特許 7337454 シールド掘進機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-25

(45)【発行日】2023-09-04

(54)【発明の名称】シールド掘進機

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20230828BHJP

   E21D 9/093 20060101ALI20230828BHJP

【ＦＩ】

E21D9/06 301K

E21D9/093 E

E21D9/093 F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019192231

(22)【出願日】2019-10-21

(65)【公開番号】P2021067059

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100101971

【弁理士】

【氏名又は名称】大畑 敏朗

(72)【発明者】

【氏名】森 竜生

(72)【発明者】

【氏名】今北 公宏

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３０３０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１４８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－０９４１９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－０２１３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１８４３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公平０２－０３７９１３（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】実開平０２－１３２７９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６４－０３３３９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｅ２１Ｄ ９／０９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤を掘削する複数のビットを備えたカッタヘッドが進行方向先端に回転可能に設置された筒状のシールドフレームと、
前記シールドフレームの内周面に固定され、当該シールドフレームの内部をチャンバ側と機内側とに区画する隔壁と、
貫通孔が形成されて前記隔壁に設けられた取付孔に嵌め込まれた台座部、およびチャンバ側と機内側とを連通する中空路が形成されて前記台座部に傾動可能に嵌合された可動部を備え、前記中空路を貫通した状態で前方の地盤に薬液を注入する注入手段が機内側から着脱可能となった複数の傾動部材と、
前記傾動部材の後部に備えられ、前記中空路を開閉する開閉部材と、
地盤の掘進中において少なくとも一部の前記傾動部材の前記中空路内に機内側から着脱可能に設置され、前記チャンバ内に取り込まれた泥土による圧力を検出する土圧計とを有し、
前記台座部は、前記隔壁に取り付けられた基部、および前記基部に締結されて当該基部とで前記可動部を傾動可能に保持する保持部材を備え、前記貫通孔は前記基部と前記保持部材とを貫くようにして形成されており、
地盤の掘進中は前記開閉部材により前記中空路を開放して前記傾動部材に前記土圧計を装着し、地盤の掘進停止時には前記土圧計を取り外すとともに前記開閉部材により前記中空路を開放して前記傾動部材に前記注入手段を装着し得るようにした、
ことを特徴とするシールド掘進機。

【請求項2】

前記開閉部材は、貫通孔の形成されたボール状の弁体の回転により前記中空路を開閉するボールバルブである、
ことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。

【請求項3】

前記土圧計は、本体部が格納されたホルダ、および前記ホルダを摺動可能に保持するとともに傾動部材に取り付けられる環状のスリーブとを備える、
ことを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘進機。

【請求項4】

前記スリーブの内周には、当該スリーブと前記ホルダとの間をシールするシール材が装着されている、
ことを特徴とする請求項３記載のシールド掘進機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールド掘進機に関し、特にシールド掘進機の隔壁に設けられた設備配置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

シールド掘進機として、チャンバ内に泥水を満たして掘削を行う泥水式のシールド掘進機や、切羽と隔壁間のチャンバ内に土砂を満たして掘削を行う泥土圧式のシールド掘進機が知られている。

【0003】

ここで、泥水式のシールド掘進機は、粘性を持たせた泥水をチャンバ内に送り込み、チャンバ内の泥水に切羽の土圧よりも少し大きな圧力を加えることにより切羽を安定させ、泥水を循環させることで掘削土を流体輸送しながら掘削処理を進める。また、泥土圧式のシールド掘進機は、カッタヘッドにより掘削された土砂に添加材を注入して練り混ぜることで生成された不透水性と塑性流動性（自由に変形および移動できる性質）とを持つ泥土をチャンバ内に充満させることにより切羽を安定させ、スクリュコンベヤで排土しながら掘削処理を進める。

【0004】

そして、掘削処理に際して、チャンバ内の泥水圧や泥土圧を予め決められた値に維持管理しながら掘進と排土とを行うため、チャンバ側と機内側とを分ける隔壁には、チャンバ内の土圧を測定する土圧計が設置されている（例えば特許文献１，２参照）。

【0005】

また、シールド掘進機において、軟弱地盤の掘削中にカッタヘッドのビット交換作業や障害物撤去作業の必要が生じた場合には、当該地盤の間隙に固化剤（薬液）を注入する薬液注入工法により地山の強度や遮水性を高め、安定した地盤に改良した後に目的の作業を行っている。そして、地盤改良に際しては、シールド掘進機による地盤の掘進を停止し、機内側に設置された薬液注入装置の注入用ロッドを隔壁に形成された貫通孔を通して前方の地盤に挿入し、当該注入用ロッドの先端から薬液を注入している（例えば特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】実開平０２－０３７９１３号公報

