(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド本体の前方に支持され所定断面積の標準坑を掘進するカッタを備えたシールド掘削機において、
前記シールド本体の外側部から前記標準坑を拡幅する拡幅方向に出没可能とされ、拡幅坑を掘進するとともに該拡幅坑の掘削土砂を前記シールド本体内に取り込む拡幅カッタを備えたことを特徴とするシールド掘削機。
【請求項２】
前記拡幅カッタは、前記拡幅坑の掘削土砂を取り込む開口部を有し前記シールド本体に回動可能に軸支される外殻部と、前記外殻部とともに回動し前記開口部前方を掘削するカッタ部と、を備え、
これら外殻部及びカッタ部は、前記標準坑のみを掘進する際には、前記シールド本体内に収納され、前記拡幅坑を掘進する際には、前記シールド本体から前記拡幅方向に突出するように回動されて前記開口部が掘進方向に向くことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機。
【請求項３】
前記シールド本体の前記拡幅カッタ後方側に、前記拡幅坑を掘進する際に前記シールド本体のうちの少なくとも一部が該拡幅坑に向けて突出し、該拡幅坑の土留を行う拡幅部材を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘削機。
【請求項４】
前記拡幅部材は、前記拡幅坑を掘進する際に、該拡幅部材と前記拡幅カッタとの間に形成された隙間部の土留を行う隙間土留部材を備えたことを特徴とする請求項３に記載のシールド掘削機。
【請求項５】
前記拡幅カッタは、前記拡幅坑を掘削するカッタ部と、該カッタ部を収納するとともに前記拡幅坑の掘削土砂を取り込む開口部を有する外殻部と、を備え、
これら外殻部及びカッタ部は、前記標準坑のみを掘進する際には前記シールド本体内に収納され、前記拡幅坑を掘進する際には、前記シールド本体から前記拡幅方向に直線的に突出することを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機。
【請求項６】
前記拡幅カッタは、軸線回りに回転されるカッタ軸を備え、
該カッタ軸は、前記拡幅坑の断面内で回動可能に、かつ該断面内で径方向に伸縮可能に、前記シールド本体に軸支されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシールド掘削機。
【請求項７】
前記拡幅カッタは、軸線回りに回転されるカッタ軸を複数備え、
これらカッタ軸は、前記拡幅坑の断面を覆うように密集配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシールド掘削機。
【請求項８】
前記拡幅カッタは、軸線回りに回転されるカッタ軸と、該カッタ軸を回転可能に軸支するとともに前記拡幅坑の断面内で縦横に移動させるカッタ移動手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシールド掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、標準坑と拡幅坑の双方を掘進可能なシールド掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法により築造されるシールドトンネルは、とりわけ都市部における道路や鉄道等のトンネル掘進において重要性が増してきており、ますます長距離掘進、大深度化が求められている。こうしたシールドトンネルでは、その途中で部分的に拡幅されたトンネルが必要となることが多い。例えば地下鉄等の鉄道トンネルの場合は５００ｍ〜１０００ｍ毎に駅部を設けなければならず、また道路トンネルの場合は約５００ｍ毎に非常駐車帯を設けなければならない、といった事情等によるものである。
従来、トンネル内に拡幅部を築造する方法としては、開削工法、所定断面をなす標準坑のシールドトンネルを築造後に部分的にセグメントを取り外して拡幅坑を掘削・覆工する工法、あるいは拡幅坑専用のシールド掘削機を用いる工法、等が実施されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
