分岐用シールド掘進機の発進方法およびテール部材
【課題】 既設トンネルから分岐用シールド掘進機を発進させるに際して、シール部材を備えた後胴部の組立を容易にして効率的な分岐用シールド掘進機の発進を実現する分岐用シールド掘進機の発進方法を提供する。
【解決手段】 既設トンネル内で後胴部の組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、シール部材７３を有する鋼殻７５内に反力受部材となるセグメント７７を予め設置してなるテール部材６９を後胴部５９の後方に配置する工程と、テール部材６９内の反セグメント７７を介して反力をとり、鋼殻７５と後胴部５９を当接させる工程と、当接した鋼殻７５と後胴部５９を接合する工程と、を備えた。
【解決手段】 既設トンネル内で後胴部の組立を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、シール部材７３を有する鋼殻７５内に反力受部材となるセグメント７７を予め設置してなるテール部材６９を後胴部５９の後方に配置する工程と、テール部材６９内の反セグメント７７を介して反力をとり、鋼殻７５と後胴部５９を当接させる工程と、当接した鋼殻７５と後胴部５９を接合する工程と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設トンネルから分岐する分岐トンネルを掘進する分岐用シールド掘進機の発進方法、およびシールド掘進機の発進方法に供するテール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
分岐用シールド掘進機とは、既設トンネルから分岐して既設トンネルと異なる径（通常は小径）の分岐トンネルを掘進するためのものである。このような、分岐用シールド掘進機は、その全長が既設トンネルの幅よりも長く、既設トンネル内で発進方向に向けて予め組み立てるスペースがないのが通常である。そのため、分岐用シールド掘進機の発進に際しては、分岐トンネルを掘進しながら前胴部から順次後胴部まで組み立てていく必要がある。
【０００３】
このような、分岐用シールド掘進機の発進方法に関して以下のような提案がなされている。
主トンネルの掘削途中で分岐シールド掘進機を発進させて分岐トンネルを掘削する分岐発進用シールド掘進機において、主トンネルを掘削するカッタヘッドを有する本体胴部に、発進口を有する発進筒部を分離可能に接続するとともに、前記発進筒部に後部推進ジャッキおよびエレクタ装置を有する後尾胴部を接続し、掘削途中の分岐位置で、本体胴部を前記発進筒部と切り離して主トンネルの掘削を続行させるとともに、前記発進口から分岐シールド掘進機を発進して分岐トンネルを掘削するように構成したことを特徴とする分岐発進用シールド掘進機（特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１においては、分岐用シールド掘進機の発進方法に関し、その実施の形態の中で以下のような説明がなされている。
【０００５】
分岐シールド掘進機の前胴前部に前胴後部を溶接により接続して前胴部を形成する。ついで発進口の反対側壁面に取付部材を介して仮設ジャッキを配置し、その出力端を分岐シールド掘進機の前胴部に連結し、副カッタヘッドを駆動しつつ前胴を発進ガイド筒に沿って前方に掘進させる。
さらに、前胴に球面継手部を介して後胴前部を取り付け、前胴部と後胴前部とを屈曲ジャッキにより固定するとともに、後尾胴部から取り外した兼用推進ジャッキを後胴前部に装着する。そして、発進口の反対側壁面に反力支持材を介して反力受部材を配置し、副カッタヘッドを駆動しつつ兼用推進ジャッキにより前胴部および後胴部前部を前進させ、発進口から前方に突出させる。さらに、後胴部前部に後胴後部を溶接により連結して後胴部を形成し、後胴部内に副エレクタ装置を据え付けて分岐シールド掘進機を完成させる。そして、副エレクタ装置により反力受部材との間に副セグメントを組み立てつつ、兼用推進ジャッキにより分岐シールド掘進機を前進させて分岐トンネルを掘削する（特許文献１の［００２１］参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４９１７２号公報（「特許請求の範囲」［００２１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１においては、分岐シールド掘進機の発進の際における後胴部の組立に関し、「発進口の反対側壁面に反力支持材を介して反力受部材を配置し、副カッタヘッドを駆動しつつ兼用推進ジャッキにより前胴部および後胴部前部を前進させ、発進口から前方に突出させる。さらに、後胴部前部に後胴後部を溶接により連結して後胴部を形成し、後胴部内に副エレクタ装置を据え付けて分岐シールド掘進機を完成させる。」と記載されている。
【０００７】
この記載から分かるように、分岐シールド掘進機の後胴部を形成する際には、推進ジャッキとシールド掘進機の後方に設けた反力受部材との間にスペーサ等の部材を介装して反力をとる必要がある。
推進ジャッキのジャッキシューは構築したセグメントに当接する位置にあることから、ジャッキシューは後胴後部の内周面近傍に配置される。このため、推進ジャッキと反力受部材との間に介装するスペーサ等は後装後部の内周面近傍に配置されることになる。
ところが、後胴後部の内面には組立てたセグメントと後胴後部のシールをするためテールブラシ等のシール部材が後胴後部から径方向内側に向けて突出している。
そのため、推進ジャッキと反力受部材の間に介装させるスペーサ等がシール部材に接触して邪魔になり、例えばシール部材を後胴後部の内面に押し付けながらスペーサ等を設置しなければならず、このような作業を現場で行なうのは難しく、作業に難渋するという問題がある。また、現場でスペーサを設置しようとすると、シール部材を損傷する危険もある。
【０００８】
この点、これを避けるためにはスペーサ等を、シール部材を回避するような、例えば縮径方向に屈曲するようなスペーサを用いることも考えられるが、そのようなスペーサを製作するのはコスト高にもなる。
【０００９】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、既設トンネルから分岐用シールド掘進機を発進させるに際して、シール部材を備えた後胴部の組立を容易にして効率的な分岐用シールド掘進機の発進を実現する分岐用シールド掘進機の発進方法を提供することを目的としている。
また、シールド掘進機の発進方法に用いるテール部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る分岐用シールド掘進機の発進方法は、既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなるテール部材を後胴部の後方に配置する工程と、前記テール部材内の反力受部材を介して反力をとり、前記鋼殻と前記後胴部を当接させる工程と、当接した前記鋼殻と前記後胴部を接合する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明におけるテール部とは、シールド掘進機の最後尾の部分であり、その内周面にセグメントリングとの間のシールをするシール部材を備えたものをいう。
また、セグメントリングとは、セグメントをリング状に組立てたものをいう。
【００１１】
（２）また、上記（１）における反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とするものである。
【００１２】
（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、鋼殻と後胴部を当接させる工程の前に、反力受部材と当接可能なセグメントを前記後胴部の後端部に配置する工程を有することを特徴とするものである。
【００１３】
（４）本発明に係るシールド掘進機のテール部材は、既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなることを特徴とするシールド掘進機のテール部材。
【００１４】
（５）また、上記（４）における反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなるテール部材を後胴部の後方に配置する工程と、前記テール部材内の反力受部材を介して反力をとり、前記鋼殻と前記後胴部を当接させる工程と、当接した前記鋼殻と前記後胴部を接合する工程と、を備えたことにより、現場においてシール部材を鋼殻の内面に押し付けながらスペーサ等を設置する必要がなく、シール部材を備えたテール部の組立が容易になり、効率的な分岐用シールド掘進機の発進方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図３２は本発明の一実施の形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の工程の説明図である。
本実施の形態に用いる分岐用シールド掘進機は、いわゆる中折れ式のシールド掘進機であり、先端に配置されるカッタヘッド５および該カッタヘッド５を駆動するカッタ駆動装置７が搭載された前胴前部１、該前胴前部１の後方に接続される前胴後部３９、該前胴後部３９と中折れジャッキを介して連結される中胴部４３、該中胴部４３の後方に接続されてエレクタによってセグメントの組立てを行う後胴部５９、該後胴部５９に連結されてテールブラシなどのシール部材を備えたテール部７８を備えてなるものである。
以下、図１〜図３２に基づいて既設トンネル１３の途中で分岐用シールド掘進機を組み立てながら発進する分岐用シールド掘進機の発進方法を説明する。
【００１７】
１．前胴前部搬入（図１、図２参照）
