JP4169609B2 - 接続用シールド掘進機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新設トンネルを既設管の側壁などの既設構造物に接続するための接続用シールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の接続用シールド掘進機には、たとえば特許文献１や特許文献２がある。
特許文献１では、切削リングの旋回駆動力の伝達手段として、伸縮可能なカッタスポーク（カッタヘッド）の先端部を、突出された切削リングに連結して、カッタスポークの旋回駆動力を切削リングに伝達している。
【０００３】
また特許文献２では、シールド本体の前部周縁に沿って環状空間室を形成し、カッタヘッドに環状空間室から前方に出退自在なカッタ体を設け、環状空間室に配置されてカッタ体を出退させる多段作動装置をカッタヘッドに設けたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３３３５５０５号（図２）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−３２６７６号（図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、通常掘削時には切削リングをシールド本体のスキンプレート内に収納しておき、既設構造物が接近すると、掘削を停止し、カッタスポークを後退させた後、切削リングを突出させ、さらにカッタスポークを突出させて切削リングに連結する。しかし、切削リングの前方にレキなどの障害物があると、切削リングをスムーズに突出させることができず、無理に突出を行うと切削リングが変形するおそれがあり、このため接続作業が確実性に欠けるという問題がある。また切削リングに旋回力を伝達する部位が、カッタスポークの配置位置に限定されるため、カッタスポークの形状や本数により設計上の制約を受け、設計の自由度が低いという問題があった。
【０００７】
また特許文献２では、旋回状態でカッタ体を突出可能なため、特許文献１のような突出時の障害や旋回駆動力の伝達上の問題はないが、環状空間室の構造上、掘削土砂の流動性が低く、また大きいスペースが必要であるため、小口径のシールド掘進機には適さないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決して、既設構造物に確実に接続ができ、小口径でも適用が可能な接続用シールド掘進機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、新設トンネルを掘削して既設構造物に接続する接続用シールド掘進機であって、シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在なカッタヘッドを設けると共に、当該カッタヘッド後部の圧力室とシールド本体内を区画する隔壁を設置し、当該隔壁の外周部に、シールド本体内に設けられたカッタ駆動装置により回転駆動される駆動リング体をシールド軸心周りに旋回自在に設けるとともに、当該駆動リング体を支持脚部材を介してカッタヘッドに連結し、シールド本体の外周プレートと前記駆動リング体との間に、先端部に切削部材を有する切削接続リングを、シールド軸心方向に出退自在でかつシールド軸心周りに旋回自在に設け、前記駆動リング体に、連結部材により駆動リング体と切削接続リングとを連結離脱自在で、連結時に駆動リング体により連結部材を介して切削接続リングを旋回駆動する連結機構を設け、
切削接続リングに、前記連結部材がシールド軸心方向に摺動自在に係合される連結・出退ガイド部を設け、シールド本体内に、切削接続リングをシールド軸心方向に出退駆動可能な接続リング出退装置を設けたものである。
【００１０】
上記構成によれば、連結機構により駆動リング体と切削接続リングとを連結し、駆動リング体を介して切削接続リングをシールド軸心周りに旋回させつつ、接続リング出退装置により突出させることができる。したがって、シールド本体と既設構造物の間にレキなどの障害物があっても切削部材により切削して確実に既設構造物に到達させることができ、新設トンネルを既設構造物に確実に接続させることができる。また、隔壁に設けられた駆動リング体の任意位置に連結機構を配置することができ、旋回駆動力の伝達位置を任意に設定できて設計上の自由度が高く、必要なスペースも小さく小口径のシールド掘進機に適用することができる。また、連結機構の連結部材を直接連結・出退ガイド部を介して切削接続リングに係合させるので、構造部材を削減して構造を簡略化することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、新設トンネルを掘削して既設構造物に接続する接続用シールド掘進機であって、シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在なカッタヘッドを設けると共に、当該カッタヘッド後部の圧力室とシールド本体内を区画する隔壁を設置し、当該隔壁の外周部に、シールド本体内に設けられたカッタ駆動装置により回転駆動される駆動リング体をシールド軸心周りに旋回自在に設けるとともに、当該駆動リング体を支持脚部材を介してカッタヘッドに連結し、シールド本体の外周プレートと前記駆動リング体との間に、先端部に切削部材を有する切削接続リングをシールド軸心方向に出退自在でかつシールド軸心周りに旋回自在に設け、当該切削接続リングの内周部に、切削接続リングをシールド軸心方向に出退自在に支持しかつシールド軸心周りに回り止めする出退ガイド部を介して中間リングを設け、駆動リング体に、連結部材により駆動リング体と中間リングとを連結離脱自在で、連結時に駆動リング体により前記連結部材および前記中間リングを介して切削接続リングをシールド軸心周りに旋回駆動する連結機構を設け、シールド本体内に、切削接続リングを出退駆動可能な接続リング出退装置を設けたものである。
【００１２】
上記構成によれば、請求項１の作用効果に加えて、通常掘削時には、連結機構が分離されて駆動リング体は旋回されるが、出退ガイド部を介して中間リングが停止された状態となるので、取り込まれた掘削土砂が中間リング体に対して共回りすることがなく、土砂の攪拌が促進されて流動性が向上される。したがって、小口径でスクリュー式排土装置により土砂を排出する土圧式シールドであっても、掘削土砂を閉塞することなく排出することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、接続リング出退装置の出力端に、切削接続リングをシールド軸心周りに旋回移動自在に支持して推力を伝達可能な軸受部材を介在させたものである。
