(57)【要約】【課題】本発明では、１台のシールド掘削機で本線のトンネル掘削と、所望の位置からシールドトンネルを拡幅し、利用目的に応じた任意の断面を有する拡幅区間の掘削を可能としたシールド掘進機及び拡幅掘削工法を提供する。【解決手段】シールド掘削機１のカッタヘッド２とは独立してスキンプレート１４の側方部に拡幅用カッタヘッド３０を配し、拡幅用カッタヘッド３０と回転軸とカッタヘッド２の回転軸とを異ならせて配置し、拡幅用カッタヘッド３０を通常はスキンプレート１４内に収納し、拡幅用カッタヘッド３０が拡幅開始位置に到達したときには、図示せぬ拡幅用カッタヘッドスライドジャッキ３３の作動により、図１における紙面の垂直方向に突出して、拡幅部の掘削を行う。【選択図】図１
2005060988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキンプレートの先端部にカッタヘッドを備えたシールド掘削機であって、前記スキンプレート内に内蔵され、前記カッタヘッドの回転軸方向とは異なる方向に配した回転軸を有する拡幅用カッタヘッドと、
前記拡幅用カッタヘッドを前記スキンプレートの外側と内側とに突出及び収納させる出没機構と、
を備え
前記拡幅用カッタヘッドが、少なくとも同拡幅用カッタヘッドの回転軸方向での掘削及び同拡幅用カッタヘッドの回転軸回りでの掘削を行う掘削カッタを有してなることを特徴とするシールド掘削機。
【請求項２】
前記拡幅用カッタヘッドが、ドーム型形状を有する回転カッタであることを特徴とする請求項２記載のシールド掘削機。
【請求項３】
請求項１記載のシールド掘削機を用い、前記カッタヘッドにより掘進する本線の掘削工程と、
前記出没機構を作動させ、前記拡幅用カッタヘッドを前記スキンプレートから所望量突出させて、拡幅部の掘削を行う拡幅部掘削工程と、
を含み、
前記本線の掘削工程中に前記拡幅部掘削工程を行うことを特徴とする拡幅掘削工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘削機を用いたトンネル掘削において、本線の掘削途中においてトンネル断面の拡幅を可能としたシールド掘削機及び拡幅掘削工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からトンネル掘削に用いられているシールド掘削機は、円筒状のスキンプレートの前端部に円盤状のカッタヘッドを備えた構成を有している。同カッタヘッドを回転させつつ掘進させることで前記スキンプレートと略同径のトンネルを掘削することができる。
【０００３】
シールド掘削機を用いたトンネル掘削では、本線だけを掘削していくことは容易ではあるが、近年においてはトンネルの利用範囲が拡大するのに伴って、地下道路におけるランプや退避場所、地下鉄のプラットホームなど、道路や線路の合流・分岐、側道等の部分でのトンネル幅を拡幅することが求められてきている。しかも、工事期間の短縮、工事費用の低減等の要求から、トンネル幅の拡幅工事を本線のトンネル工事と並行して行うことが求められてきている。
【０００４】
この問題を解決するため、１台のトンネル掘進機でシールドトンネルの必要箇所に拡幅範囲を構築できるようにしたシールド掘削機及び断面拡縮工法（例えば、特許文献１参照。）や拡大シールド掘進機（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００５】
特許文献１に記載されたシールド掘削機及び断面拡縮工法では、図８に示すようにシールド掘削機５１の前方部に配したカッタヘッド５２に径方向に伸縮制御できる伸縮カッタ５３を設け、スキンプレート５５の一部に張り出し部５４を出入可能に設ける。拡幅区間を構築するには、伸縮カッタ３を突出させてシールド掘削機５１のカッタヘッド５２による掘削に伴って拡幅区間を先行切削して地盤を緩め、スキンプレート５５から地山保持材を吐出して置き換える。張り出し部５４を側方に張り出してシールド掘削機５１の一部を拡大し、この拡大状態にて拡幅範囲を掘進すると共に、張り出し部５４内で図示せぬ拡大セグメントを組み立てて順次連結する。拡幅範囲の構築後、伸縮カッタ５３及び張り出し部５４を引っ込めて縮径し、シールド掘削機５１で通常径のトンネル掘削を続行する。
