(57)【要約】【課題】カッタを解体することなく坑口側に回収できる矩形シールド機とそのカッタ回収方法を提供する。【解決手段】断面矩形に形成される外筒６と、外筒６内に着脱可能に収容される断面円形の内筒７と、内筒７の一端に設けられ内筒７を塞ぐ内側隔壁８と、内側隔壁８に設けられたカッタ装置９と、外筒６の一端に設けられ外筒６と内筒７との間を塞ぐ外側隔壁１０とを備える矩形シールド機１であって、カッタ装置９が、伸縮自在なカッタスポーク１８、１９を有するカッタ本体１７と、カッタ本体１７に分割可能に設けられると共に内側隔壁８に設けられたカッタ駆動部２８とを備え、外筒６のコーナー部１６に臨む外側隔壁１０には、その一部を切断することによりカッタスポーク１８、１９を後方に通すことが可能な蓋付きマンホール３９が形成されたものである。【選択図】図１
2011032792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面矩形に形成される外筒と、該外筒内に着脱可能に収容される断面円形の内筒と、該内筒の一端に設けられ内筒を塞ぐ内側隔壁と、該内側隔壁に設けられ地山を掘削するカッタ装置と、前記外筒の一端に設けられ外筒と内筒との間を塞ぐ外側隔壁とを備える矩形シールド機であって、前記カッタ装置が、前記内側隔壁の前方に配置され前記内筒の径方向外方に延びる伸縮自在なカッタスポークを有するカッタ本体と、該カッタ本体に分割可能に設けられると共に前記内側隔壁に設けられカッタ本体を駆動するカッタ駆動部とを備え、前記外筒のコーナー部に臨む前記外側隔壁には、その一部を切断することにより前記カッタスポークを後方に通すことが可能な蓋付きマンホールが形成されたことを特徴とする矩形シールド機。
【請求項２】
前記内筒が前記外筒に対して内方に抜き取り可能なピンを介して結合される請求項１記載の矩形シールド機。
【請求項３】
請求項１記載の矩形シールド機を坑口から推進させて所定位置に到達させたのち、前記矩形シールド機から前記カッタ装置を前記坑口側に回収する矩形シールド機のカッタ回収方法であって、前記矩形シールド機が前記所定位置に到達するとき、前記カッタスポークが前記蓋付きマンホールに臨む位置で停止するように前記カッタ本体を停止させると共に前記カッタスポークを縮退させ、前記蓋付きマンホールの蓋を撤去し、前記カッタ本体と前記カッタ駆動部を分割し、該カッタ駆動部を前記内筒ごと坑口側に移動させて回収し、前記外側隔壁の内周側の開口と前記蓋付きマンホールとをつなげるように前記外側隔壁の一部を切断し、前記開口とつながった蓋付きマンホールに前記カッタスポークを通して前記カッタ本体を回収することを特徴とする矩形シールド機のカッタ回収方法。
【請求項４】
前記カッタ本体を停止させると共に前記カッタスポークを縮退させたとき、前記カッタ本体を前記外筒に対して仮固定し、前記外側隔壁の一部を切断して前記外側隔壁の内周側の開口と前記蓋付きマンホールとをつなげたとき、前記カッタ本体の仮固定を解除する請求項３記載の矩形シールド機のカッタ回収方法。
【請求項５】
前記外側隔壁は前記内筒を水密に支持するための筒状のフランジ部前端部を有し、前記外側隔壁を切断するとき前記蓋付きマンホールと前記開口との間に位置する前記フランジ部前端部も切断して除去する請求項３又は４記載の矩形シールド機のカッタ回収方法。
【請求項６】
前記内筒が前記外筒に対して内方に抜き取り可能なピンを介して結合され、前記内筒を回収するとき、前記ピンを内方に抜き取って前記外筒と前記内筒の結合を解除する請求項３〜５のいずれかに記載の矩形シールド機のカッタ回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタを坑口側に回収できる矩形シールド機とそのカッタ回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
推進工法などでシールド機を到達立坑がない位置に到達させたのち、シールド機のカッタ装置や方向制御装置及び排土装置等の主要構成部品を回収する場合、これら部品を到達側からは回収できないため、シールド機の外筒以外の殆どの部品を坑内で解体し、坑口側に引き戻している。
【０００３】
その中で一番問題になる部品は、カッタである。カッタの回収を考える場合、まず、出来るだけカッタを解体しないで引き戻す方法を考え、カッタの解体が避けられない場合、カッタの解体を最小限にできる解体方法を考える。
【０００４】
