JPH0514295U - 矩形断面シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合体分離が容易に行なえて、２本のトンネル
の分岐および合流の掘削作業を短時間で低コストで行な
える。 【構成】 それぞれ掘削装置４および排土装置５を備え
独立した２台の矩形断面シールド本体2A,2B で構成し、
各シールド本体2A,2B は、互いに対向する側面のスキン
プレート側板1aが接し合うように、結合用コッターピン
とこの結合用コッターピンをロックするロック用コッタ
ーピンを具備した結合装置３により分離可能に一体化し
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、２本又は複数本が分岐または合流するようなトンネルを掘削する矩 形断面シールド掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、たとえば２台のシールド掘進機を平行して掘削させ、駅のプラットホー ム等の箇所に来ると、２台のシールド掘進機の間にもう１台のシールド掘進機を 介して接合する技術が特開平２−１５３１９６号公報に提案されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記のシールド掘進機では、合流位置および分離位置で立坑を掘削し て中央のシールド掘進機を搬入または搬出しなければならず、また２台のシール ド掘進機の接合面を解体して中央のシールド掘進機に接合合体し、組み立てまた は分離しなければならず、その搬入出作業や接合分離作業に多くの時間と労力が 必要であった。

【０００４】 本考案は、上記問題点を解決して、合体分離が容易に行なえて、２本のトンネ ルの分岐および合流の掘削作業を短時間で低コストで行なえる矩形断面シールド 掘進機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために本考案の矩形断面シールド掘進機は、それぞれ掘 削装置および排土装置を備え独立した複数台の矩形断面シールド本体で構成し、 各シールド本体は、互いに対向する面のスキンプレート同士が接し合うように結 合装置により分離可能に一体化したものである。

【０００６】

【作用】 上記構成において、複数のシールド本体を一体化した状態で各シールド本体の 掘削装置および排土装置を駆動して大きい矩形断面のトンネルを掘削し、分岐点 にくると結合装置を解除して、各シールド本体をそれぞれ独立させ、それぞれの 掘削装置および排土装置を駆動して掘進方向を変向させ、各シールド本体毎に別 々のトンネルを掘進させる。

【０００７】 また反対に、各シールド本体を独立させた状態でそれぞれトンネルを掘進させ 、合流位置で合体するスキンプレートの面が重なるようにシールド本体を停止さ せ、結合装置によりシールド本体を一体化させる。そして各シールド本体の掘削 装置および排土装置を駆動して大きい矩形断面のトンネルを掘削する。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案に係る矩形断面シールド掘進機の一実施例を図面に基づいて説明 する。

【０００９】 図２〜図４に示すように、矩形断面で筒状のスキンプレート１Ａ，１Ｂをそれ ぞれ具備した２個のシールド本体２Ａ，２Ｂが独立して並設され、これらシール ド本体２Ａ，２Ｂは、対向するスキンプレート側板１ａ，１ａの所定位置複数箇 所に配設された結合装置３により前記スキンプレート側板１ａ，１ａを重ね合わ せた状態で分離可能に一体化されている。そして、それぞれのシールド本体２Ａ ，２Ｂに掘削装置４と排土装置５が配設されている。

【００１０】 シールド本体２Ａ，２Ｂは結合装置３以外は同一構成であるため、以下にシー ルド本体２Ａのみについて詳細を説明する。 スキンプレート１Ａ内には、シールド本体２Ａ内をそれぞれ前室Ｆと後室Ｂと に仕切る隔壁６が設けられており、前室Ｆには、前方から隔壁６に向かって順次 小径となる角錐型内周板１ｂが左右一対設けられるとともに、この内周板１ｂの 下部には前端から隔壁２部位までスキンプレート１に平行な掘削土案内凹溝部１ ｃが中央下部に所定間隔をあけて２本設けられている。

【００１１】 そして前記掘削装置４は隔壁６に揺動自在に設けられており、隔壁６に枢支部 ７を介して揺動自在に支持された左右一対のスイングアーム８と、各スイングア ーム８の前端で前室Ｆ前方に設けられたカッター部９と、スイングアーム８の後 端部で後室Ｂに設けられてスイングアーム８内の駆動軸１０を介してカッター部 ９を駆動するカッター駆動装置１１およびスイングアーム８を上下方向に揺動さ せるカッター揺動装置１２とで構成されている。

【００１２】 前記スイングアーム８の枢着部７は、主に各スイングアーム８を矢印Ｙ１で示 す垂直方向（上下方向）に揺動可能となすものであるが、オーバーカッター機構 および掘進方向修正用として利用するため、Ｙ２で示す水平方向（左右方向）に も回動可能に枢支しており、そのため、隔壁２の中央に球面軸受（外周球関節リ ング）７Ｂを回動可能に嵌着し、この球面軸受７Ｂに上記水平軸７Ａを枢支して いる。