【０００６】
特許文献２に記載された拡大シールド掘進機５９では、図９に示すように前端部に第１カッタヘッド６０を有する第１掘削機６１と、この第１掘削機６１の本体に内蔵され、前端部に所定の角度範囲内で往復揺動される第２カッタヘッド６３を有する第２掘削機６４を備え、第２掘削機６４を第１掘削機６１の本体から掘進方向に直交する方向に出没させることでトンネルの拡幅掘削を行っている。
【０００７】
特許文献１に記載されたものでは、伸縮カッタ５３を突出させることで拡幅区間の掘削を行う構造であるため、伸縮カッタ５３の強度を保って所望の拡幅掘削を行うためには伸縮カッタ５３の突出量を制御したり、伸縮カッタ５３の強度を保ちながら拡幅部の地山を掘削するなど色々と注意しながら行わなければならなかった。更に、伸縮カッタ５３の強度面の制約により伸縮量を大きくすることが難しく、したがって、この機構を用いて充分な拡幅を行うことは困難であった。
【０００８】
特許文献２に記載されたものでは、第２掘削機６４及び同第２掘削機６４に付随するスキンプレート６５を別途構成することが必要となり、装置が大型化するとともにシールド掘削機の全長が長くなっていた。また、第２掘削機６４の掘削方向は第１掘削機６１の掘削方向と同じである（即ち、両掘削機のカッタヘッドの回転軸が平行である。）。換言すると、第２掘削機６４を第１掘削機６１の掘進方向に直交する方向（以下、「突出方向」と称する。）に突出させる際、突出方向のスキンプレート６５前面にある土砂を掘削する手段を待たない。
【０００９】
このため、第２掘削機６４による拡幅部の掘削は、第１掘削機６１が掘進しない状態では行うことができない。したがって、第２掘削機６４が突出を開始してから完全に突出し終わるまでに、第１掘削機６１はかなりの距離を掘削する必要があり、そのための時間も大いにかかることになる。更に、突出のための大きな推進力を得るために、出没用ジャッキが多数必要となり、出没用油圧ジャッキの場積確保が必要であった。
【特許文献１】特開２００１−３２９７８１号公報
【特許文献２】特開２０００−６４７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では、１台のシールド掘削機で本線のトンネル掘削と、所望の位置からシールドトンネルを拡幅し、利用目的に応じた任意の断面を有する拡幅区間の掘削を可能とし、しかも本線トンネルの構築と拡幅工事とを効率的に行うことができ、工期の短縮並びに工事費用の低減を図ることのできるシールド掘進機及び拡幅掘削工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明の課題は本願請求項１〜３に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では請求項１に記載したように、スキンプレートの先端部にカッタヘッドを備えたシールド掘削機であって、前記スキンプレート内に内蔵され、前記カッタヘッドの回転軸方向とは異なる方向に配した回転軸を有する拡幅用カッタヘッドと、前記拡幅用カッタヘッドを前記スキンプレートの外側と内側とに突出及び収納させる出没機構とを備え、前記拡幅用カッタヘッドが、少なくとも同拡幅用カッタヘッドの回転軸方向での掘削及び同拡幅用カッタヘッドの回転軸回りでの掘削を行う掘削カッタを有してなることを特徴とするシールド掘削機の構成を最も主要な特徴となしている。
【００１２】
また、本願発明では請求項２に記載したように、前記拡幅用カッタヘッドが、ドーム型形状を有する回転カッタであることを主要な特徴となしている。
【００１３】
更に、本発明では請求項３に記載したように、請求項１記載のシールド掘削機を用い、前記カッタヘッドにより掘進する本線の掘削工程と、前記出没機構を作動させ、前記拡幅用カッタヘッドを前記スキンプレートから所望量突出させて、拡幅部の掘削を行う拡幅部掘削工程とを含み、前記本線の掘削工程中に前記拡幅部掘削工程を行うことを特徴とする拡幅掘削工法をもう１つの最も主要な特徴となしている。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明では、請求項１に記載した構成をシールド掘削機が備えているので、例えば、拡幅用カッタヘッドを出没機構によりスキンプレートからシールド掘削機の側壁方向へ突出させることで、拡幅用カッタヘッドの回転軸方向に配したカッタによる回転直径でもって穴を掘削することができる。
