JP4371603B2 - セミシールド掘削機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋設管を推進させ順次敷設することにより地中管路を形成する推進工法に用いられる掘削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、推進工法により地中管路を築造するための掘削用推進機として、セミシールド掘削機が知られている。
【０００３】
この種従来のセミシールド掘削機を用いて到達立坑まで地中管路を築造するには、掘削機本体の前方に備えたカッタ装置を回転させ、発進立坑内に設置された推進装置により、前記掘削機本体の後方を押圧して地中に貫入し、次いでこの掘削機本体に埋設管を順次連結し推進させて敷設することにより地中管路が築造される。
【０００４】
この従来のセミシールド掘削機は、到達立坑に到達した後、その到達立坑より回収される。
【０００５】
ところが、この到達立坑を構築するための工事期間は長期に及び、またその労力も多大なものとなる。したがって、コストアップを招くという問題点がある。また、到達立坑が設置できない場合には、高価な掘削機を埋め殺しするなどの措置を取らざるを得ず、やはりコストアップは避けられないという問題点がある。また、掘進が困難な地山状況が発生した場合などに機体を一旦発進立坑側に回収したり、既に敷設された地中管路に機体を再投入したりすることができないという問題点がある。
【０００６】
他の従来技術として、特開平１１−２１０３７５号公報にて開示された掘削用推進機がある。図１５（ａ）に示されるように、この公報に記載の掘削用推進機５０は、前後に配される筒状のスキンプレート５１，５２と、これらスキンプレート５１，５２内に配備される掘削機本体６０と、この掘進機本体６０の前部に隔壁盤５４を介して回転自在に取り付けられるカッタアーム５３とを備えて構成されている。前記各スキンプレート５１，５２の内面には、複数のリング５５，５６，５７が着脱自在に取り付けられている。また、前記掘進機本体６０は、少なくともカッタアーム５３と隔壁盤５４を除いて人孔（到達立坑）７０を通じて取り出せる大きさの部品に分解できる構成とされ、この掘進機本体６０は、前記複数のリング５５，５６，５７に着脱自在に取り付けられている。また、前後のスキンプレート５１，５２を連結するための連結ジャッキ５８，５８が前方のスキンプレート５１の後端に取り付けられたリング５６と、後方のスキンプレート５２の前端に取り付けられたリング５７を跨ぐように着脱自在に取り付けられている。
【０００７】
このように構成される従来の掘削用推進機５０の回収作業は、次のようにして行われる。すなわち、図１５（ａ）に示されるように、人孔（到達立坑）７０に到達した掘削用推進機５０の先端部をその人孔（到達立坑）７０内に突出させた状態で固定する。次いで、図１５（ｂ）に示されるように、カッタアーム５３をその人孔（到達立坑）７０より回収可能な大きさに溶断するとともに、掘削機本体６０を分解する。そして、カッタアーム５３、ギヤボックス６１、減速機６２、電動機６３、排出管６４，６５、連結ジャッキ５８、金かご６６等をその人孔（到達立坑）７０内から順次回収する。
【０００８】
この従来の掘削用推進機５０によれば、人孔（到達立坑）７０の前に回収用立坑を築造することなくその人孔（到達立坑）７０より機体の大部分を再使用可能な状態で回収することができるので、工事期間の短縮とコストダウンとを図ることができるという利点を有しているということが当該公報に記載されている。
【０００９】
しかし、この従来の掘削用推進機５０においても、機体を回収するに際して人孔（到達立坑）７０が必要であることには変わりなく、前述した従来技術と同様の問題点を有している。また、機体を回収する際には、前述したようにカッタアームを溶断したり、機体を分解したりしなければならず、一方、機体を再使用する際には、カッタアームや機体構成部品を組み付けなければならないため、面倒であり効率が悪いという問題点がある。
【００１０】
更に他の従来技術として、本出願人が既に提案した特開２０００−３０３７７９号公報にて開示された小口径推進機がある。この従来の小口径推進機１００は、図１６に示されるように、埋設管１５０の外径と略同一外径を有してその埋設管１５０の先端に接続される外筒１０１と、この外筒１０１に後胴１０２ｂが内挿され、連結・分離機構１３０を有する先導管１０２と、この先導管１０２の前部に回転自在に取り付けられ、拡縮機構１２０を有するカッタヘッド１０５とを備えて構成されている。前記連結・分離機構１３０は、前記外筒１０１の後部内周に固着された係合溝１３２を有する係合部材１３３と、前記後胴１０２ｂの後部に装着され半径方向に拡縮される推進力伝達部材１３０ａ，１３０ｂとを備え、これら推進力伝達部材１３０ａ，１３０ｂを拡径させて前記係合部材１３３の係合溝１３２に係合させることにより、前記外筒１０１と前記先導管１０２とが連結され、それら推進力伝達部材１３０ａ，１３０ｂを縮径させてその係合を解除することにより、前記外筒１０１と前記先導管１０２とがフリーな状態となるように構成されている。また、前記拡縮機構１２０は、カッタヘッド１０５の中心部に固着されるシャフト部材１２１にトンネル軸方向に摺動自在なスライドケース１２２が嵌合されるとともに、このスライドケース１２２にリンク部材１２３を介してディスクカッタ１２４が連結され、そのスライドケース１２２をスクリュー軸１２５によりトンネル軸方向へ摺動させることでそのディスクカッタ１２４が拡縮されるように構成されている。
【００１１】
このように構成される従来の小口径掘進機１００においては、前記拡縮機構１２０によりカッタヘッド１０５の外径を埋設管１５０の外径と略同一径となるように拡径させるとともに、前記連結・分離機構１３０により先導管１０２と外筒１０１とを連結させ、その外筒１０１に推進力を付与することにより先導管１０２に推進力が伝達され、その外筒１０１の後方に埋設管１５０を順次連結していって所定本数の埋設管１５０の敷設が行われる。一方、この埋設管１５０の敷設作業の終了後、もしくは埋設管１５０の敷設作業を中断して先導管１０２を引き戻す場合には、前記拡縮機構１２０によりカッタヘッド１０５の外径を埋設管１５０の内径より小さくなるように縮小させるとともに、前記連結・分離機構１３０により先導管１０２と外筒１０１との連結を解除させた後、その先導管１０２に引戻し力が付与されると、その先導管１０２が外筒１０１および埋設管１５０に干渉することなくそれら外筒１０１および埋設管１５０を通って発進立坑側に回収される。他方、カッタヘッド１０５が縮径状態とされた先導管１０２を既に敷設された埋設管１５０を通して外筒１０１に内挿し前記連結・分離機構１３０によりその先導管１０２とその外筒１０１とを連結するとともに、前記拡縮機構１２０によりカッタヘッド１０５の拡径を行なった後、その先導管１０２に推進力を付与させると、再び埋設管１５０の敷設作業を行なうことができる。なお、推進中における方向修正は、先導管１０２の前胴１０２ａと後胴１０２ｂとの接続部に設けられた屈曲部１０４の揺動操作により行われる。
【００１２】
