(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部材と、胴部材の前端側に配設されたカッターヘッドを有するカッター機構と、胴部材の前端部分内側のチャンバの後端を仕切る隔壁とを備えたシールド掘進機において、
前記胴部材の内面に外周部が固着され、前面部に前記隔壁の外周側部分を形成する固定隔壁を有する前部環状部材と、
前記カッター機構の後端部に設けられ、外周側部分が固定隔壁の前側に位置して前記隔壁の中央側部分の少なくとも一部を形成する可動隔壁と、
前記前部環状部材の内周部に内嵌状に後側へ取外し可能に装着され、カッター機構を可動隔壁を介して回転可能に支持するカッター支持機構と、
前記カッター支持機構に装備され、カッター機構を可動隔壁を介して回転駆動するカッター駆動機構と、
前記可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間をシールする環状シールと、
前記シールド掘進機の掘進動作時には固定隔壁に対して可動隔壁を回転可能な状態に保持するとともに、シールド掘進機の解体時には可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結してカッター機構を前部環状部材に固定支持する連結支持機構と、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記カッター支持機構は、前部環状部材の内周部に内嵌され固定解除可能に固定された固定環状部材と、この固定環状部材に回転自在に内嵌支持され且つ可動隔壁に固定解除可能に固定された可動リング部材とを有し、
前記カッター駆動機構が、可動リング部材の後端部に連結されたリングギヤと、このリングギヤに噛合する複数のピニオンと、固定環状部材に固定されて複数のピニオンを夫々回転させる複数のモータとを有する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】
前記カッター機構からカッター支持機構の可動リング部材を介して固定環状部材に伝わる回転方向及び後方向きの反力を前部環状部材で受止め可能に、固定環状部材の外周部を前部環状部材の内周部に連結解除可能に連結する複数の第１反力受けを周方向適当間隔おきに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４】
前記カッター機構からカッター支持機構の可動リング部材を介して固定環状部材に伝わる後方向きの反力を前部環状部材で受止め可能に、固定環状部材の後端部に後側から当接して前部環状部材の内周部に連結解除可能に連結される複数の第２反力受けを周方向適当間隔おきに設けたことを特徴とする請求項３に記載のシールド掘進機。
【請求項５】
前記連結支持機構は、
前記可動隔壁の外周側部分に周方向適当間隔おきに配設されて後方向開放状に形成された複数のネジ穴部と、
前記固定隔壁に複数のネジ穴部の配置と対応する周方向適当間隔おきに配設され且つ固定隔壁に挿通状に装着された複数のボルト部材であって、夫々、固定隔壁に対して前方へ非突出状に保持されるとともに固定隔壁の後側から操作されて前方へ突出しネジ穴部に螺合される複数のボルト部材と、
を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のシールド掘進機。
【請求項６】
前記連結支持機構は、
前記各ボルト部材に固定隔壁の後側において外嵌状に螺合された締結ナット部材であって、ボルト部材がネジ穴部に螺合された状態で、固定隔壁の後側から操作されて可動隔壁をボルト部材を介して固定隔壁に締結する締結ナット部材を有することを特徴とする請求項５に記載のシールド掘進機。
【請求項７】
前記可動隔壁の後面に固着されて環状シールを保持する環状のシール保持部材を有し、
前記シール保持部材に複数のネジ穴部に夫々連通する複数のボルト貫通孔が形成されたことを特徴とする請求項６に記載のシールド掘進機。
【請求項８】
前記シール保持部材は、環状シールを径方向内外から挟持する内周側シール保持部材と外周側シール保持部材とからなり、
前記複数のボルト貫通孔が内周側シール保持部材に形成されたことを特徴とする請求項７に記載のシールド掘進機。
【請求項９】
前記連結支持機構は、
前記各ボルト部材が挿通され且つ固定隔壁に挿通状に螺合された固定ナット部材であって、固定隔壁に前方へ非突出状に保持されるとともに固定隔壁の後側から操作されて前方へ突出しシール保持部材に押圧される固定ナット部材を有することを特徴とする請求項７に記載のシールド掘進機。
【請求項１０】
前記可動隔壁が円板状に形成されたことを特徴とする請求項５に記載のシールド掘進機。
【請求項１１】
前記可動隔壁がリング状に形成され、
外周側部分が可動隔壁の前側又は後側に位置して前記隔壁の中心側部分を形成し且つ固定環状部材に固定解除可能に固定された円板状の中心側固定隔壁と、
前記シールド掘進機の掘進動作時には、中心側固定隔壁を固定環状部材に固定した状態で、中心側固定隔壁に対して可動隔壁を回転可能な状態に保持するとともに、シールド掘進機の解体時には、中心側固定隔壁の外周側部分と可動隔壁とを連結して、中心側固定隔壁を固定環状部材から固定解除した状態で可動隔壁に支持可能な第２の連結支持機構と、
を備え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１２】
前記可動隔壁の中心部分に貫通状に固定された筒部材と、
前記筒部材に挿通された取付基部と取付基部の前端部に固定されてチャンバ内に配置された翼部とを有するアジテータと、
前記筒部材とアジテータの取付基部との間をシールするシール部材と、
前記アジテータの取付基部を固定環状部材に固定解除可能に固定する第１アジテータ固定機構と、
前記筒部材にアジテータの取付基部を固定して、アジテータの取付基部を固定環状部材から固定解除した状態で筒部材に支持可能な第２アジテータ固定機構と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のシールド掘進機。
【請求項１３】
請求項１のシールド掘進機を解体するシールド掘進機の解体方法であって、
前記シールド掘進機が所定の掘進完了位置に到達してから、環状シールで可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間がシールされた状態で、連結支持機構により可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結して、カッター機構と可動隔壁を前部環状部材に固定支持する連結支持工程と、
次に、前記カッター支持機構を可動隔壁から分離するとともに、前部環状部材からカッター支持機構を分離する分離工程と、
次に、前記前部環状部材に対してカッター支持機構をカッター駆動機構と共に後側へ取外す取外工程と、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機の解体方法。
【請求項１４】
少なくとも前記連結支持工程以降の工程と並行して実行され、隔壁の前方において地盤改良材を注入し、チャンバ内の掘削土及びカッターヘッドの前方の地山を改良する地盤改良工程を備えたことを特徴とする請求項１３に記載のシールド掘進機の解体方法。
【請求項１５】
前記地盤改良工程の後、前部環状部材と可動隔壁とカッター機構とを解体する最終解体工程を備えたことを特徴とする請求項１４に記載のシールド掘進機の解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機の解体時に、胴部材の内面に固着された前部環状部材にカッター機構を固定支持した状態で、カッター支持機構をカッター駆動機構と共に後側へ取外し可能に構成した、シールド掘進機及びその解体方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機は、胴部材と、胴部材の前端側に配設されたカッターヘッドを有するカッター機構と、胴部材の前端部分内側のチャンバの後端を仕切る隔壁と、カッター機構を回転可能に支持するカッター支持機構と、カッター機構を回転駆動するカッター駆動機構とを備え、その他、複数のシールドジャッキ、排土装置、エレクター、真円保持装置、後部作業デッキ等を備えている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
一般に、シールド掘進機において、カッター支持機構は、胴部材の内部に固定的に設けられた固定環状部材と、固定環状部材に回転自在に嵌合支持されてカッター機構の後端部が連結された可動リング部材とを有し、カッター駆動機構は、可動リング部材の後端部に連結されたリングギヤと、リングギヤに噛合する複数のピニオンと、複数のピニオンを夫々回転させる複数のモータとを有する。
