JPH09303080A - 拡大シールド掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】破砕すべき既設トンネルの形状に拘らず適用可
能で、しかも円形又は馬蹄形のトンネルに拡大すること
ができ、更に構造が簡単で安価な拡大シールド掘削装置
を提供する。 【解決手段】内周面掘削用カッタ４５を用いて既設トン
ネル２のライニング３を破砕すると共に前記既設トンネ
ル２より大径の拡大トンネル４を掘削する拡大シールド
掘削装置１において、前記内周面掘削用カッタ４５を駆
動するカッタ用モータ４２が取り付けられると共に、前
記既設トンネル２の径方向に延伸可能なヘッダ３７と、
前記ヘッダ３７が取り付けられた旋回台２５と、前記旋
回台２５を回転させる駆動手段２７、２８、２９と、前
記ヘッダ３７、前記旋回台２５及び前記駆動手段２７、
２８、２９を保持するシールド本体１０と、前記シール
ド本体１０を前記既設トンネル２の長手方向に沿って移
動させる移動手段２０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は拡大シールド掘削装
置に関し、更に詳しくは円形若しくは馬蹄形などの既設
のトンネルのライニングを破砕して、新たに大径の円形
又は馬蹄形などのトンネルを形成するのに好適な拡大シ
ールド掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】既設のトンネルを拡大して大径のトンネ
ルを掘削する場合は、セグメントやヒューム管から構成
されるライニングを破砕してから新たに大径のトンネル
を掘削し、次いでこの大径の拡大トンネルの内壁に改め
て大径のライニングを施すのが普通である。

【０００３】近年は、このライニングの破砕と拡大トン
ネルの掘削という二つの作業を同時に進行できるような
装置が種々開発されている。例えば特開平６−２８８１
７５号公報に記載されているものは、筒状の本体を回転
させつつ地中を進行し、形成されたトンネル壁面をセグ
メントにて補強するようになっている。

【０００４】この装置においては、破砕すべき既設の円
形トンネルのライニングをシールド本体内部の中心に位
置させて、このライニングをローラカッタによって内側
と外側から挟持するようにして破砕するようになってい
る。さらに破砕された廃棄物はコンベアで後方に移送さ
れる。かかる構成を採用することにより、既設トンネル
のライニングの破砕と拡大内径を有する新設トンネルの
構築とを同時進行させることができるという利点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の拡大シールド掘削装置では、既設ライニングの内側と
外側に破砕用カッタが２組配置されて固定されているた
め、内径と外径が特定の形状及び寸法を有するライニン
グ以外のものに対応させることは困難であり、例えば既
設のトンネルの断面形状が馬蹄形などの非円形断面であ
る場合には適用が困難であった。また、拡大後のトンネ
ル形状は円形に制限され、馬蹄形のトンネルに拡大する
ようなことはできなかった。更に、ライニングの内外を
ローラカッタで挟持して破砕するため、構造が複雑で高
価になるという問題があった。

