(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド本体の外周部における適宜位置に収納室を凹設し、該収納室内に拡縮自在な流体圧バッグを萎ませて収納すると共に、該流体圧バッグに流体を前記シールド本体内から充填し得るよう構成し、前記流体圧バッグの拡縮に追従し得るようシールド本体に装備されたカバーにより収納室を被覆したことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
収納室を被覆するカバーを、前記収納室の前端部分に一端を取付けて後方へ延び且つ他端側をシールド本体の外形に沿う位置から外側へ弾性変位し得るよう板バネ状に構成したことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、交通量の多い都市部等では、方向転換用の立坑を設けることが困難となってきていることから、シールド掘進機により地中で行うようにしたシールドトンネルの急カーブ施工の需要が高まっている。
【０００３】
図６はシールドトンネルの急カーブ施工に使用するシールド掘進機の一例を示すもので、この種のシールド掘進機１は、その胴体を成すシールド本体１ｘを前胴２と後胴３とに二分割し、前記前胴２と後胴３とを連結する中折れジャッキ４により中折れ角度を設定すると共に、前記後胴３内周部に環状に備えた複数本のシールドジャッキ５で、シールドトンネルの曲がり方向内側のセグメント６より外側のセグメント６を強く押し出すことによってカーブしながら推進し、同時に前記前胴２前端に備えた回転カッター７で切羽面を掘削してシールドトンネルの急カーブ施工を行うようにしていた。
【０００４】
ところが、このように急カーブ施工を行うと、曲がり方向外側の地盤８が円弧状に切削されていくのに対し、シールド掘進機１側は直線状に延びる前胴２と後胴３との折れ曲がりでカーブに対応しているので、シールドジャッキ５により前方に押し出されるシールド掘進機１の前胴２は、その前端部分の極めて狭い範囲でしか曲がり方向外側の地盤８に接触せず、前胴２が曲がり方向外側の地盤８に与える単位面積当たりの押圧力が大きくなる為、軟弱な地盤８における急カーブ施工時には、前述した如く曲がり方向外側のシールドジャッキ５を強く押し出すようにしても、前胴２の前端部分が地盤８に食い込んで矢印Ａ方向に直進してしまい、コーナリングに必要な回転モーメントが十分に得られないことがあった。
【０００５】
また、曲がり方向外側において地盤８に対しシールド掘進機１の前胴２が接触しない部分には隙間が形成されることになる為、この部分で地盤８が崩壊する虞れもあった。
【０００６】
この為、従来においては、切羽面周辺の軟弱な地盤８に薬液を注入して固める地盤改良を事前に行った上で掘削作業を行うようにしており、地盤改良が施された所定区間を掘削する毎に、掘削作業を中断して薬液を軟弱な地盤８に注入し、該軟弱な地盤８が固まるのを待って掘削作業を再開するようにしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように地盤改良を行いながら掘削作業を間欠的に行っていたのでは作業能率が悪く、工期の大幅な長期化を招くという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、軟弱地盤であっても地盤改良を極力行わないで掘削作業を継続し得るシールド掘進機を提供することによって、工期の大幅な短縮を図ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シールド本体の外周部における適宜位置に収納室を凹設し、該収納室内に拡縮自在な流体圧バッグを萎ませて収納すると共に、該流体圧バッグに流体を前記シールド本体内から充填し得るよう構成し、前記流体圧バッグの拡縮に追従し得るようシールド本体に装備されたカバーにより収納室を被覆したことを特徴とするシールド掘進機、に係るものである。
【００１０】
従って、本発明では、軟弱地盤における急カーブ施工時に、曲がり方向外側に位置する収納室の流体圧バッグに対してシールド本体内から流体を充填すると、前記流体圧バッグが膨らんで収納室から外側へ張り出し、曲がり方向外側の地盤に対し広範囲に亘って接触するので、シールド本体が曲がり方向外側の地盤に与える単位面積当たりの押圧力が小さくなってシールド本体の地盤への食い込みが起こり難くなり、曲がり方向外側の地盤から反力を取り易くなってコーナリングに必要な回転モーメントを得ることが容易となる。
【００１１】
また、このように流体圧バッグを膨らませて収納室から外側へ張り出すようにすれば、曲がり方向外側において地盤とシールド本体との間に形成される隙間がなくなり、この部分で地盤が崩壊することが防止される。
【００１２】
更に、本発明においては、流体圧バッグの拡縮に追従し得るようシールド本体に装備されたカバーにより収納室を被覆しているので、流体圧バッグを地盤との直接的な接触から保護することが可能となる。
【００１３】
また、このカバーを、前記収納室の前端部分に一端を取付けて後方へ延び且つ他端側を前胴の外形に沿う位置から外側へ弾性変位し得るよう板バネ状に構成することも可能である。
【００１４】
このようにすれば、膨らませた流体圧バッグから流体を抜き出して萎ませた際に、カバーの復元力により前記流体圧バッグを良好に収納室内に収納させることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１７】
シールド本体１ｘを成す前胴２と後胴３とを中折れジャッキ４を介して折れ曲がり自在に連結した中折れ式のシールド掘進機１において、前記前胴２の外周部における適宜位置に、周方向に複数に分割された偏平な円弧状断面の収納室９を凹設し、該各収納室９内に強化ゴム等から成る拡縮自在な油圧バッグ１０（流体圧バッグ）を萎ませて夫々収納すると共に、該各油圧バッグ１０に作動油を充填する為の注入口１１を前記前胴２内に設ける。
【００１８】
更に、前記各収納室９の前端部分に一端を取付けて後方へ延び且つ他端側を前記前胴２の外形に沿う位置から外側へ弾性変位し得るよう板バネ状に構成された多数のカバー１２により前記各収納室９を被覆し、各油圧バッグ１０が地盤８側に直接露出しないようにする。
【００１９】
ここで、前記各カバー１２は、その他端側を良好に弾性変位させる都合上、各収納室９の円弧状断面に対応するような曲面形状を付すことが困難である為、各収納室９毎に細かく分割されたカバー１２を用いて前胴２の外形に沿うようにする。