この従来の小口径掘進機１００によれば、埋設管１５０の敷設後に、先導管１０２を再使用可能な状態でその埋設管１５０内を通過させて発進立坑側に容易に回収することができるとともに、一旦発進立坑側に回収された先導管１０２を再度埋設管１５０内に投入して容易に再掘進させることができるという利点を有している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特開２０００−３０３７７９号公報に示される構造は、小口径推進機に比べて大径であり、構造も異なるセミシールド掘削機にそのまま適用することは困難である。その理由の一つとして、この特開２０００−３０３７７９号公報に示される構造においては、屈曲部１０４を有する先導管１０２を埋設管１５０の前端より突出して取り付けているが、先導管１０２本体部分と埋設管１５０とでは外径に差があり、カッタヘッド１０５から埋設管１５０にいたるまでの先導管１０２本体部の外周部には、地山との間に空隙が生じ、掘削径が小さい場合にはそれほど問題とならないこの空隙も、径が大きくなるにつれて、地山の陥没等の問題を引き起こす要因となるからである。なお、屈曲部１０４を持たなければ機長が短くなり、今述べた問題点を多少なりとも緩和できるが、当然ながらその場合には推進方向を修正することはできないこととなってしまう。さらに、この特開２０００−３０７７９号公報に示される先導管１０２は、ある特定の管径にのみ適用可能なものであり、管径が異なる工事が発生する場合には、それにあわせて別のサイズの先導管１０２を使用する必要があるという問題点がある。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、到達立坑がなくても、敷設された埋設管内を通して容易かつ再使用可能な状態で機体を発進立坑側へ回収することができるとともに、一旦発進立坑側に回収された機体を再度埋設管内に再投入して容易に再掘進させることができ、また異なる埋設管径に適用可能な汎用性を有し、正確でスムーズな方向修正が可能とされるセミシールド掘削機を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第１発明によるセミシールド掘削機は、
埋設管を推進させ順次敷設することにより地中管路を形成する推進工法に用いられるセミシールド掘削機であって、
前記埋設管に内挿されその埋設管の先端部に配される掘削機本体と、この掘削機本体の前部に支承され回転駆動されるカッタヘッドと、前記掘削機本体に円周方向に沿って複数基配設されるグリッパ機構とを備え、
前記カッタヘッドは、その外径を前記埋設管の外径と略同一径となるように拡大させるとともに、その外径を前記埋設管の内径よりも小さくなるように縮小させる拡縮手段を有し、前記グリッパ機構は、前記埋設管の内面と係合するシューを有し、このグリッパ機構の拡径・縮径動作により前記シューがその埋設管の内面に圧着・解放自在とされる構成であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、前記カッタヘッドが前記拡縮手段により前記埋設管の外径と略同一径とされ、かつ前記グリッパ機構の拡径動作により前記シューがその埋設管の内面に圧着されて前記掘削機本体がその埋設管に固定された状態とされたうえでその埋設管が推進されると、その埋設管の外径と略同一径の掘削が行われることとなり、埋設管の敷設作業がスムーズに行われるという効果を奏する。また、前記カッタヘッドが前記拡縮手段により前記埋設管内径よりも小さい径とされ、かつ前記各グリッパ機構の縮径動作により前記シューが前記埋設管内面から解放されて前記掘削機本体がフリーな状態とされた後、この掘削機本体に発進立坑側に向けて引戻し力が付与されると、機体はその埋設管内を通して発進立坑側に引き戻されるので、機体の回収用立坑を構築する必要もなく、また埋設管の敷設場所の事情等で到達立坑が構築できない場合やそもそも到達立坑がない場合、既設構造物に接合するような場合、あるいは掘進が困難な地山状況が発生した場合であっても、機体を容易かつ再使用可能な状態で発進立坑側に回収することができ、工事期間の短縮やコストダウンを図ることができる。なお、一旦発進立坑側に回収された機体に前記引戻し力とは逆の押込み力が付与されてその機体が前記埋設管の先端の所定位置に配されるとともに、前記カッタヘッドが前記拡縮手段によりその埋設管の外径と略同一径とされ、かつ前記各グリッパ機構の拡径動作により前記シューが前記埋設管の内面に圧着されて前記掘削機本体が固定されることで容易に再掘進させることができる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記カッタヘッドが前記拡縮手段によりその外径が拡縮可能とされ、前記各グリッパ機構の拡径・縮径動作により前記シューを介して前記掘削機本体が前記埋設管に固定またはフリーな状態とされるので、異なる埋設管径に適合できる汎用性を得ることができるという効果を奏する。また、前記各グリッパ機構の拡径・縮径動作を制御することにより、前記掘削機本体を介して前記カッタヘッドの向き、あるいは上下左右斜め方向の位置が制御されるので、掘進方向の修正が可能とされ、しかも掘進時において最先端部に配されることとなるそのカッタヘッドによる方向修正であるため、その応答性も良く正確でスムーズな方向修正を図ることができる。また、前記カッタヘッドによる掘削後、地山と機体との間に不要な空隙が生じることがないため、地山の陥没等の問題を引き起こすこともない。さらに、前記埋設管を掘削機の胴部（スキンプレート）として用いるシンプルな構造のため、機体の製作コストを低減することができる。
【００１８】
前記第１発明において、前記掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動させる移動手段を有するのが好ましい（第２発明）。このようにすれば、前記グリッパ機構の拡径動作により前記シューを前記埋設管の内面に圧着させると、前記移動手段により前記掘削機本体をその埋設管に対して前進または後進させることができ、言い換えれば前記カッタヘッドをその埋設管に対して前進または後進させることができる。したがって、既設構造物などへの接合に本掘削機を使用する場合には、埋設管を既設構造物に当接するまで押し込むことができ、接合が容易に行なえるという効果を奏する。また、万一、前記第１発明において説明した推進方向の修正がスムーズに行なえない状況が生じた場合には、前述したように前記各グリッパ機構の拡径・縮径動作の制御による前記カッタヘッドの向き、あるいは上下左右斜め方向の位置を制御しつつ、前記移動手段によりそのカッタヘッドを前後進させて予め所望の方向に向けて掘削し、次いでその掘削した所に埋設管を追従させることにより、より容易かつ正確に方向修正を行うことができる。また、前記カッタヘッドを前記移動手段により前進させてそのカッタヘッドの後端と前記埋設管の先端との間に開口部が形成されるようにされると、そのカッタヘッド外周部で圧密状態とされがちな掘削ズリをその開口部を通じて排土させることができ、そのカッタヘッドの外周部の摩耗を防止することができる。一方、この状態からそのカッタヘッドを前記移動手段により後進させてそのカッタヘッドの後端と前記埋設管の先端との間を閉じれば、長期停止時における切羽の崩落を防止することができる。
【００１９】
