JPH10292775A - シールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＳＤ工法に用いる押出側シールド掘進機に
あって、構造のシンプル化、低コスト化、レイアウト性
向上を図る。 【解決手段】 本発明に係るシールド掘進機１は、機体
２の前部に前方に突出可能な貫入リング１８を設け、こ
の貫入リング１８を後方から押出す押出し手段を設ける
と共に、この押出し手段をシールドジャッキ２２から構
成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に直接地中接合
工法（ＭＳＤ工法）に適したシールド掘進機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、シールド工事の長距離化、大深度
化に伴ってシールド掘進機の地中接合工事が多く実施さ
れるようになってきた。従来の地中接合工事では接合部
分の地盤を地盤改良、または地表部からの凍結等で強化
してシールド掘進機の接合を行う方法が採用されてい
る。しかし、これらの方法では作業時に部分的にかつ一
時的に地山応力を解放するため、防護工法の信頼性や作
業の安全性が危惧されることや、防護工や接合時の作業
量が多くそのため工期も長くなるなど不利な面も見受け
られた。

【０００３】これに対し、シールド掘進機を直接地中で
接合する直接地中接合工法（ＭＳＤ(Mechanical Shield
Docking) 工法）は、地上からの作業がなく貫入リング
で確実な止水が行えるため、接合部の信頼性や作業の安
全性が高く、工期も短縮できて、従来の接合工法の短所
を充分に補うことができる。ＭＳＤ工法は、全ての作業
を地中で行うことができ補助工法を用いないため、広い
範囲の土質に適用できる新しいタイプの地中接合工法で
ある。以下に本工法の概要・特徴について述べる。

【０００４】図９に示すように、本工法は、同一径のシ
ールド掘進機ａ，ｂを機械的に正面接合させる工法であ
る。接合させる２台のシールド掘進機ａ，ｂを各々、押
出側シールド掘進機ａ、受入側シールド掘進機ｂとして
一対製作し、その２台のシールド掘進機ａ，ｂの持つ接
合機構により簡便に接合をおこなうものである。具体的
には、押出側シールド掘進機ａには地中接合の構造体と
なる円筒の鋼製貫入リングｃを、受入側シールド掘進機
ｂには止水部材となる受圧ゴムリングｄをそれぞれ内蔵
させる。接合方法は、２台のシールド掘進機ａ，ｂを異
なる地点から掘進させ、所定の接合地点に到達したなら
ば両機のカッターヘッドｅ，ｆ径を縮小し、押出側シー
ルド掘進機ａに内蔵した鋼製の貫入リングｃを受入側シ
ールド掘進機ｂの貫入室ｇに挿入することで２台を機械
的に接合して一体化する。詳しくは以下の通りである。

【０００５】両側から掘進してきた２台のシールド掘
進機ａ，ｂのカッターｅ，ｆが所定地点で回転を停止す
る。シールド掘進機内から切羽に向かって泥土または泥
水圧の作用下において、カッターヘッド径を縮小する。
なお、カッターヘッドスライド機構を装備したシールド
掘進機の場合は、ヘッド径縮小後シールド掘進機を前進
させながらカッターヘッドをスライドしてチャンバー内
に取込む。

【０００６】カッター縮小・カッターヘッドスライド
終了後、押出側シールド掘進機ａの貫入リングｃを受入
側シールド掘進機ｂの貫入室ｇに挿入して機械的に接合
する。これにより土・水圧に抵抗する。

【０００７】接合部には接合鋼板を貫入リング周囲に
溶接して両機の一体化を行う。この後、接合部を残して
シールド掘進機を解体・撤去し、コンクリートによる二
次覆工を行う。

【０００８】このようなＭＳＤ工法には次のような特徴
がある。地上の条件にとらわれず接合地点を自由に選
択できる。地山を改良強化するための補助工法を必要
としない。このため、接合のための地上作業が必要な
く、交通や住民への環境公害がない。地盤条件に左右
されず、あらゆる土質に適用できる。土圧・水圧を鋼
製リングで直接支えるため安全で確実な工法である。
接合時に地上や地中構造物への影響がない。接合作業
が極めて短時間に完了するため、工期の短縮がはかれ
る。貫入した鋼製リングは構造体として使用できる。
泥水式ならびに土圧式のいずれのシールド工法に対し
ても適用できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
優れた特徴を有するＭＳＤ工法であるが、従来は貫入リ
ングの押出しのために押出側シールド掘進機に専用のジ
ャッキを装備しており、これが構造の複雑化をもたら
し、コストアップを招いていた。また、ジャッキを配置
するスペースの確保が困難な場合もあり、レイアウト上
も支障をきたしていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るシールド掘
進機は、機体の前部に前方に突出可能な貫入リングを設
け、この貫入リングを後方から押出す押出し手段を設け
ると共に、この押出し手段をシールドジャッキから構成
したものである。

【００１１】これによれば、既存の推進用シールドジャ
ッキを貫入リングの押出し用としても用いるため、既存
の装備の有効利用が図れ、専用のジャッキを設けないで
済む。

