JPH086869Y2

JPH086869Y2 - シールド掘進機

Info

Publication number: JPH086869Y2
Application number: JP1989043087U
Authority: JP
Inventors: 清土屋; 泰昭石川; 文哉高野; 英嗣山▲崎▼; 均高橋; 泰雄森
Original assignee: Taisei Corp; Kajima Corp; Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Central Research Institute of Electric Power Industry; Fujita Corp; Komatsu Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Taisei Corp; Kajima Corp; Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Central Research Institute of Electric Power Industry; Fujita Corp; Komatsu Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2004-04-14
Also published as: JPH02136193U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、地下ドーム築造などに利用される、同方向
の曲線施工を連続して行うシールド掘進機に関する。

〔従来の技術〕

地下空間利用構想の一つとして、シールド工法を利用
した地下ドームの築造が提案されている（河野吉彦：地
下空間の利用と建設技術、建設機械1989.1）。この提案
は、同方向の曲線施工により環状またはらせん状のシー
ルドトンネルを構築し、これをもとにドーム状の地下空
間を作ろうとするものである。

従来、シールド工事における曲線施工技術としては、
（１）余掘りとシールドジャッキの片押しによる方法、
（２）１段ないし２段の中折れ式構造のシールド掘進機
を用いる方法があるが、地下ドーム築造などに必要とさ
れる急曲線施工技術として最も進んだ方法は、（１）と
（２）を組合せた、中折れ式シールド掘進機を用い余掘
り量を減らす方法である。

第４図は従来の中折れ式シールド掘進機の一例を示す
水平断面図、第５図はそのア部詳細図で、直線状のシー
ルドハル1A′を持つ前部シールドＡ′と、同じく直線状
のシールドハル1B′を持つ後部シールドＢ′とを、シー
ルドハル1A′、1B′の内周に沿って配置した複数本の中
折れジャッキ２を介して伸縮自在に連結し、前部シール
ドＡ′に装備したカッタホイル３とカッタ駆動装置４に
より掘削を行い、後部シールドＢ′に装備したシールド
ジャッキ５とエレクタ６によりセグメント組立とシール
ドの推進を行う構造となっている。図中、７は余掘りカ
ッタ、８はテールシール、９はテールシール取付板、10
はセグメントである。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来技術は次に述べるような問題点を有してい
る。

（Ｉ）中折れ式シールド掘進機は構造が複雑になり、中
折れ段数をふやすことが困難である。

（II）中折れ式構造としてもシールドハル自体は直線状
であるため、急曲線施工では余掘り量が増大する。

（III）急曲線施工では、セグメントとテールシール取
付板またはテールプレートとが接触しやすくなるため、
テールクリアランスｘを大きくすることが必要となる
（第５図参照）。特に大深度、高水圧下の施工では、テ
ールシール段数が多くなり、これに伴いテールシール取
付板部が長くなるので、なおさらテールクリアランスが
増大する。

（IV）テールクリアランスの増大により、掘進予定路線
の曲線の外側ではテールシールが伸びきった状態となる
ため、外圧による反転が起こって、シール性を保持でき
なくなることがある（第５図参照）。

（Ｖ）急曲線施工では、上述した余掘り量とテールクリ
アランスの増大により、シールド掘進機とセグメントは
既掘削トンネル内で浮いた状態にあるためシールド掘進
機の方向制御が困難となる。特にシールドジャッキによ
りセグメントを反力受として推進する際、反力受となる
セグメント自体が大きく移動すると、方向制御は不能と
なる。

本考案の目的は、上記した従来技術の問題点を解消
し、地下ドーム築造などのような同方向の急曲線施工を
連続して行う用途に適したシールド掘進機を提供するこ
とにある。

〔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考案は、シールドハルの
長さ方向の形状を、掘進予定路線の曲率とほぼ一致した
曲率を持つ円弧状または疑似円弧状としたことを特徴と
する。

〔作用〕

本考案のシールド掘進機は、シールドハルの中心線が
掘進予定路線（トンネル中心線）に沿うようにシールド
ジャッキの片押しにより推進する。シールドハルの長さ
方向の形状が掘進予定路線の曲率とほぼ一致した曲率を
持つ円弧状または疑似円弧状であるため、急曲線施工時
にも余掘り量は直線掘進時とほぼ同程度でよく、またシ
ールドハルがセグメントに沿った位置にあるので、テー
ルシール取付板とセグメントとのすきま寸法がほゞ一定
に保たれ、テールクリアランスも小さくてよい。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図〜第３図により説明す
る。

第１図は本考案の第１実施例の掘進状態を示す水平断
面図である。本実施例は、シールドハル１を、その長さ
方向の形状が掘進予定路線（トンネル中心線）11と同一
曲率の円弧状をなす一体構造とし、このシールドハル１
にカッタホイル３、カッタ駆動装置４、シールドジャッ
キ５、セグメント組立用エレクタ６を装備した例で、伸
縮可能な余掘りカッタ７による余掘りとシールドジャッ
キ５の片押しによって同方向の曲線施工が連続して行え
るものである。このシールド掘進機を無勾配で曲線掘進
させると半径Ｒの環状のトンネルが構築される。また、
ある一定勾配で曲線掘進させることにより、半径Ｒのら
せん状のトンネルを構築できる。