過去の事例としては、特許文献１に記載されているように断面円形のシールド機の隔壁からカッタを引き抜いたものがある。この事例の工法は、シールド本体を予め外筒と内筒とに分離可能に形成しておき、主要構成部品を回収するとき、外筒と内筒を分離すると共にカッタを縮退させ、内筒ごとカッタを後方に引き抜くというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８３５４６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、断面矩形のシールド機（以下、矩形シールド機という）は、矩形断面を切削するために断面円形のシールド機よりカッタが大きくなり、かつ、内筒は内筒、外筒間のシール構造の分だけ外筒より小さく形成する必要があるため、カッタを伸縮自在に形成しても内筒の外径より小さくすることはできない。そのため、上述の工法ではカッタを解体せずに回収することはできず、カッタを解体することなく坑口側に回収できる工法が存在しないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、カッタを解体することなく坑口側に回収できる矩形シールド機とそのカッタ回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、断面矩形に形成される外筒と、該外筒内に着脱可能に収容される断面円形の内筒と、該内筒の一端に設けられ内筒を塞ぐ内側隔壁と、該内側隔壁に設けられ地山を掘削するカッタ装置と、前記外筒の一端に設けられ外筒と内筒との間を塞ぐ外側隔壁とを備える矩形シールド機であって、前記カッタ装置が、前記内側隔壁の前方に配置され前記内筒の径方向外方に延びる伸縮自在なカッタスポークを有するカッタ本体と、該カッタ本体に分割可能に設けられると共に前記内側隔壁に設けられカッタ本体を駆動するカッタ駆動部とを備え、前記外筒のコーナー部に臨む前記外側隔壁には、その一部を切断することにより前記カッタスポークを後方に通すことが可能な蓋付きマンホールが形成されたものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記内筒が前記外筒に対して内方に抜き取り可能なピンを介して結合されるものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の矩形シールド機を坑口から推進させて所定位置に到達させたのち、前記矩形シールド機から前記カッタ装置を前記坑口側に回収する矩形シールド機のカッタ回収方法であって、前記矩形シールド機が前記所定位置に到達するとき、前記カッタスポークが前記蓋付きマンホールに臨む位置で停止するように前記カッタ本体を停止させると共に前記カッタスポークを縮退させ、前記蓋付きマンホールの蓋を撤去し、前記カッタ本体と前記カッタ駆動部を分割し、該カッタ駆動部を前記内筒ごと坑口側に移動させて回収し、前記外側隔壁の内周側の開口と前記蓋付きマンホールとをつなげるように前記外側隔壁の一部を切断し、前記開口とつながった蓋付きマンホールに前記カッタスポークを通して前記カッタ本体を回収するものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記カッタ本体を停止させると共に前記カッタスポークを縮退させたとき、前記カッタ本体を前記外筒に対して仮固定し、前記外側隔壁の一部を切断して前記外側隔壁の内周側の開口と前記蓋付きマンホールとをつなげたとき、前記カッタ本体の仮固定を解除するものである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記外側隔壁は前記内筒を水密に支持するための筒状のフランジ部前端部を有し、前記外側隔壁を切断するとき前記蓋付きマンホールと前記開口との間に位置する前記フランジ部前端部も切断して除去するものである。
【００１３】
請求項６記載の発明は、前記内筒が前記外筒に対して内方に抜き取り可能なピンを介して結合され、前記内筒を回収するとき、前記ピンを内方に抜き取って前記外筒と前記内筒の結合を解除するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カッタを解体することなく坑口側に回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は矩形シールド機の側断面図である。
【図２】図２は矩形シールド機の正面図である。