上記構成によれば、接続リング出退装置により軸受部材を介して切削接続リングを旋回させつつ突出駆動することができ、接続の確実性を向上させることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成において、切削接続リングに、先端部に開口された注液通路を形成し、給液装置を軸受部材を介して前記注液通路に接続したものである。
請求項５記載の発明は、切削接続リングに、先端部に開口されて基端側外周部に開口する注液通路を形成し、切削接続リングと外周プレートの間に、切削接続リングの出退移動範囲で前記注液通路に連通する給液室を形成したものである。
【００１７】
上記請求項４または５記載の構成によれば、軸受部材または給液室を介して切削接続リングに形成された注液通路を介して先端部に薬液や水などの液を供給可能としたので、切削接続リングの掘削部材の冷却や掘削くずの排出を効果的に行うことができ、また接続作業時に切削接続リングの先端部に隙間があっても、注液通路から切削接続リングの先端部に充填材（薬液）を供給して効果的に止水することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る接続用シールド掘進機の第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、前胴２と後胴３からなるシールド本体１の前胴２の前部には、スポーク式のカッタヘッド４が回転自在に支持され、前胴２のスキンプレート５の前部内周に本発明に係る接続装置６が設けられている。
【００２０】
前胴２と後胴３は球面継手７を介して所定範囲で傾動自在に連結され、前胴２と後胴３との間に接続された傾動ジャッキ８により新設トンネルの旋回半径に応じて傾斜される。後胴３内には、セグメントＳを組み立てるエレクタ装置９と、エレクタ装置９により組み立てられたセグメントＳを反力受としてシールド本体１を推進させる複数の推進ジャッキ１０が設けられている。
【００２１】
前胴２の前部には、カッタヘッド４の後部に圧力室２０を形成する隔壁１１が配設され、この隔壁１１は後方に伸びる支持部材１２により前胴２のスキンプレート５に支持されている。また隔壁１１の外周部には、旋回軸受１３を介して駆動リング体１４が回転自在に支持され、駆動リング体１４とカッタヘッド４とが複数の支持脚（支持脚部材）１５により連結固定されている。またカッタ駆動装置１６は、図３，図４に示すように、隔壁１１の背面に取り付けられたギヤボックス１６ａと、ギヤボックス１６ａに設けられた複数のカッタ回転駆動装置（油圧モータ）１６ｂと、駆動リング体１４に旋回軸受１３の旋回リング１３ａを介して背面側に取り付けられたリングギヤ１６ｃと、カッタ回転駆動装置（油圧モータ）１６ｂにより回転駆動されてリングギヤ１６ｃに噛合するカッタ駆動ピニオン１６ｄとで構成されている。１８はカッタヘッド４の後部からシールド軸心Ｏに沿って隔壁１１に貫設された回転継手で、カッタヘッド４内の機器に油圧や電気を供給する配管や、機器の制御信号を送受するケーブルを内装したものである。
【００２２】
また隔壁１１の下部には、ケーシング内にリボンスクリューを回転自在に配置したスクリュー式排土装置１７が貫設され、切り羽の崩壊土圧を保持しつつ、圧力室２０に取り込まれた掘削土砂を排出する土圧式シールドに構成されている。
【００２３】
前記カッタヘッド４は、図２に示すように、センタビット２２を有するセンタ部材２１から一定角度ごと（図では９０度ごと）に半径方向に張り出されたカッタスポーク２３Ａ，２３Ｂを具備し、各カッタスポーク２３Ａ，２２Ｂは複数の掘削ビット２４が取り付けられると共に、支持脚１５を介して駆動リング体１４にそれぞれ連結固定されている。また対称位置の２本のカッタスポーク２３Ａは伸縮式に構成され、内蔵された伸縮駆動装置（図示せず）により、先端可動部２３ａを半径方向に伸縮して、前胴２の略外周に沿う掘削位置と、掘削位置から後退して後述する切削接続リング３２が突出可能な後退位置との間で出退させることができる。また残りのカッタスポーク２３Ｂには、掘削刃２５ａを半径方向に出退自在なコピーカッタ装置２５が設けられている。
【００２４】
既設管の管壁などの既設構造物Ｍに接近した到達位置で使用される接続装置６は、図４に示すように、外周プレートであるスキンプレート５の前部内周面に取り付けられた外周ガイド筒３１内に、シール部材と外周軸受を介して切削接続リング３２がシールド軸心Ｏ周りに旋回自在でかつシールド軸心Ｏ方向に出退自在に内嵌され、切削接続リング３２の先端部には、一定間隔ごとに既設構造物Ｍを切削可能な切削部材である切削ビット３２ａが取り付けられている。また駆動リング体１４およびギヤボックス１６ａと切削接続リング３２の間には、中間リング３５がシール部材および軸受部材を介してシールド軸心Ｏ周りに旋回自在で、かつ環状鍔部３５ａを介してシールド軸心Ｏ方向に移動を規制されて嵌合されている。そして切削接続リング３２の内面には、シールド軸心Ｏ方向に沿う複数のキー溝（出退ガイド部）３６Ａが形成されるとともに、中間リング３５に突設された滑りキー（出退ガイド部）３６Ｂがそれぞれキー溝３６Ａに摺動自在に嵌合され、切削接続リング３２が中間リング３５に対して切削接続リング３２が回り止めされている。
【００２５】
また隔壁１１の外周部に全周にわたって設けられた駆動リング体１４内には、シールド軸心Ｏを中心として所定角度（図は６０度）ごとに連結ピン（連結部材）３７を半径方向に出退自在な連結用出退装置（油圧式シリンダ）３８が配設され、前記中間リング３４には、連結ピン３７がそれぞれ嵌合可能な連結用ピン孔（連結部）３９が形成されて連結機構が構成されている。
【００２６】
ところで、前記中間リング３５は、スキンプレート５の先端部に対応してカッタヘッド４の手前近傍まで延設されており、上記連結機構が解除された通常の掘削時には旋回されないため、駆動リング体１４から前方に突出する中間リング３５部分が圧力室２０内の土砂と共回りせずに接触することで、掘削土砂の攪拌および流動性を高めることができ、圧力室２０内での土砂の閉塞を効果的に防止することができるので、スクリュー式排土装置を具備した小径の土圧式シールドにも適用することができる。
【００２７】
さらに前胴２の中間部近傍には、スキンプレート５の内周面に傾動ジャッキ８が接続された支持プレート４１が周方向に沿って突設され、この支持プレート４１に切削接続リング３２を出退可能な複数の接続リング出退装置４２が設けられている。切削接続リング３２の基端部には、切削接続リング３２を旋回移動自在で推進力を伝達可能に支持する軸受部材４３が取り付けられ、この軸受部材４３に接続リング出退装置４２の出力ロッド４２ａが連結されている。
【００２８】
