(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に各種の機器ユニットが収納される、互いに分割可能な複数の分割胴部（52、53、54）と、
最後尾の分割胴部を除く前記各分割胴部の後端部に配されるジャッキ（55）とを備えてなり、
前記各ジャッキ（55）の伸縮部にはリング状をなす連結部材（56）が配され、
前記リング状の連結部材（56）を、後方の分割胴部（53、54）の前端部に締結ボルトで締結することにより、前記各分割胴部同士を結合可能とし、
更に、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の連結部に、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部間寸法を調整するスライド機構を有してなる、
ことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の後端部に、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部を屈曲させる屈曲機構を有してなる請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
分割胴部が立坑の搬入寸法に略等分割されてなる請求項１又は２に記載のシールド掘進機。
【請求項４】
立坑に分割胴部を搬入すること、
立坑に搬入した先位の分割胴部を、その後端部に設けたジャッキを用いて仮推進すること、
次位の分割胴部を前記立坑に搬入すること、
次位の前記分割胴部を先位の前記分割胴部に連結すること、
最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の連結部に有するスライド機構をもって、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部間寸法を適宜調整すること、
を含んでなることを特徴とするシールド掘進機の仮推進方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに分割可能な複数の分割胴部から構成されたシールド掘進機及びその仮推進方法に係わり、特に、発進立坑に仮推進用の元押しジャッキを配置することなく仮推進可能にしたシールド掘進機及びその仮推進方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来シールド機械として、掘削機本体の後方に後続台車を連結し、この後続台車上に運転装置やパワーユニット等を設けてあるのが一般的である。
【０００３】
このような一般的なシールドとは別に、図９に示すようなシールド機も考案されている。このシールド機においては、従来後続台車上に設けていた各種機器類をすべて機内に配置しており、それにより機長が長くなった分、屈曲部（３箇所）を多く設けており、曲線施工にも対応できるようにしている。以下、図９に基づいてこのシールド機械の構造について説明する。
【０００４】
図９に示すように、このシールド掘進機１は円筒体をなしており、前分割胴部２、中分割胴部３及び後分割胴部４からなる三分割構成とされている。各分割胴部２〜４の固定連結部５は図示せぬボルト等により着脱可能に連結固定されている。前記前分割胴部２の長さ寸法は３，７５５ｍｍであり、前記中分割胴部３の長さ寸法は４，４００ｍｍある。前記後分割胴部４の長さ寸法は３，２６０ｍｍである。このシールド掘進機１の全長は１０，８９０ｍｍとなり、その外径は１，９３０ｍｍである。
【０００５】
前記前分割胴部２はシールドプレート２ａの前端開口部を閉鎖するように円板状をなすカッタヘッド６が配されており、そのカッタヘッド６の中心部に固着された回転軸７が軸受部を介して駆動回転可能に前記シールドプレート２ａ内に支承されている。同シールドプレート２ａの内部には、カッタヘッド駆動用減速電動機８や、土砂排出用のスクリュコンベヤ９、スクリュコンベヤ駆動用モータ１０等が装備されている。前記シールドプレート２ａは前後に二分割され、前後の分割シールドプレート２ａ−１，２ａ−２は球面状をなす嵌合面２ｂを介して屈曲可能に連結固定されており、その屈曲部２ｃの内壁面には４基の方向修正ジャッキ１２，…，１２が等間隔に固定されている。
【０００６】