【０００４】
ところで、シールド掘進機が所定の掘進完了位置に到達すると、シールド掘進機を解体することになり、その内蔵部品については再利用できるが、このシールド掘進機で掘削されたトンネルと、他のシールド掘進機で掘削されたトンネルとを地中接続するような場合等、シールド掘進機を地中で解体する場合、チャンバ側から土水圧を受けている場合には、その土水圧を確実に受止めて、チャンバ内の土砂や泥水等が胴部材内の隔壁よりも後側に侵入しないようにして、内蔵部品を解体する必要がある。
【０００５】
特許文献１のシールド掘進機では、固定環状部材が胴部材の内面に固着され、可動リング部材が固定環状部材に回転自在に内嵌されるとともに、固定環状部材の径方向内側に位置する内側固定環状部材に回転自在に外嵌されている。可動リング部材と固定環状部材間及び内側固定環状部材間が夫々環状シールでシールされ、カッターヘッドから後方へ延びる複数のビームの後端部が可動リング部材に連結されている。環状ホルダがその前端部と後端部を固定環状部材と胴部材に固着して設けられ、この環状ホルダに複数のモータが固定され、また、内側固定環状部材が連結支持されている。
【０００６】
解体時には、環状ホルダを固定環状部材と内側固定環状部材と胴部材から分離し、また、リングギヤを可動リング部材から分離して、環状ホルダと共にカッター駆動機構を後側へ取外す。その際、環状ホルダがトンネルの内面に組付けられたセグメントと干渉しないように、環状ホルダの後端部外周側部分を分断して胴部材に残留させる。また、複数のシールドジャッキが環状ホルダの後端部外周側部分に貫通状に取付けられており、環状ホルダを後側へ取外す際、複数のシールドジャッキを中心側へ移動させて、環状ホルダと共に複数のシールドジャッキも取外す。
【０００７】
特許文献２のシールド掘進機では、ガイド筒が胴部材の内面に固着され、軸駆動筒がガイド筒に後退可能に内嵌支持され、ガータリングが軸駆動筒の後端部に連結されて胴部材の内面に固着されている。隔壁が、ガイド筒及び軸駆動筒の前面部の固定隔壁と、この固定隔壁の内端側に位置する可動隔壁からなり、カッターヘッドから後方へ延びる軸部の後端部が可動隔壁に連結されている。固定環状部材が軸駆動筒の内部に固定的に設けられ、可動リング部材が固定環状部材に回転自在に外嵌されて可動隔壁に連結されている。
【０００８】
解体時には、ガータリングを胴部材から分離して、軸駆動筒と共にカッター機構、カッター支持機構、カッター駆動機構を後退させる。その際、カッター機構において、カッターヘッドの外周側部分を分断して胴部材の前端側に残留させて、裏当て中蓋を前面部に予め取付けたカッターヘッドを後退させてガイド筒の前端部内に収容し、裏当て中蓋でガイド筒の前端を塞いで封止し、その後、軸駆動筒と共にカッター機構、カッター支持機構、カッター駆動機構をガイド筒から後側へ引抜いて取外す。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−９６９１号公報
【特許文献２】特開２００７−９２４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
シールド掘進機を地中で解体する場合、通常、チャンバ側から受ける土水圧を低下させ、チャンバ内の土砂や泥水等が胴部材内の隔壁よりも後側に侵入しないように、隔壁の前方において地盤改良材を注入し、チャンバ内の掘削土及びカッターヘッドの前方の地山を改良した後に、カッター支持機構やカッター駆動機構を取外して解体するが、この地盤改良が完了する迄には相当の時間を費やし、更に、その後、カッター支持機構やカッター駆動機構を解体するのにも相当の時間を要するので、シールド掘進機の解体に要する時間が非常に長くなり、トンネル工事全体の工期を短縮することが難しい。
【００１１】
特許文献１のシールド掘進機では、環状ホルダと共にカッター駆動機構を後側へ取外す際、カッター支持機構でカッター機構を支持した状態を維持し、可動リング部材と固定環状部材間及び内側固定環状部材間を夫々シールした状態を維持する必要があるので、カッター支持機構を解体することはできず、前記地盤改良が完了してからカッター支持機構を解体することになるので、その分、シールド掘進機の解体に要する時間を短縮できない。
【００１２】
また、環状ホルダを内側固定環状部材から分離し、リングギヤを可動リング部材から分離した状態のままでは、チャンバ側から受ける土水圧に耐え得るように、内側固定環状部材と可動リング部材の支持強度を確保することが難しく、そこで、環状ホルダを取外す前に、内側固定環状部材と可動リング部材を固定環状部材に対して連結支持する必要があるが、特許文献１には、その点の記載が皆無であり、もしそうした場合でも、環状ホルダと共にカッター駆動機構を取外すために必要な作業が多くなり煩雑になる。
【００１３】
特許文献２のシールド掘進機では、軸駆動筒と共にカッター機構、カッター支持機構、カッター駆動機構を後退させる際、複数のシールドジャッキによりチャンバ側の土水圧を支承しながら行う必要があり、軸駆動筒、カッター機構、カッター支持機構、カッター駆動機構の後退を、チャンバ内に地盤改良材を充填し止水しつつ行うことができるが、そのチャンバ内を裏当て中蓋と共にカッターヘッドを後退させることになるので、カッターヘッドをガイド筒の前端部内に収容する負荷及び時間が大きくなる。
【００１４】
また、ガイド筒の前端を塞ぐ裏当て中蓋については、当初、カッターヘッドに非閉塞状態で設けられ、使用時、チューブを膨らまして閉塞状態にするものであるが、チャンバ側の土水圧に耐え得るか否か疑問であり、ガイド筒から軸駆動筒等を引抜くと、ガイド筒内にチャンバ内の土砂や泥水が侵入してくる虞がある。これを回避するために、チャンバ内をモルタルで固めてから、ガイド筒から軸駆動筒等を引抜くようにすると、従来のシールド掘進機と同様に、結局、シールド掘進機の解体に要する時間が非常に長くなる。
【００１５】
本発明の目的は、シールド掘進機が掘進完了位置に到達してから、地盤改良と並行して、カッター支持機構及びカッター駆動機構を取外して解体でき、この解体を簡単に確実に安全に行うことができ、シールド掘進機の解体に要する時間、つまりトンネル工事全体の工期を極力短縮できる、シールド掘進機及びその解体方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１のシールド掘進機は、胴部材と、胴部材の前端側に配設されたカッターヘッドを有するカッター機構と、胴部材の前端部分内側のチャンバの後端を仕切る隔壁とを備えたシールド掘進機において、前記胴部材の内面に外周部が固着され、前面部に前記隔壁の外周側部分を形成する固定隔壁を有する前部環状部材と、前記カッター機構の後端部に設けられ、外周側部分が固定隔壁の前側に位置して前記隔壁の中央側部分の少なくとも一部を形成する可動隔壁と、前記前部環状部材の内周部に内嵌状に後側へ取外し可能に装着され、カッター機構を可動隔壁を介して回転可能に支持するカッター支持機構と、前記カッター支持機構に装備され、カッター機構を可動隔壁を介して回転駆動するカッター駆動機構と、前記可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間をシールする環状シールと、前記シールド掘進機の掘進動作時には固定隔壁に対して可動隔壁を回転可能な状態に保持するとともに、シールド掘進機の解体時には可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結してカッター機構を前部環状部材に固定支持する連結支持機構とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
胴部材の前端部分内側のチャンバの後端を仕切る隔壁が、胴部材の内面に外周部が固着された前部環状部材の前面部の可動隔壁と、胴部材の前端側に配設されたカッターヘッドを有するカッター機構の後端部に設けられた可動隔壁とを有する。カッター支持機構とカッター駆動機構が可動隔壁の後側に設けられ、カッター支持機構にカッター駆動機構が装備され、カッター支持機構によりカッター機構が可動隔壁を介して回転可能に支持され、カッター駆動機構によりカッター機構が可動隔壁を介して回転駆動される。
【００１８】
可動隔壁の外周側部分が固定隔壁の前側に位置して、環状シールにより可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間がシールされ、チャンバ内の土砂や泥水等が胴部材内のチャンバの後側に侵入しないように止水される。可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結・連結解除可能な連結支持機構が設けられ、この連結支持機構により、シールド掘進機の掘進動作時には、可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とが連結解除されて、固定隔壁に対して可動隔壁が回転可能な状態に保持され、シールド掘進機の解体時には、環状シールにより可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間がシールされた状態で、可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とが連結されて、カッター機構が可動隔壁を介して前部環状部材に固定支持される。
