シールド機及びこのシールド機を用いた姿勢転換方法
【課題】シールド機の姿勢を効率良く転換することができるシールド機及びシールド機の姿勢転換方法を提供する。
【解決手段】フード部３はシールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９と、固定フード３１とから構成され、可動フード２９は各主シールド１５の中心軸に対して水平方向及び垂直方向位置に、例えば、合計１０箇所設けられる。また、各可動フード２９を傾動するための駆動機構３３がスキンプレート９の内側にそれぞれ設置され、各可動フード２９は独立して傾動可能である。
【解決手段】フード部３はシールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９と、固定フード３１とから構成され、可動フード２９は各主シールド１５の中心軸に対して水平方向及び垂直方向位置に、例えば、合計１０箇所設けられる。また、各可動フード２９を傾動するための駆動機構３３がスキンプレート９の内側にそれぞれ設置され、各可動フード２９は独立して傾動可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド機及びシールド機の姿勢転換方法に関し、特に、姿勢転換に有効なシールド機及びこのシールド機を用いた姿勢転換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シールド機は、進行方向前部で切羽の掘削を行うフード部と、後部で覆工を行うテール部と、フード部及びテール部を結ぶとともに推進設備等を内方に装備するガーダー部とからなり、外部から作用する荷重に対し前述した各部を保護するための円筒状の鋼殻からなるスキンプレートを備えている。このスキンプレートの内側に近接して等間隔にシールドジャッキが設けられ、セグメント全周に均等に推進荷重が作用するように環状に設置されている。
【０００３】
シールド機の姿勢転換は、主にシールドジャッキの選択による力点の設定によって行われる。すなわち、選択されたシールドジャッキのみを作動させると、選択されたシールドジャッキ側のシールド機は選択されていないシールドジャッキ側のシールド機よりも前に進むというシールド機の推進量の違いを利用して姿勢転換が行われる。また、シールド機の姿勢転換の補助方法として、オーバーカッター、コピーカッター等による余堀が行われ、シールド機の姿勢転換する側（例えば、シールド機が左向きに推進する際は切羽の左側）の自由度を増加させる方法が用いられている。
【０００４】
また、例えば、非特許文献１には、曲線施工時や蛇行時等におけるシールド機の姿勢を転換するための方法として、シールド機本体の中央部に可動ソリ装置を取り付ける方法が開示されている。この可動ソリ装置は、シールド機本体内に設けられ、シールド機の姿勢を転換する際にジャッキによりソリ板と呼ばれる抵抗板をスキンプレートよりも外方に突出させて地盤に押し付けてシールド機の姿勢を転換するものである。
【０００５】
さらに、例えば、特許文献１には、ローリング時におけるシールド機の姿勢を転換するための方法として、矩形シールド機のフード部をテーパー状に形成し、コピーカッターを有するカッターヘッドにて切羽の掘削断面形状を変化させることによりシールド機の姿勢を転換する方法が開示されている。この方法においては、フード部の左右側はテーパー状で、上下側は水平に形成され、カッターヘッドにてフード部内方の前方に位置する切羽部分を掘削すると同時に、コピーカッターにてフード部の前方に位置する切羽部分の一部を残すように余堀し、シールド機を前進させる際にこの掘り残し部分に乗り上げることによりシールド機の姿勢を転換するものである。
【非特許文献１】シールド工法、鹿島出版会、昭和５６年１２月２０日発行
【特許文献１】特開２０００−３２８８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シールドジャッキを作動させてシールド機の姿勢を転換する方法では、シールドジャッキの反力材とするためのセグメントが環状ではなく、略Ｕ型に構築されている場合等に、姿勢転換に有効なシールドジャッキを使用できず、姿勢転換が困難になるという問題点があった。また、オーバーカッター、コピーカッター等により余堀を行い、姿勢転換する側の自由度を増加させる方法では、余堀が生じるために地山が緩み、地盤沈下が生じる可能性があるという問題点があった。また、余堀の部分には裏込材を注入しなければならないために、裏込材の材料費が余分にかかるという問題点があった。さらに、この裏込材の充填が不十分な場合は、シールド機がノーズダウン、ローリングしてしまい、軌道の修正に手間と時間がかかるという問題点があった。
【０００７】
また、非特許文献１に記載されている可動ソリを地盤に押し付けてシールド機本体の姿勢を転換する方法では、可動ソリはスキンプレートよりも外方に突出して地盤を押し付けるために地山を痛めるという問題点があった。また、シールド機はその自由度を周辺地山に拘束されているために、可動ソリでは姿勢の転換の効果が小さく、所望の姿勢へ転換するためには長区間に渡って可動ソリを突出させなければならず、この作業に多くの手間と時間がかかるという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献１に記載されている矩形シールド機では、テーパー状のフード部は固定されているために、掘削土の取り込み断面積は常に一定である。つまり、シールド機の姿勢を転換する場合に、テーパー状のフード部の前方に掘り残し部分を設けても、フード部内に取り込まれる掘削土量は掘り残し部を設けない場合と変わらないために、シールド機の自由度に差位は生じない。したがって、シールド機が推進して、テーパー状のフード部が、この掘り残し部分に乗り上げても姿勢転換の効果は小さいという問題点があった。
【０００９】
一方、シールド機が直進する場合においても、固定されたテーパー外側の土砂は、掘削される・掘削されないにかかわらずシールド内に取り込まれないために、抵抗が大きくなり、シールド機の掘進が困難になるという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、曲線施工時やピッチング、ヨーイング、ローリング等の蛇行時にシールド機の姿勢を効率良く転換することができるシールド機及びシールド機の姿勢転換方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明のシールド機は、進行方向前部にフード部を有するシールド機であって、前記フード部は複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードは前記シールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成され、該可動フードを可動するための駆動機構と、前記フード部の前方に位置する切羽部分の一部を選択して掘削することが可能なコピーカッターを有するカッターヘッドとを備えることを特徴とする（第１の発明）。
【００１２】
本発明のシールド機は、フード部が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードはシールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードと、この可動フードを可動するための駆動機構とを備えることにより、可動フードをシールド機の内側に向かって駆動することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のシールド機はフード部の前方に位置する切羽部分を選択して掘削することが可能なコピーカッターを有するカッターヘッドを備えることにより、駆動する可動フードの前方に位置する切羽部分を掘削せず、駆動する可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分を掘削することが可能となる。
【００１４】
したがって、可動フードを駆動し、駆動した可動フードの前方に位置する切羽部分を掘削せず、駆動した可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機を推進すると、駆動した可動フードの前方に位置する切羽部分の土砂はシールド機内に取り込まれずに、シールド機本体の推進により圧密され、駆動した可動フードを押し出す力が生じる。そして、この可動フードを押し出す力を利用することによりシールド機の姿勢を転換することが可能となる。つまり、セグメントの形状が半円状、Ｕ字状等であって、姿勢転換のためにすべてのシールドジャッキを使用できない場合においてもシールド機の姿勢を転換することが可能となる。
【００１５】
また、可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機を推進させて掘削された地山を可動フード以外のフードにて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止することが可能となる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、前記可動フードは、その進行方向前部が前記シールド機の内側に向かって傾動することを特徴とする。
【００１７】
本発明の可動フードはシールド機の内側に向かって傾くために地山を痛めることがない。
【００１８】
第３の発明は、第１の発明において、前記可動フードが前記シールド機の中心軸に対して平行な状態で、前記シールド機の内側に向かって変位可能であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の可動フードはシールド機の内側に向かって変位するために地山を痛めることがない。
【００２０】
第４の発明のシールド機の姿勢転換方法は、進行方向前部に設けられたフード部が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードがシールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成されたシールド機の姿勢転換方法において、前記可動フードのうち、姿勢転換のために駆動する可動フードを選択する選択工程と、該選択した可動フードを前記シールド機の内側に向かって駆動する駆動工程と、カッターヘッドで地山を掘削すると同時に、前記選択した可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分のみを掘削して、前記選択した可動フードの前方に位置する切羽部分を掘り残す掘削工程とを備え、前記シールド機を前進させて、前記掘削した地山を前記シールド機内に取り込むとともに、前記駆動した可動フードにて前記切羽部分の掘り残しを圧密することにより姿勢を転換することを特徴とする。
【００２１】
本発明のシールド機の姿勢転換方法は、進行方向前部に設けられたフード部のうち、姿勢転換のために駆動する可動フードを選択し、この選択された可動フードをシールド機の内側に向かって駆動させ、カッターヘッドで地山を掘削すると同時に、可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分のみを掘削して可動フードの前方に位置する切羽部分を掘り残す。この掘り残した切羽部分の土砂はシールド機を前進させてもシールド機内に取り込まれない。したがって、掘り残した切羽部分の土砂は、シールド機の推進と同時に圧密され、可動フードを押し出す力が生じ、この可動フードを押し出す力を利用することによりシールド機の姿勢を転換することが可能となる。つまり、圧密された土砂が可動フードを押し出す力を利用してシールド機の姿勢を転換するために、確実に姿勢を転換することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のシールド機の姿勢転換方法は、選択工程の後に、駆動工程を行うことができるために、掘削と同時にシールド機本体も推進する典型的なシールド機を用いる場合に適用することが可能である。
【００２３】
第５の発明は、第４の発明において、前記駆動工程と、前記掘削工程とを、この順又は逆順して行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明のシールド機の姿勢転換方法は、掘削工程の後に、駆動工程を行うことができるために、カッターヘッドを有する複数の小型シールドがシールド機本体よりも先行進行し、その後シールド機本体が進行するシールド機を用いる場合にも適用することが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のシールド機及びシールド機の姿勢転換方法によれば、シールド機の姿勢を効率良く転換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明における好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、複数の小型シールドを備えた矩形シールド機を用いる場合の姿勢転換方法について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図、図２は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。図１及び図２に示すように、シールド機１は、進行方向前部で切羽の掘削を行うフード部３と、後部で覆工を行うテール部５と、フード部３及びテール部５を結ぶとともに推進設備等を内方に装備するガーダー部７とから構成され、外部から作用する荷重に対し前述した各部を保護するための矩形筒状の鋼殻からなるスキンプレート９を備える。このスキンプレート９の内側に近接して等間隔にシールドジャッキ１１が設けられ、セグメント１３全周に均等に推進荷重が作用するように環状に設置される。
【００２８】
また、シールド機１は、スキンプレート９内に縦横に所定の組み合せで配列されるとともに、それぞれが独立して推進可能、かつそれぞれが独立して駆動可能な複数の矩形状の主シールド１５を備える。主シールド１５の配列は、構築するトンネルの掘削断面の形状、大きさ等に応じて適宜の組み合せとすることができ、本実施形態においては、例えば、縦（鉛直）方向×横（水平）方向＝２（段）×３（列）としている。各主シールド１５は、フード部３内及びガーダー部７内に前後移動自在に設けられる矩形状のシールド本体１７と、シールド本体１７を進退させるスライドジャッキ１９と、シールド本体１７の前面側に回転可能に設けられ、コピーカッター２１を有するカッターヘッド２３と、シールド本体１７に設けられ、カッターヘッド２３及びコピーカッター２１を駆動するための駆動源２５と、駆動源２５の駆動力をカッターヘッド２３及びコピーカッター２１に伝達する動力伝達機構２７とを備えており、各主シールド１５は、独立して駆動可能に構成される。
【００２９】
フード部３はシールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９と、固定フード３１とから構成され、可動フード２９は各主シールド１５の中心軸に対して水平方向及び垂直方向位置に、例えば、合計１０箇所設けられる。また、各可動フード２９を傾動するための駆動機構３３がスキンプレート９の内側にそれぞれ設置され、各可動フード２９は独立して傾動可能である。
