JPH0713430B2 - 中折シールド掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は曲線トンネル部の掘削が容易に行えるように構
成した中折シールド掘削機に関するものである。

〔従来の技術〕

シールド工法によって曲線トンネルを掘削するシールド
掘削機としては、従来から第５図に示すように、シール
ド掘削機のスキンプレートを前後に分割してこれらの前
後スキンプレート（ａ）（ｂ）を互いに屈折自在に接続
した中折式を採用している。

このように構成したシールド掘削機は、当然のことなが
ら直線トンネル部の掘削も可能であるが、曲線トンネル
部の掘削を行う時には、シールド掘削機の胴部であるス
キンプレートの直線長さ寸法が直径寸法に比較して短い
程、屈曲度の大きなトンネルの掘削が可能となるので、
上記のようにスキンプレートを複数分割しているもので
ある。

そして、これらの前後スキンプレート（ａ）（ｂ）の接
続部において、後部スキンプレート（ｂ）の前端内周面
にフランジ体（ｃ）を突設し、該フランジ体（ｃ）に推
進ジャッキ（ｄ）のシリンダー部(d₁)を挿通、支持させ
てあり、後部スキンプレート（ｂ）の後方側に向けてい
る該推進ジャッキ（ｄ）のロッド端に固着したスプレッ
ダー（ｅ）を後部スキンプレート内で組立てられるセグ
メント（ｓ）の端面に当接させて該セグメント（ｓ）に
反力を支持させながら推進ジャッキ（ｄ）の伸長により
シールド掘削機を推進させるように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような推進ジャッキ（ｄ）の配設
構造によれば、曲線トンネル部の掘削時に、推進ジャッ
キ（ｄ）のスプレッダー（ｅ）をセグメント端面に受止
させると共に後部スキンプレート（ｂ）に対して前部ス
キンプレート（ａ）を屈折させると、前部スキンプレー
ト（ａ）側に突出した推進ジャッキ（ｄ）のシリンダー
端部が前部スキンプレート（ａ）の内周面やカッタ駆動
モータ（ｍ）等の駆動装置に当接してそれ以上、大きく
屈折させることができない場合が生じ、このため、推進
ジャッキ（ｄ）に対するスプレッダー（ｅ）の偏心量を
大きくしたり、カッタ駆動装置をコンパクトにして推進
ジャッキ（ｄ）との干渉を極力なくすることが行われて
いるが、このような設計も限度があって曲げ半径が制限
され、急曲線トンネルの掘削が困難であった。

又、前部スキンプレート（ａ）の長さを大きくしてカッ
タ駆動装置を推進ジャッキ（ｄ）に対して当接しない位
置に配設することも考えられるが、スキンプレート
（ａ）を長くすると屈折が困難となり、その上、前部ス
キンプレート（ａ）の内周面に対する推進ジャッキ
（ｄ）の位置関係については解決されないという問題点
があった。

本発明はこのような問題点を解消した中折シールド掘削
機の提供を目的とするものである。

〔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の中折シールド掘削機
は、スキンプレートを前後に分割してその前後スキンプ
レートを互いに屈折自在に接続してなる中折シールド掘
削機において、後胴側のスキンプレートの内周面に突設
したフランジ体に推進ジャッキのシリンダー部を長さ方
向に摺動、固定自在に挿通、支持させていることを特徴
とするものである。

〔作用〕

曲線トンネル部の掘削時には、推進ジャッキを後部スキ
ンプレート後方側に引き込み、そのシリンダー部の前部
スキンプレート側に対する突出長さを短くした状態にし
て固定する。

この場合、後部スキンプレート内で組立てられる曲線ト
ンネル部構築用セグメントは、一般に直線トンネル部構
築用セグメントよりも幅が狭いので、推進ジャッキの引
き込み空間を充分に取ることができる。

この状態にして該推進ジャッキを曲線トンネル部構築用
セグメントの端面に反力をとって前部スキンプレートを
後部スキンプレートに対し、所定の角度に屈折させなが
ら推進ジャッキを伸長させ、曲線トンネル部を掘進する
ものである。

この時、後部スキンプレートに一体化している推進ジャ
ッキの中心線に対して、前部スキンプレートは所定の角
度に屈折するが、前部スキンプレート内に突出する推進
ジャッキの突出長さが短いので、カッタ駆動モータ等の
駆動装置に対して推進ジャッキの突出端が当接しない位
置に配置することが可能となると共に前後スキンプレー
ト間の中折中心に対して該推進ジャッキの端部が前部ス
キンプレートの内面等に当接するまでの中折角度を大き
く設定することができ、急曲線トンネル部の形成が可能
となるものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、第１、２図
に示すように、シールド掘削機本体（１）はそのスキン
プレートを前部スキンプレート（２）と後部スキンプレ
ート（３）とに分割されてあり、前部スキンプレート
（２）の後端部内周面に後部スキンプレート（３）の前
端部外周面をシールパッキン（４）を介して互いに屈折
自在に接合してある。