前記中分割胴部３の内部には操作盤１３、油圧タンク１４やパワーユニット１５等が装備されている。その中分割胴部３のシールドプレート３ａは前記前分割胴部２と同様に前後に二分割され、前後の分割シールドプレート３ａ−１，３ａ−２は球面状をなす嵌合面３ｂを介して屈曲可能に連結固定されている。その屈曲部３ｃの内壁面には４基の中折れジャッキ１６，…，１６が等間隔に固定されている。
【０００７】
前記後分割胴部４の内部にはテールシール１７、動力盤１８、エレクタ１９やエレクタ旋回モータ２０等が装備されている。前記後分割胴部４のシールドプレート４ａは前記前分割胴部２と同様に前後に二分割され、前後の分割シールドプレート４ａ−１，４ａ−２は球面状をなす嵌合面４ｂを介して屈曲可能に連結固定されている。その屈曲部４ｃの内壁面には８基の中折れジャッキ１６，…，１６及び８基の推進ジャッキ２１，…，２１が固定されている。
【０００８】
この従来のシールド掘進機１を用いて下水道等の曲線区間を施工する際には、図１０に示すように、先ず、各分割胴部２〜４を搬入可能な大きさに築造された立坑２２内に搬入する。続いて、図示せぬ排土用ポンプや配管等を取り付けたのち、前記前分割胴部２の後端部に押輪２３を取り付ける。同押輪２３を介して前記立坑２２の土留壁２４に配した元押しジャッキ２５を伸長させ、前記前分割胴部２の後端部と前記元押しジャッキ２５との間に馬蹄形をなすストラット２６を順次組み込みながら、前記前分割胴部２を推進させる。
【０００９】
次に、前記中分割胴部３を搬入可能な所定の距離に前記前分割胴部２を推進させたのち、前記元押しジャッキ２５等を初期の待機位置に戻して搬入空間を形成し、前記中分割胴部３を立坑２２内に搬入する。次いで、前記前分割胴部２と中分割胴部３とを連結する。同様の操作を順次繰り返すことにより前記中分割胴部３と前記後分割胴部４とを連結したのち、前記シールド掘進機１を下水道等の曲線線形に応じて屈曲させながら、その曲線区間を施工する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の従来のシールド掘進機１は、各分割胴部２〜４の間の各固定連結部５と各分割胴部２〜４それぞれの屈曲部２ｃ，３ｃ，４ｃとは異なる部位にそれぞれ設けられている。このため、仮推進時に押輪２３や元押しジャッキ２５等の付帯設備を必要とし、立坑２２内に前記付帯設備の設置スペースを確保しなければならない。これがため、立坑２２の用地を充分に確保しなければならなず、その開口も必然的に大きくなり、工事費が増大すると共に全体工期も長くなり、市街地等では立坑２２の築造工事自体を困難にする場合がある。
【００１１】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、元押しジャッキ等の付帯設備を排除して発進立坑の開口を縮小することを可能とし、機体のコンパクト化を図ったシールド掘進機を提供することを目的とし、更には、曲線施工を容易に且つ円滑に行うことを可能にしたシールド掘進機の仮推進方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
前記目的は本件請求項１〜４に記載された各発明により効果的に達成される。
本件請求項１に係る発明は、内部に各種の機器ユニットが収納される、互いに分割可能な複数の分割胴部と、最後尾の分割胴部を除く前記各分割胴部の後端部に配されるジャッキとを備えてなり、前記各ジャッキの伸縮部にはリング状をなす連結部材が配され、前記リング状の連結部材を、後方の分割胴部の前端部に締結ボルトで締結することにより、前記各分割胴部同士を結合可能とし、更に、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の連結部に、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部間寸法を調整するスライド機構を有してなることを特徴とするシールド掘進機にある。
【００１３】
一般に、記述したとおり、この種のシールド掘進機は複数個に分割可能な胴部からなる分割体であり、その分割胴部を発進立坑内に搬入することは可能であっても、前記立坑内に押輪や元押しジャッキ等の付帯設備を必要とし、しかも、その設置スペースを確保しなければならない。前記立坑内の狭い作業空間を考慮すると、立坑の用地を充分に確保しなければならず、その開口も必然的に大きくなる。その結果、工事費が増大すると共に全体工期も長くなる。