前記第１発明または第２発明において、前記複数基配設されるグリッパ機構は、グループ単位で前記掘削機本体を保持することが可能な、すくなくとも２つのグループからなるのが好ましい（第３発明）。このようにすれば、前記グループ単位で前記掘削機本体を交互に保持させつつ、前記移動手段との協動により機体を前記埋設管の軸方向に沿って自走により移動させることができる。
【００２０】
前記第３発明において、前記グリッパ機構は、前記シューを前記埋設管の内面に圧着・解放させるためのサポートジャッキと、前記掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動させるためのスラストジャッキとを備えて構成され、前記移動手段は、前記サポートジャッキと前記スラストジャッキとの協動により前記掘削機本体と前記シューとを相対移動させるものであるのが好ましい（第４発明）。このようにすれば、前記カッタヘッドを縮径させてそのカッタヘッドの外径を前記埋設管の内径よりも小径とした後に、前記グループのうち、一方のグループにおけるグリッパ機構の前記サポートジャッキを収縮させて、このグループにおけるグリッパ機構のシューと前記埋設管との圧着を解放させるとともに、このグループにおけるグリッパ機構の前記サポートジャッキと前記スラストジャッキとを同調させながら伸長させてそのシューを後方へ移動させた後、そのサポートジャッキを伸長させてそのシューを前記埋設管の内面に圧着させて前記掘削機本体を保持することができる。同様にして、前記グループのうち、他のグループにおけるグリッパ機構のシューを後方へ移動させた後、そのシューを前記埋設管の内面に圧着させて前記掘削機本体を保持することができる。次いで、両グループにおけるグリッパ機構の前記サポートジャッキと前記スラストジャッキとを同調させながら収縮させることにより、前記掘削機本体を後方へ移動させることができる。したがって、このような動作を繰り返すことで機体を自走させて発進立坑側に回収することができる。また、今述べた自走動作において、それぞれのグループの各シューの移動方向を前方とし、両グループにおけるグリッパ機構の前記サポートジャッキと前記スラストジャッキとを同調させながら伸長させるものとすると、機体を自走させて埋設管先端に配することも可能となる。
【００２１】
前記第２発明において、前記掘削機本体は、前記埋設管の軸方向に沿って延びるメインビームを有してなり、このメインビームに、このメインビームに対して摺動自在となる摺動フレームを装着し、一端が前記摺動フレームに取り付けられて前記シューを前記埋設管の内面に圧着・解放させるためのサポートジャッキおよび平行リンクと、前記掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動させるためのスラストジャッキとを有し、前記グリッパ機構は、前記サポートジャッキと前記平行リンクとを備えて構成され、前記移動手段は、前記スラストジャッキの伸縮動作により前記掘削機本体と前記シューとを相対移動させるものであるのが好ましい（第５発明）。このようにすれば、前記スラストジャッキと前記サポートジャッキとを同調させて動かすことなく、前記スラストジャッキのみを動かすことで、前記掘削機本体および前記カッタヘッドを前記埋設管の軸方向に沿って前後進させることができるので、各ジャッキの制御を非常に容易かつ単純なものにすることができる。
【００２２】
前記各発明において、前記掘削機本体の前部に、その掘削機本体の外周部と前記埋設管の内面との間をシールする膨張・収縮自在なシール手段が設けられるのが好ましい（第６発明）。このようにすれば、前記掘削機本体の挙動に追従して前記シール手段が膨張・収縮されるので、その掘削機本体外周部と埋設管内面との間が確実にシールされるとともに、自走によりまたは引戻し力を付与して機体を回収する際においても、シールが破損することがないという効果を奏する。また、このシールによれば、前記埋設管と前記掘削機との間の一定量の相対的な動きを許容することとなるため、前述のグリッパ機構による方向修正動作がスムーズなものとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるセミシールド掘削機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１には、本発明の第１の実施形態に係るセミシールド掘削機の要部断面概略構成図が示されている。また、図２には、図１におけるＰ方向から見た図が示されている。
【００２５】
本実施形態のセミシールド掘削機１は、埋設管１５に内挿され、その埋設管１５の先端部に配される掘削機本体２と、この掘削機本体２の前部に支承され回転駆動される拡径・縮径可能なカッタヘッド３と、前記掘削機本体２を埋設管１５内に固定・保持するために円周方向に沿って複数基配設されるグリッパ３１，３２，４１，４２（本発明におけるグリッパ機構に相当する。）と、図示されない発進立坑内に配置され、埋設管１５を推進させて前記グリッパ３１，３２，４１，４２を介して掘削機本体２に推進力を付与する推進装置（図示せず）とを備えて構成されている。なお、前記埋設管１５としては、鋼管が使用されている。
【００２６】
前記掘削機本体２は、略矩形筒状断面を有し埋設管１５の軸線に沿って後方（図１において右方）に延びるメインビーム４と、このメインビーム４の前端部に固着され、カッタヘッド３を回転可能に支持するカッタヘッドサポート５と、送・排泥管を有してなり、掘削した土砂等を後流側に排出する排土装置（図示省略）とを備えて構成されている。
【００２７】
前記掘削機本体２の前部にはシール手段６が設けられ、その掘削機本体２の外周部と埋設管１５内面との間を密閉して後方への水、土砂等の流入が防止されている。すなわち、前記カッタヘッドサポート５には埋設管１５の内部を仕切るような隔壁７が設けられており、この隔壁７の外周に固着される円筒状の外周リング８に固着されるシール部材９によってその外周リング８と埋設管１５との隙間を密閉し、後方への水、土砂等の流入を阻止するようにされている。ここで、前記シール部材９は、膨張・収縮自在なゴム性のチューブ式止水シールが採用されており、掘削機本体２の挙動に追従して確実にシールできるようにされている。
【００２８】
前記カッタヘッド３は、正面視略十字状とされ、中心部から半径方向に延びる各カッタヘッドスポーク３ｄの外周にリング状部材（図示省略）が固着されてなり、カッタヘッドサポート５に装着されたカッタヘッド駆動装置（図示省略）によって駆動され、前記掘削機本体２に対して回転できるようにされている。このカッタヘッド３の前面には、複数の掘削刃３ｃが設けられており、地山の掘削に供するようにされている。また、前記各カッタヘッドスポーク３ｄの外周部には、カッタヘッド３の外径を拡縮させるための拡縮機構３ａ（本発明の拡縮手段に対応する）が設けられている。この拡縮機構３ａは、余掘を行うためのオーバカッタ３ｂと、このオーバカッタ３ｂを駆動するためのジャッキ（図示省略）とを備えてなり、このジャッキの伸縮によりオーバカッタ３ｂがカッタヘッドスポーク３ｄの外周部から半径方向に出没されるように構成されている。そして、このカッタヘッド３においては、そのオーバカッタ３ｂを突出させた拡径状態では埋設管１５の外径と略同一径となるようにされ、そのオーバカッタ３ｂを格納した縮径状態ではカッタヘッド３の外径が埋設管１５の内径よりも小さくなるようにされている。こうして、カッタヘッド３を拡径状態にすることにより、埋設管１５の外径と略同一径の掘削ができるようにされるとともに、カッタヘッド３を縮径状態にすることにより、カッタヘッド３を埋設管１５内を通過させることができるようにされている。