【００３０】
図３は、本発明の第一実施形態に係る可動フード２９の駆動機構３３を示す図である。駆動機構３３は、ガーダー部の内側に固着されるガーダー部側ブラケット３５と、このガーダー部側ブラケット３５にピン３７を介して接続されるフード部用ジャッキ４１と、フード部３の内側に固定され、フード部用ジャッキ４１のロッド４１ａとピン４５を介して接続されるフード部側ブラケット４７と、フード部側ブラケット４７に可動フード２９の可動中心として接続される支点ピン４９と、この支点ピン４９を支持するための支持部材５１と、シールド機１本体内への土砂の挿入を防止するシール材３９とから構成される。
【００３１】
可動フード２９は、フード部用ジャッキ４１を収縮することにより、支点ピン４９を中心として、その切羽側がシールド機１の内側（図３中の上側）に傾動する。なお、可動フード２９は、フード部用ジャッキ４１のロッド４１ａを隔壁６３にピン等の固定材４１ｂにて固定することにより可動フード２９を固定することができる。また、フード部用ジャッキ４１を伸張した状態では可動フード２９は内側に傾動せず、固定フード３１と同じ形状になる。
【００３２】
図４は、本発明の第一実施形態に係るカッターヘッド２３の断面図である。カッターヘッド２３は、カッターヘッド２３内部に設けられるジャッキ５３と、このジャッキ５３の伸縮に連動してカッターヘッド２３の外周部から出没自在となるように構成されるコピーカッター２１とを備える。カッターヘッド２３は、フード部３の内方となる主シールド１５の前方に位置する切羽部分を掘削する。一方、コピーカッター２１は、カッターヘッド２３の回転角度に連動して出没し、カッターヘッド２３が掘削する矩形面の外周に沿って、固定フード３１及び固定した可動フード２９の前方に位置する切羽部分のみを掘削して、傾動した可動フード２９の前方に位置する切羽部分を掘り残す。ジャッキ５３の伸縮は駆動源２５を制御する制御装置（図示せず）にて制御される。
【００３３】
図５は、本発明の第一実施形態に係るガーダー部７及びテール部５の断面図である。ガーダー部７とテール部５とは、スキンプレート９の内側に近接して等間隔に複数本設置される中折れジャッキ５５にて連結されており、この中折れジャッキ５５の伸縮動作により、ガーダー部７とテール部５とを折り曲げ、これらのなす角度を変化させてシールド機１の推進方向を変更する。
【００３４】
ガーダー部７には掘削した土砂を排出するための排出装置５７が接続されている。
【００３５】
テール部５の内側にはセグメント組立装置５９が設けられ、このセグメント組立装置５９により、掘削したトンネルの内面に順次セグメント１３が組み立てられ、セグメント１３による内壁が構築される。
【００３６】
以下に、シールド機１の姿勢転換方法について姿勢転換手順にしたがって説明する。
【００３７】
まず、第一実施形態における姿勢転換方法の第１の実施例を示す。
【００３８】
図６〜図１０は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機１において可動フード２９のみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００３９】
図６に示すように、上記のように構成した本実施形態によるシールド機１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面平面図の上側）に姿勢を転換するには、まず、シールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９を選択する。傾動する可動フード２９は、シールド機１の姿勢転換方向に応じて選択するものとし、本実施形態においては、切羽に向かって左側部の可動フード２９ａ、２９ｂを選択する。そして、可動フード２９ａ、２９ｂのフード部用ジャッキ４１をそれぞれ収縮させてシールド機１の内側に可動フード２９ａ、２９ｂを傾動する。
【００４０】
次に、図７に示すように、スライドジャッキ１９を伸張させることにより、主シールド１５をシールド機１本体から推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽をカッターヘッド２３により掘削する。主シールド１５のカッターヘッド２３を回転駆動させると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊ（つまり、選択した可動フード２９ａ、２９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。カッターヘッド２３の回転に連動して出没自在なコピーカッター２１は、傾動する可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削しないようにカッターヘッド２３内に格納され、固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削するようにカッターヘッド２３から突出させられる。カッターヘッド２３及びコピーカッター２１により掘削された土砂は、排出装置５７により順次シールド機１の後端側へ排出される。
【００４１】
そして、図８に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールドジャッキ１１を伸張させてシールド機１本体を推進させ、掘削された地山をスキンプレート９にて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止する。可動フード２９ａ、２９ｂの前方の土砂は、シールド機１内に取り込まれないために、シールド機１本体の推進により可動フード２９ａ、２９ｂにて押圧され、シールド機１側に向かうにしたがって細くなるように圧密される。
【００４２】
ここで、図９に示すように、圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機１本体が推進する際に、傾動した可動フード２９ａ、２９ｂが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００４３】
図１０に示すように、可動フード２９ａ、２９ｂを傾動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００４４】
次に、第一実施形態における姿勢転換方法の第２の実施例を示す。下記に示す説明において、上述した実施例と同一部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４５】
図１１〜図１４は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機１において可動フード２９及びシールドジャッキ１１を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００４６】
図１１及び図１２に示すように、シールド機１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、上記第１の実施例と同様に、可動フード２９ａ、２９ｂを選択し、シールド機１の内側に可動フード２９ａ、２９ｂを傾動して、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊ（つまり、選択した可動フード２９ａ、２９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００４７】
そして、図１３に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機１の左側部を右側部よりも前進させるとともに、掘削された地山をスキンプレート９にて保持する。傾動した可動フード２９ａ、２９ｂ前方の土砂は、シールド機１内に取り込まれなかったシールド機１本体の推進により可動フード２９ａ、２９ｂにて押圧され、シールド機１側に向かうにしたがって細くなるように圧密される。
【００４８】
ここで、図１４に示すように、圧密された土砂は楔としての機能を有し、上記第１の実施例と同様に、シールド機１本体が推進する際は傾動した可動フード２９ａ、２９ｂが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００４９】
可動フード２９ａ、２９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合は、可動フード２９ａ、２９ｂのみを用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機１の姿勢が転換される。
【００５０】
可動フード２９ａ、２９ｂを傾動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００５１】
さらに、第一実施形態における姿勢転換方法の第３の実施例を示す。
【００５２】
図１５〜図１８は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機１において可動フード２９、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００５３】
図１５及び図１６に示すように、シールド機１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、上記第１及び第２の実施例と同様に、可動フード２９ａ、２９ｂを選択し、シールド機１の内側に可動フード２９ａ、２９ｂを傾動する。
【００５４】
次に、シールド機１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を伸張させてガーダー部７の左側部を右側部よりも前進させ、フード部３及びガーダー部７がテール部５に対して進行方向右側に傾いた状態にする。
【００５５】
そして、上記第１及び第２の実施例と同様に、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊ（つまり、選択した可動フード２９ａ、２９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００５６】
また、図１７に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、上記第２の実施例と同様に、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機１の左側部を右側部よりも前進させる。
【００５７】
ここで、図１８に示すように、圧密された土砂は楔としての機能を有し、上記第１及び第２の実施例と同様に、シールド機１本体が推進する際は傾動した可動フード２９ａ、２９ｂが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００５８】
可動フード２９ａ、２９ｂ、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を用いて姿勢転換する場合は、可動フード２９ａ、２９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機１の姿勢が転換される。
【００５９】
可動フード２９ａ、２９ｂを傾動してからシールド機１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を作動させ、カッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００６０】
以上のように、本実施形態によるシールド機１は、フード部３が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードはシールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９として構成され、この可動フード２９を傾動するための駆動機構３３を備えることにより、可動フード２９をシールド機１の内側に向かって傾動することが可能となる。また、シールド機１はコピーカッター２１を有するカッターヘッド２３を備えることにより、傾動する可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削することが可能となる。
【００６１】
したがって、可動フード２９ａ、２９ｂを傾動し、これらの可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機１を推進すると、可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分の土砂はシールド機１内に取り込まれずに、シールド機１本体の推進により圧密され、楔としての機能を有し、シールド機１が推進する際に、可動フード２９ａ、２９ｂが圧密された土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１の姿勢を転換することが可能となる。つまり、セグメント１３の形状が半円状、Ｕ字状等であって、姿勢転換のためにすべてのシールドジャッキ１１を使用できない場合においてもシールド機１の姿勢を転換することが可能となる。
【００６２】
また、可動フード２９ａ、２９ｂにて姿勢を転換する方法を、シールドジャッキ１１、中折れジャッキ５５等と併用することにより、姿勢を転換する効果が大きくなり、短い区間で姿勢を転換することが可能となる。
【００６３】
そして、可動フード２９ａ、２９ｂを傾動し、固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機１を推進させて掘削された地山を固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊにて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止することが可能となる。
【００６４】
また、可動フード２９ａ、２９ｂはシールド機１の内側に向かって傾動するために地山を痛めることがない。
【００６５】
次に、本発明における第一実施形態と異なる実施形態を示す。下記に示す説明において、第一実施形態と同様の技術を用いたものと対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６６】
図１９は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１の側断面図、図２０は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１の正面図である。図１９及び図２０に示すように、シールド機６１は、第一実施形態にて説明したシールド機１のフード部３の駆動機構３３と異なる駆動機構７３を備えたものであり、主に相違点について説明する。シールド機６１のフード部３は、シールド機６１の中心軸に対して平行な状態で、シールド機６１の内側に向かって変位する可動フード６９と、固定フード３１とから構成される。そして、各可動フード６９を駆動するための駆動機構７３がスキンプレート９の内側にそれぞれ設置され、各可動フード６９は独立して駆動可能である。可動フード６９は、第一実施形態と同様に、各主シールド１５の中心軸に対して水平方向及び垂直方向位置に、例えば、合計１０箇所設けられる。
