(57)【要約】【課題】シールド掘進機で本線トンネルをカーブ状に掘進可能にすると共に、シールド掘進機が分岐地点に到達した後には、発進口を形成した内胴を推進させることなく発進口を開口させて、分岐地点において発進口から分岐シールド掘進機を所期の発進方向に確実に分岐発進させる。【解決手段】シールド掘進機１Ａは、内胴６の前後両端付近で外胴５と内胴６の間を止水する止水シール４４，４５と、内胴６を外胴５に内嵌させた状態で外胴５と内胴６を一体的に且つ連結解除可能に連結する胴連結機構４６と、胴連結機構４６による連結を解除した状態で、前胴２と共に外胴５を内胴６に対して推進させて発進口５０を開口させる複数の推進用ジャッキ６２を有する。【選択図】　図１
2004137745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点においてシールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させる分岐発進可能なシールド掘進機において、
カッターディスクを支持する前胴と、この前胴に後続するように前胴に中折れ可能に連結された外胴と、この外胴に前後にスライド可能に内嵌され且つ分岐シールド掘進機の分岐発進用の発進口が形成された内胴とを備え、
前記内胴の前後両端付近で外胴と内胴の間を止水する止水シールと、
前記内胴を外胴に内嵌させた状態で外胴と内胴を一体的に且つ連結解除可能に連結する胴連結機構と、
前記胴連結機構による連結を解除した状態で、前胴と共に外胴を内胴に対して推進させて前記発進口を開口させる推進手段と、
を備えたことを特徴とする分岐発進可能なシールド掘進機。
【請求項２】
前記外胴と内胴とで中胴を構成し、この中胴の内胴にエレクタ装置とテールシールを装備した後胴が連結されたことを特徴とする請求項１に記載の分岐発進可能なシールド掘進機。
【請求項３】
前記推進手段の作動前に後胴の内面に配設され、この後胴の内面に組み付けたセグメントで前記推進手段の反力をとる反力受け部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載の分岐発進可能なシールド掘進機。
【請求項４】
前記前胴又は外胴に推進手段としての複数の推進用ジャッキを取り付けると共に、前胴と外胴の推進の際に、複数の推進用ジャッキと内胴の前端部に固定されたリングウェブとの間に順次直列状に挿入される複数の反力受けピースを設けたことを特徴とする請求項３に記載の分岐発進可能なシールド掘進機。
【請求項５】
前記複数の推進用ジャッキ以外に、複数のシールドジャッキを設けたことを特徴とする請求項４に記載の分岐発進可能なシールド掘進機。
【請求項６】
カッターディスクを支持する前胴と、この前胴に後続するように前胴に中折れ可能に連結された外胴と、この外胴に前後にスライド可能に内嵌され且つ分岐シールド掘進機の分岐発進用の発進口が形成された内胴とを備えたシールド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点においてシールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進方法において、
前記前胴と共に外胴を内胴に対して推進させる推進手段を予め設けておき、
前記内胴を外胴に内嵌させた状態で外胴と内胴を胴連結機構で一体的に且つ連結解除可能に連結してシールド掘進機を掘進させ、分岐地点に到達したときにシールド掘進機の掘進を停止させる第１工程と、
前記胴連結機構による連結を解除して、前記推進手段により前胴と共に外胴を内胴に対して推進させて前記発進口を開口させる第２工程と、
前記発進口から分岐シールド掘進機を分岐発進させる第３工程と、
を備えたことを特徴とする分岐シールド掘進方法。
【請求項７】
エレクタ装置とテールシールを装備した後胴を前記内胴に連結した状態で予め設けておき、
前記第２工程において、後胴の内面に反力受け部材を配設してから推進手段を作動させ、この反力受け部材を介して後胴の内面に組み付けたセグメントで推進手段の反力をとることを特徴とする請求項６に記載の分岐シールド掘進方法。
【請求項８】
前記第１工程において、前記複数の推進用ジャッキ以外に設けた複数のシールドジャッキでシールド掘進機を掘進させることを特徴とする請求項７に記載の分岐シールド掘進方法。
【請求項９】
前記第２工程の前に、前記発進口の周囲に分岐発進用のエントランスリングを取り付け、このエントランスリングに分岐シールド掘進機の少なくとも一部をセットすることを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の分岐シールド掘進方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分岐発進可能なシールド掘進機及び分岐シールド掘進方法に関し、特に、シールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させるために、発進口を開口させる技術を改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、トンネルのシールド工法において、内面がセグメントで覆工された本線トンネルとその本線トンネルから分岐する分岐トンネルとを構築する場合、シールド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点においてシールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させ、その分岐シールド掘進機で分岐トンネルを掘進していく技術が知られている。
