JPS63596A - シ−ルド掘進機のカツタ装置 - 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、地中にトンネルを建設する際に用いるシー
ルド掘進機のカッタ装置に関する。

［従来の技術Ｊ 本出舶人は、先にシールド・トンネルの地中接合工法を
提供しに。

この工法は、スキンプレートの先端部が外筒と内筒とに
より二重に形成されていると共に前記外筒及び内筒の（
７７１に貫入リングが格納されている第１のシールド掘
進機及びスキンプレートの５゛２端部が前記第１のシー
ルド！！ｆｌ　Ｒ’ａと同径の外筒と内筒とにより二重
に形成された第２のシールド掘進機を１組として築造す
べ３トンネルを途中で接合させるべく両端側からそイ１
ぞれトンネルをｎｌ（削゛４°る工程と、該トンネル掘
削工程終了直前において、前記第１のシールド掘進機の
貫入リングを該第１のンールド掘ａ機の軸線にイ）って
面方に摺動さｕ１＋ｉ：ｉ記貫人リングにより前記第１
及び第２のシールド掘進機の間に残されたトンネル接合
部の地山を覆う工程と、該工程終了後、前記第ｊ及び第
２のシールド掘進機のスキンプレートを残１．たままシ
ールド掘進機を解体して、該接合部の地山を掘削し、更
に前記スキンプレートの内面にコンクリートを打設して
前記接合部の壁面を覆工する工程とからなるものである
。

このトンネルの地中接合工法において、最ら重要な工程
の一つか前記、「第１のシールド掘進機の貫入リングを
該第１のシールド掘進機の軸線に沿って前方に摺動させ
、前記貫入リングにより前記第１及び第２のシールド掘
進機の間に残されたトンネル接合部の他山を覆う工程」
である。そして、この工程の中でｒ↓入リングを押出す
際に、貫入リングがカッタ装置の先端部に当たらないよ
うに、カッタ装置の先端部をスキンプレートの径方向に
縮小させる必要かある。

従来、この種の先端部がスキンプレートの径方向に伸縮
可能なカッタ装置としては、外周部にコピーカッタを備
えたカッタ装置が知られている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来のカッタ装Ｌｅのコピーカッタは、
シールド掘進機の方向制御を目的とする乙のであり、シ
ールド掘進機を旋回させろ方向の他山を余掘りす、るた
めの装置である。したがって、コピーカッタは方向を変
える時以外の通常掘削時には使用不可能であるとともに
、コピーカッタを備えたカッタ装置は外周面がスキンプ
レートのり（周面と同じ外径に形成されており、コピー
カッタは旋回可能なようにスキンプレートの外周面より
径方向外側に少量（約１５ｃｍ程度）の伸縮量しか１７
ｆＦ。

保されておらず、また、先端部のみにらか切削刃が形成
されおらず、本出願人が提供したシールド・トンネルの
地中接合工法のカッタ装置として；よ不適当であるとい
う問題点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされた乙ので、スキン
プレートの内周面の内側からスキンプレートの外周面の
外側まで伸縮可能な、即ち、スキンプレートの径方向へ
の大きな伸縮量を存するとともに、カッタの前面に掘削
刃を備えており通常化；削時にも掘削が可能なシールド
掘進機のカッタ装置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するｒ二めの手段」 この発明は、前記問題点を解決するために、スキンプレ
ートの内周部に設けられたドラム状の支持部と、この支
持部の先端部に固定されるとと乙に表面に切削刃を備え
た部民と、この面板の内部に配設されるとともに部民の
内部からスキンプレートの径方向に伸縮自在な先端刃と
、この先端刃を前記面板の内外へ伸縮さＵ゛ろ駆動に構
と、前記部民の支持部をスキンプレートの内部で回転さ
せろ駆動装置とを具備し１こことを特徴としている。

この場合、前記先端刃には市ｆ面にら切削刃が形成され
ていることが望ましい。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。第１図、第２図は本発明のカッタ装置の一実施
例を示す乙のであり、第３図ないし第６図は、本発明の
カッタ装置を用いた場合のシールド・トンネルの地中接
合工法の一例を示すものである。

まず、第１図、第２図を用いて、シールド掘進機のカッ
タ装置Ｃについて説明すると、シールド掘進機■の円筒
状のスキンプレート１ａの内周部には、ドラム状の支持
部３か設けられており、支持部３の先端部には円板状に
形成された部民・１が固定されているとと乙に、その表
面には切削刃５゜５、・・・か配設されている。そして
、前記面板４の内部には、スキンプレートの径方向に伸
縮自在な先端刃６．６．・・か設けられており、先端刃
６には先端刃６を萌記面板４の内外へ伸縮さ１．！°る
駆動機構７が取り付けられている。そして、前記面数４
の支持部３には面板・１をスキンプレート１ａの軸線の
回りに回転さＵ゛て地山Ｇ８掘削する駆動装置９が設け
られている。

