(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の外周部にスライド可能に被嵌された状態で既設トンネル内を搬送される発進フード本体と、
該発進フード本体の内周面に設けられ、該内周面と上記外周部との間を止水すべく周方向に沿ってリング状に形成されたシールと、
該シールを挟むようにして上記内周面に設けられ、上記外周部を上記内周面から浮かせて支持するための隆起部と
を備えたことを特徴とするシールド掘進機の発進フード。
【請求項２】
上記隆起部は、少なくとも上記内周面の下部に配置された請求項１記載のシールド掘進機の発進フード。
【請求項３】
上記内周面の側部に、側部隆起部を設けた請求項２記載のシールド掘進機の発進フード。
【請求項４】
上記内周面の下部に、上記隆起部よりも前方に位置させて先頭隆起部を設けた請求項２又は３記載のシールド掘進機の発進フード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機の発進フードに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機の発進は、立坑の内壁に円筒状の発進フードを取り付け、立坑内の発進フードの後方にシールド掘進機を搬入し、掘進機が発進フード内を通過して立坑壁を掘り抜くこと等によって成している。しかし、これでは立坑の直径が「発進フードの長さ＋シールド掘進機の長さ」よりも大きくならざるを得ない。
【０００３】
そこで、本出願人は、シールド掘進機の外周部に予め発進フードをスライド可能に被嵌したものを立坑内に搬入し、発進フードを立坑の内壁に取り付けて発進するようにしたものを開発中である。この技術によれば、立坑の直径を「発進フードの長さ」分だけ小さくできる。
【０００４】
なお、掘進機の発進に関する技術として、予め立坑の壁に掘進機の前部（カッタ部）を埋め込んでおき、この立坑を土中に沈設し、上記前部に掘進機の後部を取り付けて発進し、立坑壁の切削を不要としたものが知られているが（特許文献１、２）、このタイプでは立坑壁の厚さが増えコストアップとなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２６７５号公報
【特許文献２】特開平６−２３５２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、掘進機の外周部に発進フードをスライド可能に被嵌したものでは、発進フードの内周面と掘進機の外周部との間に、掘進機をスライド可能とするためのクリアランスが設定されている。このため、上記クリアランス内にて掘進機が下がり、発進フードに対する掘進機の同芯性が確保できない。
【０００７】
また、発進フードの内周面には、この内周面と掘進機の外周部との間を止水するためリング状に形成されたシールが設けられているが、このリング状のシールのうち掘進機の下方の部分が掘進機の自重によって押し潰され、止水性能の悪化を招く。
【０００８】
また、掘進機の外周部に発進フードをスライド可能に被嵌したもの（以下ユニット）を立坑内に搬入してこのユニットを所定の発進位置まで移動させるときに、掘進機が上記クリアランス内にて振動等によって動き、押し潰された上記シールに損傷が生じる可能性がある。
【０００９】
特に、近年、既設トンネル内から掘進機を発進させる需要が生じており、この場合、上記ユニットを立坑から台車に載せて既設トンネル内の所定の発進位置まで搬送しなければならないため、かかる搬送中の振動等によって掘進機が上記クリアランス内にて動き、上記シールの損傷が生じ易い。
【００１０】
そこで、上記シールの潰れ・損傷を防止し、且つ発進フードに対する掘進機の同芯性が確保できる発進フードが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るシールド掘進機の発進フードは、シールド掘進機の外周部にスライド可能に被嵌された状態で既設トンネル内を搬送される発進フード本体と、該発進フード本体の内周面に設けられ、該内周面と上記外周部との間を止水すべく周方向に沿ってリング状に形成されたシールと、該シールを挟むようにして上記内周面に設けられ、上記外周部を上記内周面から浮かせて支持するための隆起部とを備えたものである。
