(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機を地山の立坑から発進させる際に地山の土水圧によるシールド機のバッキングを防止する装置であって、立坑の発進口に固定される固定部と、該固定部の近傍に配置されたフローティングプレートと、該フローティングプレートに設けられシールド機又は該シールド機に接続される鋼殻に形成されたピン孔にテーパピンを抜き差しするピン駆動ジャッキと、前記固定部と前記フローティングプレートを連結し、前記ピンが前記ピン孔に挿入される時には伸縮フリーとされ且つ前記テーパピンが前記ピン孔に挿入された後には伸縮固定とされ、前記フローティングプレートの位置調整が可能な位置調整ジャッキとを備え、
前記フローティングプレートは、断面方形に形成された前記シールド機又は前記鋼殻の各面に対応して４枚形成され、前記各フローティングプレートには前記各面に横一列に形成された複数のピン孔に対して前記テーパピンを抜き差しすべく複数の前記ピン駆動ジャッキが設けられ、
前記固定部と前記各フローティングプレートとの間には前記位置調整ジャッキが一対ずつ設けられ、
前記テーパピンが、前記ピン駆動ジャッキに対して横方向に揺動可能に設けられていること特徴とするシールド機発進時のバッキング防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド機発進時のバッキング防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド工事においては、発進立坑からシールド機を発進させる場合、小中口径のマシンの場合、シールド機を地山で組立て、そのまま立坑内へクレーン等で搬入設置する場合が多い。しかし、大深度や大断面（大口径）の場合には、立坑内へ分割搬入して立坑内で組立てることが多い。その場合、立坑が十分大きくマシン全体を立坑下で組み立てるスペースがある場合には、マシン全体を組立ててからマシンを発進する。
【０００３】
ところが、発進基地のスペースの制限や既存の構造物との関係から発進立坑の大きさを十分確保出来ない場合、特に発進方向に対して、長い立坑を構築できない場合には、マシンの分割組み立て、分割発進が必要となる。但し、大断面や大深度の場合にはマシンが切羽前面で受ける土水圧が非常に大きくなる。そのため、先ず前胴部を組立て、前胴部のみで発進し、ある程度前胴が地山へ入ったら、前胴部を固定し、次に中胴部を組立て、次に中胴部を地山へ押し込む、更に中胴部を固定して、最後に後胴部を組立て、組立て完了後、シールド機のシールドジャッキにて、後方の反力受け、あるいは仮セグメントを押して、マシン全長を地山へ押し込む。後は通常のシールド機の推進と同じように、仮セグメントを立坑内に組んで掘進を進める。この一連の発進工程において、前胴部、中胴部、後胴部と組立毎に、地山へ押し込むことにより、立坑の長さを最少限にすることが可能である。
【０００４】
しかしながら、前記シールド機の発進工程においては、前方から大きな土水圧を受けるため、シールド機がバッキング（後戻り）する虞がある。そこで、従来では、シールド機のバッキングを防止するために、例えば特許文献１に記載されているようにシールド機の外殻外周に、地中に貫入する貫入ピン又は摩擦板を放射方向に突出可能に配置したもの（前者）や、立坑の壁とシールド機の後部とをワイヤーやターンバックル等の連結部材で連結するようにしたもの（後者）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９３７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者にあっては、シールド機の構造の煩雑化を余儀なくされ、後者にあっては、連結部材の取付けや取外しに多くの労力を要するという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、シールド機の構造の煩雑化や労力を要せずにシールド機のバッキングを防止することができるシールド機発進時のバッキング防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、シールド機を地山の立坑から発進させる際に地山の土水圧によるシールド機のバッキングを防止する装置であって、立坑の発進口に固定される固定部と、該固定部の近傍に配置されたフローティングプレートと、該フローティングプレートに設けられシールド機又は該シールド機に接続される鋼殻に形成されたピン孔にテーパピンを抜き差しするピン駆動ジャッキと、前記固定部と前記フローティングプレートを連結し、前記ピンが前記ピン孔に挿入される時には伸縮フリーとされ且つ前記テーパピンが前記ピン孔に挿入された後には伸縮固定とされ、前記フローティングプレートの位置調整が可能な位置調整ジャッキとを備え、前記フローティングプレートは、断面方形に形成された前記シールド機又は前記鋼殻の各面に対応して４枚形成され、前記各フローティングプレートには前記各面に横一列に形成された複数のピン孔に対して前記テーパピンを抜き差しすべく複数の前記ピン駆動ジャッキが設けられ、前記固定部と前記各フローティングプレートとの間には前記位置調整ジャッキが一対ずつ設けられ、前記テーパピンが、前記ピン駆動ジャッキに対して横方向に揺動可能に設けられていること特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シールド機の構造の煩雑化や労力を要せずにシールド機のバッキングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態において立坑からシールド機を発進させる最初の工程を概略的に示す図である。
【図２】シールド機を発進させる次工程を概略的に示す図である。
【図３】シールド機を発進させる次工程を概略的に示す図である。
【図４】シールド機の一例を示す断面図である。
【図５】同シールド機の正面図である。
【図６】バッキング防止装置の一例を示す図である。
【図７】同バッキング防止装置の平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。
【００１５】
図１〜図３においては、１は地山に設けられた立坑（発進立坑ともいう。）で、この立坑１内の下部にシールド機２がクレーン等により上方から搬入されるようになっている。立坑１にはその内壁を形成する躯体１ａが設けられている。立坑１内から地中にシールド機２を発進せる駆動手段として本実施形態ではセンターホールジャッキ３が用いられている。立坑１内には、発進方向に沿って計４本の反力支柱４がシールド機２を取り囲むようにして前後の躯体１ａに支圧壁５ａ，５ｂを介して設置されていると共に、シールド機２を直接又は鋼殻６を介して間接的に押出すための移動式のバックアンカー桁７が反力支柱４に沿って移動可能に支持されている。
【００１６】
各反力支柱４の先端側にはＰＣ鋼線８の一端が固定され、前記バックアンカー桁７には伸縮運動と楔部材により各ＰＣ鋼線８を引張してバックアンカー桁７を前方に送り出すセンターホールジャッキ３が設けられている。なお、シールド機２の後端に鋼殻６を繋いで立坑１から発進させる推進工法の場合、発進用の駆動手段として、一般的には元押しジャッキ（図示省略）が用いられる。
【００１７】
前記立坑１には、シールド機２を地山の立坑１から発進させる際に地山の土水圧によるシールド機２のバッキングを防止するバッキング防止装置１０が設けられている。このバッキング防止装置１０は、立坑１の発進口１ｈに固定される固定部１１と、該固定部１１の近傍に配置されたフローティングプレート１２と、該フローティングプレート１２に設けられシールド機２又は該シールド機２に接続される鋼殻６に形成されたピン孔１３にテーパピン１４を抜き差しするピン駆動ジャッキ１５と、固定部１１とフローティングプレート１２を連結し、前記テーパピン１４がピン孔１３に挿入される時には伸縮フリーとされ且つ前記テーパピン１４がピン孔１３に挿入された後には伸縮固定とされ、フローティングプレート１２の位置調整が可能な位置調整ジャッキ１６とを備えている。
