JPH06240981A - シールド掘進機における到達方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 到達壁の撤去時に地山の崩壊や地下水の浸入
を最少限に抑えることができ、しかもシールド機や推進
機到達時の補足注入を少量でまかない得るシールド掘進
機における到達方法を提供すること。 【構成】 外筒部１と内筒部２とを互いに結合，切り離
し可能に構成し、かつ内筒部２の前側にカッタ部１１を
設け、このカッタ部１１のカッタスポークの少なくとも
１本を伸縮可能に構成したシールド機や推進機を用い、
カッタ部１１が到達壁３０に到達するまでは、外筒部１
と内筒部２とを一体に結合するとともに、伸縮可能なカ
ッタスポーク１５を伸長させた状態で掘進し、カッタ部
１１が到達壁３０に到達後、伸縮可能なカッタスポーク
１５を縮小させ、かつ外筒部１と内筒部２とを切り離し
たのち外筒部１のみを推進させ、外筒部１の前端面を到
達壁３０に到達させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、到達壁に対するシール
ド掘進機における到達方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド機や推進機の到達方法
は、あらかじめ到達部分に地盤改良を行い、到達部分の
地山の自立を図り、その部分にシールド掘進機を到達さ
せ、到達立坑内に到達坑口を設置し、到達部の土留め部
分を撤去し、到達立坑内に押し込む方法が採られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
には次のような問題があった。 （１）従来のシールド機や推進機では、カッタビットと
掘進機本体の間に大きな隙間があるため、シールド掘進
機が到達立坑に入るまでに時間が掛かり、切羽崩壊の危
険がある。 （２）到達時に、地盤改良のための補足注入が多く必要
になる。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑み提案されたもの
で、その目的とするところは、到達壁の撤去時に地山の
崩壊や地下水の浸入を最少限に抑えることができ、しか
もシールド機や推進機の到達時の補足注入を少量でまか
ない得るシールド掘進機における到達方法を提供しよう
とするものである。

【０００５】本発明の他の目的は、シールド機や推進機
の到達後、外筒部から内筒部を切り離し、カッタ部や駆
動部分を含んだ内筒部を回収し、再利用することが可能
なシールド掘進機における到達方法を提供しようとする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は外筒部１と内筒部２とを互いに結合，切り
離し可能に構成し、かつ内筒部２の前側にカッタ部１１
を設け、このカッタ部１１のカッタスポークの少なくと
も１本を伸縮可能に構成したシールド機や推進機を用
い、カッタ部１１が到達壁３０に到達するまでは、外筒
部１と内筒部２とを一体に結合するとともに、伸縮可能
なカッタスポーク１５を伸長させた状態で掘進し、カッ
タ部１１が到達壁３０に到達後、伸縮可能なカッタスポ
ーク１５を縮小させ、かつ外筒部１と内筒部２とを切り
離したのち外筒部１のみを推進させ、外筒部１の前端面
を到達壁３０に到達させるようにしたものである。

【０００７】

【作用】本発明では、外筒部１と内筒部２とを互いに結
合，切り離し可能に構成し、かつ内筒部２の前側にカッ
タ部１１を設け、このカッタ部１１のカッタスポークの
少なくとも１本を伸縮可能に構成したシールド機や推進
機を用いる。

【０００８】そして、カッタ部１１が到達壁３０に到達
するまでの掘削時には、外筒部１と内筒部２とを一体に
結合し、かつ伸縮可能なカッタスポーク１５を伸長させ
た状態で掘進する。

【０００９】ついで、カッタ部１１が到達壁３０に到達
したのちは、伸縮可能なカッタスポーク１５を縮小さ
せ、かつ外筒部１と内筒部２とを切り離す。その後、外
筒部１を推進させ、外筒部１の前端面を到達壁３０に到
達させるようにしている。

【００１０】このように、本発明では到達壁３０に外筒
部１の前端面を臨設させるようにしているので、到達壁
の撤去時に地山の崩壊や地下水の浸入を最少限に抑える
ことができる。また、到達時の補足注入を少量でまかな
うことが可能となる。

【００１１】さらに、本発明では前記外筒部１の前端面
を到達壁３０に押し当てて密着させたのち、再び外筒部
１と内筒部２とを結合する。ついで、シールド機や推進
機を到達立坑内に押し込むかあるいは、外筒部１を到達
立坑内に押し込むようにしている。

【００１２】これにより、シールド機や推進機の到達
後、カッタ部１１や駆動部分を含んだ内筒部２をそっく
り回収し、再利用することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１および図２は本発明の第１実施例を示すもの
で、図１は到達壁にシールド機のカッタ部が到達したと
きの状態を示す一部縦断面図、図２は到達壁にシールド
機が到達後、外筒部を押し当てた状態を示す一部縦断面
図である。

