JPS5883796A - シ−ルド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はトンネル掘削工事に使用するシールド掘進機に
係り、特にトンネル掘削作業時の掘進機推進４！！構と
して、既掘削のトンネル内壁と当接係合して推進用ジヤ
ツキの推力を支承する推力支承手段を備え苑シールド掘
進機に関する。

従来技術 一般に掘削されたトンネルは、以稜のトンネル保安すな
わち崩壊や出水などの事故防止のためにトンネル内壁を
コンクリート等で一被覆保護する工事（以下覆工と会う
）が施工される。覆工の程度はトンネル地山の地質やト
ンネルの利用目的によって異なるが、地質が強固で崩落
のおそれの少ない場合は型鋼材などをトンネルの掘削断
面に沿って適宜な所定間隔に固設し、トンネル内壁にコ
ンクリート等を全面的に吹き付けて保護壁を形成する支
保工と称する工事の簡単な工法が実施されている。また
、地質が軟弱であったり地下水が多量に存在して崩壊中
田水の危険が予想される場合には、その危険度に対抗し
得る強度を有する保護壁を形成するためにセグメントと
称する保護部材がトンネル内壁の全面に張設される。該
セグメントはその厚さが支保工のコンクリート内壁の数
倍以上の厚さを有し、鉄筋入りのものや各種材料を合成
した丸のもあり、かつ、単品の重量も犬でありトンネル
内壁への張設には各種の機械操作を必要とし、支保工に
比べて煩雑な作業工程を要し、がっ、資材費も甚だ高価
であり、トンネル工事費用を高める一因であった。とこ
ろで、トンネル掘削工事において各種の地質に適合し、
かつ、工事の安全性と高能率性からトンネル掘進機の主
流となったシールド掘進機は、掘進機の内周部分に多数
設置したシールドツヤツキの推力を上記セグメントに支
承させその反力によって掘進機を推進させることは公知
の特徴技術であり広〈実施されている。第１図線シール
ド掘進機の一例の半機械掘り式掘進機を示すものであり
、１は掘進機、２はその外殻筒体、３は該筒体２の前端
の解放された端面であり、掘進機１が地山Ｗ中にあって
解放端面３が切羽Ｘに臨んでいる状態を示す。４はカッ
タであり前後移動および回動自在で切羽Ｘの全面を掘削
する。５はスクレーパであり掘削された土砂・岩石類を
シュート６・＼掻き込むための前後移動および回動自在
の機能を有する。１はコンベアである。８はリングガー
ダで掘進機の筒体２内周に沿って設けられる補剤部材で
ある。９はセグメント張設用のエレクタ、であり、リン
グガータ８に支持すｔＬＴ方に小ヒーム１０を設け、こ
れにセグメントクランｆ１１を移動自在に備える。１２
はシールドジヤツキであり、１３はそのサポート部材で
ある。１４はチー゛ルシールであり、１５はセグメント
である。Ｙはトンネルの内壁であり、１６はトンネル内
壁Ｙとセグメント１５の間隙に注入される生コンクリー
ト等である。２はトンネルを示す。各動力線やモータお
よび作業床等は図示省略する。

従来技術の問題点 トンネル掘削工事の実際においては地質の不均質なこと
が多く、ある区間は地質が強固であって覆工の簡単な支
保工でトンネル内壁を十分に保護できるが、隣接区間で
鉱軟弱となり強固な保護材としてセグメントを必要とす
ることが事前調査にもかかわらず発生することが多いの
で、結局はどちらの地質にも対応できるセグメントを使
用するシールド掘進機による工法が採用されて、地質が
強固な区間においても不本意ながら高価なセグメント張
設置−施工して結果的には余分な作業を行ない資材を浪
費し工事費用を高額としていた。