【００１９】
連結支持機構によりカッター機構が前部環状部材に固定支持された状態で、可動隔壁からカッター支持機構が分離されて、カッター機構を支持するものがカッター支持機構から前部環状部材へ移行され、また、前部環状部材からカッター支持機構が分離されて、カッター支持機構がカッター駆動機構と共に前部環状部材に対して後側へ取外され解体される。その際、チャンバ内の掘削土及びカッターヘッドの前方の地山が改良されていない状態で、チャンバ側の土水圧が可動隔壁を含む隔壁で確実に受止められ、環状シールにより可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間がシールされた状態であるため、チャンバ内の土砂や泥水等が胴部材内の隔壁よりも後側に侵入することが防止される。
【００２０】
従属請求項として次の構成を採用可能である。前記カッター支持機構は、前部環状部材の内周部に内嵌され固定解除可能に固定された固定環状部材と、この固定環状部材に回転自在に内嵌支持され且つ可動隔壁に固定解除可能に固定された可動リング部材とを有し、前記カッター駆動機構が、可動リング部材の後端部に連結されたリングギヤと、このリングギヤに噛合する複数のピニオンと、固定環状部材に固定されて複数のピニオンを夫々回転させる複数のモータとを有する（請求項２）。
【００２１】
前記カッター機構からカッター支持機構の可動リング部材を介して固定環状部材に伝わる回転方向及び後方向きの反力を前部環状部材で受止め可能に、固定環状部材の外周部を前部環状部材の内周部に連結解除可能に連結する複数の第１反力受けを周方向適当間隔おきに設ける（請求項３）。前記カッター機構からカッター支持機構の可動リング部材を介して固定環状部材に伝わる後方向きの反力を前部環状部材で受止め可能に、固定環状部材の後端部に後側から当接して前部環状部材の内周部に連結解除可能に連結される複数の第２反力受けを周方向適当間隔おきに設ける（請求項４）。
【００２２】
前記連結支持機構は、前記可動隔壁の外周側部分に周方向適当間隔おきに配設されて後方向開放状に形成された複数のネジ穴部と、前記固定隔壁に複数のネジ穴部の配置と対応する周方向適当間隔おきに配設され且つ固定隔壁に挿通状に装着された複数のボルト部材であって、夫々、固定隔壁に対して前方へ非突出状に保持されるとともに固定隔壁の後側から操作されて前方へ突出しネジ穴部に螺合される複数のボルト部材とを有する（請求項５）。前記連結支持機構は、前記各ボルト部材に固定隔壁の後側において外嵌状に螺合された締結ナット部材であって、ボルト部材がネジ穴部に螺合された状態で、固定隔壁の後側から操作されて可動隔壁をボルト部材を介して固定隔壁に締結する締結ナット部材を有する（請求項６）。
【００２３】
前記可動隔壁の後面に固着されて環状シールを保持する環状のシール保持部材を有し、前記シール保持部材に複数のネジ穴部に夫々連通する複数のボルト貫通孔が形成される（請求項７）前記シール保持部材は、環状シールを径方向内外から挟持する内周側シール保持部材と外周側シール保持部材とからなり、前記複数のボルト貫通孔が内周側シール保持部材に形成される（請求項８）。前記連結支持機構は、前記各ボルト部材が挿通され且つ固定隔壁に挿通状に螺合された固定ナット部材であって、固定隔壁に前方へ非突出状に保持されるとともに固定隔壁の後側から操作されて前方へ突出しシール保持部材に押圧される複数の固定ナット部材を有する（請求項９）。前記可動隔壁が円板状に形成される（請求項１０）。
【００２４】
前記可動隔壁がリング状に形成され、外周側部分が可動隔壁の前側又は後側に位置して前記隔壁の中心側部分を形成し且つ固定環状部材に固定解除可能に固定された円板状の中心側固定隔壁と、前記シールド掘進機の掘進動作時には、中心側固定隔壁を固定環状部材に固定した状態で、中心側固定隔壁に対して可動隔壁を回転可能な状態に保持するとともに、シールド掘進機の解体時には、中心側固定隔壁の外周側部分と可動隔壁とを連結して、中心側固定隔壁を固定環状部材から固定解除した状態で可動隔壁に支持可能な第２の連結支持機構とを備える（請求項１１）。前記可動隔壁の中心部分に貫通状に固定された筒部材と、前記筒部材に挿通された取付基部と取付基部の前端部に固定されてチャンバ内に配置された翼部とを有するアジテータと、前記筒部材とアジテータの取付基部との間をシールするシール部材と、前記アジテータの取付基部を固定環状部材に固定解除可能に固定する第１アジテータ固定機構と、前記筒部材にアジテータの取付基部を固定して、アジテータの取付基部を固定環状部材から固定解除した状態で筒部材に支持可能な第２アジテータ固定機構とを備える（請求項１２）。
【００２５】
請求項１３のシールド掘進機の解体方法は、請求項１のシールド掘進機を解体するシールド掘進機の解体方法であって、前記シールド掘進機が所定の掘進完了位置に到達してから、環状シールで可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間がシールされた状態で、連結支持機構により可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結して、カッター機構と可動隔壁を前部環状部材に固定支持する連結支持工程と、次に、前記カッター支持機構を可動隔壁から分離するとともに、前部環状部材からカッター支持機構を分離する分離工程と、次に、前記前部環状部材に対してカッター支持機構をカッター駆動機構と共に後側へ取外す取外工程とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
従属請求項として次の構成採用可能である。少なくとも前記連結支持工程以降の工程と並行して実行され、隔壁の前方において地盤改良材を注入し、チャンバ内の掘削土及びカッターヘッドの前方の地山を改良する地盤改良工程を備える（請求項１４）。前記地盤改良工程の後、前部環状部材と可動隔壁とカッター機構とを解体する最終解体工程を備える（請求項１５）。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１のシールド掘進機によれば、カッター機構を、その後端部に設けた可動隔壁を介してカッター支持機構で回転可能に支持し、可動隔壁を介してカッター駆動機構で回転駆動し、可動隔壁の外周側部分を固定隔壁の前側に位置させて、可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間を環状シールでシールして、連結支持機構により、シールド掘進機の掘進動作時には、可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結解除して、固定隔壁に対して可動隔壁を回転可能な状態に保持し、シールド掘進機の解体時には、環状シールにより可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間をシールした状態で、可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結して、カッター機構を可動隔壁を介して前部環状部材に固定支持できる。
【００２８】
従って、連結支持機構によりカッター機構を前部環状部材に固定支持した状態で、可動隔壁からカッター支持機構を分離して、カッター機構を支持するものをカッター支持機構から前部環状部材へ移行し、また、前部環状部材からカッター支持機構を分離して、カッター支持機構をカッター駆動機構と共に前部環状部材に対して後側へ取外して解体でき、その際、チャンバ内の掘削土及びカッターヘッドの前方の地山が改良（地盤改良）されていない状態で、チャンバ側の土水圧を可動隔壁を含む隔壁で確実に受止めることができ、環状シールにより可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間をシールした状態であるため、チャンバ内の土砂や泥水等が胴部材内の隔壁よりも後側に侵入することを防止できる。
【００２９】
つまり、シールド掘進機が掘進完了位置に到達してから、地盤改良と並行して、カッター支持機構及びカッター駆動機構を取外して解体でき、この解体を簡単に且つ確実に且つ安全に行うことができ、地盤改良の完了後、前部環状部材、可動隔壁、カッター機構等の解体を順調に行うことができるので、シールド掘進機の解体に要する時間、つまりトンネル工事全体の工期を極力短縮できる。
