JPH02308089A - 地中接合用シールド掘進機 - 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、１本のトンネルを両側から掘進し、途中で接
合する場合に使用される地中接合用シールド掘進機に関
する。

〔従来の技術〕

両側から掘進してきた２台のシールド掘進機を凍結工法
のような別の補助工法を用いることなく、機械的に直接
地中接合する工法として、特開昭６２−２５８０９３号
から同６２−２５８０９６号までに開示されているよう
に、接合地点で２台のシールド掘進機の間に残された接
合部の隙間をそれぞれのシールド本体、のフード部また
はフード部先端から押し出されるリング状部材で覆い、
周辺地山に対する土留および止水を行う工法がある。こ
れらの工法において使用されるシールド掘進機のカッタ
は、通常掘進時にはシールド外周の最大径までの掘削を
行い、地中接合時にはシールド掘進機相互間に残された
隙間を覆うシールド本体のフード部またはフード部先端
から押し出されるリング状部材と干渉しないようカッタ
径を縮小する必要があり、このような径方向に伸縮可能
なカッタ部を設ける必要性については前記公知例の中で
も記述されているが、その具体的構成は示されていない
。

〔発明が解決しようとする課題］ 通常のシールド掘進機においても、径方向に伸縮可能な
カッタ部として、いわゆるオーバカッタが装備されてい
るが、オーバカ・ンタはカンタホイルの最外周ビットよ
りさらに外側の地山を方向修正時や曲線施工時に掘削す
るためのもので、最外周ビットのように通常掘進時にシ
ールド外周の最大径までの掘削を連続して行うものでは
ない。最外周ビットは、通常、ボルト締めまたは溶接に
よりカッタホイル周縁部に固定されているのであるが、
シールド掘進機同士を機械的に接合するためには、接合
地点で掘進停止後、最外周ビットを所定位置まで短縮す
ることが必要条件となる。したがって、最外周ビットを
縮める際、どのような土質であろうと、また地中にどの
ような異物（ＰＪなど）があろうと、途中で引っかかっ
て所定位置まで引き込みができないということがあって
はならない。

一方、最外周ビットはカッタホイルに設けられた掘削ビ
ットの中で最も掘削土量、摺動距離が大きく、シールド
掘進機の掘進能力を左右する重要部品の一つであり、そ
れだけに良好な掘削性能と耐久性とが要求される。した
がって、最外周ビットを径方向に伸縮可能とした場合で
も、その掘削性能と耐久性がそこなわれることがあって
はならない。この点については、通常のシールド掘進機
、特に泥水加圧式シールドのような軟弱地盤に適用され
るものでは、掘進停止時にカッタホイルとフード部との
間からの土砂の流入による切羽崩壊を防止するため、こ
の部分の隙間を極力小さくし、オーバカッタの掘削土砂
はカッタホイルの開閉可能なスリット部を通して後方の
チャンバに取り込んでいるが、最外周ビットはオーバカ
ッタに比べ掘削土量が大きいため、カッタホイル外周部
より径方向に伸長させた最外周ビットの掘削土砂をカッ
タスリットから取り込むようにすると、掘削土砂の流動
抵抗が大きくなり、最外周ビットの切削抵抗およびビッ
ト摩耗量が増大するという問題が生じる。

本発明は上記の点にかんがみなされたもので、その目的
は、通常掘進時の切削抵抗およびビット摩耗量を大きく
することなしに地中接合時の最外周ビットの引き込みを
可能とし、かつどのような土質であろうと、地中に異物
があろうと、地中接合時に最外周ビットの所定位置への
引き込み確実に行えるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、カッタホイル外周
部に出没する棒状体の先端に該棒状体の横断面内に位置
するように最外周ビットを装着し、最外周ビットより後
方のカッタホイル外周部とシールド本体のフード部内周
との間に最外周部掘削土砂取り込み用の隙間を設け、か
つカッタホイル後方のチャンバ内に前記隙間の少なくと
も上半部を閉塞し得るようにカッタホイルに対して前後
方向に移動操作されるシャッタ部材を配置したことを特
徴とする。

〔作用〕

上記構成において、最外周ビットは、通常掘進時にはカ
ッタホイル外周部より径方向に伸長し、シールド外周の
最大径までの掘削を行う。最外周ビットの掘削土砂は、
シールド掘進に伴い後方のカッタホイル外周部とフード
部内周との間に設けられた最外周部掘削土砂取り込み用
の隙間を通り力゛ツタホイル後方のチャンバへ流入する
ので、掘削土砂の流れは自然で、流動抵抗が少なく、し
たがって切削抵抗、ビット摩耗量を最小限に抑えること
ができる。地中接合時には、最外周ビットはカッタホイ
ル外周部より引き込まれるが、最外周ビットがカッタホ
イル外周部に出没する棒状体の横断面内に置かれている
ため、途中で異物に引っかかり引き込み不能になる恐れ
はない。また、掘進停止時には、シャッタ部材を前進さ
せて最外周部掘削土砂取り込み用の隙間を塞ぐことによ
り、切羽からの土砂の流入を防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例として示した泥水加圧式シー
ルド掘進機の縦断面図、第２図はその正面図、第３図は
第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は、１図のＢ部詳細図、
第５図は第４図のＣ矢視図、第６図は第５図のＤ矢視図
である。