【０００６】本発明は、かかる従来の問題点を解決する
ためになされたもので、破砕すべき既設トンネルの形状
に拘らず適用可能で、しかも円形又は馬蹄形のトンネル
に拡大することができ、更に構造が簡単で安価な拡大シ
ールド掘削装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は拡大シールド掘
削装置であり、前述の技術的課題を解決するために以下
のように構成されている。すなわち、本発明の拡大シー
ルド掘削装置は、内周面掘削用カッタを用いて既設トン
ネルのライニングを破砕すると共に前記既設トンネルよ
り大径のトンネルを掘削する拡大シールド掘削装置にお
いて、前記内周面掘削用カッタを駆動するカッタ用モー
タが取り付けられると共に、前記既設トンネルの径方向
に延伸可能なヘッダと、前記ヘッダが取り付けられた旋
回台と、前記旋回台を回転させる駆動手段と、前記ヘッ
ダ、前記旋回台及び前記駆動手段を保持するシールド本
体と、前記シールド本体を前記既設トンネルの長手方向
に沿って移動させる移動手段とを備えたことを特徴とす
る。以下、各構成要素について説明する。 （内周面掘削用カッタ）本発明が対象とする拡大シール
ド掘削装置の内周面掘削用カッタとしては、ライニング
を破砕の及び地山の掘削が可能なものを使用することが
できる。 （カッタ用モータ）カッタ用モータとしては、通常のモ
ータを使用することができる。 （ヘッダ）ヘッダとしては、内部にカッタ用モータを取
り付けることが可能な筒状のものを使用し、これを例え
ばジャッキによって径方向に延伸可能なように２重にし
て使用することができる。 （旋回台）旋回台としては、ヘッダを取り付けた状態で
回転可能な円盤状のものを使用することができる。 （駆動手段）駆動手段としては、油圧モータ及びその回
転トルクを旋回台に伝達するギヤ類を使用することがで
きる。 （シールド本体）シールド本体としては、無底な円筒状
のものを使用することができ、その内部にヘッダ、旋回
台及び駆動手段を取り付けることができる。 （移動手段）移動手段としては、例えばジャッキなどを
使用することができる。

【０００８】本発明の拡大シールド掘削装置は、前述し
た必須の構成要素からなるが、これらの構成要素に加え
て以下の構成要素を加える場合にも成立する。その構成
要素とは、前記内周面掘削用カッタが、前記ヘッダの延
伸に伴って前記既設トンネルの内周面を径方向に掘削す
ることである。また、前記内周面掘削用カッタは、前記
ヘッダの延伸に伴って前記既設トンネルの内周面を径方
向に掘削すると共に、前記ヘッダの回転に伴って前記既
設トンネルを周方向に掘削することである。

【０００９】本発明の拡大シールド掘削装置は、ヘッダ
を延伸させることにより内周面掘削用カッタが既設トン
ネルの径方向に移動し、最初にライニングが内面側から
径方向に破砕される。続いて、ライニングの外側の地山
が内周面掘削用カッタの略直径分だけ所定の径まで掘削
される。この掘削動作を旋回台の回転によって既設トン
ネルの周方向に連続的に行うことにより、拡大トンネル
の略一周分の掘削が終了する。次に、移動手段によって
シールド本体が内周面掘削用カッタの略直径分だけ前進
し、上述と同様にライニングの破砕と拡大トンネルの略
一周分の掘削が行われる。このように、既設トンネルに
沿ってシールド本体を前進させながらライニングの破砕
及び地山の掘削を行うことによって、拡大トンネルの掘
削が完了する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る拡大シールド
掘削装置を図示の実施の形態について詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る拡大シールド掘削装
置１の使用状態を示す。この拡大シールド掘削装置１
は、既設トンネル２のライニング３の内周面に固定可能
なシールド本体１０と、ライニング３の破砕及び拡大ト
ンネル４の掘削のためシールド本体１０の後端部に取り
付けられた掘削部１１と、シールド本体１０を既設トン
ネル２の長手方向に沿って前進させるための移動部１２
とを備えている。

【００１２】シールド本体１０は無底で大径の円筒部１
３を有し、その外径がライニング３の径よりも小さく形
成されている。円筒部１３の前後には、図２にも示すよ
うに複数の有底で長尺な枠部１４が放射状に取り付けら
れている。そして、図１に示すように、枠部１４の中に
は油圧駆動の複数のグリッパジャッキ１５が取り付けら
れている。

【００１３】掘削時には、このグリッパジャッキ１５の
油圧ピストン１６のロッド１７を突出させ、その先端の
グリップ１８で既設トンネル２のライニング３を押圧す
ることにより、シールド本体１０を固定する。グリップ
１８は、図２に示すように既設トンネル２のライニング
３又はレール台１９に応じた角度で傾斜している。

【００１４】シールド本体１０の円筒部１３には、図１
に示すようにその前端部の下側に油圧駆動の移動用ジャ
ッキ２０が取り付けられている。この移動用ジャッキ２
０の伸縮ロッド２１の先端は、レール台１９のブラケッ
ト２２に取り付けられている。また、図２にも示すよう
に円筒部１３の底部には車輪２３、２３が適宜な間隔で
取り付けられている。

