(57)【要約】【課題】既設埋設管を切削しつつ、その後方で順次新たな埋設管を敷設していくシールド掘進機を提供する。【解決手段】掘進方向前方部に埋設されている既設埋設管Ｔ１を切削するカッタ部Ｃと、掘進方向後方部に新設埋設管Ｔ２を形成する新設埋設管形成部とを備えたシールド掘進機にあって、上記カッタ部Ｃの前方に配置され、上記既設埋設管Ｔ１の内壁面を保持するための保持手段を備えたことを特徴とするシールド掘進機である。【選択図】        図１
2004339776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進方向前方部に埋設されている既設埋設管を切削するカッタ部と、掘進方向後方部に新設埋設管を形成する新設埋設管形成部とを備えたシールド掘進機にあって、上記カッタ部の前方に配置され、上記既設埋設管の内壁面を保持するための保持手段を備えたことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
上記カッタ部の前方に所定の作業スペースを形成すると共に上記既設埋設管内を遮断するためのシール隔壁と、該シール隔壁の前面部に開口部を有し、既設埋設管内に流れる下水等を上記新設埋設管形成部の後方に移送するための排水管とを備え、上記保持手段が上記作業スペース内に設けられたことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
上記作業スペース内に位置される上記排水管を、上記シール隔壁側の排水管と、シールド掘進機本体側の排水管とに分け、これらを可撓性継手管を介して接続したことを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機。
【請求項４】
上記保持手段が上記既設埋設管の上部内壁面を保持する上部保持板と、上記既設埋設管の下部内壁面を保持する下部保持板と、これら上部保持板と下部保持板とを結んで互いに近接離間移動させるための伸縮手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設埋設管を切削しつつ、その後方で順次新たな埋設管を敷設していくシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、シールド掘進機Ｓ２は、既設埋設管３８の内部に位置して下水を堰き止めるための隔壁３２と、シールド掘進機本体３１とを備えている。
【０００３】
隔壁３２は、既設埋設管３８の内径より若干小さい外径を有する筒体３３を備えており、その筒体３３の外周面と既設埋設管３８の内壁面との間は、下水を堰き止めるため、シール部材３５によりシールされている。また、筒体３３の下方部分には、下水を隔壁３２より後方へ流すための連通孔３４が設けられている。
【０００４】
シールド掘進機本体３１は、既設埋設管３８を切削するためのカッタディスク３９と、下水を後方に流すための移送筒体３７と、シールド掘進機Ｓ２を前進させるための推進ジャッキ４３とを備えている。
【０００５】
カッタディスク３９は、シールド掘進機本体３１の前面に接続されており、既設埋設管３８を切削するためのフライスカッタ４０等を備えている。
【０００６】
移送筒体３７は、下水を流すことができるよう中空となっていると共に、外周部には、切削屑を移送するためのスクリュコンベア４１を備えている。
【０００７】
移送筒体３７の前端部は、カッタディスク３９を貫出して前方へ延びており、回転継手３６により隔壁３２の連通孔３４と接続されている。また、移送筒体３７は、シールド掘進機本体３１の内部で、前後端が開口しているシリンダ４２に挿入されている。そのシリンダ４２の後方部には、切削屑を排出するための排出口４５が設けられている。そして、移送筒体３７の後端部は、シリンダ４２の後端部を貫出し、回転継手４６を介して排水管４７に接続されている。
【０００８】
推進ジャッキ４３は、新設埋設管４４を反力受けとすることができるように、シールド掘進機本体３１の後方部に設けられている。
【０００９】
次に、シールド掘進機Ｓ２により埋設管を更新する方法について説明する。
【００１０】
シールド掘進機Ｓ２は、下水道管として使用されている既設埋設管３８の下流側に設けられた、図示しない発進立孔より既設埋設管３８の内部に導入される。既設埋設管３８を流れる下水は、隔壁３２により堰き止められ、隔壁３２の連通孔３４、移送筒体３７の内部、および排水管４７を介して、後方の発進立孔へと流される。
【００１１】
シールド掘進機本体３１は、隔壁３２の後方において、カッタディスク３９により既設埋設管３８を切削する。切削により発生した切削屑は、スクリュコンベア４１の回転によりシリンダ４２の内部を移送されて、排出口４５より排出される。
