JPH0886187A - シールド掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドッキングフードの周方向の一部に障害とな
るものが存在する場合においても地中坑の連結工事を行
うに好適なシールド掘削機を提供する。 【構成】 シールド掘削機１０の先端部には、スキンプ
レート１１の先端開口部内に掘削カッタ１２が配置され
ている。そしてスキンプレート１１の外側に周方向に６
つの単位フード１５…に分割されたドッキングフード１
３が配置されている。隣接する各単位フード間にはガイ
ド部材１６が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、到達立坑、既設トンネ
ル、他方のシールドトンネル等の地中坑に対してシール
ドトンネルを地中ドッキングさせる工事に用いて適切な
シールド掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、現在提供されている様々
なトンネル工法のうち、シールド工法は硬岩以外のあら
ゆる地山に適用でき、しかも地上施設に影響を与えず、
地下深部の施工が可能である等の利点を有するため、近
年特にその施工実績が増加している。このシールドトン
ネルを既存の地中坑に連結するには、図１１に示すよう
に、ドッキングフードを有するシールド機１によって、
連結すべき他の地中坑の近傍までトンネルを掘削し、そ
の後ドッキングフード２を油圧ジャッキによって他の地
中坑に押し当て、地盤を支持した状態で、カッタ等の内
部機器及び土砂の除去、さらに地中坑との連通作業を行
なう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
シールド機１を用いたトンネルの連結工事においては、
連結作業時に地盤を支持すべきドッキングフード２が一
体の円筒状のものであったため、図１２に示すようにド
ッキングフードの周方向の一箇所にでも何らかの障害物
Ｘがあった場合には、その位置より先にドッキングフー
ドを前進させることができず後は地盤の凍結もしくはセ
メントミルク等の注入などの補助工法によらざるを得な
かった。

【０００４】本発明は、前記の事情に鑑みてなされたも
のであって、ドッキングフードの周方向の一部に障害と
なるものが存在する場合においても地中坑の連結工事を
行うに好適なシールド掘削機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のシールド
掘削機は、スキンプレートの先端開口部内に掘削カッタ
が設けられ、該スキンプレートの前記掘削カッタ後方に
位置する前筒部の外側にドッキングフードが配置され、
該ドッキングフードが掘削機軸線方向に移動自在とされ
るとともに、該ドッキングフードを同方向に移動させる
駆動機構を備えてなり、前記ドッキングフードは、周方
向に分割された複数の単位フードからなり、前記駆動機
構は、前記単位フードを各別に移動させる複数のドッキ
ングフードジャッキからなることを特徴とするものであ
る。

【０００６】また、請求項２記載のシールド掘削機は、
請求項１記載のシールド掘削機において、前記前筒部に
は、前記各単位フードが位置する領域にそれぞれ前記軸
線方向に延びて掘削方向先端が開口するスリットが形成
され、前記各単位フードには、それぞれの内面に前記ス
リットを通して前記前筒部内方に突出するブラケットが
固定され、前記スキンプレートには前記ドッキングフー
ドジャッキの一端が連結されるとともに、同ドッキング
フードジャッキの他端が前記ブラケットに連結されてい
ることを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項３記載のシールド掘削機は、
請求項２記載のシールド掘削機において、前記前筒部内
面には、少なくとも前記スリット、ブラケットを囲んで
ドッキングフード駆動室を形成する区画材が設けられ、
前記ドッキングフード駆動室内にグリスが充填されてい
ることを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項４記載のシールド掘削機は、
請求項１から３のいずれかに記載のシールド掘削機にお
いて、前記前筒部の外面には、前記単位フード間に位置
して前記軸線方向に延在し、該前筒部の外面とともに各
単位フード側部のガイド溝を形成するガイド部材が固定
されていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】請求項１記載のシールド掘削機においては、ド
ッキングフードは、周方向に分割された複数の単位フー
ドからなり、駆動機構はこれら各単位フードを各別に移
動させる。

【００１０】また、請求項２記載のシールド掘削機にお
いては、前筒部には、各単位フードが位置する領域にそ
れぞれシールド掘削機の軸線方向に延びて掘削方向先端
が開口するスリットが形成され、各単位フードには、そ
れぞれの内面に前記スリットを通して前筒部内方に突出
するブラケットが固定されている。そして、スキンプレ
ートに一端が連結されるとともに、他端が前記ブラケッ
トに連結されているドッキングフードジャッキがドッキ
ングフードを駆動する。

【００１１】また、請求項３記載のシールド掘削機にお
いては、前筒部内面に少なくともスリット、ブラケット
を囲んでドッキングフード駆動室を形成する区画材が設
けられ、前記ドッキングフード駆動室内に充填されてい
るグリスが外水の侵入を防ぐ。

【００１２】また、請求項４記載のシールド掘削機にお
いては、前筒部の外面に、単位フード間に位置してシー
ルド掘削機の軸線方向に延在するガイド部材が、前筒部
の外面とともに各単位フード側部のガイド溝を形成す
る。