【００２９】
前記複数のグリッパ３１，３２，４１，４２は、それぞれが推進方向である前後方向において略同一位置となるように、また円周方向において等間隔となるように、メインビーム４の後方に装着されている。これらグリッパ３１，３２，４１，４２は、グループ単位でセミシールド掘削機１全体を埋設管１５に対して保持することができるように、第１グリッパ群３０と第２グリッパ群４０とにグループ分けされている。
【００３０】
前記第１グリッパ群３０は、図２においてメインビーム４の上側に配置されるグリッパ（以下、「上グリッパ」と称する。）３１と、この上グリッパ３１と対称位置でメインビーム４の下側に配置されるグリッパ（以下、「下グリッパ」と称する。）３２とから構成されている。
【００３１】
前記上グリッパ３１は、埋設管１５の内面に係合する湾曲面を有してなるシュー３３と、このシュー３３に主として半径方向の推力を付与する４本のサポートジャッキ３４と、前記シュー３３に主として推進方向である前後方向の推力を付与する２本のスラストジャッキ３５とを備えて構成されている。この上グリッパ３１において、前記シュー３３の背面と前記メインビーム４の後部とは、平行リンク機構を形成するように前記４本のサポートジャッキ３４で連結されており、これらサポートジャッキ３４は、後方（図１において右方）に傾倒された２列のサポートジャッキ３４が平行となるように、また図２に示されるように後方より見てサポートジャッキ３４が並んで２列となるようにそれぞれ配置されている。こうして、前記シュー３３が半径方向に拡縮できるようにされるとともに、前記シュー３３がメインビーム４に対して前後方向（推進方向）に往復運動できるようにされている。
【００３２】
また、前記シュー３３の前端部と前記隔壁７の背面とは、前記２本のスラストジャッキ３５で連結されており、これらスラストジャッキ３５は、図２において略ハの字状配置、言い換えれば各伸縮方向の延長線上で十字交差するラチス配置とされている。こうして、これらスラストジャッキ３５の伸縮により前記シュー３３がメインビーム４（掘削機本体２）に対して前後方向（推進方向）に往復駆動されるとともに、これらスラストジャッキ３５を介して掘削トルクの反力をシュー３３に伝達し、安定した掘削作業が行われるようにされている。
【００３３】
前記上グリッパ３１においては、各サポートジャッキ３４と各スラストジャッキ３５との同調、すなわち４本のサポートジャッキ３４と２本のスラストジャッキ３５とを適宜同調させて伸縮させる動作により、シュー３３をメインビーム４（掘削機本体２）に対して前後に移動させたり（本発明における移動手段に相当する。）、シュー３３を半径方向に移動させそのシュー３３を埋設管１５内面に圧着・解放させたりできるようにされている。
【００３４】
前記下グリッパ３２は、前記上グリッパ３１と同構造とされ、前述したようにこの上グリッパ３１と対称位置でメインビーム４の下側に配置されている。
【００３５】
前記第２グリッパ群４０は、図２においてメインビーム４の左側に配置されるグリッパ（以下、「左グリッパ」と称する。）４１と、この左グリッパ４１と対称位置でメインビーム４の右側に配置されるグリッパ（以下、「右グリッパ」と称する。）４２とから構成されている。
【００３６】
前記左グリッパ４１および前記右グリッパ４２は、いずれも、埋設管１５の内面に係合する湾曲面を有してなるシュー４３と、このシュー４３に主として半径方向の推力を付与する４本のサポートジャッキ４４と、前記シュー４３に主として推進方向である前後方向の推力を付与する２本のスラストジャッキ４５とを備え、前記上グリッパ３１と同様な構造とされており、４本のサポートジャッキ４４と２本のスラストジャッキ４５とを適宜同調させて伸縮させることにより、シュー４３をメインビーム４（掘削機本体２）に対して前後に移動させたり（本発明における移動手段に相当する。）、シュー４３を半径方向に移動させそのシュー４３を埋設管１５内面に圧着・解放させたりできるようにされている。
【００３７】
図３には、本実施形態に係るセミシールド掘削機のカッタヘッドの前後進操作を説明するための図が示されている。また、図４には、カッタヘッドの首振り動作を説明するための図が、図５には、カッタヘッドのオフセット操作を説明するための図がそれぞれ示されている。
【００３８】
本実施形態のセミシールド掘削機１においては、上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２における各スラストジャッキ３５，４５並びに各サポートジャッキ３４、４４が互いに同調して動くようにそれら各ジャッキの伸び代が制御される構成とされており、例えば、図３に示されるように、掘削機本体２を上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２で埋設管１５に保持しつつ、各スラストジャッキ３５，４５の伸縮動作に同調させて各サポートジャッキ３４、４４を伸縮させることにより、カッタヘッド３を前進または後進させる前後進操作が行われるように構成されている。なお、この前後進操作により、カッタヘッド３を既設構造物の直前で停止させたまま、埋設管１５をその既設構造物に当接するまで押し込むことができ、接合が容易に行なえるという効果を奏する。
【００３９】
また、図４に示されるように、掘削機本体２を上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２で埋設管１５に保持しつつ、各サポートジャッキ３４、４４の伸縮操作によってシール手段６が設けられている掘削機本体２の前部を支点としてメインビーム４の後部が上下左右斜めに揺動されるように操作し、この揺動操作に伴う掘削機本体２の挙動を許容するように、かつカッタヘッド３と埋設管１５とが干渉しないようにして各スラストジャッキ３５，４５を伸縮させることにより、カッタヘッドサポート５の略中心部周りにカッタヘッド３が上下左右斜めに首振りされ（本実施形態においては、首振り角度θ＝１°程度とされている。）、カッタヘッド３の前面を所望の方向に向ける首振り操作が行われるように構成されている。
【００４０】
さらに、図５に示されるように、掘削機本体２を上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２で埋設管１５に保持しつつ、各サポートジャッキ３４、４４の伸縮操作によって掘削機本体２を埋設管１５の軸線に対して平行に移動させ、この平行移動操作に伴う掘削機本体２の挙動を許容するように、かつカッタヘッド３と埋設管１５とが干渉しないようにして各スラストジャッキ３５，４５を伸縮させることにより、埋設管１５の軸線に対してカッタヘッド３の軸線を上下左右斜めに移動させ、カッタヘッド３を所望の方向に偏心させるオフセット操作が行われるように構成されている。
【００４１】