【００１４】
上記発明にあっては、搬入可能な大きさに築造された発進立坑に前記分割胴部を搬入する。発進立坑から地山に推進させるとき、従来のごとく元押しジャッキ等の付帯設備は不要であって、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の後端部に備えられたジャッキの推力により順次推進させる。つまり、先の分割胴部を前記立坑から土中に貫入させて、立坑内に次位の分割胴部を搬入するスペースを確保する。次位の分割胴部を搬入して先位の前記分割胴部の後端に連結したのち、次位の分割胴部の後端部に備えられたジャッキにより推進して、これを順次繰り返す。
【００１５】
このように、本発明によれば分割胴部の後端に備えたジャッキにより推進させることができるため、元押しジャッキ等の付帯設備が不要となり、従来の発進立坑よりも開口面積を小さくすることができる。その結果、立坑の築造による工事費が低減できると共に全体工期が短縮できる。
【００１６】
更に上記発明は、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の連結部に、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部間寸法を調整するスライド機構を有している。
いま、土中に貫入されたシールド掘進機が曲線上を掘進するとき、例えば所望の前記ジャッキの伸縮ロッド端を伸長させる。続いて、最後尾の分割胴部を除く所望の分割胴部の屈曲部に備えられたスライド機構を介して最後尾の分割胴部を除く前記分割胴部を僅かに直線的に推進させ、前記伸縮ロッド端を収縮させる。これにより、最先端の分割胴部と地山との間に僅かな間隙を形成する。
次いで、最後尾の分割胴部の後端部に備えられた所望の推進ジャッキを伸長させ、同推進ジャッキの推力により分割胴部全体を直線的に僅かに推進させたのち、所望の連結胴部を曲線線形に沿わせた形状に屈曲させる。
【００１７】
このとき、前述のごとく最先端の前記前分割胴部と地山との間に僅かな間隙を形成して屈曲方向に対して自由空間（遊び）を作り、屈曲方向の自由度が与えられるため、最先端の前記分割胴部を屈曲させる直前に前記推進ジャッキの推力を分割胴部全体に直接に且つ直線的に伝達することができる。最後尾の前記分割胴部を除く各分割胴部の後端部に備えられた上記ジャッキにより、屈曲時に必要な推力を個別に得るよりも、分割胴部全体が直線状態にある時に、最後尾の前記分割胴部の後端部に備えられた前記推進ジャッキにより分割胴部全体に推力を与えることにより、同推進ジャッキに加わる過大な反力を排除して、必要な推力を増大させることができると共に、急勾配や急曲線施工を円滑に行うことができる。
【００１８】
請求項２に係る発明は、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の後端部に、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部を屈曲させる屈曲機構を有している。
かかる構成に基づき、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の後端部に備えられた上記請求項１のジャッキは、連結胴部を屈曲させる前記屈曲機構の作動用として兼用できる。例えば、シールド掘進機が曲線上を掘進する場合には、所望のジャッキの伸縮ロッド端を伸長させて連結胴部を上下左右方向に自由に屈曲させる。また、シールド掘進機が直線上を掘進する場合には、全てのジャッキの伸縮ロッド端の収縮量を一致させて、前記屈曲機構が連結胴部を直線状態に復帰させる。
【００２０】
この発明によれば、前記ジャッキと最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の後端部を構成する連結部分とが、屈曲部を構成する各分割胴部の後端に配されているため、各分割胴部の固定連結部と屈曲部とが推進方向の異なる部位に配された従来のシールド掘進機と比べると、各分割胴部に装備する各種のユニット類の配置を自由に設定することができ、機体のコンパクト化が達成できる。シールド機長を短くできれば、更に立坑寸法を小さくすることができると共に、曲線施工の性能及び効率を著しく向上させることができる。