【００１４】これらの図に示す第１実施例では、外筒部
１と、内筒部２と、この内筒部２の前面側に設けられた
カッタ部１１と、このカッタ部１１の駆動装置２１と、
シールドジャッキ２６と、排土装置２９とを備えたシー
ルド機を用いて横坑を掘削し、到達壁３０に到達するよ
うにしている。

【００１５】前記シールド機の外筒部１は、隔壁３と、
摺動部５とを有している。前記隔壁３は、リング状に形
成され、外筒部１の前端部寄りの内側に固定されてい
る。前記摺動部５は、内径が隔壁３の内径と面一の筒状
に形成され、前端部は隔壁３の後面に固定され、後端部
はリング状の支持部材７により外筒部１に固定されてい
る。

【００１６】一方、前記内筒部２は隔壁４と、摺動部６
とを有している。前記隔壁４は、前記外筒部１の隔壁３
に内接する円板状に形成されている。前記摺動部６は、
前記外筒部１の摺動部５に内接する筒状に形成されてお
り、また隔壁４の後面に固定され、さらにリブ状の支持
部材８により支持されている。そして、前記隔壁４の中
心部にはカッタ部１１の回転軸用の軸受１０が取り付け
られ、下端部には土砂の入口２８が設けられている。

【００１７】前記外筒部１と内筒部２とは、摺動部５，
６の長さ方向に間隔をおいて設けられたボルト通し穴に
挿通されかつ締結される推力伝達ボルト９を介して一体
に結合され、また推力伝達ボルト９を取り外し，切り離
すことにより、摺動部５，６を介して外筒部１が内筒部
２に対して摺動可能に構成されている。

【００１８】前記カッタ部１１は、回転軸１２と、これ
の前端部に設けられたボス１３と、固定のカッタスポー
ク１４および伸縮可能なカッタスポーク１５とを有して
いる。前記回転軸１２は、内筒部２の隔壁４に取り付け
られた軸受１０に支持され、かつ駆動装置２１に連結さ
れている。前記ボス１３は、回転軸１２の前端部に設け
られており、このボス１３の前面には中央先行切削ビッ
ト１７が設けられている。前記固定のカッタスポーク１
４は、ボス１３の外周に間隔をおいて複数本取り付けら
れている。前記伸縮可能なカッタスポーク１５は、この
実施例ではボス１３の外周に１本設けられており、内部
に組み込まれたカッタスポーク伸縮ジャッキ１６を介し
て内筒部２の半径方向に伸縮し得るようになっている。
前記固定のカッタスポーク１４および伸縮可能なカッタ
スポーク１５の外側の面にはそれぞれビット１８が設け
られ、内側の面である切羽室２０側の面にはそれぞれ練
り混ぜ翼１９が設けられている。

【００１９】前記駆動装置２１は、内筒部２の隔壁４の
後面側に固定されたフレーム２２と、このフレーム２２
に支持されたモータ２３と、このモータ２３に連結され
たピニオン２４と、回転軸１２に取り付けられかつピニ
オン２４にかみ合わされたギヤ２５とを有して構成され
ている。

【００２０】前記シールドジャッキ２６は、外筒部１の
内部側に設置され、シールド機内の後方で組み立てられ
たセグメント２７に反力を取り、外筒部１の摺動部５の
支持部材７を押すようになっている。

【００２１】前記排土装置２９は、内筒部２の内部に設
置されており、掘削土砂を、内筒部２の隔壁４に設けら
れた土砂の入口２８を通じて取り込み、シールド機の後
方に搬送するようになっている。

【００２２】次に、前記シールド機を使って行う到達方
法について説明する。

【００２３】まず、到達壁３０に到達するまでは、図１
に示すように、外筒部１と内筒部２とを、摺動部５，６
に設けられたボルト通し穴に挿通され，締結された推力
伝達ボルト９により一体に結合している。また、カッタ
部１１のボス１３に設けられた伸縮可能なカッタスポー
ク１５を、カッタスポーク伸縮ジャッキ１６を介して外
筒部１の外径に合わせて伸長させる。

【００２４】この状態で、駆動装置２１のモータ２３を
駆動し、ピニオン２４およびギヤ２５を通じて回転軸１
２を回転させる。これにより、カッタ部１１のボス１３
の前面に設けられた中央先行切削ビット１７により地山
が他のビット１８に先行して掘削され、続いてボス１３
の外周に取り付けられた固定のカッタスポーク１４およ
び伸縮可能なカッタスポーク１５に設けられたビット１
８により、中央先行切削ビット１７の周りの地山が掘削
される。