前記支持部３は、ドラム状に形成された回転体であり、
軸受装置によってスキップレートＩａの内部で回転自在
に支持されるとと乙に、ノールド機１の掘進方向（第１
図におけろＸ−Ｙ方向）にｆ３動自在とされており、そ
の内１１１には前記先端刃６゛と対応する位置にそれを
駆動さけろための駆動機＋１が７の袖受部７ａが設けら
れており、内周面の内側には仕切板１４が固定されてい
る。また、前記面板４は、スキンプレート！ａの先端部
に形成された内筒１２の内径よりわずかに小さい外径の
円板状に形成され、第２図に示すように、その前面側に
は中央部から放射状に配設された切削刃５゜５、・・・
が固定されており、さらに、切削刃５゜５、・・・に沿
って切削上を内部へ取り込む溝部４ａ、４ａ、・・・か
形成されている。また、前記先端刃６，６．・・は、前
記放射状に配設された切削刃５，５．・・・に沿って面
板４の内部に配設され、その先端部及び前面には切削刃
８．８．・・・が配設されているとと乙に、基端部の芯
部には駆動機構７の先端部に設けられたボルト部７ｂと
螺合する雌ネジが形成されている。

駆動機溝７は、ｎ↑Ｉ記支持部３内に設けられた輔受部
７ａと、そこにに軸支された袖体７Ｃと、この軸体７ｃ
を前記ボルト部７ｂに連結するギア７　ｄと、前記軸体
７ｃを第１図におけるＯ−Ｐ方向に回転させる駆動手段
（手動もしくは油圧装置による）とからなっており、駆
動手段を用いて袖体７ａを回転させることにより、ギア
７ｄを介してボルト部７ｂを回転させ、それにより、ボ
ルト部７ｂが前記先端刃６の雌ネジ部と螺合し、先端刃
６を而Ｅ　４の内部からスキンプレート１ａの外筒１１
の外部まで、スキンプレート１ａの径方向に伸縮さけよ
うになっている。また、前記面板・１の駆動装置９は、
ドラム状に形成された支持部３の内周面に固定された内
歯車９ａと、この内歯車９ａをこれと噛合する外歯車９
ｂを介して駆動させる電動機９ｃとからなっている。

つぎに、第３図を用いて本発明のカッタ装置Ｃを備えた
シールド掘進機について説明すると、符号Ｇは両端部か
ら掘削してきたシールド・トンイ、ルの接合部付近の他
山であり、この地山Ｇ内て：ま、第１のシールド機１が
その曲部に設けられたカッタ装置Ｃにより、紙面に対し
て右側に第１のトンネル’１’　ａを掘削し、また第２
のシールド掘進機２がその面部に設けられたカッタ装置
Ｃ（ｎｑ記第１のシールド機と同様の構成）により左側
に他方のトンネルＴｂを掘削している。そして、シール
ド掘進機１の後方に形成されたトンネルＴａの壁面は、
このシールド掘進機ｌの内部で組み立てられたセグメン
トＳ　ａ、　Ｓ　ａ、・・・によって１次覆工されてい
ると共に、シールド掘進機２の後方に形成されたトンネ
ルＴｂの壁面は、このシールド掘進機２の内部で組み立
てられたセグメントｓｂ、ｓｂ、・・・によって１次覆
工か行なわれている。

第１のンールトｍ進ＩＣ−Ｉｔ　Ｉのスキンプレートｌ
ａの先端部１ｂは、スキンプレート１ａと同径に形成さ
れた外筒１１と、この外筒！１より小径に形成された内
筒１２とにより、二重に形成されている。この外筒１１
と内筒１２との間には、円筒状の一体又は複数個に分割
された貫入リング１３が格納されており、この貫入リン
グＩ３の後端には膨出部１３ａが形成されている。また
、この外筒ＩＩと内筒１２との間には、ゴム化アスファ
ルトやグリース″５帖性の高い止水剤が充填されて１二
り、これにより接合時の地山付近の止水を行うとと乙に
、掘進時の掘削土砂の侵入防止を行うようになっている
。内筒１２とスキンプレート１ａとは、前記シールド掘
進機１の軸線に直交するように形成されたリング状の支
圧［’！　５により連結されている。この支圧仮１５の
前面には、その周方向に押出ジヤツキ＋　７．＋　７．
・・・が複数個取り付けろれ、この押出ジヤツキ１７の
作用端１７ａは、ＩＴ人リング膨出部１３ａの後面に当
接している。また、前記支圧Ｉ！２１５の後面には、そ
の周方向に推進ツヤツキ＋８．１８．・・・が複数個取
り付けられ、この推進ジヤツキの作用端１８ａは、先端
のセグメントＳａの側面に当接されている。

