JP2000257369A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】僅かの改造を施すだけで小径トンネルも大径ト
ンネルも掘削可能なシールド掘進機を提供し、そのシー
ルド掘進機の構造を簡単化し、製作費と改造費を低減
し、トンネル径の切換えを簡単に行えるようにする。 【解決手段】胴部材３は、内側後胴テールプレート６
と、テールプレート６に間隔を空けて同心状に外嵌され
た外側後胴テールプレート５と、前胴４とを有し、小径
トンネルを掘削する状態では、前胴４とテールプレート
５とテールプレート６を装備した状態で掘進して内側後
胴テールプレート６の内面側に小径トンネル用セグメン
ト３０を組付け、大径トンネルを掘削する状態ではテー
ルプレート６を取外した状態で掘進してテールプレート
５の内面側に大径トンネル用セグメント３５を組付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、シールド掘進機
に関し、特に径の異なるトンネルを掘削してセグメント
を覆工可能なシールド掘進機であって、小径トンネルを
掘削する状態と大径トンネルを掘削する状態とに亙って
簡単に切換え得るようにしたシールド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】 シールド掘進機は、地下鉄、上下水
道、電力用ケーブルや通信用ケーブルの為のトンネル、
等のシールド坑（トンネル）の掘進に供するものであ
り、通常のシールド掘進機は、前胴、中折れ部、後胴、
前胴の前端のカッターディスク、カッターディスクを回
転駆動する回転駆動機構、前胴後部と中折れ部と後胴前
端部の内周側に配設されて後胴前端部に固定された例え
ば８〜２０本のシールドジャッキ、左右側部の中折れジ
ャッキ、掘削土砂を排出する排土設備、掘削したトンネ
ルの内面にセグメントを覆工するエレクタ等を有する。

【０００３】このシールド掘進機によれば、複数のシー
ルドジャッキで覆工済みのセグメントを介して掘進推力
を発生させながら、カッターディスクを回転駆動して切
羽を掘削し、所定長さ（１リング分）掘削する毎にエレ
クタ装置によりトンネルの内面にセグメントを覆工し、
これを繰り返しつつトンネルを掘進していく。

【０００４】ところで、下水道用のトンネルにおいてト
ンネルの途中でトンネル径を大きく変更したり、電力用
ケーブルや通信用ケーブルの為のトンネルにおいてケー
ブル接続機器等の配置の為のスペースを確保する為に、
トンネルの途中部にトンネル径を拡幅した所定長さの大
径トンネルを形成したりする場合がある。例えば、特開
平６−５８０７７号公報にはトンネル径を拡幅すること
ができるシールド掘進機が記載されている。本願出願人
は、小径トンネルを掘削する縮径状態と、小径トンネル
よりも大径の大径トンネルを掘削する拡径状態とに繰り
返して改造することができるシールド掘進機を提案した
（特願平９−２７０５３５号）。

【０００５】特開平６−５８０７７号公報のシールド掘
進機においては、トンネル径を拡幅する始端個所に立坑
を形成し、その立坑の位置まで小径トンネルを掘進して
から、その立坑の直下においてシールド掘進機の前胴の
外周側を覆うように大径の前胴を追加し、小径の後胴に
代えて大径の後胴を取付け、つまり、シールド掘進機を
大径トンネル用に改造してから、大径トンネルを掘進す
る。このシールド掘進機では、大径トンネルを掘削する
際にはカッターディスクのカッタースポークに予め装備
したオーバーカッターを伸長状態にする。

【０００６】本願出願人の提案したシールド掘進機にお
いては、小径トンネルの掘削途中において大径トンネル
に切換える際には、大径トンネルの始端部の位置で、小
径トンネルを掘削する小径シールド掘進機の全長よりも
大径の立坑を掘削し、その立坑の直下において小径シー
ルド掘進機を、大径トンネルを掘削する大径シールド掘
進機に改造し、その大径シールド掘進機により大径トン
ネルを掘削する。

