JPH0738476Y2 - 矩形断面シールド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は矩形断面シールド掘進機に関するものである。

［従来の技術］ 近年、鉄道、道路、水路等の建設に際し、地上を利用す
ることは困難となって来ており、このために地下にトン
ネルを掘削してこれらの建設を行うことが種々実施され
ており、このような大規模なトンネルの建築方法として
はシールド工法が一般に採用されている。

第４図は従来のシールド掘進機の一例を示すもので、前
面に垂直方向に回転する回転カッタａを有した円筒状シ
ールドフレームｂを、後方に組立てたセグメントｃに反
力を取るようにした反力受けジャッキｄを介して前進さ
せることにより、掘進を行うようにしている。図中ｅは
セグメント組立用のエレクタ、ｆは排土用のスクリュー
コンベヤを示す。

上記シールド掘進機は、シールドフレームｂの軸心を中
心に回転する前面の回転カッタａにて掘削を行うため
に、この掘進機で掘進できるトンネル断面形状は円形に
限定される。

しかし、トンネルは、その使用目的等により要求される
断面形状が大きく異なり、矩形形状のトンネルも要求さ
れているが、前記従来のシールド掘進機にて掘削した場
合には、円形断面となるために必要以外部分も余分に掘
削されることになって効率が悪い問題があった。

このため、矩形断面のトンネルを掘削するためのシール
ド掘進機が考えられて来ている。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、矩形断面のトンネルをシールド掘進しようとす
る場合、直線的な掘進は可能としても、トンネルを曲げ
て掘進する曲線掘進及び方向修正等の点において有効な
方法がなく、重要な問題となっている。

本考案は、上記従来の問題点に着目してなしもので、矩
形断面のトンネルの曲線掘削及び方向修正を容易に可能
にする矩形断面シールド掘進機を供給することを目的し
ている。

［課題を解決するための手段］ 本考案は断面が矩形形状を有する矩形シールドフレーム
の左右側壁の前端内部に、上下全幅に亘って配置され且
つ案内板に案内されて前方外側に向けて突出、引込みが
可能なオーバー板カッタと、該オーバー板カッタの突
出、引込みを駆動する駆動装置からなる余掘り装置を設
けたことを特徴とする矩形断面シールド掘進機にかかる
ものである。

［作用］ オーバー板カッタを矩形シールドフレームの外側に突出
させた状態で、掘進を行うことによりオーバー板カッタ
突出側の余掘りを行い、この余掘りを行った方向に矩形
シールドフレームを向かわせることにより曲線掘進或い
は方向修正を行う。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第３図は推進式シールド掘進機に適用した本考
案の一例を示すもので、矩形断面形状を有する矩形シー
ルドフレーム１のバンクヘッド２前側部に、掘進方向と
直角で且つ矩形シールドフレーム１の向かい合う左右側
壁と平行（垂直）に延びる２個の縦軸カッタ3,3′を、
左右方向に所要の間隔を有して配置し、前記縦軸カッタ
3,3分の夫々の回転軸４の上下端を矩形シールドフレー
ム１の上下板に設けた上下の軸受5,6により回転可能に
支持すると共に、前記回転軸４の中間部位置を、矩形シ
ールドフレーム１に一体に設けた中間ステージ７に、軸
受8,9を介して回転可能に支持している。

前記縦軸カッタ3,3′は、前記回転軸４の外周に対し
て、周方向等間隔位置に設けられた３個を１段とする多
段のカッタ刃10をカッタアーム11を介して取付けてお
り、上記縦軸カッタ3,3′の回転により、前記中間ステ
ージ７部を除く矩形シールドフレーム１の断面のすべて
を掘削できるようにしている。尚、中間ステージ７はそ
れ自信の掘進抵抗を減ずるために先端が尖った形状を有
している。

前記中間ステージ７内の軸受8,9間における回転軸4,4の
夫々には、チェーンホイール12が設けられており、且つ
前記バルクヘッド２の後側にはチェーン13を介して前記
チェーンホイール12を回転駆動するカッタ駆動装置14,1
4′が設けられている。

カッタ駆動装置14,14′は、前記チェーン13に噛合する
駆動スプロケット15を有した垂直な駆動軸16と、該駆動
軸16の両端を支持する軸受17と、ギヤ18を介して前記駆
動軸16の回転駆動を行えモータ19とから構成されてい
る。尚、図中20は排土用のスクリューコンベヤ、21はヒ
ューム管22に反力をとって矩形シールドフレーム１の方
向を制御する方向制御ジャッキ、23はバルクヘッド２に
設けたマンホールを示す。

又、前記中間ステージ７は、第２図に示すように中央部
が薄くなるように形成されていると共に、第３図に示す
ように中央部後方に開口部24が形成されており、この開
口部24に前記スクリューコンベヤ20の土砂取込部先端が
位置するよう構成してある。

