(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドフレームの後端に設けられ内側にてセグメントの組付を行うテール部スペースを上記シールドフレームの軸方向に拡縮させるためのシールド掘進機のテール拡縮機構を使用する方法であって、上記シールドフレームの後部を縮径し、そのシールドフレーム後部の外周側に上記シールドフレームの軸方向にスライド自在に且つ上記シールドフレーム後部の後端よりも後方に延出させてテール外筒を設け、上記テール部スペースを上記シールドフレーム後部の後端から上記テール外筒の後端までのスペースにて構成し、上記テール部スペースの拡張時に既設セグメントに固定される一方上記テール部スペースの縮小時にはシールド掘進機本体を推進させるシールドジャッキに固定される固定ブラケットを上記テール外筒の内周面に固定し、
上記シールドフレームの後端に設けられた上記テール部スペースを拡張し、そのテール部スペースの内側にて前後長さの長いセグメントを組み付け、シールド掘進機を前進させて上記長いセグメントを側部地山に露出させた後、上記長いセグメントの内側に配置した横坑用シールド掘進機で上記長いセグメントを掘り抜くようにしたことを特徴とするシールド掘進機のテール拡縮機構の使用方法。
【請求項２】
上記シールドジャッキを、上記シールドフレームと上記テール外筒とのラップ部分の内側に配置した請求項１記載のシールド掘進機のテール拡縮機構の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドフレームの後端に掘進方向にスライド自在に設けられたテール部のスペースを拡縮させるためのシールド掘進機のテール拡縮機構の使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のテール部のスペースを拡縮させるためのテール拡縮機構としては、本発明者等によって特開平８−２１８７８８号公報に開示されたものがあった。
【０００３】
このテール拡縮機構は、図６（ａ）に示すように、シールドフレーム５１の後端に、テール筒５２がスライド自在に嵌合されている。通常、シールドフレーム５１の後端５１ａがテール筒５２の凸部５２ａに溶接されて固定されている。
【０００４】
テール部５３を拡張させる場合には、まず、シールドジャッキ５４をストロークいっぱいまで伸長させた後、シールドジャッキ５４を縮め、シールドフレーム５１とテール筒５２との溶接部をカットする。
【０００５】
その後、図６（ｂ）に示すように、既設セグメント５５の前方にスペーサ５６を設け、このスペーサ５６を挟んでシールドジャッキ５４を伸長させる。これによって、テール筒５２は土圧によって押さえ付けられ取り残され、シールドフレーム５１側のみが推進し、図６（ｃ）に示すように、テール部５３の拡張が達成されていた。
【０００６】
一方、テール部５３を縮小させる場合には、図６（ｄ）に示すように、テール筒５２にワイヤ５７の一端を固定し、そのワイヤ５７をシールドジャッキ５４の上部に設けられたジャッキ５８で引き寄せ、テール筒５２を引き込むようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のテール拡縮機構では、テール部５３の拡張時にテール筒５２を土圧で押さえているため、土質によっては、テール筒５２がシールドフレーム５１と共に移動してしまうおそれがあった。
【０００８】
また、テール部５３の縮小時にワイヤ５７を使用しているため、これを引き寄せるためのジャッキ５８を設けなければならず、部品点数が増加し、構造が複雑になってしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、テール部の拡縮が確実に行え、構造が簡単なシールド掘進機のテール拡縮機構の使用方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、シールドフレームの後端に設けられ内側にてセグメントの組付を行うテール部スペースを上記シールドフレームの軸方向に拡縮させるためのシールド掘進機のテール拡縮機構を使用する方法であって、上記シールドフレームの後部を縮径し、そのシールドフレーム後部の外周側に上記シールドフレームの軸方向にスライド自在に且つ上記シールドフレーム後部の後端よりも後方に延出させてテール外筒を設け、上記テール部スペースを上記シールドフレーム後部の後端から上記テール外筒の後端までのスペースにて構成し、上記テール部スペースの拡張時に既設セグメントに固定される一方上記テール部スペースの縮小時にはシールド掘進機本体を推進させるシールドジャッキに固定される固定ブラケットを上記テール外筒の内周面に固定し、上記シールドフレームの後端に設けられた上記テール部スペースを拡張し、そのテール部スペースの内側にて前後長さの長いセグメントを組み付け、シールド掘進機を前進させて上記長いセグメントを側部地山に露出させた後、上記長いセグメントの内側に配置した横坑用シールド掘進機で上記長いセグメントを掘り抜くようにしたものである。
【００１１】
上記構成によれば、テール部スペースの拡張時には、固定ブラケットによってテール外筒と既設セグメントとを固定できるので、シールドフレーム側のみが確実に推進できる。一方、テール部スペースの縮小時には、シールドジャッキを固定ブラケットに固定してシールドジャッキを縮退させればよいので、余分な部品を設ける必要がなく、簡単な構造とすることができる。
【００１２】