【００３０】
請求項２のシールド掘進機によれば、カッター支持機構は、前部環状部材の内周部に内嵌され固定解除可能に固定された固定環状部材と、この固定環状部材に回転自在に内嵌支持され且つ可動隔壁に固定解除可能に固定された可動リング部材とを有し、カッター駆動機構が、可動リング部材の後端部に連結されたリングギヤと、このリングギヤに噛合する複数のピニオンと、固定環状部材に固定されて複数のピニオンを夫々回転させる複数のモータとを有するので、カッター支持機構とカッター駆動機構を可動隔壁の後側に設け、カッター機構を確実に回転可能に支持でき確実に回転駆動できるようにして、カッター支持機構をカッター駆動機構と共に前部環状部材に対して確実に後側へ取外して解体できる。
【００３１】
請求項３のシールド掘進機によれば、カッター機構からカッター支持機構の可動リング部材を介して固定環状部材に伝わる回転方向及び後方向きの反力を前部環状部材で受止め可能に、固定環状部材の外周部を前部環状部材の内周部に連結解除可能に連結する複数の第１反力受けを周方向適当間隔おきに設けたので、シールド掘進機の掘進動作時には、複数の第１反力受けにより固定環状部材の外周部を前部環状部材の内周部に連結して、前記回転方向及び後方向きの反力を前部環状部材で確実に受止めることができ、複数の第１反力受けにより固定環状部材の外周部を前部環状部材の内周部から連結解除して、カッター支持機構をカッター駆動機構と共に前部環状部材に対して後側へ取外して解体できる。
【００３２】
請求項４のシールド掘進機によれば、カッター機構からカッター支持機構の可動リング部材を介して固定環状部材に伝わる後方向きの反力を前部環状部材で受止め可能に、固定環状部材の後端部に後側から当接して前部環状部材の内周部に連結解除可能に連結される複数の第２反力受けを周方向適当間隔おきに設けたので、シールド掘進機の掘進動作時には、複数の第２反力受けを前部環状部材の内周部に連結して、前記後方向きの反力を前部環状部材で一層確実に受止めることができ、複数の第２反力受けを固定環状部材の内周部から連結解除して、カッター支持機構をカッター駆動機構と共に前部環状部材に対して後側へ取外して解体できる。
【００３３】
請求項５のシールド掘進機によれば、連結支持機構は、可動隔壁の外周側部分に周方向適当間隔おきに配設されて後方向開放状に形成された複数のネジ穴部と、固定隔壁に複数のネジ穴部の配置と対応する周方向適当間隔おきに配設され且つ固定隔壁に挿通状に装着された複数のボルト部材であって、夫々、固定隔壁に対して前方へ非突出状に保持されるとともに固定隔壁の後側から操作されて前方へ突出しネジ穴部に螺合される複数のボルト部材とを有するので、シールド掘進機の解体時に、複数のボルト部材を機内から操作して複数のネジ穴部に螺合させて、可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結できる。
【００３４】
請求項６のシールド掘進機によれば、連結支持機構は、各ボルト部材に固定隔壁の後側において外嵌状に螺合された締結ナット部材であって、ボルト部材がネジ穴部に螺合された状態で、固定隔壁の後側から操作されて可動隔壁をボルト部材を介して固定隔壁に締結する締結ナット部材を有するので、シールド掘進機の解体時に、複数の締結ナット部材を機内から操作して、これら締結ナット部材により可動隔壁を複数のボルト部材を介して固定隔壁に確実に締結できる。
【００３５】
請求項７のシールド掘進機によれば、可動隔壁の後面に固着されて環状シールを保持する環状のシール保持部材を有し、シール保持部材に複数のネジ穴部に夫々連通する複数のボルト貫通孔を形成したので、シール保持部材の配置に制約を受けることなく、シール保持部材を有効に利用し、複数のボルト部材を複数のボルト貫通孔を貫通させて複数のネジ穴部に夫々螺合させることができる。
【００３６】
請求項８のシールド掘進機によれば、シール保持部材は、環状シールを径方向内外から挟持する内周側シール保持部材と外周側シール保持部材とからなり、複数のボルト貫通孔を内周側シール保持部材に形成したので、内周側シール保持部材の配置に制約を受けることなく、内周側シール保持部材を有効に利用して、請求項７と同様の効果を奏し、しかも、環状シールによって、ボルト貫通孔及びネジ穴部にチャンバ内の土砂や泥水等が流入して溜まることを防止して、連結支持機構を確実に作動させることができる。
【００３７】
請求項９のシールド掘進機によれば、連結支持機構は、各ボルト部材が挿通され且つ固定隔壁に挿通状に螺合された固定ナット部材であって、固定隔壁に前方へ非突出状に保持されるとともに固定隔壁の後側から操作されて前方へ突出しシール保持部材に押圧される固定ナット部材を有するので、シールド掘進機の解体時に、複数の固定ナット部材を機内から操作して、シール保持部材に押圧させることで、ボルト部材のネジ穴部へボルト通路を確保して、その後、ボルト部材をネジ穴部に確実に螺合させることができる。
【００３８】
請求項１０のシールド掘進機によれば、可動隔壁を円板状に形成したので、隔壁の構造を簡単化し、シールド掘進機の解体時には、連結支持機構により可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結するだけで、隔壁によりチャンバ側の土水圧を確実に受止めて、カッター支持機構とカッター駆動機構とを解体可能な状態にすることができる。
【００３９】
請求項１１のシールド掘進機によれば、可動隔壁をリング状に形成し、外周側部分が可動隔壁の前側又は後側に位置して隔壁の中心側部分を形成し且つ固定環状部材に固定解除可能に固定された円板状の中心側固定隔壁を備えたので、カッターヘッドと対向して一体的に回転する可動隔壁の面積を小さくし、カッターヘッドと対向する固定隔壁及び中心側固定隔壁の面積を大きくして、チャンバ内に回収された掘削土がカッターヘッドと可動隔壁との間に残留して供回りすることを極力防止でき、故に、チャンバ内の掘削土の攪拌能力も高まって、チャンバ内の掘削土を円滑に排出でき、掘削能力の低下を防止できる。
【００４０】
第２の連結支持機構により、シールド掘進機の掘進動作時には、中心側固定隔壁を固定環状部材に固定した状態で、中心側固定隔壁に対して可動隔壁を回転可能な状態に保持し、シールド掘進機の解体時には、中心側固定隔壁の外周側部分と可動隔壁とを連結して、中心側固定隔壁を固定環状部材から固定解除した状態で可動隔壁に支持できるので、シールド掘進機の解体時には、連結支持機構により可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結するとともに、第２の連結支持機構により、中心側固定隔壁の外周側部分と可動隔壁とを連結することで、隔壁によりチャンバ側の土水圧を確実に受止めて、カッター支持機構とカッター駆動機構とを解体可能な状態にすることができる。
【００４１】
請求項１２のシールド掘進機によれば、可動隔壁の中心部分に貫通状に固定された筒部材と、筒部材に挿通された取付基部と取付基部の前端部に固定されてチャンバ内に配置された翼部とを有するアジテータと、筒部材とアジテータの取付基部との間をシールするシール部材と、アジテータの取付基部を固定環状部材に固定解除可能に固定する第１アジテータ固定機構とを備えたので、アジテータの翼部をチャンバ内に固定的に配置でき、このアジテータの翼部により、チャンバ内に回収されカッターヘッドと可動隔壁との間に残留して供回りする掘削土を掻き落とすことができ、チャンバ内の掘削土の攪拌能力も高まって、チャンバ内の掘削土を円滑に排出でき、掘削能力の低下を防止できる。
【００４２】
シールド掘進機の解体時には、第２アジテータ固定機構により、筒部材にアジテータの取付基部を固定することで、アジテータの取付基部を固定環状部材から固定解除した状態で筒部材に支持でき、つまり、隔壁によりチャンバ側の土水圧を確実に受止めて、カッター支持機構とカッター駆動機構とを解体可能な状態にすることができる。
【００４３】
請求項１３のシールド掘進機の解体方法によれば、請求項１のシールド掘進機を解体するシールド掘進機の解体方法であって、連結支持工程において、シールド掘進機が所定の掘進完了位置に到達してから、環状シールで可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間がシールされた状態で、連結支持機構により可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結して、カッター機構と可動隔壁を前部環状部材に固定支持し、次に、分離工程において、カッター支持機構を可動隔壁から分離するとともに、前部環状部材からカッター支持機構を分離し、次に、取外工程において、前部環状部材に対してカッター支持機構をカッター駆動機構と共に後側へ取外すので、請求項１の効果と同様の効果を奏する。
