(57)【要約】【課題】本線トンネルに対して３６０度希望する方向の分岐トンネルの構築を可能とする。【解決手段】本線トンネル５の分岐位置に配置された特殊セグメントの領域が開口するよう筒状のライニングスチール１１を設ける一方、そのライニングスチール１１の内側に、発進坑口１５を有する回転スリーブ１３を回転自在に支持し、第１のシール部材４３によって特殊セグメント９の両サイドでライニングスチール１１と回転スリーブ１３の間をシールする。一方、前記発進坑口１５には、第２のシール部材４５によってシールされた分岐線シールド掘進機１を組付け、前記回転スリーブ１３を回転スリーブ駆動手段３３によって回転させ、分岐線シールド掘進機１を希望する分岐方向へ位置決めする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントによって構成された本線トンネルの分岐位置に設けられ掘削可能な発進用の特殊セグメントと、前記本線トンネルのセグメント内側に密着固定され前記特殊セグメントの領域が開口する筒状のライニングスチールと、ライニングスチールの内側で回転自在に支持され前記発進用の特殊セグメント領域と対向し合う発進坑口が設けられた回転スリーブと、前記発進用の特殊セグメントの両サイドで、前記ライニングスチールと回転スリーブとの間をリング状にシールする第１のシール部材と、前記発進坑口に設けられその発進坑口に組付けられる分岐線シールド掘進機の胴部外周面とリング状に弾接し合う第２のシール部材と、前記回転スリーブを所定位置へ回転駆動する回転スリーブ駆動手段とを備えていることを特徴とする分岐線シールド掘進機のシールド発進装置。
【請求項２】
第１，第２のシール部材は、縮小状態から膨張することで強くシール面と弾接し合う膨張シールとなっていることを特徴とする請求項１記載の分岐線シールド掘進機のシールド発進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築するのに適する分岐線シールド掘進機のシールド発進装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、本線トンネルからほぼ直角に分岐する分岐トンネルを構築するケースが多くなってきている。
【０００３】
分岐トンネルは、本線シールド掘進機によって構築された本線トンネルの分岐位置に、分岐線シールド掘進機を配置セットし、その配置セット位置から掘進することで構築されるようになっている。
【０００４】
分岐線シールド掘進機は、本線シールド掘進機内に配置されるマシン内蔵タイプと、セグメント内に内蔵されるセグメント内蔵タイプが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
分岐トンネルを構築する前者のマシン内蔵タイプにあっては、地下茎分岐シールド工法と直角分岐シールド工法とに分けられる。
【０００６】
地下茎分岐シールド工法に用いられる本線シールド掘進機の構造の概要は、前胴部、中胴部、後胴部又はテール部の３つに分かれていて、分岐線シールド掘進機が内蔵された発進坑口を有する中胴部は、外側と内側の二重スキンプレート構造となっている。分岐線シールド掘進機の発進時に、外側スキンプレートのみを移動させて発進坑口を露出させる手段となっており、中胴部を具備することで、通常の本線シールド掘進機に比べて機長が長くなる問題を有する。
【０００７】
また、直角分岐シールド工法に用いられる分岐線シールド掘進機は、例えば、旋回用の旋回ベアリング、カッタディスクを駆動するカッタ駆動モータ、シールド掘進機掘進用のシールドジャッキ等が本線シールド掘進機と共有となるため、本線トンネルと分岐トンネルの同時施工ができない等の不具合を有し、分岐トンネル作業に制約を受ける。
【０００８】
一方、後者のセグメント内蔵タイプにあっては、分岐線シールド掘進機の組立にあたって、本線シールド掘進機の後部テール部を２重構造としておき、分岐位置において外側テールフレームを残して、まず、分岐線シールド掘進機を構成するカッタ付きセグメントを組立てる。その後、本線シールド掘進機を分岐線シールド掘進機の発進に影響のない範囲まで掘進し、カッタ付きセグメントが地山に現れた時点で、前胴部を、続いて、後胴部を組立てるようになる。したがって、組立作業に時間がかかることと、例えばシールド掘進機の向きを水平方向に組立てる場合、作業方向が横向きとなるため、組付作業時に無理な作業姿勢を強いられるようになり、組み付け性、作業性の面で望ましくなかった。
