同時掘進シールド掘進機
【課題】シールドジャッキのストロークを短くでき、コストダウン、施工時間の短期化及び機長の短縮化を推進できる同時掘進シールド掘進機を提供する。
【解決手段】シールドジャッキ１２を伸長させて既設のセグメントＳを押圧することでシールドフレーム２を前進させながら、何れかのシールドジャッキ１２を縮退させて縮退により生じたスペースにエレクタ１１により新たなセグメントＳを組み立てる同時掘進シールド掘進機１であって、シールドジャッキ１２を、エレクタ１１でセグメントＳを１リング組み立てる際のセグメントＳの組立順序の早い遅いに応じて、ジャッキブロック１２Ｘ、１２Ｙに分け、組立順序が遅いセグメントＳを押圧するジャッキブロック１２Ｘは、組立順序が早いセグメントＳを押圧するジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２よりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキ１２を有する。
【解決手段】シールドジャッキ１２を伸長させて既設のセグメントＳを押圧することでシールドフレーム２を前進させながら、何れかのシールドジャッキ１２を縮退させて縮退により生じたスペースにエレクタ１１により新たなセグメントＳを組み立てる同時掘進シールド掘進機１であって、シールドジャッキ１２を、エレクタ１１でセグメントＳを１リング組み立てる際のセグメントＳの組立順序の早い遅いに応じて、ジャッキブロック１２Ｘ、１２Ｙに分け、組立順序が遅いセグメントＳを押圧するジャッキブロック１２Ｘは、組立順序が早いセグメントＳを押圧するジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２よりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキ１２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山の掘進とセグメントの組立とを同時に行う同時掘進シールド掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機は、シールドフレーム前部に設けたカッタで地山を掘削し、シールドフレーム内部に設けたエレクタによりセグメントをシールドフレーム内周面に沿ってリング状に組み立て、シールドフレーム内周面に周方向に間隔を隔てて設けた複数のシールドジャッキによって、エレクタで組み立てられたセグメント（既設セグメント）の前端面を押圧してシールドフレームを前進させるものである。
【０００３】
ここで、シールドジャッキを伸長させることによるシールドフレームの前進と、エレクタによるセグメントの組立とを同時に行う同時掘進シールド掘進機として、エレクタでセグメントを１リング組み立てる際に組立順序が後のセグメントを押圧するシールドジャッキの設置位置を、組立順序が先のセグメントを押圧するシールドジャッキの設置位置よりも、トンネル軸方向後方にずらして配設したものが知られている（特許文献１）。このように、シールドジャッキの設置位置を軸方向にずらすことで、同時掘進中に、組立順序が後のセグメントを押圧するシールドジャッキを伸長させた際、そのジャッキの先端が既設セグメントに届かなくなることを回避できる。
【０００４】
かかる同時掘進シールド掘進機は、各シールドジャッキを伸長させて既設セグメントを押圧することでシールドフレームを前進させながら、何れかのシールドジャッキを縮退させて縮退により生じたスペースにエレクタによって新たなセグメントを組み立てるのであるが、縮退させるシールドジャッキを、設置位置が前方のものから後方のものにかけて順次移行させることで、残りのシールドジャッキで常に既設セグメントを押圧し続けることが可能となり、セグメントの組立と地山の掘進とを同時に行える。
【０００５】
上述した従来の同時掘進シールド掘進機は、各シールドジャッキのストロークが全て等しく設定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８４５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、本発明者は、組立順序が後のセグメントを押圧するシールドジャッキは、組立順序が先のセグメントを押圧するシールドジャッキよりも設置位置が軸方向後方にずらされていることから、組立順序が先のセグメントを押圧するシールドジャッキよりストロークを短くしても、同時掘進が成立することを見出した。
【０００８】
すなわち、上述した同時掘進シールド掘進機について、一部のシールドジャッキのストロークを短くすることが可能であり、ストロークの短いシールドジャッキは安価であることから、コストダウンの余地が存在する。また、シールドジャッキが無駄なストロークを有しているということは、伸縮のための時間も必要以上に掛かってしまうことを意味し、施工時間の長期化に繋がる。また、シールドジャッキのシールドフレーム内における収納スペースがシールドフレームの長さ（シールド掘進機の機長）を決定する要因となっている場合には、そのシールドジャッキのストローク即ち全長を短くできれば、シールド掘進機の機長の短縮化が可能となり、低コスト化及びカーブ掘進の性能向上に繋がる。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、一部のシールドジャッキのストロークを短くでき、コストダウン、施工時間の短期化及び機長の短縮化を推進できる同時掘進シールド掘進機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、シールドフレームの内周面に沿って下側から上側に向けてセグメントをリング状に組み立てるエレクタと、前記シールドフレームの内周面に周方向に間隔を隔てて複数設置され前記エレクタで組み立てられた既設のセグメントの前端面を押圧するシールドジャッキとを備え、該シールドジャッキを伸長させて既設のセグメントを押圧することで前記シールドフレームを前進させながら、何れかのシールドジャッキを縮退させて縮退により生じたスペースに前記エレクタにより新たなセグメントを組み立てる同時掘進シールド掘進機であって、前記シールドジャッキを、前記エレクタでセグメントを１リング組み立てる際のセグメントの組立順序の早い遅いに応じて、夫々１本以上のシールドジャッキから成る複数のジャッキブロックに分け、組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックは、組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が掘進方向に対して軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキを有するものである。
【００１１】
前記エレクタは、セグメントを１リング組み立てる際、最後にキーセグメントを軸方向から挿入するものであり、前記組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキは、前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキを除き、前記組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短く設定されていてもよい。
【００１２】
前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキは、セグメントを１リング組み立てる際の組立順序が最初のセグメントを押圧するシールドジャッキに対し、軸方向の設置位置が同じであり且つストロークが長く、該ストロークがセグメントの軸方向長さの一倍以上二倍未満であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る同時掘進シールド掘進機によれば、一部のシールドジャッキのストロークを短くできるので、全てのシールドジャッキのストロークが等しいものと比べると、コストダウン、施工時間の短期化及び機長の短縮化を推進できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る同時掘進シールド掘進機の側断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１、図２に示す同時掘進シールド掘進機によって組み立てられるセグメントの説明図である。
【図４】図１、図２に示す同時掘進シールド掘進機のセグメント組立及び掘進工程を示す説明図である。
【図５】図４の続きを示すセグメント組立及び掘進工程の説明図である。
【図６】図１、図２に示す同時掘進シールド掘進機のセグメント組立及び掘進工程を示す別の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る同時掘進シールド掘進機１は、筒状に形成されたシールドフレーム２と、シールドフレーム２内を前後に仕切る隔壁３と、隔壁３に回転可能に取り付けられ切羽を切削するビット４を有するカッタヘッド５と、カッタヘッド５を回転駆動するモータ６及びギヤ機構７等からなるカッタ駆動手段８と、カッタヘッド５と隔壁３との間に形成されビット４で切削された掘削土砂を取り込むカッタ室９とを備えている。
