(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体状のシールドフレームの後部に位置し、内側でセグメントを組み立てるテール部を、周方向または軸方向に沿って地中で切断分離するためのシールド掘進機のテール部構造であって、上記テール部に、その切断分離線に沿ってシールドフレームの内側から切断される薄肉部を設け、その薄肉部の外側に、当該薄肉部を所定隙間を隔てて覆うカバープレートを、分離されるいずれか一方のテール部に片持で設け、それらカバープレートと薄肉部との隙間に、シール剤を充填したことを特徴とするシールド掘進機のテール部構造。
【請求項２】
上記薄肉部がテール部の軸方向に沿って配置され、その薄肉部をテール部の内側から切断した後、その切断端に切り離されたテール部の内側にてそれよりも小さな新たなテール部を取り付け、トンネル断面積を小さくする請求項１記載のシールド掘進機のテール部構造。
【請求項３】
上記薄肉部がテール部の周方向に沿って配置され、その薄肉部をテール部の内側から切断し、シールドフレームの長さを短くする請求項１記載のシールド掘進機のテール部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドフレームの後部に位置し、内側でセグメントを組み立てるテール部を、周方向または軸方向に沿って地中で切断・分離するためのシールド掘進機のテール部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機は、筒体状のシールドフレーム内を前後に仕切る隔壁に設けたカッタによって切羽を掘削し、シールドフレームテール部の内側でセグメントをリング状に組み立て、その既設セグメントに反力をとってシールドフレームを前進させ、地山を掘進しつつトンネル（既設セグメント）を構築するものである。
【０００３】
かかるシールド掘進機は、シールドフレームのテール部の内側にてその周方向に沿ってセグメントをリング状に組み立てるものであるため、既設セグメントのリング形状すなわちトンネル断面形状を変更するためには、テール部の一部を切断除去してその切断端に変更すべき断面形状に合致した新たなテール部を溶接しなければならない。しかし、テール部の切断除去を地中で行うことは、側部地山の土圧水圧を支持するテール部を取り外すことになるため、坑内への土砂・水の浸入を招き、そのままでは不可能である。
【０００４】
よって、従来、シールド掘進機を一旦中間立坑に導いて土圧水圧から解放させ、中間立坑内にてテール部の切断除去及び新たなテール部の溶接を行い、こうして改造されたシールド掘進機を中間立坑から発進させる方式を採用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方式では、中間立坑が必要となるため、コストアップや工期の長期化を招く。また、地上の交通事情等の要因により中間立坑用地を確保できない場合には、実現できない。
【０００６】
また、シールドフレームのテール部を周方向に沿って切断してシールドフレームの長さを短くできれば、機長が短くなって急カーブ施工能力が向上するため、かかる切断を中間立坑を用いることなく地中で行える技術も要望されていた。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、シールドフレームのテール部を地中で切断できるシールド掘進機のテール部構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、筒体状のシールドフレームの後部に位置し、内側でセグメントを組み立てるテール部を、周方向または軸方向に沿って地中で切断分離するためのシールド掘進機のテール部構造であって、上記テール部に、その切断分離線に沿ってシールドフレームの内側から切断される薄肉部を設け、その薄肉部の外側に、当該薄肉部を所定隙間を隔てて覆うカバープレートを、分離されるいずれか一方のテール部に片持で設け、それらカバープレートと薄肉部との隙間に、シール剤を充填したものである。
【０００９】
また、上記薄肉部がテール部の軸方向に沿って配置され、その薄肉部をテール部の内側から切断した後、その切断端に切り離されたテール部の内側にてそれよりも小さな新たなテール部を取り付け、トンネル断面積を小さくするものであってもよい。
