JPH02153192A - シールド掘進機 - 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］ 本発明はシールド工法に使用されるシールド掘進機に関
し、特に高速掘進と中折れによる曲線掘進が可能なシー
ルド掘進機に関するものてあ・る。

［従来の技術］ シールド工法とは、特に軟弱な土質におけるトンネル掘
削をなすにあたって、崩壊、流動しようとする土砂内に
トンネル外径よりも多少太き目なシールドフレームを、
カッタにより前面の切羽面を掘削しながら挿入し、その
内部で崩壊を防ぎながら安全に掘削作業及びライニング
作業をなし、容易に軟弱土質内にトンネルを構築する工
法である。

従来のシールド掘進機は、カッタ及びシールドフレーム
を、シールドフレーム内に組立てられたセグメントに反
力をとってシールドジヤツキの伸長により前進させて掘
削を行い、セグメントの１リング分掘進が行われたら前
記シールドジヤツキを縮小してその後方に新たなセグメ
ントを搬入して組立てるようにしている。

しかし、上記従来のシールド掘進機では間欠掘削となる
ために掘削スピードが向上されず、工期が延長される問
題がある。

こうした問題を解決するものとして、特願昭５７−９４
９８９号（特開昭５８−２１３！１１９３号公報）に示
されるようなセグメントの組立と掘削とを同時に行わせ
て連続掘進を可能にするシールド掘進機が提案されてい
る。

このシールド掘進機は、第４図に示すように、シールド
フレームを、カッタａを有した前部フレームｂとセグメ
ントＣの組立を行うエレクタｄを有した後部フレームｅ
とに分け、前部フレームｂ内の後部に後部フレームｅの
前部を摺動自在に挿入して重合部ｒを形成しており、前
部フレームｂ及び後部フレームｅの内周面に沿って、そ
れぞれ推進用ジヤツキｑと反力受用ジヤツキｈとがその
作動方向をフレーム軸方向に向けて複数個配設されてい
る。この配置は正確には同心円上に交互に同数個並ぶよ
うに構成され、中央部のスペースの有効利用が図れるよ
うになっている。

推進用ジヤツキ９は、その押側端が前部フレームｂ内周
に一体に突設した環状の取付板Ｉに固設されるとともに
、引側端のロッドｊが後部フレームｅの内周に１体に突
設した当接板ｋに当接するように設けられ、該当接板即
ち後部フレームｅに反力を取り前部フレームｂを重合部
「から押出し、その前面を切羽側に推進させるようにな
っている。

反力受用ジヤツキｈは、その押側端が後部フレームｅの
前端内周に一体に折曲形成した環状の取付板！に固設さ
れるとともに、引側端のロッドｌが後部フレームｅの後
端内で組立てられるリング状のセグメントＣに当接する
ように設けられ、このセグメントＣに反力を取り後部フ
レームｅを前部フレームｂに引寄せ深く重合させるよう
になっている。図中ｎは案内突部である。

掘進に当っては、推進用ジヤツキ９及び反力受用ジヤツ
キｈで切羽上荷重の反力をとり、反力受用ジヤツキｈの
一部を縮めて新規セグメントｃの組立を行い、反力受用
ジヤツキｈを盛換えながら新規セグメントＣの組立を続
行すると同時に推進用ジヤツキ９により前部フレームｂ
を切羽へ掘進させ、セグメントＣの１リング分組立完了
と同時に、推進用ジヤツキ９の伸長により前部フレーム
ｂの切羽をセグメント１リング分の長さ掘削完了させる
。続いて推進用及び反力受用ジヤツキ９．ｈで切羽反力
を保持しながら、推進用ジヤツキＱの縮小と反力受用ジ
ヤツキｈの伸長を同時に行って前部フレームｂを切羽側
ヘリセットする。以上の操作を繰返して連続掘進を行う
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記連続掘進式のシールド掘進機においては、
前部フレームｂと後部フレームｅとの重合部「の長さＬ
がセグメントＣの長さ分より長く必要であり、しかもそ
の重合部「の隙間が内部機器の配置上、及びシール性の
確保上等の点から小さく設定されており、従って、上記
シー、ルド掘進機において曲線掘削を行うために推進用
ジヤツキ９により前部フレームｂの進行方向を変化させ
ようとしても、その変化量をわずかしかとることができ
ず、よって直線か又はわずかな曲りを有したトンネルし
か掘進することができない問題がある。

