(57)【要約】【課題】前後で断面形状が異なるとともに断面の内周形状が滑らかなシールド坑を一台のシールド機で掘削する。【解決手段】シールド機１は、シールド機本体１１の前方に設けられた２つのカッタ１４を自転させつつシールド機本体１１を前進させることで掘進する。シールド機本体１１は、筒状のスキンプレート１３と、スキンプレート１３の前部にスキンプレート１３の前面と平行な面内で回動可能に取り付けられたレール部１２と、レール部１２に、このレール部１２に沿って摺動可能に取り付けられ、かつ前記前面と平行な面内で自転可能な２つのカッタ１４とを備えている。スキンプレート１３は、スキンプレート１５と交換可能に設けられている。カッタ１４は、レール部１２の回動によって交換前後のスキンプレート１３，１５のそれぞれの内周面に沿って回動するよう制御された状態でレール部１２に沿い摺動する。【選択図】　図１
2004027510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機本体の前方に設けられた少なくとも１個のカッタを自転させつつシールド機本体を前進させることで掘進を行うシールド機であって、
前記シールド機本体は、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前部に前記スキンプレートの前面と平行な面内で回動可能に取り付けられたレール部と、前記レール部に、このレール部に沿って摺動可能に取り付けられるとともに前記スキンプレートの前面と平行な面内で自転可能なカッタとを備え、
前記スキンプレートは、軸方向に垂直な断面形状が異なる少なくとも１つの他のスキンプレートと交換可能に設けられており、
前記カッタは、前記レール部の回動によって交換前後の前記スキンプレートのそれぞれの内周面に沿って回動するよう、制御された状態で前記レール部に沿って摺動することを特徴とするシールド機。
【請求項２】
請求項１記載のシールド機であって、
前記レール部にはラックが設けられ、
前記カッタには、前記ラックと係合するピニオンと、このピニオンを回動させる駆動源と、この駆動源の動作を制御する制御部とが設けられていることを特徴とするシールド機。
【請求項３】
請求項１又は２記載のシールド機であって、
前記レール部には、前記カッタが複数取り付けられていることを特徴とするシールド機。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のシールド機であって、
前記交換前後のスキンプレートのそれぞれには、このスキンプレートの内周面に沿ってセグメントを組み付けるエレクタと、シールド機本体が掘進する際に前記セグメントから反力を取る推進ジャッキとが設けられていることを特徴とするシールド機。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のシールド機であって、
前記交換前後のスキンプレートのうち、一方のスキンプレートの前記断面形状は略円形状であり、他方のスキンプレートの前記断面形状は、前記一方のスキンプレートの前記断面の左右幅の長さより長い左右幅を有する扁平な略楕円形状であることを特徴とするシールド機。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のシールド機を用いたシールド工法であって、
前記シールド機本体によって掘進を行い、
このシールド機本体により掘削されるべき部分の地盤に立坑を設け、
次に、掘進してこの立坑に到達した前記シールド機本体の前記スキンプレートを、前記立坑内で前記他のスキンプレートに交換し、
次に、この他のスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行うことを特徴とするシールド工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド機及びシールド工法に関し、特に断面形状が扁平なシールド坑を掘削するのに好適なシールド機及びシールド工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地下鉄の駅のホーム部を備えるトンネルの区間（以下、駅部とする）など、トンネルの軸方向における前後の部分とで異なる断面形状を有するトンネルの一部区間を構築する場合には、この区間のトンネルを開削工法によって構築している。しかしながら、このように開削工法を用いて駅部を構築する場合には、地上部を広範囲に渡って長期間占有する必要があるため、地上交通が妨げられるという問題があった。
この問題を解決すべく、シールド工法を用いて、左右両側部をホーム部として利用可能であるとともにこれらホーム部の間を電車が走行可能な、扁平な略楕円形状のシールド坑を掘削する場合がある。このシールド工法おいては、例えば、まず形成されるべき駅部の端部に立坑を設ける。次に、大径の主シールド機を用いて、電車が走行するべき断面視略円形状のシールド坑を、この立坑の内部まで延在させて掘削する。次に、立坑の内部で主シールド機の左右両側部のそれぞれに小径の側部シールド機を装着し、主シールド機及び２つの側部シールド機をそれぞれ駆動させつつ掘進することで、扁平な略楕円形状のシールド坑を掘削する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように主シールド機及び側部シールド機を用いる場合、各シールド機にそれぞれ掘削を行うカッタと、このカッタを駆動する駆動源とが必要となるため、シールド機の製造コストがかさんでいた。