【００２０】
而して、軟弱な地盤８における急カーブ施工時に、前胴２内で各注入口１１に図示しない油圧系統を接続した上、曲がり方向外側に位置する収納室９の油圧バッグ１０に対して作動油を充填すると、前記油圧バッグ１０が膨らんで収納室９から外側へ張り出し、曲がり方向外側の地盤８に対しカバー１２を介して広範囲に亘り接触するので、前胴２が曲がり方向外側の地盤８に与える単位面積当たりの押圧力が小さくなって前胴２の地盤８への食い込みが起こり難くなり、曲がり方向外側の地盤８から反力を取り易くなってコーナリングに必要な回転モーメントを得ることが容易となる。
【００２１】
また、このように油圧バッグ１０を膨らませて収納室９から外側へ張り出すようにすれば、曲がり方向外側において地盤８とシールド掘進機１の前胴２との間に形成される隙間がなくなり、この部分で地盤８が崩壊することが防止される。
【００２２】
従って、本形態例によれば、軟弱な地盤８であっても前胴２を地盤８へ食い込ませることなく曲がり方向外側の地盤８から良好に反力を取ってコーナリングに必要な回転モーメントを容易に得ることができ、しかも、曲がり方向外側において地盤８とシールド掘進機１の前胴２との間に形成される隙間をなくし、この部分で地盤８が崩壊することを防止できるので、地盤改良を極力行わないで掘削作業を継続することが可能となり、これによって、作業能率を著しく向上して工期の大幅な短縮を図ることができる。
【００２３】
また、特に本形態例に示した如く、油圧バッグ１０の拡縮に追従し得るよう前胴２に装備されたカバー１２により収納室９を被覆すれば、油圧バッグ１０を地盤８との直接的な接触から保護することができ、しかも、このカバー１２を板バネ状に構成しておけば、膨らませた油圧バッグ１０から作動油を抜き出して萎ませた際に、カバー１２の復元力により前記油圧バッグ１０を良好に収納室９内に収納させることができる。
【００２４】
ただし、図４に本発明の別の形態例として示す如く、各収納室９を被覆するカバー１２を、各収納室９毎に前胴２の外形に沿う円弧状断面の蓋体として各油圧バッグ１０の露出面に接着し、油圧バッグ１０が膨らむことにより外側へ張り出し且つ油圧バッグ１０を萎ませた際には油圧バッグ１０自体の復元力により前胴２の外形に沿う位置に復帰するように構成することも可能である。
【００２５】
また、図５は本発明の更に別の形態例を示すもので、その胴体を成すシールド本体１ｘを中折れ構造の無い一体型の単胴形式としたシールド掘進機１’に適用した例であり、このようなシールド掘進機１’の場合にも、シールド本体１ｘの外周部における適宜位置に収納室９を凹設し、該収納室９内に拡縮自在な油圧バッグ１０を萎ませて収納すると共に、該油圧バッグ１０に作動油を前記シールド本体１ｘ内から充填し得るよう構成することによって、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【００２６】
尚、本発明のシールド掘進機は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明で用いられる流体圧バッグは、基本的に軟弱地盤で急カーブ施工を行う際に曲がり方向外側の地盤とシールド本体との間の隙間を埋めて両者の接触面積を増大する目的で使用するが、これ以外にシールド本体側から軟弱でない地盤を積極的に押圧する目的で使用しても良く、例えば、シールド掘進機のローリング（回転カッターの反力等による回転）を地盤側に反力を取って抑制する目的で使用したり、或いは、シールド掘進機のピッチング（重量の重い前端部の沈降）を抑制する目的で従来の可動ソリの替わりとして使用したり、更には、中折れ式のシールド掘進機とした場合に岩盤層で地盤側に前胴を固定して後胴を引き寄せながら前進する目的で従来のグリッパーの替わりとして使用したりすることが可能であること、流体圧バッグに充填する流体は油以外のものでも良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
上記した本発明のシールド掘進機によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２８】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、軟弱地盤であってもシールド本体を地盤へ食い込ませることなく曲がり方向外側の地盤から良好に反力を取ってコーナリングに必要な回転モーメントを容易に得ることができ、しかも、曲がり方向外側において地盤とシールド本体との間に形成される隙間をなくし、この部分で地盤が崩壊することを防止できるので、地盤改良を極力行わないで掘削作業を継続することが可能となり、これによって、作業能率を著しく向上して工期の大幅な短縮を図ることができる。
【００２９】
（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、流体圧バッグの拡縮に追従し得るようシールド本体に装備されたカバーにより収納室を被覆しているので、流体圧バッグを地盤との直接的な接触から保護することができる。
【００３０】
（ＩＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、膨らませた流体圧バッグから流体を抜き出して萎ませた際に、カバーの復元力により前記流体圧バッグを良好に収納室内に収納させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す平面断面図である。
【図２】図１のＩＩ部の詳細を示す拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向の矢視図である。
【図４】本発明の別の形態例を示す正面断面図である。
【図５】本発明の更に別の形態例を示す平面断面図である。
【図６】従来例を示す平面断面図である。
【符号の説明】
１          シールド掘進機
１ｘ        シールド本体
２          前胴
３          後胴
８          地盤
９          収納室
１０          油圧バッグ（流体圧バッグ）
１２          カバー
【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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