【文献】実開平０２－１３２７９７号公報

【文献】特開平０１－０３３３９６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、隔壁には、カッタヘッドを回転駆動するヘッド駆動体の他、送水管の開口部、排泥管の開口部、予備排泥管の開口部、水圧計など様々な設備が配置される。すると、とりわけ小口径のシールド掘進機で隔壁の面積が狭い場合には、設備のレイアウトの自由度が制約されることになる。

【0008】

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘進機において隔壁に配置される設備を少なくすることが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のシールド掘進機は、地盤を掘削する複数のビットを備えたカッタヘッドが進行方向先端に回転可能に設置された筒状のシールドフレームと、前記シールドフレームの内周面に固定され、当該シールドフレームの内部をチャンバ側と機内側とに区画する隔壁と、貫通孔が形成されて前記隔壁に設けられた取付孔に嵌め込まれた台座部、およびチャンバ側と機内側とを連通する中空路が形成されて前記台座部に傾動可能に嵌合された可動部を備え、前記中空路を貫通した状態で前方の地盤に薬液を注入する注入手段が機内側から着脱可能となった複数の傾動部材と、前記傾動部材の後部に備えられ、前記中空路を開閉する開閉部材と、地盤の掘進中において少なくとも一部の前記傾動部材の前記中空路内に機内側から着脱可能に設置され、前記チャンバ内に取り込まれた泥土による圧力を検出する土圧計とを有し、前記台座部は、前記隔壁に取り付けられた基部、および前記基部に締結されて当該基部とで前記可動部を傾動可能に保持する保持部材を備え、前記貫通孔は前記基部と前記保持部材とを貫くようにして形成されており、地盤の掘進中は前記開閉部材により前記中空路を開放して前記傾動部材に前記土圧計を装着し、地盤の掘進停止時には前記土圧計を取り外すとともに前記開閉部材により前記中空路を開放して前記傾動部材に前記注入手段を装着し得るようにした、ことを特徴とする。

【0011】

請求項２に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項１記載の発明において、前記開閉部材は、貫通孔の形成されたボール状の弁体の回転により前記中空路を開閉するボールバルブである、ことを特徴とする。

【0012】

請求項３に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項１または２記載の発明において、前記土圧計は、本体部が格納されたホルダ、および前記ホルダを摺動可能に保持するとともに傾動部材に取り付けられる環状のスリーブとを備える、ことを特徴とする。

【0013】

請求項４に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項３記載の発明において、前記スリーブの内周には、当該スリーブと前記ホルダとの間をシールするシール材が装着されている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、掘進停止時において地盤改良のための注入手段を装着する傾動部材に、掘進中は土圧計を装着するようにして、傾動部材の共用化を図っている。これにより、土圧計を設置するための専用の設備を隔壁に設けることが不要になるので、隔壁に配置される設備を少なくすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施の形態であるシールド掘進機の内部を側面から透かして見た構成図である。

【図2】図１のシールド掘進機のカッタヘッドの正面図である。

【図3】図１のシールド掘進機のカッタヘッドの側面図である。

【図4】図１のシールド掘進機のカッタヘッドおよび隔壁の周辺構成の概略を示す側面図である。

【図5】図１のシールド掘進機に設けられた隔壁の背面図である。

【図6】図１のシールド掘進機の隔壁に取り付けられた傾動部材の平面図である。

【図7】図１のシールド掘進機の隔壁に取り付けられた傾動部材を傾動させたときの平面図である。

【図8】図１のシールド掘進機の隔壁に取り付けられた傾動部材に薬液注入装置を装着したときの説明図である。

【図9】薬液注入装置により地盤に薬液を注入したときの注入範囲をシールド掘進機の側面から示す説明図である。

【図10】薬液注入装置により地盤に薬液を注入したときの注入範囲をシールド掘進機の平面から示す説明図である。

【図11】図９および図１０のＡ－Ａ線に沿った薬液の注入範囲を示す説明図である。

【図12】図１のシールド掘進機の隔壁に取り付けられた傾動部材に土圧計を装着したときの平面図である。

【図13】図１のシールド掘進機の隔壁に取り付けられた傾動部材から土圧計を引き出したときの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0017】