【０００３】
この分岐発進技術に用いるシールド掘進機として、分岐発進用の発進口が形成された内胴と、この内胴に前後にスライド可能に外嵌された外胴と、内胴に支持されたカッターディスクと、内胴の後端部に取り付けられた複数のシールドジャッキとを備えたものが実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。
このシールド掘進機で本線トンネルを掘進する場合は、内胴と外胴とを一体的に連結した状態で行い、分岐シールド掘進機を分岐発進させる場合には、先ず、分岐地点の手前でシールド掘進機の掘進を停止させる。
【０００４】
次に、外胴の内面に組み付けたセグメントに外胴を固定すると共に、内胴と外胴との連結を解除し、発進口の周囲に取り付けられたエントランスリングに分岐シールド掘進機のカッターディスクと前胴部を内嵌状にセットした状態で、複数のシールドジャッキで内胴を分岐地点まで推進させる。その際、外胴が残留して前記発進口が開口し、その後、発進口から分岐シールド掘進機を発進させる。発進口が開口しても、エントランスリングに前胴部が内嵌状にセットされているため、発進口からシールド掘進機内に土や水が進入しない。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２６８３４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特許文献１のような分岐発進技術では、内胴に形成された発進口を開口させるために、内胴に大重量のエントランス及び分岐シールド掘進機のカッターディスクと前胴部を取り付けた状態で、その内胴を推進させなければならない。従って、特に分岐シールド掘進機を横方向へ分岐発進させる場合に、内胴の側面にエントランスリング及び分岐シールド掘進機の少なくとも一部を取り付けると、この内胴に作用するエントランスリング及び分岐シールド掘進機の荷重が左右にアンバランスになり、内胴が推進するときに回動してしまう虞があり、こうなると、分岐シールド掘進機を所期の発進方向へ分岐発進させることができなくなり、その修正も非常に難しいものとなる。
【０００７】
外胴に対して内胴をスライドさせ推進させる際に、内胴と外胴との間に作用する摩擦力により、セグメントに連結された外胴を前方へ引っ張ることになり、その摩擦力も内胴に大重量のエントランス及び分岐シールド掘進機を取り付ける関係上大きくなるため、外胴とセグメント、更にはセグメント同士を強力に連結しておく必要があり、分岐発進させる為の作業負荷や工費が大きくなる虞があり、そうしなければ信頼性に欠けるものになる。
【０００８】
発進口を開口させる際にも、シールドジャッキを使用し、エレクタ装置でセグメントを組み付けつつ、そのセグメントでシールドジャッキの反力をとって、内胴を推進させなければならない。つまり、発進口を開口する以前に必要となる分岐シールド掘進機等の、大型のエレクタ装置の前側への搬入が困難となる。この搬入をエレクタ装置を解体して行ったとしても、その後再び内胴推進のためにエレクタ装置を組み付けなければならないため非常に面倒である。
【０００９】
また、特許文献１のようなシールド掘進機は、胴部材が中折れ可能になっていないため、本線トンネルをカーブ状に掘進することはできず汎用性に非常に劣るものとなる。この種の分岐発進可能なシールド掘進機は、一般に、直進状のトンネルを掘進するシールド掘進機に適用するものとして実用に供されており、胴部材を中折れ可能に構成する困難性は大きい。
【００１０】
本発明の目的は、分岐発進可能なシールド掘進機及び分岐シールド掘進方法において、シールド掘進機で本線トンネルをカーブ状に掘進可能にすると共に、シールド掘進機が分岐地点に到達した後には、発進口を形成した内胴を推進させることなく発進口を開口させて、分岐地点において発進口から分岐シールド掘進機を所期の発進方向に確実に分岐発進させること、等である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の分岐発進可能なシールド掘進機は、シールド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点においてシールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させる分岐発進可能なシールド掘進機において、カッターディスクを支持する前胴と、この前胴に後続するように前胴に中折れ可能に連結された外胴と、この外胴に前後にスライド可能に内嵌され且つ分岐シールド掘進機の分岐発進用の発進口が形成された内胴とを備え、前記内胴の前後両端付近で外胴と内胴の間を止水する止水シールと、前記内胴を外胴に内嵌させた状態で外胴と内胴を一体的に且つ連結解除可能に連結する胴連結機構と、前記胴連結機構による連結を解除した状態で、前胴と共に外胴を内胴に対して推進させて前記発進口を開口させる推進手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
