JPH10220168A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟弱地盤であっても地盤改良を極力行わない
で掘削作業を継続し得るシールド掘進機を提供する。 【解決手段】 切羽面を掘削する為の回転カッター７を
前面に備えた前胴２と、後方の既設セグメント６に反力
を取って推進する為のシールドジャッキ５を内部に備え
た後胴３との間に、胴長の短い複数の中間胴１０を折れ
曲がり可能に連結して成る多関節胴体部１１を設ける。
このようにすれば、軟弱な地盤８における急カーブ施工
時に、曲がり方向外側の地盤８に対しシールド掘進機９
を良好に沿わせて複数箇所で接触せしめることが可能と
なり、曲がり方向外側の地盤８に与える単位面積当たり
の押圧力が小さくなって前胴２の地盤８への食い込みが
起こり難くなり、曲がり方向外側の地盤８から反力を取
り易くなってコーナリングに必要な回転モーメントを得
ることが容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、交通量の多い都市部等では、方向
転換用の立坑を設けることが困難となってきていること
から、シールド掘進機により地中で行うようにしたシー
ルドトンネルの急カーブ施工の需要が高まっている。

【０００３】図４はシールドトンネルの急カーブ施工に
使用するシールド掘進機の一例を示すもので、この種の
シールド掘進機１は、その胴体を前胴２と後胴３とに二
分割し、前記前胴２と後胴３とを連結する中折れジャッ
キ４により中折れ角度を設定すると共に、前記後胴３内
周部に環状に備えた複数本のシールドジャッキ５で、シ
ールドトンネルの曲がり方向内側のセグメント６より外
側のセグメント６を強く押し出すことによってカーブし
ながら推進し、同時に前記前胴２の前端に備えた回転カ
ッター７で切羽面を掘削してシールドトンネルの急カー
ブ施工を行うようにしていた。

【０００４】ところが、このように急カーブ施工を行う
と、曲がり方向外側の地盤８が円弧状に切削されていく
のに対し、シールド掘進機１側は直線状に延びる前胴２
と後胴３との折れ曲がりでカーブに対応しているので、
シールドジャッキ５により前方に押し出されるシールド
掘進機１の前胴２は、その前端部分の極めて狭い範囲で
しか曲がり方向外側の地盤８に接触せず、前胴２が曲が
り方向外側の地盤８に与える単位面積当たりの押圧力が
大きくなる為、軟弱な地盤８における急カーブ施工時に
は、前述した如く曲がり方向外側のシールドジャッキ５
を強く押し出すようにしても、前胴２の前端部分が地盤
８に食い込んで矢印Ａ方向に直進してしまい、コーナリ
ングに必要な回転モーメントが十分に得られないことが
あった。

【０００５】即ち、前胴２の内部には、回転カッター７
の駆動装置や排土装置等の機器類が装備されているの
で、これらの機器類に対し後胴３側から前胴２内に入り
込んでいるシールドジャッキ５が中折れ時に干渉しない
よう前記前胴２の胴長を長くしなければならず、しか
も、シールド掘進機１の中折れ箇所が一箇所しかなかっ
た為、前胴２と後胴３との中折れ角が必然的に大きくな
ってしまい、曲がり方向外側におけるシールド掘進機１
と地盤８との接触箇所を多く取れず、曲がり方向外側の
地盤８から良好に反力を取ることができなかった。

【０００６】而して、軟弱地盤における急カーブ施工時
に、曲がり方向外側の地盤に対しシールド掘進機を良好
に沿わせて複数箇所で接触せしめることが可能となり、
曲がり方向外側の地盤に与える単位面積当たりの押圧力
が小さくなって前胴の地盤への食い込みが起こり難くな
り、曲がり方向外側の地盤から反力を取り易くなってコ
ーナリングに必要な回転モーメントを得ることが容易と
なる。

【０００７】また、曲がり方向外側において地盤８に対
しシールド掘進機１の前胴２が接触しない部分には隙間
が形成されることになる為、この部分で地盤８が崩壊す
る虞れもあった。

【０００８】この為、従来においては、切羽面周辺の軟
弱な地盤８に薬液を注入して固める地盤改良を事前に行
った上で掘削作業を行うようにしており、地盤改良が施
された所定区間を掘削する毎に、掘削作業を中断して薬
液を軟弱な地盤８に注入し、該軟弱な地盤８が固まるの
を待って掘削作業を再開するようにしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに地盤改良を行いながら掘削作業を間欠的に行ってい
たのでは作業能率が悪く、工期の大幅な長期化を招くと
いう問題があった。