【００１２】
そして、シールド掘進機本体３１は、その後方において、新たな埋設管４４を敷設すると共に、推進ジャッキ４３により、その新たな埋設管４４を反力受けとして推進力を得て、隔壁３２を押し進めると共に前進していく。
【００１３】
このように、シールド掘進機Ｓ２は、下水を後方に流しながら、既設埋設管３８を切削すると共に、後方に新たな埋設管４４を敷設していくことで、下水道管の使用を中止することなく、埋設管を更新していくことができる。このような、シールド掘進機は、特許文献１にも記載されている。
【００１４】
【特許文献１】
特公平７−８１５０１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４のシールド掘進機Ｓ２においては、既設埋設管３８を切削する時に、老朽化した既設埋設管３８が崩落することがあった。そうすると、崩落した埋設管および土砂が既設埋設管３８を塞いでしまい、シールド掘進機Ｓ２による切削は、困難となる。
【００１６】
また、移送筒体３７、および移送筒体３７と隔壁３２との接続部が可撓性を有していないため、既設埋設管３８が陥没等によって屈曲していた場合、移送筒体３７、および移送筒体３７と隔壁３２との接続部等に過大な負荷が掛かり、破損する虞があった。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、既設埋設管を確実に新たな埋設管に更新することができるシールド掘進機を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、掘進方向前方部に埋設されている既設埋設管を切削するカッタ部と、掘進方向後方部に新設埋設管を形成する新設埋設管形成部とを備えたシールド掘進機にあって、上記カッタ部の前方に配置され、上記既設埋設管の内壁面を保持するための保持手段を備えたことを特徴とするシールド掘進機である。
【００１９】
請求項２の発明は、上記カッタ部の前方に所定の作業スペースを形成すると共に上記既設埋設管内を遮断するためのシール隔壁と、該シール隔壁の前面部に開口部を有し、既設埋設管内に流れる下水等を上記新設埋設管形成部の後方に移送するための排水管とを備え、上記保持手段が上記作業スペース内に設けられたことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機である。
【００２０】
請求項３の発明は、上記作業スペース内に位置される上記排水管を、上記シール隔壁側の排水管と、シールド掘進機本体側の排水管とに分け、これらを可撓性継手管を介して接続したことを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機である。
【００２１】
請求項４の発明は、上記保持手段が上記既設埋設管の上部内壁面を保持する上部保持板と、上記既設埋設管の下部内壁面を保持する下部保持板と、これら上部保持板と下部保持板とを結んで互いに近接離間移動させるための伸縮手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のシールド掘進機である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】
図１に本実施形態のシールド掘進機の前半部を、図２に後半部を分割して示す。シールド掘進機Ｓは、既設埋設管Ｔ１を切削するためのシールド掘進機本体Ａと、下水又は切削屑を堰き止めるためのシール隔壁Ｋ１、Ｋ２と、既設埋設管Ｔ１の内壁面を保持するための保持手段としての保持器Ｈと、下水を既設埋設管Ｔ１から後方へ流すための排水管Ｐとを備えている。
【００２４】
図２に示すように、シールド掘進機本体Ａの前端より後方に所定距離隔てた位置に、隔壁５が設けられている。この隔壁５は、既設埋設管Ｔ１を切削することにより発生する切削屑および土砂がシールド掘進機本体Ａの内部に進入しないように堰き止める。隔壁５の外周部は、後述のカッタ部Ｃを挿入するため、隔壁５の後方まで開口するような二重構造となっている。
【００２５】
排水管Ｐが、隔壁５の中央より上方の部分を、貫通して延出している。前端が開口したシリンダ９が、隔壁５の中央より下方の部分を、貫通して延出している。
【００２６】
シリンダ９には、切削屑を隔壁５の前方から後方へ送るためのスクリュコンベア８が挿入されている。スクリュコンベア８の後方部分は、隔壁５を貫出してシールド掘進機本体Ａの後方へと延びている。スクリュコンベア８の軸方向の中央部には、スクリュコンベア８を前後にスライドさせるためのスライドジャッキ１０が接続されている。スクリュコンベア８の後方部の両側面部のいずれかには、加水用送・排泥管１２を備えている。スクリュコンベア８の後端部には、スクリュコンベア８を駆動するための駆動源（モータ）１１が接続されている。スライドジャッキ１０の他端は、シールド掘進機本体Ａに接続されている。