【００６７】
図２１は、本発明の第二実施形態に係る可動フード６９の駆動機構７３を示す図である。駆動機構７３は、可動フード６９のガーダー部７側端部に取り付けられ、隔壁６３に沿って摺動するガイド７５と、ガイド７５の端部に固着されるガーダー部側ブラケット７７と、このガーダー部側ブラケット７７にピン７９、クレビス８１を介して接続され、基端部８３ａがガーダー部７の内側に固着されるフード部用ジャッキ８３と、フード部３の内側に固着されるフード部側ブラケット８５と、一端がフード部側ブラケット８５にピン８７を介して接続され、隔壁６３を介して他端がガイド７５に固着される支持部材８９と、シールド機１本体内への土砂の挿入を防止するシール材３８、４０とから構成される。
【００６８】
可動フード６９は、フード部用ジャッキ８３を伸張することにより、隔壁６３に沿って摺動するガイド７５を介して可動フード６９がシールド機６１の中心軸に平行な状態で、シールド機６１の内側に向かって移動する。また、フード部用ジャッキ８３を収縮した状態では可動フード６９は内側に移動せず、固定フード３１と同じ形状になる。
【００６９】
以下に、シールド機６１の姿勢転換方法について姿勢転換手順にしたがって説明する。
【００７０】
図２２〜図２６は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１において可動フード６９のみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００７１】
まず、第二実施形態における姿勢転換方法の第１の実施例を示す。
【００７２】
図２２に示すように、上記のように構成した本実施形態によるシールド機６１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、まず、シールド機６１の内側に向かって移動する可動フード６９を選択する。移動する可動フード６９は、第一実施形態と同様に、切羽に向かって左側部の可動フード６９ａ、６９ｂを選択する。そして、可動フード６９ａ、６９ｂのフード部用ジャッキ８３をそれぞれ伸張させてシールド機６１の内側に可動フード６９を移動する。
【００７３】
次に、図２３に示すように、スライドジャッキ１９を伸張させることにより、主シールド１５をシールド機６１本体から推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽をカッターヘッド２３により掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削する。コピーカッター２１は、移動する可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削しないようにカッターヘッド２３内に格納され、固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊ（つまり、選択した可動フード６９ａ、６９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削するようにカッターヘッド２３から突出される。
【００７４】
そして、図２４に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールドジャッキ１１を伸張させてシールド機６１本体を推進させる。移動した可動フード６９ａ、６９ｂの前方の土砂は、シールド機６１内に取り込まれないためにシールド機６１本体の推進により、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密される。
【００７５】
ここで、図２５に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密された土砂は、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００７６】
図２６に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂを移動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機６１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００７７】
次に、第二実施形態における姿勢転換方法の第２の実施例を示す。
【００７８】
図２７〜図３０は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１において可動フード６９及びシールドジャッキ１１を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００７９】
図２７、２８に示すように、シールド機６１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１の実施例と同様に、可動フード６９ａ、６９ｂを選択し、シールド機６１の内側に可動フード６９ａ、６９ｂを移動して、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊ（つまり、選択した可動フード６９ａ、６９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００８０】
そして、図２９に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機６１の左側部を右側部よりも前進させるとともに、掘削された地山をスキンプレート９にて保持する。移動した可動フード６９前方の土砂は、シールド機６１内に取り込まれないために、シールド機６１本体の推進により、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密される。
【００８１】
ここで、図３０に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密された土砂は、本実施形態における上記第１の実施例と同様に、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００８２】
可動フード６９ａ、６９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合は、可動フード６９ａ、６９ｂのみを用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機６１の姿勢が転換される。
【００８３】
可動フード６９ａ、６９ｂを移動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機６１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００８４】
さらに、第二実施形態における姿勢転換方法の第３の実施例を示す。
【００８５】
図３１〜図３４は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１において可動フード６９、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００８６】
図３１、図３２に示すように、シールド機６１を用いてトンネル内で進行方向右側（図３２の紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１及び第２実施例と同様に、可動フード６９ａ、６９ｂを選択し、シールド機６１の内側に可動フード６９ａ、６９ｂを移動する。
【００８７】
次に、シールド機６１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を伸張させてガーダー部７の左側部を右側部よりも前進させ、フード部３及びガーダー部７がテール部５に対して進行方向右側に傾いた状態にする。
【００８８】
そして、本実施形態における上記第１及び第２の実施例と同様に、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊ（つまり、選択した可動フード６９ａ、６９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００８９】
また、図３３に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、本実施形態における上記第２の実施例と同様に、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機６１の左側部を右側部よりも前進させる。
【００９０】
ここで、図３４に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密された土砂は、本実施形態における上記第１及び第２の実施例と同様に、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００９１】
可動フード６９ａ、６９ｂ、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を用いて姿勢転換する場合は、可動フード６９ａ、６９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機６１の姿勢が転換される。
【００９２】
可動フード６９ａ、６９ｂを移動してからシールド機６１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を作動させ、カッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機６１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００９３】
以上のように、本実施形態によるシールド機６１は、フード部３が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードはシールド機６１の中心軸に対して平行な状態で、シールド機の内側に向かって移動する可動フード６９として構成され、この可動フード６９を移動するための駆動機構７３を備えることにより、可動フード６９をシールド機６１の内側に向かって移動することが可能となる。また、シールド機６１はコピーカッター２１を有するカッターヘッド２３を備えることにより、移動する可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削することが可能となる。
【００９４】
したがって、可動フード６９ａ、６９ｂを移動し、これらの可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機６１を推進すると、可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分の土砂はシールド機６１内に取り込まれずに、シールド機６１本体の推進により圧密される。圧密された土砂は、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換することが可能となる。つまり、セグメント１３の形状が半円状、Ｕ字状等であって、姿勢転換のためにすべてのシールドジャッキ１１を使用できない場合においてもシールド機６１の姿勢を転換することが可能となる。
【００９５】
また、可動フード６９ａ、６９ｂにて姿勢を転換する方法を、シールドジャッキ１１、中折れジャッキ５５等と併用することにより、姿勢を転換する効果が大きくなり、短い区間で姿勢を転換することが可能となる。
【００９６】
そして、可動フード６９ａ、６９ｂを駆動し、固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機６１を推進させて掘削された地山を固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊにて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止することが可能となる。
【００９７】
また、可動フード６９ａ、６９ｂはシールド機６１の内側に向かって移動するために地山を痛めることがない。
【００９８】
次に、本発明における第三実施形態について説明する。本実施形態においては、掘削と同時にシールド機本体も推進する典型的な円形シールド機を用いる方法について説明する。
【００９９】
図３５は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２の正面図、図３６は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２の側断面図である。本実施形態に係るシールド機２の基本的な構成は、第一及び第二実施形態と同様であるので、主に相違点について説明する。図３５及び図３６に示すように、シールド機２は、円筒状で鋼殻のスキンプレート９０と、コピーカッター２１を有する１台のカッターヘッド９１とを備える。また、フード部３は、シールド機２の内側に向かって傾動する弧状の可動フード９２と、弧状の固定フード９４とから構成され、可動フード９２は、シールド機２本体の中心軸に対して円周方向に、例えば、合計８箇所設けられる。また、フード部３は、各可動フード９２を傾動するための駆動機構３３を有する。
【０１００】
以下に、シールド機２の姿勢転換方法について姿勢転換手順にしたがって説明する。
【０１０１】
まず、第三実施形態における姿勢転換方法の第１の実施例を示す。
【０１０２】
図３７は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２において可動フード９２のみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【０１０３】
図３７に示すように、上記のように構成した本実施形態によるシールド機２を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、まず、シールド機２の内側に向かって傾動する可動フード９２を選択する。傾動する可動フード９２は、シールド機２の姿勢転換方向に応じて選択するものとし、本実施形態においては、切羽に向かって左側部の可動フード９２ａ〜９２ｄ（図３５に示す）を選択する。そして、可動フード９２ａ〜９２ｄのフード部用ジャッキ４１をそれぞれ収縮させてシールド機２の内側に可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動する。
【０１０４】