開削工法においては、地上用地を長期間占有するなど、周辺環境に与える影響が大きく、工事が非常に大規模となってしまう。また、シールドトンネルを築造後に部分的にセグメントを取り外して拡幅坑を掘進・覆工する工法においては、一旦覆工したセグメントを取り外すために無駄が多いとともに、土水圧に対する地盤改良を必要とする。更に、拡幅坑専用のシールド掘削機を用いる工法においては、シールド掘削機の分解、搬送及び組立といった作業を伴わなければならない。このように従来の方法では、多大な労力、工費を要するとともに、工期の長期化を招く結果となっていた。
こうしたことから最近では、回転するカッタにその外側部から出没可能なオーバカッタを設けて、標準坑及び拡幅坑を同時に掘進・覆工する工法が試みられてはいる。しかしこの工法では、オーバカッタにより掘進された拡幅坑の掘削土砂を、カッタに形成された孔部からシールド掘削機内部に取り込むようになっている。そのため、掘削土砂の取り込みが不便であり、拡幅坑の掘進速度は標準坑のそれより極端に低下してしまい、工期はさほど短縮されない。また、回転体であるカッタにオーバカッタ及び孔部の双方を設けなければならず、寸法上の制約を大きく受けるとともに、構造的にも複雑となってメンテナンスを困難にしており、そのため工費節減も充分に図られていない状況となっている。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、拡幅坑の掘進及び掘削土砂の取り込みを容易とし、拡幅トンネルの築造における工期の短縮及び工費の節減を図ることのできるシールド掘削機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、シールド本体の前方に支持され所定断面積の標準坑を掘進するカッタを備えたシールド掘削機において、前記シールド本体の外側部から前記標準坑を拡幅する拡幅方向に出没可能とされ、拡幅坑を掘進するとともに該拡幅坑の掘削土砂を前記シールド本体内に取り込む拡幅カッタを備えたことを特徴とする。
【０００６】
このように、拡幅カッタをシールド本体に設けるようにしているので、寸法的な制約が緩和されて、簡易な構成で的確に拡幅カッタを出没させるとともに、拡幅坑の掘削土砂の取り込みも容易に行うことができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシールド掘削機であって、前記拡幅カッタは、前記拡幅坑の掘削土砂を取り込む開口部を有し前記シールド本体に回動可能に軸支される外殻部と、前記外殻部とともに回動し前記開口部前方を掘削するカッタ部と、を備え、これら外殻部及びカッタ部は、前記標準坑のみを掘進する際には、前記シールド本体内に収納され、前記拡幅坑を掘進する際には、前記シールド本体から前記拡幅方向に突出するように回動されて前記開口部が掘進方向に向くことを特徴とする。
【０００８】
このように、拡幅カッタを回動させていわゆる扇状に開閉させるため、より簡易な構成で的確に拡幅カッタを出没させることができる。
また、シールド掘削機の掘進を停止させた状態でも、掘削・排土しながら拡幅カッタを開いて、拡幅方向に突出させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のシールド掘削機であって、前記シールド本体の前記拡幅カッタ後方側に、前記拡幅坑を掘進する際に前記シールド本体のうちの少なくとも一部が該拡幅坑に向けて突出し、該拡幅坑の土留を行う拡幅部材を備えたことを特徴とする。
そして、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のシールド掘削機であって、前記拡幅部材は、前記拡幅坑を掘進する際に、該拡幅部材と前記拡幅カッタとの間に形成された隙間部の土留を行う隙間土留部材を備えたことを特徴とする。
【００１０】
このように、拡幅カッタ後方側に拡幅部材を突出させるようにしているので、拡幅坑の掘進後直ちに土留を行うことができる。
また、拡幅カッタと拡幅部材との間に隙間部が形成された場合にも、この部分の拡幅坑の土留を隙間土留部材によって行うことができるので、拡幅カッタから拡幅部材までの間の拡幅坑は、隙間なく連続的に土留が行われるようになる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のシールド掘削機であって、前記拡幅カッタは、前記拡幅坑を掘削するカッタ部と、該カッタ部を収納するとともに前記拡幅坑の掘削土砂を取り込む開口部を有する外殻部と、を備え、これら外殻部及びカッタ部は、前記標準坑のみを掘進する際には前記シールド本体内に収納され、前記拡幅坑を掘進する際には、前記シールド本体から前記拡幅方向に直線的に突出することを特徴とする。