【００２５】しかして、掘削された土砂には必要により
ベントナイト等の作泥材が注入され、ついで切羽室２０
に取り込まれ、ここで固定のカッタスポーク１４および
伸縮可能なカッタスポーク１５に設けられた練り混ぜ翼
１９により攪拌され、掘削された土砂と作泥材とが混練
され、切羽を押さえるに足る塑性と流動性とを持った土
砂が作られる。さらに、掘削土砂は内筒部２の隔壁４に
設けられた入口２８を通じて排土装置２９に取り込ま
れ、シールド機の後方へ搬送される。

【００２６】前述の掘削中、シールド機の後方でセグメ
ント２７が築造される。そして、外筒部１の内部側に設
置されたシールドジャッキ２６を伸長させ、セグメント
２７に反力を取って外筒部１の摺動部５の支持部材７を
押す。この状態では、前述のごとく、外筒部１と内筒部
２とは推力伝達ボルト９を介して摺動部５，６同士が結
合されているため、外筒部１の摺動部５の支持部材７が
押されることにより、外筒部１と内筒部２とが一体とな
って推進され、前記動作を繰り返し行うことによって、
到達壁３０にカッタ部１１の中央先行切削ビット１７が
当接する。

【００２７】到達壁３０にカッタ部１１の中央先行切削
ビット１７が到達したときは、推力伝達ボルト９を取り
外し、外筒部１と内筒部２とを切り離す。また、伸縮可
能なカッタスポーク１５をカッタスポーク伸縮ジャッキ
１６により縮小させ、外筒部１を押し出したときに伸縮
可能なカッタスポーク１５に当たらないようにする。

【００２８】ついで、シールドジャッキ２６を伸長さ
せ、このときもセグメント２７に反力を取って外筒部１
の摺動部５の支持部材７を押す。この状態では、外筒部
１と内筒部２とが切り離され、しかも内筒部２に設けら
れたカッタ部１１の中央先行切削ビット１７が到達壁３
０に当接しているので、外筒部１のみが前方に押し出さ
れ、図２に示すように、外筒部１の前端面が到達壁３０
に臨設される。

【００２９】その後、外筒部１と内筒部２とを再び推力
伝達ボルト９により摺動部５，６を介して一緒に結合
し、シールドジャッキ２６を伸長させ、外筒部１と内筒
部２とを一緒に到達立坑内に押し込むあるいは、外筒部
１のみを到達立坑内に押し込む。

【００３０】以上のように、この第１実施例では到達壁
３０にシールド機の外筒部１の前端面を臨設させるよう
にしているので、到達壁撤去時に地山の崩壊や地下水の
浸入を最少限に抑え、安全に到達させることができる。

【００３１】また、シールド機の到達時に、地盤改良の
ための補足注入を少量に抑えることが可能となり、経済
的に到達させることができる。

【００３２】さらに、シールド機の到達後、到達立坑内
で、カッタ部１１や駆動部分である駆動装置２１を含ん
だ内筒部２をそっくり回収し、再利用することが可能と
なる。また、到達立坑内に作業スペースがない場合、内
筒部分のみを発進側に引き抜いて、再利用が可能とな
る。

【００３３】ついで、図３および図４は本発明の第２実
施例を示すもので、図３は到達壁に推進機のカッタ部が
到達したときの状態を示す一部縦断面図、図４は到達壁
に推進機が到達後、外筒部を押し込んだ状態を示す一部
縦断面図である。

【００３４】これらの図に示す第２実施例では、外筒部
１と内筒部２の組の後方にヒューム管３１が設置されて
いる。前記ヒューム管３１の前端部には外郭部３２が取
り付けられており、後方には元押しジャッキまたは中押
しジャッキ（いずれも図示せず）等が配備されている。
前記外郭部３２の内部と内筒部２の内部にわたって、内
郭部３３が配置されている。前記内郭部３３と内筒部２
間には、方向修正ジャッキ４１が設けられている。前記
外郭部３２の前端部には、外筒部１の方向に向かって中
間筒４２が固定されている。

【００３５】前記外郭部３２は、ヒューム管３１の前端
部の外側に固定された外郭筒３４と、リング状に形成さ
れかつ外郭筒３４の前端部の内周に固定された前側端板
３６と、同じリング状に形成されかつヒューム管３１の
前端面に当接されて外郭筒３４の内周に固定された後側
端板３７と、筒状に形成されかつ前側端板３６および後
側端板３７間の内径に合わせて固定された外郭摺動部３
８とを有している。