前記矩形シールドフレーム１の左右側壁１′の壁面前端
部に、第３図に示すように、上下全幅に亘って配置さ
れ、しかも矩形シールドフレーム１の推進方向に対して
外方へ所要の拡がり角度を有して突出が可能な板状のオ
ーバー板カッタ25,25′を設け、且つ該オーバー板カッ
タ25,25′の後端部に形成した凸部26を前記バルクヘッ
ド２を貫通させて後方に延長させ、前記凸部26と後部固
定部材27との間を駆動シリンダ等の駆動装置28,28′に
て連結することにより余掘り装置29,29′を構成する。
又、前記オーバー板カッタ25,25′の先端部内側（縦軸
カッタ3,3′側）には、該オーバー板カッタ25,25′の伸
縮を案内する案内板30をバルクヘッド２に固定して設け
ている。

上記した構成によれば、縦軸カッタ3,3′を回転駆動す
ると、多段に設けられたカッタ刃10により、中間ステー
ジ７部分を除いて矩形シールドフレーム１の断面すべて
を掘削することができる。

従って、オーバー板カッタ25,25′を引込めた状態で矩
形シールドフレーム１を前進させることにより矩形断面
のトンネルを直径掘進することができる。

このとき、縦軸カッタ3,3′の回転方向を第３図に示す
ように逆方向とすることにより、土砂を内側に掻き寄せ
て効果的にスクリューコンベヤ20に向わせることができ
る。

又、トンネルの曲線掘進又は方向修正を行う場合は、次
のようにして行う。

第２、３図はトンネルを右方向（第３図では上方向）に
曲折させる場合を示しており、図示するように正面左側
の余掘り装置29の駆動装置28の駆動により、正面左側の
オーバー板カッタ25を側方に突出させて掘進を行う。

すると第３図中ハッチングで示した部分Ａが余掘りされ
ることにより、従って方向制御ジャッキ21により矩形シ
ールドフレーム１を余掘りされた右側（第３図上側）に
向かわせるように調整することにより、曲線掘進を行う
ことができる。

同様にして矩形シールドフレーム１の方向修正を行うこ
ともできる。

又、前記オーバー板カッタ25,25′及び案内板30が前方
に向けて広がり形状を有しているので、縦軸カッタ3,
3′の回転と相俟って、土砂を中心にスクリューコンベ
ヤ20の土砂取込部側に効果的に向わせることができる。

尚、上記実施例においては縦軸カッタを有した矩形断面
シールド掘進機の場合について例示したが、シールドフ
レームの軸心と平行な軸を中心に回転する複数の回転カ
ッタを備えて矩形断面の掘進を行うような種々の矩形断
面シールド掘進機に適用できること、推進シールド式以
外にセグメントを内張りするシールド工法、泥水シール
ド工法等種々のシールド工法の掘進機に適し得ること、
余掘り装置は矩形シールドフレームの左右側壁以外に上
下側壁に設けるようにしても良いこと、オーバー板カッ
タを幅方向に複数に分割して夫々を駆動シリンダにより
突出し、引込みができるようにしても良いこと、その他
本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ること、等は勿論である。

［考案の効果］ 上記したように、本考案の矩形断面シールド掘進機によ
れば、矩形シールドフレームに備えたオーバー板カッタ
を突出させて余掘りを行わせ、該余掘りを行った方向に
矩形シールドフレームを向かわせることにより、簡単な
板形状により地盤に対する嵌入抵抗を小さくすることが
でき、よって固い地盤でも嵌入が容易であり、且つ矩形
シールドフレームの壁面前端と案内板による支持によっ
て大きな余掘り量も容易に得ることができ、矩形断面シ
ールド掘進機の曲線掘進及び方向の修正を容易に行うこ
とができる優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の切断側面図、第２図は第１
図のII-II矢視図、第３図は第１図のIII-III矢視図、第
４図は従来のシールド掘進機の一例を示す切断側面図で
ある。 １は矩形シールドフレーム、3,3′は縦軸カッタ、14,1
4′はカッタ駆動装置、25,25′はオーバー板カッタ、26
は凸部、27は後部固定部材、28,28′は駆動装置、29,2
9′は余掘り装置、30は案内板を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】断面が矩形形状を有する矩形シールドフレ
   ームの左右側壁の前端内部に、上下全幅に亘って配置さ
   れ且つ案内板に案内されて前方外側に向けて突出、引込
   みが可能なオーバー板カッタと、該オーバー板カッタの
   突出、引込みを駆動する駆動装置からなる余掘り装置を
   設けたことを特徴とする矩形断面シールド掘進機。