JPS6322988A - シ−ルド機の中折れ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、シールド工法に使用されるシールド機の付
属機構に関する乙のであり、特に、トンネル曲線部掘進
に用いて好適なシールド機の中折れ機構に関する。

「従来の技術」 従来、都市におけるトンネル工事は、騒音、振動等の公
害問題、また地表、地下における既設工作物との輻偵状
況、トンネル自体の深部化、路面交通の確保等の複雑な
問題を伴うため、地面を開削することなく、また低振動
、低騒音で昼夜施工可能なシールド工法が、前記諸条件
に適合中ろ工法として急速にその施工実績を増加しつつ
ある。

また、軟弱な地盤の多い海沿い等の平地、さらには川底
、海底においてら、掘削すべき地山の崩壊を未然に防止
しつつ、安全かつ確実にトンネル工事を行いうるシール
ド工法の適用が増加しつつある。

近年、前記シールド工法において、築造すべきトンネル
の両側端に相当する位置に発進立坑を揺削して、これら
発進立坑から２台のシールド機構よりトンネルを掘削し
、それらを途中で接合することによりトンネルを完成さ
ける、地中接合工法と呼ばれるような手法が用いられて
いる。この地中接合工法では、シールド機を２台用いて
トンネルを掘削するので、工期の短縮につながり、大変
能率的な工法であると言える。

しかし、前記地中接合工法においては、築造すべきトン
ネルの両側端からトンネルを掘削し、それらを途中で接
合してトンネルを完成させるような工法であるので、こ
のトンネル接合部において双方のシールド機の位置調整
を精密に行う必要があり、また、この位置調整の精確性
を欠けば、完成されたトンネルの出来形に影響を及ぼし
、極端な場合ではセグメントによるトンネルの覆工が不
可能になる、という事態を招く恐れさえあった。

従って、例えばこれらシールド機の中心軸間のずれが上
下左右方向共に最大５　ａｍ、また中心軸相互の成す角
度がｌ°以内であるように、各シールド機の相対位置調
整を、トンネル接合工事に先立つて行う必要が生じてい
た。

前記シールド機の相対位置調整は、トンネル接合前に各
シールド機の位置及び方向をトランシット等により測量
して、これらシールド機の相対位置を確認した後に、ト
ンネル接合時において前記シールド機の各々の中心軸の
ずれ及び中心ＭＦＩＩ互の成す角度を可能な限り小さく
するように、いずれかのシールド機の掘進方向を適宜屈
曲させることで行なわれる。この際、シールド機の外殻
であるスキンプレートを前後に２分割し、シールド機の
掘進方向の屈曲を容易にせしめる、中折れ機構と呼ばれ
る付属機構を装備したシールド機が多用される。

第６図ないし第８図は、前記従来の中折れ機構が装備さ
れたシールド機を示す図である。第６図ないし第８図に
おいて、シールド機ｌの外殻である円筒状の鋼製スキン
プレート３は、その中央部において前部スキンプレート
４及び後部スキンプレート５に分割されている。前部ス
キンプレート４には、後述する中折れジヤツキ取り付は
用の取付プレート６．６、・・・が、この前部スキンプ
レート４の周方向に間隔を置いて複数個設けられ、また
その後端部には、シールド機ｌの軸線に略直交する環状
の閉塞板７が設けられている。また、後部スキンプレー
ト４先端部には、前記前部スキンプレート３の閉塞板７
に面接触する環状の閉塞板８が設けられていると共に、
前記取付プレート６．６、・・・と平行な高さの位置に
、同様に取付プレート９．９が設けられている。前記閉
塞板８には、前記各取付プレート６．９を臨む位置に貫
通孔７ａ、８ａが形成されており、この貫通孔７ａ、　
８ａには前記スキンプレート３を屈曲させる中折れジヤ
ツキ１０．１０、・・・が挿通されると共に、この中折
れジヤツキ１０，１０、・・・の両端はそれぞれ前記取
付プレート６．９にピン結合されて固定されている。

また、図示例において、符号２はシールド機ｌの前部に
設けられた他山掘削用のカッタ装置、符号１！は仕切板
であるバルクヘッド、符号１２はトンネル覆工用のセグ
メント、符号１３はこのセグメント１２先端部に反力を
取ることでシールド機ｌ全体を前進させるシールドジヤ
ツキ、符号Ｉ４は前部及び後部のスキンプレート４．５
間の止水性を確保する上水用シールである。