また、主シールド機と２つの側部シールド機との境界部の上下端部のそれぞれに、シールド坑の内側へ突出する未掘削領域が残るため、シールド坑の断面の内周形状が滑らかな楕円形状にならず、このためシールド坑内空間の利用率を高めにくかった。更に、これら未掘削領域の内面を覆工する為に特殊形状の鋼製の大型のセグメントを適用しなければならないので、トンネル建設費がかさんでいた。
【０００４】
本発明の課題は、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるとともにこの断面の内周形状が滑らかなシールド坑を、一台のシールド機で掘削可能なシールド機及びシールド工法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、シールド機本体１１の前方に設けられた少なくとも１個のカッタ１４を自転させつつシールド機本体１１を前進させることで掘進を行うシールド機１であって、
前記シールド機本体１１は、筒状のスキンプレート１３と、このスキンプレート１３の前部に前記スキンプレート１３の前面と平行な面内で回動可能に取り付けられたレール部１２と、前記レール部１２に、このレール部１２に沿って摺動可能に取り付けられるとともに前記スキンプレート１３の前面と平行な面内で自転可能なカッタ１４とを備え、
前記スキンプレート１３は、軸方向に垂直な断面形状が異なる少なくとも１つの他のスキンプレート１５と交換可能に設けられており、
前記カッタ１４は、前記レール部１２の回動によって交換前後の前記スキンプレート１３，１５のそれぞれの内周面に沿って回動するよう、制御された状態で前記レール部１２に沿って摺動することを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、スキンプレートはその軸方向に垂直な断面形状が異なる少なくとも１つの他のスキンプレートと交換可能に設けられており、レール部はスキンプレートの前部に、スキンプレートの前面と平行な面内で回動可能に取り付けられており、カッタは、スキンプレートの前面と平行な面内で自転可能で、かつ、レール部に沿って摺動可能にレール部に取り付けられ、レール部の回動によって交換前後のスキンプレートのそれぞれの内周面に沿って回動するよう、制御された状態でレール部に沿って摺動するので、シールド機本体のスキンプレートの形状に応じ、このスキンプレートの内周面に沿ってシールド機本体の前方を掘削することができる。従って、１つのスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行った後、シールド機本体のスキンプレートを前記他のスキンプレートに交換し、この他のスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるシールド坑を、１台のシールド機によって掘削することができる。また、従来と異なり、主シールド機及び側部シールド機を用いる必要がなく、同一のカッタによって、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるシールド坑を掘削することができるので、シールド機の製造コストを低廉化することができる。
また、スキンプレートの内周面に沿ってカッタが回動し掘削を行うので、従来と異なり、シールド坑の断面の内周形状を滑らかな形状とすることができる。従って、シールド坑の内部空間の利用率を高めることができるとともに、シールド坑の内周面を覆工する為に特殊形状の鋼製の大型のセグメントを適用したり、シールド坑の崩落を防ぐための中柱を設けたりする必要がなく、トンネル建設費を低廉化することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、請求項１記載のシールド機１であって、
前記レール部１２にはラック１２１が設けられ、
前記カッタ１４には、前記ラック１２１と係合するピニオン１４１と、このピニオン１４１を回動させる駆動源１４４と、この駆動源１４４の動作を制御する制御部１４９とが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、カッタがスキンプレートの内周面に沿って回動するよう、制御部によって駆動源を制御することができる。
また、カッタに設けられ、レール部のラックに係合するピニオンを駆動源で回動させることで、地盤が固い場合など、切羽とカッタとの間の摩擦が大きい場合にも、カッタをレール部に沿って動かすことが確実にできる。
更に、従来と異なり、主シールド機及び側部シールド機を用いる必要がなく、同一の駆動部によって、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるシールド坑を掘削することができるので、シールド機の製造コストを低廉化することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、請求項１又は２に記載のシールド機１であって、
