【手続補正書】
【提出日】平成16年2月2日(2004.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】シールド掘進機
【特許請求の範囲】
【請求項１】前胴と後胴との間に、複数の中間胴を折れ曲がり可能に連結したことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】前胴と先頭の中間胴との間を中折れジャッキを介して連結したことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
【請求項３】各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間を中間ジャッキを介して連結したことを特徴とする請求項２に記載のシールド掘進機。
【請求項４】各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間に中折れ角固定手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載のシールド掘進機。
【請求項５】各中折れ角固定手段により固定される中折れ角を調整する為の中間ジャッキを仮設し得るよう構成したことを特徴とする請求項４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、シールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、交通量の多い都市部等では、方向転換用の立坑を設けることが困難となってきていることから、シールド掘進機により地中で行うようにしたシールドトンネルの急カーブ施工の需要が高まっている。
【０００３】
図４はシールドトンネルの急カーブ施工に使用するシールド掘進機の一例を示すもので、この種のシールド掘進機１は、その胴体を前胴２と後胴３とに二分割し、前記前胴２と後胴３とを連結する中折れジャッキ４により中折れ角度を設定すると共に、前記後胴３内周部に環状に備えた複数本のシールドジャッキ５で、シールドトンネルの曲がり方向内側のセグメント６より外側のセグメント６を強く押し出すことによってカーブしながら推進し、同時に前記前胴２の前端に備えた回転カッター７で切羽面を掘削してシールドトンネルの急カーブ施工を行うようにしていた。
【０００４】
ところが、このように急カーブ施工を行うと、曲がり方向外側の地盤８が円弧状に切削されていくのに対し、シールド掘進機１側は直線状に延びる前胴２と後胴３との折れ曲がりでカーブに対応しているので、シールドジャッキ５により前方に押し出されるシールド掘進機１の前胴２は、その前端部分の極めて狭い範囲でしか曲がり方向外側の地盤８に接触せず、前胴２が曲がり方向外側の地盤８に与える単位面積当たりの押圧力が大きくなる為、軟弱な地盤８における急カーブ施工時には、前述した如く曲がり方向外側のシールドジャッキ５を強く押し出すようにしても、前胴２の前端部分が地盤８に食い込んで前記シールドジャッキ５の伸長方向に直進してしまい、コーナリングに必要な回転モーメントが十分に得られないことがあった。
【０００５】
即ち、前胴２の内部には、回転カッター７の駆動装置や排土装置等の機器類が装備されているので、これらの機器類に対し後胴３側から前胴２内に入り込んでいるシールドジャッキ５が中折れ時に干渉しないよう前記前胴２の胴長を長くしなければならず、しかも、シールド掘進機１の中折れ箇所が一箇所しかなかった為、前胴２と後胴３との中折れ角が必然的に大きくなってしまい、曲がり方向外側におけるシールド掘進機１と地盤８との接触箇所を多く取れず、曲がり方向外側の地盤８から良好に反力を取ることができなかった。
【０００６】
また、曲がり方向外側において地盤８に対しシールド掘進機１の前胴２が接触しない部分には隙間が形成されることになる為、この部分で地盤８が崩壊する虞れもあった。
【０００７】
この為、従来においては、切羽面周辺の軟弱な地盤８に薬液を注入して固める地盤改良を事前に行った上で掘削作業を行うようにしており、地盤改良が施された所定区間を掘削する毎に、掘削作業を中断して薬液を軟弱な地盤８に注入し、該軟弱な地盤８が固まるのを待って掘削作業を再開するようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように地盤改良を行いながら掘削作業を間欠的に行っていたのでは作業能率が悪く、工期の大幅な長期化を招くという問題があった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、軟弱地盤であっても地盤改良を極力行わないで掘削作業を継続し得るシールド掘進機を提供することによって、工期の大幅な短縮を図ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前胴と後胴との間に、複数の中間胴を折れ曲がり可能に連結したことを特徴とするシールド掘進機、に係るものである。
【００１１】
このようにすれば、複数の中間胴を介在させたことによって、前胴内に後胴のシールドジャッキが入り込むことがなくなり、該シールドジャッキと前胴内の機器類との干渉の虞れがなくなるので、前胴の胴長を従来より短縮することが可能となり、これによって、前胴と先頭の中間胴との中折れ角も小さくすることが可能となる上、各中間胴を複数箇所で折り曲げることによりシールド掘進機の中折れ箇所が増え、個々の中折れ角を小さくすることも可能となる。