【０００７】その改造の際、小径の後胴を分割線の位置
で溶断して小径の後胴の大部分を地上へ搬出し、次に大
径の前胴の上分割体と下分割体を地上から搬入して小径
の前胴の外側を覆うように大径の前胴を組付けて前胴を
２重構造にするとともに、大径の後胴の上分割体と下分
割体を地上から搬入して組付けて大径の後胴にする。こ
れと並行的に、各シールドジャッキに対して小径トンネ
ル用の第１偏心金具に代えて大径トンネル用の第２偏心
金具を取付けるとともに、カッターディスクのカッター
スポークを継ぎ足して小径状態から大径状態に改造す
る。以上の改造後に、この大径シールド掘進機により大
径トンネルの掘進が開始され小径トンネルに続く大径ト
ンネルが掘進される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】 特開平６−５８０７
７号公報のシールド掘進機は、所定長さの大径トンネル
を１回だけ掘削する為のものに過ぎず、大径トンネルの
掘進後に小径トンネルの掘進に切換える際、大径の前胴
と後胴とを地中に置き去りにするので、その後は大径ト
ンネルを掘進することは殆ど不可能である。大径の前胴
と後胴を再製作すれば、再度大径トンネルを掘削するこ
とができるが、大径の前胴と後胴の製作費用が余分に必
要になる分不利になる。

【０００９】本願出願人の提案したシールド掘進機によ
り、大径トンネルと小径トンネルを掘削する為には、大
径と小径の前胴、大径と小径の後胴が必要であるから、
構造部材数が多く、製作費も高価になり、改造費も高価
になる。複数のシールドジャッキは、小径シールド掘進
機に適した径方向位置に配設されているため、大径トン
ネル用の第２偏心金具の偏心量は第１偏心金具の偏心量
に比べて極端に大きくなる。それ故、複数のシールドジ
ャッキに対応する複数の偏心金具として、複数の第１，
第２偏心金具が必要になること、各シールドジャッキと
してロッド径の大きな大型のシールドジャッキが必要と
なること、シールドジャッキに大きな偏心荷重が作用す
る関係上その寿命が短くなること、等の問題がある。

【００１０】本発明の目的は、僅かの改造を施すだけで
小径トンネルも大径トンネルも掘削可能なシールド掘進
機を提供すること、そのシールド掘進機の構造を簡単化
し製作費を低減すること、トンネル径の大小に応じた掘
進機の切換えを簡単化すること等である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 請求項１のシールド掘
進機は、掘進機本体と、この掘進機本体の外周部を覆う
胴部材と、カッターディスクと、カッターディスクを回
転駆動する駆動手段と、複数のシールドジャッキとを備
えたシールド掘進機において、前記胴部材は、内側後胴
テールプレートと、内側後胴テールプレートに間隔を空
けて同心状に外嵌された外側後胴テールプレートと、こ
の外側後胴テールプレートと同径の前胴部材とを有し、
内側後胴テールプレートに対応する小径トンネルを掘削
する状態では、前記胴部材を装備したまま掘削してエレ
クタ装置を用いて内側後胴テールプレートの内面側に小
径トンネル用セグメントを組付け、小径トンネルよりも
大径の大径トンネルを掘削する状態では前記胴部材から
内側後胴テールプレートを取外した状態で掘削して外側
後胴テールプレートの内面側に大径トンネル用セグメン
トを組付けるように構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１２】トンネル掘進の際、駆動手段によりカッタ
ーディスクを回転させながら掘削し、複数のシールドジ
ャッキにより掘進推力を発生させつつ掘進する。小径ト
ンネルを掘進する際には、前胴部材と内側後胴テールプ
レートと外側後胴テールプレートを装備したまま掘削を
進め、所定長さ（１リング分）掘進する毎に掘進を中断
し、エレクタ装置により内側後胴テールプレートの内面
側に小径トンネル用セグメントをリング状に組み付け、
これとほぼ並行して地山と小径トンネル用セグメントと
の間にモルタル等の裏込め材を充填する。大径トンネル
を掘進する状態に切換える際には、前胴部材と外側後胴
テールプレートは変更せずに、内側後胴テールプレート
だけを取外して外部へ搬出する。大径トンネルを掘進す
る状態では、１リング分の掘進毎に、エレクタ装置によ
り外側後胴テールプレートの内面側に大径トンネル用セ
グメントをリング状に組付け、これとほぼ並行して地山
と大径トンネル用セグメントとの間に裏込め材を充填す
る。