【００１７】
また、この同時掘進シールド掘進機１は、カッタ室９に取り込まれた掘削土砂を隔壁３の後方に排出するスクリューコンベヤ等の排土装置１０と、セグメントＳをシールドフレーム２の内周面に沿ってリング状に組み立てるエレクタ１１と、シールドフレーム２の内周面に周方向に間隔を隔てて複数設置され既設セグメントＳの前端面を押圧するシールドジャッキ１２と、シールドフレーム２の後部内周面に周方向に沿って設けられ既設セグメントＳの外周面に当接するテールシール１３とを備えている。
【００１８】
図１、図２に示すように、エレクタ１１は、シールドフレーム２に支持されたローラ１４にトンネル周方向に回転可能に載置された旋回リング１５と、旋回リング１５に設けた支持ブロック１６にトンネル径方向に移動可能に装着された略Ｕ字状の吊りビーム１７と、吊りビーム１７の略中央部にトンネル軸方向に移動可能に装着された把持部１８とを備えており、把持部１８に把持したセグメントＳをトンネル軸方向、径方向、周方向に適宜移動させ、シールドフレーム２の内周面に沿って下側から上側に向けてリング状に組み立てるものである。
【００１９】
詳しくは、旋回リング１５には、リングギヤ１９が同芯的に設けられており、リングギヤ１９には、モータ（図示せず）の回転軸に取り付けたピニオンが噛合されている。モータを駆動することで旋回リング１５がシールドフレーム２の周方向に旋回する。吊りビーム１７は、一端が支持ブロック１６に他端が吊りビーム１７に連結されたジャッキ（図示せず）により、シールドフレーム２の径方向に移動される。把持部１８は、一端が吊りビーム１７に他端が把持部１８に連結されたジャッキ（図示せず）により、シールドフレーム２の軸方向に移動される。
【００２０】
図３に示すように、エレクタ１１によって組み立てられるセグメントＳは、本実施形態では、セグメントＡ１、セグメントＡ２、セグメントＡ３、セグメントＡ４、セグメントＢ、セグメントＣ、セグメントＫの７種類のものがあり、セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ、Ｃ、Ｋの順番で組み立てられる。また、図３に示すセグメントＳの配置のリングを甲組リングとすると、甲組リングのトンネル軸方向隣りのリングは、甲組リングのセグメントの配置を縦軸に対して略線対称とした乙組のセグメントＳの配置となっていて、この乙組リングと前記甲組リングとがトンネル軸方向に交互に配置されている（所謂千鳥配置）。
【００２１】
本実施形態の特徴は、図１、図２に示すように、エレクタ１１でセグメントＳを１リング組み立てる際のセグメントＳの組立順序の早い遅いに応じて、シールドジャッキ１２を二つのジャッキブロックに分け、組立順序が遅いセグメントＳを押圧するジャッキブロック（遅押しジャッキブロック）１２Ｘは、組立順序が早いセグメントＳを押圧するジャッキブロック（早押しジャッキブロック）１２Ｙのシールドジャッキ１２よりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキ１２を有する点にある。
【００２２】
図２、図４（ａ）において、白抜きのシールドジャッキ１２は、早押しジャッキブロック１２Ｙに属し、ハッチング及びドットのシールドジャッキ１２は、遅押しジャッキブロック１２Ｘに属し、ドットのシールドジャッキ１２は、キーセグメントＫを押圧するものである。また、図２の丸数字は、各シールドジャッキ１２のジャッキ番号を表し、図４（ａ）の丸数字に対応する。
【００２３】
エレクタ１１は、既述のようにセグメントＳをトンネル内の下側から上側に向けて組み立てるものなので、組立順序が早いセグメントＳを押圧する早押しジャッキブロック１２Ｙは、シールドフレーム２の下側に配置されたシールドジャッキ１２（５番〜１１番）から構成され、組立順序が遅いセグメントＳを押圧する遅押しジャッキブロック１２Ｘは、シールドフレーム２の上側に配置されたシールドジャッキ１２（１番〜４番、１２番〜１４番）から構成されている。
【００２４】
エレクタ１１は、セグメントを１リング組み立てる際、図４（ａ）〜（ｅ）、図５（ｆ）、（ｇ）に示すように、セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ、Ｃをトンネル径方向から既設セグメント側に移動して組み立てた後、図５（ｈ）、（ｉ）に示すように、最後にセグメントＫ（キーセグメント）をトンネル軸方向から挿入して組み立てる。
【００２５】
そして、図２に示す遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ１２（１番〜４番、１２番〜１４番）は、キーセグメントＫを押圧する１番、２番、１４番のシールドジャッキ１２を除き、早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２（５番〜１１番）よりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短く設定されている。
【００２６】
キーセグメントＫを押圧するシールドジャッキ１２（１番、２番、１４番）は、セグメントＳを１リング組み立てる際の組立順序が最初のセグメントＳを押圧するシールドジャッキ１２（７番、８番）に対し、軸方向の設置位置が同じであり且つストロークが長く、そのストロークがセグメントＳの軸方向長さの一倍以上二倍未満となっている。
【００２７】
そして、早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２（５番〜１１番）のストロークもセグメントＳの軸方向長さの一倍以上二倍未満となり、遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ１２（３番、４番、１２番、１３番）のストロークもセグメントＳの軸方向長さの一倍以上二倍未満となっている。
【００２８】
図１に示すように、各シールドジャッキ１２は、シールドフレーム２の内周面に周方向に沿って設けられたリングガーダ２０に装着されたシリンダ２１と、シリンダ２１の後端面から出没するロッド２２と、ロッド２２の後端からトンネル径方向外方に延出された偏芯金物２３と、偏芯金物２３に設けられたシュー２４と、シュー２４の後端に設けられ既設セグメントＳの前端面に当接する板状のスプレッダ２５とを備えている。
【００２９】
本実施形態の作用を図２、図４等を用いて述べる。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、各シールドジャッキ１２を伸長させ、各ジャッキ１２のスプレッダ２５を先に組み立てられた１リングの既設セグメントＳの前端面に当接させ、更に各シールドジャッキ１２を伸長させることでシールドフレーム２（掘進機１）を前進させる。なお、Ｌ１は、リングガーダ２０から既設セグメントＳの前端面までの距離を示す。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、各シールドジャッキ１２の伸長ストロークがセグメントＳの軸方向長さＹに所定の組立前方余裕Ｗ１を加えた長さとなるまでは、掘進のみを行い、セグメントＳの組み立ては行わない。各シールドジャッキ１２の伸長ストロークがＹ＋Ｗ１の長さとなったなら、トンネル底部の７番及び８番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ１を組み立てる。このとき、７番及び８番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。なお、Ｌ２＞Ｌ１となることは勿論である。
【００３２】
図４（ｃ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ１の前端面に７番及び８番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、９番及び１０番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ２を組み立てる。このとき、９番及び１０番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ３＞Ｌ２となる。
【００３３】
ここで、７番及び８番のシールドジャッキ１２と９番及び１０番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｂ）から図４（ｃ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｂ）において組み立てるセグメントＡ１の前方に組立前方余裕Ｗ１が確保されていれば、図４（ｃ）において組み立てるセグメントＡ２の前方には当然より大きな組立前方余裕Ｗ２が確保されることになる。