【００１５】移動部１２は、既設トンネル２の底部に敷
設されるレール台１９と、このレール台１９上に平行に
固定された一対のレール２４、２４とを備えている。レ
ール２４、２４上には、シールド本体１０の車輪２３、
２３が乗せられている。そして、シールド本体１０の移
動用ジャッキ２０（図１）を動作させて伸縮ロッド２１
を引き込めば、シールド本体１０を前進させることがで
きる。これとは反対に、伸縮ロッド２１を押し出せば、
シールド本体１０を後退させることができる。

【００１６】シールド本体１０の円筒部１３の後端には
旋回台２５が内蔵されており、この旋回台２５の後面に
は掘削部１１が取り付けられている。また旋回台２５の
前面には、旋回台２５よりも小径で二重の軸筒２６が取
り付けられている。この軸筒２６には、内歯車２７が取
り付けられている。

【００１７】旋回台２５を回転駆動するのは油圧モータ
２８であり、この油圧２８の出力軸には内歯車２７に噛
み合う外歯車２９が取り付けられている。油圧モータ２
８の回転トルクは、外歯車２９及び内歯車２７によって
減速されて旋回台２５に伝達される。旋回台２５は、シ
ールド本体１０の円筒部１３に回転自在に取り付けられ
た回転軸３０を中心に回転する。油圧モータ２８は、シ
ールド本体１０の内側に伸びる鍔部材３１に取り付けら
れている。油圧モータ２８は、鍔部材３１の円周上に例
えば４個取り付けることができる。

【００１８】鍔部材３１には、内歯車２７をスラスト方
向から回転自在に支持する旋回台用軸受３２が取り付け
られている。さらに、軸筒２６を回転自在に支持するラ
ジアル軸受３３を組み込んだハウジング３４が、鍔部材
３１に取り付けられている。

【００１９】次に、掘削部１１について説明する。この
掘削部１１は、旋回台２５に取り付けられた断面矩形の
外箱３５と、外箱３５内に配置された内箱３６とを備え
ている。内箱３６内には、ヘッダ３７が配置されてい
る。このヘッダ３７は筒状の基部３８を有し、その中に
筒状のロッド３９が伸縮自在に挿入されている。基部３
８の下端部には、図２に示すように横軸４０が設けら
れ、これが内箱３６に固定されている。

【００２０】ロッド３９の内部には回転軸４１が回転自
在に取り付けられ、回転軸４１の一端がロッド３９内の
モータ４２に連結されている。また、回転軸４１の他端
はヘッダ３７から突出しており、その端面に内周面掘削
用カッタ４５が取り付けられている。

【００２１】内箱３６の内側にはヘッダ３７の両側に位
置するジャッキ４６、４６が配置され、そのシリンダ部
４６Ａ、４６Ａが外箱３５の内底面に固定されている。
また、ジャッキ４６、４６の伸縮ロッド４６Ｂ、４６Ｂ
の先端は、ロッド３９の側面に取り付けられている。そ
して、ジャッキ４６、４６を作動させることによって、
内周面掘削用カッタ４５を既設トンネル２の径方向に所
定の範囲内で移動させることができるようになってい
る。

【００２２】内周面掘削用カッタ４５は、図３に示すよ
うにベース１２０と、このベース１２０に回転自在に取
り付けられた複数のローラカッタ、本例では大ローラカ
ッタ１２１、中ローラカッタ１２２、小ローラカッタ１
２３と、各ローラカッタ１２１〜１２３で掘削されたズ
リ１６８（図５）を排出するスクレーパ１２５Ａ、１２
５Ｂとを備えている。

