(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形のスキンプレートの前部にカッタを備えた親シールド機と該親シールド機の内部に設けられた子シールド機とからなり、該子シールド機が軸心に沿って前進可能に設けられた親子シールド機であって、前記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置に配置し、親シールド機には偏心多軸式のカッタを備えた親子シールド機に於いて、
上記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置は、親シールド機の軸心よりも子シールド機の軸心を下方に偏心させた位置であると共に、予め排土用スクリュコンベヤを前記子シールド機に合わせて下方に設置して成ることを特徴とする親子シールド機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は親子シールド機に関するものであり、特に、親シールド機に対して子シールド機を偏心させた親子シールド機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
異なる径のシールドトンネルを連続して施工する際には親子シールド機が使用されている。此種親子シールド機は、円筒形のスキンプレートの前部にカッタを備えた親シールド機と、該親シールド機の内部に設けられ、且つ、親シールド機のカッタと同一面で回転可能なカッタを備えた子シールド機とからなり、該子シールド機が軸心に沿って前進可能に設けられている。
【０００３】
しかし、従来は親シールド機の軸心と子シールド機の軸心が一致するように構成されているものが多く、この場合は、大径のトンネルの軸心部にしか小径のトンネルを施工できない。従って、例えば地下鉄のトンネルを掘削してレールを敷設する場合は、双方のトンネルの底面を同一高さにするために、大径トンネルの底部を大量に埋め戻さなければならない。また、大径部分を掘削するときと小径部分を掘削するときとで、双方のトンネル外径の差が大きいので、排土用のスクリュコンベヤの設置高さを変更しなければならず、スクリュコンベヤの付け替え作業が煩雑であった。
【０００４】
一方、親シールド機に対して偏心させて子シールド機を設け、且つ、親シールド機のカッタは両シールド機のスキンプレート間を埋めるべく、径の異なる複数の分割カッタ群にて構成したものも知られている（特許第２６２０１３３号）。しかし、多数のカッタを組み合わせてあるため、これらカッタの駆動装置が複雑となる。
【０００５】
また、親シールド機と子シールド機の軸心を一致させた状態にて大径のトンネルを掘削し、小径のトンネルを掘削するときは子シールド機を外側へ移動して偏心させるように構成したものも知られている。しかし、子シールド機を偏心させるためには、子シールド機の移動部分に存在するカッタを他の位置へ移動させなければならず、そのための駆動装置が必要となって構成が複雑となる。移動部分にカッタを設けずに空間部にすることも考えられるが、構造的に脆弱になる虞がある。
【０００６】
そこで、異なる径のシールドトンネルを連続して施工する際に、大径のトンネルの軸心に対して偏心させた位置に小径のトンネルを掘削できるようにするとともに、トンネルの外径の段差をできる限り小さくするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、円筒形のスキンプレートの前部にカッタを備えた親シールド機と該親シールド機の内部に設けられた子シールド機とからなり、該子シールド機が軸心に沿って前進可能に設けられた親子シールド機であって、前記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置に配置し、親シールド機には偏心多軸式のカッタを備えた親子シールド機に於いて、
上記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置は、親シールド機の軸心よりも子シールド機の軸心を下方に偏心させた位置であると共に、予め排土用スクリュコンベヤを前記子シールド機に合わせて下方に設置して成る親子シールド機を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１及び図２は親子シールド機１０を示し、親シールド機１１の内部に子シールド機２１がボルト締め或いはピン結合等によって固定されている。
【０００９】
親シールド機１１は円筒形のスキンプレート１２の前部に隔壁１３が設けられ、この隔壁１３の前方に偏心多軸式の親カッタ１４が備えられている。前記隔壁１３には複数のモータ１５，１５…が固設されており、夫々のモータ１５にクランク形の偏心軸１６が設けられ、各偏心軸１６，１６…の先端部を同一の偏心方向にして親カッタ１４を取り付けてある。また、１７は親シールドジャッキであり、覆工したセグメント１８を反力受けとして該親シールドジャッキ１７を伸張することにより、親シールド機１１を前進させることができる。
【００１０】
一方、子シールド機２１にも円筒形のスキンプレート２２の前部に隔壁２３が設けられており、この隔壁２３の前方に子カッタ２４が備えられている。前記隔壁２３の中央にモータ２５が固設され、該モータ２５により子カッタ２４が回転する。２７は子シールドジャッキであり、親シールド機１１と子シールド機２１の結合を解除した状態で、親シールド機１１に設けられた反力受け部２８に当接することにより、子シールド機２１を前進させることができる。このように、子シールド機２１に予めスキンプレート２２を装着しておくため、親シールド機１１の連結を解除して子シールド機２１を発進する際に、新たにスキンプレートを取り付ける手間を省略できる。
【００１１】
尚、１９は掘削した土砂を後方へ移送するためのスクリュコンベヤである。また、親シールド機１１の軸心をＯ1 とし、子シールド機２１の軸心をＯ2 とすれば、子シールド機２１の軸心Ｏ2 は親シールド機１１の軸心Ｏ1 に対して下方へ偏心した位置にある。
【００１２】