発明の目的 本発明Ｆｉ丑述した問題点を有効に解決するために創案
されたものであり、その目的はシールド掘進機を使用す
るトンネル掘削工事におい１て、地質の強固な区間の覆
工は工事の簡単な支保工を施工　−するのみとして煩雑
な作業工程を要するセグメント張設を省略し、地質の軟
弱な区間が出現したときは随意にセグメント張設に切替
ることのできる掘進機を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、従来例どおりの諸機能を備
え念牛機械掘りシールド掘進機におｈて、セグメントの
張設を省略した区間に使用する推進４用ジヤツキを掘進
機内に設置し、該掘進用ジヤツキの推力を支承しで反力
を生ずる機構として既掘削のトンネル内壁に当接係合す
る推力支承手段を設置するとともに、該推力支承手段を
組み込んだ移動フレームをトンネルの軸方向に滑動自在
に支持する支持桁を設け、該支持桁を掘進機の補剤部材
であるリングガーダ、に片持ち式に支持させたものであ
る。

発明の実施例 本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。第２
図は従来型の半機械掘りシール、ド掘進機に本発明の装
置を付加した状態を示すものであり、トンネル内壁Ｙに
セグメントに代えて支保工を施工している状態を示す。

１の掘進機以下テールシール１４まで従来と同様に備え
られる。スクレーノソやコンベアおよびエレクタ等は図
示省略する。

１１は支保工の型鋼材であ゛る。２１は掘進機１の後部
にトンネル２に臨んで延設された上面がトンネル軸芯に
平行な左右一対の断面形状が長方形状の支持桁であり前
部を掘進機１のリングガーダ８に片持ち式に支持されて
いる。２２は移動フレームであり第２図に示すごとく側
面形状が縦長の長方形状で正面形状が第３図に示すごと
き横長の長方形状のがツクス状に形成され掘進機１の軸
方向に沿った長方−状の切抜き部分２３を介して上記支
持桁２１に滑動自在に挿貫する。２４は滑動補助材の鋼
球である。移動フレーム２２とリングガーダ８間に複数
の推進用ジヤツキ２５が接続金物２６−．２γを介して
所要数取り付けられ、該推進用ツヤツキ２５の細動によ
り移動フレーム２２が支持桁２１に沿って前方に引き寄
せられる。２８はシュープレートで移動フレーム２２の
外方に相対称して突出状に取り付けられ、ピストンとシ
リンダからなるグリッツツヤツキ２９の伸縮作動により
トンネル内壁Ｙに当接自在に支持されて、推進用ツヤツ
キ２５の推力を支承する推力支承手段を形成する。シュ
ーグレート２８とグリッツジヤツキ２９は球面軸受３０
で揺動自在に接続される。

シュープレート２８はその外面に沿って支保工の型鋼材
−１１を収容し得る溝部分Ｇを設けである。

またその収縮時外径は第３図に示すごとく、トンネル内
壁Ｙに巻設される支保工の型鋼材１１および張設される
セグメントの内径よりも縮径してあり、トンネルＺ内を
掘進ｔａ１とともに自由に移動できる。３１１１グリツ
プジヤツキ２９のシリンダ固定部材であル、移動フレー
ム２２の中央部に支持桁２１に沿って設ける円筒材であ
る。なお各ツヤツキの油圧配管は図示省略する。