このシールド掘進機においては、内胴を外胴に内嵌させて胴連結機構により外胴と内胴とを一体的に連結した状態で、前胴に支持されたカッターディスクで前方の地山を掘削しつつ本線トンネルを掘進していく。その際、止水シールで止水された内胴と外胴の間から水や土がシールド掘進機内に進入しない。ここで、前胴に外胴が中折れ可能に連結されているため、本線トンネルをカーブ状に掘進可能になる。
分岐地点においてシールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させる場合、先ず、分岐地点に到達したときにシールド掘進機の掘進を停止させる。
【００１３】
次に、胴連結機構による連結を解除して、推進手段により、前胴と共に外胴を内胴に対して推進させて発進口を開口させる。その際、カッターディスクで前方の地山を掘削しつつ前胴と外胴とを推進させる。発進口が完全に開口すると前胴と外胴との推進を停止させるが、このとき、外胴の後端部に内胴の前端部を内嵌させた状態にして、これらの間が前記止水シールで止水され、内胴と外胴の間から水や土がシールド掘進機内に進入しない。
【００１４】
前胴と外胴とを内胴に対して推進させる前に、分岐シールド掘進機が発進可能に、内胴の発進口の周囲に分岐発進用のエントランスリングを取り付け、このエントランスリングに分岐シールド掘進機のカッターディスクと胴部材の少なくとも一部を内嵌状にセットしておくことになる。こうして、内胴に作用するエントランスリングと分岐シールド掘進機の荷重が左右にアンバランスになっても、この内胴を推進させることなく発進口が開口される。また、開口した発進口から水や土がシールド掘進機内に進入しないようになる。そして、発進口から分岐シールド掘進機を分岐発進させる。
【００１５】
請求項２の分岐発進可能なシールド掘進機は、請求項１の発明において、前記外胴と内胴とで中胴を構成し、この中胴の内胴にエレクタ装置とテールシールを装備した後胴が連結されたことを特徴とするものである。胴連結機構により外胴と内胴とが一体的に連結されると後胴も一体となり、この状態で、本線トンネルを掘進しつつ、後胴に装備されたエレクタ装置でセグメントが組み付けられ、また、後胴に装備されたテールシールにより、組み付けられたセグメントと後胴との間がシールされる。
【００１６】
請求項３の分岐発進可能なシールド掘進機は、請求項２の発明において、前記推進手段の作動前に後胴の内面に配設され、この後胴の内面に組み付けたセグメントで前記推進手段の反力をとる反力受け部材を設けたことを特徴とするものである。後胴の内面に配設され反力受け部材を介して、後胴の内面に組み付けたセグメントで推進手段の反力をとって、前胴と外胴とが推進する。
【００１７】
請求項４の分岐発進可能なシールド掘進機は、請求項３の発明において、前記前胴又は外胴に推進手段としての複数の推進用ジャッキを取り付けると共に、前胴と外胴の推進の際に、複数の推進用ジャッキと内胴の前端部に固定されたリングウェブとの間に順次直列状に挿入される複数の反力受けピースを設けたことを特徴とするものである。前胴又は外胴に取り付けられた複数の推進用ジャッキを小型化したうえで、それらの反力が複数の反力受けピースと内胴と反力受け部材を介してセグメントでとられる。
【００１８】
請求項５の分岐発進可能なシールド掘進機は、請求項４の発明において、前記複数の推進用ジャッキ以外に、複数のシールドジャッキを設けたことを特徴とするものである。本線トンネルを掘進する場合に、複数のシールドジャッキによりシールド掘進機を推進させる。シールド掘進機を分岐地点に停止させた後、これら複数のシールドジャッキは不必要となり解体可能となる。
【００１９】
請求項６の分岐シールド掘進方法は、カッターディスクを支持する前胴と、この前胴に後続するように前胴に中折れ可能に連結された外胴と、この外胴に前後にスライド可能に内嵌され且つ分岐シールド掘進機の分岐発進用の発進口が形成された内胴とを備えたシールド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点においてシールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進方法において、前記前胴と共に外胴を内胴に対して推進させる推進手段を予め設けておき、前記内胴を外胴に内嵌させた状態で外胴と内胴を胴連結機構で一体的に且つ連結解除可能に連結してシールド掘進機を掘進させ、分岐地点に到達したときにシールド掘進機の掘進を停止させる第１工程と、前記胴連結機構による連結を解除して、前記推進手段により前胴と共に外胴を内胴に対して推進させて前記発進口を開口させる第２工程と、前記発進口から分岐シールド掘進機を分岐発進させる第３工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