この接続リング出退装置４２は、設置スペースの関係からストロークの小さいシリンダ装置が採用され、複数の連結ロッド４２ａを後端側から継ぎ足すことで切削接続リング３２の突出に必要なストロークを確保している。また機密性の低い滑りキー３６Ｂを設けた関係で、環状の支持部材１２の外周部で切削接続リング３２を収容した空間室４４が水密構造に構成されている。なお、この接続リング出退装置４２を、接続作業に使用しない推進ジャッキ１０を取り外して支持プレート４１に装着し、兼用することもできる。
【００２９】
また図５に示すように、この切削接続リング３２には、既設構造物Ｍを切削中に、切削ビット３２ａを冷却するとともに切り屑を流し出すための潤滑水を供給したり、または切削接続リング３２と既設構造物Ｍとの隙間を埋めるための充填材（薬液）を注入するための注液装置４５が設けられている。この注液装置４５は、切削接続リング３２の先端部に吐出口４６ａが開口された注入孔（注液通路）４６がシールド軸心Ｏ方向に穿設されるとともに、切削接続リング３２の基端部の外周面（または内周面）に給液口４６ｂが開口されている。給液口４６ｂに対応して軸受部材４３には、周方向に沿う環状給液路４６ｃが形成され、供給ポンプ（図示せず）から潤滑水または薬液が供給される可動配管４６ｄから液供給孔４６ｅを介して環状給液路４６ｃに接続されている。したがって、切削接続リング３２が出退移動および旋回されても、軸受部材４３に形成された液供給孔４６ｅおよび環状給液路４６ｃから注入孔４６に潤滑水または薬液を供給することができる。
【００３０】
またこの注液装置４５と異なる他の実施例として、図６に示すように、注液通路を軸受部材４３から迂回させたものに構成することもできる。すなわち、この注液装置４７は、スキンプレート５と切削接続リング３２の空間部で外周ガイド筒３１と軸受部材４３の間に環状給液室４８を構成し、切削接続リング３２の先端部に吐出口４９ａが開口された注入孔（注液通路）４９の給液口４９ｂを環状給液室４８に臨んで開口させている。また供給ポンプ（図示せず）から潤滑水または薬液が供給される配管４９ｃは、スキンプレート５に穿設された液供給孔４９ｄを介して環状給液室４８に接続されて構成されている。したがって、切削接続リング３２が出退移動および旋回されても、給液室４８から注入孔４９に潤滑水または薬液を供給することができる。
【００３１】
上記構成におけるシールド掘進機による既設構造物Ｍへの接続作業を説明する。 切削接続リング３２が前胴２内に収容され、連結用出退装置３８の連結ピン３７が連結用ピン孔３９から離脱された状態で、カッタ駆動装置１６により駆動リング体１４が旋回駆動され、支持脚１５を介してカッタヘッド４が旋回駆動され、新設トンネルが掘削される。
【００３２】
シールド掘進機が既設構造物Ｍに接近し到達位置に達すると、推進を停止させ、連結ピン３７が連結用ピン孔３９に対向する位置でカッタ駆動装置１６を停止させる。そして、連結用出退装置３８により連結ピン３７を突出させて連結用ピン孔３９に嵌合させ、駆動リング体１４と切削接続リング３２とを連結する。さらに、カッタスポーク２３Ａの先端可動部３２ａを後退させた後、カッタ駆動装置１６を再起動してカッタヘッド４と切削接続リング３２とを旋回駆動するとともに、接続リング出退装置４２を駆動して切削接続リング３２を突出させる。また、必要に応じて注液装置４５から潤滑水を切削接続リング３２の先端部に供給し、既設構造物Ｍの切削を行う。この時、推進ジャッキ１０は停止されてカッタヘッド４およびシールド本体１が前進されることはない。
【００３３】
そして切削接続リング３２により既設構造物Ｍが切削されて突出限近傍に達すると、既設構造物Ｍが完全に切断されていない状態でも、既設構造物Ｍ内から障害構造物を取り除き、さらに切削接続リング３２および前胴２および後胴３のスキンプレート５を残してシールド掘進機を撤去し、新設トンネルを既設構造物Ｍに接続する。この時、切削接続リング３２と既設構造物Ｍとの間に隙間が生じ、漏水のおそれがある場合には、必要に応じて注液装置４５から発泡剤などの薬液を切削接続リング３２の先端部に供給して止水することができる。
【００３４】
上記実施の形態によれば、連結用出退装置３８および連結ピン３７からなる連結機構により駆動リング体１４と切削接続リング３２とを連結し、駆動リング体１４を介して切削接続リング３２をシールド軸心Ｏ周りに旋回させるとともに、接続リング出退装置４２の出力ロッド４２ａに軸受部材４３を介して切削接続リング３２の基端部を周方向に移動自在でかつ推力を伝達して突出駆動することができ、これにより、シールド本体１と既設構造物Ｍの間にレキなどの障害物があっても切削ビット３２ａにより切削して確実に既設構造物Ｍに到達させることができ、切削接続リング３２により既設構造物Ｍに新設トンネルを接続することができる。また、駆動リング体１４の任意位置に連結用出退装置３８および連結ピン３７を設置することができ、旋回駆動力の伝達位置を任意に設定できて設計上の自由度が高く、必要なスペースも小さく小口径のシールド掘進機に適用することができる。
【００３５】
また切削接続リング３２の内周部に、駆動リング体１４に対して周方向に回転自在な中間リング３５を設け、中間リング３５の連結用ピン孔３９に連結ピン３７を嵌合して駆動リング体１４を切削接続リング３２に連結離脱自在に構成したので、通常掘削時には、連結機構が解除された中間リング３５は、駆動リング体１４に対して停止されるので、取り込まれた掘削土砂が中間リング体３５に対して共回りすることがなく、圧力室２０内での掘削土砂の攪拌が促進されて流動性が向上される。したがって、小口径でスクリュー式排土装置により土砂を排出する土圧式シールドであっても、掘削土砂を閉塞することなく排出することができる。
【００３６】
さらに、旋回および突出される切削接続リング３２に注液孔４６，４９を形成し、軸受部材４３の環状給液路４６ｃまたは環状給液室４８を介して潤滑水または薬液を注液孔４６から切削接続リング３２の先端部に供給することができるので、既設構造物Ｍを切削中の切削ビット３２ａを効果的に冷却し、切削くずを洗い流すことができ、効率良く既設構造物Ｍを切削することができる。また切削接続リング３２の先端部と既設構造物Ｍの間に隙間が生じることがあっても、注液孔４６，４９から充填剤を注入してシールすることができ、能率よく安全に接続作業を行うことができる。
【００３７】
次に接続用シールド掘進機の第２の実施の形態を図７に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における中間リング３５を省略したもので、連結機構を構成する連結ピン３７を嵌合する連結・出退ガイド溝（連結・出退ガイド部）６１が、切削接続リング３２の内面にシールド軸心Ｏ方向に沿って形成され、連結用出退装置３８により連結ピン（連結部材）３７を連結・出退ガイド溝６１に摺動自在に嵌合することで、駆動リング体１４に切削接続リング３２がシールド軸心方向にのみ摺動自在に連結することができる。
【００３８】