【００２１】
請求項３に係る発明は、分割胴部が立坑の搬入寸法に略等分割されていることを規定している。
一般的に、立坑の開口はシールド掘進機の分割胴部の長さ寸法より広い所定の設定間隔をもって築造している。最も長い前記分割胴部に合わせて立坑の搬入寸法を設定する必要があるため、立坑の開口が必然的に大きくなり、立坑用地を充分に確保できない市街地等では、立坑の築造工事自体が困難になる。
【００２２】
一方、立坑用地を充分に確保できないが、工事区間の変更などが不可能であってシールド掘進機の分割胴部を設定される立坑の搬入寸法に適合させる必要が生じる場合がある。こうした場合にも、本発明にあっては、既述したごとく各分割胴部の内部に装着される各種装置がユニット化され、パワーユニットや各アクチュエータ等を狭い分割胴部内に配することが可能となるため、シールド掘進機の全長がコンパクト化され、しかもシールド掘進機の分割胴部を略等分割すれば、前記分割胴部の長さ寸法を最も短くすることが可能となり、立坑の小さな開口にもよく適合させることができる。このため、立坑用地の選定や立坑の築造工事を容易に行うことができる。
【００２３】
また、前述のごとく各分割胴部の内部に装着される各種装置をユニット化し、パワーユニットや各アクチュエータ等を同じ分割胴部内に配することが可能であるため、配線や配管等の段取り作業が排除できる。更に、各分割胴部の長さが略同一寸法となるため、各分割胴部の軌道が常に同じ曲線線形に沿うようになり、各分割胴部を円滑に追従させることができる。
【００２４】
本発明のシールド掘進機の分割胴部を発進立坑内から地山に推進するとき、上記ジャッキを使って効果的に実施される。その代表的な方法が、請求項４に係る発明のごとくシールド掘進機の仮推進方法であり、立坑に分割胴部を搬入すること、立坑に搬入した先位の分割胴部を、その後端部に設けたジャッキを用いて仮推進すること、次位の分割胴部を前記立坑に搬入すること、次位の前記分割胴部を先位の前記分割胴部に連結すること、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の連結部に有するスライド機構をもって、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部間寸法を適宜調整することを含んでなることを特徴としている。
【００２５】
機体の分割胴部を搬入可能な最小限の大きさに築造された発進立坑内に前記分割胴部を順次搬入する際に、発進立坑からは元押しジャッキ等の付帯設備が排除されている。発進立坑内に搬入された分割胴部のうち、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の後端部に備えられた各ジャッキの推力により発進立坑から地山に順次推進させることができる。具体的には、先位の分割胴部を前記ジャッキの推力により推進して同分割胴部が地中に貫入されたのち、立坑内に次位の分割胴部を搬入して、先位の前記分割胴部の後端に連結する。同様の操作を順次繰り返して、狭い立坑内であっても容易に且つ円滑に推進させることができる。このとき必要があれば、上記スライド機構をもって、前記ジャッキの伸縮ロッド端の伸縮動に応じて連結胴部間寸法を調整する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
図１〜図８は本発明の代表的な実施形態を示している。図１はシールド掘進機の主要部の構成を概略的に示す内部断面図であり、図２は同シールド掘進機の分割胴部を概略的に示す内部断面図であり、図３は同分割胴部の屈曲形態の一例を概略的に示す内部断面図である。なお、これらの図にあって既述した上記従来技術と機能面で実質的に一致する部材に関しては、同一の符号と部材名とを付している。
【００２７】
これらの図において、本実施形態のシールド掘進機５１は外径寸法が２，４４０ｍｍの円筒体から構成されており、前分割胴部５２、中分割胴部５３及び後分割胴部５４からなる三分割構成とされている。前分割胴部５２の長さ寸法は３，６４５ｍｍであり、前記中分割胴部５３の長さ寸法は３，６７５ｍｍ、前記後分割胴部５４の長さ寸法は３，１２０ｍｍである。このシールド掘進機５１の全長は１０，４４０ｍｍとなる。このシールド掘進機５１は各分割胴部５２〜５４の後端部と後続の分割胴部の前端部とが分割可能に連結固定される。各分割胴部５２〜５４は下水道等の急勾配や急曲線施工に対応して、それぞれの間で略く字状に屈曲するように構成されている。