【００１２】なお、上記押出し手段は、上記貫入リング
と上記シールドジャッキとを連結するための継足し可能
な連結部材を有するのが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１４】図１は、本発明に係るシールド掘進機を示
す縦断面図である。図示するシールド掘進機１は押出側
のものであり、全体として円筒状に形成された機体（シ
ールドフレーム）２を有する。機体２は前後に二分割さ
れて途中で折れ曲がり可能であり、その分割位置には折
れ曲がりを許容するための球体部３、摺接部４及び中折
れジャッキ５が設けられる。シールド掘進機１による地
山掘削後にはセグメント６が順次組み付けられ、この組
み付けを行うためのエレクタ（図示せず）が機体２内に
配設されている。

【００１５】機体２の前部には隔壁７が設けられ、隔壁
７の前方には地山掘削のためのカッタ８が装備されてい
る。カッタ８は、隔壁７に装着されたカッタ駆動装置９
により回転駆動されるようになっている。また隔壁７に
は送泥管１０、排泥管（図示せず）及びアジテータ１１
等も装着されている。

【００１６】カッタ８は、中心から半径方向に延びる長
カッタスポーク１２と短カッタスポーク１３とから主に
構成されている。これら長カッタスポーク１２と短カッ
タスポーク１３とは周方向に所定間隔で複数交互に配設
され、これらカッタスポーク１２，１３の前面部には複
数のカッタビット１４が適宜間隔で配設されている。こ
こでカッタ８にはカッタスポーク伸縮ジャッキ１５が設
けられ、これによって長カッタスポーク１２は半径方向
に伸縮できるようになっている。図は伸長時の状態を示
すが、このとき長カッタスポーク１２の先端には外周リ
ング１６が係合している。即ち外周リング１６は、伸長
時の全ての長カッタスポーク１２の先端に係合してカッ
タ８の回転によって回転され、長カッタスポーク１２の
収縮時には係合が外れてカッタ８から離脱される。なお
１７はコピーカッタである。

【００１７】特に、機体２の前部には前方に突出可能な
貫入リング１８が設けられている。貫入リング１８は、
通常、機体２の内周に沿って形成されたリング室１９に
収められている。リング室１９の前端にはシール部２０
が設けられ、貫入リング１８はシール部２０に摺接しつ
つ前方に突出移動できるようになっている。このシール
部２０によって泥土の機内への侵入が完全に防止され
る。なお隔壁７はリング室１９の径方向内側を区画する
内周壁２１に接続される。

【００１８】機体２の長手方向中間部には、掘進機全体
を推進させるためのシールドジャッキ２２が設けられて
いる。シールドジャッキ２２は、その本体２３が球体部
３の内面にブラケット２４により固定されている。ここ
でブラケット２４は、本体２３を外周側から把持する筒
状に形成されるが、ボルト等による把持力を開放させる
と、本体２３を前後に摺動移動させることができる。一
方、本体後端にはフランジ部２５が設けられ、フランジ
部２５は機体２の内周フランジ２６にボルト等により着
脱自在に固定されている。シールドジャッキ２２は、そ
の伸長により、ロッド後端のシュー２７を後方に移動さ
せてセグメント６に押し当てる。そしてこのときの反力
により掘進機全体を前方に推進させることができる。シ
ールドジャッキ２２と中折れジャッキ５とは、図８に示
すように、異なる半径位置に、周方向に沿って所定間隔
で複数配設されている。

【００１９】特にこの掘進機では、８つのシールドジャ
ッキ２２のうち、図中ハッチングを施した４つが貫入リ
ング１８の押出しに利用できるようになっている。即
ち、リング室１９の後端は後端板２８によって閉じら
れ、この後端板２１の押出用シールドジャッキ２２に対
応した位置には孔２９が設けられる。一方、貫入リング
１８の後端にはロッド３０が溶接等で取り付けられ、ロ
ッド３０は孔２９から摺動自在に後方に突出されてい
る。よってこのロッド３０をシールドジャッキ２２で前
方に押せば、貫入リング１８を前方に押出し、機体２の
前方に突出させることができる。

【００２０】次に、この掘進機における貫入リング１８
の押出し方法を説明する。

【００２１】図２を参照して、先ず最初は、押出用シー
ルドジャッキ２２を伸長させてシュー２７をセグメント
６に突き当て、この状態でシュー２７を機体２の内面に
溶接する（溶接部を３１で示す）。なおシュー２７はセ
グメント６に固定することも可能であるし、溶接以外の
方法で固定することも可能である。