【００４４】
請求項１４のシールド掘進機の解体方法によれば、少なくとも前記連結支持工程以降の工程と並行して実行され、隔壁の前方において地盤改良材を注入し、チャンバ内の掘削土及びカッターヘッドの前方の地山を改良する地盤改良工程を備えたので、シールド掘進機が掘進完了位置に到達してから、地盤改良と並行して、カッター支持機構及びカッター駆動機構を確実に取外して解体できる。
【００４５】
請求項１５のシールド掘進機の解体方法によれば、地盤改良工程の後、前部環状部材と可動隔壁とカッター機構とを解体する最終解体工程を備えたので、環状部材と可動隔壁とカッター機構とを確実に解体できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明のシールド掘進機は、胴部材、胴部材の前端側に配設されたカッターヘッドを有するカッター機構、胴部材の前端部分内側のチャンバの後端を仕切る隔壁、胴部材の内面に外周部が固着され、前面部に隔壁の外周側部分を形成する固定隔壁を有する前部環状部材、カッター機構の後端部に設けられ、外周側部分が固定隔壁の前側に位置して隔壁の中央側部分の少なくとも一部を形成する可動隔壁、前部環状部材の内周部に内嵌状に後側へ取外し可能に装着され、カッター機構を可動隔壁を介して回転可能に支持するカッター支持機構、カッター支持機構に装備され、カッター機構を可動隔壁を介して回転駆動するカッター駆動機構、可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間をシールする環状シール、シールド掘進機の掘進動作時には固定隔壁に対して可動隔壁を回転可能な状態に保持するとともに、シールド掘進機の解体時には可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結してカッター機構を前部環状部材に固定支持する連結支持機構を備えている。
【００４７】
本発明のシールド掘進機の解体方法は、前記シールド掘進機を解体する方法であって、シールド掘進機が所定の掘進完了位置に到達してから、環状シールで可動隔壁の外周側部分と固定隔壁との間がシールされた状態で、連結支持機構により可動隔壁の外周側部分と固定隔壁とを連結して、カッター機構と可動隔壁を前部環状部材に固定支持する連結支持工程、次に、カッター支持機構を可動隔壁から分離するとともに、前部環状部材からカッター支持機構を分離する分離工程、次に、前部環状部材に対してカッター支持機構をカッター駆動機構と共に後側へ取外す取外工程を備えている。
【実施例１】
【００４８】
先ず、シールド掘進機１について説明する。
図１〜図４に示すように、シールド掘進機１は、胴部材２、前部環状部材３、中央部環状部材４、カッター機構５、チャンバ６、隔壁７、カッター支持機構８、カッター駆動機構９、複数の第１反力受け１０、複数の第２反力受け１１、環状シール１２、シール保持部材１３、連結支持機構１４、複数のシールドジャッキ１５、スクリューコンベア１６，１７、支柱１８、エレクター１９、真円保持装置２０、後部作業デッキ２１等を備えている。
【００４９】
胴部材２は円筒状に形成され、胴部材２の前部の内面に前部環状部材３の外周部が固着され、胴部材２の中央部の内面に中央部環状部材４の外周部が固着されている。胴部材２の後端部分には裏込注入装置２２とテールシール２３が装備されている。前部環状部材３は胴部材２の前端よりも少し後側に配置されて、比較的大きい前後方向幅と比較的小さい内径とを有し、前面部に隔壁７の外周側部分を形成する固定隔壁２５を有する。
【００５０】
複数のシールドジャッキ１５は、胴部材２の中央部分の内面に沿って周方向適当間隔おきに後向きに配設されて、中央部環状部材４に貫通状に固定されている。スクリューコンベア１６は、前方斜め下方へ傾斜して前部環状部材３の下部を貫通し、その前端がチャンバ６の下部に臨んでいる。スクリューコンベア１７は、スクリューコンベア１６の後端に接続されて、後方へ略水平に延びている。
【００５１】
中央部環状部材４には、支柱１８が固定支持され、その後側にエレクター１９が取付けられ、エレクター１９の後方に真円保持装置２０が配設されている。後部作業デッキ２１は、その前端部が支柱１８に連結されて、エレクター１９、真円保持装置２０の内側を通るように後方へ延びている。
【００５２】
カッター機構５は、胴部材２の前端側に配設されたディスク状のカッターヘッド３０、カッターヘッド３０から後方へ延びる複数のビーム３１を有する。カッターヘッド３０は、中央ヘッド部３２、中央ヘッド部３２から径方向外側へ延びる複数（４本）のスポーク３３、複数のスポーク３３の長さ方向中央部同士を連結する中間リング３４、中間リング３４から径方向外側へ延びる複数（４本）のスポーク３５、複数のスポーク３３，３５の径方外端部が連結され胴部材２と同径の外周リング３６を有する。
【００５３】
中央ヘッド部３２の前面部にセンターカッター３７が取付けられ、複数のスポーク３３，３５の前面部に多数のカッタービット３８が取付けら、スポーク３３，３５の後面部に攪拌羽根３９が取付けられている。複数（２本）のスポーク３３には、夫々、コピーカッター装置４０が装備され、このコピーカッター装置４０は、スポーク３３の径方外端部分に出没可能に設けられたコピーカッター４１、スポーク３３の内部に配設されコピーカッター４１を出没駆動する油圧シリンダ４２を有する。
【００５４】
チャンバ６は、カッターヘッド３０の後側において、胴部材２の前端部分内側に形成され、このチャンバ６の後端が隔壁７で仕切られている。カッター機構５（複数のビーム３１）の後端部には円板状に形成された可動隔壁２６が連結されて設けられ、この可動隔壁２６は、その外周側部分が固定隔壁２５の内周側部分の前側に位置して、隔壁７の中央側部分を形成している。つまり、隔壁７は固定隔壁２５と可動隔壁２６とで構成されている。
【００５５】
可動隔壁２６とカッターヘッド３０からは、隔壁７の前方において止水材やモルタル等の地盤改良材を注入可能に構成され、その地盤改良材を回転する可動隔壁２６とカッターヘッド３０に供給するために、また、カッターヘッド３０に設けられたコピーカッター装置４０の油圧シリンダ４２に油圧を供給するために、可動隔壁２６の中央部分後側にロータリージョイント２７が設けられている。
【００５６】
カッター支持機構８は、カッター機構５を可動隔壁２６を介して回転可能に支持する機構であり、可動隔壁２６の後側において、前部環状部材３の内周部に内嵌状に後側へ取外し可能に装着されている。このカッター支持機構８は、前部環状部材３の内周部に内嵌され複数の第１，第２反力受け１１，１２により固定解除可能に固定された固定環状部材４５、固定環状部材４５に回転自在に内嵌支持され且つ可動隔壁２６に固定解除可能に固定された可動リング部材４６を有する。
【００５７】
固定環状部材４５は前部環状部材３と略同じ前後幅を有し、固定環状部材４５の後端部分には径方向内側へ張り出す環状フランジ４５ａが形成されている。可動リング部材４６は固定環状部材４５の前部に内嵌されて、可動隔壁２６に複数の締結具（図示略）で固定され、これら締結具については、可動隔壁２６の後側から操作して、可動リング部材４６を可動隔壁２６から固定解除できるようにしてある。
【００５８】
カッター駆動機構９は、カッター機構５を可動隔壁２６と可動リング部材４６を介して回転駆動する機構であり、カッター支持機構８に装備されている。このカッター駆動機構９は、可動リング部材４６の後端部に連結されたリングギヤ４７、リングギヤ４７に噛合する複数のピニオン４８、固定環状部材４５に固定されて複数のピニオン４８を夫々回転させる複数のモータ４９（例えば、電動モータ４９）を有する。
【００５９】
リングギヤ４７は、可動リング部材４６と固定環状部材４５の環状フランジ４５ａとの間に配設され、後端部が環状フランジ４５ａに摺動自在に当接し、リングギヤ４７の外周部にギヤ歯が形成されている。複数の油圧モータ４９は、固定環状部材４５の環状フランジ４５ａに周方向適当間隔おきに配設されて前向きに貫通状に固定され、各油圧モータ４９の出力軸にピニオン４８が取付けられている。
【００６０】
複数の第１反力受け１０は、カッター機構５から可動隔壁２６を介して固定環状部材４５に伝わる回転方向及び後方向きの反力を前部環状部材３で受止め可能に、固定環状部材４５の外周部を前部環状部材３の内周部に連結解除可能に連結するものであり、周方向適当間隔おきに設けられている。
【００６１】
図４に示すように、各第１反力受け１０においては、筒部材５０，５１が径方向に対向するように、前部環状部材３の内周壁３ａと固定環状部材４５の外周壁４５ｂに取付けられ、連結ピン部材５２が筒部材５０，５１に挿入係合され、連結ピン部材５２のフランジ５２ａが筒部材５０にボルト５３で締結され、前部環状部材３の内部から、ボルト５３の締結解除と連結ピン部材５２の取外しとが可能に構成されている。尚、複数の第１反力受け１０の前側において、前部環状部材３の内周壁３ａと固定環状部材４５の外周壁４５ｂとの間が環状シール５４でシールされている。