また駆動リング体１４のリング状の外周プレート６２は、スキンプレート５に対応して、カッタヘッド４の手前近傍まで延設され、切削接続リング３２の内面が圧力室２０に露出しないように構成されている。
【００３９】
上記構成において、シールド掘進機が到達位置に達すると、推進を停止させ、連結ピン３７が連結・出退ガイド溝６１に対向する位置でカッタ駆動装置１６を停止させる。そして、連結用出退装置３８により連結ピン３７を出退して連結・出退ガイド溝６１に嵌合させ、駆動リング体１４と切削接続リング３２とをシールド軸心Ｏ方向にのみ移動（摺動）自在に連結する。そして、カッタスポーク２３Ａの先端可動部３２ａを後退させた後、カッタ駆動装置１６を再起動してカッタヘッド４と切削接続リング３２とを旋回駆動するとともに、接続リング出退装置４２を進展して切削接続リング３２を突出させる。
【００４０】
上記実施の形態によれば、連結機構の連結用ピン３７を直接連結・出退ガイド溝６１にシールド軸心Ｏ方向にのみ摺動自在に嵌合させて、駆動リング体１４と切削接続リング３２とを連結するように構成したので、第２の実施の形態に比較して、部材を削減することができ、構造を簡略化することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、連結機構により駆動リング体と切削接続リングとを連結し、駆動リング体を介して切削接続リングをシールド軸心周りに旋回させつつ、接続リング出退装置により突出させることができる。したがって、シールド本体と既設構造物の間にレキなどの障害物があっても切削部材により切削して確実に既設構造物に到達させることができ、新設トンネルを既設構造物に確実に接続させることができる。また、隔壁に設けられた駆動リング体の任意位置に連結機構を配置することができ、旋回駆動力の伝達位置を任意に設定できて設計上の自由度が高く、必要なスペースも小さく小口径のシールド掘進機に適用することができる。また、連結機構の連結部材を直接連結・出退ガイド部を介して切削接続リングに係合させるので、構造部材を削減して構造を簡略化することができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の作用効果に加えて、通常掘削時には、連結機構が分離されて駆動リング体は旋回されるが、出退ガイド部を介して中間リングが停止された状態となるので、取り込まれた掘削土砂が中間リング体に対して共回りすることがなく、土砂の攪拌が促進されて流動性が向上される。したがって、小口径でスクリュー式排土装置により土砂を排出する土圧式シールドであっても、掘削土砂を閉塞することなく排出することができる。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば、接続リング出退装置により軸受部材を介して切削接続リングを旋回させつつ突出駆動することができ、接続の確実性を向上させることができる。
【００４５】
請求項４または５の構成によれば、軸受部材または給液室を介して切削接続リングに形成された注液通路を介して先端部に薬液や水などの液を供給可能としたので、切削接続リングの掘削部材の冷却や掘削くずの排出を効果的に行うことができ、また接続作業時に切削接続リングの先端部に隙間があっても、注液通路から切削接続リングの先端部に充填材（薬液）を供給して効果的に止水することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールド掘進機の実施の形態を示し、接続状態の全体縦断面図である。
【図２】同シールド掘進機の正面図である。
【図３】同シールド掘進機の前部を示す部分縦断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ同シールド掘進機の接続装置を示し、（ａ）は通常掘削時の部分拡大断面図、（ｂ）は掘削接続リングの進展状態の部分拡大断面図である。
【図５】同シールド掘進機の注液装置を示す縦断面図である。
【図６】同シールド掘進機の注液装置の他の実施例を示す縦断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明に係るシールド掘進機の第２の実施の形態を示し、（ａ）は通常掘削時の接続装置の部分拡大断面図、（ｂ）は接続装置の掘削接続リング進展状態の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｓ セグメント
Ｏ シールド軸心
Ｍ 既設構造物
１ シールド本体
２ 前胴
３ 後胴
４ カッタヘッド
５ スキンプレート
６ 接続装置
７ 球面継手
８ 傾動ジャッキ
９ エレクタ装置
１０ 推進ジャッキ
１１ 隔壁
１２ 支持部材
１３ 旋回軸受
１４ 駆動リング体
１５ 支持脚
１６ カッタ駆動装置
２０ 圧力室
２３Ａ，２３Ｂ カッタスポーク
２３ａ 先端可動部
２５ コピーカッタ装置
３１ 外周ガイド筒
３２ 切削接続リング
３２ａ 切削ビット
３５ 中間リング
３６Ａ キー溝
３６Ｂ 滑りキー
３７ 連結ピン
３８ 連結用出退装置
３９ 連結用ピン孔
４２ 接続リング出退装置
４５ 注液装置
４６ 注入孔
４７ 注液装置
４８ 環状給液室
４９ 注入孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、新設トンネルを既設管の側壁などの既設構造物に接続するための接続用シールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の接続用シールド掘進機には、たとえば特許文献１や特許文献２がある。
特許文献１では、切削リングの旋回駆動力の伝達手段として、伸縮可能なカッタスポーク（カッタヘッド）の先端部を、突出された切削リングに連結して、カッタスポークの旋回駆動力を切削リングに伝達している。
【０００３】
また特許文献２では、シールド本体の前部周縁に沿って環状空間室を形成し、カッタヘッドに環状空間室から前方に出退自在なカッタ体を設け、環状空間室に配置されてカッタ体を出退させる多段作動装置をカッタヘッドに設けたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３３３５５０５号（図２）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−３２６７６号（図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、通常掘削時には切削リングをシールド本体のスキンプレート内に収納しておき、既設構造物が接近すると、掘削を停止し、カッタスポークを後退させた後、切削リングを突出させ、さらにカッタスポークを突出させて切削リングに連結する。しかし、切削リングの前方にレキなどの障害物があると、切削リングをスムーズに突出させることができず、無理に突出を行うと切削リングが変形するおそれがあり、このため接続作業が確実性に欠けるという問題がある。また切削リングに旋回力を伝達する部位が、カッタスポークの配置位置に限定されるため、カッタスポークの形状や本数により設計上の制約を受け、設計の自由度が低いという問題があった。