第２のシールド掘進機２には、面記第１のスキンプレー
ト１ａと同１その円筒状に形成されたスキンプレート２
ａが設けられ、このスキンプレート２ａの先端部２ｂは
、市１記第１のシールド掘進機１と同様に、スキンプレ
ート２ａと同径に形成された外筒２Ｉと、この外筒２Ｉ
より小１子に形成されｆ二内筒２２とにより、二重に形
成されている。

この外筒２１と内筒２２との間には、ゴム化アスファル
トやグリース等帖性の；高い上水剤が充填されており、
第１のシールド機と同（芋に、上水や畑削土の侵入防止
を行うようになっている。内筒２２とスキンプレート２
ａとは、前記シールド掘進機２の軸線に直交するように
形成されたリング状の支圧板２５により連結されている
。また、スキンプレート２ａには、その内部にリング２
３が設けられ、このリング２３の後面には、その周方向
に推進ジヤツキ２８．２８．・・・が複数個取り付けら
れている。推進ジヤツキ２８の作用端２８ａは、先端の
セグメントｓｂの側面に当接されている。

つぎに、第３図ないし第６図を用いて本発明の地中接合
工法について説明ずろ。

（１）まず、第３図に示すように、右側から第１のシー
ルド掘進機ｌを用いてカッタ装置Ｃにより切羽の安定を
図りつつ地山Ｇを掘削し、その掘削した坑の壁面にセグ
メントＳ　ａ、　Ｓ　ａ、・・・の覆工を行い、このセ
グメントＳａ、Ｓａ、・・・に反力を取って推進ジヤツ
キｌ　８，１８．・・・を駆動させることにより一方の
トンネルＴａを築造していく。

その際、カッタ装置Ｃの先端刃６を伸長さ仕ることによ
り、カッタ装置Ｃが前記外筒１１の径と同径のトンネル
を掘削できるようにする。

これと同時に、左側から茅２のシールド掘進機２を用い
てカッタ装置Ｃにより切羽の安定を図りつつ地山Ｇを掘
削し、その掘削した坑の壁面にセグメントＳｂ、Ｓｂ、
・・・の覆工を行い、このセグメントｓｂ、ｓｂ、・・
・に反力を取って推進ジヤツキ２８，２８．・・・を駆
動さＵ・ることにより能力のトンネルＴｂを築造してい
く。その際、第２のシールド掘進機２０カツタ装置Ｃの
先端刃６を伸長さＵ゛ることにより、このカッタ装置Ｃ
が市Ｉ記スキンプレーｈ２ａと同径のトンネルを掘削で
きるようにする。

そして、トンネルの接合部によ３いて第１のシールド掘
進機１と第２のシールド掘進機２とを所定長さの地山Ｇ
ｉ（約３０ｃ１〜１１程度）を残して対向させろ。

次いで、第４図に示すように、前記第１．第２のシール
ド機１．２の伸張された先端刃６．６．・・・を、駆動
機措７を駆動させることにより縮小させて面Ｆｉ、４の
内部に収める。

（ｉｉ）次に、第５図に示すように、第１のシールド掘
進機１の押出ジヤツキ１７を駆動させて、貫入リング１
３の先端部か第２のシールド掘進機２の外筒２１と内筒
２２との間の間隙内に挿入されるまで、この貫入リング
１３を前記シールド掘進ｆｆ１ｌの軸線に沿って面方に
摺動さける。これにより、貫入リング１３が第１のシー
ルド掘進機１と第２のシールド掘進機２との間に残され
たトンネル接合部の地山Ｇ１を覆ったことになる。ここ
で、外筒ＩＩ、２＋と内筒１２，２２との間に充填され
た前記ゴム化アスファルトやグリースは、面記貫人リン
グ１３の押し出しに従って、各スキンプレート１ａと２
ａとの間隙から接合部の地山Ｇｉ中に浸出してゆく。

（ｉｉｉ　）そして、第６図に示すように、カッタ装置
Ｃを解体、撤去すると共に、仕切仮１４．２４を除去し
、更に貫入リング１３の両端部を内筒１２．２２に溶接
する。次いで、スキンプレートの内側の壁面に、二次覆
工分の厚さを含めたコンクリート３１を打設することに
より接合部の壁面の覆工を行なうことにより、シールド
・トンネルの接合部の施工が完了される。

上述したように、本発明のカッタ装置を用いたシールド
・トンネルの地中接合工法においては、トンネル接合部
の地山Ｇｉが、第１のシールド掘進機Ｉのスキンプレー
ト先端部１ｂに設けられた１゛↓人リング１３により覆
われるので、この１′１人リング１３により前記接合部
の土留や止水が行なわれる。従って、凍結工法のような
ｈｌｉ助工法を用いろことなく、シールド・トンネルの
接合部の施工を行なうことができると共に、トンネルの
接合に要する工費や工期を大幅に低減することのできろ
。

