JP4148953B2 - 拡幅式シールド掘進機およびその掘削方法 - Google Patents

Description

本発明は、標準断面トンネルを掘削途中に、掘削幅を拡大した拡幅断面を掘削可能な拡幅式シールド掘進機およびその掘削方法に関する。

従来、標準断面トンネルを掘削している途中に、拡幅断面を掘削するシールド掘進機として、たとえば特許文献１に示されるものがある。このシールド掘進機は、本体ブロックの側面に形成された凹陥部に、副カッタヘッドを外側方に出退自在に設けたものである。
特開平１０−２８０８６５号公報

しかしながら、特許文献１では、凹陥部が露出されていることから、１）標準断面の掘進時に推進抵抗となって掘削性能が低下する。２）凹陥部内で副カッタヘッドとの間の空間部に、地山が崩壊陥没する危険性がある。３）標準断面の掘進時に、本体ブロックの周囲に充填される充填材が凹陥部に浸入充填されてカッタヘッドが動作しなくなる恐れがある。また拡幅掘削時には、４）副カッタヘッドが大きくフードを有しないため、副カッタヘッドが突出した空間部に地山が崩壊する危険性がある。５）副カッタヘッドの後退時に凹陥部に残る過大な瓦礫がカッタヘッドに噛み込むと後退できなくなるおそれがある。６）標準断面の掘削と同時に拡幅断面を同時に掘削すると、ラジアル荷重が発生して本体ブロックの掘削姿勢制御が困難になるなどの問題がある。

本発明は、上記問題点を解決して、推進抵抗の増大もなく、また地山の崩壊を防止しつつ安定して拡幅断面を掘削できる拡幅式シールド掘進機およびその掘削方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、シールド本体の前部に配置されて標準断面を掘削する第１カッタヘッドと、シールド本体の胴部から外方に出退されて拡幅断面を掘削する第２カッタヘッドとを具備した拡幅式シールド掘進機であって、前記シールド本体の胴部に第２カッタヘッドが出退自在な拡幅開口部を形成するとともに、シールド本体内に前記拡幅開口部に連通し第２カッタヘッドを収容する圧力保持室を形成し、前記拡幅開口部を開閉自在な開閉板を有する開閉シャッター装置を設け、圧力保持室に、開閉板の開放前に流体を供給して内圧を高めるとともに、掘削時に流体を供給して掘削土砂を流動化する流体供給管と、前記流体と共に掘削土砂を排出する流体排出管とを設け、開閉シャッター装置に、拡幅開口部の周囲のシールド本体に設けられて、開閉板の開放時および閉鎖時に流体圧により拡張され開閉板の外面に圧接されてシールするとともに、開閉動作時に流体圧が減圧され開閉板への圧接が解消されるチューブシール材を有する開閉シール装置を設けたものである。

請求項２記載の発明は、第２カッタヘッドは、シールド軸心と平行な軸心周りに回転駆動されるドラム形カッタと、前記ドラム形カッタをシールド軸心に直交する面内で揺動させるカッタ揺動装置とを具備したものである。

請求項３記載の発明は、開閉シール装置に、開閉板に摺接するダストシール材を設けたものである。

請求項４記載の発明は、流体供給管から供給される流体を、掘削した拡幅断面に充填して崩壊土圧を保持させる充填材として使用するものである。
請求項５記載の発明は、請求項１記載の拡幅式シールド掘進機を使用してトンネルを拡幅掘削するに際し、標準断面トンネルの掘進を停止し、流体供給管から圧力保持室内に流体を供給して内圧を高めるとともに、開閉シール装置のチューブシール材から流体圧を減圧した後、前記開閉シャッター装置により開閉板を開動して拡幅開口部を開放し、第２カッタヘッドを駆動するとともに突出移動させて標準断面から拡張された拡幅断面を掘削し、流体供給管から流体を供給して掘削土砂を流動化し、流体排出管から掘削土砂を前記流体と共に排出し、前記第２カッタヘッドを後退させるとともに、開閉シール装置のチューブシール材の流体圧を減圧した後、前記開閉シャッター装置により開閉板を閉動して拡幅開口部を閉じ、第１カッタヘッドにより標準断面を掘削して、第２カッタヘッドによる前回掘削された前記拡幅断面のシールド軸心方向の幅に対応する距離を掘進して停止し、これを繰り返してシールド軸心方向に連続する拡幅断面を掘削するものである。