図１に示す本実施の形態のシールド掘進機Ｍは、カッタヘッド１３により掘削されてチャンバ３０内に取り込まれた土砂に粘性を有する泥水を注入して泥水圧を発生させ、その泥水圧を切羽の土圧に対抗させた状態で掘削坑を構築する泥水式のシールド掘進機である。なお、シールド掘進機Ｍの運転は、その後方に配置された後続台車（図示せず）内の運転室内で運転手により制御される。

【0018】

図１において、シールド掘進機Ｍのシールドフレーム１１の進行方向前方内には、外周端面がシールドフレーム１１の内周面に固定されてシールドフレーム１１の内部をチャンバ３０側と機内側とに区画する隔壁１２が設けられている。隔壁１２にはカッタヘッド１３を回転駆動するヘッド駆動体１６が固定されており、シールドフレーム１１の外径と略同径の形状をしたカッタヘッド１３を構成しているシャフト（図示せず）がヘッド駆動体１６に支持されて隔壁１２に回転可能に取り付けられている。

【0019】

図２に示すように、カッタヘッド１３は、シャフトの先端に取り付けられて回転中心に位置するセンタプレート１３ａと、センタプレート１３ａから相互に等しい回転角でシールドフレーム１１の径方向へ放射状に延びるスポーク１３ｂ（本実施の形態では、４本のスポーク１３ｂ）と、スポーク１３ｂの間に設けられた扇状プレート１３ｃと、スポーク１３ｂならびに扇状プレート１３ｃの先端部同士を結ぶ環状のリング１３ｄとを備えており、センタプレート１３ａ、スポーク１３ｂ、扇状プレート１３ｃおよびリング１３ｄには、地盤を掘削するための強靭な素材（例えば、超硬合金や焼結タングステンカーバイドなど）からなる砂礫層掘削用のビット１４ａが複数取り付けられている。

【0020】

ビット１４ａは、センタプレート１３ａに配置されたセンタビット１４ａａ、スポーク１３ｂに配置された先行ビット１４ａｂ、扇状プレート１３ｃに配置されたリユースビット１４ａｃ、リング１３ｄに配置された外周ビット１４ａｄなどからなる。

【0021】

また、スポーク１３ｂの互いに平行になった２辺に沿って、粘土層掘削用のスクレーパツース１４ｂが配置されている。さらに、リング１３ｄの外周面には、例えば２個のコピービット１４ｃが対極する位置に装着されている。このコピービット１４ｃは、急曲線施工時の余堀りやシールド掘進機Ｍの姿勢制御等を行う役割を備えている。

【0022】

センタプレート１３ａ、スポーク１３ｂ、扇状プレート１３ｃおよびリング１３ｄで囲まれた空間は、掘削した土砂をチャンバ３０へ取り込むための土砂取込孔１５となっている。

【0023】

そして、カッタヘッド１３を掘削面に押し付けて回転させながら進むことにより、地盤が円形に掘削される。

【0024】

なお、図３に示すように、カッタヘッド１３および隔壁１２の裏面には、練混ぜ翼１３ｅが設置されている。練混ぜ翼１３ｅは、例えば、円柱状に形成されており、カッタヘッド１３が回転すると後述するチャンバ３０内の土砂と泥水とを撹拌混合する役割を備えている。

【0025】

さて、前述のように、カッタヘッド１３を構成しているシャフトがヘッド駆動体１６に回転可能に支持されており、当該シャフトには、駆動ギヤ２５およびギヤケースボス２６が隔壁１２よりも後方側に位置して取り付けられている。そして、駆動ギヤ２５は、隔壁１２の後面に装着されている４台の駆動モータ２７の回転軸に取り付けられた歯車２８に噛合されている。したがって、駆動モータ２７が回転すると、その回転力が歯車２８を介して駆動ギヤ２５に伝達され、駆動ギヤ２５の取り付けられているシャフトを介してカッタヘッド１３が回転する。

【0026】

図１において、シールド掘進機Ｍの機内には、泥水を排出するための排泥管２９および予備排泥管２４（図４）が設けられており、その前端開口部２９ａ，２４ａは、隔壁１２の下端部を貫通してカッタヘッド１３と隔壁１２との空間で形成されたチャンバ３０に開口している。また、シールド掘進機Ｍの機内にはチャンバ３０内に粘性を有する泥水を供給するための送水管３１が設けられており、その前端開口部３１ａは、隔壁１２の上端部を貫通してチャンバ３０に開口している。そして、カッタヘッド１３で掘削されて土砂取込孔１５からチャンバ３０内に取り込まれた土砂に泥水を注入して泥水圧を発生させ、その泥水圧を切羽の土圧に対抗させて地盤を掘削する。