この分岐シールド掘進方法においては、第１工程において、内胴を外胴に内嵌させた状態で外胴と内胴を胴連結機構で一体的に且つ連結解除可能に連結してシールド掘進機を掘進させ、分岐地点に到達したときにシールド掘進機の掘進を停止させる。ここで、前胴と外胴とは中折れ可能に連結されているため、本線トンネルをカーブ状に掘進可能である。次に、第２工程において、胴連結機構による連結を解除して、推進手段により前胴と共に外胴を内胴に対して推進させて前記発進口を開口させる。
【００２１】
ここで、分岐シールド掘進機が発進可能に、第２工程の前に、内胴の発進口の周囲に分岐発進用のエントランスリングを取り付け、このエントランスリングに分岐シールド掘進機のカッターディスクと胴部材の少なくとも一部をセットしておくことになる。こうして、内胴に作用するエントランスリングや分岐シールド掘進機の荷重が左右にアンバランスになっても、第２工程において、この内胴を推進させることなく発進口が開口される。そして、第３工程において、発進口から分岐シールド掘進機を分岐発進させる。
【００２２】
請求項７の分岐シールド掘進方法は、請求項６の発明において、エレクタ装置とテールシールを装備した後胴を前記内胴に連結した状態で予め設けておき、前記第２工程において、後胴の内面に反力受け部材を配設してから推進手段を作動させ、この反力受け部材を介して後胴の内面に組み付けたセグメントで推進手段の反力をとることを特徴とするものである。第２工程において、後胴の内面に反力受け部材を配設してから推進手段を作動させると、この反力受け部材を介して後胴の内面に組み付けたセグメントで推進手段の反力がとられ、前胴と外胴とが推進する。
【００２３】
請求項８の分岐シールド掘進方法は、請求項７の発明において、前記第１工程において、前記複数の推進用ジャッキ以外に設けた複数のシールドジャッキでシールド掘進機を掘進させることを特徴とするものである。第１工程において、本線トンネルを掘進する場合に、複数のシールドジャッキによりシールド掘進機を推進させる。シールド掘進機を分岐地点に停止させた後、これら複数のシールドジャッキは不必要となり解体可能となる。
【００２４】
請求項９の分岐シールド掘進方法は、請求項６〜８の何れかの発明において、前記第２工程の前に、前記発進口の周囲に分岐発進用のエントランスリングを取り付け、このエントランスリングに分岐シールド掘進機の少なくとも一部をセットすることを特徴とするものである。第２工程において発進口を開口させても、その開口からシールド掘進機内に水や土を進入させることなく、第３工程において、発進口から分岐シールド掘進機を分岐発進させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、シールド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点においてシールド掘進機から分岐シールド掘進機を分岐発進させる、分岐発進可能な泥水式のシールド掘進機、及び、分岐シールド掘進方法に、本発明を適用した場合の一例である。
【００２６】
先ず、シールド掘進機１Ａについて説明する。
図１〜図３に示すように、シールド掘進機１Ａは、カッターディスク１０を支持する前胴２、前胴２に中折れ可能に連結された中胴３、中胴３に一体的に連結された後胴４を有する。
【００２７】
カッターディスク１０は、中央部１１、中央部１１から外側へ放射状に延びる複数のカッタースポーク１２、中央部１１の前面に取り付けられたセンターカッター１３、複数のカッタースポーク１２の前面に取り付けられた多数のカッタービット１４を有する。尚、１又は複数のカッタースポーク１２の外周付近には、トンネル径を拡張するコピーカッター（図示略）も設けられている。
【００２８】
カッターディスク１０の後面には、後方へ延びる複数の支持部材１５が固定され、これら支持部材１５の後端部に回動支持リング１６が固定され、この回動支持リング１６の後端部にリングギヤ１７が固定されている。このカッターディスク１０の前側からは、前方の地山を掘削し易いように改良する添加剤を噴射可能であり、その添加剤やコピーカッターを駆動する油圧を供給するために、中央部１１には供給通路部材１８が接続されて後方へ延びている。
【００２９】
前胴２の内面には前後に環状体２０が固定され、この環状体２０の後端部から内側へ張出した取付板２１の前側に、円板状の隔壁２２の外周部分が連結材２３を介して連結されている。環状体２０の内面と隔壁２２の外周部に連結されたリング材２４との間に、回動支持リング１６が摺動自在に嵌合されて、カッターディスク１０が回動自在に支持されている。回動支持リング１６と環状体２０及びリング材２４の間は夫々環状シール部材２５，２６でシールされている。
【００３０】
前記取付板２１には複数の油圧モータ２７が前向きに取り付けられ、これら油圧モータ２７で夫々駆動される複数の駆動ギヤ２７ａがリングギヤ１７の内側の歯に噛合し、これら油圧モータ２７が同期駆動されて、リングギヤ１７と共にカッターディスク１０が回動される。供給通路部材１８は隔壁２２に連結され、同じく隔壁２２に後側から連結されたスイベルジョント２８に接続されている。
【００３１】