【００３４】
図４（ｄ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ２の前端面に９番及び１０番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、５番及び６番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ３を組み立てる。このとき、５番及び６番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ４＞Ｌ３となる。
【００３５】
ここで、９番及び１０番のシールドジャッキ１２と５番及び６番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｃ）から図４（ｄ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｃ）において組み立てるセグメントＡ２の前方に組立前方余裕Ｗ２が確保されていれば、図４（ｄ）において組み立てるセグメントＡ３の前方には当然より大きな組立前方余裕Ｗ３が確保されることになる。
【００３６】
図４（ｅ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ３の前端面に５番及び６番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、１１番及び１２番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ４を組み立てる。このとき、１１番及び１２番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ５＞Ｌ４となる。
【００３７】
ここで、５番及び６番のシールドジャッキ１２と１１番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｄ）から図４（ｅ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｄ）において組み立てるセグメントＡ３の前方に組立前方余裕Ｗ３が確保されていれば、図４（ｅ）において組み立てるセグメントＡ４と１１番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間には、当然より大きな組立前方余裕Ｗ４が確保されることになる。
【００３８】
また、１２番のシールドジャッキ１２は、遅押しジャッキブロック１２Ｘに属し、設置位置が１１番のシールドジャッキ１２よりも軸方向後方にずらされているが、縮退状態にある１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５と新たに組み立てるセグメントＡ４との間に所定の組立前方余裕Ｗ５が確保されるようにずらされているため、セグメントＡ４を組み立てる際に１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５が邪魔になることはない。
【００３９】
図５（ｆ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ４の前端面に１１番及び１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、３番及び４番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＢを組み立てる。このとき、３番及び４番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ６＞Ｌ５となる。
【００４０】
ここで、１２番のシールドジャッキ１２と３番及び４番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｅ）から図５（ｆ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｅ）において組み立てるセグメントＡ４と１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間に組立前方余裕Ｗ５が確保されていれば、図５（ｆ）において組み立てるセグメントＢと３番及び４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間には、当然より大きな組立前方余裕Ｗ６が確保されることになる。
【００４１】
図５（ｇ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＢの前端面に３番及び４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、１３番及び１４番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＣを組み立てる。このとき、１３番及び１４番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ７＞Ｌ６となる。
【００４２】
ここで、３番及び４番のシールドジャッキ１２と１３番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図５（ｆ）から図５（ｇ）にかけて掘進を継続しているので、図５（ｆ）において組み立てるセグメントＢと３番及び４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間に組立前方余裕Ｗ６が確保されていれば、図５（ｇ）において組み立てるセグメントＣと１３番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間には、当然より大きな組立前方余裕Ｗ７が確保されることになる。
【００４３】
また、１４番のシールドジャッキ１２は、キーセグメントＫを押圧するものであり、図５（ｇ）に示すように、設置位置が１３番のシールドジャッキ１２よりも軸方向前方にずられているので、１４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５と新たに組み立てるセグメントＣとの間に形成される組立前方余裕Ｗ８は、１３番のシールドジャッキ１２についての組立前方余裕Ｗ７よりも当然大きくなる。よって、セグメントＣを組み立てる際に、１４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５が邪魔になることはない。
【００４４】
なお、図５（ｇ）にて組み立てられるセグメントＣは、各シールドジャッキ１２の伸長によりリングガーダ２０から既設セグメントＳの前端面までの距離がＬ６からＬ７となる間に組み立ててもよいが、距離がＬ７となった後に組み立てるようにしてもよい。前者によれば、セグメントＣの組み立てと掘進とを同時に行うことになり、後者によれば、前記距離がＬ７となった掘進位置で掘進を停止した状態でセグメントＣを組み立てることになる。
【００４５】
また、１番及び２番のシールドジャッキ１２は、キーセグメントＫを押圧するものであり、トンネル軸方向の設置位置が５番〜１１番の早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２の軸方向設置と同じであっても、ストロークが５番〜１１番のシールドジャッキ１２のストロークよりも長いため、図５（ｆ）から図５（ｇ）にかけて既設セグメントＳ（Ｃ、Ｋ）を押し切ることができ、シールドフレーム２を適切に前進させることができる。
【００４６】
図５（ｈ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＣの前端面に１３番及び１４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を当接させ、１番及び２番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースに、エレクタ１１でキーセグメントＫを正規の組立位置からトンネル軸方向前方にずらした位置に、トンネル径方向から挿入する。このとき、１番及び２番以外のシールドジャッキ１２の伸長を停止し、掘進を停止してキーセグメントＫの組み立てのみを行う。よって、リングガーダ２０から既設セグメントＳの前端面までの距離はＬ７のまま変わらない。
【００４７】
ここで、１番及び２番のシールドジャッキ１２は、トンネル軸方向の設置位置が３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のトンネル軸方向の設置位置よりも前方にずらされているので、１番及び２番のシールドジャッキ１２を縮退させることで、図５（ｈ）において、キーセグメントＫを正規の組立位置からトンネル軸方向前方にずらした位置に挿入するためのスペースを確保できる。
【００４８】