【００１２】
上記隆起部は、少なくとも上記内周面の下部に配置されることが好ましい。
【００１３】
上記内周面の側部に、側部隆起部を設けることが好ましい。
【００１４】
上記内周面の下部に、上記隆起部よりも前方に位置させて先頭隆起部を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、隆起部によって掘進機が発進フードの内周面から浮かされているので、上記内周面に設けられたリング状のシールが掘進機の自重や振動等によって損傷することを防止でき、また、発進フードに対する掘進機の同芯性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
本実施形態に用いられるシールド掘進機は、既設トンネル内から発進するものであるが、既設トンネルの内径よりも掘進機の機長の方が長い。このため、掘進機が軸方向に複数に分割され、それら分割片が夫々架台に載置されて先頭側のものから順に既設トンネル内の掘削可能壁に対向する位置に搬送され、既設トンネル内にて各分割片が組み立てられながら掘削可能壁を掘り抜いて発進するようになっている。
【００１８】
図１は先頭の分割片１（特許請求の範囲のシールド掘進機に相当）を架台２に載置して既設トンネル３内を搬送する様子を示す。図示するように、上記分割片１の外周部には、発進フード４がスライド可能に被嵌されている。発進フード４は円筒状の発進フード本体４ｘを有し、この発進フード本体４ｘは、円筒状に形成されたエントランス部４ａと、円筒の前端が既設トンネル３の掘削可能壁５の内周面に当接するように馬鞍状に形成された接続部４ｂとからなる。
【００１９】
エントランス部４ａの内周面の略中央部には、この内周面と上記分割片１の外周部との間を止水すべく周方向に沿ってリング状に形成されたシール６（エントランスシール）が設けられている。シール６は、エントランス部４ａの内周面に周方向に沿って形成された溝７に嵌め込まれ、ボルトによって固定されている。
【００２０】
発進フード本体４ｘの内周面には、上記シール６が分割片１によって押し潰されないようにするため、分割片１の外周部を上記内周面から浮かせて支持するための隆起部８が設けられている。隆起部８は、分割片１を発進フード本体４ｘに対して同芯的に支持する高さとなっており、本実施形態では、分割片１の滑り易さ及び分割片１の荷重による圧縮性を考慮して樹脂（ＭＣナイロン等）から成形されているが、これに限らず鉄・アルミ等の金属から成形してもよい。
【００２１】
上記発進フード４を後方から見た図２（シール６は省略）、図２のIII−III線断面図である図３（シール６は省略）に示すように、上記隆起部８は、少なくともエントランス部４ａの内周面の下部に配置された下部隆起部８ａ、８ｂを有する。下部隆起部８ａ、８ｂは、上記シール６よりも掘削可能壁５に近い側に配置された下部前側隆起部８ａと、シール６を挟んで掘削可能壁５から遠い側に配置された下部後側隆起部８ｂとからなり、上記シール６を挟んで配置されている。これら下部隆起部８ａ、８ｂは、所定厚さの円弧状に形成されており、エントランス部４ａの内周面に周方向に沿って形成された溝９に嵌め込まれ、ボルトによって固定されている。これら下部隆起部８ａ、８ｂは、主に、分割片１が発進フード４内に収容されている状態において、その分割片１の重量を支持する（図１参照）。
【００２２】
また、上記接続部４ｂの内周面の下部には、上記下部前側隆起部８ａよりも前方に位置させて、先頭隆起部８ｃが設けられている。この先頭隆起部は８ｃは、上記分割片１の発進方向に沿って略直方体状に形成されており、上記下部前側隆起部８ａの略両端部に上記内周面の周方向に所定間隔を隔てて配置され、上記接続部４ｂの内周面に軸方向に沿って形成された窪み部１０に嵌め込まれ、ボルトによって固定されている。先頭隆起部８ｃの材質及び高さ等は、上記下部隆起部８ａ、８ｂと同様に設定されている。先頭隆起部８ｃは、主に、分割片１が発進フード４から前進しつつある状態において、その分割片１の重量を支持する。