【００２８】
前記前分割胴部５２は、そのシールドプレート５２ａの前端開口部にカッタヘッド６を備えている。このカッタヘッド６はスポーク形状をなしており、その中心部に固着された回転軸７及び支持体６０が図示せぬ軸受部を介して前記シールドプレート５２ａに固定された支持円板５２ｂに支承されている。前記回転軸７及び支持体６０は減速電動機８により駆動回転する。前記カッタヘッド６の背面部に形成された掘削土砂類の取り入れ空間の後方に延びたスクリュコンベヤ９やその駆動用電動モータ１０、ロータリポンプ１１等の排土機構などが前記前分割胴部５２内に装着されている。前分割胴部５２に連結される前記中分割胴部５３の内部には制御盤１３、油圧タンク１４、油圧ポンプやモータ等の駆動装置１５が上下に並列した状態で収納されている。
【００２９】
前記中分割胴部５３に連結される最後尾の前記後分割胴部５４の前端部の内周面には複数の推進ジャッキ２１が固定されており、その後端部にはテールシール１７等が設けられている。この後分割胴部５４の内部には、エレクタ１９やエレクタ旋回モータ２０等が設置され、その後方にセグメント組立スペースを有しており、１掘進ごとにトンネル内壁面に円弧状のセグメント２７をリング状に組み立てていく。
【００３０】
本発明の最も特徴とするところは、最後尾の前記分割胴部５４を除く各分割胴部５２，５３の後端部に、従来の上記元押しジャッキ２５による推力を必要とせずに立坑２２内から地山に向かって推進可能なジャッキ（以下、仮推進用ジャッキという。）５５を備えている点にある。本実施形態によれば、前記仮推進用ジャッキ５５は、立坑２２内に搬入した各分割胴部５２及び５３を推進させる仮推進機能を有すると共に、各分割胴部５２〜５４の連結された胴部間を屈曲又はスライドさせる作動源としての機能をも兼ね備えている。本実施形態にあっては、各分割胴部５２〜５４は立坑２２の搬入寸法に略等分割される。
【００３１】
ここで、前記前分割胴部５２の後端部と前記中分割胴部５３の後端部に関しては同一の構造を有しているため、同一の符号と部材名とを付している。従って、以下の説明にあっては説明の冗長を避けるため、前記中分割胴部５３の後端部についての詳細な説明は省略する。
【００３２】
本実施形態によれば、上記後分割胴部５４の後端部を除く前中の各分割胴部５２及び５３の後端部の内壁面部には、複数の仮推進用ジャッキ５５，…，５５が周方向に固設されている。同仮推進用ジャッキ５５の本体５５ｂは各分割胴部５２，５３のシールドプレート５２ａ，５３ａの内壁面部にそれぞれ取り付けられたブラケットを介して揺動自在に支承される。この仮推進用ジャッキ５５の伸縮ロッド端５５ａはリング状をなす連結部材５６に同じく揺動可能に固定されている。この連結部材５６はシール材を介して前記中分割胴部５３の前端部に固設されたリング状円板からなる連結部材５６’に図示せぬ締結ボルトにより締結される。
【００３３】
前胴部５２の前記連結部材５６は、前記中分割胴部５３の前端部に連結固定される第１フレーム５６ａと、後述する摺動部材５９を介して前記前分割胴部５２の後端部内周面に摺接して推進方向に摺動する第２フレーム５６ｂと、各フレーム５６ａ及び５６ｂの間にあって複数の仮推進用ジャッキ５５，…，５５の各伸縮ロッド端５５ａの支持位置に突設された第３フレーム５６ｃとからなっている。同第３フレーム５６ｃは前記伸縮ロッド端５５ａを揺動可能に支持する。
【００３４】
また前記前分割胴部５２の後端部には、シールドプレート５２ａの内壁面部に取り付けられたブラケットを介して複数の廻止めピン５７，…，５７が前記仮推進用ジャッキ５５と周方向に配されている。この廻止めピン５７の一端は前記連結部材５６の第３フレーム５６ｃに着脱可能に固定されている。
【００３５】