図５（ｉ）に示すように、正規の組立位置からトンネル軸方向前方にずらした位置に挿入されたキーセグメントＫを、エレクタ１１によってトンネル軸方向後方に移動させ、正規の組付位置に組み付ける。このとき、１番及び２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５でエレクタ１１に把持したキーセグメントＫの前端面を押圧して組み付けるようにしてもよい。図５（ｉ）は図４（ａ）と同じ状態（１リング進んだ状態）であり、以降、同じ工程の繰り返しとなる。
【００４９】
以上述べたセグメントＳの組立と掘進との関係を図６を用いて説明する。
【００５０】
図６にて、Ｘはシールドジャッキ１２の空振りストロークであり、ＹはセグメントＳの軸方向長さであり、Ｚ１〜Ｚ３はシールドジャッキ１２の掘進ストローク（シールドフレーム２の前進に寄与するストローク：実際のストロークから空振りストロークＸを減じたもの）である。
【００５１】
図６（ａ）にて、掘進を開始する。具体的には、カッタヘッド５を回転させつつ、各シールドジャッキ１２を伸長させてシールドフレーム２を前進させる。シールドジャッキ１２の掘進ストロークが図６（ｂ）に示すようにＺ１となるまで、即ちシールドジャッキ１２の実際のストロークがセグメントＳの軸方向長さＹに所定の組立前方余裕Ｗ１を加えた長さとなるまで、掘進のみを行う。
【００５２】
掘進に伴い、シールドジャッキ１２の掘進ストロークが図６（ｂ）に示すようにＺ１となったなら、セグメントＡ１の組み立てを開始する。そして、掘進ストロークが図６（ｃ）に示すようにＺ２（＞Ｚ１）となるまでに、セグメントＡ２、Ａ３を組み立て、その後、掘進ストロークが図６（ｄ）に示すようにＺ３（＞Ｚ２）となるまでに、セグメントＡ４、Ｂを組み立てる。セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂを組み立てている間、掘進は継続されており、組立と掘進とが同時になされる。
【００５３】
掘進ストロークがＺ３となったなら掘進を停止し、シールドジャッキ１２の掘進ストロークをＺ３に保持する。そして、図６（ｅ）に示すように、セグメントＣを組み立て、その後、図６（ｆ）に示すように、掘進ストロークをＺ３に保持した状態で、キーセグメントＫを組み立てる。図６（ｆ）は図６（ａ）同じ状態（１リング進んだ状態）であり、以降、同じ工程の繰り返しとなる。
【００５４】
以上述べたように、本実施形態に係る同時掘進シールド掘進機１によれば、セグメントＳを１リング組み立てる際に組立順序が遅いセグメントＳを押圧する３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２を、組立順序が早いセグメントＳを押圧する５番〜１１番のシールドジャッキ１２よりも後方に設置したので、３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のストロークを５番〜１１番のシールドジャッキ１２のストロークよりも短くしても、縮退させた各シールドジャッキ１２のスプレッダ２５とそれに対向する既設セグメントＳとの間に、夫々適切な「組立前方余裕＋セグメント長さ＋押し余裕」の長さを確保でき、同時掘進が可能となる。
【００５５】
すなわち、遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２を早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ（５番〜１１番）１２よりもトンネル軸方向後方にずらして設置しているので、３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のストロークを５番〜１１番のシールドジャッキ１２のストロークよりも短くしても、同時掘進の性能が犠牲にならない。そして、ストロークの短いシールドジャッキ１２は安価であることから、全てのシールドジャッキ１２のストロークが等しいものと比べると、コストダウンを推進できる。
【００５６】
また、遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２のストロークを短くしているので、これらのシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２について、余分なストロークを極限まで排除でき、伸縮のための時間が必要最低限で済むため、施工時間の短縮化に繋がる。すなわち、セグメントＳの組立直前に組立部分のシールドジャッキ１２を一般に縮限まで作動させるが、本実施形態のシールドジャッキ１２は、組立セグメントの前方に不要なストロークを装備していないので、不要なストロークを縮める時間と組立後の不要なストロークを伸ばす時間が削減される。よって、その分、セグメントＳを１リング組み立てるための組立時間（サイクルタイム）が短縮化され、更なる高速掘進化が可能となる。
【００５７】
また、一部のシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２のストロークを他のシールドジャッキ（５番〜１１番）１２のストロークよりも短くできるので、これら３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２の全長を短くできる。よって、これら３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のシールドフレーム２内における収納スペースが、シールドフレーム２の長さ（シールド掘進機の機長）を決定する要因となっている場合には、それらのシールドジャッキ１２の全長を短くすることで、シールド掘進機１の機長の短縮化が可能となり、低コスト化及びカーブ掘進の性能を向上させることができる。
【００５８】
本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
前記実施形態ではシールドジャッキ１２を、早押しジャッキブロック１２Ｙと遅押しジャッキブロック１２Ｘとの２つに分けたが、対応するセグメント１２の組立順序の早い遅いに応じて３つ以上のブロックに分けてもよい。この場合、組立順序の遅いジャッキブロックのシールドジャッキ１２をそれよりも組立順序の早いジャッキブロックのシールドジャッキ１２に対して後方に設置し、組立順序の遅いジャッキブロックのシールドジャッキ１２のストロークをそれよりも組立順序の早いジャッキブロックのシールドジャッキ１２のストロークよりも短くする。
【００６０】
また、前記実施形態では、各ジャッキブロック１２Ｘ、１２Ｙが複数のシールドジャッキ１２から構成されるようにしたが、各ジャッキブロックは、１本以上のシールドジャッキ１２から構成されていればよい。なお、ジャッキブロックを構成するシールドジャッキ１２の本数を減らすに伴って、ジャッキブロックの数が増えることになる。
【００６１】
また、本実施形態では、キーセグメントＫを軸方向挿入タイプとしたが径方向挿入タイプとしてもよい。この場合、キーセグメントＫを押圧するシールドジャッキ１２は、それが属するジャッキブロック（図２の実施形態ではジャッキブロック１２Ｘ）の他のシールドジャッキ（図２の実施形態では３番、４番、１２番、１３番）１２と同じ軸方向設置位置及びストロークとなる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 同時掘進シールド掘進機
２ シールドフレーム
１１ エレクタ
１２ シールドジャッキ
１２Ｘ ジャッキブロック（遅押しジャッキブロック）
１２Ｙ ジャッキブロック（早押しジャッキブロック）
Ｓ セグメント
Ｋ キーセグメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山の掘進とセグメントの組立とを同時に行う同時掘進シールド掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機は、シールドフレーム前部に設けたカッタで地山を掘削し、シールドフレーム内部に設けたエレクタによりセグメントをシールドフレーム内周面に沿ってリング状に組み立て、シールドフレーム内周面に周方向に間隔を隔てて設けた複数のシールドジャッキによって、エレクタで組み立てられたセグメント（既設セグメント）の前端面を押圧してシールドフレームを前進させるものである。
【０００３】
ここで、シールドジャッキを伸長させることによるシールドフレームの前進と、エレクタによるセグメントの組立とを同時に行う同時掘進シールド掘進機として、エレクタでセグメントを１リング組み立てる際に組立順序が後のセグメントを押圧するシールドジャッキの設置位置を、組立順序が先のセグメントを押圧するシールドジャッキの設置位置よりも、トンネル軸方向後方にずらして配設したものが知られている（特許文献１）。このように、シールドジャッキの設置位置を軸方向にずらすことで、同時掘進中に、組立順序が後のセグメントを押圧するシールドジャッキを伸長させた際、そのジャッキの先端が既設セグメントに届かなくなることを回避できる。