【００１０】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、軟弱地盤であっても地盤改良を極力行わないで掘削
作業を継続し得るシールド掘進機を提供することによっ
て、工期の大幅な短縮を図ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、切羽面を掘削
する為の回転カッターを前面に備えた前胴と、後方の既
設セグメントに反力を取って推進する為のシールドジャ
ッキを内部に備えた後胴との間に、胴長の短い複数の中
間胴を折れ曲がり可能に連結して成る多関節胴体部を設
けたことを特徴とするシールド掘進機、に係るものであ
る。

【００１２】このようにすれば、多関節胴体部を介在さ
せたことによって、前胴内に後胴のシールドジャッキが
入り込むことがなくなり、該シールドジャッキと前胴内
の機器類との干渉の虞れがなくなるので、前胴の胴長を
従来より短縮することが可能となり、これによって、前
胴と先頭の中間胴との中折れ角も小さくすることが可能
となる上、多関節胴体部を複数箇所で折り曲げることに
よりシールド掘進機の中折れ箇所が増え、個々の中折れ
角を小さくすることも可能となる。

【００１３】而して、軟弱地盤における急カーブ施工時
に、曲がり方向外側の地盤に対しシールド掘進機を良好
に沿わせて複数箇所で接触せしめることが可能となり、
曲がり方向外側の地盤に与える単位面積当たりの押圧力
が小さくなって前胴の地盤への食い込みが起こり難くな
り、曲がり方向外側の地盤から反力を取り易くなってコ
ーナリングに必要な回転モーメントを得ることが容易と
なる。

【００１４】更に、曲がり方向外側の地盤に対しシール
ド掘進機を良好に沿わせることができるので、曲がり方
向外側において地盤とシールド掘進機との間に形成され
る隙間が少なくなり、この部分で地盤が崩壊することが
防止される。

【００１５】また、本発明においては、前胴と先頭の中
間胴との間を中折れジャッキを介して連結すると共に、
各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間に中
折れ角固定手段を設け、該各中折れ角固定手段により固
定される中折れ角を調整する為の中間ジャッキを仮設し
得るよう構成することが好ましい。

【００１６】このようにすれば、各中間胴の相互間及び
最後尾の中間胴と後胴との間で中折れ角を調整する際に
のみ中間ジャッキを仮設して使用すれば良いので、常設
の中間ジャッキを不要としてシールド掘進機の建造コス
トを抑制することが可能となる。

【００１７】さらに、前胴と先頭の中間胴との間を中折
れジャッキを介して連結すると共に、各中間胴の相互間
及び最後尾の中間胴と後胴との間を中間ジャッキを介し
て連結することも可能であり、このようにすれば、中間
ジャッキを移し替える作業や中折れ角を固定する作業を
省いて作業労力を軽減することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１９】図１及び図２は本発明を実施する形態の一
例を示すもので、図４と同一の符号を付した部分は同一
物を表わしている。

【００２０】本形態例に示すシールド掘進機９において
は、切羽面を掘削する為の回転カッター７を前面に備え
た前胴２と、後方の既設セグメント６に反力を取って推
進する為のシールドジャッキ５を内部に備えた後胴３と
の間に、胴長の短い複数の中間胴１０を折れ曲がり可能
に連結して成る多関節胴体部１１が設けられており、前
記前胴２と先頭の中間胴１０との間が、環状に配置され
た複数の中折れジャッキ４を介して連結されている。

【００２１】ここで、前記各中間胴１０は、その後方部
分を前胴２と略同径に形成され且つ前方部分を前胴２よ
り小径に形成されており、先頭の中間胴１０の前方部分
が、前胴２の後方部分の内側に遊嵌され、先頭から二段
目以降の各中間胴１０の夫々が、前段に位置する中間胴
１０の後方部分の内側に遊嵌されている。

【００２２】また、前記後胴３も、その後方部分を前胴
２と略同径に形成され且つ前方部分を前胴２より小径に
形成されており、この後胴３の前方部分が、最後尾の中
間胴１０の後方部分の内側に遊嵌されている。

