JPS62288298A - シ−ルド掘進機のカツタ装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 この発明は、地中にトンネルを建設する際に用いるシー
ルド掘進機のカッタ装置に関する。

「従来の技術」 本出願人は、先にシールド・トンネルの地中接合工法を
提供した。

この工法は、スキンプレートの先端部が外筒と内筒とに
より二重に形成されていると共に前記外筒及び内筒の間
に貫入リングが格納されている第１のシールド掘進機及
びスキンプレートの先端部が面記第１のシールド掘進機
と同径の外筒と内筒とにより二重に形成された第２のシ
ールド掘進機を１組として築造すべきトンネルを途中で
接合さ仕るへく両端側からそれぞれトンネルを掘削する
工程と、該トンネル掘削工程終了直面において、１１丁
ｊ記第１のシールド掘進機の貫入リングを該第１のシー
ルド掘進機の軸線にｌｆ）って油力にＪ７．ＩＩ動ざＵ
・、前記貫入リングにより前記第１及び第２のシールド
掘進機の間に残されたトンネル接合部の地山を覆う工程
と、該工程終了後、面記第１及び第２のシールド掘進機
のスキンプレートを残したままシールド掘進機を解体し
て、該接合部の地山を掘削し、更に前記スキンプレート
の内面にコンクリートを打設して前記接合部の壁面を覆
工する工程とからなるしのである。

このトノネルの地中接合工法において、最ら重要な工程
の一つか前記、「第１のシールド掘進機の貫入リングを
該第１のシールド掘進機の軸線に沿って０７１方に摺動
させ、前記貫入リングにより前記第１＆び第２のシール
ド掘進機の間に残されｆこトンネル接合部の地山を覆う
工程」である。そして、二の工程の中で貫入リングを押
出す際に、貫入リングがカッタ装置の先端部に当たらな
いように、カッタ装置の先端部をスキンプレートの径方
向に縮小させる必要がある。

従来、この種の先端部がスキンプレートの径方向に伸縮
可能なカッタ装置としては、外周部にコピーカッタを備
えたカッタ装置が知られている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来のカッタ装置のコピーカッタは、シ
ールド掘進機の方向制御を目的とする乙のであり、シー
ルド掘進機を旋回さける方向の地山を余掘りするための
装置である。したがって、コピーカッタは方向を変えろ
時以外の通常掘削時には使用不可能であるとと乙に、コ
ピーカッタを備えたカッタ装置は外周部がスキンプレー
トの外周部と同じ外径に形成されており、コピーカッタ
は旋回可能なようにスキンプレートの外周面よ・つ径方
向外側に少量（約１５ｃｍ程度）の伸縮量しか確保され
ておらず、また、先端部のみにしか切削刃が形成されお
らず、本出願人が提供し１こシールド・トンネルの地中
接合工法のカッタ装置としては不適当であるという問題
点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、スキン
プレートの内周面の内側からスキンプレートの外周面の
外側まで伸縮可能な、即ち、スキンプレートの径方向へ
の大きな伸縮量を有するとともに、カッタの前面に掘削
刃を備えており通常掘削時にも掘削が可能なシールド掘
進機のカッタ装置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、前記問題点を解決するために、スキンプレ
ートの中心軸線上に設けられたセンターシャフトと、こ
のセンターシャフトの先端部から前記スキンプレートの
径方向に放射状に延在するとともに表面に切削刃を備え
たスポークと、このスポークの内部に配設されるととち
にスポークの内部からスキンプレートの径方向に伸縮自
在な先端刃と、この先端刃を前記スポークの内外へ伸縮
させる油圧装置とを具備したことを特徴としている。

この場合、前記先端刃には前面にも切削刃が形成されて
いることが望ましい。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。第１図、第２図は本発明の装置の一実施例を示
すものであり、第３図ないし第６図は、この発明の装置
を用いた場合のシールド・トンネルの地中接合工法の一
例を示すしのである。

まず、第１図、第２図を用いて、シールド掘進機のカッ
タ装置Ｃについて説明すると、シールド掘進機１の円筒
状のスキンプレー）−１ａの中心軸線上にはスキンプレ
ートＩａの油部から先端部か突出するとともに、掘進方
向（矢視Ｘ−Ｙ方向）に移動自在な軸部（センターシャ
フト）３が設けられており、この軸部３の先端部から前
記スキンプレートｌａの径方向に放射状に６本のスポー
ク４，４゜・・・がスキンプレート１ａの内周面の内側
まで延在するとともに、その表面には切削刃５，５．・
・・が固定されている。そして、このスポーク４の内部
にはそれぞれ先端刃６が配設されているとともに、先端
刃６はスキンプレートｌａの外周面の外側まで径方向に
伸縮自在とされており、この先端刃６は油圧装置７によ
ってスポーク４の内外へ伸縮されるようになっている。