第１図は、地中接合する一方のシールド掘進機ｌを実線
で示し、相手側シールド掘進機ｌ・の一部を仮想線で示
している。シールド掘進機ｌは、シールド本体２の前面
にフード部３の先端より突出したカッタホイル４を備え
ている。外周リング５、面板６、スポーク７、スリット
８、前面掘削ビット９、最外周ビット１０、オーバカッ
タ１１を有するカンタホイル４は、支持ビーム１２、旋
回リング１３、カッタベアリング１４により支持され、
カッタ駆動装置１５によりギヤ１６．１７を介して回転
駆動される。

カッタホイル４の外周部に多数配置された最外周ピッ）
１０は、第４図〜第６図に示すように、外周りング５と
スポーク７のガイド部１８を貫通してカッタホイル径方
向に摺動可能に設けられた断面円形の棒状体１９の先端
に溶接により取り付けられ、正面側と外周側にそれぞれ
１刃タイプの超硬チップ２０．２１を有している。最外
周ビットＩＯの形状および超硬チップの配置は、棒状体
１９の横断面から出ない限り任意に選択できる。これら
の最外周ビット１０は、通常掘進時には図示のようにカ
ッタホイル外周部より伸長して最外周部の掘削を行い、
その掘削径はシールド外周の最大径に等しい。正面側超
硬チップ２０はカッタホイル外周部まで延ばして前面掘
削ビット９の掘削範囲とラップさせてあり、棒状体１９
の端面はカッタホイル外周部より第４図り寸法だけ引っ
込めて溶接部２２の摩耗を防いでいる。棒状体１９は、
ガイド部１８に対してキー２３により回り止めされ、そ
の基端側がスポーク７内に設置された最外周ビット伸縮
ジヤツキ２４のロッド先端２５に連結されており、地中
接合時には、ジヤツキ２４により最外周ビットｌＯを棒
状体１９と共にカッタホイル外周部より引き込むことが
できる。

２６はガイド部１８に設けた土砂シールドである。

最外周とッ目０より後方のカッタホイル４の外周部とフ
ード部３内周との間には、最外周ビットｌＯの掘削土砂
量に見合う最外周部掘削土砂取り込み用の隙間２７が設
けられており、この隙間２７は、カッタホイル４の後端
と、リング状部材２８を案内する内側ガイド２９との間
の土砂通路３０を介してカッタホイル後方のチャンバ３
１に連通している。

リング状部材２８は、先端部と外周部に止水シール３２
．３３を装備し、地中接合時にシールド掘進機１と相手
側シールドを掘進機１′との間の残された隙間を覆って
土留および止水を行うためのもので、リング状部材２８
の反切羽側端部はシールド本体２の隔壁３４に取り付け
られた止水シール押し出しジヤツキ３５のロッド先端に
ボール継手３６を介して連結されている。このリング状
部材２８は、通常掘進時にはフード部３と内側ガイド２
９の間に格納されている。

チャンバ３１には、切羽の安定化と掘削土砂搬出のため
の送水管３７、排泥管３８が接続され、チャンバ下部に
はアジテータ３９．４０が設置されている。

また、チャンバ３１の上半部には、掘進停止時にカッタ
スリット８を閉塞するためのシャッタ部材４１゜４２が
複数個配置され、それぞれ隔壁３４に取り付けられたガ
イド部４３．４４とシャッタ押し付はジヤツキ４５．４
６によりカッタホイル４に対して前後方向に移動操作さ
れるようになっている。４７は掘進停止時に最外周部掘
削土砂取り込み用の隙間２７を閉塞するためのシャッタ
部材で、内側ガイド２９の内周に沿う円弧状に形成され
、円周方向に連続するようにカッタスリット閉塞用シャ
ッタ部材４１の周縁部に一体に取り付けられている。こ
のシャッタ部材４７は、シャッタ部材４１がジヤツキ４
５によりカッタホイル４のスリット部に押し付けられた
時、土砂通路３０を覆う位置まで前進し、それによって
掘進停止時に隙間２７からの土砂の流入を止め、切羽の
崩壊を防止する。なお、シャッタ部材４７は隙間２７の
上半部を塞ぐことができれば十分である。