【００１３】

【実施例】つぎに、本発明の一実施例を図１ないし図５
を参照して説明する。図１はシールド掘削機１の正面
図、図２は側断面図、図３は中心線より左側が、図２の
位置Ａ−Ａ、右側が、図２の位置Ｂ−Ｂにおけるそれぞ
れ断面図である。また、図４は、ドッキングフード駆動
室近傍の拡大図、図５は、ガイド部材近傍の拡大断面図
である。

【００１４】図１に示すようにシールド掘削機１０の先
端部には、スキンプレート１１の先端開口部内に掘削カ
ッタ１２が配置されている。そしてスキンプレート１１
の掘削カッタ１２後方に位置する前筒部１３の外側には
ドッキングフード１４が配置されている。ドッキングフ
ード１４は、周方向に分割された６つの単位フード１
５、…から構成されている。隣接する各単位フード１
５、１５の間にはガイド部材１６が配置されている。ガ
イド部材１６は、シールド掘削機１０の軸線方向に延在
する断面Ｔ字状のスキンプレート１１に溶接された鋼製
部材である。この隣接する単位フード１５、１５とスキ
ンプレート１１に設けられたガイド部材１６との係合状
態を示す拡大断面図を図５に示す。

【００１５】図２の位置Ａ−Ａにはドッキングフードジ
ャッキ２１…と、シールドジャッキ２２…が配置され、
また、位置Ｂ−Ｂには送泥管２３と排泥管２４とが配管
されている。（図３参照）そして、送泥管２３から水を
送り掘削カッタ１２を回転させて掘削した土砂を排泥管
２４から排出しつつ、シールドジャッキ２２…によりシ
ールド掘削機１０は前進してゆき、接続すべき地中坑の
近傍まで掘削した後ドッキングフード１４を押し出す。
そして、本発明のシールド掘削機１０においては、各ド
ッキングフードジャッキ２１は独立して制御され、６つ
の単位フード１５…の駆動距離は各別に設定可能とされ
ている。

【００１６】一つの単位フード１５とそれを駆動するド
ッキングフードジャッキ２１の構成を図４に示す。スキ
ンプレート前筒部１３にはシールド掘削機１０の軸線方
向にスリット１７が形成されており、単位フード１５に
は前記スリットを通して前筒部内に突出するブラケット
３１が固定されている。そしてドッキングフードジャッ
キ２１の一端はスキンプレート１１に連結され、同他端
はブラケット３１に連結されている。これらスキンプレ
ート前筒部のスリットとブラケット３１とはドッキング
フード駆動室３２に囲まれていて、このドッキングフー
ド駆動室３２内３２ａには、給脂管３３からグリスが充
填されるようになっている。よって、単位フード１５を
二点鎖線で示した位置へと駆動しても、シールド掘削機
１０の内部にスリット１７から外水が侵入することがな
い。

【００１７】また、同じく図４において３５は裏込め材
の注入管であり、ドッキングフード１４の摺動によって
発生するボイドに裏込め材を充填し、地盤変状の防止を
図るものである。

【００１８】上記シールド掘削機１０を用いた地中坑の
ドッキング工事を例をあげて説明する。図６はシールド
トンネル同士の正面接合工事の状況を示すものである。
この図に示すように先行トンネル６１と後から施工した
トンネル６２の接合誤差がドッキングフード１４のクリ
アランスにおさまる場合には、本発明のシールド掘削機
１０を用いた場合、全ての単位フード１５…を同一スト
ローク駆動させれば良い。なお、この場合は、従来から
用いられている一体もののドッキングフード２を備えた
シールド掘削機１を用いた場合でも問題は生じない。

【００１９】ところが、図７に示すように接合誤差が大
きい場合には全周においてラップするところがないため
従来のシールド掘削機１を用いた場合は、補助工法を採
用すべきところが多くなる。この場合本発明のシールド
掘削機１０を採用していれば、図８に示すように、各単
位フード１５…の駆動距離を調節することによって、部
分的にはラップするところがあり、補助工法の採用も少
なくてすみ、工事の安全性が増すこととなる。

【００２０】次に示す例は、図９に示す既設の大径管６
３の横方向から新たにシールド工法によって地中管６４
を接合する、いわゆるＴ字接合の場合である。この場合
でも、従来の一体もののドッキングフード２を備えたシ
ールド掘削機１を用いた場合では、図９に示す位置まで
しかドッキングフード２を近接させることができず、補
助工法を採用すべきところが多くなる。この場合にも本
発明のシールド掘削機１０を採用していれば、図１０に
示すように、単位フード１５…の摺動距離を各別に設定
できるので、各単位フード１５…をそれぞれ可能な限り
既設の地中管６４に近接させることができ、補助工法の
採用も少なくてすむこととなり、工事の安全性が増すこ
ととなる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のシールド掘削機によれば、以下
の効果をあげることができる。すなわち、請求項１記載
のシールド掘削機においては、ドッキングフードは周方
向に分割された複数の単位フードからなり、これら単位
フードは、駆動機構によって各別に移動されるので、シ
ールドトンネルの正面接合において軸線の誤差が大きい
場合や、Ｔ字接合の場合においても、各単位フードの駆
動距離をそれぞれ適正に設定することにより、補助工法
の採用を少なくすることができるので、工事の安全性が
増す。