【００２３】ベース１２０は、例えばボルト１１７で回
転軸４１に着脱自在に取り付けることが可能なプレート
１３１を有している。このプレート１３１は、図４に示
すように円板の周囲に第１突出部１３２、第２突出部１
３３、第３突出部１３４及び第４突出部１３５を等間隔
で設けたものである。第１突出部１３２と第３突出部１
３４の両側端には、プレート１３１の中心付近まで延び
る平板状のリブ１３６、１３８が立設されている。

【００２４】リブ１３６、１３８の境界部には、これら
のリブ１３６、１３８と直角で第２突出部１３３及び第
４突出部１３５の根元付近まで延びるリブ１５０が立設
されている。また、第２突出部１３３及び第４突出部１
３５の両側端にも、第１突出部１３２及び第３突出部１
３４のリブ１３６、１３８まで延びるリブ１３７、１３
９が立設されている。

【００２５】第１突出部１３２の両側端のリブ１３６、
１３６の間には、図３に示すように板状の第１軸受け部
１４０と第２軸受け部１４１が所定の間隔で固着されて
いる。これらの第１軸受け部１４０及び第２軸受け部１
４１は、プレート１３１の板面に対して適宜な角度αで
傾斜している。

【００２６】第１軸受け部１４０及び第２軸受け部１４
１には、その板面に直角な軸孔１４２、１４３が設けら
れ、この軸孔１４２、１４３に大ローラカッタ１２１の
中心軸１４５が不用意に抜け出ないように挿入されてい
る。これによって、大ローラカッタ１２１が回転自在に
支持されている。

【００２７】この大ローラカッタ１２１は、ライニング
３を破砕することができる程度に高硬度な材料で形成さ
れた先端が鋭角な算盤玉状の刃１４６、１４７、１４８
が複数段、本例では３段に重ねられている。各刃１４
６、１４７、１４８の直径は、ベース１２０の中心に近
いものほど小さくなっている。そして、この大ローラカ
ッタ１２１はベース１２０の中心部側、すなわち、刃１
４８側が突出するように傾斜している。

【００２８】プレート１３１の中央部のリブ１５０に
は、その上部側（図中左側）に第３軸受け部１５５が設
けられている。また、図４に示すようにこの第３軸受け
部１５５と平行で、大ローラカッタ１２１の反対側に所
定の間隔で配置された第４軸受け部１５６が、第３突出
部１３４の両側端のリブ１３８、１３８の間に固定され
ている。第３軸受け部１５５及び第４軸受け部１５６
は、プレート１３１の板面に対して直角になっている。

【００２９】これらの第３軸受け部１５５と第４軸受け
部１５６には、図３に示すように板面と直角な軸孔１５
７、１５８が設けられ、この軸孔１５７、１５８に中ロ
ーラカッタ１２２の回転軸１５９が不用意に抜け出ない
ように挿入されている。これによって、中ローラカッタ
１２２がプレート１３１の板面と平行に且つ回転自在に
支持されている。中ローラカッタ１２２は高硬度な材料
で形成され、算盤玉状の刃１５１が３段に重ねられてい
る。

【００３０】図４に示すように、第２突出部１３３の両
側端のリブ１３７、１３７の上端と、第４突出部１３５
のリブ１３９、１３９の上端には、枠状の軸受け部１６
０が傾斜させて取り付けられ、その内側には小ローラカ
ッタ１２３が配置されている。そして、図３にも示すよ
うにこの小ローラカッタ１２３の回転軸１６３が、軸受
け部１６０の受け板１６１、１６２に不用意に抜け出な
いように挿入されている。これによって、小ローラカッ
タ１２３はプレート１３１の中心部側が突出するように
傾斜した状態で回転自在に支持されている。

【００３１】この小ローラカッタ１２３も高硬度の材料
で形成され、算盤玉状で先端が鋭角な刃１６４、１６
５、１６６が３段に重ねられている。また、各刃１６
４、１６５、１６６の直径は、プレート１３１の中心部
側ほど小さくなっている。