【００１２】
このように、拡幅カッタを拡幅方向に直線的に突出させるため、より簡易な構成で的確に拡幅カッタを出没させることができる。
また、シールド掘削機の掘進を停止させた状態でも、掘削・排土しながら拡幅カッタを拡幅方向に突出させることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のシールド掘削機であって、前記拡幅カッタは、軸線回りに回転されるカッタ軸を備え、該カッタ軸は、前記拡幅坑の断面内で回動可能に、かつ該断面内で径方向に伸縮可能に、前記シールド本体に軸支されていることを特徴とする。
【００１４】
このようにすれば、１つのカッタ軸で拡幅坑の断面すなわち拡幅坑の掘削範囲を掘削することができ、カッタ軸を回転させるために消費される電力等のエネルギーを低減させることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のシールド掘削機であって、前記拡幅カッタは、軸線回りに回転されるカッタ軸を複数備え、これらカッタ軸は、前記拡幅坑の断面を覆うように密集配置されたことを特徴とする。
【００１６】
このようにすれば、カッタ軸のみを回転させて拡幅坑のほぼ全域を掘進することができ、カッタ軸に揺動等の複雑な動きをさせる必要がないので、拡幅カッタの構成を簡易なものとできる。
また、これらカッタ軸を駆動させるアクチュエータも、特定の場所に集中的に配置できるため、構造的に無理なく、構成を簡易なものとできる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のシールド掘削機であって、前記拡幅カッタは、軸線回りに回転されるカッタ軸と、該カッタ軸を回転可能に軸支するとともに前記拡幅坑の断面内で縦横に移動させるカッタ移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
このようにすれば、部材数を減らしてシールド掘削機の軽量化を図ることができる。また、部材数を減らして構成を簡素化しているので、拡幅カッタからシールド本体への掘削土砂の流れを良くして、掘削土砂の取り込みをより容易に行うことが出来る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシールド掘削機の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
本発明に係るシールド掘削機の第１の実施形態について、図１乃至図４を用いて説明する。
このシールド掘削機１Ａは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、カッタ２と、シールド本体３と、拡幅カッタ４と、拡幅部材５とから構成されている。
【００２１】
カッタ２は、略円盤形状をなし、シールド本体３の前端に回転可能に設けられている。このカッタ２は、標準孔を掘進するためのもので、先端部に設けられた図示しない多数のカッタビットが回転することによって、標準坑を掘進できるようになっている。また、カッタ２の前面には、図示は省略するが、標準坑の掘削土砂をシールド本体３内に取り込むための孔が設けられている。
なお、以下において「標準坑」とは、カッタ２のみで掘進される、カッタ２の外径と略同一の断面積を有する坑をいうこととする。
シールド本体３は、全体が略円筒状をなしており、カッタ２を回転可能に支持するとともに、標準坑の土留を行うものである。このシールド本体３の後端側近傍には、図示しない押圧ジャッキが設けられており、シールド本体３の後方に順次覆工されていく図示しないセグメントを押圧して、その反力によってシールド掘削機１Ａを掘進させるようになっている。
【００２２】
シールド本体３の両側部には、拡幅坑を掘進する拡幅カッタ４が設けられている。この拡幅カッタ４は、シールド本体３の外側部から標準坑を拡幅する拡幅方向、すなわち掘進方向と略直交方向に突出して、拡幅坑を掘進するとともに、この拡幅坑の掘削土砂をシールド本体３内に取り込むためのもので、外殻部４１と、カッタ軸（カッタ部）４２とを備えて構成されている。