次に、シールドジャッキ１１を伸張させることによりシールド機２本体を推進させ、前方に位置する切羽をカッターヘッド９１により掘削する。カッターヘッド９１を回転駆動させると同時に、コピーカッター２１にて固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈ（つまり、選択した可動フード９２ａ〜９２ｄ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。カッターヘッド９１の回転に連動して出没自在なコピーカッター２１は、傾動する可動フード９２ａ〜９２ｄの前方に位置する切羽部分を掘削しないようにカッターヘッド９１内に格納され、固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈの前方に位置する切羽部分を掘削するようにカッターヘッド９１から突出させられる。
【０１０５】
可動フード９２ａ〜９２ｄの前方の土砂は、第一実施形態と同様に、シールド機２本体を推進させてもシールド機２内に取り込まれないために、シールド機２本体の推進により可動フード９２ａ〜９２ｄにて圧密され、この圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機２本体が推進する際に、傾動した可動フード９２ａ〜９２ｄが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【０１０６】
可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動してからカッターヘッド９１及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機２本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【０１０７】
次に、第三実施形態における姿勢転換方法の第２の実施例を示す。
【０１０８】
図３８は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２において可動フード９２及びシールドジャッキ１１を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【０１０９】
図３８に示すように、シールド機２を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１の実施例と同様に、可動フード９２ａ〜９２ｄ（図３５に示す）を選択し、シールド機２の内側に可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動する。
【０１１０】
次に、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機２の左側部を右側部よりも前進させることによりシールド機２本体を推進させ、前方に位置する切羽をカッターヘッド９１により掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈの前方に位置する切羽部分を掘削する。
【０１１１】
可動フード９２ａ〜９２ｄの前方の土砂は、第一実施形態と同様に、シールド機２本体の推進により可動フード９２ａ〜９２ｄにて圧密され、この圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機２本体が推進する際に、傾動した可動フード９２ａ〜９２ｄが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【０１１２】
可動フード９２ａ〜９２ｄ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合は、可動フード９２ａ〜９２ｄのみを用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機２の姿勢が転換される。
【０１１３】
可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動してからカッターヘッド９１及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機２本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【０１１４】
さらに、第三実施形態における姿勢転換方法の第３の実施例を示す。
【０１１５】
図３９は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２において可動フード９２、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【０１１６】
図３９に示すように、シールド機２を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１及び第２の実施例と同様に、可動フード９２ａ〜９２ｄ（図３５に示す）を選択し、シールド機２の内側に可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動する。
【０１１７】
次に、シールド機２の左側部に設置された中折れジャッキ５５を伸張させてガーダー部７の左側部を右側部よりも前進させ、フード部３及びガーダー部７がテール部５に対して進行方向右側に傾いた状態にする。
【０１１８】
そして、本実施形態における上記第２の実施例と同様に、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機２の左側部を右側部よりも前進させることによりシールド機２本体を推進させ、前方に位置する切羽をカッターヘッド９１により掘削する。また、コピーカッター２１にて固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈの前方に位置する切羽部分を掘削する。
【０１１９】
可動フード９２ａ〜９２ｄの前方の土砂は、第一実施形態と同様に、シールド機２本体の推進により可動フード９２ａ〜９２ｄにて圧密され、この圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機２本体が推進する際に、傾動した可動フード９２ａ〜９２ｄが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【０１２０】
可動フード９２ａ〜９２ｄ、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を用いて姿勢転換する場合は、可動フード９２ａ〜９２ｄ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機２の姿勢が転換される。
【０１２１】
可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動してからシールド機２の左側部に設置された中折れジャッキ５５を作動させ、カッターヘッド９１及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機２本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【０１２２】
なお、本実施形態においては、可動フード９２を駆動させる方法として駆動機構３３を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、駆動装置７３を用いてもよい。
【０１２３】
なお、上述した各実施形態において、矩形又は円形のシールド機１、２、６１を用いた姿勢転換方法について説明したが、シールド機の形状は矩形又は円形に限定されるものではなく、様々な断面形状のシールド機に適用が可能であって、例えば、図４０に示すように、複円形シールド機にも本発明の姿勢転換方法を適用することが可能である。
【０１２４】
また、上述したすべての実施形態において、シールド機１、２、６１の進行方向右側への姿勢転換方法について説明したが、これに限定されるものではなく、進行方向左側等の曲線施工時、ピッチング、ヨーイング、ローリングにおける軌道修正時等の姿勢転換が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る可動フードの駆動機構を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るカッターヘッドの断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係るガーダー部及びテール部の断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図７】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１１】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１２】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１３】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１４】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１５】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１６】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１７】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１８】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１９】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。
【図２０】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機の正面図である。
【図２１】本発明の第二実施形態に係る可動フードの駆動機構を示す図である。
【図２２】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２３】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２４】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２５】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２６】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２７】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２８】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２９】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３０】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３１】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３２】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３３】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３４】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３５】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機の正面図である。
【図３６】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機の側断面図である。
【図３７】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３８】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３９】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図４０】本発明に係る複円形シールド機の正面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１、２、６１ シールド機
３ フード部
５ テール部
７ ガーダー部
９、９０ スキンプレート
１１ シールドジャッキ
１３ セグメント
１５ 主シールド
１７ シールド本体
１９ スライドジャッキ
２１ コピーカッター
２３、９１ カッターヘッド
２５ 駆動源
２７ 動力伝達機構
２９、６９、９２ 可動フード
３１、９４ 固定フード
３３、７３ 駆動機構
３５、７７ ガーダー部側ブラケット
３７、４５、７９、８７ ピン
３８、３９、４０ シール材
４１、８３ フード部用ジャッキ
４１ａ ロッド
４１ｂ 固定材
４７、８５ フード部側ブラケット
４９ 支点ピン
５１、８９ 支持部材
５５ 中折れジャッキ
５７ 排出装置
５９ セグメント組立装置
６３ 隔壁
７５ ガイド
８１ クレビス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド機及びシールド機の姿勢転換方法に関し、特に、姿勢転換に有効なシールド機及びこのシールド機を用いた姿勢転換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シールド機は、進行方向前部で切羽の掘削を行うフード部と、後部で覆工を行うテール部と、フード部及びテール部を結ぶとともに推進設備等を内方に装備するガーダー部とからなり、外部から作用する荷重に対し前述した各部を保護するための円筒状の鋼殻からなるスキンプレートを備えている。このスキンプレートの内側に近接して等間隔にシールドジャッキが設けられ、セグメント全周に均等に推進荷重が作用するように環状に設置されている。
【０００３】
シールド機の姿勢転換は、主にシールドジャッキの選択による力点の設定によって行われる。すなわち、選択されたシールドジャッキのみを作動させると、選択されたシールドジャッキ側のシールド機は選択されていないシールドジャッキ側のシールド機よりも前に進むというシールド機の推進量の違いを利用して姿勢転換が行われる。また、シールド機の姿勢転換の補助方法として、オーバーカッター、コピーカッター等による余堀が行われ、シールド機の姿勢転換する側（例えば、シールド機が左向きに推進する際は切羽の左側）の自由度を増加させる方法が用いられている。
【０００４】
また、例えば、非特許文献１には、曲線施工時や蛇行時等におけるシールド機の姿勢を転換するための方法として、シールド機本体の中央部に可動ソリ装置を取り付ける方法が開示されている。この可動ソリ装置は、シールド機本体内に設けられ、シールド機の姿勢を転換する際にジャッキによりソリ板と呼ばれる抵抗板をスキンプレートよりも外方に突出させて地盤に押し付けてシールド機の姿勢を転換するものである。
【０００５】