【００１０】
また、上記薄肉部がテール部の周方向に沿って配置され、その薄肉部をテール部の内側から切断し、シールドフレームの長さを短くするものであってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１２】
第１の実施形態を図１乃至図５に基いて説明する。
【００１３】
図１に示すように、この実施形態は、地中にてシールドフレーム１のテール部２の後部を周方向に沿ってリング状に切断分離し、シールドフレーム１の長さを短くするものである。これにより、機長が短くなって急カーブ対応能力が向上する一方、図５に示すように、テール部２に取り付けたテールシール３の段数が減るため耐水圧性能は低下する。よって、本実施形態は、掘進の前半は高水圧（高深度）で急カーブ施工が少なく、後半は低水圧（浅深度）で急カーブ施工が多い場合に、用いられる。
【００１４】
図１に示すように、シールドフレーム１の後部に位置するテール部２は、筒体状に形成されており、図３に示すように、その内側でセグメント４が組み立てられる組立部分２ａと、その後方に配置され既設セグメント４との間をテールシール３によって止水する止水部分２ｂとを有する。止水部分２ｂの内周面には、周方向に沿って装着されたテールシール３ａ、３ｂ、３ｃが、軸方向に所定間隔を隔てて３列（２列以上であればよい）取り付けられている。最後列のテールシール３ｃと中間列のテールシール３ｂとの間の止水部分２ｂには、その周方向にリング状に設定された切断分離線に沿って、止水部分２ｂより薄い板厚の薄肉部５が設けられている。
【００１５】
すなわち、止水部分２ｂは、図２にも示すように、前列および中列のテールシール３ａ、３ｂが取り付けられた前部リング体２ｘと、後列のテールシール３ｃが取り付けられた後部リング体２ｙと、これらリング体の間に溶接等によって介設されたリング状の薄肉部５とからなる。各リング体２ｘ、２ｙは、薄肉部５と接続するためのテーパ部６を夫々有する。このテーパ部６および薄肉部５によって、止水部分２ｂの内外周面には、切断線に沿ったリング状の凹部が形成される。そして、その外周面の凹部は、前部リング体２ｘに片持で取り付けられた筒体状のカバープレート７によって、覆われている。
【００１６】
カバープレート７は、その外周面が前部リング体２ｘの外周面と面一となるように、前端部が前部リング体２ｘに片持装着（溶接）されており、後端部が後部リング体２ｙに当接する直前まで延出されている。そして、カバープレート７と薄肉部５との隙間には、シール剤８が充填されている。シール剤８は、薄肉部５６をテール部２の内側から切断（ガス切断等）した際に側部地山の水・土砂が内部に浸入すること防止するものであり、ガス切断の際に燃えないように不燃性のシリコン、パテまたはコンクリート等が用いられる。
【００１７】
この実施形態の作用を述べる。
【００１８】
図３に示すように、このシールド掘進機は、通常運転時には、推進ジャッキ９を「セグメント４の軸長＋α（セグメント組付余裕）」だけ収縮させて、テール部２の組立部分２ａの内側にてセグメント４をリング状に組み立てた後、推進ジャッキ９を「セグメント４の軸長＋α」のストロークで伸長させてシールドフレーム１を前進させ、組み立てた既設セグメント４を相対的にテール部２の止水部分２ｂに移動させる。そして、再び推進ジャッキ９を収縮させて組立部分２ａの内側にてセグメント４を組み立て、以降、かかる作動を繰り返して掘進する。
【００１９】
このとき、カバープレート７は、その外周面が前部リング体２ｘの外周面と面一となっているので、掘進断面積からはみ出ることはなく、掘進抵抗とならない。また、カバープレート７は、その前端部が前部リング体２ｘに片持装着され、後端部が後部リング体２ｙに当接する直前まで延出されているので、凹部に充填されたシール剤８を掘進中保持できる。逆に、カバープレート７の後端部を後部リング体２ｙに片持装着したとすると、掘進によってカバープレート７の前端部が捲られ、凹部に充填されたシール剤８を保持できなくなってしまう虞がある。
【００２０】