【０００４】
かかる同時掘進シールド掘進機は、各シールドジャッキを伸長させて既設セグメントを押圧することでシールドフレームを前進させながら、何れかのシールドジャッキを縮退させて縮退により生じたスペースにエレクタによって新たなセグメントを組み立てるのであるが、縮退させるシールドジャッキを、設置位置が前方のものから後方のものにかけて順次移行させることで、残りのシールドジャッキで常に既設セグメントを押圧し続けることが可能となり、セグメントの組立と地山の掘進とを同時に行える。
【０００５】
上述した従来の同時掘進シールド掘進機は、各シールドジャッキのストロークが全て等しく設定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８４５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、本発明者は、組立順序が後のセグメントを押圧するシールドジャッキは、組立順序が先のセグメントを押圧するシールドジャッキよりも設置位置が軸方向後方にずらされていることから、組立順序が先のセグメントを押圧するシールドジャッキよりストロークを短くしても、同時掘進が成立することを見出した。
【０００８】
すなわち、上述した同時掘進シールド掘進機について、一部のシールドジャッキのストロークを短くすることが可能であり、ストロークの短いシールドジャッキは安価であることから、コストダウンの余地が存在する。また、シールドジャッキが無駄なストロークを有しているということは、伸縮のための時間も必要以上に掛かってしまうことを意味し、施工時間の長期化に繋がる。また、シールドジャッキのシールドフレーム内における収納スペースがシールドフレームの長さ（シールド掘進機の機長）を決定する要因となっている場合には、そのシールドジャッキのストローク即ち全長を短くできれば、シールド掘進機の機長の短縮化が可能となり、低コスト化及びカーブ掘進の性能向上に繋がる。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、一部のシールドジャッキのストロークを短くでき、コストダウン、施工時間の短期化及び機長の短縮化を推進できる同時掘進シールド掘進機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、シールドフレームの内周面に沿って下側から上側に向けてセグメントをリング状に組み立てるエレクタと、前記シールドフレームの内周面に周方向に間隔を隔てて複数設置され前記エレクタで組み立てられた既設のセグメントの前端面を押圧するシールドジャッキとを備え、該シールドジャッキを伸長させて既設のセグメントを押圧することで前記シールドフレームを前進させながら、何れかのシールドジャッキを縮退させて縮退により生じたスペースに前記エレクタにより新たなセグメントを組み立てる同時掘進シールド掘進機であって、前記シールドジャッキを、前記エレクタでセグメントを１リング組み立てる際のセグメントの組立順序の早い遅いに応じて、夫々１本以上のシールドジャッキから成る複数のジャッキブロックに分け、組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックは、組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が掘進方向に対して軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキを有するものである。
【００１１】
前記エレクタは、セグメントを１リング組み立てる際、最後にキーセグメントを軸方向から挿入するものであり、前記組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキは、前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキを除き、前記組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短く設定されていてもよい。
【００１２】
前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキは、セグメントを１リング組み立てる際の組立順序が最初のセグメントを押圧するシールドジャッキに対し、軸方向の設置位置が同じであり且つストロークが長く、該ストロークがセグメントの軸方向長さの一倍以上二倍未満であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る同時掘進シールド掘進機によれば、一部のシールドジャッキのストロークを短くできるので、全てのシールドジャッキのストロークが等しいものと比べると、コストダウン、施工時間の短期化及び機長の短縮化を推進できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る同時掘進シールド掘進機の側断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１、図２に示す同時掘進シールド掘進機によって組み立てられるセグメントの説明図である。
【図４】図１、図２に示す同時掘進シールド掘進機のセグメント組立及び掘進工程を示す説明図である。
【図５】図４の続きを示すセグメント組立及び掘進工程の説明図である。
【図６】図１、図２に示す同時掘進シールド掘進機のセグメント組立及び掘進工程を示す別の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る同時掘進シールド掘進機１は、筒状に形成されたシールドフレーム２と、シールドフレーム２内を前後に仕切る隔壁３と、隔壁３に回転可能に取り付けられ切羽を切削するビット４を有するカッタヘッド５と、カッタヘッド５を回転駆動するモータ６及びギヤ機構７等からなるカッタ駆動手段８と、カッタヘッド５と隔壁３との間に形成されビット４で切削された掘削土砂を取り込むカッタ室９とを備えている。
【００１７】
また、この同時掘進シールド掘進機１は、カッタ室９に取り込まれた掘削土砂を隔壁３の後方に排出するスクリューコンベヤ等の排土装置１０と、セグメントＳをシールドフレーム２の内周面に沿ってリング状に組み立てるエレクタ１１と、シールドフレーム２の内周面に周方向に間隔を隔てて複数設置され既設セグメントＳの前端面を押圧するシールドジャッキ１２と、シールドフレーム２の後部内周面に周方向に沿って設けられ既設セグメントＳの外周面に当接するテールシール１３とを備えている。
【００１８】
図１、図２に示すように、エレクタ１１は、シールドフレーム２に支持されたローラ１４にトンネル周方向に回転可能に載置された旋回リング１５と、旋回リング１５に設けた支持ブロック１６にトンネル径方向に移動可能に装着された略Ｕ字状の吊りビーム１７と、吊りビーム１７の略中央部にトンネル軸方向に移動可能に装着された把持部１８とを備えており、把持部１８に把持したセグメントＳをトンネル軸方向、径方向、周方向に適宜移動させ、シールドフレーム２の内周面に沿って下側から上側に向けてリング状に組み立てるものである。
【００１９】
詳しくは、旋回リング１５には、リングギヤ１９が同芯的に設けられており、リングギヤ１９には、モータ（図示せず）の回転軸に取り付けたピニオンが噛合されている。モータを駆動することで旋回リング１５がシールドフレーム２の周方向に旋回する。吊りビーム１７は、一端が支持ブロック１６に他端が吊りビーム１７に連結されたジャッキ（図示せず）により、シールドフレーム２の径方向に移動される。把持部１８は、一端が吊りビーム１７に他端が把持部１８に連結されたジャッキ（図示せず）により、シールドフレーム２の軸方向に移動される。
【００２０】
図３に示すように、エレクタ１１によって組み立てられるセグメントＳは、本実施形態では、セグメントＡ１、セグメントＡ２、セグメントＡ３、セグメントＡ４、セグメントＢ、セグメントＣ、セグメントＫの７種類のものがあり、セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ、Ｃ、Ｋの順番で組み立てられる。また、図３に示すセグメントＳの配置のリングを甲組リングとすると、甲組リングのトンネル軸方向隣りのリングは、甲組リングのセグメントの配置を縦軸に対して略線対称とした乙組のセグメントＳの配置となっていて、この乙組リングと前記甲組リングとがトンネル軸方向に交互に配置されている（所謂千鳥配置）。
【００２１】
本実施形態の特徴は、図１、図２に示すように、エレクタ１１でセグメントＳを１リング組み立てる際のセグメントＳの組立順序の早い遅いに応じて、シールドジャッキ１２を二つのジャッキブロックに分け、組立順序が遅いセグメントＳを押圧するジャッキブロック（遅押しジャッキブロック）１２Ｘは、組立順序が早いセグメントＳを押圧するジャッキブロック（早押しジャッキブロック）１２Ｙのシールドジャッキ１２よりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキ１２を有する点にある。