前記レール部１２には、前記カッタ１４が複数取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、レール部に複数取り付けられたカッタを自転させつつ、これらをそれぞれレール部に沿って動かすことで、シールド機の掘進速度を高めることができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、請求項１〜３の何れか一項に記載のシールド機１であって、
前記交換前後のスキンプレート１３，１５のそれぞれには、このスキンプレート１３，１５の内周面に沿ってセグメントを組み付けるエレクタと、シールド機本体１１が掘進する際に前記セグメントから反力を取る推進ジャッキとが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、各スキンプレートにそれぞれ設けられたエレクタによって交換前後のスキンプレートの内周面に沿ってセグメントを組み付けてシールド坑の覆工を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるトンネルを構築することができる。また、シールド機が掘進する際に、各スキンプレートの内周面に沿って組み付けられたセグメントから推進ジャッキによって反力を取ることができる。従って、シールド機本体によってトンネルの一部区間を構築した後、シールド機本体のスキンプレートをエレクタ及び推進ジャッキとともに前記他のスキンプレートに交換し、この他のスキンプレートを備えたシールド機本体によってトンネルの別の一部区間を連続して構築することにより、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるトンネルを、１台のシールド機によって構築することができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、請求項１〜４の何れか一項に記載のシールド機１であって、
前記交換前後のスキンプレート１３，１５のうち、一方のスキンプレートの前記断面形状は略円形状であり、他方のスキンプレートの前記断面形状は、前記一方のスキンプレートの前記断面の左右幅の長さより長い左右幅を有する扁平な略楕円形状であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、断面形状が略円形状である一方のスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が略円形状のシールド坑を掘削することができる。これにより、掘削されたシールド坑を、例えば地下鉄の電車が走行可能なトンネル等として利用することができる。更に、シールド機本体の前記一方のスキンプレートを、断面形状が扁平な略楕円形状である他方のスキンプレートに交換し、この他方のスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が扁平な略楕円形状のシールド坑を掘削することができる。これにより、掘削されたシールド坑を、例えば左右両側部に駅のホーム部を備えるとともにこれらホーム部に挟まれた部分を電車が走行可能なトンネル等として利用することができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、請求項１〜５の何れか一項に記載のシールド機１を用いたシールド工法であって、
前記シールド機本体１１によって掘進を行い、
このシールド機本体１１により掘削されるべき部分の地盤に立坑を設け、
次に、掘進してこの立坑に到達した前記シールド機本体の前記スキンプレート１３を、前記立坑内で前記他のスキンプレート１５に交換し、
次に、この他のスキンプレート１５を備えたシールド機本体１１によって掘進を行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、シールド機本体によって掘進を行うことにより、このシールド機本体のスキンプレートの断面形状に対応した第一の形状のシールド坑を掘削することができる。また、シールド機本体により掘削されるべき部分の地盤に立坑を設け、次に、この立坑の内部まで掘進して到達したシールド機本体の前記スキンプレートを、立坑内で他のスキンプレートに交換し、次に、この他のスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行うことにより、前記他のスキンプレートの断面形状に対応した第二の形状のシールド坑を、前記第一の形状のシールド坑に連続して掘削することができる。このように、軸方向に垂直な断面形状が前後で変化するシールド坑を、１台のシールド機によって掘削することができる。また、前後と断面形状が異なるトンネルの一部区間を構築する際に、従来の開削工法を用いる場合と異なり、地上部を広範囲に渡って長期間占有する必要がなく、断面形状が変化する境界部分の地盤にだけ立坑を設ければ良いため、地上交通を妨げずに工事を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るシールド機の実施の形態を具体的に説明する。
【００１８】
本実施の形態のシールド機１は、図１〜図５に示すように、シールド機本体１１の前方に設けられた円盤状のカッタ１４を回動させつつシールド機本体１１を前進させてシールド坑を掘削し、このシールド坑をセグメントで覆工することにより地下鉄のトンネルを構築するものである。