図１、図２は分岐用シールド掘進機の前胴前部１搬入工程の説明図であり、図１（ａ）が前胴前部１の側面図、図１（ｂ）がその平面図、図２（ｃ）がその背面図である。
前胴前部１とは、円筒状のスキンプレート２の前方に配置されて前面にカッタビット３が装着されたカッタヘッド５、該カッタヘッド５を回転駆動させるカッタ駆動装置７を含むものである。カッタ駆動装置７は、カッタヘッド５の後方にチャンバ８および隔壁１０を介して設けられており、複数の駆動モータ９と該駆動モータ９の回転をカッタヘッド５に伝達する減速装置１１とを備えてなる。
また、隔壁１０の下部にはチャンバ８内の掘削土砂を排出するための排土口１２が設けられている。
【００１８】
前胴前部搬入工程は、前胴前部１を発進架台１５に載置して既設トンネル１３内の底盤１４上を分岐トンネル施工予定場所まで搬送する工程である。分岐トンネル施工予定場所に搬入された前胴前部１は、カッタヘッド５が分岐トンネル施工側に向いている。
分岐トンネル施工予定場所における既設トンネル１３の側壁を構成するセグメント１７はスキンプレートのない掘削可能なものが施工されている。そして、この部分にはエントランス１９が取り付けられている。
エントランス１９は、分岐用シールド掘進機の前胴前部１が挿通される円筒状のエントランス本体２１を備えており、エントランス本体２１の内周面には、分岐用シールド掘進機との隙間をシールするためのエントランスシール部材２３が設けられている。
エントランスシール部材２３は、前方に設けられたゴム板２５と、その後ろ側に設けられてゴム板２５の反転を防止する鉄板からなるフラッパー２７と、を備えている。
既設トンネルにおけるエントランス１９を設置部の対向部には分岐用シールド掘進機の反力をとるための反力受２９が設置されている。
なお、図１、図２は既設トンネル１３内に前胴前部１が搬入された後の状態を示している。
【００１９】
２．カッタ駆動部前進（図３参照）
発進架台上の前胴前部１を図示しないジャッキによって前方（分岐トンネル側）に押込み、カッタヘッド５の先端がセグメント１７に当接する位置まで移動させる（図３参照）。図３においてはこの工程での移動距離を示すために、移動前の前胴前部の一部を一点鎖線で示してある。
なお、図３においてエントランスシール部材２３が前胴前部に挿入されているように描かれているが、これは図が不明確になるのを防止するためであり、実際にはエントランスシール部材２３は前胴前部に沿うように湾曲する。
なお、この工程で使用した押込み用のジャッキは撤去する。
【００２０】
３．掘進準備（図４参照）
前胴前部１の後端側に前胴前部１を前方に推進させるための推進ジャッキ３１を４本取り付ける。このとき、推進ジャッキ３１の後ろ側、すなわち推進ジャッキ３１の後端が既設トンネル１３の側壁に設置した反力受２９に対向する。
掘進が開始するとチャンバ８内に土砂が溜まるので、この土砂を排出するための機構として排土口１２に排土口１２の開閉を行うための排土バルブ３３を取り付ける。
以上の掘進準備が完了した状態が図４に示されている。
【００２１】
４．掘進（３００ｍｍ）（図５参照）
掘進準備が完了すると、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共に推進ジャッキ３１を伸長させて既設トンネル１３の側壁（セグメント１７）を掘削する。推進ジャッキ３１を伸長して一定の距離だけ掘進すると、推進ジャッキ３１の後端にスペーサ３５を挿入してさらに掘進を行う。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂は排土バルブ３３に図示しないホースなどを連結して吸い出すようにする。
なお、スペーサ３５の挿入は、推進ジャッキ３１を一本ずつ縮退させて順次行うようにする。
図５は、各推進ジャッキ３１にスペーサ３５を２個ずつ設置した状態であり、３００ｍｍ掘進した状態を示している。
【００２２】
５．段取り換え１（図６参照）
段取り換え１は、後述する前胴後部３９を設置するためのスペースを確保するために推進ジャッキ３１、排土バルブ３３を撤去する工程であり、具体的には以下のように行う。
前胴前部１がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、前胴前部１のスキンプレート２をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、推進ジャッキ３１および排土バルブ３３を撤去し、さらに発進架台１５を撤去する。
図６に示す状態は段取り換え１が終了した状態を示しているが、参考のため撤去前の推進ジャッキ３１および排土バルブ３３を一点鎖線で示している。
【００２３】
６．前胴後部搬入（図７参照）
前胴後部搬入工程は、発進架台１５に載置した前胴後部３９を既設トンネル１３内に搬入して、前胴前部１の後方の位置まで搬送する工程である。このとき、前胴後部３９内に次期工程で設置する推進ジャッキ３１を搭載しておく。このように推進ジャッキ３１を搭載して前胴後部３９を搬入することで、機器搬入を効率的に行うことができる。
図７は、前胴後部３９を前胴前部１の後方に搬入した状態を示している。
【００２４】
７．前胴組立（図８、図９参照）
前胴組立工程は、前胴後部３９を前胴前部１に接続して前胴部４０を組立てる工程であり、具体的には以下のように行う。
４本の推進ジャッキ３１を前胴前部１の後端側に設置する。このとき、推進ジャッキ３１の後端にはスペーサ３５を２個設置しておく。これによって、推進ジャッキ３１を少し伸長しただけで反力受２９にスペーサ３５の後端が当接するようになる。この状態で、エントランス１９と前胴前部１とを連結しているバックリング防止金具３７を解体する。そして、前胴後部３９と前胴前部１のそれぞれのスキンプレートを当接させ、両者を接合して、前胴部４０とする。
【００２５】
前胴前部１と前胴後部３９の接合方法は、図９（ａ）に示すように、下部を除く２９１°の範囲に関しては、内周面側をボルト接合とし、外周面側を溶接する。外周面の溶接は、図９（ｂ）に示すように、外周面側にスキンプレートの厚みの一部に開先を設けて行う。
下部の内周面側の７０°の範囲に関しては、外周側には発進架台１５があるので溶接が困難なことから、図９（ｃ）に示すように、内周面側にのみスキンプレートの厚みの一部に開先を設けて溶接する。
なお、外周面の溶接と内周面の溶接はその端部で０．５°の範囲で重なりを生ずるが、この部分は図９（ｄ）のようになる。
前胴後部３９を前胴前部１に溶接した後、前胴後部３９を搬送してきた発進架台１５を前方に押し付ける。
図８は前胴組立完了後の状態を示している。
【００２６】
８．掘進（９９１ｍｍ）（図１０参照）
上記のようにして前胴組立が終了すると、前述の３００ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共に推進ジャッキ３１を伸長させて掘進する。推進ジャッキ３１を伸長して一定の距離だけ掘進すると、推進ジャッキ３１の後端にスペーサ３５を挿入してさらに掘進を行う。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂は排土バルブ３３に図示しないホースなどを連結して吸い出すようにする。
図１０は、各推進ジャッキ３１にスペーサ３５を１０個ずつ設置した状態であり、９９１ｍｍ掘進した状態を示している。
【００２７】
９．段取り換え２（図１１参照）
段取り換え２は、次に後述の中胴部４３を設置するためのスペースを確保するために推進ジャッキ３１、発進架台１５を撤去する工程であり、具体的には以下のように行う。
前胴部４０がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、前胴部４０のスキンプレートの後端（前胴後部のスキンプレートの後端）をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、推進ジャッキ３１を撤去し、さらに発進架台１５を撤去する。
図１１は段取り換え２が終了した状態を示しているが、参考のため撤去前の推進ジャッキ３１および排土バルブ３３を一点鎖線で示している。
【００２８】
１０．中折れジャッキ組立および中胴搬入（図１２参照）
中折れジャッキ４１を６本搬入して、前胴部４０に設置する。その後、発進架台１５に載置した中胴部４３を既設トンネル１３内に搬入して、前胴部４０の後方の位置まで搬送する。このとき、中胴部４３内に次期工程で設置するシールドジャッキ４５を搭載しておく。このようにシールドジャッキ４５を搭載して中胴部４３を搬入することで、機器搬入を効率的に行うことができる。
図１２に示す状態は、中折れジャッキ４１を設置し、中胴部４３を前胴部４０の後方に搬入した状態を示している。
【００２９】
１１．中胴組立（図１３参照）
中胴部４３を図示しないジャッキによって前胴部４０側に押し込み、中胴部４３の前端と前胴部４０の後端とをボルト接合する。そして、中折れジャッキ４１の後端を中胴部４３側に連結する。次に、シールドジャッキ４５を水平にしてその前端を前胴部４０側に引き込み、前胴部４０側に固定する。シールドジャッキ４５の後端には、図１３（ａ）の拡大図に示すように、偏心金具４７およびジャッキシュー４９を取り付ける。
【００３０】
１２．掘進準備（図１４参照）
反力受２９に長スペーサ５１の一端を固定する。シールドジャッキ４５を伸長させてシールドジャッキ４５のジャッキシュー４９を長スペーサ５１に当接させる。この状態で、バックリング防止金具３７を解体する。
【００３１】
１３．掘進（６９０ｍｍ）（図１５参照）