【００３２】図４に示すように、大ローラカッタ１２
１、中ローラカッタ１２２、小ローラカッタ１２３、１
２３の側方には、スクレーパ１２５Ａ、１２５Ｂが配置
されている。スクレーパ１２５Ａは、図５に示すように
リブ１３６、１３８の上端から延びるように設けられ、
その先端１６７側がプレート１３１の回転方向に突出す
るように傾斜している。

【００３３】したがって、プレート１３１が回転する
と、各ローラカッタ１２１、１２２、１２３で掘削され
たズリ１６８が、スクレーパ１２５Ａによってプレート
１３１の回転方向に押圧されその傾斜に沿って掘削部１
８１から押し出される。つまり、掘削されたズリ１６８
が、スクレーパ１２５Ａで集積されながら押し出される
ことになる。スクレーパ１２５Ｂもスクレーパ１２５Ａ
と同様であるが、スクレーパ１２５Ｂはリブ１３７、１
３９の上端ではなく、その側方から斜めに延びている。

【００３４】図３に示すように、回転軸４１の中心部に
は通水路１６９が設けられ、この通水路１６９に継手１
８０を介してチューブ１７０が接続されている。一方、
図４に示すように小ローラカッタ１２３、１２３の内側
にはプレート１７２、１７２が設けられ、このプレート
１７２、１７２にノズル孔１７３、１７３がそれぞれ１
個ずつ設けられている。

【００３５】これらのノズル孔１７３には、上述のチュ
ーブ１７０が接続されている。そして、外部から供給さ
れた高圧水が通水路１６９、継手１８０及びチューブ１
７０を介してノズル孔１７３から噴出される。なお、図
中の符号１７５、１７６は側面カバー、符号１７７、１
７８は上面カバーである。

【００３６】次に、この拡大シールド掘削装置１の作用
を説明する。図１に示すように、拡大シールド掘削装置
１を使用して既設トンネル２を拡大掘削する場合、先ず
油圧駆動のグリッパジャッキ１５を作動し、その先端の
グリッパ１８を既設トンネル２のライニング３の内周面
に押し付けて拡大シールド掘削装置１を固定する。

【００３７】次いで、油圧モータ２８を駆動して外歯車
２９を回転させる。そうすると、この外歯車２９に噛合
している内歯車２７が減速して回転すると共に、軸筒２
６を介して旋回台２５が回転する。そして、内周面掘削
用カッタ４５が掘削しようとする位置に配置されたと
き、油圧モータ２８を停止して旋回台２５の回転を停止
させる。

【００３８】次に、ジャッキ４６、４６を駆動してヘッ
ダ３７の中空ロッド３９を伸ばし、内周面掘削用カッタ
４５をライニング３の内面に押し当てる。このときに
は、ジャッキ４６の作動油圧を上げたままにしておく。
この状態で、図２に示すようにモータ４２を駆動して回
転軸４１を回転させると、内周面掘削用カッタ４５が回
転する。

【００３９】そして、図１に示すように内周面掘削用カ
ッタ４５の大ローラカッター１２１、中ローラカッタ１
２２、小ローラカッタ１２３（図３）によって先ずライ
ニング３が破砕され、その後地山１２４が拡大掘削され
る。地山１２４の掘削が進むにしたがって、内周面掘削
用カッタ４５はジャッキ４６、４６によって径外方向に
押し進められる。

【００４０】地山１２４の掘削中には、ノズル孔１７３
（図３）から地山１２４の掘削面に向けて高圧水が噴射
され、掘削時の摩擦熱で加熱されている各ローラカッタ
１２１、１２２、１２３及びその周辺部がこの高圧水に
よって冷却されると共に、地山１２４の掘削面に付着し
ている粘土などが洗浄される。これによって、各ローラ
カッタ１２１、１２２、１２３及びその周辺部が熱で変
形又は破損するのを防止できると共に、地山１２４に対
する各ローラカッタ１２１、１２２、１２３の食い込み
をよくして掘削効率を高めることができる。

