７図は第６図の矢
視ＶＩＩ図、第８図は第６図に示す例の作用説明図、第
９図は本案に係るシールド式トンネル掘削機の姿勢制御
装置の一実施例を示す縦断面図、第１０図及び第１１図
は夫々その方向制御並にローリング制御の作用説明図で
ある。 １・・・・・・シールド式トンネル掘削機本体、２・・
・・・・開口部、３・・・・・・ガイド、４・・・・・
・ブッシングハウジング、６・・・・・・ブツシュ、７
・・・・・・姿勢制御筒、８・・・・・・傾斜板、１０
・・・・・・ジヤツキ、１４・・・・・・バッキング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド式トンネル掘削機本体の開口部に連通ずるよう
   に同本体に配設された案内筒、同案内筒内に水密に摺動
   するように嵌装され、且つ先端面が前記本体の掘進時に
   おける地反力の受圧用傾斜面に形成された円筒状姿勢制
   御筒、及び前記本体内に配設された姿勢制御筒進退用ジ
   ヤツキより構成されたことを特徴とするシールド式トン
   ネル掘削機の姿勢制御と置。