【００６２】
複数の第２反力受け１１は、カッター機構５から可動隔壁２６を介して固定環状部材４５に伝わる後方向きの反力を前部環状部材３で受止め可能に、固定環状部材４５の後端部に後側から当接して前部環状部材３の内周部に連結解除可能に連結されるものであり、周方向適当間隔おきに設けられている。
【００６３】
図４に示すように、各第２反力受け１１においては、前部環状部材３の内周壁３ａが固定環状部材４５よりも後方へ延び、その内周部分に凹部３ｂが形成され、断面Ｌ形の円弧状のストッパ部材５５が前部環状部材３の内周壁３ａの凹部３ｂに係合されて、前部環状部材３の内周壁３ａにボルト５６で締結されて、固定環状部材４５の後壁４５ｃに後側から当接し、前部環状部材３の後側から、ボルト５６の締結解除とストッパ部材５５の取外しとが可能に構成されている。
【００６４】
図４、図５等に示すように、環状シール１２は可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５の内周側部分との間をシールするものである。可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５の内周側部分が一定の隙間を空けて対向し、その隙間に環状シール１２が配設されて、可動隔壁２６の外周側部分の後面に固着された環状のシール保持部材１３により保持されている。環状シール１２は、例えば、可動隔壁２６に当接する本体部、この本体部から後方へ延びて固定隔壁２５に当接する複数の襞状部を有する樹脂製のシールである。
【００６５】
シール保持部材１３は、環状シール１２を径方向内外から挟持する内周側シール保持部材５７と外周側シール保持部材５８とからなり、これらシール保持部材５７，５８は固定隔壁２５に少しの隙間を空けて対向している。
【００６６】
図１、図４〜図９に示すように、連結支持機構１４は、シールド掘進機１の掘進動作時には固定隔壁２５に対して可動隔壁２６を回転可能な状態に保持するとともに（図５参照）、シールド掘進機１の解体時には可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５の内周側部分とを連結してカッター機構５を可動隔壁２６を介して前部環状部材３に固定支持する（図９参照）ものである。
【００６７】
連結支持機構１４は、可動隔壁２６の外周側部分に周方向適当間隔（等間隔）おきに配設されて後方向開放状に形成された複数（例えば、３０〜４０個）のネジ穴部６０と、固定隔壁２５に複数のネジ穴部６０の配置と対応する周方向適当間隔（等間隔）おきに配設され且つ固定隔壁２５に挿通状に装着された複数（例えば、３０〜４０本）のボルト部材６１であって、夫々、図５、図６に示すように、固定隔壁２５に対して前方へ非突出状に保持されるとともに、図８、図９に示すように、固定隔壁２５の後側から操作されて前方へ突出しネジ穴部６０に螺合される複数のボルト部材６１とを有する。
【００６８】
複数のネジ穴部６０は、可動隔壁２６の外周側部分のうち、内周側シール保持部材５７の前方に位置する部分に適当な深さで形成され、内周側シール保持部材５７には、複数のネジ穴部６０に夫々連通する複数のボルト貫通孔６２が形成され、固定隔壁２５には、ボルト部材６１よりも大径（例えば、ボルト部材６１の１．５倍程度の径）で複数のボルト部材６１が夫々挿通する複数の隔壁貫通孔部６３が形成され、この隔壁貫通孔部６３の前端部を除く大部分が隔壁ネジ孔部６３ａに形成されている。
【００６９】
ボルト部材６１は、前端部分にネジ穴部６０に螺合される前部ネジ部６１ａが形成され、後端部分に後部ネジ部６１ｂが形成され、後部ネジ部６１ｂの後端側に工具操作部６１ｃが形成され、前部ネジ部６１ａがネジ穴部６０に完全に螺合された状態で、後部ネジ部６１ｂが固定隔壁２５よりも後方に位置するように、ボルト部材６１が形成されている。
【００７０】
また、連結支持機構１４は、各ボルト部材６１が前後方向へ摺動自在に挿通され且つ固定隔壁２５の隔壁貫通孔部６３に挿通状に隔壁ネジ孔部６３ａに螺合された固定ナット部材６４であって、図５に示すように、固定隔壁２５に前方へ非突出状に保持されるとともに、図６〜図９に示すように、固定隔壁２５の後側から操作されて前方へ突出し内周側シール保持部材５７に押圧される固定ナット部材６４を有する。
【００７１】
固定ナット部材６４は、その前端面が固定隔壁２５の内周側部分の前端面と略同じ前後方向位置になるようにして、固定隔壁２５に保持され、この状態で、固定隔壁２５よりも後方へ突出し、固定ナット部材６４の後端部分には工具操作部６４ａが形成されている。尚、固定隔壁２５の隔壁貫通孔部６３の前端部と固定ナット部材６４との間がシール部材６５でシールされ、固定ナット部材６４とボルト部材６１の前部ネジ部６１ａよりも後側部分との間がシール部材６６でシールされている。
【００７２】
また、連結支持機構１４は、各ボルト部材６１の後部ネジ部６１ｂに固定隔壁２５の後側において外嵌状に螺合された締結ナット部材６７であって、図９に示すように、ボルト部材６１の前部ネジ部６１ａがネジ穴部６０に完全に螺合されて、固定ナット部材６４が内周側シール保持部材５７に押圧された状態で、固定隔壁２５の後側から操作されて、固定ナット部材６４を内周側シール保持部材５７とで挟持することで、可動隔壁２６をボルト部材６１を介して固定隔壁２５に締結する締結ナット部材６７を有する。
【００７３】
各ボルト部材６１の後方に受け板６８が配設されて、複数のロッド６８ａにより固定隔壁２５に連結され、この受け板６８に押込みボルト６９が前後に貫通状に螺合され、この押込みボルト６９の前端部がボルト部材６１の後端部に当接して、押込みボルト６９、受け板６８、複数のロッド６８ａにより、チャンバ６側の土水圧を受けるボルト部材６１を後側から支承することができる。
【００７４】
次に、シールド掘進機１の解体方法について説明する。
このシールド掘進機１の解体方法は、シールド掘進機１が地中の所定の掘進完了位置に到達してから、図１０に示すように、後部作業デッキ２１、スクリューコンベア１６，１７、真円保持装置２０、エレクター１９、支柱１８等を順次解体する第１の工程と、次に、図１０〜図１２に示すように、カッター支持機構８、カッター駆動機構９を解体撤去する第２の工程を備えている。
【００７５】
また、このシールド掘進機１の解体方法は、隔壁７の前方において止水材やモルタル等の地盤改良材を注入し、チャンバ６内の掘削土及びカッターヘッド３０の前方の地山を改良する第３の工程（地盤改良工程）を備え、この第３の工程が第１，第２の工程と並行して実行されるとともに、第２，第３の工程の後、中央部環状部材４、複数のシールドジャッキ５、前部環状部材３、可動隔壁２６、カッター機構５等を順次解体撤去する第４の工程（最終解体工程）を備えている。
【００７６】
そして、第２の工程が、環状シール１２で可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５との間がシールされた状態で、連結支持機構１４により可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５とを連結して、カッター機構５と可動隔壁２６を前部環状部材３に固定支持する連結支持工程と、次に、カッター支持機構５を可動隔壁２６から分離するとともに、前部環状部材３からカッター支持機構８を分離する分離工程と、次に、前部環状部材３に対してカッター支持機構８をカッター駆動機構９と共に後側へ取外す取外工程とを備えている。
【００７７】
連結支持工程では、先ず、図５に示すように、カッター駆動機構９によりカッター機構５を回転させて、複数のネジ穴部６０が複数のボルト部材６１の前方に位置するように位置合わせを行う。この位置検出については、前部環状部材３又は固定環状部材４５と可動隔壁２６又は可動リング部材４６とに、スイッチやセンサを有する検出装置を設けて行ってもよいし、予め印した指標を設けて行ってもよい。
【００７８】
次に、図６に示すように、固定ナット部材６４の工具操作部６４ａを工具で操作して、固定ナット部材６４を回動させて前方へ移動させ、内周側シール保持部材５７に押圧させて、固定ナット部材６４と内周側シール保持部材５７間の隙間を無くして、固定ナット部材６４の内部とボルト貫通孔６２及びネジ穴部６０とを連通状にする。
【００７９】
次に、図７に示すように、押込みボルト６９を工具で操作して、押込みボルト６９を回動させて前方へ移動させ、これにより、ボルト部材６１を前方へ押動してボルト貫通孔６２に挿入させ、ボルト部材６１の前端部をネジ穴部６０の後端部に押当てる。次に、図８に示すように、ボルト部材６１の工具操作部６１ｃを工具で操作して、ボルト部材６１を回動させて前方へ移動させ前部ネジ部６１ａをネジ穴部６０に螺合させる。