【０００７】
また特許文献２では、旋回状態でカッタ体を突出可能なため、特許文献１のような突出時の障害や旋回駆動力の伝達上の問題はないが、環状空間室の構造上、掘削土砂の流動性が低く、また大きいスペースが必要であるため、小口径のシールド掘進機には適さないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決して、既設構造物に確実に接続ができ、小口径でも適用が可能な接続用シールド掘進機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、新設トンネルを掘削して既設構造物に接続する接続用シールド掘進機であって、シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在なカッタヘッドを設けると共に、当該カッタヘッド後部の圧力室とシールド本体内を区画する隔壁を設置し、当該隔壁の外周部に、シールド本体内に設けられたカッタ駆動装置により回転駆動される駆動リング体をシールド軸心周りに旋回自在に設けるとともに、当該駆動リング体を支持脚部材を介してカッタヘッドに連結し、シールド本体の外周プレートと前記駆動リング体との間に、先端部に切削部材を有する切削接続リングを、シールド軸心方向に出退自在でかつシールド軸心周りに旋回自在に設け、前記駆動リング体に、連結部材により駆動リング体と切削接続リングとを連結離脱自在で、連結時に駆動リング体により連結部材を介して切削接続リングを旋回駆動する連結機構を設け、
切削接続リングに、前記連結部材がシールド軸心方向に摺動自在に係合される連結・出退ガイド部を設け、シールド本体内に、切削接続リングをシールド軸心方向に出退駆動可能な接続リング出退装置を設けたものである。
【００１０】
上記構成によれば、連結機構により駆動リング体と切削接続リングとを連結し、駆動リング体を介して切削接続リングをシールド軸心周りに旋回させつつ、接続リング出退装置により突出させることができる。したがって、シールド本体と既設構造物の間にレキなどの障害物があっても切削部材により切削して確実に既設構造物に到達させることができ、新設トンネルを既設構造物に確実に接続させることができる。また、隔壁に設けられた駆動リング体の任意位置に連結機構を配置することができ、旋回駆動力の伝達位置を任意に設定できて設計上の自由度が高く、必要なスペースも小さく小口径のシールド掘進機に適用することができる。また、連結機構の連結部材を直接連結・出退ガイド部を介して切削接続リングに係合させるので、構造部材を削減して構造を簡略化することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、新設トンネルを掘削して既設構造物に接続する接続用シールド掘進機であって、シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在なカッタヘッドを設けると共に、当該カッタヘッド後部の圧力室とシールド本体内を区画する隔壁を設置し、当該隔壁の外周部に、シールド本体内に設けられたカッタ駆動装置により回転駆動される駆動リング体をシールド軸心周りに旋回自在に設けるとともに、当該駆動リング体を支持脚部材を介してカッタヘッドに連結し、シールド本体の外周プレートと前記駆動リング体との間に、先端部に切削部材を有する切削接続リングをシールド軸心方向に出退自在でかつシールド軸心周りに旋回自在に設け、当該切削接続リングの内周部に、切削接続リングをシールド軸心方向に出退自在に支持しかつシールド軸心周りに回り止めする出退ガイド部を介して中間リングを設け、駆動リング体に、連結部材により駆動リング体と中間リングとを連結離脱自在で、連結時に駆動リング体により前記連結部材および前記中間リングを介して切削接続リングをシールド軸心周りに旋回駆動する連結機構を設け、シールド本体内に、切削接続リングを出退駆動可能な接続リング出退装置を設けたものである。
【００１２】
上記構成によれば、請求項１の作用効果に加えて、通常掘削時には、連結機構が分離されて駆動リング体は旋回されるが、出退ガイド部を介して中間リングが停止された状態となるので、取り込まれた掘削土砂が中間リング体に対して共回りすることがなく、土砂の攪拌が促進されて流動性が向上される。したがって、小口径でスクリュー式排土装置により土砂を排出する土圧式シールドであっても、掘削土砂を閉塞することなく排出することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、接続リング出退装置の出力端に、切削接続リングをシールド軸心周りに旋回移動自在に支持して推力を伝達可能な軸受部材を介在させたものである。
上記構成によれば、接続リング出退装置により軸受部材を介して切削接続リングを旋回させつつ突出駆動することができ、接続の確実性を向上させることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成において、切削接続リングに、先端部に開口された注液通路を形成し、給液装置を軸受部材を介して前記注液通路に接続したものである。
請求項５記載の発明は、切削接続リングに、先端部に開口されて基端側外周部に開口する注液通路を形成し、切削接続リングと外周プレートの間に、切削接続リングの出退移動範囲で前記注液通路に連通する給液室を形成したものである。
【００１７】
上記請求項４または５記載の構成によれば、軸受部材または給液室を介して切削接続リングに形成された注液通路を介して先端部に薬液や水などの液を供給可能としたので、切削接続リングの掘削部材の冷却や掘削くずの排出を効果的に行うことができ、また接続作業時に切削接続リングの先端部に隙間があっても、注液通路から切削接続リングの先端部に充填材（薬液）を供給して効果的に止水することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る接続用シールド掘進機の第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、前胴２と後胴３からなるシールド本体１の前胴２の前部には、スポーク式のカッタヘッド４が回転自在に支持され、前胴２のスキンプレート５の前部内周に本発明に係る接続装置６が設けられている。
【００２０】
前胴２と後胴３は球面継手７を介して所定範囲で傾動自在に連結され、前胴２と後胴３との間に接続された傾動ジャッキ８により新設トンネルの旋回半径に応じて傾斜される。後胴３内には、セグメントＳを組み立てるエレクタ装置９と、エレクタ装置９により組み立てられたセグメントＳを反力受としてシールド本体１を推進させる複数の推進ジャッキ１０が設けられている。