【００２２】請求項２記載のシールド掘削機において
は、各単位フードがそれぞれ前筒部に設けられたスリッ
トにガイドされるブラケットを介してドッキングフード
ジャッキに駆動されるため滑らかに摺動することができ
る。

【００２３】請求項３記載のシールド掘削機において
は、スリット及びブラケットを囲むドッキングフード駆
動室にグリスが充填されているため、外水が侵入するお
それがない。

【００２４】請求項４記載のシールド掘削機において
は、前筒部及びガイド部材が各単位フードのガイド溝を
形成しているので、各単位フードの摺動は確実なものと
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるシールド掘削機を示す
正面図である。

【図２】同じく側断面図である。

【図３】中心線より左側は、図２におけるＡ−Ａ、右側
は、図２におけるＢ−Ｂ位置におけるそれぞれ断面図で
ある。

【図４】ドッキングフード駆動室近傍の拡大図である。

【図５】ガイド部材近傍の拡大断面図である。

【図６】本発明の一実施例であるシールド掘削機を用い
た工事の例であり、正面接合の例を示す概念図である。

【図７】同じく正面接合において軸心がずれた場合を示
す概念図である。

【図８】同じく正面接合において軸心がずれた場合に一
部の単位フードのみを駆動した状態を示す概念図であ
る。

【図９】本発明の一実施例であるシールド掘削機を用い
た工事の例であり、Ｔ字接合の例を示す概念図である。

【図１０】同じくＴ字接合において単位フードごとに異
なる距離だけ駆動した状態を示す概念図である。

【図１１】従来のシールド掘削機においてドッキングフ
ードを駆動した状態を示す概念図である。

【図１２】同じく従来のシールド掘削機において障害物
によってドッキングフードの駆動が不能となった状態を
示す概念図である。

【符号の説明】

１０ シールド掘削機 １１ スキンプレート １２ 掘削カッタ １３ 前筒部 １４ ドッキングフード １５ 単位フード １６ ガイド部材 １７ スリット ２１ ドッキングフードジャッキ ３１ ブラケット ３２ ドッキングフード駆動室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000140292 株式会社奥村組 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 (71)出願人 000172813 佐藤工業株式会社 富山県富山市桜木町１番11号 (72)発明者 桑原 弘昌 東京都港区芝浦四丁目16番36号 東京電力 株式会社地中線建設所内 (72)発明者 北澤 米保 東京都港区芝浦四丁目16番36号 東京電力 株式会社地中線建設所内 (72)発明者 杉山 雅彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 石塚 政勝 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 松田 卓三 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設株 式会社内 (72)発明者 西口 公二 大阪府大阪市阿倍野区松崎町二丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 西本 浩二 東京都中央区日本橋本町四丁目12番20号 佐藤工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキンプレートの先端開口部側に掘削カ
   ッタが設けられ、該スキンプレートの前記掘削カッタ後
   方に位置する前筒部の外側にドッキングフードが配置さ
   れ、該ドッキングフードが掘削機軸線方向に移動自在と
   されるとともに、該ドッキングフードを同方向に移動さ
   せる駆動機構を備えてなり、 前記ドッキングフードは、周方向に分割された複数の単
   位フードからなり、 前記駆動機構は、前記単位フードを各別に移動させる複
   数のドッキングフードジャッキからなることを特徴とす
   るシールド掘削機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシールド掘削機におい
   て、 前記前筒部には、前記各単位フードが位置する領域にそ
   れぞれ前記軸線方向に延びて掘削方向先端が開口するス
   リットが形成され、 前記各単位フードには、それぞれの内面に前記スリット
   を通して前記前筒部内方に突出するブラケットが固定さ
   れ、 前記スキンプレートには前記ドッキングフードジャッキ
   の一端が連結されるとともに、同ドッキングフードジャ
   ッキの他端が前記ブラケットに連結されていることを特
   徴とするシールド掘削機。
3. 【請求項３】 請求項２記載のシールド掘削機におい
   て、 前記前筒部内面には、少なくとも前記スリット、ブラケ
   ットを囲んでドッキングフード駆動室を形成する区画材
   が設けられ、 前記ドッキングフード駆動室内にグリスが充填されてい
   ることを特徴とするシールド掘削機。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載のシー
   ルド掘削機において、 前記前筒部の外面には、前記単位フード間に位置して前
   記軸線方向に延在し、該前筒部の外面とともに各単位フ
   ード側部のガイド溝を形成するガイド部材が固定されて
   いることを特徴とするシールド掘削機。