【００１８】
図６〜図８に示すように、前記フローティングプレート１２は、断面方形に形成されたシールド機２又は鋼殻６の各面に対応して形成され、各フローティングプレート１２には前記各面に横列に形成された複数のピン孔１３に対してテーパピン１４を抜き差しすべく複数のピン駆動ジャッキ１５が設けられている。なお、図１〜図３には、上部のバックリング装置１０のみが図示されている。
【００１９】
前記固定部１１と各フローティングプレート１２との間には前記位置調整ジャッキ１６が一対ずつ設けられており、フローティングプレート１２をシールド機２の軸方向に沿って移動調整可能になっている。固定部１１は、躯体１ａに直接又は支圧壁５ａを介して間接的に設けられた複数（図示例では４つ）の固定ブラケット１１ａと、発進口１ｈにおいて躯体１ａとシールド機２又は鋼殻６との間をシールするエントランスシール１７とからなっている。このエントランスシール１７はシールド機２又は鋼殻６の外周を囲繞するように形成されている。固定ブラケット１１ａの先端部１１ｂはフローティングプレート１２の上面を抑えるように延出されている。
【００２０】
前記位置調整ジャッキ１６及びピン駆動ジャッキ１５は、例えば油圧ジャッキ又は空圧ジャッキからなっている。位置調整ジャッキ１６の一端は、前記エントランスシール１７の表面にブラケット１８ａを介して取付けられており、位置調整ジャッキ１６の他端は、フローティングプレート１２の表面にブラケット１８ｂを介して取付けられている。幅方向両端の固定ブラケット１１ａの先端部１１ｂは、フローティングプレート１２の横方向の移動を所定の遊びをもって規制すると共にフローティングプレート１２の下面の一部をシールド機２の軸方向（Ｘ方向）に移動可能に支持する支持部１１ｃを有している。
【００２１】
フローティングプレート１２の表面にはブラケット１９を介して前記ピン駆動ジャッキ１５が垂直（Ｚ方向）に取付けられている。前記テーパピン１４は、ピン駆動ジャッキ１５に対してピン継手２０により横方向（Ｙ方向）に所定の範囲で揺動可能に設けられている。なお、フローティングプレート１２にはテーパピン１４を横方向に所定の範囲で揺動可能に支持するガイド２１が設けられている。シールド機２又は鋼殻６にはテーパピン１４と対応する位置にピン孔１３が設けられている。これらのピン孔１３は、テーパピン１４と対応するようにテーパ孔であってもよいが、通常の孔部であってもよく、或いはアイボルト等を螺着するボルト孔であってもよい。
【００２２】
一方、シールド機２は、断面矩形に形成される外筒２３と、外筒２３に着脱可能に収容される断面円形の内筒２４と、内筒２４の前端に設けられ内筒２４を塞ぐ内側隔壁２５と、内側隔壁２５に設けられ前方の地山を掘削するカッタ装置２６と、外筒２３の前端に設けられ外筒２３と内筒２４との間を塞ぐ外側隔壁２７と、内側隔壁２５に取り外し可能に設けられる排土装置２８とを備える。外筒２３は、前胴部２３ａと、中胴部２３ｂと、後胴部２３ｃとからなる。
【００２３】
次に実施形態の作用を述べる。先ず、シールド機２を組立てながら発進する場合について説明する。前胴部２３ａと、中胴部２３ｂと、後胴部２３ｃとには、バッキング防止装置のテーパピンに対応するピン孔１３を予め設けておく。前胴部２３ａのピン孔１３がバッキング防止装置１０のテーパピン１４の可動範囲に来たら、位置調整ジャッキ１６とピン駆動ジャッキ１５により調整しながらテーパピン１４をピン孔１３に差し込む。
【００２４】
これにより前胴部２３ａのバッキングの動きを抑えることができる。この状態で中胴部２３ｂの組立てを行う。組立て完了後、中胴部２３ｂの端部にバックアンカー桁７を当接させ、前記テーパピン１４をピン孔１３から引き抜いて、再び掘削しながらセンターホールジャッキ３により中胴部２３ｂを地山へ押し込む。中胴部２３ｂの押し込みを完了したら、再び中胴部２３ｂのピン孔１３にテーパピン１４を差し込む。バックアンカー桁７を後退させて、後胴部２３ｃを組立てる。
【００２５】
