JPH02229396A - 分離型シールド掘削機 - 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、複数のシールド機を一体に連結して大断面の
トンネルを形成し、そこから各シールド機を、方向を変
えて別々に発進させることにより、小断面のトンネルを
連続して形成し得る分離型シールド掘削機に関するもの
である。

［従来の技術］ 周知の如く、シールド工法は、外形円筒状のスキンプレ
ートを有するシールド掘削機の前部に設けられたカッタ
で地山を掘削しつつ、シールド掘削機内部で円筒分割体
たるセグメントを組み立て、さらに、このセグメントの
前端に反力を取ってシールド掘削機内部のシールドジャ
ッキを伸長させることで、シールド掘削機全体を前方に
推進させ、これら工程を繰り返すことで地中にトンネル
を形成する工法である。

このシールド掘削機による掘削断面は、その径がスキン
プレートの外径に略等しい円形断面である。しかしなが
ら、トンネル内部においては、地中駅や通風口等通常の
掘削断面に対して拡大した掘削断面が要求される場合が
ある。この場合、シ一ルド掘削機では定められた掘削断
面しか得られないため、地上から立坑を掘削して拡大部
分を築造したり、あるいは、トンネル形成後にこのトン
ネルを作業基地としてシールド機や掘削機を用いて拡大
部分を形成することが行われている。

［発明が解決しようとする課題〕 しかし、前記従来の工法では、多大の工期と薬液注入工
法等の補助工法が必要となり、工費が割高となるといっ
た課題を抱えていた。また、立坑掘削や補助工法の施工
による周辺への、特に埋設物への影響が無視できないた
め、施工場所等の制限があり、広範な施工条件での適用
が困難な状況にあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、通常の
掘削断面に対して拡大した掘削断面を短期かつ安価に施
工でき、しかも周辺への影響を極力抑えて施工しうる分
離型シールド掘削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］ 本発明は上記目的を達成するｔ；めになされたものであ
って、外形円筒状をなすスキンプレートに、地山を掘削
するカッタと自身を前方に推進させるシールドジャッキ
が具備されたシールド機が、所定間隔をおいて複数機並
設されてなる前段ユニ・ノトと、この前段ユニットの各
シールド機が、着脱可能かつ軸線方向に進退可能なるよ
う一体に収納され得る外側スキンプレート内に、前記シ
ールド機のシールドジャッキの反力を取るための反力体
と、自身を前方に推進させるシールドジャッキが具備さ
れた後段ユニットとからなることを特徴としている。

［作用　］ 本発明の分離型シールド掘削機によれば、後段ユニット
内に前段ユニットを収納して両ユニットを一体に連結し
た状態で、前段ユニットにおけるシールド機のカッタに
より地山を掘削しつつ、後段ユニットのシールドジャッ
キによって自身を推進させることによって、通常のシー
ルド掘削機によるトン不ル形成工程と全く同一の工程に
より、拡大された掘削断面を有するトンネルを形成する
ことができる。そして、前段ユニットを構成する複数の
シールド機を、後段ユニットの反力体から反力を取って
独立して分岐発進させることにより、通常の円形断面の
トンネルを複数分岐させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。

これら図中において符号ｌが本実施例に係る分離型シー
ルド掘削機（以下、単に「掘削機」と称する）であり、
この掘削機１は、互いに平行に並設された１１ａの第１
のシールド機２および２機の第２のシールド機３とから
なる前段ユニット４と、この前段ユニット４を収納し得
る後段ユニット５とから概略構成されている。

第１および第２のシールド機２、３・３は、通常使用さ
れている周知構成のシールド機である。

すなわち、第１のシールド機２は、外形円筒状のスキン
プレート６と、このスキンプレート６の前方に回動自在
に設けられＩ；地山掘削用の面板型力ッタ７と、スキン
プレート６の後部内周面に、・その周方向に間隔をおい
て所定数設けられ、その作用＠８ａが後方に向けられた
シールドジャッキ８・・・と、スキンプレート６内の後
部に設けられ覆工用のセグメントを掘進したトンネル周
壁に組み付けるエレクタ装置９とから構成されている。

また、各第２のシールド機３も、これと同様に、スキン
プレート１０、カッタ１１，作用端１２ａを有する冫一
ルドジャッキ１２およびエレクタ装置ｌ３とから構成さ
れている。

本実施例では、前記２機の第２のシールド機３は略同一
の大きさであり、また、第１のシールド機２は、外径が
第２のシールド機３のそれの略２倍に設定されている。

これら各シールド＠２、３・３は、相互の軸心が一直線
上となるようＮｌ！の第２のシールド機３の間に第１の
シールド機２が挟まれ、かつ、各カッタ７、１１・１１
が同一平面上に位置されている。そしてこの状態で、各
第２のシールド機３のスキンプレート１０が、第１のシ
ールド機２のスキンプレート６に、それぞれボルト等の
連結手段により着脱可能に一体に連結されている。