【００２１】
前胴２の前部には、カッタヘッド４の後部に圧力室２０を形成する隔壁１１が配設され、この隔壁１１は後方に伸びる支持部材１２により前胴２のスキンプレート５に支持されている。また隔壁１１の外周部には、旋回軸受１３を介して駆動リング体１４が回転自在に支持され、駆動リング体１４とカッタヘッド４とが複数の支持脚（支持脚部材）１５により連結固定されている。またカッタ駆動装置１６は、図３，図４に示すように、隔壁１１の背面に取り付けられたギヤボックス１６ａと、ギヤボックス１６ａに設けられた複数のカッタ回転駆動装置（油圧モータ）１６ｂと、駆動リング体１４に旋回軸受１３の旋回リング１３ａを介して背面側に取り付けられたリングギヤ１６ｃと、カッタ回転駆動装置（油圧モータ）１６ｂにより回転駆動されてリングギヤ１６ｃに噛合するカッタ駆動ピニオン１６ｄとで構成されている。１８はカッタヘッド４の後部からシールド軸心Ｏに沿って隔壁１１に貫設された回転継手で、カッタヘッド４内の機器に油圧や電気を供給する配管や、機器の制御信号を送受するケーブルを内装したものである。
【００２２】
また隔壁１１の下部には、ケーシング内にリボンスクリューを回転自在に配置したスクリュー式排土装置１７が貫設され、切り羽の崩壊土圧を保持しつつ、圧力室２０に取り込まれた掘削土砂を排出する土圧式シールドに構成されている。
【００２３】
前記カッタヘッド４は、図２に示すように、センタビット２２を有するセンタ部材２１から一定角度ごと（図では９０度ごと）に半径方向に張り出されたカッタスポーク２３Ａ，２３Ｂを具備し、各カッタスポーク２３Ａ，２２Ｂは複数の掘削ビット２４が取り付けられると共に、支持脚１５を介して駆動リング体１４にそれぞれ連結固定されている。また対称位置の２本のカッタスポーク２３Ａは伸縮式に構成され、内蔵された伸縮駆動装置（図示せず）により、先端可動部２３ａを半径方向に伸縮して、前胴２の略外周に沿う掘削位置と、掘削位置から後退して後述する切削接続リング３２が突出可能な後退位置との間で出退させることができる。また残りのカッタスポーク２３Ｂには、掘削刃２５ａを半径方向に出退自在なコピーカッタ装置２５が設けられている。
【００２４】
既設管の管壁などの既設構造物Ｍに接近した到達位置で使用される接続装置６は、図４に示すように、外周プレートであるスキンプレート５の前部内周面に取り付けられた外周ガイド筒３１内に、シール部材と外周軸受を介して切削接続リング３２がシールド軸心Ｏ周りに旋回自在でかつシールド軸心Ｏ方向に出退自在に内嵌され、切削接続リング３２の先端部には、一定間隔ごとに既設構造物Ｍを切削可能な切削部材である切削ビット３２ａが取り付けられている。また駆動リング体１４およびギヤボックス１６ａと切削接続リング３２の間には、中間リング３５がシール部材および軸受部材を介してシールド軸心Ｏ周りに旋回自在で、かつ環状鍔部３５ａを介してシールド軸心Ｏ方向に移動を規制されて嵌合されている。そして切削接続リング３２の内面には、シールド軸心Ｏ方向に沿う複数のキー溝（出退ガイド部）３６Ａが形成されるとともに、中間リング３５に突設された滑りキー（出退ガイド部）３６Ｂがそれぞれキー溝３６Ａに摺動自在に嵌合され、切削接続リング３２が中間リング３５に対して切削接続リング３２が回り止めされている。
【００２５】
また隔壁１１の外周部に全周にわたって設けられた駆動リング体１４内には、シールド軸心Ｏを中心として所定角度（図は６０度）ごとに連結ピン（連結部材）３７を半径方向に出退自在な連結用出退装置（油圧式シリンダ）３８が配設され、前記中間リング３４には、連結ピン３７がそれぞれ嵌合可能な連結用ピン孔（連結部）３９が形成されて連結機構が構成されている。
【００２６】
ところで、前記中間リング３５は、スキンプレート５の先端部に対応してカッタヘッド４の手前近傍まで延設されており、上記連結機構が解除された通常の掘削時には旋回されないため、駆動リング体１４から前方に突出する中間リング３５部分が圧力室２０内の土砂と共回りせずに接触することで、掘削土砂の攪拌および流動性を高めることができ、圧力室２０内での土砂の閉塞を効果的に防止することができるので、スクリュー式排土装置を具備した小径の土圧式シールドにも適用することができる。
【００２７】
さらに前胴２の中間部近傍には、スキンプレート５の内周面に傾動ジャッキ８が接続された支持プレート４１が周方向に沿って突設され、この支持プレート４１に切削接続リング３２を出退可能な複数の接続リング出退装置４２が設けられている。切削接続リング３２の基端部には、切削接続リング３２を旋回移動自在で推進力を伝達可能に支持する軸受部材４３が取り付けられ、この軸受部材４３に接続リング出退装置４２の出力ロッド４２ａが連結されている。
【００２８】
この接続リング出退装置４２は、設置スペースの関係からストロークの小さいシリンダ装置が採用され、複数の連結ロッド４２ａを後端側から継ぎ足すことで切削接続リング３２の突出に必要なストロークを確保している。また機密性の低い滑りキー３６Ｂを設けた関係で、環状の支持部材１２の外周部で切削接続リング３２を収容した空間室４４が水密構造に構成されている。なお、この接続リング出退装置４２を、接続作業に使用しない推進ジャッキ１０を取り外して支持プレート４１に装着し、兼用することもできる。
【００２９】
また図５に示すように、この切削接続リング３２には、既設構造物Ｍを切削中に、切削ビット３２ａを冷却するとともに切り屑を流し出すための潤滑水を供給したり、または切削接続リング３２と既設構造物Ｍとの隙間を埋めるための充填材（薬液）を注入するための注液装置４５が設けられている。この注液装置４５は、切削接続リング３２の先端部に吐出口４６ａが開口された注入孔（注液通路）４６がシールド軸心Ｏ方向に穿設されるとともに、切削接続リング３２の基端部の外周面（または内周面）に給液口４６ｂが開口されている。給液口４６ｂに対応して軸受部材４３には、周方向に沿う環状給液路４６ｃが形成され、供給ポンプ（図示せず）から潤滑水または薬液が供給される可動配管４６ｄから液供給孔４６ｅを介して環状給液路４６ｃに接続されている。したがって、切削接続リング３２が出退移動および旋回されても、軸受部材４３に形成された液供給孔４６ｅおよび環状給液路４６ｃから注入孔４６に潤滑水または薬液を供給することができる。
【００３０】