以上によりシールド機全体が組み上がり、その時点で、中胴部２３ｂまでが地山に入っているため、バックアンカー桁７とセンターホールジャッキ３による地山への押し込みも可能である。なお、シールド機がシールドジャッキを有する場合には、仮セグメントとシールドジャッキにより掘削推進を行ってもよい。その場合でも立坑１の前後方向の長さが短いため、少ない仮セグメントで済む。
【００２６】
一方、鋼殻を用いた推進工法においては、シールド機の後胴部２３ｃの後端に鋼殻６を接続し、鋼殻６の１リング分の推進が終了して、次の鋼殼６を立坑１内で繋ぐ場合、推進済の鋼殼６から元押しジャッキを引き戻して、新たな次の鋼殻を挿入する必要がある。この時、マシンの先端前面に加わる土水圧が大きい場合、マシンと組み立て済の鋼殼すべてを立坑１内に押し戻そうとする力が働く。もし、組立済の鋼殻の長さが十分長い場合には、それらの鋼殻が地山から受ける周面摩擦力と釣り合うか、押し戻そうとする力以上の場合は、鋼殻が立坑内に押し戻されることはない。しかし、まだ、掘進長が短くて、切羽土水圧に周面摩擦力が対抗できない場合、すなわちバッキング防止として働く力が無い場合や不足する場合には、発進口１ｈにバッキング防止装置１０を施して、鋼殻６の立坑１内への押し戻しの動きを固定する。そして新たな鋼殻を元押しジャッキとの間に設置し、その鋼殻を元押しジャッキで前方に推進する。この一連の動作をくり返して実施し、推進作業を行っていく。
【００２７】
推進工法の場合、テーパピン１４の挿入時と引き抜き時には、ピン駆動ジャッキ１５と位置調整ジャッキ１６を、伸縮フリー若しくは微小に調整しながら行う。
【００２８】
これらの２つのジャッキを併用することにより、テーパピン１４の挿入位置に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の３軸の調整ないしテーパを利用した自動調整が可能となる。Ｘ方向は、位置調整ジャッキ１６、Ｙ方向は、テーパピン１４とピン駆動ジャッキ１５のピン継手２０、Ｚ方向は、ピン駆動ジャッキ１５により調整が可能である。なお、テーパピン１４の材質は、例えばＳＣＭ４３５の調質で許容せん断応力が２２６Ｎ／ｍｍ2など、強度の高い材料を使用することにより、必要とするテーパピンの本数を減らすことができる。
【００２９】
実際のバッキング防止のための操作は、先ず１リング分の推進が終了すると、元押しジャッキを引き戻す前に、鋼殻のピン孔に合わせて、テーパピンのＸ方向位置を、鋼殻に各面毎に一体で位置調整ジャッキ１６にて位置合わせする。その後、複数（図面では３本）のテーパピン１４を、ピン駆動ジャッキ１５により、ピン孔１３へ挿入する。もし、テーパピン１４が斜めになっていても、ピン駆動ジャッキ１５とテーパピン１４は、ピン継手２０により保持されているため、滑らかに、ピン孔１３に挿入される。挿入が完了したら、元押しジャッキを引き戻し、新たな鋼殻６を挿入し、既設の鋼殼とボルト締結等を行い、再び元押しジャッキを新たな銅殻端面に押し付けて、次のリングの推進の準備が完了する。元押しジャッキで鋼殻をわずかに押した状態で止める。次に、バッキング防止装置１０のピン駆動ジャッキ１５と位置調整ジャッキ１６をわずかに前後に動かしながら、ピン駆動ジャッキ１５でテーパピン１４を引き抜く。その後、次のリングの推進作業へと進む。
【００３０】
以上の説明から明らかなように本実施形態のシールド機発進時のバッキング防止装置によれば、シールド機の構造の煩雑化や労力を要せずにシールド機のバッキングを防止することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  立坑
２  シールド機
６  鋼殻
１０  バッキング防止装置
１１  固定部
１２  フローティングプレート
１３  ピン孔
１５  ピン駆動ジャッキ
１６  位置調整ジャッキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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