【0027】

筒状をしたシールドフレーム１１は連結胴部３３を介して互いに連結された前胴部１１ａおよび後胴部１１ｂからなり、後胴部１１ｂの前端部内周面には、環状の枠体であるリングガーダ３４が取り付けられている。

【0028】

図示するように、リングガーダ３４には、セグメントを筒状のセグメント組立体Ｓに組み立てるためのエレクタ装置３５が設けられている。さらに、図１に示すように、このリングガーダ３４には、セグメント組立体Ｓをシールドフレーム１１の後方に向けて押し出して当該シールドフレーム１１を前方に進めるための複数本の推進ジャッキ３６が、挿通した状態で支持されている。

【0029】

なお、推進ジャッキ３６のセグメント組立体Ｓ側には、当該推進ジャッキ３６から受ける集中荷重を分散させるためのスプレッダ３７が取り付けられている。

【0030】

シールドフレーム１１を構成する後胴部１１ｂの進行方向後端部の内周面には、鋼製のワイヤや発泡ウレタンなどからなるテールブラシ４０が、当該進行方向に対して間隔を開けて環状に複数本設けられている。テールブラシ４０は、セグメント組立体の外周面と接触するような長さで内方に延びており、シールドフレーム１１の内周面とセグメント組立体Ｓの外周面との間にシール室４１を形成する。

【0031】

さて、図１、図４および図５に示すように、隔壁１２には、ヘッド駆動体１６が設置され、送水管３１の端部が固定され、排泥管２９および予備排泥管２４が開口している。また、チャンバ３０内の泥水圧を計測するための水圧計４５が中央部よりやや下方の左右２カ所に配置されている。さらに、水圧計４５の斜め上方の左右２カ所、送水管３１の固定部位の両側となる左右２カ所、および水圧計４５の斜め下方の左右２カ所の計６カ所には、傾動方向が自在となった傾動部材４６が取り付けられている。

【0032】

図６および図７に示すように、傾動部材４６は、貫通孔４６ａ－１が形成されて隔壁１２の取付孔１２ａに嵌め込まれた台座部４６ａと、任意の方向に傾動可能に台座部４６ａに嵌合された略球状の可動部４６ｂとで構成されている。

【0033】

台座部４６ａは、隔壁１２に取り付けられた基部４６ａ－２と、図示しないボルトにより基部４６ａ－２に締結されて当該基部４６ａとで可動部４６ｂを傾動可能に保持する保持部材４６ａ－３とを備えている。そして、前述した貫通孔４６ａ－１は、基部４６ａ－２と保持部材４６ａ－３とを貫くようにして形成されている。また、基部４６ａ－２の内側には、台座部４６ａと可動部４６ｂとの間をシールしてチャンバ３０から機内への土砂や泥水の流入を防止するためのシールリング４６ａ－４が配置されている。

【0034】

可動部４６ｂは、球状の本体部４６ｂ－１と、本体部４６ｂ－１から機内側に延びた円筒状部４６ｂ－２とで形成されている。そして、本体部４６ｂ－１の外球面で台座部４６ａの内側に嵌合しており、任意の方向に傾動可能になっている。この可動部４６ｂには、本体部４６ｂ－１から円筒状部４６ｂ－２を貫通するようにして中空路４６ｂ－３が形成されている。したがって、隔壁１２によって区画されたチャンバ３０側と機内側とは、傾動部材４６を構成する可動部４６ｂの中空路４６ｂ－３を介して連通されている。

【0035】

傾動部材４６には（詳しくは、傾動部材４６を構成する可動部４６ｂの円筒状部４６ｂ－２には）、レバー４７ａの操作により貫通孔の形成されたボール状の弁体４７ｂを回転させて中空路４６ｂ－３を開閉するボールバルブ（開閉部材）４７が備えられている。そして、作業者がレバー４７ａを操作することにより、シールド掘進機Ｍが地盤を掘進するときには中空路４６ｂ－３を閉鎖し、次に述べる薬液注入装置等を取り付けるときには中空路４６ｂ－３を開放する。

【0036】

ここで、開閉部材としてはボールバルブ４７に限定されるものではなく、例えば中空路４６ｂ－３を閉塞する着脱可能になった蓋材でもよい。但し、ボールバルブ４７ならばレバー４７ａの操作によりワンタッチで中空路４６ｂ－３を開閉することができるので、利便性に優れる。