上記のようにして掘進準備が終了すると、前述の９９１ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共にシールドジャッキ４５を伸長させて分岐トンネルを掘削する。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂は排土バルブ３３に図示しないホースなどを連結して吸い出すようにする。
図１５に示す状態は、シールドジャッキ４５を７６０ｍｍ伸長した状態であり、６９０ｍｍ掘進した状態を示している。
【００３２】
１４．段取り換え３（図１６参照）
段取り換え３は、次にスクリューコンベアを設置するためのスペースを確保するために長スペーサ５１を解体し、シールドジャッキ４５の縮退し、発進架台１５、排土バルブ３３を撤去する工程であり、具体的には以下のように行う。
シールド掘進機がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、中胴部４３のスキンプレートの後端をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、長スペーサ５１を解体し、シールドジャッキ４５を縮退させる。そして、発進架台１５を撤去し、さらに排土バルブ３３を撤去する。
図１６に示す状態は段取り換え３が終了した状態を示しているが、参考のため撤去前の長スペーサ５１、シールドジャッキ４５および排土バルブ３３を一点鎖線で示している。
【００３３】
１５．スクリューコンベアケーシング組立（図１７、図１８参照）
スクリューコンベアの前ケーシング５３を搬入して、その前端を排土口１２に連結する（図１７（ａ）、図１７（ｂ）参照）。その後、追加のシールドジャッキ４５を４本搬入して、設置して後端部の組立を行う（図１８（ａ）参照）。その後、スクリューコンベアの中ケーシング５５とフライト５７の一体化したものを搬入して、フライト５７を前ケーシング５３に挿入すると共に中ケーシング５５と前ケーシング５３をボルトで接合する（図１８（ｂ）参照）。
【００３４】
１６．後胴部搬入（図１９参照）
発進架台１５に載置した後胴部５９を既設トンネル１３内に搬入して、中胴部の後方の位置まで搬送する。このとき、後胴部５９内に受け台６１を設置して、次期工程で設置するスクリューコンベアのゲート６３およびモータ６５を受け台６１に載置して搬入する。このようにスクリューコンベアの部品を搭載して後胴部５９を搬入することで、機器搬入を効率的に行うことができる。
図１９に示す状態は、中折れジャッキ４１を設置し、中胴部４３を前胴部４０の後方に搬入した状態を示している。
【００３５】
１７．スクリューコンベア組立（図２０参照）
後胴部５９に搭載して搬入したゲート６３を、図示しないチェーンブロックなどで吊り上げて中ケーシング５５の後端側に設置する。そして、設置したゲート６３の後端側に駆動用のモータ６５を設置してスクリューコンベア６７を完成する。モータ６５の設置後に後胴部５９に設けた受け台６１を撤去する。
図２０に示す状態は、モータ６５を設置して、受け台６１撤去前の状態を示している。
【００３６】
１８．後胴組立（図２１、図２２参照）
反力受２９に長スペーサ５１の一端を設置し、シールドジャッキ４５を伸長させて長スペーサ５１の先端にシールドジャッキ４５の後端を当接させる。この状態でバックリング防止金具３７を解体する。そして、後胴部５９を載置している発進架台１５を図示しない架設ジャッキで前方に押し出し、後胴部５９の前端を中胴部４３の後端に当接させる。そして、後胴部５９の前端と中胴部４３の後端を溶接によって接合する。
溶接の方法は、図２２（ａ）に示すように、内面側及び外面側共に下部の７０°を除く２９０°の範囲については内面側および外面側から溶接する（図２２（ｂ）参照）。しかし、下部の７０°の範囲については発進架台１５があるため外面側からの溶接ができないので、片開先として内面側のみから７１°範囲について溶接する（図２２（ｃ）参照）。この７１°の範囲の溶接の両端部では外面側の２９０°の範囲の溶接との重なりが生じ、図２２（ｄ）に示すような状態となる。
【００３７】
１９．掘進（７２０ｍｍ）（図２３参照）
上記のようにして後胴組立が終了すると、前述の６９０ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共にシールドジャッキ４５を伸長させて分岐トンネルを掘削する。シールドジャッキ４５を伸長して一定の距離だけ掘進すると、シールドジャッキ４５の後端に長スペーサ５１を挿入してさらに掘進を行う。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂はスクリューコンベア６７によって順次排出する。
図２３に示す状態は、長スペーサ５１を５個設置した状態であり、７２０ｍｍ掘進した状態を示している。
【００３８】
２０．テール部材搬入準備（図２４参照）
テール搬入準備は、テール部材６９を設置するためのスペースを確保するために長スペーサ５１の解体、スクリューコンベア６７のモータ６５の取外しを行う工程であり、具体的には以下のように行う。
シールド掘進機がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、後胴部５９のスキンプレートの後端をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、長スペーサ５１を解体し、シールドジャッキ４５を縮退させる。そして、モータ６５を取外し、発進架台１５を撤去する。
図２４に示す状態はテール搬入準備において、長スペーサ５１を解体してシールドジャッキ４５を縮退させ、モータ６５の取外しまで終えた状態を示しているが、参考のため撤去前の長スペーサ５１、モータ６５を一点鎖線で示している。
【００３９】
２１．テール部材搬入・組立（図２５〜図２７）
後胴部５９の後端部に幅２００ｍｍのセグメント７１をリング状に配置し、シールドジャッキ４５のジャッキシュー４９にブルマン等の固定治具で固定する。このセグメント７１によりシールドジャッキ４５のストロークの不足分を補うことができる。この実施例では２００ｍｍが不足分の補充量に相当するが、この値は工事環境に応じて変わる。従って、工事環境如何によっては、シールドジャッキ４５のストロークの不足分を補充する必要がなく、セグメント７１の設置は無用となる。
次に、発進架台１５に載置したテール部材６９を既設トンネル１３内に搬入して、後胴部５９の後方の位置まで搬送する（図２５参照）。このとき、前工程で取り外したスクリューコンベア６７のモータ６５を搬入するテール部材６９内に載置しておく。これは、テール部材６９を後胴部５９の後方に配置し、その後、モータ６５を掘進機内に入れるとすると搬入スペースを確保するのが難しいからである。
【００４０】
本実施の形態において搬入するテール部材６９は、テールブラシなどからなるシール部材７３を有する円筒状の鋼殻７５の内側にリング状に組み立てたセグメント７７を予め挿入したものである。本実施の形態で予め挿入するセグメント７７は幅５００ｍｍのものを軸方向に２個連結したものである。この予め挿入したセグメント７７は反力受部材として機能する。
テール部材６９を後胴部５９の後方まで搬送後、シールドジャッキ４５を伸長して幅２００ｍｍのセグメント７１を後方に押し出し、幅２００ｍｍのセグメント７１とテール部材６９のセグメント７７を当接させ、これらのセグメント７１、７７が当接した状態でさらに後方に押し出し、テール部材６９のセグメント７７の後端を反力受２９に当接させる。
なお、セグメント７１を配置しない場合には、テール部材６９のセグメント７７のみを後方に押し出し、その後端を反力受２９に当接させる。
このように、テール部材６９内のセグメント７７はシールドジャッキ４５の反力受部材として機能する。この状態で、バックリング防止金具３７を解体する（図２６参照）。
【００４１】
次に、発進架台１５を図示しない仮設ジャッキで前方に押し出し、テール部材６９の鋼殻７５と後胴部５９の後端とを当接させる。両者が当接したら、両者を溶接により接合してシールド掘進機のテール部７８とする。溶接の方法は、図２２に示した中胴部４３と後胴部５９の溶接と同様に行う。両者の溶接に際してセグメントが邪魔にならないかどうかが懸念されるが、本実施の形態では、図２７（ａ）の円で囲んだB部の拡大図に示すように、幅２００ｍｍのセグメント７１の後端は、鋼殻７５と後胴部５９との当接位置よりも後方に位置しており、鋼殻７５と後胴部５９の後端の溶接作業に支障がないようになっている。
鋼殻７５と後胴部５９の後端を溶接した後、スクリューコンベア６７のモータ６５を再び設置する。そして、幅５００ｍｍのセグメント７７のうちの後方側のセグメントの一部を撤去し、開口部７９を設ける。
図２７はこのように開口部７９を設けた状態を示している。
【００４２】
ここで、シール部材７３を有する円筒状の鋼殻７５の内側にリング状に組み立てたセグメント７７を予め挿入したテール部材６９を用いたことの効果について説明する。従来であれば、テールブラシを有するテール部を後胴部に接合するには、シールドジャッキ４５およびスペーサなどによって反力をとった状態にしなければならない。ところが、テール部の内側には内方突出するテールブラシがあるので、スペーサの設置が難しいし、またスペーサの設置によってテールブラシを損傷する場合もある。これを避けるためにはテールブラシを回避するような、例えば縮径方向に屈曲するようなスペーサなどを用いることも考えられるが、そのようなスペーサを製作するのはコスト高にもなる。
この点、本実施の形態のように、テール部材６９の鋼殻７５内に予めリング状に成形したセグメント７７を挿入しておき、このセグメント７７を反力受部材として機能させるようにすれば、セグメント７７は予め鋼殻７５内に設置しておくのであるから現場でスペーサなどを設置するのに比較すると格段に作業性に優れる。しかも、反力受部材がセグメント７７であることから、別途撤去の必要がないばかりか、この部分については別途セグメント組立作業が不要となるので、作業効率が格段に向上する。