シールド機！直進時には、第６図に示すように、前記中
折れジヤツキ１０．１０．・・・の伸張量を均一にして
、カッタ装置２による掘進方向を一定にする。また、シ
ールド機Ｉ曲進時には、第７図に示すように、中折れジ
ヤツキ１０１１０．・・・の伸張量を適宜変化させれば
、前記後部スキンプレート５はセグメント１２．１２、
・・・及び周囲の地山により固定されているので、前部
スキンプレート４のみがいわゆる首振りした状態でその
掘進方向を変化し、これによりシールド機ｌ全体の掘進
方向を自在に変化、調節することが可能となる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記従来のシールド機ｌに設けられた中折れ
機構は、スキンプレート３を前部スキンプレート４と後
部スキンプレート５とに２分割すると共に、これらを中
折れジヤツキ１０，１０゜・・・により連結したような
構成である。従って、前記中折れジヤツキ１Ｏ１ｌＯ１
・・・を装備したことによるシールド機１全体のコスト
高騰は免れず、また、シールド機ｌ内部の機構自体の複
雑化を招くと共に、シールド機ｌ内での作業スペースを
狭くする等シールド機ｌ内でのスペースの有効利用を阻
害する、という問題点があった。また、一般にトンネル
施工時において、前記トンネル接合以外に曲線部掘進を
する可能性は比較的少なく、従ってトンネル接合のみの
目的で前記中折れジヤツキ１０、ＩＯｌ・・・を各シー
ルド機ｌに装備するのは不経済である。

この発明は、その掘進方向を自在に変化しうる中折れ機
構を備えたシールド機において、簡易な構造でかつその
製作費が安価なシールド機の中折れ機構を如何にして実
現するかを問題にしている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、シールド機の外殻である円筒状のスキンプ
レートを少なくとも２個の筒体に分割すると共に、これ
ら互いに隣接する一対の筒体の相対向する端面付近に、
各々の筒体の内方へ延在する反力プレートをそれぞれ設
け、かつこれら一対の反力プレート間の間隔を伸縮自在
に調節する連結機構を、前記シールド機の周方向に間隔
を置いた状態でこれら反力プレート間に複数個介在さけ
ることで、前記筒体を互いに連結したようなシールド機
の中折れ機構を構成して、前記問題点を解決している。

ここで、前記連結機構としては、ターンバックルの両端
を前記筒体の反力プレートに連結したような構成が好ま
しい。

「作用」 この発明では、筒体が互いに反力プレート及び連結機構
を介して連結されており、かつこの連結機構がこれら反
力プレートの間の間隔を伸縮自在に調節するので、連結
機構により前記反力プレート間の間隔を適宜調節すれば
、筒体間の間隔をその周方向で異なった値に調節するこ
とが可能である。従って、前記連結機構によって最前部
の筒体を残りの筒体に対して屈曲させることが可能とな
り、これによりシールド機全体の掘進方向を屈曲させる
ことが可能となる。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図ないし第４図は、この発明の一実施例である中折
れ機構が装備されたシールド機を示す図である。なお、
以下の説明において、前記従来のシールド機ないしは中
折れ機構と同一の構成要素については同一の符号を付し
、その説明を省略する。

この発明の一実施例であるシールド機ｌは、前記従来の
中折れ機構を有するシールド機と同様に、そのスキンプ
レート３が中央部において前部スキンプレート４及び後
部スキンプレート５（筒体）に２分割されている。前部
スキンプレート４の後端部及び後部スキンプレート５の
先端部には、各スキンプレート４．５の軸線に略直交し
、かつこれらの内方へ延在する反力プレート２０．２１
が、それぞれのスキンプレート４．５の周方向に間隔を
置いて複数個設けられていると共に、これら反力プレー
ト２０．２１間には、ターンバックル（連結機構）２２
．２２、・・・が架設されている。

前記ターンバックル２２は、一端にピン接合用の取付プ
レート２３ａ　、　２４ａが設けられたそれぞれ螺進方
向の異なる一対のボルト２３．２４と、これらが一体に
螺着されているターンバックルナツト２５とで略構成さ
れている。このナツト２５内のめねじ孔には、その螺進
方向が途中で相反するめねじが刻設され、これにより、
前記ナツト２５を適宜回動させることで前記ボルト２３
．２４を互いに自在に近接、離間させることができる。