そして、上記シールドジャッキを、上記シールドフレームと上記テール外筒とのラップ部分の内側に配置したものが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の実施の形態のテール部スペースの拡張時の工程を示した要部拡大断面図、図２は本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の実施の形態のテール部スペースの縮小時の工程を示した要部拡大断面図、図３はシールド掘進機全体を示した側方断面図である。
【００１６】
まず、図３によって、シールド掘進機の全体構成を説明する。
【００１７】
本発明に係るシールド掘進機は、機長を調整することによって、既設セグメントの前方に、前後に長いセグメントを挿入したり、急カーブに対応することができるシールド掘進機である。
【００１８】
図示するように、シールド掘進機１は、筒体状に形成されたシールドフレーム２とその内部を前後に仕切る隔壁３とからなるシールド本体４を有している。シールドフレーム２内部には、隔壁３下部に開口して切削土砂を坑内に搬送するスクリュコンベア５が取り付けられている。
【００１９】
隔壁３には、駆動モータ６にて駆動されるカッタ回転体７が、図示しない軸受及びシール等を介して取り付けられている。カッタ回転体７は、隔壁３に設けられた軸受１３と、この軸受１３に軸支された回転軸８と、その前端から周方向に所定間隔を隔てて径方向外方に延出されたカッタスポーク９とからなっており、カッタスポーク９には、土砂を切削するためのカッタビット１０が複数設けられている。
【００２０】
シールドフレーム２は、前部がシールド掘進機１の外径をなす前胴１１からなり、後部が前胴１１より縮径された後胴１２からなっている。
【００２１】
シールドフレーム２の後端には、既設セグメント１４を覆ってシールするテール部１５が設けられている。テール部１５は後胴１２の外周側に掘進方向にスライド自在に設けられたテール外筒１６から構成されている。テール外筒１６は、その外径が前胴１１の外径と同等に形成されており、その後端には、テールシール１７が設けられている。
【００２２】
通常時、テール外筒１６は、その先端が後胴１２の先端と同じ位置になるように配置されており、ボルト１８によって固定されている。この位置が、テール部１５のスペース（後胴１２の後端からテール外筒１６の後端までのスペース）が縮小された位置である。
【００２３】
後胴１２の内側には、テール外筒１６とラップする部分の後端寄りで既設セグメント１４に反力をとってシールド本体４を前進させるシールドジャッキ１９が固定板２１を介して設けられている。
【００２４】
テール部１５スペースの拡縮を行う際には、既設セグメント１４に取外し自在に固定される一方シールドジャッキ１９のロッド２２に取外し自在に固定される固定ブラケット２３が、テール外筒１６の内周面に固定される。
【００２５】
固定ブラケット２３は、テール外筒１６に溶接固定されており、テール外筒１６の径方向内側に向かって延出し、その内側端が既設セグメント１４の内周面と面一となっている。この固定ブラケット２３にはボルト穴（図示せず）が形成されており、ボルトによって既設セグメント１４の先端面及びロッド２２の後端面に固定される。
【００２６】
次に、テール部１５スペースの拡縮を行う工程に沿って、本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の作用を説明する。
【００２７】
図１に沿ってテール部１５スペースの拡張時の工程を説明する。
【００２８】
まず、図１（ａ）に示すように、シールドジャッキ１９のロッド２２を縮退させておき、テール外筒１６の内周面に固定ブラケット２３を溶接すると共に、ボルト（図示せず）によって固定ブラケット２３を既設セグメント１４の先端面に固定する。その後、シールドジャッキ１９と固定ブラケット２３との間にスペーサ２４を挿入する。
【００２９】
そして、図１（ｂ）に示すように、ボルト１８を取り外して、後胴１２とテール外筒１６とをスライド自在にした後、シールドジャッキ１９のロッド２２を伸長させる。これによって、既設セグメント１４を反力としてシールドフレーム２側のみが推進し、テール部１５スペースが拡張される。
【００３０】
このとき、テール外筒１６は、固定ブラケット２３を介して既設セグメント１４に固定されているので、トンネル周囲の土圧に関係なく確実にその位置に取り残される。従って、確実にテール部１５スペースの拡張が達成される。
【００３１】
さらに拡張する場合には、図１（ｃ）に示すように、スペーサ２４をさらに挿入して、シールドジャッキ１９のロッド２２を伸長させ、シールドフレーム２側のみを推進させる。
【００３２】
このように、テール部１５スペースが拡張されたことによって、そこに前後長さの長いセグメントや、横方向に発進して掘削する子機を備えたカッタ付きセグメント等を設置することができる。
【００３３】
図４，図５は、本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の使用方法を示した断面図であり、これら図４，図５に沿って、横坑用シールド掘進機を横方向に発進させる工程を説明する。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、テール部１５内部のスペーサ２４を取り外した後、そのスペースに前後長さの長いセグメント２６を組み付ける。このセグメント２６のうち、掘削される横坑方向のセグメント２７は、掘削性の高いコンクリートによって形成された掘削部２８を備えたものを用いる。