【００４３】
２２．掘進（５００ｍｍ）（図２８参照）
上記のようにしてテール部の組立が終了すると、前述の７２０ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共にシールドジャッキ４５を伸長させて分岐トンネルを掘削する。シールドジャッキ４５を伸長して５００ｍｍ掘進すると、幅２００ｍｍのセグメント７１の前端側に幅５００ｍｍのセグメント８１を組み立てる。セグメント８１の各パーツは開口部７９を介して分岐トンネル内に搬入する。
図２８は幅５００ｍｍのセグメント８１を組立終えた状態を示している。
【００４４】
２３．段取り換え４（図２９〜図３１参照）
上記のように幅５００ｍｍのセグメントの組立が終了した状態では、図２９に示すように、テール部７８よりも後方に幅５００ｍｍのセグメント７７が２リング分あることになる。最後端のセグメント７７の一部は撤去されて開口部７９が設けられているが、この開口部７９に隣接する最後端から２番目のセグメントの一部を撤去して開口部７９と連通する大開口部８３を形成する。大開口部８３を形成した後、ここから幅７５０ｍｍのセグメント８５を搬入する（図３０参照）。そして、シールドジャッキ４５を縮退させて幅７５０ｍｍのセグメントリング８７を組み立てる（図３１参照）。
図３１は幅７５０ｍｍのセグメントリング８７を組立後の状態を示している。
【００４５】
２４．スクリュー組立（図３２参照）
前工程によって幅７５０ｍｍのセグメントリング８７を組み立てたことにより、シールド掘進機の後方に長サイズのスクリューコンベアを組み立てるのに必要なスペースが確保できたので、ここで長サイズのスクリューコンベアの組立を行う。
長サイズのスクリューコンベアの組立に際しては、前工程で組立てた短サイズのスクリューコンベア６７を一部解体し、部品を追加して長サイズのスクリューコンベアとする。具体的には以下のような手順による。
中ケーシング５５の蓋を外し、フライト５７を固定してピンを外す。その後、モータ６５を取り外し、ゲート６３部を解体する（解体途中について図２０を参照）。中間フライトを搬入して、中ケーシング５５に挿入して設置する。そして、中間ケーシング８９を搬入し、搬入した中間ケーシング８９を中ケーシング５５の後端側に設置する。中間ケーシング８９の後端側にゲート６３部を設置し、さらにモータ６５を設置して長サイズのスクリューコンベア９１の組立を完了する。
図３２は長サイズのスクリューコンベア６１の組立が完了した状態を示している。
【００４６】
以上のように、本実施の形態においては、テール部材搬入・組立工程で説明したように、
シール部材７３を有する円筒状の鋼殻７５の内側にリング状に組み立てたセグメント７７を予め挿入したテール部材６９を用いてテール部７８を組立てるようにしたので、現場においてテールブラシなどを後胴後部の内面に押し付けながらスペーサ等を設置する必要がなく、テール部の組立が容易になり、効率的な分岐用シールド掘進機の発進方法を実現できる。
【００４７】
なお、本実施の形態においてはテール部材６９の鋼殻７５内に予め挿入する反力受２９部材としてリング状に組み立てたセグメント７７の例を挙げたが、本発明はこれに限られるものではなく、セグメント７７に代えて鋼材からなるリング状の骨組のようなものであってもよい。このような骨組状のものであれば、資材を搬入するための開口部を容易に設けることができるというメリットがある。
また、本実施の形態で示したテール部材６９は分岐用シールド掘進機の発進のみならず、狭い現場においてテール部を組立てるような場合には通常のシールド掘進機の発進に用いることもでき、この場合にも発進作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態における前胴前部搬入工程の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態における前胴前部搬入工程の説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるカッタ駆動部前進工程の説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態における掘進準備工程の説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態における掘進（３００ｍｍ）工程の説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態における段取り換え１工程の説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態における前胴後部搬入工程の説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態における前胴組立工程の説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態における前胴組立工程の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における掘進（９９１ｍｍ）工程の説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における段取り換え２工程の説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態における中折れジャッキ組立および中胴搬入工程の説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態における中胴組立工程の説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態における掘進準備工程の説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態における掘進（６９０ｍｍ）工程の説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態における段取り換え３工程の説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態におけるスクリューコンベアケーシング組立工程の説明図である。
【図１８】本発明の一実施の形態におけるスクリューコンベアケーシング組立工程の説明図である。
【図１９】本発明の一実施の形態における後胴搬入工程の説明図である。
【図２０】本発明の一実施の形態におけるスクリューコンベア組立工程の説明図である。
【図２１】本発明の一実施の形態における後胴組立工程の説明図である。
【図２２】本発明の一実施の形態における後胴組立工程の説明図である。
【図２３】本発明の一実施の形態における掘進（７２０ｍｍ）工程の説明図である。
【図２４】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入準備工程の説明図である。
【図２５】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入・組立工程の説明図である。
【図２６】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入・組立工程の説明図である。
【図２７】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入・組立工程の説明図である。
【図２８】本発明の一実施の形態における掘進（５００ｍｍ）工程の説明図である。
【図２９】本発明の一実施の形態における段取り換え４工程の説明図である。
【図３０】本発明の一実施の形態における段取り換え４工程の説明図である。
【図３１】本発明の一実施の形態における段取り換え４工程の説明図である。
【図３２】本発明の一実施の形態におけるスクリュー組立工程の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 前胴前部、５ カッタヘッド、７ カッタ駆動装置、９ 駆動モータ、１３ 既設トンネル、１５ 発進架台、２９ 反力受、３９ 前胴後部、４０ 前胴部、４１ 中折れジャッキ、４３ 中胴部、４５ シールドジャッキ、５１ 長スペーサ、６７ 短サイズのスクリューコンベア、６９ テール部材、７３ シール部材、７８ テール部、９１ 長サイズのスクリューコンベア。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設トンネルから分岐する分岐トンネルを掘進する分岐用シールド掘進機の発進方法、およびシールド掘進機の発進方法に供するテール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
分岐用シールド掘進機とは、既設トンネルから分岐して既設トンネルと異なる径（通常は小径）の分岐トンネルを掘進するためのものである。このような、分岐用シールド掘進機は、その全長が既設トンネルの幅よりも長く、既設トンネル内で発進方向に向けて予め組み立てるスペースがないのが通常である。そのため、分岐用シールド掘進機の発進に際しては、分岐トンネルを掘進しながら前胴部から順次後胴部まで組み立てていく必要がある。
【０００３】
このような、分岐用シールド掘進機の発進方法に関して以下のような提案がなされている。