【図３】図３は矩形シールド機の背面図である。
【図４】図４は図１の要部拡大図である。
【図５】図５は図４の外筒のＡ線矢視図である。
【図６】図６は図４の外筒のＢ線矢視図である。
【図７】図７はカッタ回収の第１工程を示す説明図である。
【図８】図８はカッタ回収の第２工程を示す説明図である。
【図９】図９はカッタ回収の第３工程を示す説明図である。
【図１０】図１０はカッタ回収の第４工程を示す説明図である。
【図１１】図１１はカッタ回収の第５工程を示す説明図である。
【図１２】図１２はカッタ回収の第６工程を示す説明図である。
【図１３】図１３は矩形シールド機の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１３に示すように、矩形シールド機１は、発進立坑２に設けられた元押し装置３に元押しされるものであり、発進立坑２にて順次継ぎ足される推進用鋼殻４の列の先頭に位置して推進方向前方の地山５を掘削するようになっている。
【００１８】
図１及び図２に示すように、矩形シールド機１は、断面矩形に形成される外筒６と、外筒６に着脱可能に収容される断面円形の内筒７と、内筒７の前端に設けられ内筒７を塞ぐ内側隔壁８と、内側隔壁８に設けられ前方の地山５を掘削するカッタ装置９と、外筒６の前端に設けられ外筒６と内筒７との間を塞ぐ外側隔壁１０と、内側隔壁８に取り外し可能に設けられる排土装置１１とを備える。
【００１９】
外筒６は、最前部に配置されるフード部１２と、中間部に配置されフード部１２に連結されるボディ部１３と、後端部に配置されボディ部１３に内筒７と方向制御ジャッキ１４とを介して屈曲可能に連結されるテール部１５とからなる。
【００２０】
フード部１２とボディ部１３とテール部１５は、それぞれ外殻を形成するスキンプレート１２ａ、１３ａ、１５ａと、スキンプレート１２ａ、１３ａ、１５ａの内周面に周方向に間隔を隔てて複数設けられ径方向内方に延びると共に軸方向に延びるリブ１２ｂ、１３ｂ、１５ｂと、リブ１２ｂ、１３ｂ、１５ｂに設けられ内筒７を水密に支持すると共に内筒７を後方に移動可能にガイドするフランジ部１２ｃ、１３ｃ、１５ｃとを備える。
【００２１】
図３、図４及び図６に示すように、フード部１２とボディ部１３とテール部１５は、外筒６のコーナー部１６に臨む部分のフランジ部１２ｃ、１３ｃ、１５ｃを径方向外方に突出するように屈曲されており、後述するカッタ本体１７を回収するときそのカッタスポーク１８、１９に干渉しないようになっている。また特に、図５に示すように、フード部１２のフランジ部１２ｃの前端部とボディ部１３のフランジ部１３ｃの後端部とテール部１５のフランジ部１５ｃの前端部は、断面リング状に形成されており、内筒７との間を後述するシール２０で止水できるようになっている。特にフード部１２のフランジ部１２ｃの前端部は外側隔壁１０の一部を構成する。
【００２２】
図１、図４及び図１０に示すように、内筒７は、フード部１２に収容される前部内筒２１と、ボディ部１３に収容される中部内筒２２と、中部内筒２２に方向制御ジャッキ１４を介して連結されテール部１５に収容される後部内筒２３とからなる。前部内筒２１、中部内筒２２及び後部内筒２３のそれぞれの外周には、フランジ部１２ｃ、１３ｃ、１５ｃに当接されるリング状のシール２０が設けられている。後部内筒２３は、中部内筒２２内に前端部２３ａを挿入されており、この前端部２３ａと中部内筒２２との間にはシール２４が設けられている。また、外筒６と内筒７は、内方に抜き取り可能なピン２５を介して着脱自在に結合されており、外筒６に伝わる推力をピン２５を介して内筒７に伝えるようになっている。図４に示すように、中部内筒２２とボディ部１３には、同一のピン２５を挿入するためのピン受け２６、２７がそれぞれ設けられている。ピン受け２６、２７は、それぞれ金属ブロックに孔を形成してなるものであり、孔は、内筒７の径方向内側から外側に向かうにつれて連続的に窄むように形成されている。ピン２５は、先細に形成されており、内筒７の径方向内方からピン受け２６、２７内に挿入することで中部内筒２２側のピン受け２６とボディ部１３側のピン受け２７とに跨って挿入されるようになっている。