さらに、前記先端刃６は、その先端部及び前面に切削刃
８，８．・・・が形成されているとともに、基端部８ａ
が軸体９を介して油圧装置７の油圧ジヤツキ７ａに連結
されている。油圧装置７は、前記油圧ジヤツキ７ａと配
管７　ｂ、　７　ｂ、・・・を介してそれを駆動ざ仕る
パワーユニット７Ｃとから構成されている。

つぎに第３図を用いて本発明のカッタ装置Ｃを備えｆ二
ノールｌ−掘進機について説明すると、符号Ｇは両端部
から掘削してきたノールド・トンネルの接合部付近の地
山であり、この地山Ｇ内では、第１の７一ルド機Ｉがそ
り）面部に設けられたカッタ装置Ｃによ１）、砥面にス
−ｔ　して右側に下ｌのトンネル■゛ａを掘削し、上、
・こ第２のシールド掘進機２がその面部に設けられたカ
ッタ装置Ｃ（前記下１７″）ノールト機と同様の構成）
により左側に能力のトンネルＴｂを掘削している。そし
て、シールド掘進機１の後方に形成され１こトンネル’
Ｉ’　ａの壁面は、このシールド掘進機１の内部で組み
立てられたセグメントＳ　ａ、　Ｓ　ａ、・・・によっ
て１次覆工されていると共に、シールド掘進機２の後方
に形成されたトンネルＴｂの壁面は、このシールド掘進
機２の内部で組み立てられたセグメントｓｂ、ｓｂ、・
・・によって１次覆工が行なわれている。

第１のシールド掘進機ｌのスキンプレート１ａの先端部
１ｂは、スキンプレー１−１ａと同径に形成された外筒
１１と、この外筒ＩＩより小径に形成されｆこ内筒１２
とにより、二重に形成されている。この外筒１１と内筒
１２との間には、円筒状の一体又は複数個に分割された
貫入リング１３が出納されてよＳす、この貫入リングＩ
３の後端には膨出１＜　１３　ａか形成されている。ま
に、二の外筒１１と内筒１２との間には、ゴム化アスフ
ァ“レトやグリース等粘性の高い止水剤か充填５れてお
つ、これにより接合時の地山付近の止水を行うとと乙に
、掘進時の掘削土砂の侵入防止を行うようになっている
。この内筒１２の内部には、面記ノールト掘進機Ｉの軸
線に直交ずろように形成５れｊコ仕切板１４か設けられ
ている。内筒１２とスキンプレートｌａとは、市ｊ記ン
ールド掘進機Ｉの軸線に直交するように形成されたリン
グ状の支圧板１５により連結されている。この支圧板１
５の前面には、その周方向に押出ジヤツキｌ　７．＋　
７．・・・が複数個取り付けられ、この押出ジヤツキ１
７の作用端１７ａは、貫入リング膨出部１３ａの後面に
当接している。また、前記支圧板１５の後面には、その
周方向に推進ジヤツキｌ　８．１８．・・・が複数個取
り付けられ、この推進ジヤツキの作用端１８ａは、先端
のセグメントＳａの側面に当接されている。前記第１の
シールド掘進機Ｉの面部に設けられ１こカッタ装置Ｃは
、その軸部３が前記仕切板１４に軸支されろことで、シ
ールド掘進機ｌに支持されている。

第２のシールド掘進機２には、前記第１のスキンプレー
トＩａと同径の円筒状に形成されたスキンプレート２ａ
が設けられ、このスキンプレート２ａの先端部２ｂは、
前記第１のシールド掘進機ｌと同様に、スキンプレート
２ａと同径に形成された外筒２１と、この外筒２１より
小径に形成された内筒２２とにより、二重に形成されて
いる。

この外筒２１と内筒２２との間には、ゴム化アスファル
トやグリース等粘性の高い上水剤が充填されており、第
１のシールド機と同様に、止水や掘削土の侵入防止を行
うようになっている。この内筒２２の内部には、面記ン
ールド掘進機２の軸線に直交するように形成された仕切
板２４が設けられている。内筒２２とスキンプレート２
ａとは、前記シールド掘進機２の軸線に直交するように
形成されたリング状の支圧板２５により連結されている
。また、スキンプレート２ａには、その内部にリング２
３が設けられ、このリング２３の後面には、その周方向
に推進ジヤツキ２８．２８．・・・か複数個取り付けら
れている。推進ツヤツキ２８の作用端２８ａは、先端の
セグメントｓｂの側面に当接されている。