【００４１】また、図５に示すように、各ローラカッタ
１２１、１２２、１２３で掘削されたズリ１６８は、直
後に回転してくるスクレーパ１２５Ａ、１２５Ｂによっ
て、掘削穴１８１の外側に押し出される。このスクレー
パ１２５Ａ、１２５Ｂは、各ローラカッタ１２１、１２
２、１２３の側方に配置されているので、掘削されたズ
リ１６８をすぐに押し出すことができる。したがって、
ズリ１６８が掘削作業の邪魔になるのを防止することが
でき、作業効率を上げることができる。

【００４２】このようにして、図１に示すように内周面
掘削用カッタ４５がライニング３の内周面から深さＬだ
け進んだら、内周面掘削用カッタ４５を元に戻して旋回
台２５を回転させ、次の掘削予定位置に内周面掘削用カ
ッタ４５を押し当てる。

【００４３】そして、これ以降は上述と同様の手順でラ
イニング３の破砕と地山１２４の拡大掘削を行う。これ
を繰り返すことによって、拡大トンネル４を内周面掘削
用カッタ４５の略直径分の長さだけ掘削することができ
る。

【００４４】このようにして、拡大トンネル４のアーチ
部を内周面掘削用カッタ４５の略直径分の長さだけ掘削
した後、内周面掘削用カッタ４５及びグリップ１８を元
に戻す。そして、移動用ジャッキ２０を駆動してそのロ
ッド２１を引き込むと、レール台１９上のレール２４、
２４に沿って車輪２３、２３が回転し、拡大シールド掘
削装置１が前方に移動する。

【００４５】なお、レール台１９に対応する以外のグリ
ップ１８でライニング３を押圧してシールド本体１０を
浮かせた状態で固定することができ、この状態でレール
台１９を移動させることによりシールド本体１０を既設
トンネル２の全長に亘って移動させることができる。

【００４６】拡大シールド掘削装置１が内周面掘削用カ
ッタ４５の略直径分だけ前進した後、グリップ１８を既
設トンネル２のライニング３の内周面又はレール台１９
に押しつけて拡大シールド掘削装置１を固定する。この
後、上述と同様にして内周面掘削用カッタ４５でライニ
ング３の破砕及び地山１２４の拡大掘削を行う。掘削さ
れたズリ１６８は、例えばバックホーなどで排出する。
このような動作を繰り返すことによって、拡大トンネル
４の掘削が完了する。

【００４７】地山１２４の掘削に際して、ジャッキ４６
の動作を適宜制御して内周面掘削用カッタ４５の延伸距
離Ｌを調整することにより、拡大トンネル４の形状を円
形や馬蹄形など任意の形状及び大きさにすることができ
る。

【００４８】このように、本発明の拡大シールド掘削装
置１においては、既設トンネル２の径方向に延伸可能な
内周面掘削用カッタ４５でライニング３及び地山１２４
を径方向に破砕又は掘削するので、例えば馬蹄形や円形
など大きさ及び形状の異なる各種の既設トンネル２を拡
大掘削することができる。

【００４９】また、上述のように掘削位置によって内周
面掘削用カッタ４５の延伸距離Ｌを適宜調整することに
より、拡大トンネル４の形状を円形に限らず馬蹄形など
任意の形状にすることができる。更に、内周面掘削用カ
ッタ４５を一個だけ備えれば済むので、構成が簡単でコ
ストダウンが可能になる。

【００５０】図６は別の実施形態の内周面掘削用カッタ
２００を示す。この内周面掘削用カッタ２００は、ベー
ス２０１と、このベース２０１に回転自在に取り付けら
れた複数のローラカッタ、本例では頂部用ローラカッタ
２０２、２０２、隅部用ローラカッタ２０３、２０４
（図８）及び側部用ローラカッタ２０５、２０６、２０
７とを備えている。

【００５１】ベース２０１は、例えばボルトで回転軸４
１に着脱自在に取り付けることが可能なプレート２５０
を有している。このプレート２５０は、図７に示すよう
に円板の周囲に所定の幅の第１突出部２０８、第２突出
部２０９、第３突出部２１０及び第４突出部２１１が等
間隔で設けられている。各突出部２０８〜２１１の両側
には、リブ２１２〜２１９が立設されている。