主トンネルの掘削途中で分岐シールド掘進機を発進させて分岐トンネルを掘削する分岐発進用シールド掘進機において、主トンネルを掘削するカッタヘッドを有する本体胴部に、発進口を有する発進筒部を分離可能に接続するとともに、前記発進筒部に後部推進ジャッキおよびエレクタ装置を有する後尾胴部を接続し、掘削途中の分岐位置で、本体胴部を前記発進筒部と切り離して主トンネルの掘削を続行させるとともに、前記発進口から分岐シールド掘進機を発進して分岐トンネルを掘削するように構成したことを特徴とする分岐発進用シールド掘進機（特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１においては、分岐用シールド掘進機の発進方法に関し、その実施の形態の中で以下のような説明がなされている。
【０００５】
分岐シールド掘進機の前胴前部に前胴後部を溶接により接続して前胴部を形成する。ついで発進口の反対側壁面に取付部材を介して仮設ジャッキを配置し、その出力端を分岐シールド掘進機の前胴部に連結し、副カッタヘッドを駆動しつつ前胴を発進ガイド筒に沿って前方に掘進させる。
さらに、前胴に球面継手部を介して後胴前部を取り付け、前胴部と後胴前部とを屈曲ジャッキにより固定するとともに、後尾胴部から取り外した兼用推進ジャッキを後胴前部に装着する。そして、発進口の反対側壁面に反力支持材を介して反力受部材を配置し、副カッタヘッドを駆動しつつ兼用推進ジャッキにより前胴部および後胴部前部を前進させ、発進口から前方に突出させる。さらに、後胴部前部に後胴後部を溶接により連結して後胴部を形成し、後胴部内に副エレクタ装置を据え付けて分岐シールド掘進機を完成させる。そして、副エレクタ装置により反力受部材との間に副セグメントを組み立てつつ、兼用推進ジャッキにより分岐シールド掘進機を前進させて分岐トンネルを掘削する（特許文献１の［００２１］参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４９１７２号公報（「特許請求の範囲」［００２１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１においては、分岐シールド掘進機の発進の際における後胴部の組立に関し、「発進口の反対側壁面に反力支持材を介して反力受部材を配置し、副カッタヘッドを駆動しつつ兼用推進ジャッキにより前胴部および後胴部前部を前進させ、発進口から前方に突出させる。さらに、後胴部前部に後胴後部を溶接により連結して後胴部を形成し、後胴部内に副エレクタ装置を据え付けて分岐シールド掘進機を完成させる。」と記載されている。
【０００７】
この記載から分かるように、分岐シールド掘進機の後胴部を形成する際には、推進ジャッキとシールド掘進機の後方に設けた反力受部材との間にスペーサ等の部材を介装して反力をとる必要がある。
推進ジャッキのジャッキシューは構築したセグメントに当接する位置にあることから、ジャッキシューは後胴後部の内周面近傍に配置される。このため、推進ジャッキと反力受部材との間に介装するスペーサ等は後装後部の内周面近傍に配置されることになる。
ところが、後胴後部の内面には組立てたセグメントと後胴後部のシールをするためテールブラシ等のシール部材が後胴後部から径方向内側に向けて突出している。
そのため、推進ジャッキと反力受部材の間に介装させるスペーサ等がシール部材に接触して邪魔になり、例えばシール部材を後胴後部の内面に押し付けながらスペーサ等を設置しなければならず、このような作業を現場で行なうのは難しく、作業に難渋するという問題がある。また、現場でスペーサを設置しようとすると、シール部材を損傷する危険もある。
【０００８】
この点、これを避けるためにはスペーサ等を、シール部材を回避するような、例えば縮径方向に屈曲するようなスペーサを用いることも考えられるが、そのようなスペーサを製作するのはコスト高にもなる。
【０００９】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、既設トンネルから分岐用シールド掘進機を発進させるに際して、シール部材を備えた後胴部の組立を容易にして効率的な分岐用シールド掘進機の発進を実現する分岐用シールド掘進機の発進方法を提供することを目的としている。
また、シールド掘進機の発進方法に用いるテール部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る分岐用シールド掘進機の発進方法は、既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなるテール部材を後胴部の後方に配置する工程と、前記テール部材内の反力受部材を介して反力をとり、前記鋼殻と前記後胴部を当接させる工程と、当接した前記鋼殻と前記後胴部を接合する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明におけるテール部とは、シールド掘進機の最後尾の部分であり、その内周面にセグメントリングとの間のシールをするシール部材を備えたものをいう。
また、セグメントリングとは、セグメントをリング状に組立てたものをいう。
【００１１】
（２）また、上記（１）における反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とするものである。
【００１２】
（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、鋼殻と後胴部を当接させる工程の前に、反力受部材と当接可能なセグメントを前記後胴部の後端部に配置する工程を有することを特徴とするものである。
【００１３】
（４）本発明に係るシールド掘進機のテール部材は、既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなることを特徴とするシールド掘進機のテール部材。
【００１４】
（５）また、上記（４）における反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなるテール部材を後胴部の後方に配置する工程と、前記テール部材内の反力受部材を介して反力をとり、前記鋼殻と前記後胴部を当接させる工程と、当接した前記鋼殻と前記後胴部を接合する工程と、を備えたことにより、現場においてシール部材を鋼殻の内面に押し付けながらスペーサ等を設置する必要がなく、シール部材を備えたテール部の組立が容易になり、効率的な分岐用シールド掘進機の発進方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図３２は本発明の一実施の形態に係る分岐用シールド掘進機の発進方法の工程の説明図である。
本実施の形態に用いる分岐用シールド掘進機は、いわゆる中折れ式のシールド掘進機であり、先端に配置されるカッタヘッド５および該カッタヘッド５を駆動するカッタ駆動装置７が搭載された前胴前部１、該前胴前部１の後方に接続される前胴後部３９、該前胴後部３９と中折れジャッキを介して連結される中胴部４３、該中胴部４３の後方に接続されてエレクタによってセグメントの組立てを行う後胴部５９、該後胴部５９に連結されてテールブラシなどのシール部材を備えたテール部７８を備えてなるものである。
以下、図１〜図３２に基づいて既設トンネル１３の途中で分岐用シールド掘進機を組み立てながら発進する分岐用シールド掘進機の発進方法を説明する。
【００１７】
１．前胴前部搬入（図１、図２参照）
図１、図２は分岐用シールド掘進機の前胴前部１搬入工程の説明図であり、図１（ａ）が前胴前部１の側面図、図１（ｂ）がその平面図、図２（ｃ）がその背面図である。
前胴前部１とは、円筒状のスキンプレート２の前方に配置されて前面にカッタビット３が装着されたカッタヘッド５、該カッタヘッド５を回転駆動させるカッタ駆動装置７を含むものである。カッタ駆動装置７は、カッタヘッド５の後方にチャンバ８および隔壁１０を介して設けられており、複数の駆動モータ９と該駆動モータ９の回転をカッタヘッド５に伝達する減速装置１１とを備えてなる。
また、隔壁１０の下部にはチャンバ８内の掘削土砂を排出するための排土口１２が設けられている。
【００１８】
前胴前部搬入工程は、前胴前部１を発進架台１５に載置して既設トンネル１３内の底盤１４上を分岐トンネル施工予定場所まで搬送する工程である。分岐トンネル施工予定場所に搬入された前胴前部１は、カッタヘッド５が分岐トンネル施工側に向いている。
分岐トンネル施工予定場所における既設トンネル１３の側壁を構成するセグメント１７はスキンプレートのない掘削可能なものが施工されている。そして、この部分にはエントランス１９が取り付けられている。
エントランス１９は、分岐用シールド掘進機の前胴前部１が挿通される円筒状のエントランス本体２１を備えており、エントランス本体２１の内周面には、分岐用シールド掘進機との隙間をシールするためのエントランスシール部材２３が設けられている。
エントランスシール部材２３は、前方に設けられたゴム板２５と、その後ろ側に設けられてゴム板２５の反転を防止する鉄板からなるフラッパー２７と、を備えている。
既設トンネルにおけるエントランス１９を設置部の対向部には分岐用シールド掘進機の反力をとるための反力受２９が設置されている。
なお、図１、図２は既設トンネル１３内に前胴前部１が搬入された後の状態を示している。
【００１９】
２．カッタ駆動部前進（図３参照）
発進架台上の前胴前部１を図示しないジャッキによって前方（分岐トンネル側）に押込み、カッタヘッド５の先端がセグメント１７に当接する位置まで移動させる（図３参照）。図３においてはこの工程での移動距離を示すために、移動前の前胴前部の一部を一点鎖線で示してある。
なお、図３においてエントランスシール部材２３が前胴前部に挿入されているように描かれているが、これは図が不明確になるのを防止するためであり、実際にはエントランスシール部材２３は前胴前部に沿うように湾曲する。