さらに、例えば、特許文献１には、ローリング時におけるシールド機の姿勢を転換するための方法として、矩形シールド機のフード部をテーパー状に形成し、コピーカッターを有するカッターヘッドにて切羽の掘削断面形状を変化させることによりシールド機の姿勢を転換する方法が開示されている。この方法においては、フード部の左右側はテーパー状で、上下側は水平に形成され、カッターヘッドにてフード部内方の前方に位置する切羽部分を掘削すると同時に、コピーカッターにてフード部の前方に位置する切羽部分の一部を残すように余堀し、シールド機を前進させる際にこの掘り残し部分に乗り上げることによりシールド機の姿勢を転換するものである。
【非特許文献１】シールド工法、鹿島出版会、昭和５６年１２月２０日発行
【特許文献１】特開２０００−３２８８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シールドジャッキを作動させてシールド機の姿勢を転換する方法では、シールドジャッキの反力材とするためのセグメントが環状ではなく、略Ｕ型に構築されている場合等に、姿勢転換に有効なシールドジャッキを使用できず、姿勢転換が困難になるという問題点があった。また、オーバーカッター、コピーカッター等により余堀を行い、姿勢転換する側の自由度を増加させる方法では、余堀が生じるために地山が緩み、地盤沈下が生じる可能性があるという問題点があった。また、余堀の部分には裏込材を注入しなければならないために、裏込材の材料費が余分にかかるという問題点があった。さらに、この裏込材の充填が不十分な場合は、シールド機がノーズダウン、ローリングしてしまい、軌道の修正に手間と時間がかかるという問題点があった。
【０００７】
また、非特許文献１に記載されている可動ソリを地盤に押し付けてシールド機本体の姿勢を転換する方法では、可動ソリはスキンプレートよりも外方に突出して地盤を押し付けるために地山を痛めるという問題点があった。また、シールド機はその自由度を周辺地山に拘束されているために、可動ソリでは姿勢の転換の効果が小さく、所望の姿勢へ転換するためには長区間に渡って可動ソリを突出させなければならず、この作業に多くの手間と時間がかかるという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献１に記載されている矩形シールド機では、テーパー状のフード部は固定されているために、掘削土の取り込み断面積は常に一定である。つまり、シールド機の姿勢を転換する場合に、テーパー状のフード部の前方に掘り残し部分を設けても、フード部内に取り込まれる掘削土量は掘り残し部を設けない場合と変わらないために、シールド機の自由度に差位は生じない。したがって、シールド機が推進して、テーパー状のフード部が、この掘り残し部分に乗り上げても姿勢転換の効果は小さいという問題点があった。
【０００９】
一方、シールド機が直進する場合においても、固定されたテーパー外側の土砂は、掘削される・掘削されないにかかわらずシールド内に取り込まれないために、抵抗が大きくなり、シールド機の掘進が困難になるという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、曲線施工時やピッチング、ヨーイング、ローリング等の蛇行時にシールド機の姿勢を効率良く転換することができるシールド機及びシールド機の姿勢転換方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明のシールド機は、進行方向前部にフード部を有するシールド機であって、前記フード部は複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードは前記シールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成され、該可動フードを可動するための駆動機構と、前記フード部の前方に位置する切羽部分の一部を選択して掘削することが可能なコピーカッターを有するカッターヘッドとを備えることを特徴とする（第１の発明）。
【００１２】
本発明のシールド機は、フード部が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードはシールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードと、この可動フードを可動するための駆動機構とを備えることにより、可動フードをシールド機の内側に向かって駆動することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のシールド機はフード部の前方に位置する切羽部分を選択して掘削することが可能なコピーカッターを有するカッターヘッドを備えることにより、駆動する可動フードの前方に位置する切羽部分を掘削せず、駆動する可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分を掘削することが可能となる。
【００１４】
したがって、可動フードを駆動し、駆動した可動フードの前方に位置する切羽部分を掘削せず、駆動した可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機を推進すると、駆動した可動フードの前方に位置する切羽部分の土砂はシールド機内に取り込まれずに、シールド機本体の推進により圧密され、駆動した可動フードを押し出す力が生じる。そして、この可動フードを押し出す力を利用することによりシールド機の姿勢を転換することが可能となる。つまり、セグメントの形状が半円状、Ｕ字状等であって、姿勢転換のためにすべてのシールドジャッキを使用できない場合においてもシールド機の姿勢を転換することが可能となる。
【００１５】
また、可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機を推進させて掘削された地山を可動フード以外のフードにて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止することが可能となる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、前記可動フードは、その進行方向前部が前記シールド機の内側に向かって傾動することを特徴とする。
【００１７】
本発明の可動フードはシールド機の内側に向かって傾くために地山を痛めることがない。
【００１８】
第３の発明は、第１の発明において、前記可動フードが前記シールド機の中心軸に対して平行な状態で、前記シールド機の内側に向かって変位可能であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の可動フードはシールド機の内側に向かって変位するために地山を痛めることがない。
【００２０】
第４の発明のシールド機の姿勢転換方法は、進行方向前部に設けられたフード部が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードがシールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成されたシールド機の姿勢転換方法において、前記可動フードのうち、姿勢転換のために駆動する可動フードを選択する選択工程と、該選択した可動フードを前記シールド機の内側に向かって駆動する駆動工程と、カッターヘッドで地山を掘削すると同時に、前記選択した可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分のみを掘削して、前記選択した可動フードの前方に位置する切羽部分を掘り残す掘削工程とを備え、前記シールド機を前進させて、前記掘削した地山を前記シールド機内に取り込むとともに、前記駆動した可動フードにて前記切羽部分の掘り残しを圧密することにより姿勢を転換することを特徴とする。
【００２１】
本発明のシールド機の姿勢転換方法は、進行方向前部に設けられたフード部のうち、姿勢転換のために駆動する可動フードを選択し、この選択された可動フードをシールド機の内側に向かって駆動させ、カッターヘッドで地山を掘削すると同時に、可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分のみを掘削して可動フードの前方に位置する切羽部分を掘り残す。この掘り残した切羽部分の土砂はシールド機を前進させてもシールド機内に取り込まれない。したがって、掘り残した切羽部分の土砂は、シールド機の推進と同時に圧密され、可動フードを押し出す力が生じ、この可動フードを押し出す力を利用することによりシールド機の姿勢を転換することが可能となる。つまり、圧密された土砂が可動フードを押し出す力を利用してシールド機の姿勢を転換するために、確実に姿勢を転換することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のシールド機の姿勢転換方法は、選択工程の後に、駆動工程を行うことができるために、掘削と同時にシールド機本体も推進する典型的なシールド機を用いる場合に適用することが可能である。
【００２３】
第５の発明は、第４の発明において、前記駆動工程と、前記掘削工程とを、この順又は逆順して行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明のシールド機の姿勢転換方法は、掘削工程の後に、駆動工程を行うことができるために、カッターヘッドを有する複数の小型シールドがシールド機本体よりも先行進行し、その後シールド機本体が進行するシールド機を用いる場合にも適用することが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のシールド機及びシールド機の姿勢転換方法によれば、シールド機の姿勢を効率良く転換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明における好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、複数の小型シールドを備えた矩形シールド機を用いる場合の姿勢転換方法について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図、図２は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。図１及び図２に示すように、シールド機１は、進行方向前部で切羽の掘削を行うフード部３と、後部で覆工を行うテール部５と、フード部３及びテール部５を結ぶとともに推進設備等を内方に装備するガーダー部７とから構成され、外部から作用する荷重に対し前述した各部を保護するための矩形筒状の鋼殻からなるスキンプレート９を備える。このスキンプレート９の内側に近接して等間隔にシールドジャッキ１１が設けられ、セグメント１３全周に均等に推進荷重が作用するように環状に設置される。
【００２８】
また、シールド機１は、スキンプレート９内に縦横に所定の組み合せで配列されるとともに、それぞれが独立して推進可能、かつそれぞれが独立して駆動可能な複数の矩形状の主シールド１５を備える。主シールド１５の配列は、構築するトンネルの掘削断面の形状、大きさ等に応じて適宜の組み合せとすることができ、本実施形態においては、例えば、縦（鉛直）方向×横（水平）方向＝２（段）×３（列）としている。各主シールド１５は、フード部３内及びガーダー部７内に前後移動自在に設けられる矩形状のシールド本体１７と、シールド本体１７を進退させるスライドジャッキ１９と、シールド本体１７の前面側に回転可能に設けられ、コピーカッター２１を有するカッターヘッド２３と、シールド本体１７に設けられ、カッターヘッド２３及びコピーカッター２１を駆動するための駆動源２５と、駆動源２５の駆動力をカッターヘッド２３及びコピーカッター２１に伝達する動力伝達機構２７とを備えており、各主シールド１５は、独立して駆動可能に構成される。
【００２９】
フード部３はシールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９と、固定フード３１とから構成され、可動フード２９は各主シールド１５の中心軸に対して水平方向及び垂直方向位置に、例えば、合計１０箇所設けられる。また、各可動フード２９を傾動するための駆動機構３３がスキンプレート９の内側にそれぞれ設置され、各可動フード２９は独立して傾動可能である。
【００３０】
図３は、本発明の第一実施形態に係る可動フード２９の駆動機構３３を示す図である。駆動機構３３は、ガーダー部の内側に固着されるガーダー部側ブラケット３５と、このガーダー部側ブラケット３５にピン３７を介して接続されるフード部用ジャッキ４１と、フード部３の内側に固定され、フード部用ジャッキ４１のロッド４１ａとピン４５を介して接続されるフード部側ブラケット４７と、フード部側ブラケット４７に可動フード２９の可動中心として接続される支点ピン４９と、この支点ピン４９を支持するための支持部材５１と、シールド機１本体内への土砂の挿入を防止するシール材３９とから構成される。
【００３１】
可動フード２９は、フード部用ジャッキ４１を収縮することにより、支点ピン４９を中心として、その切羽側がシールド機１の内側（図３中の上側）に傾動する。なお、可動フード２９は、フード部用ジャッキ４１のロッド４１ａを隔壁６３にピン等の固定材４１ｂにて固定することにより可動フード２９を固定することができる。また、フード部用ジャッキ４１を伸張した状態では可動フード２９は内側に傾動せず、固定フード３１と同じ形状になる。
【００３２】
図４は、本発明の第一実施形態に係るカッターヘッド２３の断面図である。カッターヘッド２３は、カッターヘッド２３内部に設けられるジャッキ５３と、このジャッキ５３の伸縮に連動してカッターヘッド２３の外周部から出没自在となるように構成されるコピーカッター２１とを備える。カッターヘッド２３は、フード部３の内方となる主シールド１５の前方に位置する切羽部分を掘削する。一方、コピーカッター２１は、カッターヘッド２３の回転角度に連動して出没し、カッターヘッド２３が掘削する矩形面の外周に沿って、固定フード３１及び固定した可動フード２９の前方に位置する切羽部分のみを掘削して、傾動した可動フード２９の前方に位置する切羽部分を掘り残す。ジャッキ５３の伸縮は駆動源２５を制御する制御装置（図示せず）にて制御される。
【００３３】
図５は、本発明の第一実施形態に係るガーダー部７及びテール部５の断面図である。ガーダー部７とテール部５とは、スキンプレート９の内側に近接して等間隔に複数本設置される中折れジャッキ５５にて連結されており、この中折れジャッキ５５の伸縮動作により、ガーダー部７とテール部５とを折り曲げ、これらのなす角度を変化させてシールド機１の推進方向を変更する。
【００３４】
ガーダー部７には掘削した土砂を排出するための排出装置５７が接続されている。
【００３５】
テール部５の内側にはセグメント組立装置５９が設けられ、このセグメント組立装置５９により、掘削したトンネルの内面に順次セグメント１３が組み立てられ、セグメント１３による内壁が構築される。
【００３６】
以下に、シールド機１の姿勢転換方法について姿勢転換手順にしたがって説明する。
【００３７】
まず、第一実施形態における姿勢転換方法の第１の実施例を示す。
【００３８】