このように構成されるセミシールド掘削機１を用いて埋設管１５を敷設するには、まず埋設管１５の内径よりも小さくなるように上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２を縮径する。次いで、カッタヘッド３の前面が埋設管１５の先端から所定量突出する位置までセミシールド掘削機１を埋設管１５の先端から挿入する。次いで、埋設管１５の外径と略同一径となるまでオーバカッタ３ｂを突出させてカッタヘッド３を拡径するとともに、埋設管１５の内面を圧着するように上下左右のグリッパを拡径してそれらグリッパ３１，３２，４１，４２により掘削機本体２を埋設管１５に固定・保持する。そして、カッタヘッド３を回転させて地山の掘削を行うとともに、発進立坑内に設置された推進装置（図示省略）によりその埋設管１５の後端部を押圧し、この埋設管１５を地山に貫入する。こうして、掘進作業が行われ、以後、新たな埋設管を順次連結し前記掘進作業を繰り返して所定本数の埋設管の敷設が行われる。なお、前記掘進作業中、カッタヘッド３により掘削された掘削ズリ等は、図示されない排土装置により後流側へと排出される。
【００４２】
前記掘進作業中においては、前述したカッタヘッド３の前後進操作により、カッタヘッド３の後端と埋設管１５の先端との間に開口部が形成されるようにして掘削を行うのが好適な態様である。こうすると、カッタヘッド３の外周部で圧密状態とされがちな掘削ズリをその開口部を通じて排土させることができ、カッタヘッド３の外周部の摩耗を防止することができる。なお、掘進作業を長期間停止する際には、前記開口部を閉じれば、切羽の崩落を防止することができる。
【００４３】
また、前記掘進作業中において掘進方向の修正を行う際には、前述したカッタヘッド３の首振り操作により、カッタヘッド３を所望の方向に向けた状態として埋設管１５を推進させる。これにより、カッタヘッド３によってその所望の方向に向けて掘削が行われることとなり、埋設管１５がその掘削方向に導かれ、後続する埋設管も追随してその方向に導かれて方向修正が行われる。このように、埋設管１５の先端から突出するカッタヘッド３を首振り操作することにより方向修正が行われるため、方向修正の応答性が良く、またスムーズに方向修正が行われるという効果を奏する。
【００４４】
この方向修正方法でスムーズな方向修正が行い難い場合には、埋設管１５の推進を一旦停止させ、前述したカッタヘッド３の首振り操作によりカッタヘッド３を所望の方向に向けた状態で前述したようにそのカッタヘッド３を前後進操作して、そのカッタヘッド３の前方に所望の方向に沿った部分掘削路を形成する。次いで、埋設管１５の推進動作を行うと、その埋設管１５はその部分掘削路に導かれて貫入される。以下、この作業を繰り返すことにより、掘進方向の修正が行われる。このように、所望の掘進方向に向けて予め掘削した部分掘削路を形成し、この部分掘削路に埋設管を貫入して方向修正が行われるので、より確実でスムーズに方向修正を行うことができる。
【００４５】
このセミシールド掘削機１における他の方向修正方法としては、前述したカッタヘッド３のオフセット操作により、カッタヘッド３を所望の方向に偏心させて推進させるという方法がある。この方向修正方法によれば、その偏心させた方向に向けて掘削が行われることとなり、セミシールド掘削機１に連結された埋設管１５がその掘削方向に導かれ、後続する埋設管も追随してその方向に導かれて方向修正が行われることとなる。このように埋設管１５の先頭に位置するカッタヘッド３をその埋設管１５の軸線に対して偏心させることにより方向修正が行われるため、前述したカッタヘッド３の首振り操作による方向修正方法と同様に、方向修正の応答性が良く、またスムーズに方向修正が行われるという効果を奏する。
【００４６】
この他の方向修正方法でスムーズに方向修正を行い難い場合には、埋設管１５の推進を一旦停止させ、前述したカッタヘッド３のオフセット操作によりカッタヘッド３を所望の方向に偏心させた状態で前述したようにそのカッタヘッド３の前後進操作を行い、そのカッタヘッド３の前方に所望の方向に沿った部分掘削路を形成する。次いで、埋設管１５の推進動作を行うと、その埋設管１５はその部分掘削路に導かれて貫入される。以下、この作業を繰り返すことにより、掘進方向の修正が行われる。このように、所望の掘進方向に向けて予め掘削した部分掘削路を形成し、その部分掘削路に埋設管を貫入して方向修正が行われるので、より確実でスムーズに方向修正を行うことができる。
【００４７】
前述した埋設管１５の敷設作業が終了しセミシールド掘削機１を発進立坑側に回収する際、もしくは埋設管１５の敷設作業を中断してセミシールド掘削機１を発進立坑側に回収する際には、カッタヘッド３から突出させているオーバカッタ３ｂを半径方向中心側に引っ込ませてカッタヘッド３の外径を埋設管１５の内径よりも小さい径とする。次いで、上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２を縮径して埋設管１５との圧着を解放する。この後、掘削機本体２に引戻し力を付与すると、セミシールド掘削機１は、後方へ引き戻され、発進立坑にて回収される。
【００４８】
本実施形態においては、前述したような回収方法以外にも、セミシールド掘削機１を自走させ、このセミシールド掘削機１を発進立坑にて回収するという自走による回収方法がある。次に、この自走による回収方法について説明する。
【００４９】
図６には、本実施形態のセミシールド掘削機１の自走動作を説明するための図が示されている。
【００５０】
まず、（Ａ）図６（ａ）に示されるように、カッタヘッド３から突出させているオーバカッタ３ｂを半径方向中心側に引っ込ませてカッタヘッド３の外径が埋設管１５の内径より小さくなるように縮小する。次いで、（Ｂ）図６（ｂ）に示されるように、左右のグリッパ４１，４２を縮径し、各シュー４３と埋設管１５との圧着を解放して各シュー４３を後方へ位置を移動させる。移動後、再びそれら左右のグリッパ４１，４２の各シュー４３を埋設管１５の内面に押しつけて圧着する。次いで、（Ｃ）図６（ｃ）に示されるように、上下のグリッパ３１，３２を縮径し、各シュー３３と埋設管１５との圧着を解放して各シュー３３を後方へ位置を移動させる。移動後、再びそれらグリッパ３１，３２の各シュー３３を埋設管１５の内面に押し付けて圧着する。そして、（Ｄ）図６（ｄ）に示されるように、各スラストジャッキ３５，４５の収縮動作で掘削機本体２を後方へ移動させる。以降、（Ｂ）〜（Ｄ）を繰り返すことでセミシールド掘削機１を発進立坑まで自走させ、このセミシールド掘削機１を発進立坑にて回収する。なお、今述べた自走動作において、各シュー３３，４３の移動方向を前方とし、サポートジャッキ３４，４４とスラストジャッキ３５，４５とを同調させながら伸長させるものとすると、機体を自走させて埋設管１５の先端に配することも可能となる。
【００５１】
前述したような各回収方法にて回収されたセミシールド掘削機１を再投入させて掘進を再開する場合、または既に敷設された埋設管にセミシールド掘削機１を投入させて掘進を行う場合には、カッタヘッド３および上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２を縮径状態とし、掘削機本体２に押込み力を付与するか、もしくはセミシールド掘削機１を自走させて、セミシールド掘削機１を埋設管１５の先端部の所定位置に配し、それら上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２を拡径させて掘削機本体２を埋設管１５に固定保持させる。そして、発進立坑に配置された推進装置（図示省略）で埋設管１５を推進させることにより、再び敷設作業を行うことができる。