【0037】

さて、図８に示すように、傾動部材４６には、前方の地盤に薬液（グラウト材など）を注入して地盤改良を行うための薬液注入装置（注入手段）５０が機内側から取り付けられている。薬液注入装置５０は、注入管５０ｃを回転させながら地盤を削孔する削孔機５０ｂと、注入管５０ｃの先端から突出可能に当該注入管５０ｃ内に格納され、先端から薬液を吐出してこれを地盤に注入する注入用ロッド５０ａと、注入用ロッド５０ａに薬液を供給するポンプ設備（図示せず）とからなる。

【0038】

また、図６および図７に示すように、中空路４６ｂ－３には、薬液注入装置５０の注入管５０ｃを案内するためのガイド管５０ｅがボールバルブ４７を介して接続されている。

【0039】

したがって、カッタヘッド１３のビット交換や障害物撤去などを行うために地盤改良の必要が生じた場合、シールド掘進機Ｍの掘進を停止し、レバー４７ａを操作して中空路４６ｂ－３を開放し、ガイド管５０ｅを通して注入管５０ｃを傾動部材４６の前方まで挿入する。そして、傾動部材４６を支点にして薬液注入装置５０を傾動させ（図７参照）、カッタヘッド１３の土砂取込孔１５を通して注入管５０ｃを前方の地盤中に掘削しながら挿入していき、目的の奥行きまで挿入したならば注入用ロッド５０ａから薬液を吐出して地盤に注入する。

【0040】

本実施の形態においてはボールバルブ４７が設置されていることから、薬液注入装置５０や後述する土圧計５１はボールバルブ４７を介して傾動部材４６に取り付けられる。但し、ボールバルブ４７ではなく、中空路４６ｂ－３を閉塞する着脱可能な蓋材を用いた場合には、薬液注入装置５０や土圧計５１は、蓋材を取り外して傾動部材４６に直接取り付けられることになる。

【0041】

ここで、隔壁１２の６カ所に取り付けられた傾動部材４６に薬液注入装置５０を取り付けて地盤に薬液を注入したときの注入範囲について、図９～図１１を用いて説明する。

【0042】

これらの図面に示すように、傾動部材４６に薬液注入装置５０を取り付けて注入用ロッド５０ａを地盤に挿入し、奥行きの異なる２カ所に薬液を注入する。図中の丸印が薬液の注入点Ｐである。また、図１１の楕円が注入用ロッド５０ａにおける薬液の注入可能範囲である。ここでは、カッタヘッド１３から２,０００ｍｍの地点の地盤および４,５００ｍｍの地点の地盤に薬液を注入した例が示されている。なお、１回の注入用ロッド５０ａの挿入における薬液の注入点Ｐは１カ所あるいは３カ所以上であってもよい。また、カッタヘッド１３から薬液の注入点Ｐまでの距離は自由に設定できる。

【0043】

本実施の形態では傾動部材４６が６個設けられていることから、注入用ロッド５０ａを地盤に対して抜き差ししながら、薬液注入装置５０をこれらの傾動部材４６に順次取り付けて行う。その際、図示するように、注入用ロッド５０ａはカッタヘッド１３から放射状に広がるように地盤に挿入する。

【0044】

さて、地盤改良を行うための薬液注入装置５０はシールド掘進機Ｍの掘進が停止してから傾動部材４６に取り付けられる。すなわち、シールド掘進機Ｍの掘進中は、傾動部材４６には薬液注入装置５０は取り付けられない。

【0045】

そこで、本実施の形態では、地盤の掘進中において、水圧計４５の斜め上方の左右２カ所に設けられた傾動部材４６（図５参照）に対しては、ボールバルブ４７により中空路４６ｂ－３を開放し、この中空路４６ｂ－３内に、図１２および図１３に示すように、機内側から土圧計５１を設置している。土圧計５１は掘進中のチャンバ３０内の土圧を計測するためのものであることから、掘進中は必要であるが、掘進を停止したときには不要となる。そこで、シールド掘進機Ｍによる地盤の掘進停止時には、土圧計５１を取り外して薬液注入装置５０を装着するようにしている。

【0046】

これらの図面において、土圧計５１は、チャンバ３０内の泥土による圧力を歪ゲージを介して電気信号に変換するセンサである本体部５１ａと、本体部５１ａが格納されたホルダ５１ｂと、ホルダ５１ｂを摺動可能に保持するとともにボールバルブ４７に着脱可能に取り付けられた環状のスリーブ５１ｃとを備えている。