【００３６】前記内郭部３３は、外郭摺動部３８に内接
可能な筒状に形成された内郭摺動部３９と、内筒部２の
摺動部６に内接する筒状に形成されかつ内郭摺動部３９
に連結された内郭筒３５とを有している。

【００３７】前記外郭部３２と内郭部３３とは、外郭摺
動部３８および内郭摺動部３９の長さ方向に間隔をおい
て設けられたボルト通し穴に挿通され，締結される推力
伝達ボルト４０を介して一体に結合され、また推力伝達
ボルト４０を取り外すことにより切り離し、内郭部３３
に対して外郭部３２を相対的に前方へ摺動させ得るよう
になっている。

【００３８】前記方向修正ジャッキ４１は、内郭部３３
の内郭筒３５の内部と、内筒部２の摺動部６の内部にわ
たって取り付けられている。

【００３９】前記中間筒４２は、外筒部１の外径よりも
小径に形成され、かつ外郭部３２側に接続され、外筒部
１の方向に伸びているが、外筒部１に固定されてはいな
い。前記外筒部１の外郭部３２側に突出された部分１′
と、中間筒４２間の周隙には、シール部材４３が介装さ
れている。

【００４０】この第２実施例の他の構成については、前
記第１実施例と同様である。

【００４１】次に、この第２実施例の推進機を用いて行
う到達方法について説明する。

【００４２】到達壁３０に推進機が到達するまでは、図
３に示すように、外筒部１と内筒部２とを、摺動部５，
６に設けられたボルト通し穴に推力伝達ボルト９を挿通
し，締結することによって一体に結合し、ヒューム管３
１の外郭部３２と内郭部３３とは、外郭摺動部３８と内
郭摺動部３９に設けられたボルト通し穴に推力伝達ボル
ト４０を挿通し，締結することによって一体に結合す
る。また、カッタ部１１の伸縮可能なカッタスポーク１
５を、カッタスポーク伸縮ジャッキ１６により外筒部１
や外郭筒３４の外径に合わせて伸長させる。

【００４３】この状態で、前記第１実施例と同様、駆動
装置２１により回転軸１２を回転させ、カッタ部１１の
中央先行切削ビット１７と、固定のカッタスポーク１４
および伸縮可能なカッタスポーク１５に設けられたビッ
ト１８とにより地山を掘削し、ついで固定のカッタスポ
ーク１４および伸縮可能なカッタスポーク１５に設けら
れた練り混ぜ翼１９により切羽室２０内で掘削土砂と作
泥材とを混練する。さらに、内筒部２の隔壁４に設けら
れた入口２８を通じて排土装置２９に掘削土砂を取り込
み、推進機の後方へ搬送する。

【００４４】掘削の途中で推進方向を修正する際、この
実施例では上向きに方向修正する場合は方向修正ジャッ
キ４１を短縮させ、下向きに方向修正する場合は方向修
正ジャッキ４１を伸長させて行う。

【００４５】ついで、元押しジャッキまたは中押しジャ
ッキ等によりヒューム管３１を押し、推進機をカッタ部
１１の中央先行切削ビット１７が到達壁３０に当接する
まで押し込む。

【００４６】到達壁３０にカッタ部１１の中央先行切削
ビット１７が到達後は、外筒部１と内筒部２の摺動部
５，６を結合している推力伝達ボルト９を取り外し、外
筒部１と内筒部２とを切り離す。また、外郭部３２の外
郭摺動部３８と内郭部３３の内郭摺動部３９とを結合し
ている推力伝達ボルト４０を取り外し、外郭部３２と内
郭部３３とを切り離す。さらに、カッタ部１１の伸縮可
能なカッタスポーク１５をカッタスポーク伸縮ジャッキ
１６により縮小させ、外筒部１を押し出したときに伸縮
可能なカッタスポーク１５に当たらないようにする。

【００４７】その後、元押しジャッキまたは中押しジャ
ッキ等によりヒューム管３１を押すと、外郭部３２およ
び中間筒４２を通じて外筒部１のみが押し出され、図４
に示すように、到達壁３０に外筒部１の前端面が押し当
てられ、臨設する。

【００４８】到達壁３０に外筒部１の前端面を臨設させ
たのち、再び外筒部１と内筒部２の摺動部５，６を推力
伝達ボルト９で結合し、外郭部３２の外郭摺動部３８と
内郭部３３の内郭摺動部３９とを推力伝達ボルト４０に
より結合し、また到達立坑の内側から到達部分を撤去
し、元押しジャッキまたは中押しジャッキ等によりヒュ
ーム管３１を押し、到達立坑内へ推進機を押し込むある
いは、外筒部分を到達立坑内へ押し込む