なお、以下において「拡幅坑」とは、カッタ２では掘進できない坑、すなわち拡幅カッタ４を用いて掘進された部分の坑を言うこととする。
外殻部４１は、軸部３１でシールド本体３に回動可能に軸支されている。この外殻部４１には開口部４１ａが形成されており、拡幅坑の掘削土砂を取り込めるようになっている。
カッタ軸４２は、軸部３１の中間部近傍の支点３１ａに回転可能に軸支されており、その軸線周りに回転することで、外周面に設けられたカッタビット４２ａにより土砂を掘削するものである。このカッタ軸４２は、外殻部４１とともに回動して開口部４１ａ前方の土砂を掘削できるようになっている。このカッタ軸４２は、支点３１ａの上下方向に回動可能かつ径方向に伸縮可能とされ、開口部４１ａ内のほぼ全域にわたって移動可能となっており、拡幅坑全域の掘削が行えるようになっている。
【００２３】
これら外殻部４１及びカッタ軸４２は、標準坑のみを掘進する際には、シールド本体３内に収納されて、閉じられた状態となっている。そして、拡幅坑を掘進する際には、シールド本体３から拡幅方向に突出するように回動されて開いた状態となり、開口部４１ａが掘進方向に向くようになる。すなわち、拡幅カッタ４は扇状に開閉されることで、シールド本体３の外側部から拡幅方向に出没可能となっている。
【００２４】
シールド本体３の拡幅カッタ４よりも後方側には、外形略矩形状となった拡幅部材５が設けられている。この拡幅部材５はシールド本体３の一部をなすもので、標準坑のみを掘進する際には、シールド本体３内に収納されている。このとき、シールド本体３の外側部と拡幅部材５の外側部とは、略面一となるようになっている。そして拡幅坑を掘進する際には、この拡幅部材５を拡幅方向に突出させて、拡幅坑の上下側及び側部の土留を行うようになっている。
この拡幅部材５の前方側には、スライドルーフ（隙間土留部材）５ａが、前後方向スライド可能に設けられている。このスライドルーフ５ａは、拡幅部材５がシールド本体３内に収納されている際に、拡幅部材５内に収納されている。そして、拡幅部材５が拡幅坑に向けて突出した際に、拡幅部材６の前端側から突出するようにスライドされ、拡幅部材５と拡幅カッタ４との間に形成された隙間部の土留を行うものである。
【００２５】
このシールド掘削機１Ａを用いた、標準坑及び拡幅坑の掘進手順について説明する。
まず図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、拡幅カッタ４及び拡幅部材５をシールド本体３内に収納した状態で、カッタ２を用いて標準坑のみを掘進する。このときシールド本体３の後方に、標準坑を覆工するためのセグメントを順次覆工させていき、標準トンネルを築造していく。
【００２６】
拡幅坑の掘進を開始する際には、シールド掘削機１Ａの掘進を一旦停止させる。この状態で図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、カッタ軸４２を回転させて開口部４１ａ前方の土砂を掘削しながら拡幅カッタ４を開いていき、外殻部４１の開口部４１ａを掘進方向に向ける。
このように拡幅カッタ４が開いた状態で、標準坑及び拡幅坑を掘進する。拡幅坑の掘削土砂は、開口部４１ａから外殻部４１を経てシールド本体３内に取り込まれ、標準坑の掘削土砂とともに、図示しないスクリューコンベヤ等の搬送手段により後方へ搬送され、坑外へと排土される。
【００２７】
この状態で、数ｍ程度、すなわち拡幅部材５が突出可能となるだけの距離を掘進したら、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、拡幅部材５を拡幅方向に突出させて、拡幅坑の土留を行う。このとき、拡幅カッタ４は扇状に開くことで拡幅方向に突出し、拡幅部材５は拡幅方向と略平行に移動し突出するので、両者の間には隙間部Ｓが形成されている。
【００２８】
そして、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、スライドルーフ５ａを掘進方向にスライドさせて、隙間部Ｓを覆うことで土留を行う。こうすることで、拡幅カッタ４から拡幅部材５までの間は隙間なく土留されることとなり、この状態で標準坑及び拡幅坑を掘進していく。