前記後段ユニット５は、前記各シールド機２、３・３を
内蔵し得る外側スキンプレート１４と、この外側スキン
プレート１４の前方に設けられた地山掘削用のカッタ１
５と、外側スキンプレートｌ４の内周面に、その周方向
に沿って所定数設けられ、その作用端１６ａが後方に向
けられたシールドジャッキ１６・・・と、スキンプレー
ト１４内の後部に設けられ、覆工用のセグメントＳ，を
掘進したトンネル周壁に組み付ける３つのエレクタ装置
ｌ７と、前記前段ユニット４における第１のシールド機
２のシールドジャッキｌ２の反力を取るための反力体ｌ
８とから構成されている。

外側スキンプレート１４は、口径の３つの円筒を平行に
、かつ、隣合うそれら円筒を相互に重ねたような、断面
が３段の繭形状に形成された筒状をなすものである。そ
して、この外側スキンプレートｌ４の内部に、第１のシ
ールド機２を真ん中の円部に対応させた状態で、前記前
段ユニット４が収納されている。そして、各シールド機
２、３・３の各スキングレート６、１０が、外側スキン
グレート１４に対し、ボルト等の連結手段により着脱可
能に一体に連結されている。

前記力ッタｌ５は、第１図および第２図に示すように、
略Ｃ字状をなす面板型のもので、外側スキンプレートｌ
４における図中上下の円筒部の前方にそれぞれ１つずつ
、前記各シールド機２、３・３の各カッタ７、１１−１
１と同一平面上となるよう配されている。これら力ッタ
ｌ５は、第２のシールド！！！３のカッタｌ１と同軸的
に配されてその内面がカッタ１ｌの周面に沿って配され
、かつ外径はカッタｌ１と略同じく設定されている。

これら力ツタｌ５の両端面は、カッタ１５が回動してカ
ッタ１１の周面に対向した際、その周面に沿うよう湾曲
している。そして、これら力ッタｌ５は、同カッタ１ｌ
が回動して両端面がカッタ１１の周面に対向する間にお
いて、第２図中矢印（イ）で示すように往復回動し、こ
れによって地山を掘削するようになっている。

前記エレクタ装置１７は、外側スキンプレートｌ４の各
円筒部の後方に、それぞれ１つずつ、計３つ配設されて
いる。

前記反力体１８は、前記前段ユニット４における第２の
シールド機３のスキンプレート１０内に挿入可能な径の
円筒状に形成されたもので、後段ユニット５の外側スキ
ンプレート１４と一体なるようその後方に設けられてい
る。そして、前述のごとく前段ユニット４が後段ユニッ
ト５の外側スキンプレート１４内に収納され、その先端
面が、第２のシールド機３のシールドジャッキｌ２の作
用端１２ａに当接されている。

次に、第１図ないし第４図を参照して、本実施例の掘削
機ｌを用いたシールド工法について説明する。

（１）拡大断面トンネル形成 地中駅等その幅方向又は高さ方向に大きく延在された掘
削断面を有するトンネルを形成する場合には、立坑等所
定の発進箇所から前段ユニット４（第１のシールド機２
、第２のシールド機３書３）および後段ユニット５が合
体した状態での掘削機ｌを発進させ、この掘削機１によ
りトンネルを形成する。

すなわち、第１のシールド機２のカッタ７、各第２のシ
ールド機３のカッタ１ｌおよび後段ユニット５のカッタ
ｌ５により地山を掘削しつつ、形成されたトンネル周壁
に、後段ユニット５の各エレクタ装置ｌ７によりセグメ
ントＳ１を３段の繭状に組み付け、さらにこれら組み付
けられたセグメントＳ１・・・の前端に反力を取って、
シールドジャッキ８・・・およびｌ６・・・を伸長させ
ることで掘削機１全体を前方に推進させる。

上記工程を繰り返すことで、地中に拡大断面トンネルを
形成することができる。

（ｉｉ）通常断面トンネル形成 分岐点の如く、通常の円形掘削断面によるトンネルを形
成する場合には、その地点で掘削機１によるトンネル形
成を停止した後、第１のシールド機２と第２のシールド
機３を連結していたボルトを外し、第４図に示すように
、前段ユニット４の各シールドａ２、３・３を発進させ
、これらシールド機２、３・３によりトンネルを形成す
る。