更に、本発明にあっては、前記前分割胴部５２の後端部に上記仮推進用ジャッキ５５の伸縮ロッド端５５ａの伸縮動に応じて連結胴部間寸法を調整するスライド機構を有している。本実施形態によれば、前記シールドプレート５２ａの後端部にはリング状をなすプレート部材５８が固設されており、同プレート部材５８の内周面は凹球面状をなしている。一方、前記連結部材５６の第２フレーム５６ｂには前記プレート部材５８の内周面に摺動する摺動部材５９がシール材を介して着脱可能に固定されている。この摺動部材５９の外周面を構成する摺動面は、前記プレート部材５８の内周面と同一曲率をもつ凸球面状をなしている。前記連結部材５６と前記シールドプレート５２ａの後端部とはシール材を介して液密に嵌着される。
【００３６】
上記構成を備えることにより、前記仮推進用ジャッキ５５と最後尾の上記分割胴部５４を除く各分割胴部５２，５３の屈曲機構である上記連結部材５６，プレート部材５８及び摺動部材５９とが各分割胴部５２，５３の後端部に集約して配されているため、発進立坑から前部及び中部の各分割胴部５２，５３を発進させるとき、前記仮推進用ジャッキ５５を推進ジャッキとして活用できることは勿論のこと、伸縮ロッド端５５ａの伸縮動に応じて、連結された胴部５２〜５４間で上下左右方向に自由に屈曲させる中折れジャッキとしての機能をも有している。
【００３７】
いま、上記シールド掘進機５１が曲線上を掘進するとき、例えば前分割胴部５２の所望の前記仮推進用ジャッキ５５の伸縮ロッド端５５ａを伸長させて連結胴部を屈曲させる。このとき、前記仮推進用ジャッキ５５を方向修正ジャッキとして機能させることもできる。これとは逆に、前記シールド掘進機５１が直線上を掘進する場合には、全ての前記仮推進用ジャッキ５５の伸縮ロッド端５５ａを収縮限まで収縮させて、前記連結胴部を直線状態に復帰させる。
【００３８】
以上のごとく構成された本実施形態のシールド掘進機５１は、前分割胴部５２及び中分割胴部５３の後端部に仮推進機構、屈曲機構及びスライド機構を有しているため、従来の上記シールド掘進機のごとく各分割胴部の固定連結部と屈曲部とを推進方向の異なる部位に配する構造と比べると、各分割胴部５２〜５４内の中央部分に配される方向修正ジャッキや中折れジャッキを排除して胴部内の収納空間を拡げることが可能であり、各分割胴部５２〜５４内に装備する各種の上記機器類をユニット化することが可能となる。その結果、各種の上記ユニット類の配置を自由に設定することができると共に、従来の上記シールド掘進機の全長よりも短尺にして機体のコンパクト化が達成できる。シールド推進機５１の全長を短くできれば、必然的に各分割胴部長さも短くなり、その結果、立坑寸法を小さくすることができるようになり、同時に曲率半径の小さい曲線施工が可能になるばかりでなく、その施工効率を著しく向上させることができる。
【００３９】
図３は本発明のシールド掘進機における分割胴部の屈曲形態の一例を概略的に示している。同図に示すように、本発明のシールド掘進機５１が、例えば下水道等の曲線線形に応じて屈曲しながら、その曲線区間を施工するとき、各分割胴部５２〜５４の連結された所望の胴部間が曲率半径の小さい曲線線形に沿って屈曲される。
【００４０】
いま、土中に貫入されたシールド掘進機５１が曲線上を掘進するとき、例えば最先端の前記前分割胴部５２の後端部における所望の上記仮推進用ジャッキ５５の伸縮ロッド端５５ａを僅かに伸長させると共に、反対側の伸縮ロッド端５５ａを僅かに収縮させる。これらの伸縮ロッド端５５ａの伸縮により、最先端の前記前分割胴部５２は前記中分割胴部５３に対して屈曲し、前記前分割胴部５２の後端部に設けられた前記プレート部材５８と前記連結部材５６に固定された前記摺動部材５９とが摺動する。このとき、連結胴部間が所望の間隔に離れて、前記前分割胴部５２は僅かに直線的に推進する。
【００４１】
次いで、前記伸縮ロッド端５５ａを収縮させることにより前記前分割胴部５２と図示せぬ地山との間に僅かな間隙を形成する。続いて、最後尾の上記後分割胴部５４の後端部に備えられた所望の上記推進ジャッキ２１を伸長させる。同ジャッキ２１の推力により前記分割胴部５２〜５４全体を直線的に推進させながら、所望の前記仮推進用ジャッキ５５を伸長させ、前記プレート部材５８と前記摺動部材５９との摺動により連結胴部を曲線線形に沿わせた形状に順次屈曲させる。
【００４２】
前記前分割胴部５２が曲線区間を掘削するに従って他の各分割胴部５３，５４の後端部に備えられた所望の前記仮推進用ジャッキ５５を伸長させ、各分割胴部５３，５４を前記前分割胴部５２に追従させる。そして、曲線施工から直線施工に移るとき、前記仮推進用ジャッキ５５を各々伸縮させて、各連結胴部を直線状態に復帰させる。
【００４３】