【００１５】
しかも、拡幅用カッタヘッドを回転させながらシールド掘削機を推進させることで、拡幅用カッタヘッドの回転軸回りに配したカッタによって回転直径分を高さとする連続的な側面溝、即ち、拡幅掘削部を設けることができる。
【００１６】
更に、この拡幅溝を利用することによりシールドトンネルを拡幅することができ、拡幅用カッタヘッドの形状を選択することによって、シールドトンネルの利用目的に応じた任意の断面形状に拡幅掘削部を構築することが可能となる。
【００１７】
拡幅用カッタヘッドは、出没機構によってスキンプレートからシールド掘削機の側壁方向へ突出させ或いは突出させた状態からスキンプレート内に収納することができるようになる。また、出没機構によって前記側壁方向への拡幅用カッタヘッドの突出量を調整することもできる。
【００１８】
少なくとも１組以上の拡幅用カッタヘッドを、シールド掘削機内に内蔵させておくことができる。これによって、例えば、シールド掘削機の側壁の片側又は両側に拡幅掘削部を形成することができる。
【００１９】
拡幅用カッタヘッドとしてはシールド掘削機の本体に備えたカッタヘッドと同様な構成を有し、拡幅用カッタヘッドにて掘削した地山の土砂等を拡幅用カッタヘッド内に取り込むため、拡幅用カッタヘッドを隔壁で仕切られたバルクヘッドの前端部に設け、同バルクヘッドには排泥管、送泥管を配しておくことが望ましい。
【００２０】
また、本線トンネルの掘削中に拡幅用カッタヘッドをスキンプレート内に収納させておくときには、拡幅用カッタヘッドのバルクヘッド内に地山保持材や土砂等を充填させておくことによって拡幅用カッタヘッド内にシールド掘削機の側壁部の地山が崩れ込まないように防止しておくことが望ましい。
【００２１】
地山保持材としては、例えばベントナイトと地下水に対して流出し難く流動性の高い物質とを混合したもの等を用いることができる。
【００２２】
あるいは、拡幅用カッタヘッド内にシールド掘削機の側壁部の地山が崩れ込まないようにするため、スキンプレートの拡幅用カッタヘッドを出没させる開口部を開閉自在に覆う蓋をスキンプレートの内外周面の少なくとも一方に配設しておくこともできる。
【００２３】
本願発明においては、拡幅用カッタヘッドの外周部を覆い、シールド掘削機本体のカッタヘッド側を一部開口したフードを少なくとも前記外周部の半周以上にわたって周回させ、同フードを拡幅用カッタヘッドの出没機構の作動と連動して、前記フードをスキンプレートの外側と内側とに出没させるフード用出没機構を備えることができる。
【００２４】
同フードを備えることにより、拡幅用カッタヘッドにて掘削した土泥等が掘削済みの拡幅掘削部内に侵入するのを防止することができる。また、掘削済みの拡幅掘削部内には、地山保持材等を注入しておき、掘削済みの拡幅掘削部内に地山が崩落するのを防止することもできる。地山保持材としては、拡幅用カッタヘッドのバルクヘッド内に充填する地山保持材を用いることができる。
【００２５】
拡幅用カッタヘッドの出没機構としては、拡幅用カッタヘッドを摺動させる摺動面、拡幅用カッタヘッドの摺動方向を規制するガイド部材、及び拡幅用カッタヘッドをスキンプレートから出没させるスライドジャッキを備えた機構等で構成することができる。
【００２６】
同構成を備えることにより、出没機構の作動で拡幅用カッタヘッドを拡幅方向に沿って摺動させることができるようになる。また、拡幅用カッタヘッドの摺動面にはシール部材を配しておくことにより、土砂等が同摺動面からスキンプレート内に侵入するのを防止するとともに、拡幅用カッタヘッドの摺動が円滑に行えるようにすることができる。
【００２７】
拡幅用カッタヘッドの形状として略断面が円弧状の凸部形状を有するドーム型形状を採用することができる。拡幅用カッタヘッドの回転軸方向での掘削及び同拡幅用カッタヘッドの回転軸回りでの掘削をそれぞれ行う掘削カッタをドーム型の外周面に満遍なく均等に配置することができ、拡幅用カッタヘッドによって、拡幅溝の奥行方向の掘削と拡幅溝の長手方向の掘削作業を効率よく行うことができる。