図６〜図１０は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機１において可動フード２９のみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００３９】
図６に示すように、上記のように構成した本実施形態によるシールド機１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面平面図の上側）に姿勢を転換するには、まず、シールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９を選択する。傾動する可動フード２９は、シールド機１の姿勢転換方向に応じて選択するものとし、本実施形態においては、切羽に向かって左側部の可動フード２９ａ、２９ｂを選択する。そして、可動フード２９ａ、２９ｂのフード部用ジャッキ４１をそれぞれ収縮させてシールド機１の内側に可動フード２９ａ、２９ｂを傾動する。
【００４０】
次に、図７に示すように、スライドジャッキ１９を伸張させることにより、主シールド１５をシールド機１本体から推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽をカッターヘッド２３により掘削する。主シールド１５のカッターヘッド２３を回転駆動させると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊ（つまり、選択した可動フード２９ａ、２９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。カッターヘッド２３の回転に連動して出没自在なコピーカッター２１は、傾動する可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削しないようにカッターヘッド２３内に格納され、固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削するようにカッターヘッド２３から突出させられる。カッターヘッド２３及びコピーカッター２１により掘削された土砂は、排出装置５７により順次シールド機１の後端側へ排出される。
【００４１】
そして、図８に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールドジャッキ１１を伸張させてシールド機１本体を推進させ、掘削された地山をスキンプレート９にて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止する。可動フード２９ａ、２９ｂの前方の土砂は、シールド機１内に取り込まれないために、シールド機１本体の推進により可動フード２９ａ、２９ｂにて押圧され、シールド機１側に向かうにしたがって細くなるように圧密される。
【００４２】
ここで、図９に示すように、圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機１本体が推進する際に、傾動した可動フード２９ａ、２９ｂが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００４３】
図１０に示すように、可動フード２９ａ、２９ｂを傾動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００４４】
次に、第一実施形態における姿勢転換方法の第２の実施例を示す。下記に示す説明において、上述した実施例と同一部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４５】
図１１〜図１４は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機１において可動フード２９及びシールドジャッキ１１を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００４６】
図１１及び図１２に示すように、シールド機１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、上記第１の実施例と同様に、可動フード２９ａ、２９ｂを選択し、シールド機１の内側に可動フード２９ａ、２９ｂを傾動して、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊ（つまり、選択した可動フード２９ａ、２９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００４７】
そして、図１３に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機１の左側部を右側部よりも前進させるとともに、掘削された地山をスキンプレート９にて保持する。傾動した可動フード２９ａ、２９ｂ前方の土砂は、シールド機１内に取り込まれなかったシールド機１本体の推進により可動フード２９ａ、２９ｂにて押圧され、シールド機１側に向かうにしたがって細くなるように圧密される。
【００４８】
ここで、図１４に示すように、圧密された土砂は楔としての機能を有し、上記第１の実施例と同様に、シールド機１本体が推進する際は傾動した可動フード２９ａ、２９ｂが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００４９】
可動フード２９ａ、２９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合は、可動フード２９ａ、２９ｂのみを用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機１の姿勢が転換される。
【００５０】
可動フード２９ａ、２９ｂを傾動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００５１】
さらに、第一実施形態における姿勢転換方法の第３の実施例を示す。
【００５２】
図１５〜図１８は、本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機１において可動フード２９、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００５３】
図１５及び図１６に示すように、シールド機１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、上記第１及び第２の実施例と同様に、可動フード２９ａ、２９ｂを選択し、シールド機１の内側に可動フード２９ａ、２９ｂを傾動する。
【００５４】
次に、シールド機１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を伸張させてガーダー部７の左側部を右側部よりも前進させ、フード部３及びガーダー部７がテール部５に対して進行方向右側に傾いた状態にする。
【００５５】
そして、上記第１及び第２の実施例と同様に、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード２９ｃ〜２９ｊ（つまり、選択した可動フード２９ａ、２９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００５６】
また、図１７に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、上記第２の実施例と同様に、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機１の左側部を右側部よりも前進させる。
【００５７】
ここで、図１８に示すように、圧密された土砂は楔としての機能を有し、上記第１及び第２の実施例と同様に、シールド機１本体が推進する際は傾動した可動フード２９ａ、２９ｂが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００５８】
可動フード２９ａ、２９ｂ、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を用いて姿勢転換する場合は、可動フード２９ａ、２９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機１の姿勢が転換される。
【００５９】
可動フード２９ａ、２９ｂを傾動してからシールド機１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を作動させ、カッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００６０】
以上のように、本実施形態によるシールド機１は、フード部３が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードはシールド機１の内側に向かって傾動する可動フード２９として構成され、この可動フード２９を傾動するための駆動機構３３を備えることにより、可動フード２９をシールド機１の内側に向かって傾動することが可能となる。また、シールド機１はコピーカッター２１を有するカッターヘッド２３を備えることにより、傾動する可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削することが可能となる。
【００６１】
したがって、可動フード２９ａ、２９ｂを傾動し、これらの可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機１を推進すると、可動フード２９ａ、２９ｂの前方に位置する切羽部分の土砂はシールド機１内に取り込まれずに、シールド機１本体の推進により圧密され、楔としての機能を有し、シールド機１が推進する際に、可動フード２９ａ、２９ｂが圧密された土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機１の姿勢を転換することが可能となる。つまり、セグメント１３の形状が半円状、Ｕ字状等であって、姿勢転換のためにすべてのシールドジャッキ１１を使用できない場合においてもシールド機１の姿勢を転換することが可能となる。
【００６２】
また、可動フード２９ａ、２９ｂにて姿勢を転換する方法を、シールドジャッキ１１、中折れジャッキ５５等と併用することにより、姿勢を転換する効果が大きくなり、短い区間で姿勢を転換することが可能となる。
【００６３】
そして、可動フード２９ａ、２９ｂを傾動し、固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機１を推進させて掘削された地山を固定フード３１及び固定する可動フード２９ｃ〜２９ｊにて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止することが可能となる。
【００６４】
また、可動フード２９ａ、２９ｂはシールド機１の内側に向かって傾動するために地山を痛めることがない。
【００６５】
次に、本発明における第一実施形態と異なる実施形態を示す。下記に示す説明において、第一実施形態と同様の技術を用いたものと対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６６】
図１９は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１の側断面図、図２０は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１の正面図である。図１９及び図２０に示すように、シールド機６１は、第一実施形態にて説明したシールド機１のフード部３の駆動機構３３と異なる駆動機構７３を備えたものであり、主に相違点について説明する。シールド機６１のフード部３は、シールド機６１の中心軸に対して平行な状態で、シールド機６１の内側に向かって変位する可動フード６９と、固定フード３１とから構成される。そして、各可動フード６９を駆動するための駆動機構７３がスキンプレート９の内側にそれぞれ設置され、各可動フード６９は独立して駆動可能である。可動フード６９は、第一実施形態と同様に、各主シールド１５の中心軸に対して水平方向及び垂直方向位置に、例えば、合計１０箇所設けられる。
【００６７】
図２１は、本発明の第二実施形態に係る可動フード６９の駆動機構７３を示す図である。駆動機構７３は、可動フード６９のガーダー部７側端部に取り付けられ、隔壁６３に沿って摺動するガイド７５と、ガイド７５の端部に固着されるガーダー部側ブラケット７７と、このガーダー部側ブラケット７７にピン７９、クレビス８１を介して接続され、基端部８３ａがガーダー部７の内側に固着されるフード部用ジャッキ８３と、フード部３の内側に固着されるフード部側ブラケット８５と、一端がフード部側ブラケット８５にピン８７を介して接続され、隔壁６３を介して他端がガイド７５に固着される支持部材８９と、シールド機１本体内への土砂の挿入を防止するシール材３８、４０とから構成される。
【００６８】
可動フード６９は、フード部用ジャッキ８３を伸張することにより、隔壁６３に沿って摺動するガイド７５を介して可動フード６９がシールド機６１の中心軸に平行な状態で、シールド機６１の内側に向かって移動する。また、フード部用ジャッキ８３を収縮した状態では可動フード６９は内側に移動せず、固定フード３１と同じ形状になる。
【００６９】
以下に、シールド機６１の姿勢転換方法について姿勢転換手順にしたがって説明する。
【００７０】
図２２〜図２６は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１において可動フード６９のみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００７１】
まず、第二実施形態における姿勢転換方法の第１の実施例を示す。
【００７２】
図２２に示すように、上記のように構成した本実施形態によるシールド機６１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、まず、シールド機６１の内側に向かって移動する可動フード６９を選択する。移動する可動フード６９は、第一実施形態と同様に、切羽に向かって左側部の可動フード６９ａ、６９ｂを選択する。そして、可動フード６９ａ、６９ｂのフード部用ジャッキ８３をそれぞれ伸張させてシールド機６１の内側に可動フード６９を移動する。
【００７３】
次に、図２３に示すように、スライドジャッキ１９を伸張させることにより、主シールド１５をシールド機６１本体から推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽をカッターヘッド２３により掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削する。コピーカッター２１は、移動する可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削しないようにカッターヘッド２３内に格納され、固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊ（つまり、選択した可動フード６９ａ、６９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削するようにカッターヘッド２３から突出される。