さて、シールド掘進機のテール部２を、図１(a)の状態から図１(b)の状態に切り離すときには、図３に示すように、テール部２の組立部分２ａの内側にてセグメント４をリング状に組み立てた後、図４(a)に示すように、推進ジャッキ９を「セグメント４の軸長×２＋α」のストロークで伸長させてシールドフレーム１を前進させ、組み立てた既設セグメント４を相対的にテール部２の止水部分２ｂの後部に移動させ、そのセグメント４の前端面が中列のテールシール３ｂと後列のテールシール３ｃとの間に位置するようにする。
【００２１】
そして、推進ジャッキ９を収縮させ、その既設セグメント４の前端面に固定ブラケット１０を装着する。ここで、全ての推進ジャッキ９を一斉に収縮させると、切羽の土圧に押されてシールドフレーム１が後退しようとする。よって、周方向に所定間隔を隔てて複数配置された各推進ジャッキ９を順次収縮させ、そのジャッキシュー９ａが既設セグメント４の前端面から離間した部位にて、固定ブラケット１０の装着を行う。このとき切羽の土圧は、収縮されていない他の推進ジャッキ９を介して既設セグメント４に支持されることになる。その後、固定ブラケット１０をテール部２の後部リング体２ｙに溶接固定１０ａする。
【００２２】
そして、図４(b)に示すように、推進ジャッキ９を順次収縮させて、薄肉部５をテール部２の内側から切断（ガウジング、ガス切断等）する。このとき、薄肉部５の切断部から坑内に浸入しようとする側部地山の土砂・水は、薄肉部５を覆うカバープレート７とその内側の凹部に充填されたシール剤８とによって、止水される。よって、坑内へ浸水を防止しつつ薄肉部５を切断できる。また、シール剤８は、不燃性のシリコン等が用いられているため、ガス溶接の際に燃えることはない。なお、薄肉部５の切断に先立って、その近傍の地山を地盤改良し、止水の万全を図ってもよい。
【００２３】
ところで、薄肉部５は、シールドフレーム１のテール部２の後端部に配置されるが、この部分にはそれほど大きな応力が加わらないため、止水部分２ｂの板厚よりも薄くできる。すなわち、シールドフレーム１のテール部２は、図１に示すカッタ１１が取り付けられる隔壁１２側を基端側とする開口端側となるため、片持梁で考えると自由端側となり、曲げモーメントが大きくなる基端側と比べると応力が小さくなる。よって、薄肉部５の板厚を、より基端側に近く大きな応力に対抗し得る板厚に設定された前部リング体２ｘの板厚よりも、薄く設定できるのである。このため、薄肉部５は、強度上必要な板厚を確保しつつ、切断が容易となると共に、シール剤８が充填される凹部を自動的に成形することになる。
【００２４】
また、図４(b)において、全ての推進ジャッキ９を一斉に収縮させ、薄肉部５を全周に亘って切断すると、切羽の土圧によってシールドフレーム１が後退しようとする。よって、周設された各推進ジャッキ９の一部を収縮させ、その収縮させた部位にて薄肉部５の切断を行い、その部分に図５(c)に示すように新たなセグメント４ａを組み付け、そのセグメント４ａにジャッキシュー９ａを押し付けて切羽の土圧を支持させ、その後、別の推進ジャッキ９を収縮させ、同様の手順を繰り返す。これにより、切羽の土圧は、必ず一部の推進ジャッキ９によって支持されることになる。
【００２５】
こうして、図５(c)に示すように、テール部２の止水部分２ｂに全周に亘って新たなセグメント４ａをリング状に組み付けたなら、更に推進ジャッキ９を収縮させてテール部２の組立部分２ａに更に新たなセグメント４ａをリング状に組み付け、図５(d)に示すように、推進ジャッキ９を伸長させる。すると、固定ブラケット１０によって既設セグメント４に固定された後部リング体２ｙが地中に取り残され、前部リング体２ｘから前方のシールドフレーム１のみが前進する。よって、図１(b)に示すように、シールドフレーム１の長さが短くなる。
【００２６】
この結果、機長が短くなって急カーブ対応能力が向上する。また、テールシール３の段数が減るため、耐水圧性能は低下するものの、薄肉部５の切断以降は低水圧（浅深度）での掘進に用いられるため、問題ない。また、セグメント４，４ａの板厚が薄くなっているのも、低水圧（浅深度）での掘進に対応したためである。すなわち、薄肉部５の切断は、掘進機が高水圧（高深度）で急カーブ施工が少ない領域の掘進から、相対的に低水圧（浅深度）で急カーブ施工が多い掘進に切り替わるポイントで行う。
【００２７】
第２の実施形態を図６乃至図１２に基いて説明する。
【００２８】