【００５２】第２突出部２０９のリブ２１４と第４突出
部２１１のリブ２１９との間には、リブ２２０が設けら
れ、第２突出部２０９のリブ２１５と第４突出部２１１
のリブ２１８との間には、リブ２２１が設けられてい
る。そして、片方の連続するリブ２１４、２２０、２１
９と他方の連続するリブ２１５、２２１、２１８との間
には、４個の板状の軸受け部２２２が所定の間隔で縦に
取り付けられている。

【００５３】これらの軸受け部２２２は、図６に示すよ
うにリブ２１４、２２０、２１９の先端に取り付けられ
ている。この４個の軸受け部２２２のうち、外側と内側
のそれぞれ一対の軸受け部２２２、２２２には、頂部用
ローラカッタ２０２の回転軸２２３が回転軸４１の中心
軸線と直角に挿入されている。

【００５４】頂部用ローラカッタ２０２は、高硬度な材
料で形成された算盤玉状の刃２２４が２段に重ねられて
いる。この頂部用ローラカッタ２０２の近くにはノズル
２２５が設けられ、これがチューブ２２６及び継手２２
７を介して回転軸４１の通水路１６９に接続されてい
る。

【００５５】図７に示すように、第２突出部２０９のリ
ブ２１４、２１５の間には、２個の板状の軸受け部２２
８が所定の間隔を開けて横設されている。これらの軸受
け部２２８は、図６に示すように僅かに傾斜している。
軸受け部２２８には、隅部用ローラカッタ２０３の回転
軸２２９が回転自在に挿入されている。

【００５６】この隅部用ローラカッタ２０３も、高硬度
な材料で形成された算盤玉状の刃２３０が２段に重ねら
れている。隅部用ローラカッタ２０３の近くでプレート
２５０寄りには横向きのノズル２３１が配置され、この
ノズル２３１にチューブ２２６が接続されている。

【００５７】図７に示すように、第４突出部２１１のリ
ブ２１８、２１９の間にも、２個の軸受け部２３５が縦
方向に所定の間隔を開けて横設されている。これらの軸
受け部２３５は、図６に示すように僅かに傾斜してい
て、側部用ローラカッタ２０５の回転軸２３６が回転自
在に取り付けられている。側部用ローラカッタ２０５
は、高硬度な材料で形成された算盤玉状の刃２３７が２
段に重ねられている。この側部用ローラカッタ２０５の
近くでプレート２５０寄りには横向きのノズル２３８が
配置され、このノズル２３８にチューブ２２６が接続さ
れている。

【００５８】図８に示すように、プレート２５０の第１
突出部２０８のリブ２１２、２１３の間には、上側に位
置させて２枚の軸受け部２４０が所定の間隔で、且つ適
宜な角度で傾斜して配置されている。軸受け部２４０に
は、隅部用ローラカッタ２０４の回転軸２４１が回転自
在に取り付けられている。

【００５９】同様に、第３突出部２１０のリブ２１６、
２１７の間には、上側に位置させて２枚の軸受け部２４
２が適宜な角度で傾斜して配置され、この軸受け部２４
２に隅部用ローラカッタ２０４の回転軸２４１が回転自
在に取り付けられている。隅部用ローラカッタ２０４
は、高硬度な材料で形成された算盤玉状の刃２４３が３
段に重ねられている。

【００６０】更に、第１突出部２０８のリブ２１２、２
１３の間には、隅部用ローラカッタ２０４とプレート２
５０との間で、且つプレート２５０の外周側寄りに位置
させて、２枚の軸受け部２４４が所定の間隔を開けて横
設されている。この軸受け部２４４には、側部用ローラ
カッタ２０６の回転軸２４５が回転自在に取り付けられ
ている。側部用ローラカッタ２０６は、高硬度な材料で
形成された算盤玉状の刃２４６が２段に重ねられてい
る。同様に、第３突出部２１０のリブ２１６、２１７の
間にも２枚の軸受け部２４４が横設され、これに側部用
ローラカッタ２０６の回転軸２４５が回転自在に取り付
けられている。