【０００９】
そこで、この発明は、確実なシール性と本線トンネルに対して３６０度いずれの部位から分岐トンネルの構築が行えるようにすると共に、組付性、作業性の面でも優れる分岐線シールド掘進機のシールド発進装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、セグメントによって構成された本線トンネルの分岐位置に設けられ掘削可能な発進用の特殊セグメントと、前記本線トンネルのセグメント内側に密着固定され前記特殊セグメントの領域が開口する筒状のライニングスチールと、ライニングスチールの内側で回転自在に支持され前記発進用の特殊セグメント領域と対向し合う発進坑口が設けられた回転スリーブと、前記発進用の特殊セグメントの両サイドで、前記ライニングスチールと回転スリーブとの間をリング状にシールする第１のシール部材と、前記発進坑口に設けられその発進坑口に組付けられる分岐線シールド掘進機の胴部外周面とリング状に弾接し合う第２のシール部材と、前記回転スリーブを所定位置へ回転駆動する回転スリーブ駆動手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、回転スリーブ駆動手段により回転スリーブを例えば、３６０度回転させることが可能となるため、例えば、発進坑口の向きを下向きとすることで、作業方向が上下方向となり、分岐線シールド掘進機を発進坑口に対して無理な姿勢を強いられることなく容易に組付け作業が行なえるようになる。
【００１２】
一方、発進坑口に分岐線シールド掘進機が組付けられた回転スリーブを所定の角度回転させた後、固定ロックすれば、分岐線シールド掘進機を本線トンネルに対して３６０度適宜の位置に設定することが可能となる。
【００１３】
また、分岐線シールド掘進機の発進時に特殊セグメントを掘削するようになるが、この時、両サイドとなるライニングスチールと回転スリーブとの間は、第１のシール部材によって、発進坑口と分岐線シールド掘進機の周縁胴部との間は第２のシール部材によってそれぞれ確実にシールされ、地山からの泥水等の侵入が確実に阻止されるようにある。
【００１４】
また、この発明の請求項２によれば、第１，第２のシール部材は、縮小状態から膨張することで強くシール面と弾接し合う膨張シールとなっていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、シール面と強く弾接し合うことで、確実なシール状態を確保することが可能となり、大深度分岐トンネルの構築であっても容易に対応できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１１の図面を参照しながらこの発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００１７】
図１は、この発明にかかる分岐線シールド推進機１のシールド発進装置３の概要切断図を示している。
【００１８】
シールド発進装置３は、本線シールド掘進機（図示していない）によって構築された本線トンネル５の分岐位置に配置セットされるもので、図１１に示すように本線トンネル５はセグメント７によって構成され、分岐位置のセグメントは掘削可能な発進用の特殊セグメント９となっている。発進用の特殊セグメント９の領域は、筒状のライニングスチール１１が組み付けられている。
【００１９】
ライニングスチール１１は、前記特殊セグメント９の領域が開口する形状となっていて本線トンネル５を構成するセグメント７の内周面に密着固定している。
【００２０】
この場合、ライニングスチール１１は図外の立坑から２つに分割された状態で搬入され、分岐位置において溶接等の固着手段によって円筒状に組立てる手段とすることが望ましい。
【００２１】
ライニングスチール１１の内側には、回転スリーブ１３が組付けられ、回転スリーブ１３の発進坑口１５には前記した分岐線シールド掘進機１が組付けられている。
【００２２】