【００２８】
なお、拡幅用カッタヘッドの形状としてドーム型形状以外にも、少なくとも拡幅用カッタヘッドの回転軸方向での掘削及び同拡幅用カッタヘッドの回転軸回りでの掘削を行うことのできる形状であれば、多面体形状で擬似的にドーム型に類似した形状、裁頭円錐形状、円筒形状、裁頭円錐形の底面部に円筒面を形成した形状等を採用することもできる。
【００２９】
本願請求項３に記載した拡幅掘削工法を用いることにより、シールド掘削機の側壁方向に拡幅用カッタヘッドの回転直径でもって穴を掘削することができ、しかも、拡幅用カッタヘッドを回転させながらシールド掘削機を推進させることにより拡幅用カッタヘッドの回転直径分を高さとする連続的な側壁溝、即ち、拡幅掘削部を本線の掘削度同時に形成することができるようになる。
【００３０】
この工法によって、トンネル掘削の工期を短縮することができ、しかも、所望の拡幅区間についてのみシールド掘削機本体の本線トンネルの掘進中に、拡幅用カッタヘッドを突出させることで拡幅区間の掘削を行うことができる。拡幅区間の掘削後は、拡幅用カッタヘッドをスキンプレート内に収納することで本線のみのトンネル掘削をそのまま続行させることができる。
【００３１】
また、拡幅用カッタヘッドの突出量を調整することにより、拡幅溝の奥行長を調整することができる。尚、拡幅用カッタヘッドの突出量によって、拡幅用カッタヘッドの突出部周辺の地山の一部が掘削できない場合には、シールド掘削機本体のカッタヘッドに備えられているコピーカッタ、オーバカッタを用いて同突出部周辺の地山を余掘りさせることで対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。図１は、本発明の１実施例を示すシールド掘削機の側断面図である。図２は拡幅用カッタヘッドを突出させた状態におけるシールド掘削機のカッタヘッドを示す正面図である。図３は拡幅用カッタヘッドの正面図を示している。図４は図１におけるＩ−Ｉ断面図、図５は図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図、図６の右側は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図で左側は図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。図７は、本発明の１実施例を示すシールド掘削機での拡幅部の掘削状況を示す説明図である。
【実施例１】
【００３３】
図１は、従来から用いられていると同様の構成を備えたシールド掘削機１の側部にスキンプレート１４側部から突出及びスキンプレート１４内への収納を自在とした拡幅用カッタヘッドを備えた概略図を示している。シールド掘削機１本体には、スキンプレート１４の前端部において隔壁で仕切られたバルクヘッド３が設けられ、バルクヘッド３の前端には駆動モータ４により回転駆動されるカッタヘッド２が回動自在に取り付けられている。
【００３４】
バルクヘッド３は従来と同様の構成を備え、送泥管５、循環管６、排泥管９が接続され、また、アジテータ等が設けられている。循環管６はバイパス管１０に接続され、バイパス管１０は送泥管５と排泥管９とに接続している。送泥管５及び排泥管９は図示せぬ機外のポンプ等と接続している。
【００３５】
シールド掘削機１の後部には、セグメントエレクタ１５や形状保持装置３８等が配備され、セグメント１８、１８’の組み付け組み立てや拡幅部の支持等を行うことができる。また、シールド掘削機１の後部側に配したシールドジャッキ１３を、トンネル周方向への組み立てが完了したセグメント１８に当接させ、その反力を得てシールド掘削機１を推進させることができる。
【００３６】
拡幅用カッタヘッド３０は、通常はスキンプレート１４内に収納され、拡幅用カッタヘッド３０が拡幅開始位置に到達したときには、図４に示す拡幅用カッタヘッドスライドジャッキ３３の作動により、図１における紙面の垂直方向に突出させる。このとき、拡幅用カッタヘッド３０は、図４に示す駆動モータ３９により回転駆動させておくことが必要である。
【００３７】