【００２３】尚、前記各中間胴１０の後端には、夫々の
内側に遊嵌される各中間胴１０の前方部分及び後胴３の
前方部分に対して摺接する止水シール１２が前胴２や後
胴３と同様に設けられている。

【００２４】更に、各中間胴１０の相互間及び最後尾の
中間胴１０と後胴３との間には、以下に詳述する如き中
折れ角固定手段が設けられており、本形態例において
は、先頭から二段目以降の各中間胴１０及び後胴３の夫
々における前端に内向きに突設されたブラケット部１３
と、全ての各中間胴１０における後方部分に内向きに突
設された固定部１４（ただし先頭の中間胴１０における
固定部１４は中折れジャッキ４の受け座を兼用）と、前
後に対峙する前記ブラケット部１３及び固定部１４の相
互間に適宜嵌挿される中折れ角固定用楔１５と、前後に
対峙する前記ブラケット部１３及び固定部１４を直接、
若しくは前記中折れ角固定用楔１５を介在させて締結す
る締結具１６とにより前記中折れ角固定手段を構成する
ようにしてある。

【００２５】また、先頭から二段目以降の各中間胴１０
及び後胴３の夫々における前方部分の終端には、外形の
異なる後方部分に対し段差部を形成することを兼ねた環
状のリブ１７が設けられており、該各リブ１７と前段側
の固定部１４との間に、前述した各中折れ角固定手段に
より固定される中折れ角を調整する為の中間ジャッキ１
８を仮設し得るようにしてある。

【００２６】尚、前記各リブ１７と前段側の固定部１４
との間に中間ジャッキ１８を仮設するにあたり、前記各
ブラケット部１３は中間ジャッキ１８と干渉しないよう
周方向に位相をずらして配置されている。

【００２７】而して、通常の直進時に、前後に対峙する
ブラケット部１３及び固定部１４の全てを中折れ角固定
用楔１５を介在させることなく締結具１６で直接締結す
れば、多関節胴体部１１が直線状に保持されることにな
り、一方、中折れジャッキ４により前胴２の中折れ角を
設定して掘進する急カーブ施工を行う際には、多関節胴
体部１１を構成する各中間胴１０がカーブ施工区域に進
出する毎に、該カーブ施工区域に進出した中間胴１０と
後段の中間胴１０との間の曲がり方向外側における締結
具１６の締結を解除し、前記カーブ施工区域に進出した
中間胴１０に対し該中間胴１０の曲がり方向外側におけ
る固定部１４と後段側のリブ１７との間に中間ジャッキ
１８を仮設して中折れ角を設定し、該中間ジャッキ１８
により押し広げられたブラケット部１３及び固定部１４
の相互間に中折れ角固定用楔１５を嵌挿して締結具１６
で締結することにより中折れ角を固定していけば、多関
節胴体部１１が前方側から順次折り曲げられることにな
る。

【００２８】尚、図１に図示されている中間ジャッキ１
８は、最後尾の中間胴１０の中折れ角を設定している作
業途中の状態を示しており、この中間ジャッキ１８は中
折れ角設定後に撤去されることになる。

【００２９】以上に述べた如く構成されたシールド掘進
機９によれば、多関節胴体部１１を介在させたことによ
って、前胴２内に後胴３のシールドジャッキ５が入り込
むことがなくなり、該シールドジャッキ５と前胴２内の
機器類との干渉の虞れがなくなるので、前胴２の胴長を
従来より短縮することが可能となり、これによって、前
胴２と先頭の中間胴１０との中折れ角も小さくすること
が可能となる上、多関節胴体部１１を複数箇所で折り曲
げることによりシールド掘進機９の中折れ箇所が増え、
個々の中折れ角を小さくすることも可能となる。

【００３０】依って、軟弱な地盤８における急カーブ施
工時に、曲がり方向外側の地盤８に対しシールド掘進機
９を良好に沿わせて複数箇所で接触せしめることが可能
となり、曲がり方向外側の地盤８に与える単位面積当た
りの押圧力が小さくなって前胴２の地盤８への食い込み
が起こり難くなり、曲がり方向外側の地盤８から反力を
取り易くなってコーナリングに必要な回転モーメントを
得ることが容易となる。

【００３１】更に、曲がり方向外側の地盤８に対しシー
ルド掘進機９を良好に沿わせることができるので、曲が
り方向外側において地盤８とシールド掘進機９との間に
形成される隙間が少なくなり、この部分で地盤８が崩壊
することが防止される。