【００１３】請求項２のシールド掘進機は、請求項１の
発明において、小径トンネルを掘進する状態では、内側
後胴テールプレートと外側後胴テールプレート間に同時
裏込注入装置が装備されることを特徴とするものであ
る。内側後胴テールプレートと外側後胴テールプレート
との間の環状空間を有効活用することができ、小径トン
ネル用セグメントを組付ける際、同時裏込注入装置が小
径トンネル用セグメントやエレクタ装置等に干渉するこ
とがない。

【００１４】請求項３のシールド掘進機は、請求項２の
発明において、大径トンネルを掘削する状態に切換える
際には、同時裏込注入装置が取り外されることを特徴と
するものである。前記同時裏込注入装置を取り外すの
で、外側後胴テールプレートの内面側に大径トンネル用
セグメントを組付けることができる。尚、大径トンネル
用セグメントを組付ける際には、大径トンネル用セグメ
ントの内面側からそのセグメントに形成した注入孔を介
して裏込め材を充填する。

【００１５】請求項４のシールド掘進機は、請求項１〜
３の何れかの発明において、複数のシールドジャッキの
トンネル径方向取り付け位置は、トンネル径の大小によ
らず同一位置であることを特徴とするものである。但
し、このトンネル径方向取り付け位置は、小径トンネル
用セグメントの内面と大径トンネル用セグメントの内面
とのほぼ中間の位置とすることが望ましい。複数のシー
ルドジャッキの径方向取り付け位置を一定に維持したま
ま、それらシールドジャッキを小径トンネル掘削と大径
トンネル掘削とに兼用することができる。複数のシール
ドジャッキの位置を変更しなくても済むので、トンネル
径の変更に伴う掘進機改造の負荷を軽減でき、改造費用
を低減できる。

【００１６】請求項５のシールド掘進機は、請求項４の
発明において、各シールドジャッキの出力ロッドには偏
心金具を介してスプレッダーが偏心状態に連結され、偏
心量はトンネル径の大小では同一であり、各偏心金具と
してはトンネル径の大小によらず共通の偏心金具が適用
され、小径トンネル掘削時には各偏心金具がトンネル径
方向内側へ最大限偏心させられ、大径トンネル掘削時に
は各偏心金具がトンネル径方向外側へ最大限偏心させら
れることを特徴とするものである。

【００１７】偏心金具としては、トンネル径の大小によ
らず偏心量が同一であるため共通のものが適用されるの
で、１種類の偏心金具を装備すればよいから偏心金具の
製作費を低減することができる。小径トンネル掘削時に
は各偏心金具がトンネル径方向内側へ最大限偏心させら
れ、大径トンネル掘削時には各偏心金具をトンネル径方
向外側へ最大限偏心させられるので、トンネル径の切換
えの際には、各偏心金具をスプレッダーから連結解除し
た後シールドジャッキの軸心回りに１８０度回転させ再
度スプレッダーに連結すればよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態に係るシールド
掘進機は、小径トンネルを掘削する状態（図２〜図４参
照）と、大径トンネルを掘削する状態（図５〜図７参
照）とに繰り返し改造可能に構成されている。図１に
は、このシールド掘進機により小径トンネルＡとこの小
径トンネルＡよりも大径の大径トンネルＢとを掘進した
状態が示されている。尚、トンネル掘進方向を前方と
し、その前方に向かって左右を左右として説明する。

【００１９】図２〜図４は小径トンネルＡを掘進するの
に供するシールド掘進機１Ａを示し、このシールド掘進
機１Ａは、掘進機本体２と、この掘進機本体２の外周部
を覆う胴部材３（これは、前胴４と外側後胴テールプレ
ート５と内側後胴テールプレート６とを有する）と、掘
進機本体２の前端部に回転可能に設けられたカッターデ
ィスク７と、カッターディスク７を回転駆動するカッタ
ー駆動機構８と、１０本のシールドジャッキ９と、エレ
クタ装置１０と、排土設備１１等を有する。尚、前胴４
が前胴部材に相当するものである。

【００２０】図２、図３に示すように、カッターディス
ク７には、複数のカッタースポーク１２と、これらカッ
タースポーク１２の前端部に付設された多数のカッター
ビット１３とが設けられ、複数のカッタースポーク１２
のうちの１つに余掘りの為のコピーカッター装置１４が
設けられている。カッター駆動機構８は複数の油圧モー
タ８ａ等からなり、掘進機本体２の前端即ち胴部材３内
部の鉛直の隔壁１５に固定されてカッターディスク７を
正逆回転駆動する。尚、隔壁１５の中心部には、コピー
カッター装置１４に油を供給する油路等を内蔵したロー
タリージョイント等が設けられている。