本願発明の実施例では、拡幅用カッタヘッド３０の回転軸をカッタヘッド２の回転軸に対して直交する方向に配置した例について説明を行うが、本願発明においては拡幅用カッタヘッド３０の回転軸とカッタヘッド２の回転軸とが直角しているものに限定されるものではなく、拡幅用カッタヘッド３０の回転軸が、カッタヘッド２の回転軸とは異なる方向を向いている構成であればよく、両者の回転軸がねじれ位置関係にある場合をも当然に含んでいるものである。
【００３８】
図７に示すように、シールド掘削機１が掘進を行いながら、スキンプレート１４から突出させた拡幅用カッタヘッド３０により側壁の掘削を行うときに、拡幅用カッタヘッド３０の後部側に形成された拡幅溝内には、地山保持材等を充填することによって掘削した拡幅溝内に地山が崩落するのを防止することができる。また、拡幅溝に充填した地山保持材等と拡幅溝の上部内面間に介在させる上部保護部材１６を、図１に示すようにスキンプレート１４の側面部に配することもできる。地山保持材としては、例えばベントナイトと地下水に対して流出し難く流動性の高い物質との混合材等を用いることができる。
【００３９】
また、拡幅用カッタヘッド３０により掘削を行った拡幅溝に拡幅用のセグメント１８’組み立てるための、同拡幅溝内に突出することのできる拡張スキンプレート１７が、図１に示すようにスキンプレート１４の側面部に配されている。更に、拡張スキンプレート１７内には、拡幅用のセグメント１８’組み立てるセグメントエレクタ１５が配されている。
【００４０】
図２には、拡幅用カッタヘッド３０を突出させた状態におけるカッタヘッド２の正面図を示している。従来から用いられているカッタヘッドにおける構成と同様に、カッタヘッド２の前面部には掘削用カッタ２３が径方向に沿って配されている。また、カッタヘッド２の外周部には、径方向に出没自在なコピーカッタ２２が配されている。図２においては、コピーカッタ２２の配置を説明するため、カッタヘッド２の外周部から突出した状態を示しているが、カッタヘッド２による掘削作業中ではコピーカッタ２２はオーバカット量に応じてその突出量が調整されているものである。
【００４１】
図２に示すように、拡幅用カッタヘッド３０を回転駆動しながらスキンプレート１４から突出させ、拡幅用カッタヘッド３０の突出状態を維持したまま、図２の紙面に垂直方向にカッタヘッド２を掘進させても、拡幅用カッタヘッド３０の後部側が掘削できなくなる。このような拡幅用カッタヘッド３０で掘削できない部分に関しては、図２の符号４１で示す余掘り領域においてコピーカッタ２２の突出量を制御することで余堀り作業を行い、拡幅用カッタヘッド３０で掘削できない後部側の掘削を解消することができる。
【００４２】
拡幅用カッタヘッド３０の形状としては、図２、図４に示すようなドーム型形状を採用することができる。拡幅用カッタヘッド３０の回転軸方向での掘削及び同拡幅用カッタヘッドの回転軸回りでの掘削を行う掘削用カッタ３０ａは、図３に示すようにドーム型の外周面に満遍なく均等に配置することができる。ドーム型形状の拡幅用カッタヘッド３０を用いることによって、拡幅溝の奥行方向の掘削と拡幅溝の長手方向の拡幅作業を効率よく円滑に行うことができる。
【００４３】
なお、拡幅用カッタヘッドの形状としてドーム型形状に限定されるものではなく、少なくとも拡幅用カッタヘッド３０の回転軸方向での掘削及び同拡幅用カッタヘッド３０の回転軸回りでの掘削を行うことのできる形状であれば、多面体形状で擬似的にドーム型に類似した形状、裁頭円錐形状、円筒形状、裁頭円錐形の底面部に円筒面を形成した形状等の外周面に掘削用カッタ３０ａを適宜の配置関係で配置したものを拡幅用カッタヘッドとして用いることができる。
【００４４】
拡幅用カッタヘッド３０の外周部には、図３に示すようにフード範囲を囲む形状のフード３１が配されている。フード３１は、シールド掘削機１の推進方向、即ち、図３における左方向が開口し、シールド掘削機１の推進方向とは反対方向における拡幅用カッタヘッド３０の外周部を囲っている。これによって、拡幅用カッタヘッド３０にて掘削した土砂等を図７における後方側に侵入するのをフード３１によって防ぐことができる。なお、拡幅用カッタヘッド３０にて掘削した掘削溝部には、図１に示す地山保持材注入口１１から地山保持材等を注入することができる。
【００４５】