次に上記実施例の作用を説明する。トンネル掘進工事に
おいて地質が軟弱な区間は従来どおりトンネル内壁Ｙに
セグメントを張設して７−ルドノヤツキ１２の推力を該
セグメントに支承させつつ掘進機１を推進させる。この
とき第３図のように各シューグレート２８は中央部に向
けてグリ、ツノツヤツキ２９を細動させて引寄せておく
。これは掘進機１の推進とセグメント張設作業の支障と
ならぬためである。一方、地質が強固で支保工工事のみ
でトンネル掘進を行なう区間では、移動フレーム２２の
前方に設けた推進用ジヤツキ２５を細動させて移動フレ
ーム２２を支持桁２１の前方室りに移動させ、ついで各
グリッツジヤツキ２９のピストンを伸長して各シュープ
レート２８の外面をトンネル内壁Ｙに当接させる。シュ
ーグレート２８はピストンと球面軸受で接続しているの
でトンネル内壁Ｙの多少の凹凸による当接不良を解消し
得て十分に当接係合する。以上により推進用ジヤツキ２
５とその推力の支承手段であるシュープレート２８のセ
ットは完了するので各推進用ジヤツキ２５のピストンを
徐々に伸長すると、その推力は各シューグレート２８を
介してトンネル内壁Ｙに伝えられ、各シュープレート２
８はその外面とトンネル内壁Ｙとの摩擦抵抗により上記
推力を支承して反力を生じ、支持桁２−１を介して掘進
機１を前方の切羽Ｘ側に摺動推進させる。このとき支持
桁２１と移動フレームの切抜き部２３間に配設された鋼
球２４は上記の摺動推進を円滑に行なうために有効であ
る。推進用シャツキ２５の１ストロ一ク分だけ推進する
と移動フレーム２２は支持桁２１の後部に残置状態とな
るのでグリップジヤツキ２９を細動させてシュープレー
ト２８をトンネル内壁Ｙから離脱させて当接係合を解除
し、各推進用ジヤツキ２５を細動させて移動フレーム２
２を前方に移動させ、その後に生じたトンネル内壁７部
分に支保工工事を施工する。以下上述作業をくりかえす
ことにより、セグメントを省略した状態でのトンネル掘
進作業が続行される。上述１７た作業においてシューグ
レート２８の外面に設けた支保工の型鋼材１７を収容し
得る溝部分Ｇを利用して、掘進機１の推進中に型鋼材１
Ｔを巻設・して支保工の施工時間を短縮することも可能
であり、これによシトンネル内壁Ｙの突発的な崩壊防止
に有効である。上述のシューグレート２８は水平線りに
対して約３５°の角度で相対称して取り付けられている
ので、グリッツジヤツキ２９の押圧力はトンネル２から
地上面までの距＃１（以下上被ジと云う）が浅い場合で
も地表面に与える影響は小さく、また既掘削したトンネ
ルが近接して並列状にある場合も影響は可及的に軽小と
なし得る。

以上のごとく本発明のシールド掘進機によれば、セグメ
ント張設あるいは支保工工事施工のいずれか随意のトン
ネル内壁保護手段が容易に実施できるものであり、トン
ネル掘削を行なう地山が地質的に変化することの多い場
合にその機能は一層発揮されるものである◎ 他の実施例 図示省略するがシュープレート外面に突起物を固設して
トンネル内壁との保合方を強めてもよい。

支持桁と移動フレーム腓の滑動補助物としてローラ類を
挿入してもよく、またはテフロン等を塗布してもよい。

トンネルを単列掘削する場合は大型のシュープレートを
左右２枚設置してもよい。

発明の効果 本発明によれば次のごとき効果が得られる。

■　トンネル内壁の覆工手段として、セグメントまたは
支保工のいずれか随意の手段が実施することが可能であ
る。

■　０項記載の作用・効果によフ、地山の地質が強固な
区間は、工事費の高価なセグメントの張設を省略できる
ので、トンネル建設費用を大幅に軽減できるとともに、
工事を中断することなく安定した掘進工事が進められる
。

■　シュープレートをトンネル内壁の水平および垂直方
向から外れた位置に設けたので、土被りの浅い地区およ
び既掘削されたトンネルが近接している場合でも、シュ
ーグレートの当接係合の影響が可及的に減少できる。

■　シューグレートが相対称して４方向に設けであるの
で掘進機の方向制御を所要位置のシューグレートの当接
係合を操作して容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の半機械掘り式シールド掘進機の側断
面図、第２図乃至第５図は本発明の一実施例図であシ第
２図は側断面図、第３図は第２図の■−ｍ線矢視図、第
４図は第３図の作動状態図、第５゛図は第４図の■−ｖ
線矢視の断面図である。 図中１はシールド掘進機、２はトンネル、２１は支持桁
、２２は移動フレーム、Ｙはトンネル内壁、２５は推進
用ジヤツキ、２９は推力支承手段をなすシュープレート
である。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社１１ 代理人　弁理士　　絹　谷　信　雄 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 掘進機の後部に既掘削のトンネルに沿って延出された支
   持桁と、該支持桁にその軸方向に沿って移動自在に支持
   された移動フレームと、該移動フレームにこれより半径
   方向外方かっ、相対称に出没自在に設けられ上記既掘削
   トンネル内壁の両側部に当接保合する推力支承手段と、
   上記掘進機と上記移動７し〜ムの間に介設さ°れ掘進機
   に推進力を与える推進用ジヤツキとを備えてなることを
   特徴とするシールド掘進機。