【００８０】
次に、図９に示すように、ボルト部材６１がネジ穴部６０に完全に螺合した後、締結ナット部材６７を回動させて前方へ移動させ、固定ナット部材６４の後端部に押圧させて、可動隔壁２６を内周側シール保持部材５７、ボルト部材６１、固定ナット部材６４、締結ナット部材６７を介して固定隔壁２５に強固に締結する。連結支持機構１４の全てのロッド部材６１、押込みボルト６９、固定ナット部材６４、締結ナット部材６７について、上記の操作を行って、連結支持工程が完了する。
【００８１】
分離工程では、可動リング部材４６に可動隔壁２６を締結する複数の締結具を締結解除することで、カッター支持機構５を可動隔壁２６から分離し、また、複数の第１反力受け１０において、夫々、ボルト５３を取外して、連結ピン部材５２を筒部材５０，５１から引抜くとともに、複数の第２反力受け１１において、夫々、ボルト５６を取外し、ストッパ部材５５を前部環状部材３の内周壁３ａから取外すことで、前部環状部材３からカッター支持機構８を分離する。
【００８２】
取外工程では、図１０に示すように、複数の引抜きブラケット７０、複数の引抜きジャッキ７１、レール７２、搬送台車７３を利用し、カッター支持機構８をカッター駆動機構９と共に後側へ取外し、この引抜きブラケット７０、引抜きジャッキ７１、レール７２、搬送台車７３の準備は、連結支持工程や分離工程と並行して行うことができる。
【００８３】
複数の引抜きブラケット７０は固定環状部材４５の環状フランジ４５ａに径方向外側へ張出すように取付けられ、複数の引抜きブラケット７０に複数の引抜きジャッキ７１の後端部が夫々連結保持されている。レール７２は、前部環状部材３の直ぐ後側から後方へ延びるように敷設され、このレール７２に載せられた搬送台車７３には、カッター支持機構８とカッター駆動機構９を保持する機構保持構造７４が設けられている。
【００８４】
搬送台車７３が前部環状部材３の直ぐ後側に位置した状態で、カッター支持機構８をカッター駆動機構９と共に後側へ引抜くが、この場合、引抜きジャッキ７１が伸長駆動されることで、前部環状部材３の前面部に対して引抜きブラケット７０を後方へ押し、次に、引抜きジャッキ７１が退入駆動されることで、前部環状部材３の前面部と引抜きジャッキ７１との間に生じる隙間に動力伝達部材７５を継足し、この引抜きジャッキ７１の進退と動力伝達部材７５の継足しを繰返し行って、図１１に示すように、カッター支持機構８をカッター駆動機構９と共に後側へ引抜いて取外していく。
【００８５】
後側へ引き抜かれたカッター支持機構８とカッター駆動機構９は、搬送台車７３に載置されて機構保持構造７４で保持され、この状態で、図１２に示すように、搬送台車７３がレール７２上を推進用のジャッキ７６を用いて後方へ移動駆動されて、カッター支持機構８とカッター駆動機構９が後方へ搬送され、このカッター支持機構８とカッター駆動機構９は再利用されることになる。
【００８６】
以上説明したシールド掘進機１及びその解体方法の効果について説明する。
カッター機構５を、その後端部に設けた可動隔壁２６を介してカッター支持機構８で回転可能に支持し、可動隔壁２６を介してカッター駆動機構９で回転駆動し、可動隔壁２６の外周側部分を固定隔壁２５の前側に位置させて、可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５との間を環状シール１２でシールして、連結支持機構１４により、シールド掘進機１の掘進動作時には、可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５とを連結解除して、固定隔壁２５に対して可動隔壁２６を回転可能な状態に保持し、シールド掘進機１の解体時には、環状シール１２により可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５との間をシールした状態で、可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５とを連結して、カッター機構５を可動隔壁２６を介して前部環状部材３に固定支持できる。
【００８７】
従って、連結支持機構１４によりカッター機構５を前部環状部材３に固定支持した状態で、可動隔壁２６からカッター支持機構８を分離して、カッター機構５を支持するものをカッター支持機構８から前部環状部材３へ移行し、また、前部環状部材３からカッター支持機構８を分離して、カッター支持機構８をカッター駆動機構９と共に前部環状部材３に対して後側へ取外して解体でき、その際、チャンバ６内の掘削土及びカッターヘッド３０の前方の地山が改良（地盤改良）されていない状態で、チャンバ６側の土水圧を可動隔壁２６を含む隔壁７で確実に受止めることができ、環状シール１２により可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５との間をシールした状態であるため、チャンバ６内の土砂や泥水等が胴部材２内の隔壁７よりも後側に侵入することを防止できる。
【００８８】
つまり、シールド掘進機１が掘進完了位置に到達してから、地盤改良と並行して、カッター支持機構８及びカッター駆動機構９を取外して解体でき、この解体を簡単に且つ確実に且つ安全に行うことができ、地盤改良の完了後、前部環状部材３、可動隔壁２６、カッター機構５等の解体を順調に行うことができるので、シールド掘進機１の解体に要する時間、つまりトンネル工事全体の工期を極力短縮できる。
【００８９】
可動隔壁２６を円板状に形成したので、隔壁７の構造を簡単化し、シールド掘進機１の解体時には、連結支持機構１４により可動隔壁２６の外周側部分と固定隔壁２５とを連結するだけで、隔壁７によりチャンバ６側の土水圧を確実に受止めて、カッター支持機構８とカッター駆動機構９とを解体可能な状態にすることができる。
【００９０】
次に、実施例１を部分的に変更した実施例２，３について説明する。但し、実施例１と基本的に同じものには同一符号を付して適宜説明を省略する。
【実施例２】
【００９１】
図１３〜図１５に示すように、実施例２のシールド掘進機１Ａでは、隔壁７Ａが、固定隔壁２５と、リング状に形成された可動隔壁８０と、円板状に形成された中心側固定隔壁８１とからなる。可動隔壁８０は、カッター機構５（複数のビーム３１）の後端部に連結されて設けられ、可動隔壁８０の外周側部分が固定隔壁２５の内周側部分の前側に位置し、実施例１と同様に、環状シール１２により可動隔壁８０の外周側部分と固定隔壁２５との間がシールされ、連結支持機構１４により、シールド掘進機１の掘進動作時には固定隔壁２５に対して可動隔壁８０が回転可能な状態に保持されるとともに、シールド掘進機１の解体時には可動隔壁８０の外周側部分と固定隔壁２５とが連結される。
【００９２】
可動隔壁８０は胴部材２の１／３程度の内径を有し、中心側固定隔壁８１は、その外周側部分が可動隔壁８０の内周側部分の前側に位置して隔壁７Ａの中心側部分を形成し且つ固定環状部材４５に固定リング部材８２を介して固定解除可能に固定されている。固定リング部材８２は前大径リング部８２ａと後小径リング部８２ｂとを有し、この前大径リング部８２ａと後小径リング部８２ｂとが、夫々、可動リング部材４６とリングギヤ４７とに僅かな隙間を空けて挿通されている。
【００９３】
固定リング部材８２の前端部が中心側固定隔壁８１に複数の締結具（図示略）により固定され、固定リング部材８２の後端部が固定環状部材４５に複数の締結具（図示略）により固定されている。可動リング部材４６と前大径リング部８２ａとの間と、可動リング部材４６と固定環状部材４５との間は、夫々、環状のシール部材８３，８４によりシールされている。但し、これらシール部材８３，８４は省略することが可能である。尚、実施例１において、可動リング部材４６と固定環状部材４５との間を環状のシール部材でシールしてもよい。
【００９４】
さて、このシールド掘進機１Ａは、中心側固定隔壁８１の外周側部分と可動隔壁８０の内周側部分との間をシールする環状シール８５と、シールド掘進機１Ａの掘進動作時には、中心側固定隔壁８１を固定環状部材４５に固定した状態で、中心側固定隔壁８１に対して可動隔壁８０を回転可能な状態に保持するとともに、シールド掘進機１Ａの解体時には、中心側固定隔壁８１の外周側部分と可動隔壁８０の内周側部分とを連結して、中心側固定隔壁８１を固定環状部材４５から固定解除した状態で可動隔壁８０に支持可能な第２の連結支持機構８６を備えている。
【００９５】
環状シール８５は、実施例１と同様に、シール保持部材８７で保持され、そのシール保持部材８７は、中心側固定隔壁８１の外周側部分の後面に固定された内周側シール保持部材と外周側シール保持部材とからなる。第２の連結支持機構８６は、連結支持機構１４と同様の構造であり、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