フード３１の形状としては、図７にその断面が示されているように、シールド掘削機１の推進方向における拡幅用カッタヘッド３０の掘削面が露呈し、拡幅用カッタヘッド３０にて掘削した土砂等が掘削済みの拡幅溝内に侵入するのを防止できる形状とすることが望ましい。
【００４６】
図４に示すように、フード３１はフード伸縮ジャッキ３３によって、拡幅用カッタヘッド３０の出没に連動してスキンプレート１４から出没制御される。拡幅用カッタヘッド３０のスキンプレート１４からの突出及びスキンプレート１４内への収納は、シールド掘削機１内に配した拡幅用カッタヘッドスライドジャッキ３３の伸長動作、縮小動作により行うことができる。
【００４７】
なお、拡幅用カッタヘッドスライドジャッキ３３のストローク長を短くするため、拡幅用カッタヘッドスライドジャッキ３３のピストンロッドの先端と拡幅用カッタヘッド３０との間に複数のスペーサ４２を介在させることもできる。拡幅用カッタヘッド３０の摺動面４５は、シールド掘削機１に設けたガイド４４に沿って、その摺動方向が規制されて前後動できる構成となっている。ガイド４４と拡幅用カッタヘッド３０の摺動面４５との間には、図示せぬシール部材が配されており、土砂等がシールド掘削機１内に侵入するのを防いでいる。
【００４８】
また、拡幅用カッタヘッド３０は、隔壁により仕切られたバルクヘッド４３の先端部に回転自在に支持され、駆動モータ３９により回転駆動される。バルクヘッド４３には、送泥管３５、循環管３７、排泥管３６が接続され、バルクヘッド４３内には、アジテータ３２等が設けられている。
【００４９】
図４では、拡幅用カッタヘッド３０を左右一対配した構成を示しているが、拡幅用カッタヘッド３０の配置数は２組に限定されるものではなく、シールド掘削機１内には１組以上の拡幅用カッタヘッド３０を必要組、しかも所望の箇所に配することができる。図４に示すように拡幅用カッタヘッド３０を左右一対配することにより、本線トンネルの両側壁に拡幅区間を所望の長さにわたって構築することができる。
【００５０】
拡幅用カッタヘッド３０がスキンプレート１４内に収納されているときには、バルクヘッド４３内に地山保持材等を充填しておくことにより、シールド掘削機１周辺の地山が崩壊して拡幅用カッタヘッド３０内に流れ込むのを防止することができる。あるいは、拡幅用カッタヘッド３０を出没させるスキンプレート１４の開口部に、閉鎖時においてはスキンプレート１４との気密性を確保して開口部を閉鎖し、開放時には前記開口部を開放して拡幅用カッタヘッド３０を出没させることのできる蓋体を配することにより、地山の拡幅用カッタヘッド３０への侵入を防止することもできる。
【００５１】
図５は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示しているもので、スキンプレート１４から拡幅溝内に張り出した状態の拡張スキンプレート１７（図５の左側）とスキンプレート１４内に収納した状態の拡張スキンプレート１７（図５の右側）とを示している。拡張スキンプレート１７は、本線トンネルの両側壁を拡幅するときには、左右に配した拡張スキンプレート１７がそれぞれの拡幅溝内に張り出されるものである。
【００５２】
拡張スキンプレート１７には、シールドジャッキ１３が設けられ、本線におけるセグメント１８に当接できるように１組配されている。このため、拡張スキンプレート１７には、シールドジャッキ１３のピストンロッド及びスプレッダを通す穴が２段にわたって形成され、拡張スキンプレート１７を拡幅方向に移動させたときには、本線トンネルのセグメント１８の位置から外れた前記穴（図５において点線で示す穴）は図示せぬ蓋等によりシールされる。
【００５３】
また、拡張スキンプレート１７とスキンプレート１４間には、図示せぬシール部材が配されており、土砂等がシールド掘削機１内に侵入するのを防止している。
なお、本願発明では、シール部材は、土砂等がシールド掘削機１内に侵入するのを防止できる必要な箇所に必要な数だけシール部材を配設することができるものである。
【００５４】
