JPH0525996B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は、シールド掘進機に関する。

≪従来の技術≫ 周知のように、地下鉄トンネルの構築方法とし
て、シールド工法があり、この工法ではトンネル
の掘削にシールド掘進機が使用される。

シールド掘進機には、各種の形式があるが、一
般的には円形断面のものが広く採用されている。

ところで、地下鉄トンネルでは、上下線の二本
の軌条を通常必要とする。

この場合、トンネルをそれぞれ個別に掘削する
と、用地的な面や、工期、工費に無駄が大きくな
る。

そこで、円形の大断面を一度に掘削することが
考えられるが、この方法では、トンネルを個別に
掘削する場合よりも若干工期の点で有利になるも
のの、断面効率は改善されない。

このため、例えば、特開昭47−44931号公報に
見られるように、二つの円形断面をオーバラツプ
させた断面で掘削するシールド掘進機が提案され
ているが、この掘進機には以下に説明する欠点が
あつた。

≪発明が解決しようとする問題点≫ すなわち、上記公報に開示されているシールド
掘進機では、円形断面をオーバラツプさせた断面
なので、その断面効率は向上するものの、円形断
面の二つのカツターデイスクを前後方向にずらし
て配置しており、したがつて後方に位置するカツ
ターデイスクは常時前方に位置するカツターデイ
スクとのオーバラツプ部分を掘削することになる
ので、その断面の掘削を効率良く行なうことがで
きないという問題があつた。

また、掘削後に設置されるセグメントも円形を
オーバラツプさせた形状となるので、その組み立
てや製作が複雑になるという問題もあつた。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みて
なされたものであつて、その目的とするところ
は、二本の軌条を有するトンネルを掘削する場合
においても、カツターデイスクによる断面の掘削
を効率良く行なうことができるとともに、セグメ
ントの組み立ておよび製作を容易に行なうことの
できるシールド掘進機を提供することにある。

≪問題点を解決するための手段≫ 上記目的を達成するために、この発明のシール
ド掘進機は、略楕円断面のスキンプレートと、こ
のスキンプレートの先端に回転自在に配置される
とともに前記楕円の短軸長と略同じ長さを有する
スポークと、このスポークの両端部に回転自在に
支持され、かつ、前記楕円の短軸長の略1/2の直
径を有する一対の円形カツターデイスクと、これ
らのカツターデイスクの中心と前記スキンプレー
トとの間に所定の間隔を保ちつつ、各カツターデ
イスクを前記スキンプレートの内周に沿つて移動
させる移動装置と、前記スポークの前面に固設さ
れるカツクービツトとからなることを特徴とする
ものである。

≪作用≫ 上記構成のシールド掘進機によれば、移動装置
により、その中心とスキンプレートとの間に所定
の間隔を保ちつつスキンプレートの内周に沿つて
移動する一対のカツターデイスクは、その径の長
さが楕円断面のスキンプレートの短軸長の略1/2
なので、これらが相互にオーバラツプするのは、
カツターデイスクがスキンプレートの楕円断面の
短軸上の近傍に位置するときだけとなり、これに
よつてカツターデイスクによる楕円断面の掘削を
効率良く行なうことができる。

また、形成されるトンネルは、略楕円断面にな
り、円形断面と二つの円形断面をオーバラツプさ
せた断面との中間の断面効率が得られるととも
に、セグメントの形状も楕円になり、これらの製
作、施工を比較的簡単に行なうことができる。

≪実施例≫ 以下、この発明の好適な実施例について添付図
面を参照にして詳細に説明する。

第１図および第２図は、この発明にかかるシー
ルド掘進機の一実施例を示している。

同図に示すシールド掘進機は、この発明を土圧
式シールド掘進機に適用したものを例示してお
り、両端が開口した楕円断面のスキンプレート１
０と、このスキンプレート１０の先端側に回転自
在に配置されたスポーク１２と、このスポーク１
２の両端部に回転自在に支持された一対の円形カ
ツターデイスク１４，１４と、このカツターデイ
スク１４を、スキンプレート１０の内周に沿つ
て、カツターデイスク１４の中心とスキンプレー
ト１０との間に所定の間隔、すなわちカツターデ
イスク１４の径の略1/2の間隔を保ちつつ公転移
動させる移動装置１５とから概略構成されてい
る。

上記スキンプレート１０の先端側には、隔壁１
６が固設され、掘削土砂が充満される土圧室１８
が隔成されているとともに、スキンプレート１０
内には掘進機を前進させるための推進ジヤツキ
や、土圧室１８内の掘削土砂を排出するためのス
クリユーコンベアなどが設置されている。

上記スポーク１２は、長方形状に形成され（第
２図参照）、その前面にはカツタービツト１２ａ
が固設されているとともに、上記隔壁１６を貫通
してスキンプレート１０の楕円の中心軸上に位置
しスキンプレート１０の軸方向に沿つて後方に延
びる回転軸２０に支持される。また、スポーク１
２の長手方向の長さは、スキンプレート１２の楕
円の短軸l₁よりも若干短くなつており、スポーク
１２は回転軸２０に取り付けられた図外の駆動モ
ータにより回転駆動される。

上記一対の円形カツターデイスク１４は、実質
的に同じ構成をそなえており、スキンプレート１
０の楕円の短軸l₁の略1/2の長さの円盤状のカツ
ターフエイス１４ａと、カツターフエイス１４ａ
の前面に固設されたカツタービツト１４ｂと、カ
ツターフエイス１４ａの背面に固着された回転軸
１４ｃとから構成され、各回転軸１４ｃの後端に
はカツターフエイス１４ａを回転駆動する駆動モ
ータ２２が設けられていてる。また、カツターフ
エイス１４ａ，１４ａは相互の干渉を防止するた
めに前後方向に若干ズラして配置してある。