本実施例によれば、下記の効果が得られる。

（ｉ）中折れ機構がないため、構造が簡単である。

（ii）本例ではカッタ中心が掘進予定路線より若干ずれ
ているため、その分方向修正用の余掘りが必要である
が、基本的には、余掘り量は直線掘進時と同程度でよい
（微小な方向修正にのみ使用する）。

（iii）シールドハル１がセグメント10に沿った位置に
あるので、テールクリアランスは小さくてよい。

（iv）テールシール取付板９とセグメント10とのすきま
寸法がほぼ一定に保たれるので、テールシール８の反転
が起こりにくく、シール性を確保できる。

（ｖ）急曲線施工においても、余掘り量とテールクリア
ランスが小さくてよいので、シールド掘進時の反力受と
なるセグメントの振れ量が小さく、シールド掘進機の方
向制御が容易である。

上記構成において、シールドハルの長さ方向の曲率と
掘進予定路線の曲率とは必ずしも一致しなくてもよい。
掘進予定路線の曲率が途中で変化する場合もあるが、そ
の場合は、シールドハルの長さ方向の曲率を掘進予定路
線の平均曲率が最小曲率に合わせておき、曲率の違う箇
所を施工するときは、シールドジャッキの片押しと余掘
りにより対処することができる。

また、上記実施例ではシールドハルの長さ方向の形状
を円弧状としているが、多角形形状などの疑似円弧状で
あってもよい。

第２図は本考案の第２実施例の掘進状態を示す水平断
面図である。

本実施例は、第１実施例のシールド掘進機を前部シー
ルドＡと後部シールドＢに分割した中折れ式構造とした
ものであるが、前部シールドのシールドハル1A、後部シ
ールドのシールドハル1Bのそれぞれの長さ方向の形状
は、第１実施例と同じく掘進予定路線11の曲率とほぼ一
致した曲率を持つ円弧状としてある。それ以外の構成は
第４図の中折れ式シールド掘進機と同じであり、対応す
る部分に同一符号を付して示すのみで説明を省略する。

本実施例の効果は第１実施例とほぼ同じであるが、掘
進予定路線の曲率が大きく変化する場合、中折れ機構を
使用することにより余掘り量を小さくし、掘進予定路線
の曲率の変化に対応しやすくすることができる。

第３図は本考案の第３実施例の掘進状態を示す平面図
である。

第１実施例と同様に、シールドハル１の長さ方向の形
状は掘進予定路線11と同一曲率の円弧状である。さらに
本実施例では、カッタホイルの切羽掘削面3aが路線のカ
ーブ中心を通る法線方向と一致するような角度にカッタ
ホイル３を取り付けている。したがって、切羽掘削面3a
は掘進予定路線11に対して垂直に向くことになり、路線
の曲率が一定の場合は直線掘進時と同様な関係となるた
め、余掘り量は掘進摺動抵抗をなくす程度の微小量でよ
く、基本的には余掘り無しでもよい。

〔考案の効果〕以上説明したように本考案によれば、構造を複雑化す
ることなく、急曲線施工時の余掘り量およびテールクリ
アランスを直線掘進時とほぼ同程度に小さくでき、掘削
土量、裏込注入量を減らして工事費を節減できるととも
に、テールシールのシール性の確保、シールド掘進機の
方向制御が容易となる効果があり、地下ドーム築造など
のような同方向の曲線施工を連続して行う用途に適した
シールド掘進機を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の掘進状態を示す水平断面
図、第２図は本考案の第２実施例の掘進状態を示す水平
断面図、第３図は本考案の第３実施例の掘進状態を示す
平面図、第４図は従来の中折れ式シールド掘進機の掘進
状態を示す水平断面図、第５図はそのア部詳細図であ
る。１、1A、1B…円弧状シールドハル、11…掘進予定路線、
３…カッタホイル、４…カッタ駆動装置、５…シールド
ジャッキ、６…セグメント組立用エレクタ、８…テール
シール、10…セグメント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 株式会社小松製作所東京都港区赤坂２丁目３番６号 (71)出願人 999999999 清水建設株式会社東京都中央区京橋２丁目16番１号 (71)出願人 999999999 大成建設株式会社東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 (71)出願人 999999999 財団法人電力中央研究所東京都千代田区大手町１丁目６番１号 (71)出願人 999999999 株式会社フジタ東京都渋谷区千駄ヶ谷４丁目６番15号 (72)考案者土屋清茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)考案者石川泰昭茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)考案者高野文哉茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)考案者山▲崎▼ 英嗣茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)考案者高橋均茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)考案者森泰雄茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (56)参考文献特開昭58−13898（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−251598（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シールドハルの前面に装備したカッタホイ
ルにより切羽を掘削すると共に、トンネル内に組立てら
れたセグメントを反力受としてシールドジャッキにより
推進し、かつ、シールドハルの後尾にセグメントとの間
のテールシールを設けたシールド掘進機であって、前記
シールドハルの長さ方向の形状を、掘進予定路線の曲率
とほぼ一致した曲率を持つ円弧状または疑似円弧状とし
たことを特徴とするシールド掘進機。