回転スリーブ１３は、完成時には円筒形状に作られるが、図外の立坑から分岐位置までの間は、第１，第２，第３の分割スリーブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの３つに分割されて搬入される。第１の分割回転スリーブ１３ａには発進坑口１５が設けられ、図外の立坑において、第１の分割スリーブ１３ａの発進坑口１５は、図６に示すように向きが下方へ向いた状態で台車（図示していない）にセットされるようになる。発進坑口１５には、先端に分岐線シールド掘進機１のカッタディスク１７を有する前胴部１９が組付けられ、その前胴部１９内にはカッタディスク１７を駆動する駆動モータ２１，カッタディスク１７の後方に作られたカッタチャンバ２３内を撹拌する撹拌装置２５及び、排・給用の排泥装置２７等が組付けられ、その状態で分岐位置に搬送セットされるようになっている。
【００２３】
第２，第３の分割回転スリーブ１３ｂ、１３ｃは、第１の分割回転スリーブ１３ａの分岐位置搬入完了後に搬入され、分岐位置において溶接等の固着手段によって円筒状に形成されるようになっている。
【００２４】
円筒状に組立てられた回転スリーブ１３の両サイドは、所定の間隔で配置されたガイドローラ等の支持手段２９によってライニングスチール１１の内周面に対して回転自在に支持されている。
【００２５】
回転スリーブ１３は、図１１に示すように、両サイドに取付けブラケット３１を有し、回転スリーブ駆動手段３３によって３６０度回転可能となっている。回転完了後は、固定ピン３５により所定の回転位置で固定ロックされるようになっている。
【００２６】
回転スリーブ駆動手段３３は、ピストン３７とシリンダ３９とから成る油圧ジャッキタイプとなっていて、ピストン３７は支持ブラケット３１の各取付部４１に対して着脱自在に取付けられている。
【００２７】
シリンダ３９は本線トンネル５を構成するセグメント７に取付けられ、ピストン３７を伸長させることで、その伸長ストロークに対応した回転量が得られるようになっている。
【００２８】
したがって、回転スリーブ１３が所定量回動した回転完了位置で、ピストン３７を取外し、縮小させた状態で再び支持ブラケット３１の取付部４１に取付け、ピストン３７を伸長させる動作を繰り返すことで、３６０度回転可能となっている。
【００２９】
固定ピン３５は、回転スリーブ１３の回転角度設定完了後、回転スリーブ１３の内側からライニングスチール１１，セグメント７まで到達するロック孔を穿ち、そのロック孔に固定ピン３５を挿入させることで、回転スリーブ１３の固定ロック状態が得られるようになっている。
【００３０】
一方、前記発進用の特殊セグメント９の両サイド周縁部位で、前記ライニングスチール１１と回転スリーブ１３との間は、切羽泥水圧遮断用となるリング状の第１のシール部材４３によって、また、発進坑口１５と分岐線シールド掘進機１の胴部外周面１ａとの間は、発進遮断用となるリング状の第２のシール部材４５によってそれぞれシールされている。
【００３１】
第１，第２のシール部材４３，４５は、図２，図３に示すように中心にナイロンあるいは、ポリエステルの補強繊維４７が編み込まれたゴム（天然、合成樹脂）の材質により帯板状の形状に作られていて、両サイド部は補強用の硬質ゴム４９を介してリング状の押え金具５１が設けられた形状となっている。この場合、左右の押え金具５１を、ボルト５３，ナット５５によって、例えば、回転スリーブ１３の外周面に固定支持することで、回転スリーブ１３の外周壁面に沿って配置される断面袋状のドーナツ形状の第１のシール部材４３が、また、発進坑口１５の口縁フランジ部に固定支持することで、発進坑口１５の口縁に沿って配置される断面袋状のドーナツ形状の第２のシール部材４５がそれぞれ構成されるようになっている。
【００３２】
したがって、第１，第２のシール部材４３、４５は、図３に示すように内部空間に、図外の供給装置によって供給管５７から空気又は水が送り込まれることで、縮小した待機状態（図３鎖線）と、シール面となるライニングスチール１１（第１のシール部材４３の場合）又は分岐線シールド掘進機１の胴部外周面１ａ（第２のシール部材４５の場合）とそれぞれ強く弾接し合う膨張したシール作動状態（図３実線）とに切換え可能な膨張シールとなっている。