このシールド機本体１１は、図１に示すように、シールド機本体１１の外殻をなす筒状のスキンプレート１３（又は１５）と、このスキンプレート１３（又は１５）の前部にスキンプレート１３（又は１５）の前面と平行な面内で回動可能に取り付けられたレール部１２と、レール部１２に、このレール部１２に沿って摺動自在に取り付けられるとともにスキンプレート１３（又は１５）の前面と平行な面内で自転可能な２個のカッタ１４，１４等とを備えている。
【００１９】
スキンプレート１３，１５は、鋼製であり、軸方向に垂直な断面形状が互いに異なるものである。即ち、スキンプレート１３は、図３に示すように、地下鉄の電車が走行可能なトンネルなどを構築するのに好適な断面形状のシールド坑を掘削できるよう、略円形の断面形状を備えている。また、スキンプレート１５は、図４に示すように、左右両側部を駅のホーム部として利用可能であるとともにこれらホーム部に挟まれた部分を電車が走行可能なトンネルなどを構築するのに好適な断面形状のシールド坑を掘削できるよう、スキンプレート１３の断面の左右幅より長い左右幅を有する扁平な略楕円形の断面形状を備えている。
【００２０】
これらスキンプレート１３，１５は、シールド機本体１１から取り外され、互いに交換されることができるようにシールド機本体１１に設けられている。また、スキンプレート１３，１５のそれぞれの内周面には、スキンプレート１３，１５の内周面に沿ってセグメントを組み付けるエレクタ（図示せず）と、シールド機本体１１が掘進する際にセグメントをトンネルの基端側の地盤に押圧することでこのセグメントから反力を取る推進ジャッキ（図示せず）とが設けられている。従って、エレクタによってスキンプレート１３，１５のそれぞれの内周面に沿ってセグメントを組み付けてシールド坑の覆工を行うことができ、かつ、シールド機１が掘進する際に、各スキンプレート１３，１５のそれぞれの内周面に沿って組み付けられたセグメントから、推進ジャッキによって反力を取ることができる。
【００２１】
図２に示すように、シールド機１のレール部１２には、略円環状のラック１２５が設けられている。そして、このラック１２５に係合するピニオン１１６と、これを回転させる駆動源１１７が、スキンプレート１３（又は１５）に取り付けられている。この駆動源１１７が駆動することにより、レール部１２は、スキンプレート１３（又は１５）の前面と平行な面内で回動可能となっている。また、レール部１２には、図１〜図５に示すように、このレール部１２の延在方向に沿ってラック１２１が設けられている。
【００２２】
各カッタ１４には、レール部１２に設けられたラック１２１と係合するピニオン１４１と、このピニオン１４１を回転させる駆動源１４４と、この駆動源１４４の動作を制御する制御部１４９とが設けられている。この制御部１４９によって制御されている駆動源１４４によりピニオン１４１が回転すると、各カッタ１４は、図１に示すように、スキンプレート１３（又は１５）の内周面に隣接した状態で維持されるように、互いに独立にレール部１２に沿って摺動する。
【００２３】
また、図２に示すように、各カッタ１４においては、そのケーシングに回動自在に取り付けられた回転軸に、円盤状のカッタ面が取り付けられている。回転軸の側面にはラック１４５が形成されており、このラック１４５と係合するピニオン１４６、ピニオン１４６を回転させる駆動源１４７が、カッタ１４のケーシングに取り付けられている。駆動源１４７の動作により、カッタ１４が、スキンプレート１３（又は１５）の前面と平行な面内で自転可能となっている。
また、カッタ１４には、シールド機本体１１外周より外側への余掘りを可能とするコピーカッタ（図示せず）が内蔵されている。
【００２４】
次に、図３を参照し、スキンプレート１３を備えたシールド機本体１１の動作について説明する。
外殻としてスキンプレート１３が用いられたシールド機本体１１においては、各カッタ１４に設けられた駆動源１４４は、制御部１４９によって制御され、ピニオン１４１を回転させない状態となっている。即ち、各カッタ１４は、レール部１２に沿って摺動しない。従って、各カッタ１４は、ラック１２５に沿って回動するレール部１２によって回動させられるとともに各カッタ１４が自転することにより、スキンプレート１３の内周面に沿ってスキンプレート１３の前方を掘削することができる。
【００２５】
次に、図１、図４及び図５を参照し、スキンプレート１５を備えたシールド機本体１１の動作について説明する。
外殻としてスキンプレート１５が用いられたシールド機本体１１においては、各カッタ１４に設けられた駆動源１４４は、制御部１４９によって制御され、各カッタ１４をスキンプレート１５の内周面に隣接させた状態に維持するようにピニオン１４１を回転させる。従って、各カッタ１４は、図４及び図５に示すように、ラック１２５に沿って回動するレール部１２によって回動させられるとともにこのレール部１２に沿って摺動するため、スキンプレート１５の前面をほぼ覆うような軌跡を描く。その結果、各カッタ１４は、スキンプレート１５の前方を掘削することができる。
【００２６】
次に、以上のようなシールド機１を用い、地下鉄の駅のホーム部を構築する手順について説明する。
まず、スキンプレート１３を備えたシールド機本体１１によってシールド坑を掘削し、エレクタを用いてこのシールド坑をセグメントで覆工することにより、電車が走行可能な断面視略円形状の断面を有するトンネルの一部の区間を構築する。また、駅部の前後両端部となるべきそれぞれの部分の地盤に、前後幅の長さがスキンプレート１３，１５の軸方向の長さより長く、かつ左右幅の長さがスキンプレート１３，１５の左右幅の長さより長い立坑を設ける。