【００６１】図７に示すように、各突出部２０８〜２１
１の片側のリブ２１３、２１５、２１７、２１９の先端
には、掘削したズリ１６８（図５）を排出するためのス
クレーパ２４６が設けられている。また、プレート２５
０及びリブ２０８〜２１１の適宜な位置には、補強用の
リブやカバーが設けられている（符号は省略した）。

【００６２】この内周面掘削用カッタ２００は、２個の
頂部用カッタ２０２、２０２以外に３個の隅部用ローラ
カッタ２０３、２０４、２０４と、３個の側部用カッタ
２０５、２０６、２０７を備えているので、内周面掘削
用カッタ２００を自転させると共に、旋回台２５（図
１）を回転させて内周面掘削用カッタ２００を旋回させ
ることにより、ライニング３又は地山１２４を周方向に
破砕又は掘削することができる。

【００６３】したがって、上述の内周面掘削用カッタ４
５に比べて掘削効率が非常に向上する。また、旋回台２
５の回転途中でジャッキ４６の延びる長さを調整するこ
とによって、円形だけでなく馬蹄形など任意の形状の拡
大トンネル４を効率よく掘削することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の拡大シー
ルド掘削装置によれば、ヘッダの延伸によって内周面掘
削用カッタを既設トンネルの径方向に移動させることが
できるので、既設トンネルの形状に拘わらずライニング
の破砕と地山の掘削を同一の内周面掘削用カッタで行う
ことができるため、作業効率が向上する。また、ヘッダ
の延伸距離を調整することによって、拡大トンネルの形
状を円形だけでなく馬蹄形など任意の形状にすることが
できる。更に、内周面掘削用カッタを一個だけ備えれば
済むので、構成を簡単にしてコストダウンを図ることが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る拡大シールド掘削装置の使用状態
を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明に係る拡大シールド掘削装置の内周面掘
削用カッタを示す図である。

【図４】図３のＢ矢視図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】内周面掘削用カッタの別の実施形態を示す断面
図である。

【図７】図６のＤ矢視図である。

【図８】図７のＥ−Ｅ断面図である。

【符号の説明】

１ 拡大シールド掘削装置 ２ 既設トンネル ３ ライニング ４ 拡大トンネル １０ シールド本体 １１ 掘削部 ２０ 移動用ジャッキ（移動手段） ２５ 旋回台 ２７ 内歯車（駆動手段） ２８ 油圧モータ（駆動手段） ２９ 外歯車（駆動手段） ３７ ヘッダ ４２ カッタ用モータ ４５ 内周面掘削用カッタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面掘削用カッタを用いて既設トンネ
   ルのライニングを破砕すると共に前記既設トンネルより
   大径のトンネルを掘削する拡大シールド掘削装置におい
   て、 前記内周面掘削用カッタを駆動するカッタ用モータが取
   り付けられると共に、前記既設トンネルの径方向に延伸
   可能なヘッダと、 前記ヘッダが取り付けられた旋回台と、 前記旋回台を回転させる駆動手段と、 前記ヘッダ、前記旋回台及び前記駆動手段を保持するシ
   ールド本体と、 前記シールド本体を前記既設トンネルの長手方向に沿っ
   て移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする拡大
   シールド掘削装置。
2. 【請求項２】 前記内周面掘削用カッタは、前記ヘッダ
   の延伸に伴って前記既設トンネルの内周面を径方向に掘
   削することを特徴とする請求項１に記載の拡大シールド
   掘削装置。
3. 【請求項３】 前記内周面掘削用カッタは、前記ヘッダ
   の延伸に伴って前記既設トンネルの内周面を径方向に掘
   削すると共に、前記ヘッダの回転に伴って前記既設トン
   ネルを周方向に掘削することを特徴とする請求項１に記
   載の拡大シールド掘削装置。