また、後部内筒２３とテール部１５にも同様のピン受け２６、２７が設けられており、これらピン受け２６、２７にピン２５を挿入することで後部内筒２３とテール部１５が着脱自在に結合されるようになっている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、カッタ装置９は、内筒７の外側（内側隔壁８の前方）に配置されたカッタ本体１７と、カッタ本体１７にボルト（図示せず）を介して分割可能に設けられると共に内側隔壁８に設けられカッタ本体１７を駆動するためのカッタ駆動部２８とからなる。カッタ本体１７は、カッタ駆動部２８の駆動軸３６に分割可能に設けられるセンターブロック２９と、センターブロック２９に１８０度間隔で放射状に取り付けられた一対の固定スポーク（カッタスポーク）１８と、固定スポーク１８に内筒７の径方向外方に出没自在に設けられたコピーカッタ３１と、固定スポーク１８に対して交差するようにセンターブロック２９に設けられたガイド筒３２と、ガイド筒３２に内筒７の径方向外方にスライド自在に設けられた伸縮スポーク（カッタスポーク）１９とを備え、正面視略十字状に形成される。ガイド筒３２は、センターブロック２９に直径方向に延びるように一対平行に設けられている。伸縮スポーク１９は、一方のガイド筒３２の一端にスライド自在に設けられると共に、他方のガイド筒３２の他端にスライド可能に設けられている。固定スポーク１８の切羽側の面と伸縮スポーク１９の切羽側の面にはカッタビット３４が設けられている。カッタ駆動部２８は、内側隔壁８に設けられる軸受部３５と、軸受部３５に回転自在に支持される駆動軸３６と、駆動軸３６に設けられるギア３７と、ギア３７を駆動するモータ３８とからなる。
【００２４】
外側隔壁１０は、スキンプレート１２ａの前端とフランジ部１２ｃの前端とに水密に溶接されている。また、外筒６の各コーナー部１６に臨む外側隔壁１０には、その一部を切断することによりカッタスポーク１８、１９を通過させることが可能な蓋付きマンホール３９が形成されている。蓋付きマンホール３９は常時は着脱自在な蓋４０で塞がれるようになっている。また特に蓋付きマンホール３９はフランジ部１２ｃに臨む外周縁４１をフランジ部１２ｃの前端部に沿うように円弧状に形成されており、内筒７を回収したときフランジ部１２ｃの内側に形成される開口４２と容易につなげられるようになっている。
【００２５】
次に矩形シールド機１のカッタ回収方法について述べる。
【００２６】
図１３に示すように、元押し装置３で矩形シールド機１を元押しして推進させ、矩形シールド機１が所定の位置に到達したら、図７に示すように、カッタスポーク１８、１９が蓋付きマンホール３９に臨む位置で停止するようにカッタ本体１７を停止させて矩形シールド機１の推進を終了する。
【００２７】
この後、図８に示すように、切羽４３と外筒６の周囲の地山５に止水剤を注入して地盤改良し、各固定スポーク１８とフード部１２の間にカッタ仮固定材４４を設けると共に各伸縮スポーク１９とフード部１２の間にカッタ仮固定材４４を設けて固定スポーク１８と伸縮スポーク１９を仮固定する。内側隔壁８から排土装置１１を取り外し、坑口４５側に移動して回収する。
【００２８】
図９に示すように、各ピン２５を内筒７の径方向内方へ引き抜く。ピン２５は先細に形成されているため、容易に引き抜くことができる。これにより、外筒６に対する内筒７の結合が解除される。
【００２９】
図１０に示すように、カッタ本体１７とカッタ駆動部２８を分割すると共に前部内筒２１と中部内筒２２を分割し、中部内筒２２と後部内筒２３を方向制御ジャッキ１４ごと坑口４５側に移動して回収したのち、前部内筒２１をカッタ駆動部２８ごと坑口４５側に移動して回収する。カッタ本体１７はカッタ仮固定材４４を介してフード部１２に固定されているため、起立した状態のまま動くことはない。
【００３０】
この後、図１１に示すように、外筒６の中央の開口４２と蓋付きマンホール３９の間の外側隔壁１０（フランジ部１２ｃの前端部を含む）を切除すると共にボディ部１３のコーナー部１６に臨むフランジ部１３ｃの後端部を切除し、かつ、テール部１５のコーナー部１６に臨むフランジ部１５ｃの前端部を切除してカッタ本体１７の移動通路を確保し、図１２に示すように、カッタ本体１７を図示しない台車等の搬送装置で支持すると共にカッタ仮固定材４４を撤去し、外筒６内に搬出用架台４６を敷設し、カッタ本体１７を坑口４５側に移動して回収する。このとき、カッタ本体１７の後方にはカッタ本体１７の形状に対応する穴が形成されているため、カッタ本体１７を容易に回収できる。
【００３１】