ところで、既述したごとく前記前分割胴部５２と図示せぬ地山との間に僅かな間隙を形成して屈曲方向に対して自由空間を作り、屈曲方向の自由度が与えられている。このため、各分割胴部５２，５３の連結胴部を屈曲させる直前に上記推進ジャッキ２１の推力を分割胴部５２〜５４全体に直接に且つ直線的に伝達することができる。従って、前記分割胴部５２〜５４全体が直線状態にある時に、前記後分割胴部５４の前記推進ジャッキ２１により前記分割胴部５２〜５４全体に推力を与えることによって、各分割胴部５２，５３の前記仮推進用ジャッキ５５により屈曲時に必要な推力を個別に得るよりも、前記仮推進用ジャッキ５５が過大な反力を受けることなく必要な推力を増大することができると共に、急勾配や急曲線の施工を円滑に行うことができる。
【００４４】
図４〜図８は本発明のシールド掘進機の分割胴部を立坑に搬入する手順を示している。これらの図に示すように、本発明のシールド掘進機５１の分割胴部５２〜５４を発進立坑２２内から地山に推進するときには上記仮推進用ジャッキ５５を使って実施される。
いま、前記シールド掘進機５１の分割胴部５２〜５４を搬入可能な大きさに築造された立坑２２を介して、シールド掘進機５１の推進方向に向けて前記前分割胴部５２を地下に搬入し、図示せぬ推進台に載置する。続いて、同じく図示を省略した排土用ポンプや配管等を取り付けたのち、前記前分割胴部５２の後端部に上記押輪２３やストラット２６等を取り付ける。ここで、上記仮推進用ジャッキ５５に取り付けられた連結部材５６と、前記前分割胴部５２の後端部に取り付けられた廻止めピン５７と、前分割胴部５２の後端縁部に取り付けられた摺動部材５９との固定状態を解除しておく。
【００４５】
前記前分割胴部５２の所望数の仮推進用ジャッキ５５を伸長させ、前記連結部材５６を介して前記ジャッキ５５の伸縮ロッド端５５ａを前記押輪２３に押圧する。前記摺動部材５９の下面が前記連結部材５６に摺動し、立坑２２の土留壁２４に抗して前分割胴部５２が直線的に順次推進する。前分割胴部５２の推進に伴って前記仮推進用ジャッキ５５と土留壁２４との間に前記ストラット２６を順次組み付けながら、前記伸縮ロッド端５５ａを最大ストロークまで伸長させ、前記前分割胴部５２を地山に貫入推進する。
【００４６】
次に、次位の前記中分割胴部５３を搬入可能な所定の距離に前記前分割胴部５２を推進させたのち、前記押輪２３等を初期の待機位置に戻して搬入空間を形成し、前記中分割胴部５３を立坑２２内に搬入する。次いで、前分割胴部５２と同様の操作により前記中分割胴部５３を順次推進させる。このとき、前記前分割胴部５２における仮推進用ジャッキ５５の伸縮ロッド端５５ａは収縮され、前記連結部材５６が前記摺動部材５９の下面に密着された状態に戻る。
【００４７】
前記前分割胴部５２と中分割胴部５３とを連結したのち、前記前分割胴部５２と同様の操作を順次繰り返すことにより前記中分割胴部５３と前記後分割胴部５４とを連結する。次に、前記後分割胴部５４内にセグメント２７を組み立て、このセグメント２７を後分割胴部５４の上記推進ジャッキ２１により押して各分割胴部５２〜５４を推進させる。そして、前記連結部材５６に前記廻止めピン５７及び前記摺動部材５９等を固定したのち、前記シールド掘進機５１を下水道等の直線線形や曲線線形に応じて直進や屈曲を行いながら、その直線区間や曲線区間を掘削する。
【００４８】
以上の説明からも明らかなように、仮推進用ジャッキと最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の屈曲機構である連結部材，プレート部材及び摺動部材とが各分割胴部の後端部に集約して配されているため、各分割胴部の内部に装着される各種装置がユニット化され、パワーユニットや各アクチュエータ等を狭い分割胴部内に配することが可能となる。このため、シールド掘進機の全長がコンパクト化され、しかもシールド掘進機の分割胴部を略等分割すれば、前記分割胴部の長さ寸法を最も短くすることが可能となり、立坑の小さな開口にもよく適合させることができる。その結果、立坑用地の選定や立坑の築造工事を容易に行うことができる。
【００４９】
また、前述のごとく各分割胴部の内部に装着される各種装置をユニット化し、パワーユニットや各アクチュエータ等を同じ分割胴部内に配することが可能であるため、配線や配管等の段取り作業が排除できる。更に、各分割胴部の長さが略同一寸法となるため、各分割胴部の軌道が常に同じ曲線線形に沿うようになり、各分割胴部を円滑に追従させることができる。