【００２２】
図２、図４（ａ）において、白抜きのシールドジャッキ１２は、早押しジャッキブロック１２Ｙに属し、ハッチング及びドットのシールドジャッキ１２は、遅押しジャッキブロック１２Ｘに属し、ドットのシールドジャッキ１２は、キーセグメントＫを押圧するものである。また、図２の丸数字は、各シールドジャッキ１２のジャッキ番号を表し、図４（ａ）の丸数字に対応する。
【００２３】
エレクタ１１は、既述のようにセグメントＳをトンネル内の下側から上側に向けて組み立てるものなので、組立順序が早いセグメントＳを押圧する早押しジャッキブロック１２Ｙは、シールドフレーム２の下側に配置されたシールドジャッキ１２（５番〜１１番）から構成され、組立順序が遅いセグメントＳを押圧する遅押しジャッキブロック１２Ｘは、シールドフレーム２の上側に配置されたシールドジャッキ１２（１番〜４番、１２番〜１４番）から構成されている。
【００２４】
エレクタ１１は、セグメントを１リング組み立てる際、図４（ａ）〜（ｅ）、図５（ｆ）、（ｇ）に示すように、セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ、Ｃをトンネル径方向から既設セグメント側に移動して組み立てた後、図５（ｈ）、（ｉ）に示すように、最後にセグメントＫ（キーセグメント）をトンネル軸方向から挿入して組み立てる。
【００２５】
そして、図２に示す遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ１２（１番〜４番、１２番〜１４番）は、キーセグメントＫを押圧する１番、２番、１４番のシールドジャッキ１２を除き、早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２（５番〜１１番）よりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短く設定されている。
【００２６】
キーセグメントＫを押圧するシールドジャッキ１２（１番、２番、１４番）は、セグメントＳを１リング組み立てる際の組立順序が最初のセグメントＳを押圧するシールドジャッキ１２（７番、８番）に対し、軸方向の設置位置が同じであり且つストロークが長く、そのストロークがセグメントＳの軸方向長さの一倍以上二倍未満となっている。
【００２７】
そして、早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２（５番〜１１番）のストロークもセグメントＳの軸方向長さの一倍以上二倍未満となり、遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ１２（３番、４番、１２番、１３番）のストロークもセグメントＳの軸方向長さの一倍以上二倍未満となっている。
【００２８】
図１に示すように、各シールドジャッキ１２は、シールドフレーム２の内周面に周方向に沿って設けられたリングガーダ２０に装着されたシリンダ２１と、シリンダ２１の後端面から出没するロッド２２と、ロッド２２の後端からトンネル径方向外方に延出された偏芯金物２３と、偏芯金物２３に設けられたシュー２４と、シュー２４の後端に設けられ既設セグメントＳの前端面に当接する板状のスプレッダ２５とを備えている。
【００２９】
本実施形態の作用を図２、図４等を用いて述べる。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、各シールドジャッキ１２を伸長させ、各ジャッキ１２のスプレッダ２５を先に組み立てられた１リングの既設セグメントＳの前端面に当接させ、更に各シールドジャッキ１２を伸長させることでシールドフレーム２（掘進機１）を前進させる。なお、Ｌ１は、リングガーダ２０から既設セグメントＳの前端面までの距離を示す。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、各シールドジャッキ１２の伸長ストロークがセグメントＳの軸方向長さＹに所定の組立前方余裕Ｗ１を加えた長さとなるまでは、掘進のみを行い、セグメントＳの組み立ては行わない。各シールドジャッキ１２の伸長ストロークがＹ＋Ｗ１の長さとなったなら、トンネル底部の７番及び８番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ１を組み立てる。このとき、７番及び８番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。なお、Ｌ２＞Ｌ１となることは勿論である。
【００３２】
図４（ｃ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ１の前端面に７番及び８番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、９番及び１０番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ２を組み立てる。このとき、９番及び１０番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ３＞Ｌ２となる。
【００３３】
ここで、７番及び８番のシールドジャッキ１２と９番及び１０番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｂ）から図４（ｃ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｂ）において組み立てるセグメントＡ１の前方に組立前方余裕Ｗ１が確保されていれば、図４（ｃ）において組み立てるセグメントＡ２の前方には当然より大きな組立前方余裕Ｗ２が確保されることになる。
【００３４】
図４（ｄ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ２の前端面に９番及び１０番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、５番及び６番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ３を組み立てる。このとき、５番及び６番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ４＞Ｌ３となる。
【００３５】
ここで、９番及び１０番のシールドジャッキ１２と５番及び６番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｃ）から図４（ｄ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｃ）において組み立てるセグメントＡ２の前方に組立前方余裕Ｗ２が確保されていれば、図４（ｄ）において組み立てるセグメントＡ３の前方には当然より大きな組立前方余裕Ｗ３が確保されることになる。
【００３６】
図４（ｅ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ３の前端面に５番及び６番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、１１番及び１２番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＡ４を組み立てる。このとき、１１番及び１２番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ５＞Ｌ４となる。
【００３７】
ここで、５番及び６番のシールドジャッキ１２と１１番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｄ）から図４（ｅ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｄ）において組み立てるセグメントＡ３の前方に組立前方余裕Ｗ３が確保されていれば、図４（ｅ）において組み立てるセグメントＡ４と１１番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間には、当然より大きな組立前方余裕Ｗ４が確保されることになる。
【００３８】
また、１２番のシールドジャッキ１２は、遅押しジャッキブロック１２Ｘに属し、設置位置が１１番のシールドジャッキ１２よりも軸方向後方にずらされているが、縮退状態にある１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５と新たに組み立てるセグメントＡ４との間に所定の組立前方余裕Ｗ５が確保されるようにずらされているため、セグメントＡ４を組み立てる際に１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５が邪魔になることはない。
【００３９】