また、この実施例においては、カッタ装置Ｃの而板４の
外径寸法が内筒１２．２．２よりやや小径に形成されて
いるので、先端刃６，６．・・・を面板・ｉ内に収納し
、支持部３をそれぞれシールド機１．２の掘進方向後方
へ移動させることにより、カッタ装置Ｃを内筒１２．２
２の先端部と佳切仮１−１．２４とで形成される枠体内
に格納することが可能となる。従って、前記工程（１１
）において、先端刃６の短縮後、さらに推進ジヤツキＩ
８．２８を駆動させて各シールド掘進機１．２をより接
近さけても、第１及び第２のカッタ装置Ｃが互いに接触
することはない。よって、各シールド掘進機１．２をよ
り接近させて対向させることにより、前記トンネル接合
部における止水性をより確保することができろ。

なお、カッタ装置Ｃの先端刃６を外筒１ｔ、２１の外側
に突出させることにより、シールド機を旋回させる方向
の他山の余掘りが可能となり、コピーカッタと同様にシ
ールド機の方向制御を行うことかできる。

このように本発明のカッタ装置は、駆動機構７を駆動さ
せることにより、内筒１２，２２の内周面の内側から外
筒１１，２１の外周面の外側まで、スキンプレートの径
方向への大きく伸縮させることができろとともに、先端
刃の前面にら切削刃を備えているため通常掘削時にも掘
削が可能なものとなっている。また、先端刃６の基端部
は、機賊的な駆動機構７で支持されているため掘削抵抗
により面板４内部に縮まる恐れがない。

「発明の効果Ｊ 以上説明したようにこの発明のカッタ装置は、スキンプ
レートの内周部に設けられたドラム状０）支持部と、こ
の支持部の先端部に固定されるととらに表面に切削刃を
備えた面板と、この面板の内部に配設されるとともに面
板の内部からスキンプレートの径方向に伸縮自在な先端
刃と、この先端刃を１１）記面板の内外へ伸縮さＵｏる
駆動機構と、萌記面板の支持部をスキンプレートの内部
で回転、ぎせる駆動装置とを具備し、前記先端刃のｒｆ
ｆ７面に乙切削刃を設けたものであるので、スキンブＬ
−−１−の内周面の内側からスキンプレートの外周面の
ント側まで伸縮可能な、即ち、スキンプレートの径−Ｕ
向への大きな伸縮虫を何するととらに、旋回時以外の通
常掘削時にもｌｂ削が可能でめろ。

【図面の簡単な説明】

第１図１第２図は本発明のカッタ装置の一実施例を示し
、第１図はシールド機の力・夕装置の側断面図、第２図
はカッタ装置の正面図、第３図ないし第６図はこの発明
の装置を用いた場合のシールド・トンネルの地中接合工
法の一例を説明すしのであり、第３図は築造すべきトン
ネルを２台のシールド機によっての両端側から掘進して
きたところを示すトンネルの側断面図、第４図はシール
ド去のカッタ装置を縮小している状態を示すトンネルの
側断面図、第５図は貫入リングによって接合部の他山を
覆ったところを示すトンネルの側断面図、第６図はシー
ルド機を解体して完成した状態のトンネルの側断面図で
ある。 Ｇ・・・・・・地山、Ｇｉ・・・・・・トンネル接合部
地山、ｌ・・・・・第！のシールド掘進機、２・・・・
・・第２のシールド掘進機、ｌａ、２ａ　　・・・・ス
キンプレート、ｌｂ。 ２ｂ・・・・・・スキンプレート先端部、３・・・・・
支持部、Ｃ・・・・・・カッタ装置、４・・・・・・面
板、５，８・・・・・・切削刃、６・・・・・・先端刃
、７・・・・・・駆動機構、１１．２１・・・・・・外
筒、１２．２２・・・・・・内筒、１３・・・・・・貫
入リング。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地山を掘削するために筒状のスキンプレートの前
   部に備えられたシールド掘進機のカッタ装置であって、
   前記スキンプレートの内周部に設けられたドラム状の支
   持部と、この支持部の先端部に固定されるとともに表面
   に切削刃を備えた面板と、この面板の内部に配設される
   とともに面板の内部からスキンプレートの径方向に伸縮
   自在な先端刃と、この先端刃を前記面板の内外へ伸縮さ
   せる駆動機構と、前記面板の支持部をスキンプレートの
   内部で回転させる駆動装置とを具備したことを特徴とす
   るシールド掘進機のカッタ装置。
2. （２）前記先端刃には前面にら切削刃が形成されている
   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
   掘削機のカッタ装置。