さらに、後部スキンプレート（３）の前端部内周面には
周方向に一定間隔毎にフランジ体（５）を突設してあ
り、これらの各フランジ体（５）の中央に前後方向に貫
通する挿通支持孔（６）を設け、該挿通支持孔（６）に
推進ジャッキ（７）のシリンダー部（7a）を長さ方向に
摺動自在に挿通支持してある。

なお、フランジ体（５）は周方向に連続した環状フラン
ジ体に形成しておいてもよい。

前記推進ジャッキ（７）は、後部スキンプレート（３）
の中心線に平行に配設されていると共に後部スキンプレ
ート（３）側に突出したロッド端部（7b）を該後部スキ
ンプレート（３）の内周面に近接する方向に偏心させて
あり、該ロッド端部（7b）にスプレッダー（８）を一体
に設けていると共にシリンダー部（7a）の後端にはフラ
ンジ体（５）の後面に当接、受止される鍔部（7c）を設
けてある。

（９）は推進ジャッキ（７）を後部スキンプレート
（３）後方側に突出させた際に、該鍔部（7c）とフラン
ジ体（５）間に介在させて、推進ジャッキ（７）の前進
移動を阻止する筒状スペーサ部材で、第３図に示すよう
に、推進ジャッキ（７）のシリンダー部（7a）の外周面
に沿うように彎曲した半割り形状の半筒スペーサ片（9
a）（9b）を組み合わせてなるものであり、これらの半
筒スペーサ片（9a）（9b）の対向両端縁に互いに密接す
る突片部（9a′）（9b′）を設けて、ボルト・ナット
（10）により連結、固定するように構成しているもので
ある。

なお、このような筒状スペーサ部材（９）による推進ジ
ャッキ（７）の固定手段以外にピン等によって推進ジャ
ッキ（７）のシリンダー部（7a）をフランジ体（５）に
固定させる手段や、推進ジャッキ（７）のシリンダー部
（7a）の外周面に長さ方向に小間隔毎に周溝を設けてお
き、この周溝にリング部材を着脱自在に嵌合させて該リ
ング部材をフランジ体（５）に当接させる等の適宜な固
定手段を採用してもよい。

上記シールド掘削機本体（１）内には、周知のように、
その前部スキンプレート（２）の前端部に隔壁（11）を
一体に設けて該隔壁（11）の中央部にカッター（12）の
回転軸（13）を支持させると共に背面側にカッター駆動
用モータ等の駆動装置（14）を配設してあり、さらに、
周方向に隣接する推進ジャッキ（７）（７）の中間部に
中折ジャッキ（15）を配設してある。この中折ジャッキ
（15）はその前後端部を前部スキンプレート（２）の後
端内周面と後部スキンプレート（３）の前端内周面に突
設した軸受突片（18）（19）に夫々枢着してある。

このように構成した中折シールド掘削機により直線トン
ネル部を掘削する場合には、中折ジャッキ（15）によっ
て前後スキンプレート（２）（３）を直筒状に保持させ
た状態にして推進ジャッキ（７）のロッドを伸長せせる
と、該推進ジャッキ（７）のスプレッダー（８）が後部
スキンプレート（３）内に組立てられた直線トンネル構
築用セグメント（16）の前端面に当接すると共に鍔部
（7c）がフランジ体（５）の後面に当接、係止した状態
となり、セグメント（16）に推進反力を受止させながら
シールド掘削機本体（１）が直進してカッター（12）に
より直線トンネル部を掘削していくものである。

推進ジャッキ（７）のロッドが最大限にまで伸長して一
定長さの直線トンネル部が掘削されると、該推進ジャッ
キ（７）のロッドを収縮させ、そのスプレーダー（８）
とセグメント（16）間に生じた空間部に次の直線トンネ
ル構築用セグメント（16）を組立てたのち前記同様にし
て推進ジャッキ（７）によりシールド掘削機本体（１）
を推進させながら直線トンネル部を形成していく。

次に、曲線トンネル部を掘削する時には、推進ジャッキ
（７）を後部スキンプレート（３）側に引き込み後退さ
せてそのシリンダー部（7a）の前部スキンプレート
（２）側に対する突出長さを短くした状態にしたのち、
後部スキンプレート（３）側に突出したシリンダー部
（7a）に適宜長さの筒状スペーサ部材（９）を被嵌さ
せ、シリンダー部（7a）の鍔部（7c）とフランジ体
（５）間に介在させると共に複数本の中折ジャッキ（1
5）を適宜に作動させて後部スキンプレート（３）に対
する前部スキンプレート（２）を所定方向に所望角度屈
折させる。