【００２２】次に図３を参照して、シールドジャッキ本
体２３を機体２との固定状態から解放する。具体的に
は、ブラケット２４の把持力を緩め、フランジ部２５と
内周フランジ２６との固定のためのボルトを取り外す。
そしてシールドジャッキ２２を最短まで収縮させていわ
ゆる引きエンドにする。こうなるとシールドジャッキ本
体２３が後方に移動し、シールドジャッキ本体２３の前
端とロッド３０の後端との間にある程度の隙間ができる
ようになる。この後、シールドジャッキ本体２３の前端
に偏心ブラケット３２を取り付ける。偏心ブラケット３
２は、シールドジャッキ２２と貫入リング１８との径方
向位置が異なるためその位置合わせを行うためのもので
ある。

【００２３】次に図４を参照して、ロッド３０の後端に
別の連結ロッド３３を溶接、ねじ込み等で取り付ける。
そして図５に示すように、セグメント６及び機体２で反
力をとりつつ、シールドジャッキ２２を伸長させてシー
ルドジャッキ本体２３を前方に押し出せば、連結ロッド
３３が偏心ブラケット３２により後方から押され、貫入
リング１８がシールドジャッキ本体２３の移動ストロー
ク分だけ前方に押し出される。なおこのとき貫入リング
１８が長カッタスポーク１２に干渉せぬよう、長カッタ
スポーク１２はカッタスポーク伸縮ジャッキ１５によっ
て予め引き込まれる。外周リング１６は長カッタスポー
ク１２との係合を解除されてそのまま取り残される。

【００２４】この後、図６を参照して、シールドジャッ
キ２２を収縮させてシールドジャッキ本体２３を後方に
移動させる。こうなると偏心ブラケット３２が連結ロッ
ド３３から離れて前記同様に隙間ができる。さらにこの
後、連結ロッド３３の後部に別の連結ロッド３３を継足
して取り付け、再びシールドジャッキ２２を伸長させて
貫入リング１８を押し出す。

【００２５】この連結ロッド３３の継足しと、シールド
ジャッキ２２の伸縮とを交互に繰り返すことで、貫入リ
ング１８は順次前方に突出されていき（図７参照）、こ
れと同時に前方にて向き合う受入側シールド掘進機の貫
入室に挿入されていき、やがては止水部材となる受圧ゴ
ムリングに突き当たる。こうなれば互いのシールド掘進
機の接合が完了し、この後は最後端の連結ロッド３３を
後端板２８に溶接固定する。なお、連結ロッド３３の継
足しは全てのシールドジャッキ２２に対して同時に行わ
ず１本ずつ行うようにする。貫入リング１８のバックリ
ングを防止するためである。

【００２６】このように、かかるシールド掘進機におい
ては、シールドジャッキ２２、偏心ブラケット３２及び
連結ロッド３３が、貫入リング１８を後方から押出す押
出し手段を構成する。そして連結ロッド３３が、貫入リ
ング１８とシールドジャッキ２２とを連結するための継
足し可能な連結部材を形成する。

【００２７】この構成によれば、既存の推進用シールド
ジャッキ２２を貫入リング１８の押出し用としても用い
るため、既存の装備の有効利用が図れ、押出し専用のジ
ャッキを設けないで済む。そしてこれにより構造のシン
プル化、低コスト化、レイアウト性向上が可能となる。

【００２８】また、貫入リング１８は比較的長く突出さ
せる必要があるが、これをジャッキの１ストロークで行
おうとするとジャッキが長くなり、機長も長くなってし
まう。特に前述のような中折れシールドの場合だと機長
が長くなることは中折れ角の減少を意味し、不都合であ
る。本シールド掘進機では、継足し可能な連結ロッド３
３を設けることにより、短いストロークで貫入リング１
８の略全長を突出させることを可能とし、上記問題を解
決している。

【００２９】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、他の様々な実施の形態を採ることが可能である。例
えばシールド掘進機は中折れ式のものでなくても構わな
いし、押出し手段や連結部材の構成も他の構成が可能で
ある。

【００３０】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３１】（１） 押出し専用ジャッキを省略でき、
シンプル化、低コスト化、レイアウト性向上が可能とな
る。

【００３２】（２） 機長を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシールド掘進機を示す縦断面図で
ある。

【図２】貫入リングの押出し方法を説明するための図で
ある。

【図３】貫入リングの押出し方法を説明するための図で
ある。

【図４】貫入リングの押出し方法を説明するための図で
ある。

【図５】貫入リングの押出し方法を説明するための図で
ある。

【図６】貫入リングの押出し方法を説明するための図で
ある。

【図７】貫入リングの押出し方法を説明するための図で
ある。

【図８】シールドジャッキと中折れジャッキとの配置を
示し、シールド掘進機を後方から見たときの図である。

【図９】ＭＳＤ工法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ 機体 １８ 貫入リング ２２ シールドジャッキ ３２ 偏心ブラケット ３３ 連結ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飛田 一幸 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体の前部に前方に突出可能な貫入リン
   グを設け、該貫入リングを後方から押出す押出し手段を
   設けると共に、該押出し手段をシールドジャッキから構
   成したことを特徴とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 上記押出し手段が、上記貫入リングと上
   記シールドジャッキとを連結するための継足し可能な連
   結部材を有する請求項１記載のシールド掘進機。