【００２７】
次に、一方の立坑まで延在してトンネルを構築したシールド機本体１１のスキンプレート１３を、このスキンプレート１３に設けられたエレクタ及び推進ジャッキとともにレール部１２及びカッタ１４等から取り外し、この立坑の内部でスキンプレート１５に交換する。
次に、シールド機本体１１の後部側の立坑の内壁面に、スキンプレート１５の内周面に沿った形状の反力受け部材を設け、この反力受け部材から反力を取りつつ、スキンプレート１５を備えたシールド機本体１１によってシールド坑を掘削し、エレクタを用いてこのシールド坑をセグメントで覆工する。これにより、左右両側部を駅のホーム部として利用可能であるとともにこれらホーム部に挟まれた部分で電車が走行可能な、扁平な略楕円形状の断面を有するトンネルの一部の区間、即ち駅部を、前記略円形状の断面を有するトンネルの一部区間に連続して構築する。
【００２８】
次に、他方の立坑まで延在して扁平な略楕円形状の断面を有するトンネルの一部の区間を構築したシールド機本体１１のスキンプレート１５を、このスキンプレート１５に設けられたエレクタ及び推進ジャッキとともにレール部１２及びカッタ１４等から取り外し、この立坑の内部でスキンプレート１３に交換する。
そして、スキンプレート１３の内周面に沿った形状の反力受け部材を設け、この反力受け部材から反力を取りつつ、スキンプレート１３を備えたシールド機本体１１によって、略円形状の断面を有するトンネルの一部の区間を、前記扁平な略楕円形状の断面を有するトンネルの一部の区間に連続して構築する。
【００２９】
なお、上記のようにホーム部を構築するのに用いられる立坑の内壁面は、シールド機本体１１のカッタ１４によって容易に掘削するとともに、立坑内での作業の安全性を確保するために、繊維補強コンクリートなどによって覆われていることが好ましい。
【００３０】
以上のようなシールド機１によれば、シールド機本体１１のスキンプレート１３，１５の形状に応じ、これらスキンプレート１３，１５の内周面に沿ってシールド機本体１１の前方を掘削することができる。従って、スキンプレート１３を備えたシールド機本体１１によって掘進を行った後、シールド機本体１１のスキンプレート１３をスキンプレート１５に交換し、このスキンプレート１５を備えたシールド機本体１１によって掘進を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるシールド坑を、１台のシールド機１によって掘削することができる。即ち、スキンプレート１３，１５を、それぞれの内周面に設けられたエレクタ及び推進ジャッキとともに交換するだけで、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるトンネルを、１台のシールド機１によって構築することができる。また、従来と異なり、主シールド機及び側部シールド機を用いる必要がなく、同一のカッタ１４及び駆動源１４７によって、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるシールド坑を掘削することができるので、シールド機１の製造コストを低廉化することができる。
【００３１】
また、スキンプレート１３，１５面に沿ってカッタ１４が回動し掘削を行うので、従来と異なり、シールド坑の断面の内周形状を滑らかな形状とすることができる。従って、シールド坑の内部空間の利用率を高めることができるとともに、シールド坑の内周面を覆工する為に特殊形状の鋼製の大型のセグメントを適用したり、シールド坑の崩落を防ぐための中柱を設けたりする必要がなく、トンネル建設費を低廉化することができる。
【００３２】
また、カッタ１４がスキンプレート１３，１５の内周面に沿って回動するよう、制御部１４９によって駆動源１４４を制御することができる。
また、カッタ１４に設けられ、レール部１２のラック１２１に係合するピニオン１４１を駆動源１４４で回転させることで、地盤が固い場合など、切羽とカッタ１４との間の摩擦が大きい場合にも、カッタ１４をレール部１２に沿って動かすことが確実にできる。
【００３３】
また、レール部１２に複数取り付けられたカッタ１４を自転させつつ、これらをそれぞれレール部１２に沿って動かすことで、シールド機１の掘進速度を高めることができる。
【００３４】
また、断面形状が略円形状のスキンプレート１３を備えたシールド機本体１１によって掘進を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が略円形状のシールド坑を掘削し、掘削されたシールド坑を、地下鉄の電車が走行可能なトンネルとして利用することができる。更に、シールド機本体１１のスキンプレート１３を、断面形状が扁平な略楕円形状のスキンプレート１５に交換し、このスキンプレート１５を備えたシールド機本体１１によって掘進を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が扁平な略楕円形状のシールド坑を掘削し、掘削されたシールド坑を、左右両側部に駅のホーム部を備えるとともにこれらホーム部に挟まれた部分を電車が走行可能なトンネルとして利用することができる。