図６に示すように、このシールド掘進機は、小径のシールドフレーム２０とそれより大径のシールドフレーム３０とがラップして重合された断面瓢箪型のシールドフレームを有する。小径シールドフレーム２０および大径シールドフレーム３０は、それぞれ、カッタ２１、３１が取り付けられた隔壁２２、３２よりも前方のフード部２３、３３と、それより後方に位置しカッタ駆動モータなどが収容されたガーダ部２４、３４と、それより後方に位置しセグメントが組み立てられるテール部２５、３５とからなる。
【００２９】
小径シールドフレーム２０のフード部２３は、大径シールドフレーム３０のフード部３３とラップする部分が欠落した円弧板状に形成されている。大径シールドフレーム３０のカッタ３１との干渉を避け、各フード部２３、３３によって共通の土砂取込室を形成するためである。また、小径シールドフレーム２０のガーダ部２４は、リング状に形成されている。図８に示すように、小径シールド機２０ａが発進した後に、側部地山をシールドするためである。なお、この発進時には、ガーダ部２４内に収容された円弧板２６が、フード部２３の欠落部分を補うように前方にスライドする。
【００３０】
また、小径シールドフレーム２０のテール部２５は、大径シールドフレーム３０のテール部３５とラップする部分が欠落した円弧板状に形成されている。双方のテール部２５、３５の内側において、図９に示すようにセグメント４を断面瓢箪型に組み付けるためである。すなわち、小径シールドフレーム２０のテール部２５がリング状となっていては、断面瓢箪状のトンネルを得ることはできないのである。このため、小径および大径シールドフレーム２０、３０の各テール部２５、３５は、相互にラップする部分が欠落され、後述するように薄肉部５０を介して断面瓢箪型に接続されている。
【００３１】
他方、大径シールドフレーム３０は、フード部３３とガーダ部３４とテール部３５との全てが、小径シールドフレーム２０とラップする部分が欠落した円弧板状に形成されている。そして、大径シールドフレーム３０のフード部３３の欠落端が、小径シールドフレーム２０のフード部２３の欠落端に、当接（分離）されている。これにより、各フード部２３、３３によって共通の土砂取込室が形成される。また、大径シールドフレーム３０のガーダ部３４の欠落端は、小径シールドフレーム２０のリング状のガーダ部２４の外周面に、シールを介して当接（分離）されている。当接部から坑内への浸水を防止しつつ、図８に示すように小径シールド機２０ａの発進を可能するためである。
【００３２】
そして、大径シールドフレーム３０の円弧板状のテール部３５の欠落端と、小径シールドフレーム２０の円弧板状のテール部２５の欠落端とは、薄肉部５０を介して接続（溶接）され、断面瓢箪型に接続されている。図９に示すように、その内側でセグメント４を断面瓢箪型に組み付けるためである。薄肉部５０は、細長い長方形板からなり、図６および図９に示すように、その左端が小径シールドフレーム２０のテール部２５の欠落端に、右端が大径シールドフレーム３０のテール部３５の欠落端に、それぞれ分離可能に溶接されている。この溶接部は、将来切断線となる。
【００３３】
図６に示すように、薄肉部５０（長方形板）の軸方向の前後には、接続板５１、５２が配置されている。後部接続板５２は、その左右端が左右のテール部２５、３５にそれぞれ接続（固定）されており、前端が薄肉部５０（長方形板）の後端に分離可能に溶接されている。この溶接部は将来切断線となる。前部接続板５１は、右端が大径シールドフレーム３０に接続（固定）され、左端が小径シールドフレーム２０外周面に当接（分離）され、後端が薄肉部５０（長方形板）の前端に分離可能に溶接されている。この溶接部は将来切断線となる。
【００３４】
そして、前部接続板５１と左右のシールドフレーム２０、３０との間には、逆三角形状の蓋板５３が配置されいている。蓋板５３は、上端が前部接続板５１の前端に接続（固定）され、右端が大径シールドフレーム３０に接続（固定）され、左端が小径シールドフレーム２０の外周面に当接（分離）されている。この構成によれば、薄肉部５０（長方形板）の四辺に設定された各切断線を切断すれば、小径シールドフレーム２０が大径シールドフレーム３０から切り離されることになる。
【００３５】