【００５２】
本実施形態によれば、カッタヘッド３により埋設管１５の外径と略同一径の掘削が行われるため、埋設管１５をスムーズに推進させることができるという効果を奏する。また、到達立坑が無くてもセミシールド掘削機１を再使用可能な状態で容易に発進立坑側に回収することができる。また、カッタヘッド３が拡縮機構３ａによりその外径が拡縮可能とされ、上下左右のグリッパ３１，３２，４１，４２の拡径・縮径動作により各シュー３３，４３を介して掘削機本体２が埋設管１５に固定またはフリーな状態とされるので、異なる埋設管径に適合できる汎用性を得ることができるという効果を奏する。なお、膨張・収縮自在なシール部材９によっても、なお追従できないような程度の径の変更に対しては、隔壁７やシール部材９等、わずかな部分に改造を加えることにより対応することができる。
【００５３】
次に、本発明によるセミシールド掘削機の第２の実施形態につき、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と共通する部分については図に同一符号を付し、その詳細な説明を省略することとする。
【００５４】
図７には、本発明の第２の実施形態に係るセミシールド掘削機の要部断面概略構成図が示されている。また、図８には、図７（ａ）におけるＱ方向から見た図が示されている。
【００５５】
本実施形態のセミシールド掘削機１Ａは、先の第１の実施形態におけるメインビーム４よりも埋設管１５の軸線方向に短くされたメインビーム４Ａが採用され、これに伴い、上下左右のグリッパ３１Ａ，３２Ａ，４１Ａ，４２Ａにおける各スラストジャッキ３５Ａ，４５Ａが隔壁７またはカッタヘッドサポート５から各シュー３３Ａ，４３Ａの背面後方に連結されるとともに、左右の各スラストジャッキ４５Ａのみがラチス配置される構成とされる以外は先の第１の実施形態と同構成とされている。
【００５６】
このように構成される本実施形態のセミシールド掘削機１Ａによれば、前記第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるうえ、機長を短くでき、コンパクト化が図れるという効果を奏する。
【００５７】
次に、本発明による第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と共通する部分については図に同一符号を付し、その詳細な説明を省略することとする。
【００５８】
図９には、本発明の第３の実施形態に係るセミシールド掘削機の要部断面構成図が示されている。また、図１０には、図９におけるＲ方向から見た図が示されている。
【００５９】
本実施形態のセミシールド掘削機１Ｂにおいては、掘削機本体２Ｂにおけるカッタヘッドサポート５から埋設管１５の軸線に沿って後方（図９において右方）に延び、推進方向である前後方向において短くなる四角筒状のメインビーム４Ｂの外周に、このメインビーム４Ｂと相似状でやや大きい摺動フレーム２２を備え、そのメインビーム４Ｂの外周とその摺動フレーム２２との間に摺動用プレート２３が介挿されて、摺動フレーム２２がメインビーム４Ｂに対して摺動自在となるように構成されている。
【００６０】
前記摺動フレーム２２には、複数のグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂが装着されており、これらグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂは、推進方向である前後方向において略同一位置となるように、また円周方向において等間隔となるように図１０において上下左右にそれぞれ配置されている。
【００６１】
前記複数のグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂの内、前記摺動フレーム２２の上下に配されるグリッパ３１Ｂ，３２Ｂは、それぞれ埋設管１５の内面に係合する湾曲面を有してなるシュー３３Ｂと、このシュー３３Ｂに半径方向の推力を付与する２本のサポートジャッキ３４Ｂと、掘削機本体２Ｂに推進方向である前後方向の推力を付与する２本のスラストジャッキ３５Ｂと、前記摺動フレーム２２における前部の左右それぞれと後部の左右それぞれとから前記シュー３３Ｂの背面に連結される４本のリンク３６をと備えて構成されている。
【００６２】
また、前記複数のグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂの内、前記摺動フレーム２２の左右に配されるグリッパ４１Ｂ，４２Ｂも前記上下に配されるグリッパ３１Ｂ，３２Ｂと同構造とされ、それぞれ埋設管１５の内面に係合する湾曲面を有してなるシュー４３Ｂと、このシュー４３Ｂに半径方向の推力を付与する２本のサポートジャッキ４４Ｂと、掘削機本体２Ｂに推進方向である前後方向の推力を付与する２本のスラストジャッキ４５Ｂと、前記摺動フレーム２２における前部の左右それぞれと後部の左右それぞれとから前記シュー４３Ｂの背面に連結される４本のリンク４６とを備えて構成されている。
【００６３】
前記サポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂは、それぞれ摺動フレームの後端部から各シュー３３Ｂ，４３Ｂの中央よりやや前方に向けて傾倒させた状態で取り付けられている。こうして、これらサポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂの伸縮により各シュー３３Ｂ，４３Ｂが半径方向に拡縮されることとなる。また、各シュー３３Ｂ，４３Ｂの後端部と前記隔壁７の背面とは、前記各スラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂで連結されており、これらスラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂは、前記各サポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂおよび各リンク３６，４６の外側に位置するように、また図１０において略ハの字状配置、言い換えれば各伸縮方向の延長線上で十字交差するラチス配置とされている。こうして、機長短縮に寄与するとともに、これらスラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂを介して掘削トルクの反力をシュー３３Ｂ，４３Ｂに伝達し、安定した掘削作業が行われるようにされている。
【００６４】