【００３５】
また、トンネルの断面形状が変化する境界部分の地盤だけに立坑を設ければよいため、従来と異なり、地上部を広範囲に渡って長期間占有する必要がなく、地上交通を妨げずにトンネルの構築を行うことができる。
【００３６】
更に、カッタ１４には、スキンプレート１３及び１５の外周より外側への余掘りを可能とするコピーカッタが内蔵されているので、シールド機１によって、曲線部のあるシールド坑を掘削することができる。
【００３７】
なお、本発明のシールド機は、上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内おいて、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、シールド機１には、同一径の円盤状のカッタ１４が２個備えられているが、複数種類の径のカッタを備えるようにしても良い。
また、シールド機本体１１の外殻をなすスキンプレートとして、スキンプレート１３及びスキンプレート１５が用いられることとして説明したが、スキンプレート１３又はスキンプレート１５と交換可能である限りにおいて、他の形状のスキンプレートが用いられることとしても良い。
また、シールド機１によって地下鉄のトンネルを構築することとして説明したが、これに限らず、道路トンネルや、駐車帯などを構築することとしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、１つのスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行った後、シールド機本体のスキンプレートを他のスキンプレートに交換し、この他のスキンプレートを備えたシールド機本体によって掘進を行うことにより、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるシールド坑を、１台のシールド機によって掘削することができる。また、シールド坑の断面の内周形状を滑らかな形状とすることができる
【００３９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、カッタがスキンプレートの内周面に沿って回動するよう、制御部によって駆動源を制御することができる。
また、カッタに設けられ、レール部のラックに係合するピニオンを駆動源で回動させることで、地盤が固い場合など、切羽とカッタとの間の摩擦が大きい場合にも、カッタをレール部に沿って動かすことが確実にできる。
【００４０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、レール部に複数取り付けられたカッタを自転させつつ、これらをそれぞれレール部に沿って動かすことで、シールド機の掘進速度を高めることができる。
【００４１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、シールド機本体によってトンネルの一部区間を構築した後、シールド機本体のスキンプレートをエレクタ及び推進ジャッキとともに他のスキンプレートに交換し、この他のスキンプレートを備えたシールド機本体によってトンネルの別の一部区間を連続して構築することにより、軸方向に垂直な断面形状が前後で異なるトンネルを、１台のシールド機によって構築することができる。
【００４２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、軸方向に垂直な断面形状が略円形状のシールド坑を掘削することができる。よって、掘削されたシールド坑を、例えば地下鉄の電車が走行可能なトンネル等として利用することができる。また、軸方向に垂直な断面形状が扁平な略円形状のシールド坑を掘削することができる。よって掘削されたシールド坑を、例えば左右両側部に駅のホーム部を備えるとともにこれらホーム部に挟まれた部分を電車が走行可能なトンネル等として利用することができる。
【００４３】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、軸方向に垂直な断面形状が前後で変化するシールド坑を、１台のシールド機によって掘削することができる。また、前後と断面形状が異なるトンネルの一部区間を構築する際に、従来の開削工法を用いる場合と異なり、地上部を広範囲に渡って長期間占有する必要がなく、断面形状が変化する境界部分の地盤にだけ立坑を設ければ良いため、地上交通を妨げずに工事を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド機の一例の内部構造の動作を示す、内観図である。
【図２】本発明のシールド機の一例を示す、縦断面図である。
【図３】本発明のシールド機の一例の内部構造の動作を示す、内観図である。
【図４】本発明のシールド機の一例の内部構造を示す、内観図である。
【図５】本発明のシールド機の一例を示す、正面図である。
【符号の説明】
１　シールド機
１１　シールド機本体
１２　レール部
１３，１５　スキンプレート
１４　カッタ
１２１　ラック
１４１　ピニオン
１４４　駆動源
１４９　制御部
【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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