なお、この工程で使用した押込み用のジャッキは撤去する。
【００２０】
３．掘進準備（図４参照）
前胴前部１の後端側に前胴前部１を前方に推進させるための推進ジャッキ３１を４本取り付ける。このとき、推進ジャッキ３１の後ろ側、すなわち推進ジャッキ３１の後端が既設トンネル１３の側壁に設置した反力受２９に対向する。
掘進が開始するとチャンバ８内に土砂が溜まるので、この土砂を排出するための機構として排土口１２に排土口１２の開閉を行うための排土バルブ３３を取り付ける。
以上の掘進準備が完了した状態が図４に示されている。
【００２１】
４．掘進（３００ｍｍ）（図５参照）
掘進準備が完了すると、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共に推進ジャッキ３１を伸長させて既設トンネル１３の側壁（セグメント１７）を掘削する。推進ジャッキ３１を伸長して一定の距離だけ掘進すると、推進ジャッキ３１の後端にスペーサ３５を挿入してさらに掘進を行う。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂は排土バルブ３３に図示しないホースなどを連結して吸い出すようにする。
なお、スペーサ３５の挿入は、推進ジャッキ３１を一本ずつ縮退させて順次行うようにする。
図５は、各推進ジャッキ３１にスペーサ３５を２個ずつ設置した状態であり、３００ｍｍ掘進した状態を示している。
【００２２】
５．段取り換え１（図６参照）
段取り換え１は、後述する前胴後部３９を設置するためのスペースを確保するために推進ジャッキ３１、排土バルブ３３を撤去する工程であり、具体的には以下のように行う。
前胴前部１がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、前胴前部１のスキンプレート２をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、推進ジャッキ３１および排土バルブ３３を撤去し、さらに発進架台１５を撤去する。
図６に示す状態は段取り換え１が終了した状態を示しているが、参考のため撤去前の推進ジャッキ３１および排土バルブ３３を一点鎖線で示している。
【００２３】
６．前胴後部搬入（図７参照）
前胴後部搬入工程は、発進架台１５に載置した前胴後部３９を既設トンネル１３内に搬入して、前胴前部１の後方の位置まで搬送する工程である。このとき、前胴後部３９内に次期工程で設置する推進ジャッキ３１を搭載しておく。このように推進ジャッキ３１を搭載して前胴後部３９を搬入することで、機器搬入を効率的に行うことができる。
図７は、前胴後部３９を前胴前部１の後方に搬入した状態を示している。
【００２４】
７．前胴組立（図８、図９参照）
前胴組立工程は、前胴後部３９を前胴前部１に接続して前胴部４０を組立てる工程であり、具体的には以下のように行う。
４本の推進ジャッキ３１を前胴前部１の後端側に設置する。このとき、推進ジャッキ３１の後端にはスペーサ３５を２個設置しておく。これによって、推進ジャッキ３１を少し伸長しただけで反力受２９にスペーサ３５の後端が当接するようになる。この状態で、エントランス１９と前胴前部１とを連結しているバックリング防止金具３７を解体する。そして、前胴後部３９と前胴前部１のそれぞれのスキンプレートを当接させ、両者を接合して、前胴部４０とする。
【００２５】
前胴前部１と前胴後部３９の接合方法は、図９（ａ）に示すように、下部を除く２９１°の範囲に関しては、内周面側をボルト接合とし、外周面側を溶接する。外周面の溶接は、図９（ｂ）に示すように、外周面側にスキンプレートの厚みの一部に開先を設けて行う。
下部の内周面側の７０°の範囲に関しては、外周側には発進架台１５があるので溶接が困難なことから、図９（ｃ）に示すように、内周面側にのみスキンプレートの厚みの一部に開先を設けて溶接する。
なお、外周面の溶接と内周面の溶接はその端部で０．５°の範囲で重なりを生ずるが、この部分は図９（ｄ）のようになる。
前胴後部３９を前胴前部１に溶接した後、前胴後部３９を搬送してきた発進架台１５を前方に押し付ける。
図８は前胴組立完了後の状態を示している。
【００２６】
８．掘進（９９１ｍｍ）（図１０参照）
上記のようにして前胴組立が終了すると、前述の３００ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共に推進ジャッキ３１を伸長させて掘進する。推進ジャッキ３１を伸長して一定の距離だけ掘進すると、推進ジャッキ３１の後端にスペーサ３５を挿入してさらに掘進を行う。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂は排土バルブ３３に図示しないホースなどを連結して吸い出すようにする。
図１０は、各推進ジャッキ３１にスペーサ３５を１０個ずつ設置した状態であり、９９１ｍｍ掘進した状態を示している。
【００２７】
９．段取り換え２（図１１参照）
段取り換え２は、次に後述の中胴部４３を設置するためのスペースを確保するために推進ジャッキ３１、発進架台１５を撤去する工程であり、具体的には以下のように行う。
前胴部４０がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、前胴部４０のスキンプレートの後端（前胴後部のスキンプレートの後端）をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、推進ジャッキ３１を撤去し、さらに発進架台１５を撤去する。
図１１は段取り換え２が終了した状態を示しているが、参考のため撤去前の推進ジャッキ３１および排土バルブ３３を一点鎖線で示している。
【００２８】
１０．中折れジャッキ組立および中胴搬入（図１２参照）
中折れジャッキ４１を６本搬入して、前胴部４０に設置する。その後、発進架台１５に載置した中胴部４３を既設トンネル１３内に搬入して、前胴部４０の後方の位置まで搬送する。このとき、中胴部４３内に次期工程で設置するシールドジャッキ４５を搭載しておく。このようにシールドジャッキ４５を搭載して中胴部４３を搬入することで、機器搬入を効率的に行うことができる。
図１２に示す状態は、中折れジャッキ４１を設置し、中胴部４３を前胴部４０の後方に搬入した状態を示している。
【００２９】
１１．中胴組立（図１３参照）
中胴部４３を図示しないジャッキによって前胴部４０側に押し込み、中胴部４３の前端と前胴部４０の後端とをボルト接合する。そして、中折れジャッキ４１の後端を中胴部４３側に連結する。次に、シールドジャッキ４５を水平にしてその前端を前胴部４０側に引き込み、前胴部４０側に固定する。シールドジャッキ４５の後端には、図１３（ａ）の拡大図に示すように、偏心金具４７およびジャッキシュー４９を取り付ける。
【００３０】
１２．掘進準備（図１４参照）
反力受２９に長スペーサ５１の一端を固定する。シールドジャッキ４５を伸長させてシールドジャッキ４５のジャッキシュー４９を長スペーサ５１に当接させる。この状態で、バックリング防止金具３７を解体する。
【００３１】
１３．掘進（６９０ｍｍ）（図１５参照）
上記のようにして掘進準備が終了すると、前述の９９１ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共にシールドジャッキ４５を伸長させて分岐トンネルを掘削する。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂は排土バルブ３３に図示しないホースなどを連結して吸い出すようにする。
図１５に示す状態は、シールドジャッキ４５を７６０ｍｍ伸長した状態であり、６９０ｍｍ掘進した状態を示している。
【００３２】
１４．段取り換え３（図１６参照）
段取り換え３は、次にスクリューコンベアを設置するためのスペースを確保するために長スペーサ５１を解体し、シールドジャッキ４５の縮退し、発進架台１５、排土バルブ３３を撤去する工程であり、具体的には以下のように行う。
シールド掘進機がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、中胴部４３のスキンプレートの後端をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、長スペーサ５１を解体し、シールドジャッキ４５を縮退させる。そして、発進架台１５を撤去し、さらに排土バルブ３３を撤去する。
図１６に示す状態は段取り換え３が終了した状態を示しているが、参考のため撤去前の長スペーサ５１、シールドジャッキ４５および排土バルブ３３を一点鎖線で示している。
【００３３】
１５．スクリューコンベアケーシング組立（図１７、図１８参照）
スクリューコンベアの前ケーシング５３を搬入して、その前端を排土口１２に連結する（図１７（ａ）、図１７（ｂ）参照）。その後、追加のシールドジャッキ４５を４本搬入して、設置して後端部の組立を行う（図１８（ａ）参照）。その後、スクリューコンベアの中ケーシング５５とフライト５７の一体化したものを搬入して、フライト５７を前ケーシング５３に挿入すると共に中ケーシング５５と前ケーシング５３をボルトで接合する（図１８（ｂ）参照）。
【００３４】
１６．後胴部搬入（図１９参照）
発進架台１５に載置した後胴部５９を既設トンネル１３内に搬入して、中胴部の後方の位置まで搬送する。このとき、後胴部５９内に受け台６１を設置して、次期工程で設置するスクリューコンベアのゲート６３およびモータ６５を受け台６１に載置して搬入する。このようにスクリューコンベアの部品を搭載して後胴部５９を搬入することで、機器搬入を効率的に行うことができる。
図１９に示す状態は、中折れジャッキ４１を設置し、中胴部４３を前胴部４０の後方に搬入した状態を示している。