前記第２のシールド掘進１ａ２のカッタ装置Ｃは、その
軸部３か前記仕切板２４に軸支されろことで、シールド
掘進機２に支持されている。

また、第１及び第２のシールド掘進機１．２には、第４
図に示すように、それぞれ泥土圧入用パイプ＋６．２６
が配設されており、このパイプ１６．２６の開口端は、
各シールド掘進機１．２の先端部に位置するようになっ
ている。

つぎに、第３図ないし第６図を用いて本発明の地中接合
工法について説明する。

（ｉ）まず、第３図において右側から、第１のシールド
掘進機１を用いてカッタ装置Ｃにより地山Ｇを掘削し、
その掘削した坑の壁面にセグメントＳ　ａ、Ｓ　ａ、・
・・の覆工を行い、このセグメントＳａ、Ｓａ、・・・
に反力を取って推進ジヤツキ１８゜＋８．・・・を駆動
させることにより一方のトンネＪしＴ　ａを築のしてい
・（０その際、カッタ装置Ｃの先端刃６を伸長させるこ
とにより、カッタ装置Ｃが前記夕ｋｉ：′７ｉ１１の径
と同径のトンネルを掘削できるようにする。

これと同時に、第３図において左側から、第２のシール
ド掘進機２を用いてカッタ装置Ｃにより地山Ｇを掘削し
、その掘削した坑の壁面にセグメントＳｂ、Ｓｂ、・・
・の覆工を行い、このセグメントＳｂ、Ｓｂ、・・・に
反力を取って推進ジヤツキ２８．２８．・・・を駆動さ
せることにより他方のトンネルＴｂを築造していく。そ
の際、第２のシールド掘進機２のカッタ装置Ｃの先端刃
６を伸長させることにより、このカッタ装置Ｃが前記ス
キンプレート２ａと同径のトンネルを掘削できるように
ずろ。

そして、トンネルの接合部において第１の７一ルト掘進
機ｌと第２のシールド掘進機２とを所定長さの地山Ｇｉ
（約３０ｃｍ〜ｌ−１程度）を残して対向させる。

次いで、第４図に示すように、前記第１．第２のノール
ｌ’ｉ＋、２の伸張された先端刃６．６．・・・を、油
圧装置７を駆動させることにより縮小さＵ゛てスポーク
４．４．・・・・の内部に収めろとともに、パイプ１６
．２６を用いる二とによりトノネル接合部の地山Ｇ【中
に、尼土を圧入して、地山Ｇ１の沈下を防止する。

（１１）次に、第５図に示すように、第１のシールド掘
進機１の押出ジヤツキ１７を駆動させて、貫入リング１
３の先端部が第２のシールド掘進機２の外筒２１と内筒
２２との間の間隙内に挿入されるまで、この貫入リング
１３を前記シールド掘進機Ｉの軸線に沿って前方に摺動
させる。これにより、貫入リング１３が第１のシールド
掘進機１と第２のシールド掘進機２との間に残されたト
ンネル接合部の地山Ｇｉを覆ったことになる。ここで、
外筒ＩＩ、２１と内筒１２．２２との間に充填された前
記ゴム化アスファルトやグリースは、前記貫入リング１
３の押し出しに従って、各スキンプレート１ａと２ａと
の間隙から接合部の地山Ｇｉ中に浸出してゆく。

（ｉｉｉ）そして、第６図に示すように、カッタ装置Ｃ
を解体、撤去すると共に、仕切板１４．２４を切り取っ
て除去し、更に１１人リング１３の両端部を内筒Ｉ２．
２２に溶接する。次いで、スキンプレートの内側の壁面
に、二次覆工分の厚さを含めたコンクリート３Ｉを打設
することにより接合部の壁面の覆工を行なうことにより
、シールド・トンネルの接合部の施工が完了される。

上述したように、本発明のカッタ装置を用いたシールド
・トンネルの地中接合工法においては、トンネル接合部
の地山Ｇｉが、第１のシールド掘進機１のスキンプレー
ト先端部１ｂに設けられた貫入リング１３により覆われ
るので、この貫入リング１３により前記接合部の土留や
上水が行なわれる。従って、凍結工法のような補助工法
を用いろことなく、シールド・トンネルの接合部の施工
を行なうことができろと共に、トンネルの接合に要する
工費や工期を大幅に低減することのできろ。