【００１３】 前記カッター部９は、水平軸心回りに回転自在に支持された左右一対のカッタ ードラム１３と、スイングアーム８の前方のカッタードラム１３支持部前面にス イングアーム８軸心を中心に回転自在に設けられたカッターディスク１４とで構 成されている。そして、カッター駆動装置１１のカッター駆動モーター１５にギ ヤ１６，１７を介して駆動軸１０が回転駆動され、この駆動軸１０に連動ギヤ機 構１８を介してカッタードラム１３およびカッターディスク１４がそれぞれ回転 駆動される。

【００１４】 前記カッター揺動装置１２は、掘削揺動シリンダー１９が基端をスキンプレー ト１などの上下固定部に枢支され、ロッド先端をスイングアーム４の後端部に枢 支されている。また、オーバーカッター機構および掘進方向修正用のための水平 揺動シリンダー装置２０は、基端がスキンプレート１などの側方固定部に枢支さ れ、ロッド先端がスイングアーム４の後端部に枢支されている。

【００１５】 また、前記排土装置５は、掘削土案内凹溝部１ｃに対応して隔壁６に掘削土排 出口２１が形成され、回転速度で排土量を調整できるスクリューコンベヤ装置２ ２が設けられている。泥水系シールドの場合は、隔壁６に送泥管と掘削土排出口 ２１に接続される排泥管とを設けることになる。

【００１６】 次に結合装置３を図１を参照して説明する。 この結合装置３は、たとえばスキンプレート１Ａ，１Ｂの側板１ａの上下コーナ ー部近傍の対向位置に、スキンプレートの強度等を考慮して前後方向に所定間隔 をあけて複数箇所に配置されている。そして、互いに対応するスキンプレート側 板１ａには、それぞれ結合孔３１，３２が形成され、結合用コッターピン３３を これら結合孔３１，３２を介して嵌入することにより、両シールド本体２Ａ，２ Ｂを結合一体化するように構成される。

【００１７】 すなわち、一方のシールド本体２Ａおよび他方のシールド本体２Ｂのスキンプ レート側板１ａの内面には、連結孔３２に連続する結合用コッター孔３５ａ，３ ６ａが形成された補強ブロック３５および固定ブロック３６がそれぞれ固着され ており、一方のシールド本体２Ａ内には、結合用コッター孔３５ａから結合孔３ １，３２を介して結合用コッター孔３６ａに出退自在な円錐台状の結合用コッタ ーピン３３が配置されている。そして、シールド本体２Ａ内には、結合用コッタ ーピン３３を出退させるためにピストンロッド３４ａが結合用コッターピン３３ にピン連結された結合用シリンダー装置３４が配設されている。

【００１８】 また前記固定ブロック３６には、結合用コッター孔３６ａに直交交差するロッ ク用コッター孔３６ｂが形成され、一方前記結合用コッターピン３３には、結合 用コッター孔３６ａに装着された位置でロック用コッター孔３６ｂに対応してロ ック用孔３３ａが形成されている。そして、他方のシールド本体２Ｂ内に配設さ れたロック用シリンダー装置３７のピストンロッド３７ａに、ロック用コッター 孔３６ｂに嵌入可能なロック用コッターピン３８が取り付けられており、ロック 用シリンダー装置３７を伸展してロック用コッターピン３８をロック用コッター 孔３７ｂからロック用孔３３ａに嵌入することにより、突出された結合用コッタ ーピン３３を結合用コッター孔３５ａ，３６ａ内にロックして、両シールド本体 ２Ａ，２Ｂを強固に一体化することができる。

【００１９】 次にこのシールド掘進機の掘削作業を図５〜図７を参照して説明する。 まず、図５に示すように、大口径のトンネル４１から分岐して２本の小口径の トンネル４２，４３を掘削する場合、 発進用立坑４４を掘削し、この発進用立坑４４から、結合装置３により２台の シールド本体２Ａ，２Ｂを結合したシールド掘進機を発進させる。トンネルの掘 進は、各シールド本体２Ａ，２Ｂに設けられたカッター駆動装置１１によりカッ タードラム１３およびカッターディスク１４を回転駆動するとともに、カッター 揺動装置１２によりスイングアーム８を上下に揺動して地盤に矩形断面の大口径 トンネル４１を掘削し、排土装置５により掘削土を後方に排出し、セグメント組 立装置（図示せず）により矩形断面のセグメントを組み立て、このセグメントを 反力受けとしてシールド本体２Ａ，２Ｂに設けた推進ジャッキ（図示せず）によ り前進させて、大口径トンネル４１を所定距離掘削する。

【００２０】 分岐点Ａに達すると、シールド掘進機を停止させ、結合装置３のロック用シリ ンダー装置３７を収縮してロック用コッターピン３８をロック用コッター孔３３ ａから抜き出し、さらに結合用シリンダー装置３４を収縮して結合用コッターピ ン３３を固定ブロック３６の結合用コッター孔３６ａおよび結合孔３２から抜き 出して、両シールド本体２Ａ，２Ｂを分離する。