薄肉部５０（長方形板）の外側には、図６および図９に示すように、当該薄肉部５０を所定隙間を隔てて覆うカバープレート６０が、大径シールドフレーム３０の外周面に片持で取り付けられている。すなわち、カバープレート６０は、長方形板からなり、その右端が大径シールドフレーム３０の外周面に装着（固定）され、左端が小径シールドフレーム２０の外周面に当接（分離）されている。
【００３６】
そして、カバープレート６０の前後端には、左右のシールドフレーム２０、３０との間を塞ぐ略逆三角形状の蓋板６１が取り付けられている。蓋板６１は、その上端がカバープレート６０の前端に接続（固定）され、右端が大径シールドフレーム３０の外周面に接続（固定）され、左端が小径シールドフレーム２０の外周面に当接（分離）されている。
【００３７】
カバープレート６０と薄肉部５０との隙間であって、蓋板６１によって区画された空間内には、図９に示すように、シール剤７０が充填されている。シール剤７０は、前実施形態と同様に、薄肉部５０をテール部２５、３５の内側から切断（ガス切断等）した際に側部地山の水・土砂が内部に浸入すること防止するものであり、ガス切断の際に燃えないように不燃性のシリコン、パテまたはコンクリート等が用いられる。
【００３８】
また、図６に示すように、小径シールドフレーム２０のテール部２５の後部には、既述した図２に示すものと同様に、周方向の切断分離線に沿って、薄肉部５、カバープレート７および充填剤８等が設けられ、テールシール３等も設けられている（説明省略）。この薄肉部５は、大径シールドフレーム３０のテール部３５とラップする部分が欠落した円弧板状に形成されており、その欠落端が上記薄肉部５０（長方形板）の後端に一致されている。
【００３９】
この実施形態の作用を述べる。
【００４０】
このシールド掘進機は、通常運転時には、図６および図９に示すように、小径シールドフレーム２０と大径シールドフレーム３０とが薄肉部５０（長方形板）を介して一体化されているため断面瓢箪型の掘孔を形成すると共に、相互にラップするテール部２５、３５が欠落されているため、その部分にてセグメント４を断面瓢箪型に組み付けることで、断面断面瓢箪型のトンネルを構築する。
【００４１】
なお、小径シールドフレーム２０と大径シールドフレーム３０との結合剛性を高めるために、大径シールドフレーム３０内に小径シールドフレーム２０のガーダ部２４に重ね合わせるように円弧板（図示せず）を設け、それらをボルトナット等の締結具で接続するようにしてもよい。この締結具は、図８のように小径シールド機２０ａが発進するときには外される。
【００４２】
さて、トンネルの断面形状を瓢箪型から小径の円型にするときには、図９に示すように、セグメント４を断面瓢箪型に組み立てた後、推進ジャッキを図３の状態から図４(a)の状態まで伸長させて、小径および大径シールドフレーム２０、３０を一体的に前進させ、固定ブラケット１０を取り付ける。そして、図１０に示すように、小径シールドフレーム２０と大径シールドフレーム３０とを接続している薄肉部５０（長方形板）の四辺をテール部２５、３５の内側からガス切断し、薄肉部５０（長方形板）を取り外す。
【００４３】
このとき、薄肉部５０の切断部から坑内に浸入しようとする側部地山の土砂・水は、薄肉部５０を覆うカバープレート６０とその内側の凹部に充填されたシール剤７０とによって、止水される。よって、坑内へ浸水を防止しつつ薄肉部５０を切断できる。また、シール剤７０は、不燃性のシリコン等が用いられているため、ガス溶接の際に燃えることはない。なお、薄肉部５０の切断に先立って、その近傍の地山を地盤改良し、止水の万全を図ってもよい。
【００４４】
そして、図６および図４(b)に示すように、小径シールドフレーム２０の前部リング体２ｘと後部リング体２ｙとを接続する薄肉部５（円弧板）を、テール部２５の内側からガス切断する。このとき、坑内が止水されることは既述の通りであり、地盤改良してもよいことも既述の通りである。なお、薄肉部５０（長方形板）の切断除去と、薄肉部５（円弧板）の切断とは、順序が逆でもよく、同時に行ってもよい。いずれであっても坑内の止水は保たれる。
【００４５】