相手側シールド掘進機１′も、上記一方のシールド掘進
機１．と同様に径方向に伸縮可能な最外周ビット１０’
を有するカッタホイル４′を装備している（第１図に最
外周ビット１０’を縮め、カッタホイル４″をフード部
３′内に引き込んだ状態を示す）、最外周ビット１０′
は第４図〜第６図に示す最外周ビットｌＯと同様に構成
することができ、また、カッタホイル４′とフード部３
′の間に最外周部掘削土砂取り込み用の隙間２７′を設
け、掘進停止時に隙間２７′を塞ぐシャッタ部材４７′
をカッタスリット閉塞用シャッタ部材４１’と一体に設
けることができる。

次に、地中接合施工手順を第７図〜第９図により説明す
る。

（１）２台のシールド掘進機１．１′の掘進時の状態を
第７図に示す。

（２）接合地点で先着のシールド掘進機１′の掘進を停
止し、最外周ビットｌＯ′を縮め、カッタホイル４′を
フード部３′内に引き込む、後着のシールド掘進機ｌは
、カッタホイル４の切羽側の一部が相手側シールド掘進
機１′のフード部３′内に入り込む位置まで近付け、掘
進を停止する。

（３）その後、第９図に示すように最外周ビット１０を
縮め、先端部シール３２、外周部ンール３３を装着した
リング状部材２８をジヤツキ３５によりフード部３の先
端から押し出し、先端部シールド３２を相手側シールド
掘進機ビのフード部３′先端に押し付けて、シールド掘
進機１．１′間に残された隙間を覆い、周辺地山に対す
る土留および止水を行う。

（４）接合された２台のシールド掘進機１．１’の内部
解体、接合部の補強を行い、両側のトンネルを連通させ
る。

本発明は上記実施例のみに限定されず、２台シールド掘
進機の間に残された隙間をシールド本体のフード部また
はフード部先端から押し出されるリング状部材を覆うこ
とにより周辺地山に対する土留と止水を行う地中接合用
シールド掘進機のすべてに適用できるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば下記の効果が得られる。

（ｉ）カッタホイル外周部に設けた径方向に伸縮可能な
最外周ビットの掘削土砂を後方のカッタホイル外周部と
フード部内周との間に設けた最外周部掘削土砂取り込み
用の隙間を通してチャンバへ円滑に流入させることがで
きるため、最外周ビットの切削抵抗およびビット摩耗量
を低く抑え、ビット寿命を延ばすことができる。

（ｉｉ　）最外周ビットはカッタホイル外周部に出没す
る棒状体の横断面内に置かれているため、引き込みの途
中で異物に引っかかることがなく、地中接合時に最外周
ビットを所定位置まで確実に引き込むことができる。

（ｉｉｉ　）掘進停止時、最外周部掘削土砂取り込み川
の隙間をシャッタ部材で塞ぐことにより、隙間からの土
砂流入による切羽の崩壊を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図はそ
の正面図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は第
１図のＢ部詳細図、第５図は第４図のＣ矢視図、第６図
は第５図のＤ矢視図、第７図〜第９図は地中接合施工手
順の説明図である。 １．１′・・・シールド掘進機、２，２″・・・シール
ド本体、３．３′・・・フード部、４，４′・・・カッ
タホイル、１０．１０’・・・最外周ビット、１９・・
・棒状体、２４・・・最外周ビット伸縮ジヤツキ、２７
・・・最外周部掘削土砂取り込み用の隙間、２８・・・
地中接合用のリング状部材、３１・・・チャンバ、３２
．３３・・・止水シール、３５・・・止水シール押し出
しジヤツキ、４１．４２・・・カッタスリット閉塞用シ
ャッタ部材、４５．４６・・・シャンク部材押し付はジ
ヤツキ、４７・・・隙間２７の閉塞用シャッタ部材。 特許出願人　前田建設工業株式会社 ・ｌ　　　日立建機株式会社 代理人　弁理士　　秋　本　正　実（外１名）第４図 １０−−−ゑＪ）周ピー、）　　　　２４−−−ゑ外周
ビ、ト伸身陪シ″−Ｙｔへ１９−−一務択イ奈　　　　
　イー−−一罹片１上舌ｙの克れ第５図 ３　　　　　ど 第　８　因 第　９　囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カッタホイルの最外周ビットを径方向に伸縮可能に
   構成した地中接合用シールド掘進機において、カッタホ
   イル外周部に出没する棒状体の先端に該棒状体の横断面
   内に位置するように最外周ビットを装着し、最外周ビッ
   トより後方のカッタホイル外周部とシールド本体のフー
   ド部内周との間に最外周部掘削土砂取り込み用の隙間を
   設け、かつカッタホイル後方のチャンバ内に前記隙間の
   少なくとも上半部を閉塞し得るようにカッタホイルに対
   して前後方向に移動操作されるシャッタ部材を配置した
   ことを特徴とする地中接合用シールド掘進機。