【0047】

したがって、土圧計５１を設置するときには、先ずスリーブ５１ｃをボールバルブ４７に取り付けておいて、本体部５１ａの格納されたホルダ５１ｂを中空路４６ｂ－３の途中まで挿入する。そして、ボールバルブ４７により中空路４６ｂ－３を開放してホルダ５１ｂをさらに挿入し、当該ホルダ５１ｂの後端に設けられたロック蓋５１ｂ－１とスリーブ５１ｃとを嵌合させる。また、土圧計５１を取り外すときには、これと逆の操作を行う。

【0048】

なお、本体部５１ａの土圧検出面は、シリコン樹脂等で形成された保護部材により被覆されている。また、スリーブ５１ｃの内側には、スリーブ５１ｃとホルダ５１ｂとの間をシールするシールリング（シール材）５１ｄが装着されており、機内への泥水等の流入が防止されている。

【0049】

また、土圧計５１は、本体部５１ａの土圧検出面をチャンバ３０側に向けた状態で配置される。したがって、土圧計５１を傾動部材４６に装着したときには、当該傾動部材４６の中空路４６ｂ－３の延在方向が隔壁１２に対して直角になるようにする。

【0050】

なお、図示する場合には、土圧計５１は、スリーブ５１ｃがボールバルブ４７に挿入されて図示しないロック機構で固定されているが、スリーブ５１ｃの端部およびボールバルブ４７の端部にフランジを形成しておき、両者をボルト止めするようにしてもよい。

【0051】

このように、本実施の形態のシールド掘進機Ｍでは、傾動部材４６に薬液注入装置５０を装着するのは掘進停止時に限られることから、掘進中は傾動部材４６に土圧計５１を装着して土圧を計測するようにしている。そして、カッタヘッド１３のビット交換や障害物撤去などを行うためにシールド掘進機Ｍの掘進を停止したときには、土圧計５１を取り外して傾動部材４６に薬液注入装置５０を装着し、前方の地盤に薬液を注入して地盤改良をするようにしている。

【0052】

すなわち、掘進停止時において地盤改良のための薬液注入装置５０を装着する傾動部材４６に、掘進中は土圧計５１を装着するようにして、当該傾動部材４６の共用化を図っている。

【0053】

これにより、土圧計５１を設置するための専用の設備を隔壁１２に設けることが不要になるので、隔壁１２に配置される設備を少なくすることが可能になる。特に、小口径のシールド掘進機Ｍで隔壁１２の面積が狭い場合には、設備のレイアウトの自由度が制約されることから、傾動部材４６を共用化するメリットが大きくなる。

【0054】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

【0055】

例えば、本実施の形態においては、土圧計５１は水圧計４５の斜め上方の左右２カ所に設けられた傾動部材４６に設置するようにしているが、これらの傾動部材４６以外に設置してもよく、さらには１箇所のみあるいは全ての傾動部材４６に設置してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0056】

以上の説明では、本発明を泥水式のシールド掘進機に適用した場合が示されているが、これに限定されるものではなく、例えば、カッタヘッドにより掘削された土砂に添加材を注入して練り混ぜることで不透水性と塑性流動性とを持つ泥土を生成し、その泥土をチャンバ内に充満した状態で掘進することで泥土圧を発生させ、その泥土圧を切羽の土圧に対抗させた状態で掘削坑を構築する泥土圧式のシールド掘進機など、様々な密閉型のシールド掘進機に適用することができる。

【符号の説明】

【0057】

１１ シールドフレーム
１２ 隔壁
１２ａ 取付孔
１３ カッタヘッド
１６ ヘッド駆動体
２９ 排泥管
３０ チャンバ
３１ 送水管
４５ 水圧計
４６ 傾動部材
４６ａ 台座部
４６ａ－１ 貫通孔
４６ａ－２ 基部
４６ａ－３ 保持部材
４６ａ－４ シールリング
４６ｂ 可動部
４６ｂ－１ 本体部
４６ｂ－２ 円筒状部
４６ｂ－３ 中空路
４７ ボールバルブ
４７ａ レバー
４７ｂ 弁体
５０ 薬液注入装置
５０ａ 注入用ロッド
５０ｂ 削孔機
５０ｃ 注入管
５１ 土圧計
５１ａ 本体部
５１ｂ ホルダ
５１ｂ－１ ロック蓋
５１ｃ スリーブ
Ｍ シールド掘進機
Ｐ 注入点

【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】