【００７４】
そして、図２４に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールドジャッキ１１を伸張させてシールド機６１本体を推進させる。移動した可動フード６９ａ、６９ｂの前方の土砂は、シールド機６１内に取り込まれないためにシールド機６１本体の推進により、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密される。
【００７５】
ここで、図２５に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密された土砂は、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００７６】
図２６に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂを移動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機６１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００７７】
次に、第二実施形態における姿勢転換方法の第２の実施例を示す。
【００７８】
図２７〜図３０は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１において可動フード６９及びシールドジャッキ１１を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００７９】
図２７、２８に示すように、シールド機６１を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１の実施例と同様に、可動フード６９ａ、６９ｂを選択し、シールド機６１の内側に可動フード６９ａ、６９ｂを移動して、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊ（つまり、選択した可動フード６９ａ、６９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００８０】
そして、図２９に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機６１の左側部を右側部よりも前進させるとともに、掘削された地山をスキンプレート９にて保持する。移動した可動フード６９前方の土砂は、シールド機６１内に取り込まれないために、シールド機６１本体の推進により、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密される。
【００８１】
ここで、図３０に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密された土砂は、本実施形態における上記第１の実施例と同様に、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００８２】
可動フード６９ａ、６９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合は、可動フード６９ａ、６９ｂのみを用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機６１の姿勢が転換される。
【００８３】
可動フード６９ａ、６９ｂを移動してからカッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機６１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００８４】
さらに、第二実施形態における姿勢転換方法の第３の実施例を示す。
【００８５】
図３１〜図３４は、本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機６１において可動フード６９、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【００８６】
図３１、図３２に示すように、シールド機６１を用いてトンネル内で進行方向右側（図３２の紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１及び第２実施例と同様に、可動フード６９ａ、６９ｂを選択し、シールド機６１の内側に可動フード６９ａ、６９ｂを移動する。
【００８７】
次に、シールド機６１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を伸張させてガーダー部７の左側部を右側部よりも前進させ、フード部３及びガーダー部７がテール部５に対して進行方向右側に傾いた状態にする。
【００８８】
そして、本実施形態における上記第１及び第２の実施例と同様に、スライドジャッキ１９を伸張させることにより主シールド１５を推進させ、その主シールド１５の前方に位置する切羽を掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード３１及び固定した可動フード６９ｃ〜６９ｊ（つまり、選択した可動フード６９ａ、６９ｂ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。
【００８９】
また、図３３に示すように、主シールド１５を突出させた状態で、本実施形態における上記第２の実施例と同様に、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機６１の左側部を右側部よりも前進させる。
【００９０】
ここで、図３４に示すように、可動フード６９ａ、６９ｂ及び隔壁６３にて圧密された土砂は、本実施形態における上記第１及び第２の実施例と同様に、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【００９１】
可動フード６９ａ、６９ｂ、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を用いて姿勢転換する場合は、可動フード６９ａ、６９ｂ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機６１の姿勢が転換される。
【００９２】
可動フード６９ａ、６９ｂを移動してからシールド機６１の左側部に設置された中折れジャッキ５５を作動させ、カッターヘッド２３及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機６１の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機６１本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【００９３】
以上のように、本実施形態によるシールド機６１は、フード部３が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードはシールド機６１の中心軸に対して平行な状態で、シールド機の内側に向かって移動する可動フード６９として構成され、この可動フード６９を移動するための駆動機構７３を備えることにより、可動フード６９をシールド機６１の内側に向かって移動することが可能となる。また、シールド機６１はコピーカッター２１を有するカッターヘッド２３を備えることにより、移動する可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削することが可能となる。
【００９４】
したがって、可動フード６９ａ、６９ｂを移動し、これらの可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分を掘削せず、固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機６１を推進すると、可動フード６９ａ、６９ｂの前方に位置する切羽部分の土砂はシールド機６１内に取り込まれずに、シールド機６１本体の推進により圧密される。圧密された土砂は、加圧方向（シールド機６１の推進方向）と直交する方向（図中のＥ面）に膨れる力が生じ、この力が可動フード６９ａ、６９ｂに作用し、シールド機６１本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換することが可能となる。つまり、セグメント１３の形状が半円状、Ｕ字状等であって、姿勢転換のためにすべてのシールドジャッキ１１を使用できない場合においてもシールド機６１の姿勢を転換することが可能となる。
【００９５】
また、可動フード６９ａ、６９ｂにて姿勢を転換する方法を、シールドジャッキ１１、中折れジャッキ５５等と併用することにより、姿勢を転換する効果が大きくなり、短い区間で姿勢を転換することが可能となる。
【００９６】
そして、可動フード６９ａ、６９ｂを駆動し、固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊの前方に位置する切羽部分を掘削し、シールド機６１を推進させて掘削された地山を固定フード３１及び固定する可動フード６９ｃ〜６９ｊにて保持することにより、地山の緩みを防止するとともに、地盤沈下等を防止することが可能となる。
【００９７】
また、可動フード６９ａ、６９ｂはシールド機６１の内側に向かって移動するために地山を痛めることがない。
【００９８】
次に、本発明における第三実施形態について説明する。本実施形態においては、掘削と同時にシールド機本体も推進する典型的な円形シールド機を用いる方法について説明する。
【００９９】
図３５は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２の正面図、図３６は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２の側断面図である。本実施形態に係るシールド機２の基本的な構成は、第一及び第二実施形態と同様であるので、主に相違点について説明する。図３５及び図３６に示すように、シールド機２は、円筒状で鋼殻のスキンプレート９０と、コピーカッター２１を有する１台のカッターヘッド９１とを備える。また、フード部３は、シールド機２の内側に向かって傾動する弧状の可動フード９２と、弧状の固定フード９４とから構成され、可動フード９２は、シールド機２本体の中心軸に対して円周方向に、例えば、合計８箇所設けられる。また、フード部３は、各可動フード９２を傾動するための駆動機構３３を有する。
【０１００】
以下に、シールド機２の姿勢転換方法について姿勢転換手順にしたがって説明する。
【０１０１】
まず、第三実施形態における姿勢転換方法の第１の実施例を示す。
【０１０２】
図３７は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２において可動フード９２のみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【０１０３】
図３７に示すように、上記のように構成した本実施形態によるシールド機２を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、まず、シールド機２の内側に向かって傾動する可動フード９２を選択する。傾動する可動フード９２は、シールド機２の姿勢転換方向に応じて選択するものとし、本実施形態においては、切羽に向かって左側部の可動フード９２ａ〜９２ｄ（図３５に示す）を選択する。そして、可動フード９２ａ〜９２ｄのフード部用ジャッキ４１をそれぞれ収縮させてシールド機２の内側に可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動する。
【０１０４】
次に、シールドジャッキ１１を伸張させることによりシールド機２本体を推進させ、前方に位置する切羽をカッターヘッド９１により掘削する。カッターヘッド９１を回転駆動させると同時に、コピーカッター２１にて固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈ（つまり、選択した可動フード９２ａ〜９２ｄ以外のフード）の前方に位置する切羽部分を掘削する。カッターヘッド９１の回転に連動して出没自在なコピーカッター２１は、傾動する可動フード９２ａ〜９２ｄの前方に位置する切羽部分を掘削しないようにカッターヘッド９１内に格納され、固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈの前方に位置する切羽部分を掘削するようにカッターヘッド９１から突出させられる。
【０１０５】
可動フード９２ａ〜９２ｄの前方の土砂は、第一実施形態と同様に、シールド機２本体を推進させてもシールド機２内に取り込まれないために、シールド機２本体の推進により可動フード９２ａ〜９２ｄにて圧密され、この圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機２本体が推進する際に、傾動した可動フード９２ａ〜９２ｄが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【０１０６】
可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動してからカッターヘッド９１及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機２本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【０１０７】
次に、第三実施形態における姿勢転換方法の第２の実施例を示す。
【０１０８】
図３８は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２において可動フード９２及びシールドジャッキ１１を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【０１０９】
図３８に示すように、シールド機２を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１の実施例と同様に、可動フード９２ａ〜９２ｄ（図３５に示す）を選択し、シールド機２の内側に可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動する。
【０１１０】
次に、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機２の左側部を右側部よりも前進させることによりシールド機２本体を推進させ、前方に位置する切羽をカッターヘッド９１により掘削すると同時に、コピーカッター２１にて固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈの前方に位置する切羽部分を掘削する。
【０１１１】