【００３５】
１７．スクリューコンベア組立（図２０参照）
後胴部５９に搭載して搬入したゲート６３を、図示しないチェーンブロックなどで吊り上げて中ケーシング５５の後端側に設置する。そして、設置したゲート６３の後端側に駆動用のモータ６５を設置してスクリューコンベア６７を完成する。モータ６５の設置後に後胴部５９に設けた受け台６１を撤去する。
図２０に示す状態は、モータ６５を設置して、受け台６１撤去前の状態を示している。
【００３６】
１８．後胴組立（図２１、図２２参照）
反力受２９に長スペーサ５１の一端を設置し、シールドジャッキ４５を伸長させて長スペーサ５１の先端にシールドジャッキ４５の後端を当接させる。この状態でバックリング防止金具３７を解体する。そして、後胴部５９を載置している発進架台１５を図示しない架設ジャッキで前方に押し出し、後胴部５９の前端を中胴部４３の後端に当接させる。そして、後胴部５９の前端と中胴部４３の後端を溶接によって接合する。
溶接の方法は、図２２（ａ）に示すように、内面側及び外面側共に下部の７０°を除く２９０°の範囲については内面側および外面側から溶接する（図２２（ｂ）参照）。しかし、下部の７０°の範囲については発進架台１５があるため外面側からの溶接ができないので、片開先として内面側のみから７１°範囲について溶接する（図２２（ｃ）参照）。この７１°の範囲の溶接の両端部では外面側の２９０°の範囲の溶接との重なりが生じ、図２２（ｄ）に示すような状態となる。
【００３７】
１９．掘進（７２０ｍｍ）（図２３参照）
上記のようにして後胴組立が終了すると、前述の６９０ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共にシールドジャッキ４５を伸長させて分岐トンネルを掘削する。シールドジャッキ４５を伸長して一定の距離だけ掘進すると、シールドジャッキ４５の後端に長スペーサ５１を挿入してさらに掘進を行う。掘削中にチャンバ内に溜まった掘削土砂はスクリューコンベア６７によって順次排出する。
図２３に示す状態は、長スペーサ５１を５個設置した状態であり、７２０ｍｍ掘進した状態を示している。
【００３８】
２０．テール部材搬入準備（図２４参照）
テール搬入準備は、テール部材６９を設置するためのスペースを確保するために長スペーサ５１の解体、スクリューコンベア６７のモータ６５の取外しを行う工程であり、具体的には以下のように行う。
シールド掘進機がカッタヘッド５に作用する土圧に抵抗するため、後胴部５９のスキンプレートの後端をエントランス１９後端にバックリング防止金具３７によって連結する。この状態で、長スペーサ５１を解体し、シールドジャッキ４５を縮退させる。そして、モータ６５を取外し、発進架台１５を撤去する。
図２４に示す状態はテール搬入準備において、長スペーサ５１を解体してシールドジャッキ４５を縮退させ、モータ６５の取外しまで終えた状態を示しているが、参考のため撤去前の長スペーサ５１、モータ６５を一点鎖線で示している。
【００３９】
２１．テール部材搬入・組立（図２５〜図２７）
後胴部５９の後端部に幅２００ｍｍのセグメント７１をリング状に配置し、シールドジャッキ４５のジャッキシュー４９にブルマン等の固定治具で固定する。このセグメント７１によりシールドジャッキ４５のストロークの不足分を補うことができる。この実施例では２００ｍｍが不足分の補充量に相当するが、この値は工事環境に応じて変わる。従って、工事環境如何によっては、シールドジャッキ４５のストロークの不足分を補充する必要がなく、セグメント７１の設置は無用となる。
次に、発進架台１５に載置したテール部材６９を既設トンネル１３内に搬入して、後胴部５９の後方の位置まで搬送する（図２５参照）。このとき、前工程で取り外したスクリューコンベア６７のモータ６５を搬入するテール部材６９内に載置しておく。これは、テール部材６９を後胴部５９の後方に配置し、その後、モータ６５を掘進機内に入れるとすると搬入スペースを確保するのが難しいからである。
【００４０】
本実施の形態において搬入するテール部材６９は、テールブラシなどからなるシール部材７３を有する円筒状の鋼殻７５の内側にリング状に組み立てたセグメント７７を予め挿入したものである。本実施の形態で予め挿入するセグメント７７は幅５００ｍｍのものを軸方向に２個連結したものである。この予め挿入したセグメント７７は反力受部材として機能する。
テール部材６９を後胴部５９の後方まで搬送後、シールドジャッキ４５を伸長して幅２００ｍｍのセグメント７１を後方に押し出し、幅２００ｍｍのセグメント７１とテール部材６９のセグメント７７を当接させ、これらのセグメント７１、７７が当接した状態でさらに後方に押し出し、テール部材６９のセグメント７７の後端を反力受２９に当接させる。
なお、セグメント７１を配置しない場合には、テール部材６９のセグメント７７のみを後方に押し出し、その後端を反力受２９に当接させる。
このように、テール部材６９内のセグメント７７はシールドジャッキ４５の反力受部材として機能する。この状態で、バックリング防止金具３７を解体する（図２６参照）。
【００４１】
次に、発進架台１５を図示しない仮設ジャッキで前方に押し出し、テール部材６９の鋼殻７５と後胴部５９の後端とを当接させる。両者が当接したら、両者を溶接により接合してシールド掘進機のテール部７８とする。溶接の方法は、図２２に示した中胴部４３と後胴部５９の溶接と同様に行う。両者の溶接に際してセグメントが邪魔にならないかどうかが懸念されるが、本実施の形態では、図２７（ａ）の円で囲んだB部の拡大図に示すように、幅２００ｍｍのセグメント７１の後端は、鋼殻７５と後胴部５９との当接位置よりも後方に位置しており、鋼殻７５と後胴部５９の後端の溶接作業に支障がないようになっている。
鋼殻７５と後胴部５９の後端を溶接した後、スクリューコンベア６７のモータ６５を再び設置する。そして、幅５００ｍｍのセグメント７７のうちの後方側のセグメントの一部を撤去し、開口部７９を設ける。
図２７はこのように開口部７９を設けた状態を示している。
【００４２】
ここで、シール部材７３を有する円筒状の鋼殻７５の内側にリング状に組み立てたセグメント７７を予め挿入したテール部材６９を用いたことの効果について説明する。従来であれば、テールブラシを有するテール部を後胴部に接合するには、シールドジャッキ４５およびスペーサなどによって反力をとった状態にしなければならない。ところが、テール部の内側には内方突出するテールブラシがあるので、スペーサの設置が難しいし、またスペーサの設置によってテールブラシを損傷する場合もある。これを避けるためにはテールブラシを回避するような、例えば縮径方向に屈曲するようなスペーサなどを用いることも考えられるが、そのようなスペーサを製作するのはコスト高にもなる。
この点、本実施の形態のように、テール部材６９の鋼殻７５内に予めリング状に成形したセグメント７７を挿入しておき、このセグメント７７を反力受部材として機能させるようにすれば、セグメント７７は予め鋼殻７５内に設置しておくのであるから現場でスペーサなどを設置するのに比較すると格段に作業性に優れる。しかも、反力受部材がセグメント７７であることから、別途撤去の必要がないばかりか、この部分については別途セグメント組立作業が不要となるので、作業効率が格段に向上する。
【００４３】
２２．掘進（５００ｍｍ）（図２８参照）
上記のようにしてテール部の組立が終了すると、前述の７２０ｍｍ掘進のときと同様に、カッタ駆動装置７を駆動してカッタヘッド５を回転させると共にシールドジャッキ４５を伸長させて分岐トンネルを掘削する。シールドジャッキ４５を伸長して５００ｍｍ掘進すると、幅２００ｍｍのセグメント７１の前端側に幅５００ｍｍのセグメント８１を組み立てる。セグメント８１の各パーツは開口部７９を介して分岐トンネル内に搬入する。
図２８は幅５００ｍｍのセグメント８１を組立終えた状態を示している。
【００４４】
２３．段取り換え４（図２９〜図３１参照）
上記のように幅５００ｍｍのセグメントの組立が終了した状態では、図２９に示すように、テール部７８よりも後方に幅５００ｍｍのセグメント７７が２リング分あることになる。最後端のセグメント７７の一部は撤去されて開口部７９が設けられているが、この開口部７９に隣接する最後端から２番目のセグメントの一部を撤去して開口部７９と連通する大開口部８３を形成する。大開口部８３を形成した後、ここから幅７５０ｍｍのセグメント８５を搬入する（図３０参照）。そして、シールドジャッキ４５を縮退させて幅７５０ｍｍのセグメントリング８７を組み立てる（図３１参照）。
図３１は幅７５０ｍｍのセグメントリング８７を組立後の状態を示している。
【００４５】
２４．スクリュー組立（図３２参照）
前工程によって幅７５０ｍｍのセグメントリング８７を組み立てたことにより、シールド掘進機の後方に長サイズのスクリューコンベアを組み立てるのに必要なスペースが確保できたので、ここで長サイズのスクリューコンベアの組立を行う。
長サイズのスクリューコンベアの組立に際しては、前工程で組立てた短サイズのスクリューコンベア６７を一部解体し、部品を追加して長サイズのスクリューコンベアとする。具体的には以下のような手順による。
中ケーシング５５の蓋を外し、フライト５７を固定してピンを外す。その後、モータ６５を取り外し、ゲート６３部を解体する（解体途中について図２０を参照）。中間フライトを搬入して、中ケーシング５５に挿入して設置する。そして、中間ケーシング８９を搬入し、搬入した中間ケーシング８９を中ケーシング５５の後端側に設置する。中間ケーシング８９の後端側にゲート６３部を設置し、さらにモータ６５を設置して長サイズのスクリューコンベア９１の組立を完了する。
図３２は長サイズのスクリューコンベア６１の組立が完了した状態を示している。
【００４６】