その後、図７および図１１に示すように、小径シールドフレーム２０のテール部２５の切断端に、切り離された大径シールドフレーム３０のテール部３５の内側にて、それよりも小さな新たなテール部２５ａ（小径シールドフレーム２０の曲率と同一のテール部）を溶接して取り付ける。また、この新たなテール部２５ａは、その前端が小径シールドフレーム２０のガーダ部２４（リング状）の後端に溶接される。これにより、小径シールドフレーム２０のガーダ部２４およびテール部２５は、リング状となる。
【００４６】
そして、リング状となった小径シールドフレーム２０のテール部２５の内側にて、図５(c)および図１２に示すように、新たなセグメント４ａをリング状に組み付け、図５(d)に示すように、推進ジャッキ９を伸長させる。すると、図８に示すように、固定ブラケット１０によって既設セグメント４に固定された後部リング体２ｙ、およびその後部リング体２ｙに後部接続板５２を介して連結された大径シールドフレーム３０が、側部地山の土圧に押されることとも相俟って地中に取り残され、小径シールド機２０ａのみが前進する。
【００４７】
このとき、大径シールドフレーム３０のカッタスポーク３１は、小径シールド機２０ａの発進に干渉しないように旋回される。また、カバープレート６０や各蓋板５３、６１や接続板５１、５２等は、全て大径シールドフレーム３０側（地中に取り残される側）に片持支持されているため、小径シールド機２０ａの発進に干渉することはなく、小径シールド機２０ａに付着して前進して掘進抵抗となることもない。
【００４８】
また、図８に示す発進時には、小径シールドフレーム２０のガーダ部２４内に収容された円弧板２６が、フード部２３の欠落部分を補うように前方にスライドし、土砂取込室の側壁を成す。こうして、小径シールド機２０ａは、その発進時には、シールドフレーム２０のフード部２３とガーダ部２４とテール部２５とが全てリング状となるため、以降通常のシールド掘進機と同様の掘進が行え、その後方に断面円形のトンネルを構築する。
【００４９】
以上により、小径円と大径円とがラップした断面瓢箪型のトンネルに、小径円のトンネルを地中作業のみで接続して構築できる。すなわち、従来必要であった中間立坑が不要となるので、コストダウンおよび工期の短縮を図ることができる。また、発進後の小径シールド機２０ａは、そのシールドフレーム２０の円弧曲率自体が発進前と変わっていないので、発進前の瓢箪型トンネルの小径トンネル部分と同一曲率の小径トンネルを構築できる。
【００５０】
すなわち、例えば、断面瓢箪型の外筒の内部に円筒状の小径シールドフレームを収容してそこから発進させるタイプでは、外筒から内筒（小径シールド機）が発進することになるため、発進後の小径シールド機が構築するトンネル径が断面瓢箪型の外筒の板厚分だけ小さくならざるを得ないが、本実施形態では、小径シールドフレーム２０のテール部２５の欠落部に新たなテール部２５ａを継ぎ足して円筒形としているので、そのようなことはなく、発進後の小径シールド機２０ａは、発進前の瓢箪型トンネルの小径トンネル部分と同一曲率の小径トンネルを構築できる。
【００５１】
第３の実施形態を図１３以降に基いて説明する。
【００５２】
図１３に示すように、このシールド掘進機は、所定間隔を隔てて並設された２個の小径シールド機８０ａ、８０ａを有する。各小径シールド機８０ａ、８０ａのシールドフレーム８０、８０は、そのテール部８１、８１（セグメントを組み立てる部分）が、対向するように一部欠落されており、そこに図１６に示すように薄肉部８２を介して連結シールドフレーム８３が分離可能に溶接され、一体化されている。
【００５３】
連結シールドフレーム８３は、図１３に示すように、その両端が上記小径シールドフレーム８０のテール部８１の欠落端に薄肉部８２（図１６参照）を介して分離可能に溶接される上下の山型平板８４と、小径シールドフレーム８０のテール部８１の後端に薄肉部５（図２参照）を介して分離可能に溶接される左右の略半円リング板８５と、山型平板８４の前部に一体形成され左右の小径シールドフレーム８０の外周面にシールを介して当接（分離）されるカバー板８６とを有する。
【００５４】
テール部８１の欠落端と連結シールドフレーム８３の山型平板８４との溶接は、図１６に示す通りであり、これは図９にて述べたものと同様であるので、同一部品に同一符合を付して説明を省略する。また、テール部８１の後端と連結シールドフレーム８３の略半円リング板８５との溶接は、図２に示す通りであり、これは図３乃至図５で述べたものと同様であるので、同一部品に同一符合を付して説明を省略する。