可動フード９２ａ〜９２ｄの前方の土砂は、第一実施形態と同様に、シールド機２本体の推進により可動フード９２ａ〜９２ｄにて圧密され、この圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機２本体が推進する際に、傾動した可動フード９２ａ〜９２ｄが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【０１１２】
可動フード９２ａ〜９２ｄ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合は、可動フード９２ａ〜９２ｄのみを用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機２の姿勢が転換される。
【０１１３】
可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動してからカッターヘッド９１及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機２本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【０１１４】
さらに、第三実施形態における姿勢転換方法の第３の実施例を示す。
【０１１５】
図３９は、本発明の第三実施形態に係る円形シールド機２において可動フード９２、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を使用して姿勢転換方法を示す図である。
【０１１６】
図３９に示すように、シールド機２を用いてトンネル内で進行方向右側（紙面上側）に姿勢を転換するには、本実施形態における上記第１及び第２の実施例と同様に、可動フード９２ａ〜９２ｄ（図３５に示す）を選択し、シールド機２の内側に可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動する。
【０１１７】
次に、シールド機２の左側部に設置された中折れジャッキ５５を伸張させてガーダー部７の左側部を右側部よりも前進させ、フード部３及びガーダー部７がテール部５に対して進行方向右側に傾いた状態にする。
【０１１８】
そして、本実施形態における上記第２の実施例と同様に、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を伸張させてシールド機２の左側部を右側部よりも前進させることによりシールド機２本体を推進させ、前方に位置する切羽をカッターヘッド９１により掘削する。また、コピーカッター２１にて固定フード９４及び固定した可動フード９２ｅ〜９２ｈの前方に位置する切羽部分を掘削する。
【０１１９】
可動フード９２ａ〜９２ｄの前方の土砂は、第一実施形態と同様に、シールド機２本体の推進により可動フード９２ａ〜９２ｄにて圧密され、この圧密された土砂は楔としての機能を有し、シールド機２本体が推進する際に、傾動した可動フード９２ａ〜９２ｄが土砂の側面Ｄに沿って滑動し、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換する。
【０１２０】
可動フード９２ａ〜９２ｄ、シールドジャッキ１１及び中折れジャッキ５５を用いて姿勢転換する場合は、可動フード９２ａ〜９２ｄ及びシールドジャッキ１１を用いて姿勢転換する場合よりも大きくシールド機２の姿勢が転換される。
【０１２１】
可動フード９２ａ〜９２ｄを傾動してからシールド機２の左側部に設置された中折れジャッキ５５を作動させ、カッターヘッド９１及びコピーカッター２１にて切羽を掘削し、シールド機２の左側部に設置されたシールドジャッキ１１を作動させてシールド機２本体を推進するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、シールド機２本体の姿勢を進行方向右側（紙面上側）に転換して所望の曲線に沿ったトンネルを構築する。
【０１２２】
なお、本実施形態においては、可動フード９２を駆動させる方法として駆動機構３３を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、駆動装置７３を用いてもよい。
【０１２３】
なお、上述した各実施形態において、矩形又は円形のシールド機１、２、６１を用いた姿勢転換方法について説明したが、シールド機の形状は矩形又は円形に限定されるものではなく、様々な断面形状のシールド機に適用が可能であって、例えば、図４０に示すように、複円形シールド機にも本発明の姿勢転換方法を適用することが可能である。
【０１２４】
また、上述したすべての実施形態において、シールド機１、２、６１の進行方向右側への姿勢転換方法について説明したが、これに限定されるものではなく、進行方向左側等の曲線施工時、ピッチング、ヨーイング、ローリングにおける軌道修正時等の姿勢転換が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る可動フードの駆動機構を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るカッターヘッドの断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係るガーダー部及びテール部の断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図７】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１１】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１２】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１３】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１４】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１５】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１６】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１７】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１８】本発明の第一実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図１９】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機の側断面図である。
【図２０】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機の正面図である。
【図２１】本発明の第二実施形態に係る可動フードの駆動機構を示す図である。
【図２２】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２３】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２４】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２５】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２６】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２７】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２８】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図２９】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３０】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３１】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３２】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３３】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３４】本発明の第二実施形態に係る矩形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３５】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機の正面図である。
【図３６】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機の側断面図である。
【図３７】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機において可動フードのみを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３８】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機において可動フード及びシールドジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図３９】本発明の第三実施形態に係る円形シールド機において可動フード、シールドジャッキ及び中折れジャッキを使用して姿勢転換方法を示す図である。
【図４０】本発明に係る複円形シールド機の正面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１、２、６１ シールド機
３ フード部
５ テール部
７ ガーダー部
９、９０ スキンプレート
１１ シールドジャッキ
１３ セグメント
１５ 主シールド
１７ シールド本体
１９ スライドジャッキ
２１ コピーカッター
２３、９１ カッターヘッド
２５ 駆動源
２７ 動力伝達機構
２９、６９、９２ 可動フード
３１、９４ 固定フード
３３、７３ 駆動機構
３５、７７ ガーダー部側ブラケット
３７、４５、７９、８７ ピン
３８、３９、４０ シール材
４１、８３ フード部用ジャッキ
４１ａ ロッド
４１ｂ 固定材
４７、８５ フード部側ブラケット
４９ 支点ピン
５１、８９ 支持部材
５５ 中折れジャッキ
５７ 排出装置
５９ セグメント組立装置
６３ 隔壁
７５ ガイド
８１ クレビス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向前部にフード部を有するシールド機であって、
前記フード部は複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードは前記シールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成され、
該可動フードを駆動するための駆動機構と、
前記フード部の前方に位置する切羽部分の一部を選択して掘削することが可能なコピーカッターを有するカッターヘッドとを備えることを特徴とするシールド機。
【請求項２】
前記可動フードは、その進行方向前部が前記シールド機の内側に向かって傾動することを特徴とする請求項１に記載のシールド機。
【請求項３】
前記可動フードが前記シールド機の中心軸に対して平行な状態で、前記シールド機の内側に向かって変位可能であることを特徴とする請求項１に記載のシールド機。
【請求項４】
進行方向前部に設けられたフード部が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードがシールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成されたシールド機の姿勢転換方法において、
前記可動フードのうち、姿勢転換のために駆動する可動フードを選択する選択工程と、
該選択した可動フードを前記シールド機の内側に向かって駆動する駆動工程と、
カッターヘッドで地山を掘削すると同時に、前記選択した可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分のみを掘削して、前記選択した可動フードの前方に位置する切羽部分を掘り残す掘削工程とを備え、
前記シールド機を前進させて、前記掘削した地山を前記シールド機内に取り込むとともに、前記駆動した可動フードにて前記切羽部分の掘り残しを圧密することにより姿勢を転換することを特徴とするシールド機の姿勢転換方法。
【請求項５】
前記駆動工程と、前記掘削工程とを、この順又は逆順して行うことを特徴とする請求項４に記載のシールド機の姿勢転換方法。
【請求項１】
進行方向前部にフード部を有するシールド機であって、
前記フード部は複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードは前記シールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成され、
該可動フードを駆動するための駆動機構と、
前記フード部の前方に位置する切羽部分の一部を選択して掘削することが可能なコピーカッターを有するカッターヘッドとを備えることを特徴とするシールド機。
【請求項２】
前記可動フードは、その進行方向前部が前記シールド機の内側に向かって傾動することを特徴とする請求項１に記載のシールド機。
【請求項３】
前記可動フードが前記シールド機の中心軸に対して平行な状態で、前記シールド機の内側に向かって変位可能であることを特徴とする請求項１に記載のシールド機。
【請求項４】
進行方向前部に設けられたフード部が複数のフードに分割され、少なくとも一部のフードがシールド機の内側に向かって駆動可能な可動フードとして構成されたシールド機の姿勢転換方法において、
前記可動フードのうち、姿勢転換のために駆動する可動フードを選択する選択工程と、
該選択した可動フードを前記シールド機の内側に向かって駆動する駆動工程と、
カッターヘッドで地山を掘削すると同時に、前記選択した可動フード以外のフードの前方に位置する切羽部分のみを掘削して、前記選択した可動フードの前方に位置する切羽部分を掘り残す掘削工程とを備え、
前記シールド機を前進させて、前記掘削した地山を前記シールド機内に取り込むとともに、前記駆動した可動フードにて前記切羽部分の掘り残しを圧密することにより姿勢を転換することを特徴とするシールド機の姿勢転換方法。
【請求項５】
前記駆動工程と、前記掘削工程とを、この順又は逆順して行うことを特徴とする請求項４に記載のシールド機の姿勢転換方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【公開番号】特開２００７−１２０１８６（Ｐ２００７−１２０１８６Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１４９０９（Ｐ２００５−３１４９０９）
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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