前胴２の前端部、環状体２０、回動支持リング１６、リング材２４、隔壁２２で囲まれた部分が、カッターディスク１０で掘削された土砂を回収するチャンバー３０に形成されている。チャンバー３０に回収された土砂を泥水にするために水を供給する送水管３１と、チャンバー３０内の泥水を排出する排泥管３２が配設され、送水管３１の先端部は環状体２０を挿通してチャンバー３０の上端部に達し、排泥管３２の先端部は環状体２０を挿通してチャンバー３０の下端部に達している。カッターディスク１０の後面にはチャンバー３０内の掘削土と水とを攪拌する複数の攪拌羽根２９が設けられている。
【００３２】
中胴３は、前胴２に後続するように前胴２に中折れ可能に連結された外胴５と、外胴５に前後にスライド可能に内嵌され且つ分岐シールド掘進機１Ｂの分岐発進用の発進口５０が側方に形成された内胴６とで構成されている。
外胴５の前端部に中折れ部３５が固定され、この外面湾曲状の中折れ部３５が前胴２の後端部に内嵌されると共に、複数の中折れジャッキ６１を介して外胴５が前胴２に中折れ可能に連結されている。前胴２と中折れ部３５の間は環状シール３６でシールされている。
【００３３】
外胴５は前胴２の約１．５　倍の前後長を有し、内胴６は外胴５よりも少し短い。外胴５の前端内部にリングウェブ４０が固定され、内胴６の前後両端部に前リングウェブ４１と後リングウェブ４２が固定され、後胴４の前端部にもリングウェブ４３が固定されている。内胴６の後端部と後胴４の前端部が、リングウェブ４２，４３同士を面接触させ複数のボルトにより連結されている。外胴５と後胴４は同径であり、外胴５の後端と後胴４の前端を近接させた状態で、内胴６の全部が外胴５に内嵌され、この状態で、１対の環状の止水シール４４，４５により内胴６の前後両端付近で外胴５と内胴６の間が止水されて、胴連結機構４６により外胴５と内胴６が一体的に且つ連結解除可能に連結されている。
【００３４】
外胴５の後端と後胴４の前端を近接させた状態で、外胴５に固定されたリングウェブ４０と内胴６に固定された前リングウェブ４１との間に僅かな隙間ができ、胴連結機構４６においては、この隙間に複数の接続ブラケット４７を挿入し、各接続ブラケット４７をリングウェブ４０，４１に夫々ボルト結合することにより、外胴５と内胴６とを連結解除可能に連結する。
【００３５】
発進口５０は側面視円形であり、この発進口５０の周囲に分岐発用のエントランスリング５１が予め取り付けられている。このエントランスリング５１は、その先端部が内胴６の穴に内嵌され溶接されている。更に、エントランスリング５１には、分岐シールド掘進機１Ｂのカッターディスク８０と前胴８１の前部が挿入された状態で予めセットされ、この状態で、前胴８１とエントランスリング５１が例えば４カ所で反力受け部材５２により連結されている。エントランスリング５１には、エントランスリング５１と胴部材（前胴８１等）との間をシールする１対の環状のチューブシール５３が設けられている。
【００３６】
ところで、このシールド掘進機１Ａには、複数のシールドジャッキ６０、複数の中折れジャッキ６１、複数の推進用ジャッキ６２が設けられている。
複数のシールドジャッキ６０は、本線トンネルＴＡを掘進する際にシールド掘進機１Ａを推進させる為のものであり、中胴３の内胴６の後半部の内面に沿って後方向きにして環状に等間隔おきに配設されている。各シールドジャッキ６０の後端部がリングウェブ４２，４３に固定されて、各シールドジャッキ６０にはその前側に推力伝達管６３が直列状に連結され、その推力伝達管６３の前端部が前リングウェブ４１に固定されている。
【００３７】
複数のシールドジャッキ６０及び推力伝達管６３の少なくとも１つは、エントランスリング５１に形成された穴５１ａ（図４参照）に挿通した状態で取り付けられている。こうして、エントランスリング５１が取り付られた状態で、複数のシールドジャッキ６０が周方向に並べて配設される。尚、発進口５０を開口させる前に、この穴５１ａは盲板により塞がれる。
【００３８】
複数の中折れジャッキ６１は、本線トンネルＴＡをカーブ状に掘進させるために、中胴３に対して前胴２を首振りさせる為のものであり、前胴２の内面に沿って周方向所定位置に前後方向向きに配設されている。各中折れジャッキ６１の前端部が前胴２に固着されたブラケットに回動可能に連結され、後端部が中折れ部３５に固着されたブラケットに回動可能に連結されている。
【００３９】
複数の推進用ジャッキ６２は、胴連結機構４６による前胴２と内胴６との連結を解除した状態で、前胴２と共に外胴５を内胴６と後胴４に対して前方へ推進させて発進口５０を開口させる為のものであり、中折れ部３５の内面に沿って周方向所定位置に後方向きにして配設されている。
【００４０】
また、複数の推進用ジャッキ６２の作動前に後胴４の内面に配設され、この後胴４の内面に組み付けたセグメントＳで複数の推進用ジャッキ６２の反力をとる複数の反力受け部材６５と、前胴２と外胴５の推進の際に、複数の推進用ジャッキ６２と内胴６の前端部に固定された前リングウェブ４１との間に順次直列状に挿入される複数の反力受けピース６６が設けれている（図５〜図７参照）。
【００４１】
後胴４には、掘削された本線トンネルＴＡの内面にセグメントＳを組み付けて覆工していくエレクタ装置７０と、組み付けられたセグメントＳと後胴４の間をシールするテールシール７５が装備されている。エレクタ装置７０は、後胴４に固定されたリングウェブ４３に、複数のローラを介して回転可能に支持され油圧モータ（図示略）で回動されるエレクタドラム７１と、このエレクタドラム７１に装備されたエレクタ本体７２とを有する。