【００３５】
その後、図４（ｂ）に示すように、シールド掘進機１を掘進させて、新たにセグメント２９を組み付けながら、セグメント２７を側部地山３１に露出させる。その後、図４（ｃ）に示すように、テール部１５を縮退させる。
【００３６】
そして、図５（ｄ）に示すように、セグメント２７の内側に、横坑用シールド掘進機３２を、その先端が掘削部２８を向くように配置する。このとき、横坑用シールド掘進機３２の先端には、その発進時に土砂の浸入を防ぐためのエントランスパッキン３５がセグメント２７とに掛け渡されて設けられると共に、横坑用シールド掘進機３２の後部は、反力受け３３を介してセグメント２６に当接されるようになっている。
【００３７】
なお、横坑用シールド掘進機３２は、セグメント２７を側部地山３１に露出させる前に配置してもよい。
【００３８】
その後、横坑用シールド掘進機３２は、セグメント２６を押しながら横方向に移動して、掘削性の高いコンクリートからなる掘削部２８を掘り抜いた後、側部地山３１へと発進して、図５（ｅ）に示すように、セグメント３４を組み付けながら、横坑３６を形成していく。
【００３９】
次に、図２に沿ってテール部１５スペースの縮小時の工程を説明する。
【００４０】
なお、図２においては、通常時にテール外筒１６が後胴１２の後端寄りに固定された場合のシールド掘進機を例に挙げている。
【００４１】
図２（ａ）に示す通常時の状態からボルト１８を取り外して、後胴１２とテール外筒１６とをスライド自在にした後、図２（ｂ）に示すように、シールドジャッキ１９のロッド２２を所定距離縮退させて、テール外筒１６の内周面に固定ブラケット２３を溶接すると共に、ボルト（図示せず）によって固定ブラケット２３をロッド２２の後端面に固定する。
【００４２】
そして、新たにセグメント２５を設置した後、図２（ｃ）に示すように、シールドジャッキ１９のロッド２２をさらに縮退させることによって、テール外筒１６がシールドフレーム２側に引き寄せられ、テール部１５スペースが縮小される。
【００４３】
これによって、シールド掘進機１全体の機長が短縮されることとなり、急カーブのトンネルの掘削に対応することができる。
【００４４】
このように、固定ブラケット２３をシールドジャッキ１９のロッド２２に固定したので、シールドジャッキ１９を縮退させるだけで、テール部１５スペースの縮小が達成され、従来のように、テール外筒１６を引き寄せるための余分な機構を設ける必要がなく、テール拡縮機構の構造を簡単なものとすることができ、装置の低コスト化が図れる。
【００４５】
なお、、図１で示したシールド掘進機１のテール部１５スペースを縮小する場合も、ボルト１８を取り外す以外の工程を同様に行えばよい。
【００４６】
上記構成によれば、テール部１５を後胴１２の外周側となるテール外筒１６としたことによって、セグメント１４の外径を確保してトンネルの有効断面積を大きくしつつ、テール外筒１６の厚さを十分確保することができ土圧に対する強度を十分に保持することができる。
【００４７】
さらに、シールドジャッキ１９を後胴１２とテール外筒１６とのラップ部分に設けたと共に、テール外筒１６が後胴１２の外周側をスライドすることによって、シールドジャッキ１９の後端を後胴１２の後端近傍に位置させることができるので、シールド掘進機１全体の機長の短縮が達成される。
【００４８】
また、後胴１２とテール外筒１６とをボルト１８で固定しているので、その取外しが簡単で、後胴１２とテール外筒１６とをスライド可能の状態にするのが容易に行える。
【００４９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、テール部スペースの拡縮が確実に行えると共に、テール拡縮機構の構造を簡単なものとすることができるという優れた効果を発揮する。さらに、テール外筒の強度を確保できると共に、シールド掘進機全体の機長の短縮が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の実施の形態のテール部スペースの拡張時の工程を示した要部拡大断面図である。
【図２】本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の実施の形態のテール部スペースの縮小時の工程を示した要部拡大断面図である。
【図３】シールド掘進機全体を示した側方断面図である。
【図４】本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の使用方法を示した断面図である。
【図５】本発明に係るシールド掘進機のテール拡縮機構の使用方法を示した断面図である。
【図６】従来のシールド掘進機のテール拡縮機構を示した要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  シールド掘進機
２  シールドフレーム
１４  既設セグメント
１５  テール部
１６  テール外筒
１９  シールドジャッキ
２３  固定ブラケット
２６，２７  （前後長さの長い）セグメント
３１  側部地山
３２  横坑用シールド掘進機
【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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