このときシールド本体３及び拡幅部材５の後方に、標準坑及び拡幅坑の双方を覆工するためのセグメントを順次覆工させていき、拡幅トンネルを築造していく。
【００２９】
拡幅坑の掘進を終了する際には、上記手順を逆にして行う。すなわち、スライドルーフ５ａを拡幅部材５内に収納し、拡幅部材５をシールド本体３内に収納してから、拡幅カッタ４を閉じてシールド本体３内に収納すればよい。
【００３０】
本実施形態に係るシールド掘削機１Ａにおいては、シールド本体３の外側部から標準坑を拡幅する拡幅方向に出没可能な拡幅カッタ４を備え、拡幅坑を掘進するとともに拡幅坑の掘削土砂をシールド本体３内に取り込むようにしている。このように、拡幅カッタ４をシールド本体３に設けるようにしているので、寸法的な制約が緩和されて、簡易な構成で的確に拡幅カッタを出没させるとともに、拡幅坑の掘削土砂の取り込みも容易に行うことができる。そのため、拡幅坑の掘進速度を向上させることができ、工期の短縮化が図れるとともに、メンテナンスを容易にして工費の節減が図れる。
【００３１】
また、拡幅カッタ４を、外殻部４１とカッタ軸４２とから構成し、これら外殻部４１及びカッタ軸４２を、標準坑のみを掘進する際にシールド本体３内に収納し、拡幅坑を掘進する際にシールド本体３から拡幅方向に突出するように回動させて開口部４１ａが掘進方向に向くようにしている。このように、拡幅カッタ４を回動させていわゆる扇状に開閉させるため、より簡易な構成で的確に拡幅カッタ４を出没させることができ、拡幅カッタ４の信頼性・耐久性を向上させることができるとともに、拡幅坑の幅も容易に変更できる。また、シールド掘削機１Ａの掘進を停止させた状態でも、掘削・排土しながら拡幅カッタ４を開いて拡幅方向に突出させることができるため、周囲の地盤に与える影響を少なくし、また周囲の地盤の硬軟による影響を受けにくくできる。
【００３２】
更に、カッタ軸４２が、拡幅坑の断面内で回動可能に、かつこの断面内で径方向に伸縮可能に軸支されているので、１つのカッタ軸４２で拡幅坑の掘削範囲を掘削することができ、カッタ軸４２を回転させるために消費される電力等のエネルギーを低減させることができ、より経済的に拡幅坑の掘削を行うことができる。
【００３３】
更に、シールド本体３の拡幅カッタ４後方側には、拡幅坑を掘進する際に、シールド本体３の一部を拡幅坑に向けて突出して拡幅坑の土留を行う拡幅部材５を備えるようにしているので、拡幅坑の掘進後直ちに土留を行うことができ、拡幅坑の地盤沈下等を防止して、トンネル築造を円滑に行うようにできる。
更に拡幅部材５には、拡幅坑を掘進する際に、拡幅部材５と拡幅カッタ４との間に形成された隙間部Ｓの土留を行うスライドルーフ５ａを備えるようにしているので、拡幅カッタ４から拡幅部材５までの間の拡幅坑に、隙間なく連続的に土留を行うことができる。そのため、間隙部Ｓに土砂が入り込んで、地盤沈下を誘発したりシールド掘削機１Ａの掘進に抵抗を生じさせることを抑制できる。
【００３４】
［第２の実施形態］
本発明に係るシールド掘削機の第２の実施形態について、図５乃至図７を用いて説明する。
このシールド掘削機１Ｂは、上記第１の実施形態におけるシールド掘削機１Ａと比較して、カッタ２がオーバカッタとしてのコピーカッタ２ａを備えている点、及び拡幅カッタ４の替わりに拡幅カッタ８を備えている点が異なっている。そのため、上記第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳しい説明は省略することとする。
【００３５】
カッタ２には、図６に示すように、外側部から拡幅方向に出没可能とされたコピーカッタ２ａが内蔵されている。このコピーカッタ２ａは棒状をなしており、標準坑のみを掘進する際にはカッタ２内に没入している。そして拡幅坑を掘進する際にはカッタ２から突出し、突出方向の軸線回りに回転して、その外周面に設けられた図示しないカッタビットによって、拡幅坑を掘進する部分の地山を緩めることができるようになっている。
【００３６】
シールド本体３の両側部には、図５に示すように、拡幅坑を掘削する拡幅カッタ８が設けられている。この拡幅カッタ８は、シールド本体３の外側部から拡幅方向にスライドして直線的に突出し、拡幅坑を掘進し、この拡幅坑の掘削土砂をシールド本体３内に取り込むものであり、外殻部８１と、外殻部８１と一体に出没する多数のカッタ軸８２と、を備えて構成されている。この拡幅カッタ８は、その後方側に備えられ拡幅坑の土留を行うための拡幅部材５とは独立して、拡幅方向に突出できるようになっている。