こうして、上下左右のグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂにおける各シュー３３Ｂ，４３Ｂを埋設管１５の内面に圧着させ、それらグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂで摺動フレーム２２を介して掘削機本体２Ｂを埋設管１５に固定・保持した状態において、各スラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂを一斉に伸縮させると、掘削機本体２Ｂが摺動フレーム２２を介して前後に摺動され、カッタヘッド３を前後に動かすことができるようにされている。また、この前後動操作を行う際、各スラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂと各サポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂとを同調させる必要がなく、各スラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂのみ伸縮させることで、掘削機本体２Ｂおよびカッタヘッド３を前後に移動させることができるので、先の第１および第２の実施形態と比較して制御の簡素化が図られている。
【００６５】
また、先の第１および第２の実施形態と同様に、掘削機本体２Ｂを上下左右のグリッパ３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂで埋設管１５に保持しつつ、各サポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂの伸縮操作によって掘削機本体２Ｂを埋設管１５の軸線に対して平行に移動させることで、カッタヘッド３の軸線を埋設管１５の軸線に対して上下左右に平行移動させ、カッタヘッド３を所望の方向に偏心させるオフセット操作ができるようにされている。
【００６６】
このように構成される本実施形態のセミシールド掘削機１Ｂによれば、先の第１および第２の実施形態において可能とされるカッタヘッド３の首振り動作による方向修正方法や自走による回収方法が不可とされる以外は、先の第１および第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、しかも先の第１および第２の実施形態と比較してサポートジャッキ３４Ｂ，４４Ｂおよびスラストジャッキ３５Ｂ，４５Ｂの制御系の構成を非常に簡易なものとすることができる。
【００６７】
前記各実施形態において、前述した拡縮機構３ａを有するカッタヘッド３に代えて、他の拡縮機構を備えたカッタヘッドまたは更に他の拡縮機構を備えたカッタヘッドを適用しても先の各実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。以下、それら他の拡縮機構を備えたカッタヘッドおよび更に他の拡縮機構を備えたカッタヘッドについて図１１および図１２を参照しつつ説明する。なお、先の各実施形態と共通する部分については図に同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略する。
【００６８】
図１１には、他の拡縮機構を備えたカッタヘッドの説明図が示されており、カッタヘッドの外径が埋設管の外径と略同一径とされた状態図（ａ）およびカッタヘッドの外径が埋設管の内径よりも小さい径とされた状態図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００６９】
本実施形態におけるカッタヘッド３'は、カッタヘッドサポート５に支承されるカッタヘッド軸８０の先端部にブラケット８１が円周方向に沿って等間隔に複数個（４ケ）突設され、各ブラケット８１にカッタヘッドスポーク３'ｄの基端部が枢支されるとともに、各カッタヘッドスポーク３'ｄの背面と前記カッタヘッド軸８０とがジャッキ８２で連結され、各ジャッキ８２の伸縮により各カッタヘッドスポーク３'ｄが枢支軸８３周りに推進方向である前後方向に揺動されるように構成されている。
【００７０】
このように構成されるカッタヘッド３'において、埋設管１５の敷設作業を行う際には、前記各ジャッキ８２の伸縮操作により、図１１（ａ）に示されるように、カッタヘッド３'の外径が埋設管１５の外径と略同一径とされる。一方、機体を発進立坑側に引き戻す際には、図１１（ａ）に示される状態から前記各ジャッキ８２を収縮させることにより、図１１（ｂ）に示されるように、各カッタヘッドスポーク３ｄ'をカッタヘッド軸８０側に傾倒させ、カッタヘッド３'の外径が埋設管１５の内径よりも小さい径とされる。また、本カッタヘッド３'においては、カッタヘッドスポーク３ｄ'の傾倒角を変えることにより、異なる径の埋設管に対応することが可能である。
【００７１】
図１２には、更に他の拡縮機構を備えたカッタヘッドの説明図が示されており、カッタヘッドスポークが起立された状態図（ａ）およびカッタヘッドスポークが折り畳まれた状態図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００７２】
本実施形態におけるカッタヘッド３"は、カッタヘッドサポート５に支承されるカッタヘッド軸８４の先端部に円周方向に沿って等間隔で複数個（４ケ）突設されるブラケット８５と、各ブラケット８５の両側壁に基端部が枢支され、推進方向である前後方向で枢支軸８６周りに回動自在に装着されるカッタヘッドスポーク３"ｄと、このカッタヘッドスポーク３"ｄが半径方向に延びるように起立する起立状態を保持するための固定部材８７とを備えて構成されている。
【００７３】
前記ブラケット８５は断面コの字状とされ、前記カッタヘッドスポーク３"ｄが起立した状態において、そのカッタヘッドスポーク３"ｄの基端部背面がそのブラケット８５の端壁８５ａに当接され、カッタヘッドスポーク３"ｄがその起立状態から後方には傾倒されないようにされている。
【００７４】
前記カッタヘッドスポーク３"ｄは、スペーサ８８の抜き差しでその長手方向における長さを調整する構造とされている。こうして、各カッタヘッドスポーク３"ｄの長さを調整することにより、カッタヘッド３"の外径を埋設管１５の外径と略同一径とすることができるようにされている。
【００７５】
前記固定部材８７は、半径方向に延びるように起立したカッタヘッドスポーク３"ｄが前方へ傾倒しないように、そのカッタヘッドスポーク３"ｄの背面と前記カッタヘッド軸８４とを繋ぐようにして着脱自在に取り付けられている。
【００７６】
このように構成されるカッタヘッド３"において、埋設管１５の敷設作業を行う際には、図１２（ａ）に示されるように、各カッタヘッドスポーク３"ｄが半径方向に沿って起立した状態とされ、固定部材８７によりその起立状態が保持されるとともに、スペーサ８８の抜き差しにより各カッタヘッドスポーク３"ｄの長さを調整し、カッタヘッド３"の外径が埋設管１５の外径と略同一径となるようにされる。一方、機体を発進立坑側に引き戻す際には、図１２（ｂ）に示されるように、その固定部材８７が取り外され、各カッタヘッドスポーク３"ｄが埋設管１５の軸方向に沿うように前方に傾倒されて折り畳まれ、カッタヘッド３"が埋設管１５内を通過できるようにされる。
【００７７】
前記各実施形態において、埋設管１５が鋼管である場合について述べたが、これに限らずヒューム管やその他の管であっても良い。
【００７８】
また、前記各実施形態において、埋設管１５が鋼管製である場合を含め、特に埋設管１５がヒューム管のように鉄筋コンクリート製のものや、比較的摩耗し易い材質で造られている場合には、図１３に示されるように、埋設管１５の先端部にその先端部を外嵌するようなリング状の保護金具８９を装着するのが好適な態様である。こうすることにより、その保護金具８９で埋設管１５の先端部が保護されて、推進時におけるその先端部の摩耗を確実に防止することができる。