以上のように、本実施の形態においては、テール部材搬入・組立工程で説明したように、
シール部材７３を有する円筒状の鋼殻７５の内側にリング状に組み立てたセグメント７７を予め挿入したテール部材６９を用いてテール部７８を組立てるようにしたので、現場においてテールブラシなどを後胴後部の内面に押し付けながらスペーサ等を設置する必要がなく、テール部の組立が容易になり、効率的な分岐用シールド掘進機の発進方法を実現できる。
【００４７】
なお、本実施の形態においてはテール部材６９の鋼殻７５内に予め挿入する反力受２９部材としてリング状に組み立てたセグメント７７の例を挙げたが、本発明はこれに限られるものではなく、セグメント７７に代えて鋼材からなるリング状の骨組のようなものであってもよい。このような骨組状のものであれば、資材を搬入するための開口部を容易に設けることができるというメリットがある。
また、本実施の形態で示したテール部材６９は分岐用シールド掘進機の発進のみならず、狭い現場においてテール部を組立てるような場合には通常のシールド掘進機の発進に用いることもでき、この場合にも発進作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態における前胴前部搬入工程の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態における前胴前部搬入工程の説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるカッタ駆動部前進工程の説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態における掘進準備工程の説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態における掘進（３００ｍｍ）工程の説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態における段取り換え１工程の説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態における前胴後部搬入工程の説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態における前胴組立工程の説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態における前胴組立工程の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における掘進（９９１ｍｍ）工程の説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における段取り換え２工程の説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態における中折れジャッキ組立および中胴搬入工程の説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態における中胴組立工程の説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態における掘進準備工程の説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態における掘進（６９０ｍｍ）工程の説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態における段取り換え３工程の説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態におけるスクリューコンベアケーシング組立工程の説明図である。
【図１８】本発明の一実施の形態におけるスクリューコンベアケーシング組立工程の説明図である。
【図１９】本発明の一実施の形態における後胴搬入工程の説明図である。
【図２０】本発明の一実施の形態におけるスクリューコンベア組立工程の説明図である。
【図２１】本発明の一実施の形態における後胴組立工程の説明図である。
【図２２】本発明の一実施の形態における後胴組立工程の説明図である。
【図２３】本発明の一実施の形態における掘進（７２０ｍｍ）工程の説明図である。
【図２４】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入準備工程の説明図である。
【図２５】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入・組立工程の説明図である。
【図２６】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入・組立工程の説明図である。
【図２７】本発明の一実施の形態におけるテール部搬入・組立工程の説明図である。
【図２８】本発明の一実施の形態における掘進（５００ｍｍ）工程の説明図である。
【図２９】本発明の一実施の形態における段取り換え４工程の説明図である。
【図３０】本発明の一実施の形態における段取り換え４工程の説明図である。
【図３１】本発明の一実施の形態における段取り換え４工程の説明図である。
【図３２】本発明の一実施の形態におけるスクリュー組立工程の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 前胴前部、５ カッタヘッド、７ カッタ駆動装置、９ 駆動モータ、１３ 既設トンネル、１５ 発進架台、２９ 反力受、３９ 前胴後部、４０ 前胴部、４１ 中折れジャッキ、４３ 中胴部、４５ シールドジャッキ、５１ 長スペーサ、６７ 短サイズのスクリューコンベア、６９ テール部材、７３ シール部材、７８ テール部、９１ 長サイズのスクリューコンベア。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、
シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなるテール部材を後胴部の後方に配置する工程と、前記テール部材内の反力受部材を介して反力をとり、前記鋼殻と前記後胴部を当接させる工程と、当接した前記鋼殻と前記後胴部を接合する工程と、を備えたことを特徴とする分岐用シールドの発進方法。
【請求項２】
反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とする請求項１に記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項３】
鋼殻と後胴部を当接させる工程の前に、反力受部材と当接可能なセグメントを前記後胴部の後端部に配置する工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項４】
既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行うシールド掘進機の発進方法に用いるテール部材であって、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなることを特徴とするシールド掘進機のテール部材。
【請求項５】
反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とする請求項４に記載のシールド掘進機のテール部材。
【請求項１】
既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行う分岐用シールド掘進機の発進方法であって、
シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなるテール部材を後胴部の後方に配置する工程と、前記テール部材内の反力受部材を介して反力をとり、前記鋼殻と前記後胴部を当接させる工程と、当接した前記鋼殻と前記後胴部を接合する工程と、を備えたことを特徴とする分岐用シールドの発進方法。
【請求項２】
反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とする請求項１に記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項３】
鋼殻と後胴部を当接させる工程の前に、反力受部材と当接可能なセグメントを前記後胴部の後端部に配置する工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の分岐用シールド掘進機の発進方法。
【請求項４】
既設トンネル内で後胴部の後方にテール部の接合を行うシールド掘進機の発進方法に用いるテール部材であって、シール部材を有する鋼殻内に反力受部材を予め設置してなることを特徴とするシールド掘進機のテール部材。
【請求項５】
反力受部材はリング状に組み立てたセグメントであることを特徴とする請求項４に記載のシールド掘進機のテール部材。
【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】
【公開番号】特開２００７−７７６１４（Ｐ２００７−７７６１４Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６４４８６（Ｐ２００５−２６４４８６）
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１２日（２００５．９．１２）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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