【００２７】
隔壁５より後方には、カッタ部Ｃを駆動するための駆動源（モータ）７が備えられている。その駆動源７には、外歯歯車６が接続してあり、カッタ部Ｃに備えられた後述する内歯歯車４と噛合している。
【００２８】
シールド掘進機本体Ａは、前胴Ｂ１と後胴Ｂ２からなるシールドフレームＢを備えている。これら前胴Ｂ１と後胴Ｂ２とは、連結部１５で連結されている。この連結部１５には、シールド掘進機本体Ａの前進方向を制御するための方向制御用ジャッキ１３が備えられている。この連結部１５は、シール部材１４によりシールされている。
【００２９】
シールド掘進機本体Ａの後方には、図示しない新設埋設管形成部が設けられており、この新設埋設管形成部において、新たな埋設管Ｔ２を敷設していく。この新たな埋設管Ｔ２の敷設に関しては、セグメントを組み立てていっても良いが、発進立孔より推進管を導入していっても良い。
【００３０】
シールド掘進機本体Ａの前方部の二重構造部には、中空の円筒形状をしたカッタ部Ｃが回転可能に挿入されている。カッタ部Ｃは、軸受３を介して二重構造部に支持され、カッタ部Ｃと二重構造部との間をシール部材２によりシールしている。
【００３１】
カッタ部Ｃは、前方部分に既設埋設管Ｔ１を切削するためのローラカッタ１を備え、後端部に駆動源７に備えられた外歯歯車６に噛合する内歯歯車４を備えている。
【００３２】
図１に示すように、シールド掘進機本体Ａの前方における、既設埋設管Ｔ１の中には、切削屑が前方に排出されないように堰き止めるためのシール隔壁Ｋ１が備えられている。シール隔壁Ｋ１は、既設埋設管Ｔ１の内径より若干小さい外径を有する中空の筒体２８と、筒体２８の外周部に設けられ、筒体２８と既設埋設管Ｔ１との間を止水するシール部材２９とを備える。
【００３３】
筒体２８の後端部には、蓋３０が取り付けられている。また、蓋３０の中央には、排水管Ｐが貫通されている。
【００３４】
シール隔壁Ｋ１より前方、本実施例にあっては最前方には、下水が後方に流れないように堰き止めるためのシール隔壁Ｋ２が備えられている。シール隔壁Ｋ２は、シール隔壁Ｋ１の筒体２８と同じ外径を有する中空の筒体１６と、筒体１６の外周部に設けられ、筒体１６と既設埋設管Ｔ１との間を止水するシール部材１７とを備える。
【００３５】
筒体１６の前後端部には、蓋１８が取り付けられている。蓋１８の上方の部分には、マンホールが設けられており、隔壁Ｋ２の内部に作業者が進入することが可能である。このマンホールには、マンホール蓋１９が取り付けられると共に、蓋１８とマンホール蓋１９との間が、シール部材２０によりシールされている。また、蓋１８の下方の部分を、排水管Ｐが貫通している。また、後方の蓋１８の後端には、後述する緩衝ロッド２２を接続するための継手２１ａが設けられている。
【００３６】
シール隔壁Ｋ１、Ｋ２が、後方からの切削屑、および前方からの下水を堰き止めることによりそれらの間に、空間を形成し、作業スペースとすることができる。この作業スペースには、保持器Ｈが設けられている。
【００３７】
保持器Ｈは、既設埋設管Ｔ１の上下内壁面を保持して崩落を防止するための上下保持板２４ａ、２４ｂと、その上下保持板２４ａ、２４ｂを連結する連結器２５とを備えている。
【００３８】
図３に示すように、上下保持板２４ａ、２４ｂは、既設埋設管Ｔ１の内径の曲率と同程度の曲率に曲げられた板からなり、既設埋設管Ｔ１の上下内壁面を支持するように取り付けられている。
【００３９】
連結器２５は、上下保持板２４ａ、２４ｂとを結んで互いに近接離間移動させるための伸縮ロッド２６（伸縮手段）と、その伸縮ロッド２６に接続され、崩落が発生した時に既設埋設管Ｔ１の形状を保持できる程度の保持力を上下保持板２４ａ、２４ｂに与える保持ジャッキ２７とを備えている。図１および図３に示すように、本実施形態にあっては、連結器２５は、前後に二本ずつ、合計四本が上下保持板２４ａ、２４ｂにそれぞれ接続されている。
【００４０】
図１および図２に示すように、排水管Ｐは、シールド掘進機Ｓの後方の図示しない発進立孔よりシールド掘進機本体Ａ、シール隔壁Ｋ１、Ｋ２を貫通して前方へ延びている。また、排水管Ｐは、シールド掘進機本体Ａ、シール隔壁Ｋ１、Ｋ２、および保持器Ｈと接続されている。
【００４１】
排水管Ｐの前端部は、シール隔壁Ｋ２の前端部より貫出して、開口している。また、排水管Ｐは、シール隔壁Ｋ２より後方で、シール隔壁Ｋ２側の排水管Ｐ１と、シールド掘進機本体Ａ側の排水管Ｐ２とに分割されて可撓性継手管２３により接続されている。この可撓性継手管２３は、既設埋設管Ｔ１の陥没等による屈曲に対応するためのものであり、より具体的には弾性体で形成される。