【００１２】
これにより、軟弱地盤における急カーブ施工時に、曲がり方向外側の地盤に対しシールド掘進機を良好に沿わせて複数箇所で接触せしめることが可能となり、曲がり方向外側の地盤に与える単位面積当たりの押圧力が小さくなって前胴の地盤への食い込みが起こり難くなり、曲がり方向外側の地盤から反力を取り易くなってコーナリングに必要な回転モーメントを得ることが容易となる。
【００１３】
更に、曲がり方向外側の地盤に対しシールド掘進機を良好に沿わせることができるので、曲がり方向外側において地盤とシールド掘進機との間に形成される隙間が少なくなり、この部分で地盤が崩壊することが防止される。
【００１４】
また、本発明において、前胴と先頭の中間胴との間に中折れ角を設定するに際しては、前胴と先頭の中間胴との間を中折れジャッキを介して連結しておけば良い。
【００１５】
一方、各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間に中折れ角を設定するに際しては、各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間を中間ジャッキを介して連結しておけば良く、このようにすれば、中間ジャッキを移し替える作業や中折れ角を固定する作業を省いて作業労力を軽減することが可能となる。
【００１６】
ただし、このように中間ジャッキを常設することに替えて、各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間に中折れ角固定手段を設けることも可能であり、このようにした場合には、各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間で中折れ角を調整する際にのみ中間ジャッキを仮設して使用すれば良いので、常設の中間ジャッキを不要としてシールド掘進機の建造コストを抑制することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１９】
本形態例に示すシールド掘進機９においては、切羽面を掘削する為の回転カッター７を前面に備えた前胴２と、後方の既設セグメント６に反力を取って推進する為のシールドジャッキ５を内部に備えた後胴３との間に、胴長の短い複数の中間胴１０を折れ曲がり可能に連結して成る多関節胴体部１１が設けられており、前記前胴２と先頭の中間胴１０との間が、環状に配置された複数の中折れジャッキ４を介して連結されている。
【００２０】
ここで、前記各中間胴１０は、その後方部分を前胴２と略同径に形成され且つ前方部分を前胴２より小径に形成されており、先頭の中間胴１０の前方部分が、前胴２の後方部分の内側に遊嵌され、先頭から二段目以降の各中間胴１０の夫々が、前段に位置する中間胴１０の後方部分の内側に遊嵌されている。
【００２１】
また、前記後胴３も、その後方部分を前胴２と略同径に形成され且つ前方部分を前胴２より小径に形成されており、この後胴３の前方部分が、最後尾の中間胴１０の後方部分の内側に遊嵌されている。
【００２２】
尚、前記各中間胴１０の後端には、夫々の内側に遊嵌される各中間胴１０の前方部分及び後胴３の前方部分に対して摺接する止水シール１２が前胴２や後胴３と同様に設けられている。
【００２３】
更に、各中間胴１０の相互間及び最後尾の中間胴１０と後胴３との間には、以下に詳述する如き中折れ角固定手段が設けられており、本形態例においては、先頭から二段目以降の各中間胴１０及び後胴３の夫々における前端に内向きに突設されたブラケット部１３と、全ての各中間胴１０における後方部分に内向きに突設された固定部１４（ただし先頭の中間胴１０における固定部１４は中折れジャッキ４の受け座を兼用）と、前後に対峙する前記ブラケット部１３及び固定部１４の相互間に適宜嵌挿される中折れ角固定用楔１５と、前後に対峙する前記ブラケット部１３及び固定部１４を直接、若しくは前記中折れ角固定用楔１５を介在させて締結する締結具１６とにより前記中折れ角固定手段を構成するようにしてある。
【００２４】
また、先頭から二段目以降の各中間胴１０及び後胴３の夫々における前方部分の終端には、外形の異なる後方部分に対し段差部を形成することを兼ねた環状のリブ１７が設けられており、該各リブ１７と前段側の固定部１４との間に、前述した各中折れ角固定手段により固定される中折れ角を調整する為の中間ジャッキ１８を仮設し得るようにしてある。
【００２５】
尚、前記各リブ１７と前段側の固定部１４との間に中間ジャッキ１８を仮設するにあたり、前記各ブラケット部１３は中間ジャッキ１８と干渉しないよう周方向に位相をずらして配置されている。
【００２６】
而して、通常の直進時に、前後に対峙するブラケット部１３及び固定部１４の全てを中折れ角固定用楔１５を介在させることなく締結具１６で直接締結すれば、多関節胴体部１１が直線状に保持されることになり、一方、中折れジャッキ４により前胴２の中折れ角を設定して掘進する急カーブ施工を行う際には、多関節胴体部１１を構成する各中間胴１０がカーブ施工区域に進出する毎に、該カーブ施工区域に進出した中間胴１０と後段の中間胴１０との間の曲がり方向外側における締結具１６の締結を解除し、前記カーブ施工区域に進出した中間胴１０に対し該中間胴１０の曲がり方向外側における固定部１４と後段側のリブ１７との間に中間ジャッキ１８を仮設して中折れ角を設定し、該中間ジャッキ１８により押し広げられたブラケット部１３及び固定部１４の相互間に中折れ角固定用楔１５を嵌挿して締結具１６で締結することにより中折れ角を固定していけば、多関節胴体部１１が前方側から順次折り曲げられることになる。