図６には、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図とＩＶ−ＩＶ断面図とを左右に分けて１つの図面で示している。図６の右側に示すように、拡張スキンプレート１７部には、拡幅部におけるトンネルを形成するセグメント１８’を組み立てるセグメントエレクタ１５が配設されている。セグメントエレクタ１５は、拡幅部にセグメント１８’を組立てに使用しないときには、本線トンネルのセグメント１８の組み立てにも使用することができる。
【００５５】
図６の左側に示すように、拡張スキンプレート１７部には、形状保持装置３８が配置され、形状保持装置３８の一部は、拡張スキンプレート１７の突出に伴って拡幅溝側に突出することができる構成となっている。
【００５６】
図７に示すように、本願発明のシールド掘削機１においては、スキンプレート１４の前端部に設けたカッタヘッド２によって、本線トンネルの掘削を行うことができ、拡幅区間に拡幅用カッタヘッド３０が到達したときには、本線トンネルの掘削を行いつつ、拡幅用カッタヘッド３０を駆動モータ３９で回転駆動させながらスキンプレート１４から突出させることで拡幅溝を本線トンネルの掘削と同時に連続して形成することができる。
【００５７】
このとき、前記拡幅溝拡幅用カッタヘッド３０の回転直径を高さとする、拡幅掘削部としての連続的な側面溝を設けることができる。また、拡幅用カッタヘッド３０の突出の度合いに応じて、拡幅溝の奥行長を調整することができる。また、拡幅用型ヘッドの形状を拡幅区間の利用目的に応じた任意の断面となる外周面形状とすることにより、任意の断面形状の拡幅区間を構築することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本願発明は、本線トンネルの拡幅区間を１台のシールド掘削機で掘削することができるものであり、途中に拡幅区間を有するパイプ内の清掃等に対して本願発明の技術を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の１実施例を示すシールド掘削機の側断面図である。（実施例）
【図２】拡幅用カッタヘッドを突出させた状態でのカッタヘッドの正面図である。（実施例）
【図３】拡幅用カッタヘッドの正面図である。（実施例）
【図４】図１におけるＩ−Ｉ断面図である。（実施例）
【図５】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。（実施例）
【図６】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図とＩＶ−ＩＶ断面図である。（実施例）
【図７】掘削状況を示す説明図である。（実施例）
【図８】シールド掘削機の概略斜視図である。（従来例１）
【図９】シールド掘削機の概略斜視図である。（従来例２）
【符号の説明】
【００６０】
１        シールド掘削機
２        カッタヘッド
５        送泥管
９        排泥管
１１      地山保持材注入口
１２      地山保持材
１３      シールドジャッキ
１４      スキンプレート
１６      上部保護部材
１７      拡張スキンプレート
１８、１８’      セグメント
２２      コピーカッタ
２３      掘削用カッタ
３０      拡幅用カッタヘッド
３１      フード
３３      拡幅用カッタヘッドスライドジャッキ
３４      フード伸縮ジャッキ
３５      送泥管
３６      排泥管
３８      形状保持装置
３９      駆動モータ
４１      余堀り領域
４２      スペーサ
４３      バルクヘッド
４４      ガイド
４５      摺動面
５１      シールド掘削機
５２      カッタヘッド
５３      伸縮カッタ
５４      張り出し部
５５      スキンプレート
５９      拡大シールド掘進機
６０      第１カッタヘッド
６１      第１掘削機
６３      第２カッタヘッド
６４      第２掘削機
６５      スキンプレート
【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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