JPH0694796B2 - シールド掘進機 - 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し、特に、その形状を
改善することによりシールド掘進機の推進抵抗を低減さ
せることができる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。

シールド工法には各種の方式があるが、シールド掘進機
で掘削した地山に、掘進機本体の後部側でセグメントを
組み立てる方法が一般的に採用されている。

このようなセグメントを用いるシールド工法では、掘削
された地山とセグメントとの間にテールボイドと呼ばれ
る空洞が生じ、これをそのまま放置しておくと、地山が
崩落して、地盤沈下に繋がるおそれがあるので、セグメ
ントを組み立てると、テールボイドにセグメントなどの
硬化性の裏込材を注入している。

裏込材の注入手段としては、セグメントに孔部を穿設し
ておき、この孔部から注入する手段と、シールド掘進機
本体の後端外部から注入する手段とが提供されている
が、テールボイド内に迅速かつ確実に裏込材を充填させ
るには後者の手段が望ましいが、掘進機本体の外部から
裏込材を注入する装置には、以下に説明する技術的課題
があった。

《発明が解決しようとする課題》 すなわち、シールド掘進機本体外からテールボイド裏込
材を注入するには、注入管を掘進機本体の外周に添設す
る必要があるが、注入管を添設させとこの部分がカッタ
ーディスクで掘削された断面よりも外方に突出するの
で、突出部分が地山を押し退けて掘進することになり、
掘進機本体の掘進抵抗が増加するとともに、その影響に
より地山がひきずられたり弛められたりして地盤沈下を
増大させる原因となる問題がある。

このような問題を低減させるために、例えば、特開昭56
−163399号公報に見られるように、注入管の長さを掘進
機本体の約1/2にするなどの工夫が試みられているが、
充分な効果が得られていない。

そこで、例えば、カッターディスクで掘削する際に、注
入管の設置部分を予め余分に掘削することが考えられる
が、このような手段では、テールボイドがより大きくな
り地盤沈下も従って大きくなる。また、注入管の設置部
分のみを掘削することはカッターの構造上不可能であ
る。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、掘進抵抗を簡
単な構成により低減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、この発明は、両端が開口し
た筒状の掘進機本体と、この掘進機本体の先端に回転自
在に配置されたカッターディスクと、前記掘進機本体を
前進させるシールドジャッキとを備えたシールド掘進機
において、前記掘進機本体の後部外側に設けた裏込材注
入装置を包囲するように、前記掘進機本体の外側にその
軸方向に沿って前後端まで全長に亘って延長された被覆
部材を添設するとともに、前記被覆部材の先端に内方に
切欠された刃口部を設けた。

《作用》 上記構成のシールド掘進機によれば、被覆部材は掘進機
本体軸方向の全長に亘って添設されるとともに、被覆部
材の先端は、内方に切欠された刃口部となっているの
で、カッターで掘削された断面よりも突出している被覆
部材が対向する部分の切羽は、この刃口部で掘削され、
掘削された土砂が掘進機本体チャンバー内に流入し、シ
ールド掘進機の掘進抵抗は被覆部材の設置によって大き
くならない。

《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、この発明を土圧式のシー
ルド掘進機に適用したものであって、両端が開口した円
筒状の掘進機本体10と、この掘進機本体10の先端側に回
転自在に配置された円形断面を掘削するカッターディス
ク12とを備えている。

上記掘進機本体10の内部には、シールド掘進機を推進さ
せるために、掘進機本体10の後端側に順次組立て設置さ
れるセグメント14に反力をとるシールドジャッキ16が設
けられている。

また、掘進機本体10には、セグメント14を組み立てるた
めのエレクタ18が設置されている。

上記カッターディスク12は、放射方向にスリットが設け
られた円盤状のディスク板12aと、ディスク板12aの外面
に突設されたカッタービット12bとから構成されてい
る。

上記ディスク板12aの背面には、その中心位置に回転軸2
2が固設され、この回転軸22は掘進機本体10の中心軸上
にあって、ディスク板12aの背面と所定の間隔を置いて
掘進機本体10に固着された隔壁24を貫通して後方に向け
て延長され、貫通部分に軸受を介装して回転可能に支持
されるとともに、回転軸22の後端には回転駆動用のモー
タ26が連結されている。