【００３７】
外殻部８１は、シールド本体３の一部をなして、カッタ軸８２による掘削土砂を取り込みシールド本体３内へ導入するもので、掘進方向先端側に開口部８１ａが形成されている。この外殻部８１は、標準坑のみを掘進する際には、シールド本体３内に収納されている。また、その外側部は常時開放状態となっており、拡幅坑を掘進するために拡幅カッタ８を拡幅方向に直線的に突出させた際に、突出方向の土砂をカッタ軸８２の先端部で掘削し取り込むことができるようになっている。
【００３８】
カッタ軸８２は、外殻部８１の掘進方向先端側の開口部８１ａ近傍に、各々の軸線回りに回転可能に軸支されている。これらカッタ軸８２は、各々の軸線が拡幅方向と略平行となるように設けられているとともに、開口部８１ａのほぼ全域にわたるように密集配置されている。すなわち、拡幅坑の断面を覆うように密集配置されており、これらカッタ軸８２を回転させれば、拡幅坑を掘進できるようになっている。各々のカッタ軸８２の外周面には、多数のカッタビット８２ａが設けられており、これらが回転することで拡幅坑の土砂を掘削する。
これらカッタ軸８２は、図示しないギヤ又はチェーン等を介して相互に連結されており、図示しないアクチュエータによって一括回転制御されるようになっている。なお、各々のカッタ軸８２毎に独立したアクチュエータを連結し、独立して回転制御できるように構成しても、差し支えない。
【００３９】
このシールド掘削機１Ｂを用いた、標準坑及び拡幅坑の掘進手順について説明する。
まず拡幅カッタ８をシールド本体３内に収納した状態で、カッタ２を用いて標準坑のみを掘進する。このときシールド本体３の後方に、標準坑を覆工するためのセグメントを順次覆工させていき、標準トンネルを築造していく。
【００４０】
拡幅坑の掘進を開始する際には、図６に示すように、コピーカッタ２ａをカッタ２から徐々に突出させ、標準坑を掘進しながら、標準坑の左右両側の拡幅坑を掘進する部分の地山を緩めていく。こうすることで拡幅カッタ８は、地山の緩んだ拡幅方向に徐々に突出可能となる。
外殻部８１を徐々に突出させながらカッタ軸８２を回転させて、標準坑及び拡幅坑を掘進する。拡幅坑の掘削土砂は、開口部８１ａから外殻部８１を経てシールド本体３内に取り込まれ、標準坑の掘削土砂とともに、図示しないスクリューコンベヤ等の搬送手段により後方へ搬送され、坑外へと排土される。
なお、拡幅カッタ８の突出に合わせるように拡幅部材５も突出させ、拡幅坑の土留めを行う。
【００４１】
拡幅カッタ８が最大位置まで拡幅されたら、この状態のままで標準坑及び拡幅坑を掘進していく。拡幅カッタ８で掘進された拡幅坑は、拡幅部材５で直ちに土留されていく。このとき、シールド本体３又は拡幅部材５の後方に、標準坑用のセグメント又は拡幅坑用のセグメントを順次覆工させていき、拡幅トンネルを築造していく。
【００４２】
拡幅坑の掘進を終了する際には、コピーカッタ２ａをカッタ２内に没入させるとともに、拡幅カッタ８及び拡幅部材５をシールド本体３内に収納すればよい。
【００４３】
本実施形態に係るシールド掘削機１Ｂにおいては、軸線回りに回転されるカッタ軸８２を複数拡幅カッタ８に備えるとともに、これらカッタ軸８２を、開口部８１ａのほぼ全域にわたるように密集配置しているので、カッタ軸８２のみを回転させれば拡幅坑のほぼ全域を掘進することができる。そのため、カッタ軸８２に揺動等の複雑な動きをさせる必要がないので、拡幅カッタ８の構成を簡易なものとできるとともに、掘進速度を向上させることができ、工期の短縮を図ることができる。また、これらカッタ軸８２を駆動させるアクチュエータも、特定の場所に集中的に配置できるため、無理のない構造として構成を簡易なものとできる。そのため、シールド掘削機１Ｂの信頼性・耐久性を向上させるとともに、製造コストや運転コストを抑制でき、ひいては工費を節減することができる。
【００４４】