【００５０】
本発明に係るシールド掘進機の仮推進方法によれば、分割胴部を搬入可能な最小限の大きさに築造された発進立坑内に前記分割胴部を順次搬入する際に、発進立坑内に搬入された分割胴部のうち、最後尾の分割胴部を除く各分割胴部の後端部に備えられた複数の仮推進用ジャッキの推力により発進立坑から地山に順次推進させることができる。仮推進用ジャッキにより推進させることができるため、従来の元押しジャッキ等の付帯設備を排除することができ、従来の発進立坑よりも開口面積を小さくすることができる。その結果、立坑の築造による工事費が低減できると共に全体工期が短縮できる。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、それらの実施例から当業者が容易に変更可能な技術的な範囲をも当然に包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態であるシールド掘進機の主要部の構成を概略的に示す内部断面図である。
【図２】同シールド掘進機の分割胴部を示す内部断面図である。
【図３】同分割胴部の屈曲形態の一例を概略的に示す内部断面図であり、
【図４】同分割胴部を立坑に搬入する工程を示す内部断面図である。
【図５】図４の次の工程を示す内部断面図である。
【図６】図５の次の工程を示す内部断面図である。
【図７】図６の次の工程を示す内部断面図である。
【図８】図７の次の工程を示す内部断面図である。
【図９】従来のシールド掘進機の主要部の構成を概略的に示す内部断面図である。
【図１０】従来のシールド掘進機の分割胴部を立坑に搬入する工程を説明するための概略内部断面図である。
【符号の説明】
１，５１          シールド掘進機
２，５２          前分割胴部
2a〜4a,52a,53a    シールドプレート
2a-1,2a-2,3a-1,3a-2,4a-1,4a-2   分割シールドプレート
２ｂ〜４ｂ        嵌合面
２ｃ〜４ｃ        屈曲部
３，５３          中分割胴部
４，５４          後分割胴部
５                固定連結部
６                カッタヘッド
７                回転軸
８                減速電動機
９                スクリュコンベヤ
１０                スクリュコンベヤ駆動用モータ
１１                ロータリポンプ
１２                方向修正ジャッキ
１３                操作盤
１４                油圧タンク
１５                駆動装置
１６                中折れジャッキ
１７                テールシール
１８                動力盤
１９                エレクタ
２０                エレクタ旋回モータ
２１                推進ジャッキ
２２                立坑
２３                押輪
２４                土留壁
２５                元押しジャッキ
２６                ストラット
２７                セグメント
５２ｂ              支持円板
５５                仮推進用ジャッキ
５５ａ              伸縮ロッド端
５５ｂ              ジャッキ−本体
５６，５６’        連結部材
５６ａ〜５６ｃ      第１〜第３フレーム
５７                廻止めピン
５８                プレート部材
５９                摺動部材
６０                支持体
【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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