本発明は、上記した問題点に着目してなしたもので、連
続掘進と、中折れによる曲線掘進を可能にしたシールド
掘進機を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段〕 本発明は前面にカッタを有した前胴フレームと、該前胴
フレームの内側に嵌合する前胴案内筒を一体に有した中
胴フレームと、該中胴フレームの内側に嵌合しその外側
面に中折れ用曲面を有した中胴案内筒を一体に有した後
胴フレームと、前記前胴案内筒を前胴フレームに連結、
切離し自在に接続する連結具と、前記中胴案内筒を中胴
フレームに連結、切離し自在に接続する連結具と、前記
前胴フレームと後胴フレームとの間を折れ曲がり自在に
連結する推進・中折れ用ジヤツキと、セグメントに反力
を取るよう後胴フレームに取付けた反力受用ジヤツキと
を備えたことを特徴とするシールド掘進機にかかるもの
である。

［作　　　用］ 直線掘進時は、中胴フレームと中胴案内筒を一体に連結
し、前胴フレームと前胴案内筒とを切り離した状態にお
いて推進・中折れ用ジヤツキと反力受用ジヤツキの伸縮
作用により、掘進作業とセグメントの組立作業とを並行
して行うことにより連続掘進を行う。

曲線施工時は、中胴フレームと中胴案内筒を切り離し、
前胴フレームと前胴案内筒とを一体に連結した状態にお
いて、推進・中折れ用ジヤツキにより前胴フレームと中
胴フレームに、後胴フレームに対して中折れ角を与えた
後、反力受用ジヤツキの伸長による掘進、反力受用ジヤ
ツキを縮小することによるセグメントの組立を行って、
間欠的な掘進作業により曲線施工を行う。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明のゴ実施例であり、シールドフレームを
、カッタ１を支持する前胴フレーム２と、中折れのため
の中胴フレーム３と、セグメント５の組立を行う後胴フ
レーム４とに３分割している。前記中胴フレーム３は、
後胴フレーム４の内周に一体に突設した環状のジヤツキ
取付板６に対して掘進方向前側に突設させた所要長さの
中胴案内筒７の外側に重合されて、中折れ重合部８を形
成している。

又、前胴フレーム２は、前記中胴フレーム３の内周に一
体に突設した環状の連結板９に対して掘進方向前側に突
設させた所要長さの前胴案内筒ＩＯの外側に重合されて
、掘進重合部１１を形成している。

前記中胴案内筒７は、その外面に中折れ曲面１２を有し
ており、案内突部１３を介して前記中胴フレーム３が前
記中折れ曲面１２に沿って変位（中折れ）することがで
きるようにしである。

又前記中胴案内筒７と中胴フレーム３との間には中折れ
シール１４を介在させている。

更に、前記中胴案内筒７の前端は、ピン或いはボルト等
の連結具１５により中胴フレーム３の連結板９に対して
連結、切り離しが自在であり、これにより中胴フレーム
３と後胴フレーム４は一体に移動したり、或いは別個に
単独で移動することができるようにしである。

前記前胴案内筒ＩＯと前胴フレーム２との間には掘進シ
ール１６を介在させており、又前胴案内筒ＩＯの前端は
、ピン或いはボルト等の連結具１７（第３図参照）によ
り前胴フレーム２の内側に環状に設けられたジヤツキ取
付板１８に対して連結、切り離しが自在であり、これに
より前胴フレーム２と中胴フレーム３は一体に移動した
り、或いは別個に単独で移動することができるようにし
である。

前シールドフレーム２のジヤツキ取付板１８と後胴フレ
ーム４のジヤツキ取付板６とを、推進・中折れ用ジヤツ
キ１９によりピン２０．２１を介して折れ曲がり自在に
連結する。前記推進・中折れ用ジヤツキ１９は、前記中
胴フレーム３の連結板９を所要の余裕をもって貫通して
いる。

又、前記後胴フレーム４のジヤツキ取付板６には、セグ
メント５の前端面にシュー２２を介して反力を取るよう
にした反力受用ジヤツキ２３が設けてあり、該反力受用
ジヤツキ２３と前記推進・中折れ用ジヤツキ１９は同一
円周上に交互に配置しである。図中２４はテールシール
を示す。

上記において、後胴フレーム４はその内部でセグメント
５の組立を行える長さを有し、又掘進重合部１１はセグ
メント５の１リング組立分だけ掘進できるストロークを
有しており、更に中折れ重合部８は所要の中折れ角θ（
第３図参照）を確保できる長さを有して°いる。