【００２３】
また、エントランス部４ａの内周面の一側部には、側部隆起部８ｄ、８ｅが設けられている。側部隆起部８ｄ、８ｅは、上記シール６に対して掘削可能壁５に近い側に配置された側部前側隆起部８ｄと、シール６を挟んで掘削可能壁５から遠い側に配置された側部後側隆起部８ｅとからなり、上記シール６を挟んで配置されている。これら側部隆起部８ｄ、８ｅは、所定厚さの円弧状に形成されており、上記溝９に嵌め込まれ、ボルトによって固定されている。これら側部隆起部８ｄ、８ｅの材質及び高さ等は、上記下部隆起部８ａ、８ｂと同様に設定されている。側部隆起部８ｄ、８ｅは、主に、図５に示すように分割片１が掘削可能壁５を掘り抜いて地山に侵入したとき、分割片１が地山から受ける土圧Ｆを支持する。すなわち、側部隆起部８ｄ、８ｅは、土圧Ｆが作用する側部と反対側の側部に配置されている。
【００２４】
本実施形態の作用を述べる。
【００２５】
図１に示すように、上記分割片１の外周部に上記発進フード４がスライド可能に被嵌されたもの（ユニット１１）は、立坑内にて架台２上に載置される。このとき、分割片１は発進フード４を介して架台２に支持される。上記ユニット１１は、架台２に取り付けた車輪１２が既設トンネル３の底部に敷設されたレール１３上を走行することで、立坑から既設トンネル３内に搬入され、既設トンネル３の長手方向に沿って掘削可能壁５の近傍まで搬送される。
【００２６】
この際、下部前側隆起部８ａ及び下部後側隆起部８ｂが分割片１の自重を支持し、分割片１を発進フード４の内周面から浮かせた状態とするので、これら下部隆起部８ａ、８ｂの間に配置されたシール６が分割片１の自重によって押し潰されることはなく、シール６の性能悪化を防止できる。また、上記分割片１が発進フード４の内周面と分割片１の外周部との間に設けられたクリアランス内にて搬送中に振動等しても、分割片１の荷重が分割片１の下方のシール６に作用することはなく、シール６が損傷することはない。
【００２７】
上記ユニット１１が掘削可能壁５の近傍に搬送されたならば、図４に示すように、車輪１２が架台２から取り外され、架台２が既設トンネル３の底部に設けられた平板１４上に載置される。その後、架台２を平板１４上を滑らせることで、発進フード４の接続部４ｂの前端を掘削可能壁５の内周面に当接させ、その当接部を溶接する。
【００２８】
ここで、上記隆起部８（主に下部前側隆起部８ａ、下部後側隆起部８ｂ）の高さが分割片１の自重による圧縮をも見越して適切に設定されているので、分割片１が発進フード４と同芯に配置される。よって、上記シール６は、分割片１の外周部に周方向に略均等に押し付けられることになり、周方向にバランスの良い安定した止水性能を発揮できる。
【００２９】
その後、図５にも示すように、順次、次の分割片１ａ、１ｂ、１ｃ…を同様に架台２ａ、２ｂ、２ｃ…に載置して上記分割片１の後方に運び込み、分割片１、１ａ…同士を溶接する。このように運び込んだ分割片１…を連結してシールド掘進機を組み立てながら、分割片１ｂの内部に取り付けたシールドジャッキ１５（推進ジャッキ）の伸長力を、反力受けブロック１６及び反力受け架台１７を介して既設トンネル３に伝達し、分割片１…の連結体を前進させる。
【００３０】
このように分割片１…が前進するときに、分割片１…の自重の一部が下部前側隆起部８ａの前方に発進方向に沿って形成された先頭隆起部８ｃ（図３参照）によって支持されるため、分割片１…が前下がりとなることを防止できる。よって、発進方向が下方にずれることを防止できる。
【００３１】
また、本実施形態では、図５に示すように、既設トンネル３のカーブ部の半径（又は法線）に対して傾斜させて分割片１…を発進させるので、先頭の分割片１が掘削可能壁５を掘り抜いて地山に侵入した直後においては、上記分割片１の前部の右側部のみが地山に侵入する。
【００３２】