【００２１】図２に示すように、前胴４の後端部の内周
面には、リングウェブ１６が固着され、リングウェブ１
６よりも前方には周方向適当間隔置きに支持ブラケット
１７が固着されている。例えば１０本のシールドジャッ
キ９は、周方向適当間隔置きの位置において、リングウ
ェブ１６に貫通状態に且つ後方向きに装着されに配設さ
れ、これらシールドジャッキ９は掘進時にスプレッダー
１８を介して覆工済みセグメントの前端に反力をとりシ
ールド掘進機１Ａの推力を発生させる。

【００２２】図２、図８に示すように各シールドジャッ
キ９の出力ロッド９ａには、偏心金具１９が取外し可能
にボルト連結され、各偏心金具１９の係合部１９ａに略
楕円形状のスプレッダー１８が連結解除可能に偏心状態
にピン連結されている。各偏心金具１９としてはトンネ
ル径の大小によらず共通の偏心金具が適用され、小径ト
ンネルＡの掘削時（図８参照）には各偏心金具１９の係
合部１９ａがトンネル径方向内側へ最大限（偏心量δ）
偏心させられ、大径トンネルＢの掘削時（図９参照）に
は各偏心金具１９の係合部１９ａがトンネル径方向外側
へ最大限（偏心量δ）偏心させられる。

【００２３】各偏心金具１９は出力ロッド９ａに固定さ
れているが出力ロッド９ａと共にその軸心周りに回動可
能であり、偏心金具１９をスプレッダー１８に連結した
状態では偏心金具１９はスプレッダー１８により回動規
制される。トンネル径を切換える為に、偏心金具１９の
偏心方向を切換える場合には、偏心金具１９とスプレッ
ダー１８との連結を一旦解除すれば偏心方向を切換える
ことができ、その偏心方向の切換え後に偏心金具１９を
スプレッダー１８に連結すればよい。

【００２４】ところで、図４、図７に示すように、正面
視にて略楕円形状の各スプレッダー１８においては、そ
の一方の外形周縁部１８ａが内側後胴テールプレート６
の内周面と同曲率に形成されており（図４参照）、他方
の外形周縁部１８ｂが外側後胴テールプレート５の内周
面と同曲率に形成されている（図７参照）。従って、こ
のシールド掘進機１Ａにおいては、各偏心金具１９の係
合部１９ａがトンネル径方向内側へ最大限偏心し、偏心
金具１９はスプレッダー１８により回動しないように規
制され、各スプレッダー１８の外形周縁部１８ａが内側
後胴テールプレート６の内周面に摺接するようになって
いる。

【００２５】図２、図４に示すように、エレクタ装置１
０は、エレクタ基枠２１とエレクタ本体２２とエレクタ
旋回用モータ２３等を有する。エレクタ基枠２１は略円
筒状に形成され、その外周部には環状の係合部２１ａが
突設されている。リングウェブ１６の後端には周方向適
当間隔置きに複数のブラケット２４が固定され、各ブラ
ケット２４には掘進方向と平行な軸心回りに回転自在の
遊転式のローラ２６が枢着され、これら複数のローラ２
６によって係合部２１ａが支持され、エレクタ基枠２１
が回転可能になっている。

【００２６】エレクタ基枠２１の内周前端部には無端チ
ェーン２７が付設され、前胴４の内面に突設されたモー
タ支持ブラケット２８にはエレクタ旋回用モータ２３が
設けられ、その旋回用モータ２３で駆動されるプロケッ
ト２３ａが無端チェーン２７に係合され、旋回用モータ
２３によりエレクタ基枠２１を正逆回転駆動できるよう
になっている。なお、エレクタ本体２２はエレクタ基枠
２１の後端面にボルトにより固着されている。尚、２１
ｂはバランスウェイトである。