またこの注液装置４５と異なる他の実施例として、図６に示すように、注液通路を軸受部材４３から迂回させたものに構成することもできる。すなわち、この注液装置４７は、スキンプレート５と切削接続リング３２の空間部で外周ガイド筒３１と軸受部材４３の間に環状給液室４８を構成し、切削接続リング３２の先端部に吐出口４９ａが開口された注入孔（注液通路）４９の給液口４９ｂを環状給液室４８に臨んで開口させている。また供給ポンプ（図示せず）から潤滑水または薬液が供給される配管４９ｃは、スキンプレート５に穿設された液供給孔４９ｄを介して環状給液室４８に接続されて構成されている。したがって、切削接続リング３２が出退移動および旋回されても、給液室４８から注入孔４９に潤滑水または薬液を供給することができる。
【００３１】
上記構成におけるシールド掘進機による既設構造物Ｍへの接続作業を説明する。 切削接続リング３２が前胴２内に収容され、連結用出退装置３８の連結ピン３７が連結用ピン孔３９から離脱された状態で、カッタ駆動装置１６により駆動リング体１４が旋回駆動され、支持脚１５を介してカッタヘッド４が旋回駆動され、新設トンネルが掘削される。
【００３２】
シールド掘進機が既設構造物Ｍに接近し到達位置に達すると、推進を停止させ、連結ピン３７が連結用ピン孔３９に対向する位置でカッタ駆動装置１６を停止させる。そして、連結用出退装置３８により連結ピン３７を突出させて連結用ピン孔３９に嵌合させ、駆動リング体１４と切削接続リング３２とを連結する。さらに、カッタスポーク２３Ａの先端可動部３２ａを後退させた後、カッタ駆動装置１６を再起動してカッタヘッド４と切削接続リング３２とを旋回駆動するとともに、接続リング出退装置４２を駆動して切削接続リング３２を突出させる。また、必要に応じて注液装置４５から潤滑水を切削接続リング３２の先端部に供給し、既設構造物Ｍの切削を行う。この時、推進ジャッキ１０は停止されてカッタヘッド４およびシールド本体１が前進されることはない。
【００３３】
そして切削接続リング３２により既設構造物Ｍが切削されて突出限近傍に達すると、既設構造物Ｍが完全に切断されていない状態でも、既設構造物Ｍ内から障害構造物を取り除き、さらに切削接続リング３２および前胴２および後胴３のスキンプレート５を残してシールド掘進機を撤去し、新設トンネルを既設構造物Ｍに接続する。この時、切削接続リング３２と既設構造物Ｍとの間に隙間が生じ、漏水のおそれがある場合には、必要に応じて注液装置４５から発泡剤などの薬液を切削接続リング３２の先端部に供給して止水することができる。
【００３４】
上記実施の形態によれば、連結用出退装置３８および連結ピン３７からなる連結機構により駆動リング体１４と切削接続リング３２とを連結し、駆動リング体１４を介して切削接続リング３２をシールド軸心Ｏ周りに旋回させるとともに、接続リング出退装置４２の出力ロッド４２ａに軸受部材４３を介して切削接続リング３２の基端部を周方向に移動自在でかつ推力を伝達して突出駆動することができ、これにより、シールド本体１と既設構造物Ｍの間にレキなどの障害物があっても切削ビット３２ａにより切削して確実に既設構造物Ｍに到達させることができ、切削接続リング３２により既設構造物Ｍに新設トンネルを接続することができる。また、駆動リング体１４の任意位置に連結用出退装置３８および連結ピン３７を設置することができ、旋回駆動力の伝達位置を任意に設定できて設計上の自由度が高く、必要なスペースも小さく小口径のシールド掘進機に適用することができる。
【００３５】
また切削接続リング３２の内周部に、駆動リング体１４に対して周方向に回転自在な中間リング３５を設け、中間リング３５の連結用ピン孔３９に連結ピン３７を嵌合して駆動リング体１４を切削接続リング３２に連結離脱自在に構成したので、通常掘削時には、連結機構が解除された中間リング３５は、駆動リング体１４に対して停止されるので、取り込まれた掘削土砂が中間リング体３５に対して共回りすることがなく、圧力室２０内での掘削土砂の攪拌が促進されて流動性が向上される。したがって、小口径でスクリュー式排土装置により土砂を排出する土圧式シールドであっても、掘削土砂を閉塞することなく排出することができる。
【００３６】
さらに、旋回および突出される切削接続リング３２に注液孔４６，４９を形成し、軸受部材４３の環状給液路４６ｃまたは環状給液室４８を介して潤滑水または薬液を注液孔４６から切削接続リング３２の先端部に供給することができるので、既設構造物Ｍを切削中の切削ビット３２ａを効果的に冷却し、切削くずを洗い流すことができ、効率良く既設構造物Ｍを切削することができる。また切削接続リング３２の先端部と既設構造物Ｍの間に隙間が生じることがあっても、注液孔４６，４９から充填剤を注入してシールすることができ、能率よく安全に接続作業を行うことができる。
【００３７】
次に接続用シールド掘進機の第２の実施の形態を図７に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における中間リング３５を省略したもので、連結機構を構成する連結ピン３７を嵌合する連結・出退ガイド溝（連結・出退ガイド部）６１が、切削接続リング３２の内面にシールド軸心Ｏ方向に沿って形成され、連結用出退装置３８により連結ピン（連結部材）３７を連結・出退ガイド溝６１に摺動自在に嵌合することで、駆動リング体１４に切削接続リング３２がシールド軸心方向にのみ摺動自在に連結することができる。
【００３８】
また駆動リング体１４のリング状の外周プレート６２は、スキンプレート５に対応して、カッタヘッド４の手前近傍まで延設され、切削接続リング３２の内面が圧力室２０に露出しないように構成されている。
【００３９】
上記構成において、シールド掘進機が到達位置に達すると、推進を停止させ、連結ピン３７が連結・出退ガイド溝６１に対向する位置でカッタ駆動装置１６を停止させる。そして、連結用出退装置３８により連結ピン３７を出退して連結・出退ガイド溝６１に嵌合させ、駆動リング体１４と切削接続リング３２とをシールド軸心Ｏ方向にのみ移動（摺動）自在に連結する。そして、カッタスポーク２３Ａの先端可動部３２ａを後退させた後、カッタ駆動装置１６を再起動してカッタヘッド４と切削接続リング３２とを旋回駆動するとともに、接続リング出退装置４２を進展して切削接続リング３２を突出させる。
【００４０】