このため、上記右側部に加わる地山の土圧Ｆによって分割片１…の連結体は図５の左方に押し付けられるが、この押し付け力は、上記側部前側隆起部８ｄ及び側部後側隆起部８ｅによって支持される。よって、分割片１…の連結体が上記クリアランスの範囲で図５の左方にずれることを防止できる。これにより、発進方向が左方にずれることを防止できる。
【００３３】
図５以降、順次分割片１ｄ…を同様にして搬送し、発進途中の分割片１…の連結体の後部に溶接し、既設トンネル３の内径よりも全長の長いシールド掘進機を完成させ、その掘進機を既設トンネル３から発進させる。これにより既設トンネル３に分岐トンネルを分岐させて構築できる。
【００３４】
本発明の実施形態は上記タイプに限定されない。
【００３５】
例えば、既設トンネル３のストレート部から発進する場合やカーブ部にてその半径（又は法線）方向に発進する場合には、分割片１の前部が均等に地山に侵入することから上記片押し土圧Ｆが作用しないので、上記側部隆起部８ｄ、８ｅを省略してもよい。
【００３６】
また、発進中における分割片１…の連結体の重心位置が発進フード４のエントランス部４ａ上に位置する場合には、発進途中の分割片１…の連結体が前下がりにならないので、上記先頭隆起部８ｃを省略してもよい。
【００３７】
また、上記隆起部８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅのいずれか又は全て）を発進フード本体４ｘの内周面に周方向に所定間隔を隔てて間欠的に形成してもよく、周方向に連続させてリング状に形成してもよい。また、上記隆起部８を発進フード本体４ｘの内周面にシール６を避けてドット状に形成してもよい。
【００３８】
また、本実施形態ではシールド掘進機の分割片１の外周部に発進フード４をスライド可能に被嵌したが、完成したシールド掘進機の外周部に上記発進フード４をスライド可能に被嵌してもよい。
【００３９】
また、本明細書及び請求の範囲における「既設トンネル」は、水平方向のみならず上下方向に形成されたトンネルも含み、広くは立坑も含む概念である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】シールド掘進機の分割片の外周部に発進フードをスライド可能に被嵌したものを既設トンネル内にて搬送する様子を示す側断面図である。
【図２】上記発進フードの後面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図１の次の発進工程を示す側断面図である。
【図５】図４に続く発進工程を示す平断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  シールド掘進機の分割片
３  既設トンネル
４  発進フード
４ｘ  発進フード本体
６  シール
８  隆起部
８ａ  隆起部としての下部隆起部（下部前側隆起部）
８ｂ  隆起部としての下部隆起部（下部後側隆起部）
８ｃ  先頭隆起部
８ｄ  側部隆起部（側部前側隆起部）
８ｅ  側部隆起部（側部後側隆起部）
【要約】
【課題】  発進フードをシールド掘進機の外周に被嵌した状態で既設トンネル内を搬送する際に、発進フードの内周面に取り付けたシールの潰れ・損傷を防止し、発進フードに対する掘進機の同芯性が確保できる発進フードを提供する。
【解決手段】  シールド掘進機（分割片１）の外周部にスライド可能に被嵌された状態で既設トンネル３内を搬送される発進フード本体４ｘと、該発進フード本体４ｘの内周面に設けられ、該内周面と上記外周部との間を止水すべく周方向に沿ってリング状に形成されたシール６と、該シール６を挟むようにして上記内周面に設けられ、上記外周部を上記内周面から浮かせて支持するための隆起部８とを備えたもの。
【選択図】  図１
【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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