【００２７】図２に示すように、胴部材３のうち前胴４
と外側後胴テールプレート５とは同一外径に形成され、
前胴４の後端と外側後胴テールプレート５の前端とが溶
接接合されている。内側後胴テールプレート６は外側後
胴テールプレート５よりも小径で且つ間隔を空けて外側
後胴テールプレート５に同心状に内嵌され、内側後胴テ
ールプレート６の前端がリングウェブ１６に溶接接合さ
れている。各シールドジャッキ９の部位において、内側
後胴テールプレート６の先端部には、シールドジャッキ
９との干渉防止の為の切欠穴（図示略）が形成されてい
る。尚、６ａはテールグラウトシールである。小径トン
ネルを掘削する状態では、外側後胴テールプレート５と
内側後胴テールプレート６間には、同時裏込注入装置２
９が装備され、地山と小径トンネル用セグメント３０と
の間に裏込材（例えば、モルタルなど）を注入できるよ
うになっている。

【００２８】図５〜図７は、大径トンネルＢを掘進する
のに供するシールド掘進機１Ｂを示し、シールド掘進機
１Ａを部分的に改造したものである。次に、このシール
ド掘進機１Ｂについて説明し、シールド掘進機１Ａと同
じ部材には同符合を付して適宜説明を省略する。図５に
示すように、シールド掘進機１Ｂは、掘進機本体２と、
胴部材３（これは、前胴４と外側後胴テールプレート５
とを有する）と、カッターディスク７と、カッター駆動
機構８と、１０本のシールドジャッキ９と、エレクタ装
置１０と、排土設備１１等を有する。このシールド掘進
機１Ｂにおいては、内側後胴テールプレート６と同時裏
込注入装置２９が撤去されている。

【００２９】図５、図７、図９に示すように、このシー
ルド掘進機１Ｂにおいて、各シールドジャッキ９には偏
心金具１９を介してスプレッダー１８が取外し可能に偏
心状態にピン連結され、スプレッダー１８の外形周縁部
１８ｂが外側後胴テールプレート５の内周面に摺動する
ように配置され、各偏心金具１９はトンネル径方向内側
へ最大限偏心しており、偏心金具１９がスプレッダー１
８に連結されているため偏心金具１９の回動が規制され
ている。尚、図示しないが、大径トンネル用セグメント
３５には、内部から裏込材を注入する為の裏込材注入孔
が貫通状態に設けられている。

【００３０】以上説明したシールド掘進機１Ａ，１Ｂの
作用について説明する。小径トンネルＡを掘進する際に
はシールド掘進機１Ａにより掘進する。つまり、内側後
胴テールプレート６も同時裏込注入装置２９も装備さ
れ、偏心金具１９の係合部１９ａがトンネル径方向内側
へ最大限（偏心量δ）偏心させられた状態でスプレッダ
ー１８に連結され（図８参照）、スプレッダー１８の外
形周縁部１８ａが、内側後胴テールプレート６の内周面
に摺動するように配置され、この状態（図４参照）にお
いて、カッター駆動機構８によりカッターディスク７を
回転駆動し切羽掘削し、複数のシールドジャッキ９によ
り推進力を発生させながら掘進する。この時、各シール
ドジャッキ９に偏心金具１９を介して連結されたスプレ
ッダー１８により覆工済みの小径トンネル用セグメント
３０の前端に反力をとって複数のシールドジャッキ９に
より掘進推力を発生させる。

【００３１】小径トンネルＡを掘削していき、セグメン
ト１リング分の掘進が完了する毎に掘削を中断し、同時
裏込注入装置２９から裏込材を注入し、エレクタ装置１
０により内側後胴テールプレート６の内面側に１リング
分の小径トンネル用セグメント３０を覆工する。このと
き、小径トンネル用セグメント３０で覆工する個所以外
の個所に対応する複数のシールドジャッキ９によりシー
ルド掘進機１Ａの前面に作用する土水圧荷重を支持しつ
つ、小径トンネル用セグメント３０を組付けていき、組
付けたセグメント３０をシールドジャッキ９で後方へ小
距離押動して既設のセグメント３０に接続する。１リン
グ分の小径トンネル用セグメント３０の組付けの終了後
に掘進を再開する。これを順々に繰り返して、小径トン
ネルＡを掘進していく。

【００３２】小径トンネルＡの掘進途中において大径ト
ンネルＢの掘進に切換える際には、大径トンネルＢの始
端部の位置に適当な大きな立坑Ｃを掘削し、その立坑Ｃ
の直下においてシールド掘進機１Ａをシールド掘進機１
Ｂに改造する。この場合、エレクター装置１０のエレク
タ本体２２を必要に応じてエレクタ基枠２１から取外
し、各スプレッダー１８を偏心金具１９から分離し、内
側後胴テールプレート６を溶断してリングウェブ１６か
ら分離して外部へ搬出し、同時裏込注入装置２９も解体
して外部へ搬出する。