このシールド掘進機１Ａによれば、可動隔壁８０をリング状に形成し、外周側部分が可動隔壁８０の前側に位置して隔壁７Ａの中心側部分を形成し且つ固定環状部材４５に固定解除可能に固定された円板状の中心側固定隔壁８１を備えたので、カッターヘッド３０と対向して一体的に回転する可動隔壁８０の面積を小さくし、カッターヘッド３０と対向する固定隔壁２５及び中心側固定隔壁８１の面積を大きくして、チャンバ６内に回収された掘削土がカッターヘッド３０と可動隔壁８０との間に残留して供回りすることを極力防止でき、故に、チャンバ６内の掘削土の攪拌能力も高まって、チャンバ６内の掘削土を円滑に排出でき、掘削能力の低下を防止できる。
【００９７】
第２の連結支持機構８６により、シールド掘進機１Ａの掘進動作時には、中心側固定隔壁８１を固定環状部材４５に固定した状態で、中心側固定隔壁８１に対して可動隔壁８０を回転可能な状態に保持し、シールド掘進機１Ａの解体時には、中心側固定隔壁８１の外周側部分と可動隔壁８０とを連結して、中心側固定隔壁８１を固定環状部材４５から固定解除した状態で可動隔壁８０に支持できるので、シールド掘進機１Ａの解体時には、連結支持機構１４により可動隔壁８０の外周側部分と固定隔壁２５とを連結するとともに、第２の連結支持機構８６により、中心側固定隔壁８１の外周側部分と可動隔壁８０とを連結することで、隔壁７Ａによりチャンバ６側の土水圧を確実に受止めて、カッター支持機構８とカッター駆動機構９とを解体可能な状態にすることができる。
【００９８】
尚、シールド掘進機１Ａを解体する場合には、固定リング部材８２を中心側固定隔壁８１から固定解除して、この固定リング部材８２をカッター支持機構８及びカッター駆動機構９と共に後側へ取外すことができる。尚、中心側固定隔壁８１は、その外周側部分が可動隔壁８０の内周側部分の後側に位置するように構成してもよい。
【実施例３】
【００９９】
図１６〜図１８に示すように、実施例３のシールド掘進機１Ｂは、可動隔壁２６Ｂの中心部分に貫通状に固定された筒部材９０と、筒部材９０に挿通された取付基部９１ａと取付基部９１ａの前端部に固定されてチャンバ６内に配置された翼部９１ｂとを有するアジテータ９１と、筒部材９０とアジテータ９１の取付基部９１ａとの間をシールするシール部材９２と、アジテータ９１の取付基部９１ａを固定環状部材４５に固定解除可能に固定する第１アジテータ固定機構９３と、筒部材９０にアジテータ９１の取付基部９１ａを固定して、アジテータ９１の取付基部９１ａを固定環状部材４５から固定解除した状態で筒部材９０に支持可能な第２アジテータ固定機構９４とを備えている。
【０１００】
筒部材９０は可動隔壁２６Ｂに後方突出状に固定され、アジテータ９１の取付基部９１ａは筒状に形成されて筒部材９０よりも後方へ少し突出し、この取付基部９１ａにロータリージョイント９５が挿通され、また、ロータリージョイント９５は、アジテータ９１の翼部９１ｂにも挿通され、その前端部がカッターヘッド３０に接続されている。
【０１０１】
第１アジテータ固定機構９３においては、アジテータ９１の取付基部９１ａの後端部にフランジ９３ａが設けられ、このフランジ９３ａに後方広がりテーパ状の連結リング部材９３ｂの前端部が複数の締結具（図示略）で固定されるとともに、連結リング部材９３ｂの後端部が固定環状部材４５に複数の締結具（図示略）により固定され、シールド掘進機１Ｂの掘進動作時には、第１アジテータ固定機構９３による固定が維持され、シールド掘進機１Ｂの解体時には、第１アジテータ固定機構９３による固定が解除される。
【０１０２】
第２アジテータ固定機構９４においては、複数のＬ形固定具９４ａが設けられ、これらＬ形固定具９４ａが係合可能に、アジテータ９１の取付基部９１ａのフランジ９３ａの少し前側部分に係合凹部９４ｂが形成され、シールド掘進機１Ｂの掘進動作時には、第２アジテータ固定機構９４による固定が解除され、シールド掘進機１Ｂの解体時には、第２アジテータ固定機構９４による固定が行われる。
【０１０３】
第２アジテータ固定機構９４による固定については、先ず、筒部材９０に対してアジテータ９１の取付基部９１ａが径方向から複数の締結具（図示略）により固定され位置決めされてから、複数のＬ形固定具９４ａが筒部材９０の外周面に後方突出状に固定され、各Ｌ形固定具９４ａの後方且つ径方向中心側へ突出した突出部９４ａ１がアジテータ９１の取付基部９１ａの係合凹部９４ｂ係合される。
【０１０４】
このシールド掘進機１Ｂによれば、アジテータ９１の翼部９１ｂをチャンバ６内に固定的に配置でき、このアジテータ９１の翼部９１ｂにより、チャンバ６内に回収されカッターヘッド３０と可動隔壁２６Ｂとの間に残留して供回りする掘削土を掻き落とすことができ、チャンバ６内の掘削土の攪拌能力も高まって、チャンバ６内の掘削土を円滑に排出でき、掘削能力の低下を防止できる。
【０１０５】
シールド掘進機１Ｂの解体時には、第２アジテータ固定機構９４により、筒部材９０にアジテータ９１の取付基部９１ａを固定することで、アジテータ９１の取付基部９１ａを固定環状部材４５から固定解除した状態で筒部材９０に支持でき、つまり、隔壁７によりチャンバ６側の土水圧を確実に受止めて、カッター支持機構８とカッター駆動機構９とを解体可能な状態にすることができる。尚、シールド掘進機１Ｂを解体する場合には、連結リング部材９３ｂの前端部を筒部材９０から固定解除することで、この連結リング部材９３ｂをカッター支持機構８及びカッター駆動機構９と共に後側へ取外すことができる。
【０１０６】
尚、その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を付加して実施可能であり、本発明のシールド掘進機及びその解体方法については、泥水式シールド掘進機、土圧式シールド掘進機、等々の種々のシールド掘進機とその解体方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】実施例１のシールド掘進機の断面図である。
【図２】シールド掘進機の正面図である。
【図３】シールド掘進機の背面図である。
【図４】シールド掘進機の連結支持機構を含む要部の断面図である。
【図５】連結支持機構の位置合わせ時の断面図である。
【図６】連結支持機構の固定ナット部材操作時の断面図である。
【図７】連結支持機構の押込みボルト操作時の断面図である。
【図８】連結支持機構のボルト部材操作時の断面図である。
【図９】連結支持機構の締結ナット部材操作時の断面図である。
【図１０】シールド掘進機のカッター支持機構等の解体準備時の断面図である。
【図１１】シールド掘進機のカッター支持機構等の解体時の断面図である。
【図１２】カッター駆動機構等の解体搬送時の断面図である。
【図１３】実施例２のシールド掘進機の断面図である。
【図１４】可動隔壁と中心側固定隔壁の正面図である。
【図１５】シールド掘進機の連結支持機構を含む要部の断面図である。
【図１６】実施例３の可動隔壁の正面図である。
【図１７】シールド掘進機の連結支持機構を含む要部の断面図である。
【図１８】図１７の要部拡大図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１，１Ａ，１Ｂ  シールド掘進機
２  胴部材
３  前部環状部材
５  カッター機構
６  チャンバ
７，７Ａ  隔壁
８  カッター支持機構
９  カッター駆動機構
１０  第１反力受け
１１  第２反力受け
１２，８５  環状シール
１３  シール保持部材
１４  連結支持機構
２５  固定隔壁
２６，２６Ｂ，８０  可動隔壁
３０  カッターヘッド
４５  固定環状部材
４６  可動リング部材
４７  リングギヤ
４８  ピニオン
４９  モータ
５７  内周側シール保持部材
５８  外周側シール保持部材
６０  ネジ穴部
６１  ボルト部材
６２  ボルト貫通孔
６４  固定ナット部材
６７  締結ナット部材
８６  第２の連結支持機構
９０  筒部材
９１  アジテータ
９１ａ  取付基部
９１ｂ  翼部
９２  シール部材
９３  第１アジテータ固定機構
９４  第２アジテータ固定機構
【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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【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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【図１８】
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