また、この実施例においては、カッタ装置Ｃのスポーク
４，４．・・・の外径寸法が内筒１２　、２２よりやや
小径に形成されているので、先端刃６゜６、・・・をス
ポーク４，４．・・・内に収納し、軸部３をそれぞれシ
ールド機１．２の掘進方向後方へ移動させることにより
、カッタ装置Ｃを内筒１２．２２の先端部と仕切板１４
．２４とで形成される枠体内に格納することが可能とな
る。従って、前記工程（ｉｉ）において、先端刃６の短
縮後、さらに推進ジヤツキ１８．２８を駆動させて各シ
ールド掘進機ｌ、２をより接近させても、第１及び第２
のカッタ装置Ｃが互いに接触することはない。

よって、各シールド掘進機１．２をより接近させて対向
さＵ・ることにより、前記トンネル接合部における正水
性をより確保することができる。

なお、カッタ装置Ｃの先端刃６を外筒１１，２ｌの外側
に突出させることにより、シールド機を旋回させる方向
の地山の余帰りが可能となり、コピーカッタと同様にノ
ールド１幾の方向制御を行うことうくできる。

このように本発明のカッタ装置は、油圧装置７を駆動さ
せることにより、内筒１２．２２の内周面の内側から外
ｎ１１．２１の外周部の外側まで、スキンプレー１・の
径方向への大きな伸縮量を有ずろととらに、カッタの面
部にら掘削刃を備えているため通常掘削時にも掘削か可
能なしのとなっている。

、−発明の効果謬 以上説明したようにこの発明のカッタ装置は、センター
シャフトの先端部から放射状に延在ずろとともに表面に
切削刃を備えたスポークと、このスポークの内部に配設
されるととちにスポークの内部からスキンプレートの径
方向に伸縮自在な先端刃と、この先端刃を伸縮させる油
圧装置とを具備し、先端刃の前面に切削刃を備えたもの
であるので、スキンプレートの内周面の内側からスキン
プレートの外周部の外側まで伸縮可１１セな、即ら、ス
キンプレー１・の径方向への大きな伸縮量を存するとと
もに、通常掘削時にら掘削が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の装置の一実施例を示し、
第１図、第２図は本発明の装置を、第３図ないし第６図
はこの発明の装置を用い、ｒこ場合のノールド・トノネ
ルの地中接合工法の一例を説明する乙のであり、第１図
はシールド機のカッタ裟１ηの側断面図、第２図はカッ
タ装置の市面図、第３図は築造すべきトンネルを２台の
ノールＦ　１４によって両端側から掘進してきたところ
を示すトンネルの側断面図、第４図はシールド機のカッ
タ装置を縮小している状態を示ｒトンネルの側断面図、
第５図は貫入リングによって接合部の地山を覆ったとこ
ろを示すトンネルの側断面図、第６図はシールド機を解
体して完成した状態のトンネルの側断面図である。 Ｇ・・・・・地山、Ｇ　ｌ・・・・・・トンネル接合部
地山、ｌ・・・・・・第１のシールド掘進機、２・・・
・・・第２のシールド掘進機、Ｉａ、２ａ・・・・・・
スキンプレート、ｌｂ。 ２ｂ・・・・・・スキンプレート先端部、３・・・・・
・センターシャフト（軸部）、Ｃ・・・・・・カッタ装
置、４・・・・・スポーク、５・・・・・・切削刃、６
・・・・・・先端刃、７・・・・・・油圧装置、１１．
２１・・・・・・外筒、１２．２２・・・・・・内筒、
１３・・・・・・貫入リング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地山を掘削するために筒状のスキンプレートの前
   部に備えられたシールド掘進機のカッタ装置であって、
   前記スキンプレートの中心軸線上に設けられたセンター
   シャフトと、このセンターシャフトの先端部から前記ス
   キンプレートの径方向に放射状に延在するとともに表面
   に切削刃を備えたスポークと、このスポークの内部に配
   設されるととちにスポークの内部からスキンプレートの
   径方向に伸縮自在な先端刃と、この先端刃を前記スポー
   クの内外へ伸縮させる油圧装置とを具備したことを特徴
   とするシールド掘進機のカッタ装置。
2. （２）前記先端刃には前面にも切削刃が形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシールド
   掘進機のカッタ装置。