【００３３】次に、図９に示すように、各偏心金具１９
をその係合部１９ａがトンネル径方向外側へ最大限偏心
するようにシールドジャッキ９の軸心回りに１８０度回
動させ、スプレッダー１８も同様に１８０度反転させて
スプレッダー１８の外形周縁部１８ｂが、外側後胴テー
ルプレート５の内周面に摺動するように配置（図７参
照）した後、各スプレッダー１８を偏心金具１９に連結
する。更に、必要に応じてエレクタ本体２２をエレクタ
基枠２１に取付ける。

【００３４】以上の改造が完了してシールド掘進機１Ｂ
が稼働可能になると、このシールド掘進機１Ｂにより大
径トンネルＢの掘進が開始され、小径トンネルＡの掘進
とほぼ同様にして小径トンネルＡに続く大径トンネルＢ
が掘進される。即ち、大径トンネルを掘進していき、セ
グメント１リング分の掘進が完了する毎に、掘進を中断
して、大径トンネル用セグメント３５と地山との間に裏
込材注入孔を通して裏込材を注入し、エレクタ装置１０
により外側後胴テールプレート５の内面側に１リング分
の大径トンネル用セグメント３５を前記同様に組付け
る。１リング分のセグメント３５の組付けの終了後掘進
を再開する。これを順々に繰り返していき、大径トンネ
ルＢを掘進していく。

【００３５】大径トンネルＢを所望の長さ掘進後に、小
径トンネルＡに再度切換える場合には、大径トンネルＢ
の終端部に前記と同様の立坑Ｃを掘削し、その立坑Ｃの
直下においてシールド掘進機１Ｂをシールド掘進機１Ａ
に改造する。このシールド掘進機１Ａへの改造はシール
ド掘進機１Ｂを元に復旧する改造であるので、前述と逆
の手順により簡単に改造することができる。

【００３６】ここで、シールド掘進機１Ａ，１Ｂのシー
ルド外径は同寸法であり、小径トンネルＡの掘進の際に
は小径トンネルＡに必要な径よりも大きな径で掘削する
関係上、裏込材の消費量が多くなる。本実施形態の場
合、小径トンネル用セグメント３０の外径寸法は例えば
２７５０ｍｍ、大径トンネル用セグメント３５の外径寸
法は例えば２９５０ｍｍであり、両者の寸法差は２００
ｍｍである。このように両者の寸法差があまり大きくな
い場合には、このシールド掘進機１Ａ，１Ｂを適用し、
裏込材の費用を加味してもトータルの掘削費用を低減で
きる。即ち、シールド掘進機１Ａから１Ｂへ或いはその
反対に簡単に改造でき、構造も簡単で、改造の期間も短
く、改造の費用も安価で済むからである。

【００３７】以上説明したシールド掘進機１Ａ，１Ｂに
よれば、前胴４を小径、大径の両方のトンネルの掘進に
共通に適用するので、トンネル径の切換えの際に前胴４
に改造を施す必要がないので、改造の時間を短縮して改
造費を低減できる。また、１種類の前胴４を装備すれば
よいので、前胴４の部材数が少なくなり、シールド掘進
機の製作費を低減できる。そして、小径トンネルＡの掘
進の際に、内側後胴テールプレート６に加えて外側後胴
テールプレート５を装備したまま掘削し、小径トンネル
Ａの掘進から大径トンネルＢの掘進に切換える際には内
側後胴テールプレート６を取り外せばよいので、トンネ
ル径の切換えの際の改造の時間を短縮して改造費を低減
できる。

【００３８】しかも、小径トンネルＡの掘進の際にも、
内側後胴テールプレート６に加えて外側後胴テールプレ
ート５を装備しているため、内側後胴テールプレート６
の荷重条件が緩和されるから、薄肉化して軽量化し製作
費を低減できる。また、小径トンネルＡを掘削する状態
では、内側後胴テールプレート６と外側後胴テールプレ
ート５間に同時裏込注入装置２９が装備されるので、内
側後胴テールプレート６と外側後胴テールプレート５間
の環状空間を有効活用して同時裏込注入装置２９を装備
することができ、この同時裏込注入装置２９とエレクタ
装置１０や小径トンネル用セグメント３０との干渉を防
ぐことができる。