【００７９】
前記各実施形態において、掘削・排土方式として、送・排泥管よりなる排土手段を備えた泥水方式を採用した例を示したが、これに限らず、スクリューコンベヤおよびバキューム排土手段を備えた泥土圧方式を採用することも可能である。
【００８０】
前記各実施形態におけるセミシールド掘削機１，１Ａ，１Ｂにおいて、図１４（ａ）（ｂ）に示されるように、回転自在に設けられた車輪９１を有し、この車輪９１を半径方向に引き出し・引き込み自在に構成されるガイド装置９０を複数基装着し、かつそれらガイド装置９０を機体バランスを取るうえで好適な位置に配するとともに、各ガイド装置９０の車輪９１を適宜埋設管１５内面に突っ張らせて機体を支持するように構成することで機体回収の容易化を図ることができる。この際、円周方向におけるガイド装置９０の配置については、例えば図１４（ａ）に示されるように、複数の車輪９１を下方に向けて突っ張らせて機体を支持することができるようにガイド装置９０を配置しても良く、また図１４（ｂ）に示されるように、複数の車輪９１によって放射状に突っ張らせて機体が常に埋設管１５の略中心部に位置するようにガイド装置９０を配置しても良い。前者の場合、水平坑および斜坑において、後者の場合、水平坑、斜坑および立坑において、機体を極めてスムーズに運搬することができるので、機体に引戻し力を付与することで、機体を発進立坑側に著しく容易に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るセミシールド掘削機の要部断面概略構成図である。
【図２】図２は、図１におけるＰ方向から見た図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るセミシールド掘削機のカッタヘッドの前後進操作を説明するための図で、標準状態を示す図（ａ）および操作状態図（ｂ）である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るセミシールド掘削機のカッタヘッドの首振り動作を説明するための図で、標準状態を示す図（ａ）および動作状態図（ｂ）である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るセミシールド掘削機のカッタヘッドのオフセット操作を説明するための図で、標準状態を示す図（ａ）および操作状態図（ｂ）である。
【図６】図６（ａ）〜（ｂ）は、第１の実施形態に係るセミシールド掘削機の自走動作を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係るセミシールド掘削機の要部断面概略構成図で、側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図８】図８は、図７（ａ）におけるＱ方向から見た図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態に係るセミシールド掘削機の要部断面概略構成図である。
【図１０】図１０は、図９におけるＲ方向から見た図である。
【図１１】図１１は、他の拡縮機構を備えたカッタヘッドの説明図で、カッタヘッドの外径が埋設管の外径と略同一径とされた状態図（ａ）およびカッタヘッドの外径が埋設管の内径よりも小さい径とされた状態図。
【図１２】図１２は、更に他の拡縮機構を備えたカッタヘッドの説明図で、カッタヘッドスポークが起立された状態図（ａ）およびカッタヘッドスポークが折り畳まれた状態図（ｂ）である。
【図１３】図１３は、埋設管に保護金具が装着された状態図である。
【図１４】図１４（ａ）（ｂ）は、ガイド装置の円周方向における配置を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、従来の推進用掘削機の概略構成図（ａ）および機体回収の状態図（ｂ）である。
【図１６】図１６は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ セミシールド掘削機
２，２Ａ，２Ｂ 掘削機本体
３，３'３" カッタヘッド
３ａ 拡縮機構
４，４Ａ，４Ｂ メインビーム
６ シール手段
９ シール部材
１５ 埋設管
３０，３０Ａ 第１グリッパ群
３１，３１Ａ，３２Ｂ 上グリッパ
３２，３２Ａ，３２Ｂ 下グリッパ
３３，３３Ａ，３３Ｂ シュー
３４，３４Ａ，３４Ｂ サポートジャッキ
３５，３５Ａ，３５Ｂ スラストジャッキ
４０，４０Ａ 第２グリッパ群
４１，４１Ａ，４１Ｂ 左グリッパ
４２，４２Ａ，４２Ｂ 右グリッパ
４３，４３Ａ，４３Ｂ シュー
４４，４４Ａ，４４Ｂ サポートジャッキ
４５，４５Ａ，４５Ｂ スラストジャッキ

Claims (6)

1. 埋設管を推進させ順次敷設することにより地中管路を形成する推進工法に用いられるセミシールド掘削機であって、
   前記埋設管に内挿されその埋設管の先端部に配される掘削機本体と、この掘削機本体の前部に支承され回転駆動されるカッタヘッドと、前記掘削機本体に円周方向に沿って複数基配設されるグリッパ機構とを備え、
   前記カッタヘッドは、その外径を前記埋設管の外径と略同一径となるように拡大させるとともに、その外径を前記埋設管の内径よりも小さくなるように縮小させる拡縮手段を有し、前記グリッパ機構は、前記埋設管の内面と係合するシューを有し、このグリッパ機構の拡径・縮径動作により前記シューがその埋設管の内面に圧着・解放自在とされる構成であることを特徴とするセミシールド掘削機。
2. 前記掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動させる移動手段を有する請求項１に記載のセミシールド掘削機。
3. 前記複数基配設されるグリッパ機構は、グループ単位で前記掘削機本体を保持することが可能な、すくなくとも２つのグループからなる請求項１または２に記載のセミシールド掘削機。
4. 前記グリッパ機構は、前記シューを前記埋設管の内面に圧着・解放させるためのサポートジャッキと、前記掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動させるためのスラストジャッキとを備えて構成され、前記移動手段は、前記サポートジャッキと前記スラストジャッキとの協動により前記掘削機本体と前記シューとを相対移動させるものである請求項３に記載のセミシールド掘削機。
5. 前記掘削機本体は、前記埋設管の軸方向に沿って延びるメインビームを有してなり、このメインビームに、このメインビームに対して摺動自在となる摺動フレームを装着し、一端が前記摺動フレームに取り付けられて前記シューを前記埋設管の内面に圧着・解放させるためのサポートジャッキおよび平行リンクと、前記掘削機本体と前記シューとを前記埋設管の軸方向に沿って相対移動させるためのスラストジャッキとを有し、前記グリッパ機構は、前記サポートジャッキと前記平行リンクとを備えて構成され、前記移動手段は、前記スラストジャッキの伸縮動作により前記掘削機本体と前記シューとを相対移動させるものである請求項２に記載のセミシールド掘削機。
6. 前記掘削機本体の前部に、その掘削機本体の外周部と前記埋設管の内面との間をシールする膨張・収縮自在なシール手段が設けられる請求項１〜５のいずれかに記載のセミシールド掘削機。

Images