而して、図示したように、前記親カッタ１４と子カッタ２４とが略同一面にある状態で、親シールド機１１と子シールド機２１とが固定されている場合は、双方のカッタ１４,２４によって前方の地盤を掘削する。
【００１３】
例えば親シールド機１１の各モータ１５，１５…と子シールド機２１のモータ２５とが夫々正面視時計方向へ回転するものとし、図１に示した状態から図３に示すように、親シールド機１１のモータ１５が回転して、その偏心軸１６の先端部が右下位置まで回転移動したときは、これに伴って親カッタ１４はその姿勢を保持したまま、上部位置からスキンプレート１２の内周面に沿って右下方向へ移動する。また、子カッタ２４は軸心Ｏ２を中心に時計方向へ円運動する。
【００１４】
更に、図４に示すように、親シールド機１１のモータ１５が回転して、その偏心軸１６の先端部が左下位置まで回転移動したときは、これに伴って親カッタ１４はその姿勢を保持したまま、右下位置からスキンプレート１２の内周面に沿って左下方向へ移動する。また、子カッタ２４は軸心Ｏ2 を中心に時計方向へ円運動する。
【００１５】
このように、親シールド機の軸心Ｏ1 を通る鉛直線Ｌ1 及び水平線Ｌ2 に対して、親カッタ１４が左右に傾くことなく、その姿勢を保持したまま軸心Ｏ1 を中心に揺動するとともに、子カッタ２４は軸心Ｏ2 を中心に回転することにより、親カッタ１４と子カッタ２４が略同一面で作動し、且つ、親カッタ１４と子カッタ２４との空間部分を親カッタ１４が残すことなく掘削して、親子シールド機１０に対応した大径のシールドトンネルを掘削することができる。
【００１６】
尚、図示は省略するが、親カッタ１４に対して子カッタ２４をやや前進させた位置に配置し、双方のカッタ１４，２４によって前方の地盤を掘削することもできる。然るときは、子カッタ２４が地盤を先行掘削して安定した掘削施工を行うことができる。
【００１７】
ここで、トンネルの径を途中から子シールド機２１の掘削径に縮小する場合は、親シールド機１１と子シールド機２１とを固定しているボルトやピン等を外して双方の結合を解除した後、子シールド機２１のモータ２５のみを駆動して子カッタ２４を回転する。
【００１８】
そして、前記子シールドジャッキ２７を伸張することにより、反力受け部２８を反力として子シールド機２１が前方へ押し出され、図５に示すように、親シールド機１１をその場に残して、子シールド機２１が前進しながら子カッタ２４にて地盤を掘削する。このとき、子シールド機２１のスキンプレート２２の後端部に干渉しないように、前記スクリュコンベヤ１９の後部をやや下降させる。
【００１９】
斯くして、図６に示すように、大径のシールドトンネル３０に対して偏心させた位置に、小径のシールドトンネル３１を連続して施工することができる。該小径のシールドトンネル３１の軸心Ｏ2 は大径のシールドトンネル３０の軸心Ｏ1 に対して下方にあるので、予め前記スクリュコンベヤ１９を子シールド機２１に合わせて下方に設置しておくことにより、該スクリュコンベヤ１９の設置高さを変更することなく、親シールド機１１と子シールド機２１の両方で該スクリュコンベヤ１９を使用できる。
【００２０】
また、双方のシールドトンネル３０，３１の底部の段差が小さくなり、下水道や共同溝或いは地下鉄等のように、双方のトンネルの底面を同一高さにする場合に段差部分の埋め戻しが小になる。図示は省略するが、親カッタ１４の下方部を除去して子シールド機２１の位置を更に下げることにより、双方のシールドトンネル３０，３１の底部の段差を殆どなくすように施工することもできる。
【００２１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、親子シールド機の子シールド機を親シールド機に対して偏心させた位置に配置し、親シールド機に偏心多軸式カッタを備えてあるので、親シールド機と子シールド機を一体に連結して、親シールド機のカッタと子シールド機のカッタを同時に回転することにより、大径のトンネルを掘削できる。一方、親シールド機との連結を解除して子シールド機のみにて掘進すれば、大径のトンネルに連続して小径のトンネルを掘削することができる。
【００２３】
また、親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置は、親シールド機の軸心よりも子シールド機の軸心を下方に偏心させた位置であると共に、予め排土用スクリュコンベヤを前記子シールド機に合わせて下方に設置して成る親子シールド機であるため、該スクリュコンベヤの設置高さを変更することなく、親シールド機と子シールド機の両方で該スクリュコンベヤを使用することができる。
そして、大径のシールドトンネル、小径のシールドトンネルの底部の段差が小さくなり、下水道や共同溝或いは地下鉄等のように、双方のトンネルの底面を同一高さにする場合に段差部分の埋め戻しが小になる。
更に、親シールド機に備えた親カッタの下方部を除去して子シールド機の位置を更に下げることにより、前記双方のシールドトンネルの底部の段差を殆どなくすように施工することも可能となる等、正に諸種の効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】親子シールド機の正面図。
【図２】親子シールド機の内部を示す側面図。
【図３】カッタの回転過程を示す親子シールド機の正面図。
【図４】カッタの回転過程を示す親子シールド機の正面図。
【図５】親シールド機から子シールド機を前進させたときの親子シールド機の内部を示す側面図。
【図６】大径のトンネルに連続して小径のトンネルを施工した状態を示す側面図。
【符号の説明】
１０        親子シールド機
１１        親シールド機
１２        スキンプレート
１４        親カッタ
２１        子シールド機
２２        スキンプレート
２４        子カッタ
Ｏ1       （親シールド機の）軸心
Ｏ2       （子シールド機の）軸心
【図１】
0004053162.tif 000002
【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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