【００５５】
この実施形態の作用を述べる。
【００５６】
このシールド掘進機は、通常運転時には、図１３に示すように、２個の小径シールドフレーム８０、８０が連結シールドフレーム８３を介して一体化されているため断面長円型の掘孔を形成すると共に、対向するテール部８１、８１が欠落されているため、その部分にてセグメント４を断面長円型に組み付けることで、断面長円型のトンネルを構築する。
【００５７】
さて、小径シールド機８０が発進するときには、図１６に示す薄肉部８２（長方形板）をテール部８１の内側から取り外して、図１４に示すように新たなテール部８１ａを取り付け、テール部８１を円筒状とする。そして、図４(b)に示すように、薄肉部５（円弧板）をテール部８１の内側から切断する。
【００５８】
そして、円筒状となったテール部８１の内側にて図５(c)に示すように新たなセグメント４ａを円形に組み立て、図５(d)に示すように推進ジャッキ９を伸長させる。これにより、図１５に示すように、小径シールド機８０ａが発進する。また、同様の手順により、他方の小径シールド機８０ａも発進できる。かかる作業は、地中作業のみで足り、中間立坑は不要である。
【００５９】
また、周方向に沿った薄肉部５（円弧板）は、シールドフレーム８０のテール部８１の後端部に位置するため、その板厚を薄くできることは既述の通りであり、軸方向に沿った薄肉部８２（長方形板）も、図１７に示すシミュレーションの結果、板厚を薄くできることは立証されている。よって、薄肉部５（円弧板）および薄肉部８２（長方形板）は、強度上必要な板厚を確保しつつ、その近傍よりも板厚を薄くでき、切断作業が容易となる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシールド掘進機のテール部構造によれば、シールドフレームのテール部を地中で切断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るテール部構造を備えたシールド掘進機の説明図であり(a)は切断分離前、(b)は切断分離後の様子を示す斜視図である。
【図２】図１に示すテール部構造の要部拡大図である。
【図３】上記テール部を切り離す第１工程を示す説明図である。
【図４】  (a)は第２工程、(b)は第３工程を示す説明図である。
【図５】  (d)は第４工程、(e)は第５工程を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るテール部構造を備えたシールド掘進機の説明図である。
【図７】小径シールド機を発進させる第１工程を示す説明図である。
【図８】第２工程を示す説明図である。
【図９】図６のIX-IX線断面図である。
【図１０】図９の次の工程を示す断面図である。
【図１１】図１０の次の工程を示す断面図であり、図７のXI-XI線断面図である。
【図１２】図１１の次の工程を示す断面図であり、図８のXII-XII線断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係るテール部構造を備えたシールド掘進機の説明図である。
【図１４】小径シールド機を発進させる第１工程を示す説明図である。
【図１５】第２工程を示す説明図である。
【図１６】図１３のXVI-XVI線断面図である。
【図１７】テール部の強度解析のシミュレーション結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１  シールドフレーム
２  テール部
２ｘ  一方のテール部
４  セグメント
４ａ  セグメント
５  薄肉部
７  カバープレート
８  シール剤
２０  シールドフレーム
２５  テール部
２５ａ  新たなテール部
３０  シールドフレーム
５０  薄肉部
８０  シールドフレーム
８２  薄肉部
【図１】
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【図２】
0003896289.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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