また、前記反力プレート２０．２１には、前記ターンバ
ックル２２固定用の固定プレート２６．２７が設けられ
、この固定プレート２６．２７と前記ターンバックル２
２の取付プレート２３ａ　、　２４ａとがそれぞれピン
接合されて連結されることで、前記ターンバックル２２
が前記スキンプレート４．５の反力プレート２０．２１
に連結される。

また、前記後部スキンプレート５の先端部には、その径
がやや縮小された縮径部５ａが設けられると共に、この
縮径部外周面５ｂは湾曲面に形成されている。そして、
前記前部スキンプレート４の後端部が、前記後部スキン
プレート縮径部５ａｌ：ｆｆｌ装され、かつ、第４図に
示すように、これらスキンプレート４．５間に、通常の
掘進時にこれらスキンプレート４．５の移動、屈曲を阻
止する結合プレート２８が、これらスキンプレート４．
５内面に溶接されて接合されることで、それぞれのスキ
ンプレート４．５が互いに固着されている。

次に、以上の構成を有するシールド機１により、地山を
掘進してトンネルを築造する方法について説明する。

前記シールド機１を直進させてトンネルを築造する場合
、前記従来の如く、シールド機ｌの前部に設けられたカ
ッタ装置２により地山を掘削しつつ、その後方に設けら
れたシールドジヤツキ（図示略）によりシールド機ｌ全
体を前進させれば良い。ここで、スキンプレート３は前
部４及び後部５に２分割されているものの、これらスキ
ンプレート４．５間は前記結合プレート２８により堅固
に連結されているので、掘進抵抗等により前部スキンプ
レート４が首振り運動をして、その掘進方向が変化する
ような現象が発生することはない。

次に、第５図に示すように、２台のシールド機１、■が
所定長さの地山を残した状態でその掘進を停止し、互い
の相対位置を測定した後に、これらシールド機！、ｌの
中心軸のずれ及び中心軸相互の成す角度を可能な限り小
さくするようにいずれか一方（図示例では左方のシール
ドＩＩ　　）の掘進方向を屈曲させる場合には、このシ
ールド機１に装備された中折れ機構により掘進方向の屈
曲を行えば良い。すなわち、前記結合プレート２８をそ
の中間で切断することで、前記各スキンプレート４．５
間の固着を解除した後で、第３図に示すように、屈曲し
ようとする方向の外側に位置するターンバックル２２の
ナツト２５を一方向（図中矢印Ａ方向）に回転し、これ
により前記各スキンプレート４．５の反力プレート２０
．２１間の間隔を広げると共に、屈曲しようとする方向
の内側に位置するターンバックル２２のナツト２５を反
対方向に回転し、これにより前記反力プレート２０．２
１間の間隔を狭め、よって前記従来のシールド機と同様
に、前部スキンプレート４を所定の方向に屈曲させるこ
とで、シールド機ｌ全体の掘進方向を屈曲さ什るのであ
る。

この後、前記カッタ装置２により地山をさらに掘削する
と共に、前記シールドジヤツキによりセグメント（共に
図示略）に反力を取ることでシールド機ｌ全体を前進さ
せる。また、一定の距離地山を掘削した後に再度掘進を
停止して、萌述の作業を行って掘削方向を適宜調節し、
以後これの繰り返しにより、掘進を停止している他方の
シールド機（図中右方のシールド機１　）に向ってその
掘進方向を調節しつつ掘進を続ける。そして、各々のシ
ールド機ｌ、１が十分接近した状態で、掘進を停止して
、各々のトンネルの接合を行うのである。

ここで、前記の如く２台のシールド機１．Ｉによりトン
ネルを築造する場合には、第５図に示すように、いずれ
か一方（図示例では左方）のシールド機！のみに中折れ
機構が装備されていれば十分であるが、双方のシールド
１１．Ｉに中折れ機構を装備しても良いことは勿論であ
る。