図５（ｆ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＡ４の前端面に１１番及び１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、３番及び４番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＢを組み立てる。このとき、３番及び４番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ６＞Ｌ５となる。
【００４０】
ここで、１２番のシールドジャッキ１２と３番及び４番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図４（ｅ）から図５（ｆ）にかけて掘進を継続しているので、図４（ｅ）において組み立てるセグメントＡ４と１２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間に組立前方余裕Ｗ５が確保されていれば、図５（ｆ）において組み立てるセグメントＢと３番及び４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間には、当然より大きな組立前方余裕Ｗ６が確保されることになる。
【００４１】
図５（ｇ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＢの前端面に３番及び４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を押し付け、１３番及び１４番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースにエレクタ１１でセグメントＣを組み立てる。このとき、１３番及び１４番以外のシールドジャッキ１２は、伸長を継続し、セグメントＳの組み立てと掘進とを同時に行う。よってＬ７＞Ｌ６となる。
【００４２】
ここで、３番及び４番のシールドジャッキ１２と１３番のシールドジャッキ１２とは軸方向の設置位置が等しく、図５（ｆ）から図５（ｇ）にかけて掘進を継続しているので、図５（ｆ）において組み立てるセグメントＢと３番及び４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間に組立前方余裕Ｗ６が確保されていれば、図５（ｇ）において組み立てるセグメントＣと１３番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５との間には、当然より大きな組立前方余裕Ｗ７が確保されることになる。
【００４３】
また、１４番のシールドジャッキ１２は、キーセグメントＫを押圧するものであり、図５（ｇ）に示すように、設置位置が１３番のシールドジャッキ１２よりも軸方向前方にずられているので、１４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５と新たに組み立てるセグメントＣとの間に形成される組立前方余裕Ｗ８は、１３番のシールドジャッキ１２についての組立前方余裕Ｗ７よりも当然大きくなる。よって、セグメントＣを組み立てる際に、１４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５が邪魔になることはない。
【００４４】
なお、図５（ｇ）にて組み立てられるセグメントＣは、各シールドジャッキ１２の伸長によりリングガーダ２０から既設セグメントＳの前端面までの距離がＬ６からＬ７となる間に組み立ててもよいが、距離がＬ７となった後に組み立てるようにしてもよい。前者によれば、セグメントＣの組み立てと掘進とを同時に行うことになり、後者によれば、前記距離がＬ７となった掘進位置で掘進を停止した状態でセグメントＣを組み立てることになる。
【００４５】
また、１番及び２番のシールドジャッキ１２は、キーセグメントＫを押圧するものであり、トンネル軸方向の設置位置が５番〜１１番の早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ１２の軸方向設置と同じであっても、ストロークが５番〜１１番のシールドジャッキ１２のストロークよりも長いため、図５（ｆ）から図５（ｇ）にかけて既設セグメントＳ（Ｃ、Ｋ）を押し切ることができ、シールドフレーム２を適切に前進させることができる。
【００４６】
図５（ｈ）に示すように、新たに組み立てたセグメントＣの前端面に１３番及び１４番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５を当接させ、１番及び２番のシールドジャッキ１２を縮退させ、縮退によって空いたスペースに、エレクタ１１でキーセグメントＫを正規の組立位置からトンネル軸方向前方にずらした位置に、トンネル径方向から挿入する。このとき、１番及び２番以外のシールドジャッキ１２の伸長を停止し、掘進を停止してキーセグメントＫの組み立てのみを行う。よって、リングガーダ２０から既設セグメントＳの前端面までの距離はＬ７のまま変わらない。
【００４７】
ここで、１番及び２番のシールドジャッキ１２は、トンネル軸方向の設置位置が３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のトンネル軸方向の設置位置よりも前方にずらされているので、１番及び２番のシールドジャッキ１２を縮退させることで、図５（ｈ）において、キーセグメントＫを正規の組立位置からトンネル軸方向前方にずらした位置に挿入するためのスペースを確保できる。
【００４８】
図５（ｉ）に示すように、正規の組立位置からトンネル軸方向前方にずらした位置に挿入されたキーセグメントＫを、エレクタ１１によってトンネル軸方向後方に移動させ、正規の組付位置に組み付ける。このとき、１番及び２番のシールドジャッキ１２のスプレッダ２５でエレクタ１１に把持したキーセグメントＫの前端面を押圧して組み付けるようにしてもよい。図５（ｉ）は図４（ａ）と同じ状態（１リング進んだ状態）であり、以降、同じ工程の繰り返しとなる。
【００４９】
以上述べたセグメントＳの組立と掘進との関係を図６を用いて説明する。
【００５０】
図６にて、Ｘはシールドジャッキ１２の空振りストロークであり、ＹはセグメントＳの軸方向長さであり、Ｚ１〜Ｚ３はシールドジャッキ１２の掘進ストローク（シールドフレーム２の前進に寄与するストローク：実際のストロークから空振りストロークＸを減じたもの）である。
【００５１】
図６（ａ）にて、掘進を開始する。具体的には、カッタヘッド５を回転させつつ、各シールドジャッキ１２を伸長させてシールドフレーム２を前進させる。シールドジャッキ１２の掘進ストロークが図６（ｂ）に示すようにＺ１となるまで、即ちシールドジャッキ１２の実際のストロークがセグメントＳの軸方向長さＹに所定の組立前方余裕Ｗ１を加えた長さとなるまで、掘進のみを行う。
【００５２】
掘進に伴い、シールドジャッキ１２の掘進ストロークが図６（ｂ）に示すようにＺ１となったなら、セグメントＡ１の組み立てを開始する。そして、掘進ストロークが図６（ｃ）に示すようにＺ２（＞Ｚ１）となるまでに、セグメントＡ２、Ａ３を組み立て、その後、掘進ストロークが図６（ｄ）に示すようにＺ３（＞Ｚ２）となるまでに、セグメントＡ４、Ｂを組み立てる。セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂを組み立てている間、掘進は継続されており、組立と掘進とが同時になされる。
【００５３】
掘進ストロークがＺ３となったなら掘進を停止し、シールドジャッキ１２の掘進ストロークをＺ３に保持する。そして、図６（ｅ）に示すように、セグメントＣを組み立て、その後、図６（ｆ）に示すように、掘進ストロークをＺ３に保持した状態で、キーセグメントＫを組み立てる。図６（ｆ）は図６（ａ）同じ状態（１リング進んだ状態）であり、以降、同じ工程の繰り返しとなる。
【００５４】
以上述べたように、本実施形態に係る同時掘進シールド掘進機１によれば、セグメントＳを１リング組み立てる際に組立順序が遅いセグメントＳを押圧する３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２を、組立順序が早いセグメントＳを押圧する５番〜１１番のシールドジャッキ１２よりも後方に設置したので、３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のストロークを５番〜１１番のシールドジャッキ１２のストロークよりも短くしても、縮退させた各シールドジャッキ１２のスプレッダ２５とそれに対向する既設セグメントＳとの間に、夫々適切な「組立前方余裕＋セグメント長さ＋押し余裕」の長さを確保でき、同時掘進が可能となる。
【００５５】