このエレクタ装置７０により、後胴４の内面において複数のセグメントＳがリング状に組み付けられ、そのセグメントＳを複数のシールドジャッキ６０の出力部に連結のスプレッダ６０ａが後方へ押すことにより、そのセグメントＳで複数のシールドジャッキ６０の反力がとられて、シールド掘進機１が推進する。
【００４２】
次に、以上説明したシールド掘進機１Ａで本線トンネルＴＡを掘進していき、分岐地点においてシールド掘進機１Ａから分岐シールド掘進機１Ｂを分岐発進させる分岐シールド掘進方法について、図４〜図７に基づいて説明する。
【００４３】
このシールド掘進機１Ａを用いた分岐シールド掘進方法においては、先ず、内胴６を外胴５に内嵌させた状態で外胴５と内胴６を胴連結機構４６で一体的に且つ連結解除可能に連結してシールド掘進機１Ａを掘進させ、分岐地点に到達したときにシールド掘進機１Ａの掘進を停止させる（第１工程）。続いて、図４に示すように、エレクタ装置７０を解体除去すると共に、複数のシールドジャッキ６０及び複数の推力伝達管６３を除去する。
【００４４】
但し、前方からの土圧でシールド掘進機１Ａが後退しないように、少なくとも１つのシールドジャッキ６０の除去はもう少し後にして、そのシールドジャッキ６０のスプレッダ６０ａをセグメントＳの前端に当てて土圧を受け止めるようにする。次に、エントランスリング５１の、シールドジャッキ６０が挿通されていた穴５１ａに盲板を嵌め合わせて溶接し穴５１ａを塞ぐ。
【００４５】
それから、エントランスリング５１のチューブシール５３を作動させ、エントランスリング５１と分岐シールド掘進機１Ｂのカッターディスク８０及び前胴８１の間をシールする。その後、反力受け部材５２で前胴８１の連結を一旦解除し分岐シールド掘進機１Ｂを前進させてから、前胴８１とエントランスリング５１を反力受け部材５２で連結し、それから、所定の泥水注入装置（図示略）により、エントランスリング５１と前胴８１のチャンバー内に泥水を注入して、最終的にその泥水を外圧である土圧とバランスさせ、発進口５０の開口に備える。
【００４６】
次に、図５に示すように、後胴４の内面に組み付けたセグメントＳと後胴４のリングウェブ４３の間に複数の反力受け部材６５を挿入するように、これら反力受け部材６５を後胴４の内面に配設（固定）してから、胴連結機構４６による外胴５と内胴６との連結を解除して、複数の推進用ジャッキ６２を作動させ、反力受け部材６５を介して後胴４の内面に組み付けたセグメントＳで複数の推進用ジャッキ６２の反力をとり、前胴２と共に外胴５を内胴６と後胴４に対して推進させて発進口５０を開口させる（第２工程）。
【００４７】
この第２工程においては、複数の推進用ジャッキ６２と内胴６の前端部に固定された前リングウェブ４１との間に、複数の反力受けピース６６を順次直列状に挿入していって、複数の推進用ジャッキ６２の反力を、複数の反力受けピース６６とリングウェブ４３と内胴６と複数の反力受け部材６５を介してセグメントＳにとらせる。外胴５が内胴６に対して推進すると、内胴６の外面側には外胴５分の隙間が生じるため、外胴５の推進と共に又は外胴５の推進完了後、その隙間に裏込材を注入して隙間を埋める。尚、第２工程の開始後（開始直前）には前記残していたシールドジャッキ６０も除去する。
【００４８】
次に、図６に示すように、内胴６の発進口５０と反対側の内面に反力壁９０を取り付け、分岐シールド掘進機１Ｂの前胴８１に装備した複数のシールドジャッキ（図示略）の反力を、反力壁９０でとり、分岐シールド掘進機１Ｂの推進後のは組み付けた仮セグメントでとって、分岐シールド掘進機１Ｂを推進させ、開口した発進口５０から分岐発進させる（第３工程）。
【００４９】
その際、前胴８１の後端がエントランスリング５１のチューブシール５３付近に達した状態で、前胴８１とエントランスリング５１を反力受け部材５２で連結して、第１後胴８２を搬入して前胴８１に連結する。その後、仮セグメント９１を組み付けて、反力受け部材５２による前胴８１とエントランスリング５１との連結を解除して、第１後胴８２に装備したシールドジャッキ８３により、仮セグメント９１を押して分岐シールド掘進機１Ｂを推進させる。
【００５０】
更に、図７に示すように、分岐シールド掘進機１Ｂが推進し、第１後胴８２の後端がエントランスリング５１のチューブシール５３付近に達した状態で、第１後胴８２とエントランスリング５１を反力受け部材５２で連結して、第２後胴８３を搬入して第１後胴８２に連結する。その後同様に、仮セグメント９１を組み付けて、反力受け部材５２による第１後胴８２とエントランスリング５１との連結を解除して、第２後胴８３に装備したシールドジャッキ（図示略）の反力を仮セグメント９１でとって分岐シールド掘進機１Ｂを推進させる。
【００５１】
以上説明した分岐発進可能なシールド掘進機１Ａ、及び、このシールド掘進機１Ａを用いて行う分岐シールド掘進方法の作用・効果について説明する。
シールド掘進機１Ａの前胴２と外胴５とが中折れ可能に連結されているため、本線トンネルＴＡをカーブ状に掘進することができ、しかも、分岐地点において分岐シールド掘進機１Ｂを分岐発進させ、その分岐シールド掘進機１Ｂで分岐トンネルＴＢを掘進できるため、汎用性に非常に優れたものになる。
【００５２】