【００２７】
尚、図１に図示されている中間ジャッキ１８は、最後尾の中間胴１０の中折れ角を設定している作業途中の状態を示しており、この中間ジャッキ１８は中折れ角設定後に撤去されることになる。
【００２８】
以上に述べた如く構成されたシールド掘進機９によれば、多関節胴体部１１を介在させたことによって、前胴２内に後胴３のシールドジャッキ５が入り込むことがなくなり、該シールドジャッキ５と前胴２内の機器類との干渉の虞れがなくなるので、前胴２の胴長を従来より短縮することが可能となり、これによって、前胴２と先頭の中間胴１０との中折れ角も小さくすることが可能となる上、多関節胴体部１１を複数箇所で折り曲げることによりシールド掘進機９の中折れ箇所が増え、個々の中折れ角を小さくすることも可能となる。
【００２９】
依って、軟弱な地盤８における急カーブ施工時に、曲がり方向外側の地盤８に対しシールド掘進機９を良好に沿わせて複数箇所で接触せしめることが可能となり、曲がり方向外側の地盤８に与える単位面積当たりの押圧力が小さくなって前胴２の地盤８への食い込みが起こり難くなり、曲がり方向外側の地盤８から反力を取り易くなってコーナリングに必要な回転モーメントを得ることが容易となる。
【００３０】
更に、曲がり方向外側の地盤８に対しシールド掘進機９を良好に沿わせることができるので、曲がり方向外側において地盤８とシールド掘進機９との間に形成される隙間が少なくなり、この部分で地盤８が崩壊することが防止される。
【００３１】
従って、本形態例によれば、軟弱な地盤８であっても前胴２を地盤８へ食い込ませることなく曲がり方向外側の地盤８から良好に反力を取ってコーナリングに必要な回転モーメントを容易に得ることができ、しかも、曲がり方向外側において地盤８とシールド掘進機９の前胴２との間に形成される隙間を減らし、この部分で地盤８が崩壊することを防止できるので、地盤改良を極力行わないで掘削作業を継続することが可能となり、これによって、作業能率を著しく向上して工期の大幅な短縮を図ることができる。
【００３２】
また、特に本形態例によれば、各中間胴１０の相互間及び最後尾の中間胴１０と後胴３との間で中折れ角を調整する際にのみ中間ジャッキ１８を仮設して使用すれば良いので、常設の中間ジャッキ１８を不要としてシールド掘進機９の建造コストを抑制することができる。
【００３３】
ただし、図３に本発明の他の形態例として示す如く、各中間胴１０の相互間及び最後尾の中間胴１０と後胴３との間を常設の中間ジャッキ１８を介して連結することも可能であり、このようにすれば、シールド掘進機９を複数箇所で折り曲げる際に、中間ジャッキ１８を移し替える作業や中折れ角を固定する作業を省くことができるので、作業労力を軽減することができる。
【００３４】
尚、本発明のシールド掘進機は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、中折れ角固定手段は例示した構造に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
上記した本発明のシールド掘進機によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３６】
（Ｉ）本発明の請求項１、２に記載の発明によれば、軟弱地盤であっても前胴を地盤へ食い込ませることなく曲がり方向外側の地盤から良好に反力を取ってコーナリングに必要な回転モーメントを容易に得ることができ、しかも、曲がり方向外側において地盤とシールド掘進機の前胴との間に形成される隙間を減らし、この部分で地盤が崩壊することを防止できるので、地盤改良を極力行わないで掘削作業を継続することが可能となり、これによって、作業能率を著しく向上して工期の大幅な短縮を図ることができる。
【００３７】
（ＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、シールド掘進機を複数箇所で折り曲げる際に、中間ジャッキを移し替える作業や中折れ角を固定する作業を省くことができるので、作業労力を軽減することができる。
【００３８】
（ＩＩＩ）本発明の請求項４、５に記載の発明によれば、各中間胴の相互間及び最後尾の中間胴と後胴との間で中折れ角を調整する際にのみ中間ジャッキを仮設して使用すれば良いので、常設の中間ジャッキを不要としてシールド掘進機の建造コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す平面断面図である。
【図２】図１のＩＩ部の詳細を示す拡大図である。
【図３】本発明の他の形態例を示す正面断面図である。
【図４】従来例を示す平面断面図である。
【符号の説明】
２          前胴
３          後胴
４          中折れジャッキ
５          シールドジャッキ
６          セグメント
７          回転カッター
９          シールド掘進機
１０          中間胴
１１          多関節胴体部
１３          ブラケット部（中折れ角固定手段）
１４          固定部（中折れ角固定手段）
１５          中折れ角固定用楔（中折れ角固定手段）
１６          締結具（中折れ角固定手段）
１８          中間ジャッキ