また、拡幅カッタ８を、外殻部８１とカッタ軸８２とから構成し、これら外殻部８１及びカッタ軸８２を、標準坑のみを掘進する際にはシールド本体３内に収納し、拡幅坑を掘進する際にシールド本体３から拡幅方向に直線的に突出するようにしている。このように拡幅カッタ８を直線的に突出させるため、拡幅カッタ８の移動機構をより簡易な構成とでき、的確に拡幅カッタ８を出没させることができ、拡幅カッタ８の信頼性・耐久性を向上させることができる。また、外殻部８１の外側部を常時開放状態としているので、シールド掘削機１Ｂの掘進を停止させた状態でも、掘削・排土しながら拡幅カッタ８を拡幅方向に突出させることができるため、周囲の地盤に与える影響を少なくし、また周囲の地盤の硬軟による影響を受けにくくできる。
【００４５】
なお、カッタ部として、多数のカッタ軸８２の替わりに、図７に示すような、カッタ軸８５とカッタ移動手段８６と、を備えるようにしてもよい。
カッタ軸８５は、その軸線回りに回転可能にカッタ移動手段８６に軸支されている。このカッタ軸８５の外周面には、多数のカッタビット８５ａが設けられており、これらが回転することで拡幅坑の土砂を掘削する。
カッタ移動手段８６は、カッタ軸８５を上下方向に移動させる上下方向移動部８５ａと、左右方向に移動させる左右方向移動部８６ｂとから構成されている。これら上下方向移動部８６ａ及び左右方向移動部８６ｂは、図示しない油圧モータ等のアクチュエータによって駆動され、カッタ軸８５を外殻部８１の断面内で縦横に移動させる。すなわちカッタ８５は、拡幅坑の断面内で縦横に移動されて、拡幅坑を掘進できるようになっている。
【００４６】
このような構成とすれば、カッタ軸の本数が少ない分だけシールド掘削機１Ｂを軽量化できるとともに、部材数が少ないために修理等のメンテナンスが容易に行える、という利点がある。
また、部材数を減らして構成を簡素化しているので、拡幅カッタ８からシールド本体３への掘削土砂の流れを良くして、掘削土砂の取り込みをより容易に行うことができ、土砂の搬送効率を高めることが出来る、という利点もある。
【００４７】
なお、上記各実施形態にいては、カッタ部として、第１の実施形態では、回動可能且つ伸縮可能とされたカッタ軸４２を、第２の実施形態では、密集配置された多数のカッタ軸８２、又はカッタ軸８５とカッタ移動手段８６とを、各々用いることとして説明したが、これらは相互に転用が可能である。すなわち、シールド掘削機１Ａに、カッタ軸８２やカッタ軸８５とカッタ移動手段８６とを適用させることもできるし、シールド掘削機１Ｂに、カッタ軸４２を適用させることもできる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るシールド掘削機によれば、拡幅坑の掘進及び掘削土砂の取り込みを容易とし、拡幅トンネルの築造における工期の短縮及び工費の節減を図ることのできるシールド掘削機を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明に係るシールド掘削機の第１の実施形態を示す部分断面図であって、（ａ）は掘進方向からみた部分断面図、（ｂ）は上方からみた部分断面図である。
【図２】   同シールド掘削機の部分断面図であって、（ａ）は掘進方向からみた部分断面図、（ｂ）は上方からみた部分断面図である。
【図３】   同シールド掘削機部分断面図であって、（ａ）は上方からみた部分断面図、（ｂ）は側方からみた部分断面図である。
【図４】   同シールド掘削機部分断面図であって、（ａ）は上方からみた部分断面図、（ｂ）は側方からみた部分断面図である。
【図５】   本発明に係るシールド掘削機の第２の実施形態を示す、掘進方向からみた部分断面図である。
【図６】   図５に示したシールド掘削機を上方からみた部分断面図である。
【図７】   図５に示したシールド掘削機の変形例を示す、掘進方向からみた部分断面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ  シールド掘削機
２  カッタ
２ａ  コピーカッタ
３  シールド本体
４  拡幅カッタ
４１  外殻部
４１ａ  開口部
４２  カッタ軸（カッタ部）
５  拡幅部材
５ａ  スライドルーフ（隙間土留部材）
８  拡幅カッタ
８１  外殻部
８１ａ  開口部
８２、８５  カッタ軸（カッタ部）
８６  カッタ移動手段（カッタ部）
【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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