すなわち、遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２を早押しジャッキブロック１２Ｙのシールドジャッキ（５番〜１１番）１２よりもトンネル軸方向後方にずらして設置しているので、３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のストロークを５番〜１１番のシールドジャッキ１２のストロークよりも短くしても、同時掘進の性能が犠牲にならない。そして、ストロークの短いシールドジャッキ１２は安価であることから、全てのシールドジャッキ１２のストロークが等しいものと比べると、コストダウンを推進できる。
【００５６】
また、遅押しジャッキブロック１２Ｘのシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２のストロークを短くしているので、これらのシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２について、余分なストロークを極限まで排除でき、伸縮のための時間が必要最低限で済むため、施工時間の短縮化に繋がる。すなわち、セグメントＳの組立直前に組立部分のシールドジャッキ１２を一般に縮限まで作動させるが、本実施形態のシールドジャッキ１２は、組立セグメントの前方に不要なストロークを装備していないので、不要なストロークを縮める時間と組立後の不要なストロークを伸ばす時間が削減される。よって、その分、セグメントＳを１リング組み立てるための組立時間（サイクルタイム）が短縮化され、更なる高速掘進化が可能となる。
【００５７】
また、一部のシールドジャッキ（３番、４番、１２番、１３番）１２のストロークを他のシールドジャッキ（５番〜１１番）１２のストロークよりも短くできるので、これら３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２の全長を短くできる。よって、これら３番、４番、１２番、１３番のシールドジャッキ１２のシールドフレーム２内における収納スペースが、シールドフレーム２の長さ（シールド掘進機の機長）を決定する要因となっている場合には、それらのシールドジャッキ１２の全長を短くすることで、シールド掘進機１の機長の短縮化が可能となり、低コスト化及びカーブ掘進の性能を向上させることができる。
【００５８】
本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
前記実施形態ではシールドジャッキ１２を、早押しジャッキブロック１２Ｙと遅押しジャッキブロック１２Ｘとの２つに分けたが、対応するセグメント１２の組立順序の早い遅いに応じて３つ以上のブロックに分けてもよい。この場合、組立順序の遅いジャッキブロックのシールドジャッキ１２をそれよりも組立順序の早いジャッキブロックのシールドジャッキ１２に対して後方に設置し、組立順序の遅いジャッキブロックのシールドジャッキ１２のストロークをそれよりも組立順序の早いジャッキブロックのシールドジャッキ１２のストロークよりも短くする。
【００６０】
また、前記実施形態では、各ジャッキブロック１２Ｘ、１２Ｙが複数のシールドジャッキ１２から構成されるようにしたが、各ジャッキブロックは、１本以上のシールドジャッキ１２から構成されていればよい。なお、ジャッキブロックを構成するシールドジャッキ１２の本数を減らすに伴って、ジャッキブロックの数が増えることになる。
【００６１】
また、本実施形態では、キーセグメントＫを軸方向挿入タイプとしたが径方向挿入タイプとしてもよい。この場合、キーセグメントＫを押圧するシールドジャッキ１２は、それが属するジャッキブロック（図２の実施形態ではジャッキブロック１２Ｘ）の他のシールドジャッキ（図２の実施形態では３番、４番、１２番、１３番）１２と同じ軸方向設置位置及びストロークとなる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 同時掘進シールド掘進機
２ シールドフレーム
１１ エレクタ
１２ シールドジャッキ
１２Ｘ ジャッキブロック（遅押しジャッキブロック）
１２Ｙ ジャッキブロック（早押しジャッキブロック）
Ｓ セグメント
Ｋ キーセグメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドフレームの内周面に沿って下側から上側に向けてセグメントをリング状に組み立てるエレクタと、前記シールドフレームの内周面に周方向に間隔を隔てて複数設置され前記エレクタで組み立てられた既設のセグメントの前端面を押圧するシールドジャッキとを備え、
該シールドジャッキを伸長させて既設のセグメントを押圧することで前記シールドフレームを前進させながら、何れかのシールドジャッキを縮退させて縮退により生じたスペースに前記エレクタにより新たなセグメントを組み立てる同時掘進シールド掘進機であって、
前記シールドジャッキを、前記エレクタでセグメントを１リング組み立てる際のセグメントの組立順序の早い遅いに応じて、夫々１本以上のシールドジャッキから成る複数のジャッキブロックに分け、
組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックは、組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が掘進方向に対して軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキを有する
ことを特徴とする同時掘進シールド掘進機。
【請求項２】
前記エレクタは、セグメントを１リング組み立てる際、最後にキーセグメントを軸方向から挿入するものであり、
前記組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキは、前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキを除き、前記組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短く設定されている請求項１に記載の同時掘進シールド掘進機。
【請求項３】
前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキは、セグメントを１リング組み立てる際の組立順序が最初のセグメントを押圧するシールドジャッキに対し、軸方向の設置位置が同じであり且つストロークが長く、該ストロークがセグメントの軸方向長さの一倍以上二倍未満である請求項２に記載の同時掘進シールド掘進機。
【請求項１】
シールドフレームの内周面に沿って下側から上側に向けてセグメントをリング状に組み立てるエレクタと、前記シールドフレームの内周面に周方向に間隔を隔てて複数設置され前記エレクタで組み立てられた既設のセグメントの前端面を押圧するシールドジャッキとを備え、
該シールドジャッキを伸長させて既設のセグメントを押圧することで前記シールドフレームを前進させながら、何れかのシールドジャッキを縮退させて縮退により生じたスペースに前記エレクタにより新たなセグメントを組み立てる同時掘進シールド掘進機であって、
前記シールドジャッキを、前記エレクタでセグメントを１リング組み立てる際のセグメントの組立順序の早い遅いに応じて、夫々１本以上のシールドジャッキから成る複数のジャッキブロックに分け、
組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックは、組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が掘進方向に対して軸方向後方にずらされ且つストロークが短いシールドジャッキを有する
ことを特徴とする同時掘進シールド掘進機。
【請求項２】
前記エレクタは、セグメントを１リング組み立てる際、最後にキーセグメントを軸方向から挿入するものであり、
前記組立順序が遅いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキは、前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキを除き、前記組立順序が早いセグメントを押圧するジャッキブロックのシールドジャッキよりも、設置位置が軸方向後方にずらされ且つストロークが短く設定されている請求項１に記載の同時掘進シールド掘進機。
【請求項３】
前記キーセグメントを押圧するシールドジャッキは、セグメントを１リング組み立てる際の組立順序が最初のセグメントを押圧するシールドジャッキに対し、軸方向の設置位置が同じであり且つストロークが長く、該ストロークがセグメントの軸方向長さの一倍以上二倍未満である請求項２に記載の同時掘進シールド掘進機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−５８２５９（Ｐ２０１１−５８２５９Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９２５５（Ｐ２００９−２０９２５５）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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