この場合、筒状スペーサ部材（９）は上記のように半筒
スペーサ片（9a）（9b）を組み合わせることによって形
成するものである。

なお、後部スキンプレート（３）内で組み立てられる曲
線トンネル部構築用セグメント（17）は、一般に直線ト
ンネル部構築用セグメント（16）よりも幅狭いので、上
述したように推進ジャッキ（７）を後部スキンプレート
（３）側に突出させても、その引き込み空間を充分に取
ることができる。

このように推進ジャッキ（７）を後部スキンプレート
（３）側に突出させると、前部スキンプレート（２）側
への推進ジャッキ（７）のシリンダー部（7a）の突出長
さが第２図に示すように短くなり、シールド掘削機本体
（１）の前後スキンプレート（２）（３）間の中折中心
線（ｏ）からの中折角度θ、即ち、該推進ジャッキ
（７）のシリンダー突出端部が前部スキンプレート
（２）の内面等に当接するまでの角度が大きくなり、急
曲線トンネル部の掘削が可能となる。

この状態にして推進ジャッキ（７）のロッド端に装着し
たスプレッダー（８）を後部スキンプレート（３）内に
組立てられた曲線トンネル部構築用セグメント（17）の
端面に受止させた状態にして伸長させると、該セグメン
ト（17）に反力を受止させた状態でフランジ体（５）と
シリンダー部（7a）の鍔間に介在させたスペーサ部材
（９）を介してシールド掘削機本体（１）に推進力が伝
達され、シールド掘削機本体（１）のカッター（12）に
よって直線トンネル部を掘進していくものである。

推進ジャッキ（７）のロッドを伸長して一定長さの曲線
トンネル部が掘削されると、該推進ジャッキ（７）のロ
ッドを収縮させ、そのスプレーダー（８）とセグメント
（17）間に生じた空間部に次の曲線トンネル構築用セグ
メント（17）を組立て、再び前記同様にして推進ジャッ
キ（７）によりシールド掘削機本体（１）を推進させな
がら曲線トンネル部を掘削していくものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の中折シールド掘削機によれば、ス
キンプレートを前後に分割してその前後スキンプレート
を互いに屈折自在に接続してなる中折シールド掘削機に
おいて、後胴側のスキンプレートの内周面に突設したフ
ランジ体に推進ジャッキのシリンダー部を長さ方向に摺
動、固定自在に挿通、支持させているので、曲線トンネ
ル部の掘削時に推進ジャッキのシリンダー部を適宜長
さ、後部スキンプレート側に引き込むと共にその状態で
固定させることにより、前部スキンプレート側に対する
推進ジャッキの突出長さを短くすることができ、従っ
て、カッタ駆動モータ等の駆動装置に対して推進ジャッ
キの突出端が当接しない位置に配置することが可能にな
ると共に当接する状態であっても、前後スキンプレート
間の中折中心に対して該推進ジャッキの端部が前部スキ
ンプレートの内面等に当接するまでのシールド掘削機の
中折角度を極めて大きく設定することができ、従来の中
折シールド掘削機では困難であった急曲線トンネル部の
掘削、形成が可能となるものである。

又、後部スキンプレート内で組立てられる曲線トンネル
部構築用セグメントは、一般に直線トンネル部構築用セ
グメントよりも幅狭いので、推進ジャッキを後部スキン
プレート側に後退させてもその引き込み空間を充分に取
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例を示すもので、第１
図はその簡略縦断側面図、第２図は要部の拡大縦断側面
図、第３図は筒状スペーサ部材の縦断面図、第４図は推
進ジャッキと中折ジャッキとの配置状態を示す簡略正面
図、第５図は曲線トンネル部形成時において、推進ジャ
ッキにより中折れが規制される状態を示す縦断側面図で
ある。 （１）……シールド掘削機本体、（２）……前部スキン
プレート、（３）……後部スキンプレート、（５）……
フランジ体、（７）……推進ジャッキ、（7a）……シリ
ンダー部、（８）……スプレッダー、（９）……筒状ス
ペーサ部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スキンプレートを前後に分割してその前後
   スキンプレートを互いに屈折自在に接続してなる中折シ
   ールド掘削機において、後胴側のスキンプレートの内周
   面に突設したフランジ体に推進ジャッキのシリンダー部
   を長さ方向に摺動、固定自在に挿通、支持させているこ
   とを特徴とする中折シールド掘削機。