上記実施の形態によれば、連結機構の連結用ピン３７を直接連結・出退ガイド溝６１にシールド軸心Ｏ方向にのみ摺動自在に嵌合させて、駆動リング体１４と切削接続リング３２とを連結するように構成したので、第２の実施の形態に比較して、部材を削減することができ、構造を簡略化することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、連結機構により駆動リング体と切削接続リングとを連結し、駆動リング体を介して切削接続リングをシールド軸心周りに旋回させつつ、接続リング出退装置により突出させることができる。したがって、シールド本体と既設構造物の間にレキなどの障害物があっても切削部材により切削して確実に既設構造物に到達させることができ、新設トンネルを既設構造物に確実に接続させることができる。また、隔壁に設けられた駆動リング体の任意位置に連結機構を配置することができ、旋回駆動力の伝達位置を任意に設定できて設計上の自由度が高く、必要なスペースも小さく小口径のシールド掘進機に適用することができる。また、連結機構の連結部材を直接連結・出退ガイド部を介して切削接続リングに係合させるので、構造部材を削減して構造を簡略化することができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の作用効果に加えて、通常掘削時には、連結機構が分離されて駆動リング体は旋回されるが、出退ガイド部を介して中間リングが停止された状態となるので、取り込まれた掘削土砂が中間リング体に対して共回りすることがなく、土砂の攪拌が促進されて流動性が向上される。したがって、小口径でスクリュー式排土装置により土砂を排出する土圧式シールドであっても、掘削土砂を閉塞することなく排出することができる。
【００４３】
請求項３記載の発明によれば、接続リング出退装置により軸受部材を介して切削接続リングを旋回させつつ突出駆動することができ、接続の確実性を向上させることができる。
【００４５】
請求項４または５の構成によれば、軸受部材または給液室を介して切削接続リングに形成された注液通路を介して先端部に薬液や水などの液を供給可能としたので、切削接続リングの掘削部材の冷却や掘削くずの排出を効果的に行うことができ、また接続作業時に切削接続リングの先端部に隙間があっても、注液通路から切削接続リングの先端部に充填材（薬液）を供給して効果的に止水することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールド掘進機の実施の形態を示し、接続状態の全体縦断面図である。
【図２】同シールド掘進機の正面図である。
【図３】同シールド掘進機の前部を示す部分縦断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ同シールド掘進機の接続装置を示し、（ａ）は通常掘削時の部分拡大断面図、（ｂ）は掘削接続リングの進展状態の部分拡大断面図である。
【図５】同シールド掘進機の注液装置を示す縦断面図である。
【図６】同シールド掘進機の注液装置の他の実施例を示す縦断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明に係るシールド掘進機の第２の実施の形態を示し、（ａ）は通常掘削時の接続装置の部分拡大断面図、（ｂ）は接続装置の掘削接続リング進展状態の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｓ セグメント
Ｏ シールド軸心
Ｍ 既設構造物
１ シールド本体
２ 前胴
３ 後胴
４ カッタヘッド
５ スキンプレート
６ 接続装置
７ 球面継手
８ 傾動ジャッキ
９ エレクタ装置
１０ 推進ジャッキ
１１ 隔壁
１２ 支持部材
１３ 旋回軸受
１４ 駆動リング体
１５ 支持脚
１６ カッタ駆動装置
２０ 圧力室
２３Ａ，２３Ｂ カッタスポーク
２３ａ 先端可動部
２５ コピーカッタ装置
３１ 外周ガイド筒
３２ 切削接続リング
３２ａ 切削ビット
３５ 中間リング
３６Ａ キー溝
３６Ｂ 滑りキー
３７ 連結ピン
３８ 連結用出退装置
３９ 連結用ピン孔
４２ 接続リング出退装置
４５ 注液装置
４６ 注入孔
４７ 注液装置
４８ 環状給液室
４９ 注入孔
Claims (5)
- 新設トンネルを掘削して既設構造物に接続する接続用シールド掘進機であって、
シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在なカッタヘッドを設けると共に、当該カッタヘッド後部の圧力室とシールド本体内を区画する隔壁を設置し、
当該隔壁の外周部に、シールド本体内に設けられたカッタ駆動装置により回転駆動される駆動リング体をシールド軸心周りに旋回自在に設けるとともに、当該駆動リング体を支持脚部材を介してカッタヘッドに連結し、
シールド本体の外周プレートと前記駆動リング体との間に、先端部に切削部材を有する切削接続リングを、シールド軸心方向に出退自在でかつシールド軸心周りに旋回自在に設け、
前記駆動リング体に、連結部材により駆動リング体と切削接続リングとを連結離脱自在で、連結時に駆動リング体により連結部材を介して切削接続リングを旋回駆動する連結機構を設け、
切削接続リングに、前記連結部材がシールド軸心方向に摺動自在に係合される連結・出退ガイド部を設け、
シールド本体内に、切削接続リングをシールド軸心方向に出退駆動可能な接続リング出退装置を設けた
ことを特徴とする接続用シールド掘進機。 - 新設トンネルを掘削して既設構造物に接続する接続用シールド掘進機であって、
シールド本体の前部にシールド軸心周りに回転自在なカッタヘッドを設けると共に、当該カッタヘッド後部の圧力室とシールド本体内を区画する隔壁を設置し、
当該隔壁の外周部に、シールド本体内に設けられたカッタ駆動装置により回転駆動される駆動リング体をシールド軸心周りに旋回自在に設けるとともに、当該駆動リング体を支持脚部材を介してカッタヘッドに連結し、
シールド本体の外周プレートと前記駆動リング体との間に、先端部に切削部材を有する切削接続リングをシールド軸心方向に出退自在でかつシールド軸心周りに旋回自在に設け、
当該切削接続リングの内周部に、切削接続リングをシールド軸心方向に出退自在に支持しかつシールド軸心周りに回り止めする出退ガイド部を介して中間リングを設け、
駆動リング体に、連結部材により駆動リング体と中間リングとを連結離脱自在で、連結時に駆動リング体により前記連結部材および前記中間リングを介して切削接続リングをシールド軸心周りに旋回駆動する連結機構を設け、
シールド本体内に、切削接続リングを出退駆動可能な接続リング出退装置を設けた
ことを特徴とする接続用シールド掘進機。 - 接続リング出退装置の出力端に、切削接続リングをシールド軸心周りに旋回移動自在に支持して推力を伝達可能な軸受部材を介在させた
ことを特徴とする請求項１または２記載の接続用シールド掘進機。 - 切削接続リングに、先端部に開口された注液通路を形成し、
給液装置を軸受部材を介して前記注液通路に接続した
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接続用シールド掘進機。 - 切削接続リングに、先端部に開口されて基端側外周部に開口する注液通路を形成し、
切削接続リングと外周プレートの間に、切削接続リングの出退移動範囲で前記注液通路に連通する給液室を形成した
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接続用シールド掘進機。
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