次に作用を説明する。

第１．２図は直線掘進を行う連続掘進時の状態を示すも
ので、このとき、中胴案内筒７と連結板９とを連結具１
５により連結し、中胴フレーム３と後胴フレーム４とが
一体に作動するようにし、又ジヤツキ取付板１８と前胴
案内筒ｌＯとは切り離した状態として前胴フレーム２と
中胴フレーム３とが別個に移動できるようにしておく。

第１図の状態は反力受用ジヤツキ２３が伸長されて後胴
フレーム４内にセグメンート５の組立スペースが確保さ
れており、この状態から推進・中折れ用ジヤツキ１９を
伸長させることにより前胴フレーム２を前進させて掘進
を行う。また、これと同時に、一部の反力受用ジヤツキ
２３を縮小させてその部分に新たなセグメント５を組付
け、組付けが終ったら再び反力受用ジヤツキ２３を伸長
させて組立てられたセグメント５に反力を取るようにす
る。

第２図のように推進・中折れ用ジヤツキ１９がセグメン
ト５の１リング分伸長したらカッタ！前の土圧を保持し
た状態で反力受用ジヤツキ２３の伸長作動と推進・中折
れジヤツキ１９の縮小作動を同時に行って第１図の初期
状態にリセットする。この操作を繰返すことにより推進
作業とセグメントの組立作業を並行させて連続掘進を行
うことができる。

次に、曲線施工を行う際は、前記連結具１５を外して中
胴フレーム３．と後胴フレーム４の拘束を解除し、互に
別個に移動できるようにすると共に、第３図に示すよう
に連結具１７により前胴案内筒ＩＱをジヤツキ取付板１
８に連結することにより、前胴フレーム２と中胴フレー
ム３が一体に移動するようにする。

第３図に示すように曲線施工を行う外側の推進・中折れ
用ジヤツキ１９を伸長させ、内側を縮小させて中折れ重
合部８で中折れ角θをもたせた状態でセグメント５に反
力をとりなから反力受用ジヤツキ２３を伸長させること
により掘進を行う。上記において、中胴フレーム３は前
記中胴案内筒７の中折れ曲面■２−に沿って方向変換が
行われると共に、推進・中折れ用ジヤツキ１９はビン２
０．２１によって自由に折れ曲ることかできる。

反力受用ジヤツキ２３の伸長により後胴フレーム４内に
セグメント５の組立スペースが確保されたら、反力受用
ジヤツキ２３の縮小を行って新たなセグメント５の組付
を行い、その後再び反力受用ジヤツキ２３を伸長させて
掘進を行う。これにより曲線施工を行う。

上記したように曲線施工時は連続掘進は行わず、間欠掘
進に切替えて行う。

本発明では、直線掘進時には連続掘進による高速掘進作
業を可能にし、又、上記連続掘進を間欠掘進に切替えて
曲線施工を行うことができる。

尚、本発明のシールド掘進機は、上述の実施例にのみ限
定されるものではなく、連結具の着脱は手作業によって
も或いは駆動装置を備えて自動的に行わせるようにして
も良いこと、推進・中折れ用ジヤツキと前胴フレーム及
び後胴フレームとの連結部はビン以外に折れ曲がり自在
なボール連結方式等を採用しても良いこと、その他本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のシールド掘進機によれば
、・直線掘進時は連続掘進により高速掘進作業が可能で
あり、しかも曲線施工時は間欠掘進とすることにより自
由な曲線施工が可能となる優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の切断側面図、第２図は第１
図の装置の直線掘進状態を示す作動状態図、第３図は第
１図の装置の曲線施工時を示す作動状態図、第４図は従
来の連続掘進式のシールド掘進機の切断側面図である。 １はカッタ、２は前胴フレーム、３は中胴フレーム、４
は後胴フレーム、７は中胴案内筒、ｌＯは前胴案内筒、
１２は中折れ曲面、１５．１７は連結具、１９は推進・
中折れ用ジヤツキ、２０．２１はピン、２３は反力受用
ジヤツキを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）前面にカッタを有した前胴フレームと、該前胴フレ
   ームの内側に嵌合する前胴案内筒を一体に有した中胴フ
   レームと、該中胴フレームの内側に嵌合しその外側面に
   中折れ用曲面を有した中胴案内筒を一体に有した後胴フ
   レームと、前記前胴案内筒を前胴フレームに連結、切離
   し自在に接続する連結具と、前記中胴案内筒を中胴フレ
   ームに連結、切離し自在に接続する連結具と、前記前胴
   フレームと後胴フレームとの間を折れ曲がり自在に連結
   する推進・中折れ用ジャッキと、セグメントに反力を取
   るよう後胴フレームに取付けた反力受用ジャッキとを備
   えたことを特徴とするシールド掘進機。