このように、矩形シールド機１が、断面矩形に形成される外筒６と、外筒６内に着脱可能に収容される断面円形の内筒７と、内筒７の一端に設けられ内筒７を塞ぐ内側隔壁８と、内側隔壁８に設けられ地山５を掘削するカッタ装置９と、外筒６の一端に設けられ外筒６と内筒７との間を塞ぐ外側隔壁１０とを備え、カッタ装置９が、内側隔壁８の前方に配置され内筒７の径方向外方に延びる伸縮自在なカッタスポーク１８、１９を有するカッタ本体１７と、カッタ本体１７に分割可能に設けられると共に内側隔壁８に設けられカッタ本体１７を駆動するカッタ駆動部２８とを備え、外筒６のコーナー部１６に臨む外側隔壁１０には、その一部を切断することによりカッタスポーク１８、１９を後方に通すことが可能な蓋付きマンホール３９が形成されるものとしたため、矩形シールド機１であってもカッタ本体１７を解体することなく坑口４５側に回収できる。
【００３２】
内筒７が外筒６に対して内方に抜き取り可能なピン２５を介して結合されるものとしたため、機内側からピン２５を引き抜くことで外筒６に対する内筒７の結合を容易に解除でき、内筒７を速やかに回収でき、カッタ本体１７の移動通路を速やかに確保できる。
【００３３】
矩形シールド機１が所定位置に到達するとき、カッタスポーク１８、１９が蓋付きマンホール３９に臨む位置で停止するようにカッタ本体１７を停止させると共にカッタスポーク１８、１９を縮退させ、蓋付きマンホール３９の蓋４０を撤去し、カッタ本体１７とカッタ駆動部２８を分割し、カッタ駆動部２８を内筒７ごと坑口４５側に移動させて回収し、外側隔壁１０の内周側の開口４２と蓋付きマンホール３９の穴とをつなげるように外側隔壁１０の一部を切断し、開口４２とつながった蓋付きマンホール３９の穴にカッタスポーク１８、１９を通してカッタ本体１７を回収するため、カッタ本体１７を解体することなく容易に坑口４５側に回収できる。
【００３４】
カッタ本体１７を停止させると共にカッタスポーク１８、１９を縮退させたとき、カッタ本体１７を外筒６に対して仮固定し、外側隔壁１０の一部を切断して外側隔壁１０の内周側の開口４２と蓋付きマンホール３９の穴とをつなげたとき、カッタ本体１７の仮固定を解除するため、カッタ本体１７からカッタ駆動部２８を離間させてからカッタ本体１７を搬送装置で支持するまでの間にカッタ本体１７の姿勢が変化するのを防ぐことができ、カッタ本体１７を安定して回収できる。
【００３５】
外側隔壁１０は内筒７を水密に支持するための筒状のフランジ部１２ｃの前端部を有し、外側隔壁１０を切断するとき外筒６の中央の開口４２と蓋付きマンホール３９との間に位置するフランジ部１２ｃの前端部も切断して除去するものとしたため、推進時には外側隔壁１０と内側隔壁８の間を確実に止水でき、カッタ回収時にはカッタ本体１７を解体することなく回収できる。
【００３６】
なお、矩形シールド機１は推進工法で用いるものについて説明したが、これに限るものではない。矩形シールド機は機内でセグメントを組み立てながら既設セグメントから反力を取って掘進する断面矩形のシールド掘進機であってもよい。この場合、セグメントを組み立てるエレクタと、セグメントから反力を取るシールドジャッキは予め内筒７に設けておき、内筒７と一体に回収できるものにするとよい。
【００３７】
また、カッタ本体１７は、正面視略十字状に形成されるものとしたが、正面視一文字であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  矩形シールド機
５  地山
６  外筒
７  内筒
８  内側隔壁
９  カッタ装置
１０  外側隔壁
１２ｃ  フランジ部
１６  コーナー部
１７  カッタ本体
１８  カッタスポーク
１９  カッタスポーク
２５  ピン
２８  カッタ駆動部
３９  蓋付きマンホール
４０  蓋
４２  開口
４５  坑口
【図１】
2011032792.tif 000003
【図２】
2011032792.tif 000004
【図３】
2011032792.tif 000005
【図４】
2011032792.tif 000006
【図５】
2011032792.tif 000007
【図６】
2011032792.tif 000008
【図７】
2011032792.tif 000009
【図８】
2011032792.tif 000010
【図９】
2011032792.tif 000011
【図１０】
2011032792.tif 000012
【図１１】
2011032792.tif 000013
【図１２】
2011032792.tif 000014
【図１３】
2011032792.tif 000015