【００２１】 そして、各シールド本体２Ａ，２Ｂの掘削装置４および排土装置５をそれぞれ 駆動して小口径のトンネル４２，４３を所定方向に掘削し、到達立坑４５，４６ に掘進させる。

【００２２】 図６に示すように、２本の小口径のトンネル５２，５３を合流して１本の大口 径のトンネル５１を掘削する場合、 ２本の発進用立坑５４，５５を掘削し、この発進用立坑５４，５５にシールド 掘進機を分離させたシールド本体２Ａ，２Ｂを搬入してそれぞれ発進させ、各シ ールド本体２Ａ，２Ｂの掘削装置４および排土装置５をそれぞれ駆動して小口径 のトンネル５２，５３を所定方向に掘削する。

【００２３】 そして所定距離掘削して合流点Ｂに到達すると、シールド本体２Ａ，２Ｂを互 いに接近させて、接合するスキンプレート側板１ａを当接させ、そして結合用シ リンダー装置３４を伸展して結合用コッターピン３３を結合孔３２から固定ブロ ック３６の結合用コッター孔３６ａに嵌入し、結合装置３のロック用シリンダー 装置３７を伸展してロック用コッターピン３８をロック用コッター孔３３ａに嵌 入させる。これにより、両シールド本体２Ａ，２Ｂを強固に結合し、一体化する 。

【００２４】 そして各シールド本体２Ａ，２Ｂの掘削装置４および排土装置５を駆動して大 口径のトンネル５１を掘削し、到達立坑５６まで掘進させる。 図７に示すように、上記分離作業および合体作業を一連の作業として連続して 行なうこともできる。すなわち、発進用立坑６１から大口径のトンネル６２を掘 削し、分岐点Ａでシールド本体２Ａ，２Ｂを分離させて各シールド本体２Ａ，２ Ｂによりそれぞれ小口径のトンネル６３，６４を掘削し、合流点Ｂで再びシール ド本体２Ａ，２Ｂを結合合体して大口径のトンネル６５を掘削し、到達立坑６６ に到達させる。

【００２５】 上記実施例によれば、トンネルの分岐点Ａおよび合流点において、立坑を掘削 したり、シールド本体２Ａ，２Ｂを分解することなく、結合用コッターピン３３ およびロック用コッターピン３８を嵌脱するだけで、シールド本体２Ａ，２Ｂを 分離および合体することができるので、短時間でシールド本体の分離および合体 を行なうことができ、トンネルの分岐および合流部の掘削作業を迅速かつ低コス トに行なうことができる。

【００２６】 なお、上記実施例では、シールド本体を２台としたが、掘削するトンネルの口 径が大きければ、３台以上のシールド本体を結合装置により分離可能に一体化し てもよい。

【００２７】

【考案の効果】

以上に述べたごとく本考案によれば、シールド掘進機をそれぞれ独立して掘削 可能な掘削装置および排土装置を備えた複数のシールド本体で構成し、結合装置 により分離可能にシールド本体を一体化したので、トンネル掘削途中で、シール ド本体を分解したり、新たな装置を付け加えることなくシールド本体を分離させ て、各シールド本体にそれぞれ分岐したトンネルを連続して掘削することができ る。また反対に最初から分離したシールド本体により複数のトンネルをそれぞれ 掘削し、途中で合流させてシールド本体を一体化し大口径のトンネルを掘削する ことができる。

【００２８】 したがって、分岐点および合流点でシールド本体の分解作業や組み立て作業が なく、シールド本体の分離作業および合体作業を短時間で行なうことができ、分 離作業および合体作業のため立坑なども不要で、作業コストを低減することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る矩形断面シールド掘進機に設けら
れた結合装置を示す平面断面図である。

【図２】同矩形断面シールド掘進機の正面図である。

【図３】同矩形断面シールド掘進機の縦断面図である。

【図４】同矩形断面シールド掘進機の平面断面図であ
る。

【図５】同矩形断面シールド掘進機の分岐掘削作業の説
明図である。

【図６】同矩形断面シールド掘進機の合流掘削作業の説
明図である。

【図７】同矩形断面シールド掘進機の分岐合流連続掘削
作業の説明図である。

【符号の説明】

1A,1B スキンプレート 1a 側板 2A,2B シールド本体 ３ 結合装置 ４ 掘削装置 ５ 排土装置 ６ 隔壁 ８ スイングアーム ９ カッター部 13 カッタードラム 14 カッターディスク 19 掘削揺動シリンダー装置 22 スクリューコンベヤ装置 31,32 結合孔 33 結合用コッターピン 33a ロック用孔 34 結合用シリンダー装置 35a,36a 結合用コッター孔 36b ロック用コッター孔 37 ロック用シリンダー装置 38 ロック用コッターピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 平田 昌三 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)考案者 糸永 洋 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ掘削装置および排土装置を備え
   独立した複数台の矩形断面シールド本体で構成し、各シ
   ールド本体は、互いに対向する面のスキンプレート同士
   が接し合うように結合装置により分離可能に一体化した
   ことを特徴とする矩形断面シールド掘進機。