【００３９】大径トンネルＢを掘削する状態に切換える
際には、同時裏込注入装置２９が取り外されるので、外
側後胴テールプレート５の内面側に大径トンネル用セグ
メント３５を組付けることができる。そして、複数のシ
ールドジャッキ９のトンネル径方向取り付け位置は、ト
ンネル径の大小によらず同一位置であるので、トンネル
径の切換えの際に、複数のシールドジャッキ９の取り付
け位置を変更する必要がないから、トンネル径の切換え
の為の掘進機の構造が簡単化し、製作費と改造費を低減
できる。

【００４０】複数の偏心金具１９としてはトンネル径の
大小によらず偏心量が同一であるため共通の偏心金具が
適用されるので、１種類の偏心金具１９を装備するだけ
で済むため、複数の偏心金具１９の製作費を低減でき
る。そして、小径トンネルＡの掘削時には各偏心金具１
９がトンネル径方向内側へ最大限偏心させられ、大径ト
ンネルＢの掘削時には各偏心金具１９がトンネル径方向
外側へ最大限偏心させられるため、偏心金具１９の偏心
量を極端に大きくしない状態で使用することができるか
ら、シールドジャッキ９の出力ロッドに作用するモーメ
ントもあまり大きくならず、シールドジャッキ９を小径
化でき、複数のシールドジャッキ９の製作費を低減でき
る。

【００４１】次に、本実施形態を部分的に変更した変更
形態について説明する。 １）小径トンネル用セグメント３０と大径トンネル用セ
グメント３５の外径寸法は前記の寸法に限定されるもの
ではない。同様に、それらの外径寸法差は２００ｍｍに
限定されるものではなく、２００ｍｍ以下の場合もあり
２００ｍｍ以上の場合もあり得る。 ２）内側後胴テールプレート６を、リングウェブ１６に
溶接接合したが、リングウェブ１６以外の部材に溶接以
外の接合方法で取外し可能に接合してもよい。 ３）前胴４と、外側後胴テールプレート５との間に、中
折れ機構を設けることも可能である。その他、前記実施
の形態に本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の
変更を付加した形態で実施可能である。

【００４２】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、前胴部材を
小径、大径の両方のトンネルの掘進に共通に適用するの
で、トンネル径の切換えの際に前胴部材に改造を施す必
要がないので、改造の時間を短縮して改造費を低減でき
る。また、１種類の前胴部材を装備すればよいので、前
胴部材の部材数が少なくなり、掘進機の製作費を低減で
きる。小径トンネル掘進の際に、内側後胴テールプレー
トに加えて外側後胴テールプレートを装備したまま掘削
し、小径トンネル掘進から大径トンネル掘進に切換える
際には内側後胴テールプレートを取り外せばよいので、
トンネル径の切換えの際の改造の時間を短縮して改造費
を低減できる。しかも、小径トンネル掘進の際にも、内
側後胴テールプレートに加えて外側後胴テールプレート
を装備しているため、内側後胴テールプレートの荷重条
件が緩和されるから、薄肉化して軽量化し製作費を低減
できる。

【００４３】請求項２の発明によれば、小径トンネルを
掘削する状態では、内側後胴テールプレートと外側後胴
テールプレート間に同時裏込注入装置が装備されるの
で、内側後胴テールプレートと外側後胴テールプレート
間の環状空間を有効活用して同時裏込注入装置を装備す
ることができ、この同時裏込注入装置とエレクタ装置や
小径トンネル用セグメントとの干渉を防ぐことができ
る。その他請求項１と同様の効果を奏する。

【００４４】請求項３の発明によれば、大径トンネルを
掘削する状態に切換える際には、同時裏込注入装置が取
り外されるので、外側後胴テールプレートの内面側に大
径トンネル用セグメントを組付けることができる。その
他請求項２と同様の効果を奏する。

【００４５】請求項４の発明によれば、複数のシールド
ジャッキのトンネル径方向取り付け位置は、トンネル径
の大小によらず同一位置であるので、トンネル径の切換
えの際に、複数のシールドジャッキの取り付け位置を変
更する必要がないから、トンネル径の切換えの為の掘進
機の構造が簡単化し、製作費と改造費を低減できる。そ
の他請求項１〜３の何れかと同様の効果を奏する。