すなわち、第１のシールド機２においては、カッタ７で
地山を掘削しつつ、最初は反力体１８に反力を取ってシ
ールドジャッキ８により自身を推進させるとともに、形
成したトンネル周壁に、エレクタ装置９によりセグメン
トＳを円筒状に組み付け、さらに、これら組み付けられ
たセグメントＳ，の前端に反力を取ってシールドジャッ
キ８を伸長させることを繰り返す。

また、各第２のシーノレド＠３においては、カッタ１ｌ
で地山を掘削しつつ、形成されたトンネル周壁に、エレ
クタ装置１３によりセグメントＳ，を円筒状にに組み付
け、さらにこれら組み付けられたセグメントＳ，・・・
の前端に反力を取ってシールドジャッキｌ２・・・を伸
長させることを繰り返す。

第１のシールド機２によって掘削されるトンネル径は、
第２のシールド機３によるそれの略２倍である。

上記のような工法により、大断面トンネルから３つの小
断面トンネルを分岐させて形成することができる。

すなわち本実施例では、後段ユニット５内に前段ユニッ
ト４を収納して両ユニット４、５を連結した状態で、こ
れらユニット４、５の各カッタ７、ｌ１、ｌ５により地
山を掘削しつつ、シールドジャッキ８・・・および１６
・・・によって掘削機１全体を推進させることによって
、通常のシールド掘削機によるトンネル形成工程と全く
同一の工程により、拡大された掘削断面を有するトンネ
ルを形成することができる。そして、前段ユニット４を
構成する第１および第２のシールド！ｌ！２を独立して
分岐発進させることｌこより、通常の円形断面のトンネ
ルを複数分岐させることができる。

従って、前記従来の如く、トンネル形成後に立坑を築造
したり掘削機等を搬入する必要もなく、しかも薬液注入
等の補助工法が不要であり、工期、工費の低減及び周辺
への悪影響を殆ど抑えた施工が可能である。

なお、本実施例の前段ユニット４は、３機のシールド機
（第１のシールド機２が１機、第２のシールド機３が２
機）によって構成されているが、断面円形の通常断面ト
ンネルを形成する数に対応させて、２つもしくはそれ以
上の数から構成することも可能である。

［発明の効果ｊ 以上詳細に説明したように本発明の分離型シールド掘削
機によれば、外形円筒状をなすスキングレートに、地山
を掘削するカッタと自身を前方に推進させるシールドジ
ャッキが具備されたシールド機が、所定間隔をおいて複
数機並設されてなる前段ユニットと、この前段ユニット
の各シールド機が、着脱可能かつ軸線方向に進退可能な
るよう一体に収納され得る外側スキンプレート内に、前
記シールド機のシールドジャッキの反力を取るための反
力体と、自身を前方に推進させるシールドジャッキが具
備された後段ユニットとからなることを特徴とするもの
で、後段ユニット内に前段ユニットを収納して両ユニッ
トを一体に連結した状態で、前段ユニットにおけるシー
ルド機のカッタにより地山を掘削しつつ、後段ユニット
のシールドジャッキによって自身を推進させることによ
って、通常のシールド掘削機によるトンネル形成工程と
全く同一の工程により、拡大された掘削断面を有するト
ン不ルを形成することができる。そして、前段ユニット
を構成する複数のシールド機を独立して分岐発進させる
ことにより、通常の円形断面のトン不ルを複数分岐させ
ることができる。

従って、従来の如く、トンネル形成後に立坑を築造した
り掘削機等を搬入する必要もなく、しかも薬液注入等の
補助工法が不要であり、工期、工費の低減及び周辺への
悪影響を殆ど抑えた施工が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は側断面図、第２図は正面図、第３図は第１
図の■−■線に沿う矢視断面図、第４図は一実施例の分
離型シールド掘削機を使用してトンネルを形成している
状態の一例を示す断面図である。 １・・・・・・分離型シールド掘削機、２・・・・・・
第１のシールド機、 ３・・・・・・第２のシールド機、 ４・・・・・・前段ユニット、 ５・・・・・・後段ユニット、 ６、１０・・・・・・スキンプレート、７、１１・・・
・・・カッタ、 ８、１２、１６・・・・・・シールドジャッキ、ｌ８・
・・・・・反力体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外形円筒状をなすスキンプレートに、地山を掘削するカ
   ッタと自身を前方に推進させるシールドジャッキが具備
   されたシールド機が、所定間隔をおいて複数機並設され
   てなる前段ユニットと、この前段ユニットの各シールド
   機が、着脱可能かつ軸線方向に進退可能なるよう一体に
   収納され得る外側スキンプレート内に、前記シールド機
   のシールドジャッキの反力を取るための反力体と、自身
   を前方に推進させるシールドジャッキが具備された後段
   ユニットとからなることを特徴とする分離型シールド掘
   削機。