【００４２】
シール隔壁Ｋ２側の排水管Ｐ１は、既設埋設管Ｔ１の中心より下方に位置しているが、シールド掘進機本体Ａ側の排水管Ｐ２は、保持器Ｈの付近で中心まで持ち上げられた形状となり、シールド掘進機本体Ａの前方部分の付近で中心よりやや上の位置までさらに持ち上げられた形状となっている。
【００４３】
シールド掘進機本体Ａ側の排水管Ｐ２の前端部の付近には、継手２１ｂが設けられており、その継手２１ｂには、緩衝ロッド２２が横方向に回転自在に接続されている。緩衝ロッド２２の他端は、シール隔壁Ｋ２の後端の継手２１ａに上下方向に回転自在に接続されている。
【００４４】
図１および図２を用いて、本実施形態のシールド掘進機Ｓにより埋設管を更新する方法について説明する。
【００４５】
まず、シールド掘進機Ｓは、下水道管として使用されている既設埋設管Ｔ１の下流側に設けられた、図示しない発進立孔より既設埋設管Ｔ１の内部に導入される。
【００４６】
シール隔壁Ｋ２により、下水を堰き止めると共に、排水管Ｐによって、その堰き止められた下水を発進立孔まで流す。シール隔壁Ｋ２の後方の作業スペースにおいて、保持器Ｈは、上下保持板２４ａ、２４ｂが既設埋設管Ｔ１の上下内壁面に接する程度に伸縮ロッド２６を調節され、保持ジャッキ２７で支持している。
【００４７】
シール隔壁Ｋ１の後方においては、シールド掘進機本体Ａは、駆動源７によりカッタ部Ｃを回転させ、ローラカッタ１により既設埋設管Ｔ１を切削していく。切削により発生した切削屑は、前方はシール隔壁Ｋ１、後方は隔壁５により堰き止められている。
【００４８】
切削により発生した切削屑は、スライドジャッキ１０により前後にスライドするスクリュコンベア８により、シリンダ９の内部を通って、後方の加水用排泥管１２へと送られ、排出される。
【００４９】
新たな埋設管Ｔ２は、発進立孔より順次導入される。そして、導入された新たな埋設管Ｔ２を図示しない元押し装置により前方へ押していくことで、シールド掘進機Ｓが前進される。この前進の際には、シールド掘進機本体Ａの方向制御用ジャッキ１３により、シールド掘進機本体Ａの前進方向を決定していく。
【００５０】
こうして、シールド掘進機Ｓは、図示しない到達立孔に達するまで既設埋設管Ｔ１を切削すると共に、その後方に新たな埋設管Ｔ２を敷設していく。
【００５１】
本実施形態のシールド掘進機Ｓは、カッタ部Ｃより前方であって、既設埋設管Ｔ１の内部に、保持器Ｈを備えている。そのため、既設埋設管Ｔ１が崩落しても、保持器Ｈが既設埋設管Ｔ１の上下内壁面を保持するため、既設埋設管Ｔ１を塞いでしまうことはない。
【００５２】
また、シールド掘進機Ｓは、切削屑を堰き止めるためのシール隔壁Ｋ１と、下水を堰き止めるためのシール隔壁Ｋ２とで、シール隔壁Ｋ１、Ｋ２の間に作業スペースを形成している。そのため、その作業スペースに保持器Ｈを設置したり、作業者Ｍによる作業スペースでのメンテナンス作業等をおこなうことができる。
【００５３】
そして、排水管Ｐは、既設埋設管Ｔ１の内部において、シール隔壁Ｋ２側の排水管Ｐ１と、シールド掘進機本体Ａ側の排水管Ｐ２とに分割され、可撓性継手管２３により接続されている。そのため、既設埋設管Ｔ１が陥没等によって屈曲していても、可撓性継手管２３が撓むと共に、排水管Ｐに過大な負荷が掛かることを防止できる。また、緩衝ロッド２２が、可撓性継手管２３に作用する圧縮力又は引張力を低減するため、可撓性継手管２３に極端に大きな負荷が作用することはなく、可撓性継手管２３の破損を避けられる。
【００５４】
このように、本発明のシールド掘進機Ｓは、崩落を防止しつつ既設埋設管を切削すると共に、既設埋設管が陥没等によって屈曲している場合にも、埋設管更新を行うことができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、既設埋設管を新たな埋設管に確実に更新することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態を示すシールド掘進機の前半部の側面断面図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態を示すシールド掘進機の後半部の側面断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】従来のシールド掘進機の側面断面図である。
【符号の説明】
Ａ  シールド掘進機本体
Ｃ  カッタ部
Ｈ  保持器
Ｋ１  シール隔壁
Ｋ２  シール隔壁
Ｐ  排水管
２３  可撓性継手管
【図１】
2004339776.tif 000003
【図２】
2004339776.tif 000004
【図３】
2004339776.tif 000005
【図４】
2004339776.tif 000006