【００３３】
次に、分岐位置となるシールド発進装置３から分岐線シールド掘進機１を発進させる動作について説明する。
【００３４】
まず、図６に示すように主要な駆動モータ２１，撹拌装置２５，排泥装置２７が組付けられた前胴部１９内に例えば、セグメントを組立てるエレクタ装置（図示していない）等を始めとしてその他補器部品等を組み付ける。
【００３５】
この分岐位置での組付け作業時、分岐線シールド掘進機１の軸線ｘが上下方向の向きにあるため、無理な作業姿勢と強いられることなく組付け作業が容易に行なえる。
【００３６】
次に、回転スリーブ１３を回転スリーブ駆動手段３３によって分岐方向へ向けて回転させ、回転角度設定完了後、固定ピン３５によって回転スリーブ１３を固定ロックする。これにより、分岐線シールド掘進機１は希望する分岐方向へ向けて位置決めされる（図７）。
【００３７】
この状態において、第１，第２のシール部材４３，４５を膨張させて特殊セグメント９の両サイドと発進坑口１５の周縁部のシールを確保する。
【００３８】
次に、図７に示すように中折れジャッキ５９を組付けた後、作動させて分岐線シールド掘進機１を少し発進させ、図８に示すようにテール前部６１，シールドジャッキ６３を組立てる。この時、特殊セグメント９は掘削されて開口するが、第１のシール部材４３によって確実なシール状態が確保される。
【００３９】
次に、図９に示すようにシールドジャッキ６３にて分岐線シールド掘進機１を掘進させた後、テール後部６１を組立てる。
【００４０】
次に、図１０に示すように図示しないエレクタ装置によってセグメント６５を組立てながら掘進させることで分岐トンネル６７が構築されるようになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したようにこの発明の請求項１によれば、分岐線シールド掘進機を回転スリーブによって３６０度希望する位置に容易に位置決めすることができる。また、分岐位置での作業時に、分岐線シールド掘進機の軸線を上下方向としての固定セットが可能となり、無理な作業姿勢を強いられることなく、容易に作業を行うことができる。
【００４２】
また、この発明の請求項２によれば、第１，第２のシール部材を膨張させてシールを図ることができるため、確実なシールが得られるようになり、大深度分岐線掘進の場合でも対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる分岐線シールド掘進機のシールド発進装置の概要切断説明図。
【図２】シール部材の片側の概要説明図。
【図３】シール部材の作動状態の概要説明図。
【図４】本線トンネルの分岐位置の概要切断説明図。
【図５】第１の分割回転スリーブの発進坑口に分岐線シールド掘進機を組付けた分岐位置の概要切断説明図。
【図６】分岐位置の第１の分割回転スリーブに対して、第２，第３の分割スリーブを組付け、円筒状の回転スリーブとした概要切断説明図。
【図７】分岐線シールド掘進機が組立てられた回転スリーブを９０度回転させた概要切断説明図。
【図８】分岐線シールド掘進機を少し発進させた概要切断説明図。
【図９】分岐線シールドシールド掘進機をさらに発進させ、テール後部の組立て状態を示した概要切断説明図。
【図１０】セグメントを組立てながら掘進中の概要切断説明図。
【図１１】図１のＡ−Ａ線概要切断面図。
【符号の説明】
１　分岐線シールド掘進機
５　本線トンネル
７　セグメント
９　特殊セグメント
１１　ライニングスチール
１３　回転スリーブ
１５　発進坑口
３３　回転スリーブ駆動手段
４３　第１のシール部材
４５　第２のシール部材
【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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【図９】
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【図１０】
2004092234.tif 000012
【図１１】
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