【００４６】請求項５の発明によれば、複数の偏心金具
はトンネル径の大小によらず共通の偏心金具が適用され
るので、１種類の偏心金具を装備するだけで済むため、
複数の偏心金具の製作費を低減できる。そして、小径ト
ンネル掘削時には各偏心金具がトンネル径方向内側へ最
大限偏心させられ、大径トンネル掘削時には各偏心金具
がトンネル径方向外側へ最大限偏心させられるため、偏
心金具の偏心量を極端に大きくしない状態で使用するこ
とができるから、シールドジャッキの出力ロッドに作用
するモーメントもあまり大きくならず、シールドジャッ
キを小径化でき、複数のシールドジャッキの製作費を低
減できる。その他請求項４と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機で掘削
されるトンネルの断面図である。

【図２】小径トンネルを掘削する状態のシールド掘進機
の縦断面図である。

【図３】図２のシールド掘進機の概略正面図である。

【図４】図２のシールド掘進機の縦断面図（左半分は図
２のIVa − IVa線断面図、右半分は図２のIVb − IVb線
断面図）である。

【図５】大径トンネルを掘削する状態のシールド掘進機
の縦断面図である。

【図６】図５のシールド掘進機の概略正面図である。

【図７】図５のシールド掘進機の縦断断面図（左半分は
図５のVIIa−VIIa線断面図、右半分は図５のVIIb−VIIb
線端面図）である。

【図８】小径トンネル掘削時のシールドジャッキと偏心
金具とスプレッダー等の位置関係を示す要部拡大断面図
である。

【図９】大径トンネル掘削時のシールドジャッキと偏心
金具とスプレッダー等の位置関係を示す要部拡大図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ シールド掘進機 ２ 掘進機本体 ３ 胴部材 ４ 前胴 ５ 外側後胴テールプレート ６ 内側後胴テールプレート ７ カッターディスク ８ カッター駆動機構 ９ シールドジャッキ ９ａ 出力ロッド １０ エレクタ装置 １８ スプレッダー １９ 偏心金具 ２９ 同時裏込注入装置 ３０ 小径トンネル用セグメント ３５ 大径トンネル用セグメント Ａ 小径トンネル Ｂ 大径トンネル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘進機本体と、この掘進機本体の外面部
   を覆う胴部材と、カッターディスクと、カッターディス
   クを回転駆動する駆動手段と、複数のシールドジャッキ
   とを備えたシールド掘進機において、 前記胴部材は、内側後胴テールプレートと、内側後胴テ
   ールプレートに間隔を空けて同心状に外嵌された外側後
   胴テールプレートと、この外側後胴テールプレートと同
   径の前胴部材とを有し、 内側後胴テールプレートに対応する小径トンネルを掘削
   する状態では、前記胴部材を装備したまま掘削してエレ
   クタ装置を用いて内側後胴テールプレートの内面側に小
   径トンネル用セグメントを組付け、小径トンネルよりも
   大径の大径トンネルを掘削する状態では前記胴部材から
   内側後胴テールプレートを取外した状態で掘削して外側
   後胴テールプレートの内面側に大径トンネル用セグメン
   トを組付けるように構成したことを特徴とするシールド
   掘進機。
2. 【請求項２】 小径トンネルを掘削する状態では、内側
   後胴テールプレートと外側後胴テールプレート間に同時
   裏込注入装置が装備されることを特徴とする請求項１に
   記載のシールド掘進機。
3. 【請求項３】 大径トンネルを掘削する状態に切換える
   際には、前記同時裏込注入装置が取り外されることを特
   徴とする請求項２に記載のシールド掘進機。
4. 【請求項４】 複数のシールドジャッキのトンネル径方
   向取り付け位置は、トンネル径の大小によらず同一位置
   であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
   シールド掘進機。
5. 【請求項５】 各シールドジャッキの出力ロッドには偏
   心金具を介してスプレッダーが偏心状態に連結され、偏
   心量はトンネル径の大小では同一であり、各偏心金具と
   してはトンネル径の大小によらず共通の偏心金具が適用
   され、小径トンネル掘削時には各偏心金具がトンネル径
   方向内側へ最大限偏心させられ、大径トンネル掘削時に
   は各偏心金具がトンネル径方向外側へ最大限偏心させら
   れることを特徴とする請求項４に記載のシールド掘進
   機。