また、止水シール４４，４５を設けたので、外胴５と内胴６の間をシールしてそこからシールド掘進機１Ａ内に水や土が進入することを確実に防止できる。
分岐シールド掘進機１Ｂを分岐発進させる場合、シールド掘進機１Ａを分岐位置に停止させけてから、発進口５０が形成された内胴６を推進させなくても、複数の推進用ジャッキ６２により前胴２と外胴５とを内胴６と後胴４に対して推進させて発進口５０を開口させることができる。
【００５３】
つまり、発進口５０を開口させる前に、分岐シールド掘進機１Ｂが発進可能に、内胴６の周囲に分岐発進用のエントランスリング５１を取り付け、このエントランスリング５１に分岐シールド掘進機１Ｂのカッターディスク８０と前胴８１を内嵌状にセットしておいて、これらの荷重が内胴６にアンバランスに作用しても、この内胴６を推進させることなく発進口５０が開口されるため、内胴６と共に発進口５０が回動して分岐発進方向がずれる虞はなく、分岐地点において発進口５０から分岐シールド掘進機１Ｂを所期の発進方向へ確実に分岐発進させることができる。
【００５４】
外胴５と内胴６とで中胴３を構成し、この中胴３の内胴６にエレクタ装置７０とテールシール７５を装備した後胴４を連結したので、胴連結機構４６により外胴５と内胴６とを一体的に連結すると後胴４も一体となり、この状態で、本線トンネルＴＡを掘進しつつ、後胴４に装備されたエレクタ装置７０でセグメントＳを組み付け、また、後胴４に装備されたテールシール７５により、組み付けられたセグメントＳと後胴４との間がシールすることができる。
【００５５】
複数の推進用ジャッキ６２の作動前に後胴４の内面に配設され、この後胴４の内面に組み付けたセグメントＳで複数の推進用ジャッキ６２の反力をとる複数の反力受け部材６５を設けたので、内胴６及び後胴４を確実に停止させた状態で、複数の推進用ジャッキ６２前胴２と外胴５とを内胴６と外胴４に対して確実に推進させることができる。
【００５６】
外胴５に複数の推進用ジャッキ６２を取り付けると共に、前胴２と外胴５の推進の際に、複数の推進用ジャッキ６２と内胴６の前端部に固定された前リングウェブ４１との間に順次直列状に挿入される複数の反力受けピース６６を設けたので、複数の推進用ジャッキ６２を小型化したうえで、それらの反力を複数の反力受けピース６６と内胴６と複数の反力受け部材６５とを介してセグメントＳで確実にとらせ、前胴２と外胴５とを確実に推進させることができる。
【００５７】
複数の推進用ジャッキ６２以外に、複数のシールドジャッキ６０を設けたので、本線トンネルＴＡを掘進する場合に、複数のシールドジャッキ６０によりシールド掘進機１Ａを推進させ、シールド掘進機１Ａを分岐地点に停止させた後、これら複数のシールドジャッキ６０は不必要となり解体可能となる。それ故、エレクタ装置７０も解体可能となり、分岐発進に必要な反力壁９０や仮セグメン９１、分岐シールドジャッ掘進機１Ｂの後胴８２，８３の搬入を容易に行える。
【００５８】
ここで、本線トンネルＴＡを掘進する際には、エントランスリング５１や分岐シールド掘進機１Ｂのカッターディスク８０と前胴８１を取り外しておいて、前記第１工程後において第２工程の前、即ち、胴連結機構４６による連結を解除して、複数の推進用ジャッキ６２により前胴２と共に外胴５を内胴６と後胴４に対して推進させて発進口５０を開口させる前に、発進口５０の周囲に分岐発進用のエントランスリング５１を取り付け、このエントランスリング５１に分岐シールド掘進機１Ｂのカッターディスク８０と前胴８１をセットしてもよい。
【００５９】
尚、複数の推進用ジャッキ６２を内胴６ではなくて、前胴２に取り付けるようにしてもよい。尚、本発明は、泥水式シールド掘進機だけでなく、土圧式シールド掘進機等の種々のシールド掘進機、及びそのシールド掘進機を用いた分岐シールド掘進方法に適用可能である。
本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【００６０】
【発明の効果】請求項１の分岐発進可能なシールド掘進機によれば、前胴と外胴とが中折れ可能に連結されているため、本線トンネルをカーブ状に掘進することができ、しかも、分岐地点において分岐シールド掘進機を分岐発進させ、その分岐シールド掘進機で分岐トンネルを掘進させることができるため、汎用性に非常に優れたものになる。分岐シールド掘進機を分岐発進させる場合、発進口が形成された内胴を推進させなくても、推進手段により前胴と外胴とを内胴に対して推進させて発進口を開口させることができる。
【００６１】
つまり、発進口を開口させる前に、分岐シールド掘進機が発進可能に、内胴の周囲に分岐発進用のエントランスリングを取り付け、このエントランスリングに分岐シールド掘進機のカッターディスクと胴部材の少なくとも一部を内嵌状にセットしておいて、これらの荷重が内胴に左右にアンバランスに作用しても、この内胴を推進させることなく発進口が開口されるため、内胴と共に発進口が回動して分岐発進方向がずれる虞はなく、分岐地点において分岐シールド掘進機を発進口から所期の発進方向へ確実に分岐発進させることができる。また、止水シールを設けたので、外胴と内胴の間をシールしてそこからシールド掘進機内に水や土が進入することを確実に防止できる。
【００６２】