この隔壁24は、カッターディスク12で掘削した土砂を取
込み充満させて切羽に対抗させる土圧室28を隔成するも
のである。

上記隔壁24には、開口部が穿設され、開口部には上記土
圧室28内に充満された掘削土砂を切羽の崩壊を防止しつ
つ取り出すためのスクリューコンベア30が設置されてい
る。

一方、上記掘進機本体10の後部外側に裏込材34の注入装
置36が設置されている。

注入装置36は、掘進機本体10の軸方向に沿って前記掘進
機本体10の後端部のテールボイドに裏込材34を注入する
裏込材注入管40と必要に応じて前記裏込材注入管40内の
残留裏込材を洗浄する図示しない水洗装置などとを備え
ている。

裏込材注入管40は、一端が上記掘進機本体10の内部に開
口し、他端がテールボイド側に向けて開口している。

そして、前記掘進機本体10の外側に、その軸方向に沿っ
て前記裏込材注入装置36を含めて包囲するように前後端
まで全長に亘って延長された被覆部材38を添設する。前
記被覆部材38は断面略Ｕ字状あるいはＶ字状をなす。

また、被覆部材38の先端は閉合されており、内方に切欠
された刃口部42が設けられており、この実施例では刃口
部42は、掘進機本体10の刃口と同じ角度ないしは面に設
定されている。

さらに、被覆部材38の後端は、裏込材注入装置30の後端
との間に閉合している。

なお、第１図に示す符号32の部材は、掘進機本体10の後
端に固着されたテールシールである。

以上の構成を備えたシールド掘進機では、カッターディ
スク12を駆動モータ26で回転駆動しつつ、土圧室28内に
取込まれた掘削土砂を切羽の安定を確保しながら徐々に
スクリューコンベア30で排土してシールドジャッキ16に
よって掘進機本体10を推進させれば、掘進機本体10の断
面に対応した円形断面の掘削が行われ、掘削された地山
には順次エレクタ18を使用してセグメント14が環状に組
立てられる。

そして、セグメント14と地山との間に生じるテールボイ
ド44には、裏込材注入管40を介して裏込材34が注入充填
される。

ここで、特に注目すべきことは、掘進機本体10をシール
ドジャッキ16で推進するときに、その掘進抵抗が被覆部
材38によって大きくならないことである。

すなわち、上記構成の被覆部材38によれば、ホースなど
を介して掘進機本体10の内部からセメントなどの硬化裏
込材34が供給される裏込材注入管40を包囲した被覆部材
38は、掘進機本体10の軸方向に沿って全長に亘って前後
端まで延長するとともに、その先端は、内方に切欠され
た刃口部42となっているので、カッターディスクで掘削
された断面よりも突出している被覆部材38部分の地山
は、この刃口部42で掘削され、掘削された土砂が土圧室
28内に流入し、シールド掘進機の掘進抵抗は被覆部材38
の設置によって大きくならず、また、周囲の地山を引き
ずったり弛めたりすることがない。

これにより、地山の崩落などの乱れが確実に防止され
る。

なお、上記実施例では、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たが、この発明はこれに限定
されることはなくこれ以外の形式のシールド掘進機にも
適用できるとともに、シールド掘進機の断面形状も楕
円,8字形などにも適用できる。

また、裏込材注入装置36は、掘進機本体10の上端部だけ
でなく、掘進機本体10の外周に複数設けても良い。

《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、掘進機本体の外側に注入装置を突出
させても、該注入装置が被覆部材により全長に亘って包
囲されるとともに、被覆部材の先端が内側に切欠かれて
いるため、掘削抵抗が大きくならず、かつ地山を引きず
ったり、弛めたりすることなく掘進作業を行なうことが
でき、しかもこれらの効果を簡単な構成によって得るこ
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縦断面
図、第２図は同シールド掘進機一部拡大図である。 10……掘進機本体 12……カッターディスク 16……シールドジャッキ 34……裏込材 36……注入装置 38……被覆部材 40……注入管 42……刃口部 44……テールボイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端が開口した筒状の掘進機本体と、この
   掘進機本体の先端に回転自在に配置されたカッターディ
   スクと、前記掘進機本体を前進させるシールドジャッキ
   とを備えたシールド掘進機において、前記掘進機本体の
   後部外側に設けた裏込材注入装置を包囲するように、前
   記掘進機本体の外側にその軸方向に沿って前後端まで全
   長に亘って延長された被覆部材を添設するとともに、前
   記被覆部材の先端に内方に切欠された刃口部を設けたこ
   とを特徴とするシールド掘進機。