【００４９】この第２実施例においても、到達壁３０に
推進機の外筒部１の前端面を臨設させるようにしている
ので、到達壁撤去時に地山の崩壊や地下水の浸入を最少
限に抑え、安全に到達させることができる。

【００５０】また、到達時に地盤改良のための補足注入
を少量に抑えることができ、経済的に到達させることが
可能となる。

【００５１】さらに、推進機の到達後、到達立坑内でカ
ッタ部１１や駆動装置２１を含んだ内筒部２、および内
郭部３３をそっくり回収し、あるいは到達立坑側に作業
スペースがない場合は発進側に内筒部分を引き抜き、再
利用することも可能となる。

【００５２】なお、前記第１，第２実施例とも、到達立
坑の側壁部分にシールド機または推進機の外径よりやや
大きい箱抜き部分を作っておき、その中に外筒部１を押
し込むように到達させるようにすれば、より一層安全に
到達させることが可能となる。

【００５３】また、第１，第２実施例とも、カッタスポ
ークの１本のみを伸縮可能に構成したものに限らず、全
部のカッタスポークを伸縮可能に構成したシールド機や
推進機を用いてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、本発明では外筒部１と内
筒部２とを互いに結合，切り離し可能に構成し、かつ内
筒部２の前側にカッタ部１１を設け、このカッタ部１１
のカッタスポークの少なくとも１本を伸縮可能に構成し
たシールド機や推進機を用い、カッタ部１１が到達壁３
０に到達するまでは、外筒部１と内筒部２とを一体に結
合するとともに、伸縮可能なカッタスポーク１５を伸長
させた状態で掘進し、カッタ部１１が到達壁３０に到達
後、伸縮可能なカッタスポーク１５を縮小させ、かつ外
筒部１と内筒部２とを切り離したのち外筒部１のみを推
進させ、外筒部１の前端面を到達壁３０に到達させるよ
うにしているので、到達壁の撤去時に地山の崩壊や地下
水の浸入を最少限に抑えることができ、したがって安全
に到達し得る効果を有する外、シールド機や推進機の到
達時の補足注入が少量で足りるので、経済的に到達し得
る効果がある。

【００５５】また、本発明では、シールド機または推進
機の如きマシンが到達側の立坑内に到達後、カッタスポ
ーク１５と共に駆動部分を含んだ内筒部を外筒部から切
り離すことができ、そっくり完成された坑内を通して内
筒部側を発進立坑側に回収し、再利用が可能となり、設
備を有効的に再利用でき、無駄を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、到達壁にシ
ールド機のカッタ部が到達したときの状態を示す一部縦
断面図である。

【図２】第１実施例において、到達壁にシールド機のカ
ッタ部が到達後、外筒部を押し込んだ状態を示す一部縦
断面図である。

【図３】本発明の第２実施例を示すもので、到達壁に推
進機のカッタ部が到達したときの状態を示す一部縦断面
図である。

【図４】第２実施例において、到達壁に推進機のカッタ
部が到達後、外筒部および外郭部を押し込んだ状態を示
す一部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 外筒部 ２ 内筒部 ３，４ 隔壁 ５，６ 摺動部 ９ 推力伝達ボルト １１ カッタ部 １２ 回転軸 １３ ボス １４ 固定のカッタスポーク １５ 伸縮可能なカッタスポーク １６ カッタスポーク伸縮ジャッキ １７ 中央先行切削ビット １８ ビット ２１ 駆動装置 ２６ シールドジャッキ ２７ セグメント ２９ 排土装置 ３０ 到達壁 ３１ ヒューム管 ３２ 外郭部 ３３ 内郭部 ３４ 外郭筒 ３５ 内郭筒 ３８ 外郭摺動部 ３９ 内郭摺動部 ４０ 推力伝達ボルト ４２ 中間筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒部１と内筒部２とを互いに結合，切
   り離し可能に構成し、かつ内筒部２の前側にカッタ部１
   １を設け、このカッタ部１１のカッタスポークの少なく
   とも１本を伸縮可能に構成したシールド機や推進機を用
   い、カッタ部１１が到達壁３０に到達するまでは、外筒
   部１と内筒部２とを一体に結合するとともに、伸縮可能
   なカッタスポーク１５を伸長させた状態で掘進し、カッ
   タ部１１が到達壁３０に到達後、伸縮可能なカッタスポ
   ーク１５を縮小させ、かつ外筒部１と内筒部２とを切り
   離したのち外筒部１のみを推進させ、外筒部１の前端面
   を到達壁３０に到達させることを特徴とするシールド掘
   進機における到達方法。