請求項２の分岐発進可能なシールド掘進機によれば、外胴と内胴とで中胴を構成し、この中胴の内胴にエレクタ装置とテールシールを装備した後胴を連結したので、胴連結機構により外胴と内胴とを一体的に連結すると後胴も一体となり、この状態で、本線トンネルを掘進しつつ、後胴に装備されたエレクタ装置でセグメントを組み付け、また、後胴に装備されたテールシールにより、組み付けられたセグメントと後胴との間をシールすることができる。
【００６３】
請求項３の分岐発進可能なシールド掘進機によれば、推進手段の作動前に後胴の内面に配設され、この後胴の内面に組み付けたセグメントで推進手段の反力をとる反力受け部材を設けたので、内胴及び後胴を確実に停止させた状態で、推進手段により前胴と外胴とを内胴と外胴に対して確実に推進させることができる。
【００６４】
請求項４の分岐発進可能なシールド掘進機によれば、前胴又は外胴に推進手段としての複数の推進用ジャッキを取り付けると共に、前胴と外胴の推進の際に、複数の推進用ジャッキと内胴の前端部に固定されたリングウェブとの間に順次直列状に挿入される複数の反力受けピースを設けたので、複数の推進用ジャッキを小型化したうえで、それらの反力を複数の反力受けピースと内胴と反力受け部材とを介してセグメントで確実にとらせ、前胴と外胴とを確実に推進させることができる。
【００６５】
請求項５の分岐発進可能なシールド掘進機によれば、複数の推進用ジャッキ以外に、複数のシールドジャッキを設けたので、本線トンネルを掘進する場合に、複数のシールドジャッキによりシールド掘進機を推進させ、シールド掘進機を分岐地点に停止させた後、これら複数のシールドジャッキは不必要となり解体可能となる。それ故、エレクタ装置も解体可能となり、分岐発進に必要な部材の搬入を容易に行うことが可能になる。
【００６６】
請求項６の分岐シールド掘進方法によれば、第１工程において、内胴を外胴に内嵌させた状態で外胴と内胴を胴連結機構で一体的に且つ連結解除可能に連結してシールド掘進機を掘進させ、分岐地点に到達したときにシールド掘進機の掘進を停止させ、次に、第２工程において、胴連結機構による連結を解除して、推進手段により前胴と共に外胴を内胴に対して推進させて前記発進口を開口させせ、その後、第３工程において、発進口から分岐シールド掘進機を分岐発進させる。この分岐シールド掘進方法では、基本的に、請求項１の分岐発進可能なシールド掘進機と同様の効果が得られる。
【００６７】
請求項７の分岐シールド掘進方法によれば、エレクタ装置とテールシールを装備した後胴を前記内胴に連結した状態で予め設けておき、前記第２工程において、後胴の内面に反力受け部材を配設してから推進手段を作動させ、この反力受け部材を介して後胴の内面に組み付けたセグメントで推進手段の反力をとるので、内胴及び後胴を確実に停止させた状態で、推進手段により前胴と外胴とを内胴と外胴に対して確実に推進させることができる。
【００６８】
請求項８の分岐シールド掘進方法によれば、第１工程において、前記複数の推進用ジャッキ以外に設けた複数のシールドジャッキでシールド掘進機を掘進させるので、第１工程において、本線トンネルを掘進する場合に、複数のシールドジャッキによりシールド掘進機を推進させることができる。シールド掘進機を分岐地点に停止させた後、これら複数のシールドジャッキは不必要となり解体可能となり、それ故、エレクタ装置も解体可能となるため、分岐発進に必要な部材の搬入を容易に行うことが可能になる。
【００６９】
請求項９の分岐シールド掘進方法によれば、第２工程の前に、前記発進口の周囲に分岐発進用のエントランスリングを取り付け、このエントランスリングに分岐シールド掘進機の少なくとも一部をセットするので、第２工程において発進口を開口させても、その開口からシールド掘進機内に水や土を進入させることなく、第３工程において、発進口から分岐シールド掘進機を分岐発進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ　−　ＩＩＩ線断面図である。
【図４】シールド掘進機（分岐地点停止時）の縦断面図である。
【図５】シールド掘進機（発進口開口時）の縦断面図である。
【図６】シールド掘進機と分岐シールドジャッ掘進機（分岐発進時）の縦断面図である。
【図７】シールド掘進機と分岐シールドジャッ掘進機（分岐発進後の前構成完成時）の縦断面図である。
【符号の説明】
ＴＡ　　　　　本線トンネル
１Ａ　　　　　シールド掘進機
１Ｂ　　　　　分岐シールド掘進機
２　　　　　　前胴
３　　　　　　中胴
４　　　　　　後胴
５　　　　　　外胴
６　　　　　　内胴
１０　　　　　カッターディスク
４１　　　　　前リングウェブ
４４，４５　　止水シール
４６　　　　　胴連結機構
５０　　　　　発進口
６０　　　　　シールドジャッキ
６２　　　　　推進用ジャッキ
６５　　　　　反力受け部材
６６　　　　　反力受けピース
７０　　　　　エレクタ装置
７５　　　　　テールシール
【図１】
2004137745.tif 000003
【図２】
2004137745.tif 000004
【図３】
2004137745.tif 000005
【図４】
2004137745.tif 000006
【図５】
2004137745.tif 000007
【図６】
2004137745.tif 000008
【図７】
2004137745.tif 000009