【００３２】従って、本形態例によれば、軟弱な地盤８
であっても前胴２を地盤８へ食い込ませることなく曲が
り方向外側の地盤８から良好に反力を取ってコーナリン
グに必要な回転モーメントを容易に得ることができ、し
かも、曲がり方向外側において地盤８とシールド掘進機
９の前胴２との間に形成される隙間を減らし、この部分
で地盤８が崩壊することを防止できるので、地盤改良を
極力行わないで掘削作業を継続することが可能となり、
これによって、作業能率を著しく向上して工期の大幅な
短縮を図ることができる。

【００３３】また、特に本形態例によれば、各中間胴１
０の相互間及び最後尾の中間胴１０と後胴３との間で中
折れ角を調整する際にのみ中間ジャッキ１８を仮設して
使用すれば良いので、常設の中間ジャッキ１８を不要と
してシールド掘進機９の建造コストを抑制することがで
きる。

【００３４】ただし、図３に本発明の他の形態例として
示す如く、各中間胴１０の相互間及び最後尾の中間胴１
０と後胴３との間を常設の中間ジャッキ１８を介して連
結することも可能であり、このようにすれば、シールド
掘進機９を複数箇所で折り曲げる際に、中間ジャッキ１
８を移し替える作業や中折れ角を固定する作業を省くこ
とができるので、作業労力を軽減することができる。

【００３５】尚、本発明のシールド掘進機は、上述の形
態例にのみ限定されるものではなく、中折れ角固定手段
は例示した構造に限定されないこと、その他、本発明の
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
とは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】上記した本発明のシールド掘進機によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００３７】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、軟弱地盤であっても前胴を地盤へ食い込ませるこ
となく曲がり方向外側の地盤から良好に反力を取ってコ
ーナリングに必要な回転モーメントを容易に得ることが
でき、しかも、曲がり方向外側において地盤とシールド
掘進機の前胴との間に形成される隙間を減らし、この部
分で地盤が崩壊することを防止できるので、地盤改良を
極力行わないで掘削作業を継続することが可能となり、
これによって、作業能率を著しく向上して工期の大幅な
短縮を図ることができる。

【００３８】（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明に
よれば、各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴と
の間で中折れ角を調整する際にのみ中間ジャッキを仮設
して使用すれば良いので、常設の中間ジャッキを不要と
してシールド掘進機の建造コストを抑制することができ
る。

【００３９】（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明
によれば、シールド掘進機を複数箇所で折り曲げる際
に、中間ジャッキを移し替える作業や中折れ角を固定す
る作業を省くことができるので、作業労力を軽減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す平面断面図
である。

【図２】図１のＩＩ部の詳細を示す拡大図である。

【図３】本発明の他の形態例を示す正面断面図である。

【図４】従来例を示す平面断面図である。

【符号の説明】

２ 前胴 ３ 後胴 ４ 中折れジャッキ ５ シールドジャッキ ６ セグメント ７ 回転カッター ９ シールド掘進機 １０ 中間胴 １１ 多関節胴体部 １３ ブラケット部（中折れ角固定手段） １４ 固定部（中折れ角固定手段） １５ 中折れ角固定用楔（中折れ角固定手段） １６ 締結具（中折れ角固定手段） １８ 中間ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩井 義雄 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 佐藤 郁 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 藤井 茂男 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 杉森 真 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切羽面を掘削する為の回転カッターを前
   面に備えた前胴と、後方の既設セグメントに反力を取っ
   て推進する為のシールドジャッキを内部に備えた後胴と
   の間に、胴長の短い複数の中間胴を折れ曲がり可能に連
   結して成る多関節胴体部を設けたことを特徴とするシー
   ルド掘進機。
2. 【請求項２】 前胴と先頭の中間胴との間を中折れジャ
   ッキを介して連結すると共に、各中間胴の相互間及び最
   後尾の中間胴と後胴との間に中折れ角固定手段を設け、
   該各中折れ角固定手段により固定される中折れ角を調整
   する為の中間ジャッキを仮設し得るよう構成したことを
   特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
3. 【請求項３】 前胴と先頭の中間胴との間を中折れジャ
   ッキを介して連結すると共に、各中間胴の相互間及び最
   後尾の中間胴と後胴との間を中間ジャッキを介して連結
   したことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進
   機。