上記移動装置１５は、この実施例ではスポーク
１２内に内蔵された油圧ジヤツキ２４から構成さ
れ、油圧ジヤツキ２４の伸縮プランジヤ２４ａの
先端には上記カツターデイスク１４の回転軸１４
ｃが係止されている。

また、上記スポーク１２の両端部には、その長
手方向の中心軸ｌ上から角部に向けて直線状に延
びるガイド溝１２ｂが各々設けられていて、カツ
ターデイスク１４の中心は油圧ジヤツキ２４の伸
縮によりこのガイド溝１２ｂに沿つて移動する。

以上の構成を備えたシールド掘進機では、以下
に説明するようにして、各カツターデイスク１
４，１４とスポーク１２とを回転駆動すること
で、切羽の土砂を土圧室１８内に取込みつつ推進
ジヤツキを駆動することで掘削が行われ、楕円断
面のトンネルが形成される。

第２図は、上記構成のシールド掘進機の掘削状
態を模式的に示した説明図である。

いま、一方のカツターデイスク１４の回転中心
をO₁、他方をO₂とし、これらを駆動モータ２２
で回転駆動しつつ、かつ、スポーク１２を時計方
向に回転させる。

ここで、第２図ａに示すように、カツターデイ
スク１４，１４の中心O₁，O₂がスキンプレート
１０の楕円Ａの短軸l₁上にあるとき、移動装置１
５の油圧ジヤツキ２４を収縮させてO₁，O₂を前
記スポーク１２の長手方向の中心軸ｌ上に位置さ
せる。そして、スポーク１２の回転とともに徐々
に油圧ジヤツキ２４を伸長させ、前記ガイド溝１
２ｂに沿つて外方に移動させて、第２図ｂに示す
ように、スポーク１２が約90度回転したときに、
各カツターデイスク１４，１４の中心がスポーク
１２の角部に位置するように制御する。

そして、スポーク１２が90度から180度まで回
転する間に、各カツターデイスク１４，１４の中
心O₁，O₂が楕円の短軸l₁上において前記中心軸ｌ
上に再び戻るように油圧ジヤツキ２４を収縮させ
る。以後このような制御を順次繰り返せば、カツ
ターデイスク１４は、自ら回転するとともに、第
２図ｂに仮想線で示すように、その中心が、スキ
ンプレート１０の楕円の内方にあつて、楕円に沿
つて略カツターデイスク１４の径の1/2の間隔を
おいた楕円軌道を描くように公転移動する。

そして、カツターデイスク１４が掘残した部分
は、スポーク１２の回転駆動よにり掘削されるの
で、上述したようにカツターデイスク１４とスポ
ーク１２とを回転駆動すればスキンプレート１０
とほぼ同じ大きさの楕円断面が掘削される。そし
て、スキンプレート１０の後端側に楕円断面のセ
グメントを順次組み立てればトンネルが構築され
る。

なお、ガイド溝１２ｂの長さとその方向、およ
び、油圧ジヤツキ２４の伸縮量の制御は、上記の
ものに限られることはなく、例えば、ガイド溝１
２ｂをスポーク１２の長手方向の中心軸ｌ上に設
定し、スポーク１２の回転量とカツターデイスク
１４の公転角度とが同期するようにしても良く、
これらを適宜選択することにより、卵形、ひよう
たん形など各種の楕円断面の掘削が可能になり、
特に占有幅に制限がある場合に、幅に適合した断
面の選択が可能になる。

以上のようにして掘削される楕円断面のトンネ
ルでは、従来の円断面と、２個の円断面を重合し
たものとの中間の断面効率が得られる。

なお、上記実施例では、この発明の土圧式のシ
ールド掘進機に適用したものを例示したが、この
発明の実施はこれに限定されることはなく他の形
式のシールド掘進機にも適用できる。

≪発明の効果≫ 以上実施例で説明したように、この発明にかか
るシールド掘進機によれば、自ら回転するととも
に移動装置によりスキンプレートの内周に沿つて
公転移動させられる一対のカツターデイスクは、
その径の長さが楕円断面のスキンプレートの短軸
長の略1/2なので、これらが相互にオーバラツプ
するのは、カツターデイスクが楕円の短軸上の近
傍に位置するときだけとなり、したがつて、カツ
ターデイスクによる楕円断面の掘削を効率良く行
なうことができる。

また、形成されるトンネルは、楕円断面にな
り、円形断面と二つの円形断面をオーバラツプさ
せた断面との中間の断面効率が得られるととも
に、セグメントの形状も楕円になるので、セグメ
ントの製作、施工を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシールド掘進機の一例を示
す、シールド掘進機を上方から見た要部断面図、
第２図は同シールド掘進機のカツターデイスクの
公転軌道の説明図である。 １０……スキンプレート、１２……スポーク、
１４……円形カツターデイスク、１５……移動装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 略楕円断面のスキンプレートと、このスキン
   プレートの先端に回転自在に配置されるとともに
   前記楕円の短軸長と略同じ長さを有するスポーク
   と、このスポークの両端部に回転自在に支持さ
   れ、かつ、前記楕円の短軸長の略1/2の直径を有
   する一対の円形カツターデイスクと、これらのカ
   ツターデイスクの中心と前記スキンプレートとの
   間に所定の間隔を保ちつつ、各カツターデイスク
   を前記スキンプレートの内周に沿つて移動させる
   移動装置と、前記スポークの前面に固設されるカ
   ツタービツトとからなることを特徴とするシール
   ド掘進機。