以上説明した方法により、地山を掘削してトンネルを築
造することができる。ここで、前記シールド機【におい
て、２分割された前部及び後部のスキンプレート４．５
は、反力プレート２０．２１間に介在されたターンバッ
クル２２により連結されていると共に、このターンバッ
クル２２のナツト２５を回動させることで、前記反力プ
レート２０．２１間の距離が伸縮自在に調節され、これ
により前部スキンプレート４が所定角度だけ屈曲される
ことで、シールド機ｌ全体の掘進方向を屈曲させること
が可能となる。特１こ、前記スキンプレート４．５を連
結するターンバックル２２は、その構造が簡単であると
共に、前記従来の中折れジヤツキ！０と比較してその取
付スペースら狭くて済み、また製作費そのものも安価で
ある。従って、この実施例によれば、簡易な構造でかつ
その製作費が安価なシールド機の中折れ機構を実現する
ことが可能となる。

なお、この発明であるシールド機の中折れ機構は、前記
実施例に限定されない、−例として、前記ターンバック
ル２２のみでは力不足で、シールド機１の掘進方向を所
定の角度だけ屈曲しづらい場合、その間隔を広げるべき
側の面記反カプレート２０．２１間に補助的にジヤツキ
等の抑圧手段を介在させ、これら反力プレート２０．２
１間の間隔を調節するようにしても良い。また、前記反
カプレート２０，２１間をその間隔を伸縮自在に連結す
る連結機構は、前記実施例の如きターンバックル２２に
限定されず、例えばスプリング、クランク等の機械的抑
圧手段でも良く、要はその構造が簡易でありかつ製作費
が安価な連結機構であれば周知の手段から適宜選択され
れば良い。さらに、前記スキンプレート３は、前後に２
分割されるだけでなく、さらに多数のスキンプレートに
分割されても良いことは勿論である。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、シール
ド機の外殻である円筒状のスキンプレートを少なくとも
２個の筒体に分割すると共に、これら互いに隣接する一
対の筒体の相対向する端面付近に、各々の筒体の内方へ
延在する反力プレートをそれぞれ設け、かつこれら一対
の反力プレート間の間隔を伸縮自在に調節するターンバ
ックル等の連結機構を、前記シールド機の周方向に間隔
を置いた状態でこれら反力プレート間に複数個介在させ
ることで、前記筒体を互いに連結したようなシールド機
の中折れ機構を構成したので、前記連結機構により前記
反力プレート間、すなわち各筒体間の距離を適宜伸縮さ
せることが可能となり、これにより最前部の筒体を所定
角度だけ屈曲させることで、シールド機全体の掘進方向
を屈曲させることが可能となる。また、前記筒体を連結
するターンバックル等の連結機構は、その構造が簡易に
構成されうると共に、従来の中折れ機構における中折れ
ジヤツキと比較してその取付スペースも狭くて済み、ま
た製作費そのものも安価である。

従って、この発明によれば、簡易な構造でかつその製作
費が安価なシールド機の中折れ機構を実現することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるシールド機の中折れ
機構が装備されたシールド機を示す正断面図、第２図は
第１図の■内部拡大図、第３図は連結機構によりシール
ド機の掘進方向が屈曲された状態を示す要部のみを示す
断面図、第４図は結合プレート付近を拡大して示した断
面図、第５図はシールド機の掘進方向を屈曲させて２台
のシールド機を接合する工程を示す平面図、第６図は従
来の中折れ機構が装備されたシールド機を示す平断面図
、第７図は同中折れ機構によりシールド機の掘進方向が
屈曲された状態を示す平断面図、第８図は第６図の〜１
−■′線視断面図である。 ！・・・・・シールド機、３・・・・・・スキンプレー
ト、４・・・・・・前部スキンプレート（筒体）、５・
・・・・・後部スキンプレート（筒体）、２０．２１・
・・・・・反力プレート、２２・・・・・・ターンバッ
クル（連結機構）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド機の外殻である円筒状のスキンプレート
   が少なくとも２個の筒体に分割されていると共に、これ
   ら互いに隣接する一対の筒体の相対向する端面付近には
   、各々の筒体の内方へ延在する反力プレートがそれぞれ
   設けられ、かつこれら一対の反力プレート間の間隔を伸
   縮自在に調節する連結機構が、前記シールド機の周方向
   に間隔を置いた状態でこれら反力プレート間に複数個介
   在されることで、前記筒体が互いに連結されていること
   を特徴とするシールド機の中折れ機構。
2. （２）前記連結機構は、その両端が前記反力プレートに
   連結されたターンバックルであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のシールド機の中折れ機構。