請求項１記載の発明によれば、拡幅開口部に圧力保持室を形成し、この圧力保持室に第２カッタヘッドを出退可能に収納したので、土砂崩壊土圧を確実に保持しつつ拡幅断面の掘削を安全に行うことができる。また、開閉シャッター装置により開閉板により拡幅開口部の開放前に、圧力保持室に流体を供給して内圧を高めることにより、崩壊土圧と圧力保持室との圧力差を小さくして開閉板をスムーズに開閉することができる。さらに、拡幅断面の掘削ごとに開閉される開閉シャッター装置に、流体圧により拡縮されるチューブシール材を有する開閉シール装置を設けたので、開閉板に土砂などが付着していても開閉動作をスムーズに行え、かつシール材の損傷を防止して開放時または閉鎖時に良好にシールすることができる。さらにまた、開閉板により拡幅開口部を閉鎖することにより、標準断面トンネル掘進時に推進抵抗が増大することもなく、シールド本体の姿勢制御も安定して行うことができる。さらに掘削土砂を泥水と共に良好に排出することができる。

請求項２記載の発明によれば、ドラム形カッタを揺動させることで、掘り残しなく効率よく拡幅断面を掘削することができる。
請求項３記載の発明によれば、ダストシール材により、開閉板に付着する土砂などによるチューブシール材の損傷を防止することができる。

請求項４記載の発明によれば、土砂排出用の流体を充填材として使用することにより、土砂排出用の流体と充填材の混合の問題がなくなり、また拡幅断面の掘削手順を簡略化することができる。

請求項５記載の発明によれば、第１カッタヘッドによる標準断面の掘進を停止する毎に、第２カッタヘッドにより拡幅断面を掘削し、第１カッタヘッドによる掘進と第２カッタヘッドによる拡幅断面の掘削とを交互に行うことにより、シールド本体の姿勢制御を高精度で保ちつつ拡幅断面の掘削を効果的に行うことができる。また標準断面の掘削途中に、拡幅断面の掘削を何度でも行うことができ、また拡幅断面の奥行掘削量の調整も容易に行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
図１に示すように、このシールド掘進機は、第１カッタヘッド５を使用してたとえば円形の標準断面（トンネル）Ｔｓを掘削し、そしてエレクタ装置（図示せず）により覆工体である標準セグメントＳｓを標準断面Ｔｓ内に円形に組み立てて掘進する。拡幅位置に達すると、掘削途中で第２カッタヘッド１１により標準断面Ｔｓから一側方に突出する拡幅断面Ｔｗを掘削し、拡幅断面Ｔｗに充填材を注入する。そしてエレクタ装置により前記標準セグメントＳｓに組み込まれた拡幅セグメントＳｗを、図１０に示す押出しジャッキ４３を使用して拡幅セグメントＳｗを拡幅断面Ｔｗに向って突出させ、同時に充填材をセグメントＳｓ，Ｓｗ内に流入させて拡幅断面Ｔｗ内に拡幅セグメントＳｗを設置するものである。

図２，図３に示すように、円筒状のシールド本体１の前部に圧力隔壁２が形成され、その前部に切羽崩壊土圧を保持する圧力室３が形成されるとともに、その後部に大気室４が形成されている。前記圧力隔壁２には圧力室３の前面で標準断面を掘削する第１カッタヘッド５がシールド軸心Ｏを中心に回転自在に支持されている。

前記圧力隔壁２には、シールド軸心Ｏを中心とする環状支持体６が設置され、この環状支持体６に所定角度ごとに垂設された支持脚５ａを介して第１カッタヘッド５が支持されている。前記環状支持体６は旋回台軸受６ａおよび環状座部２ａを介してスキンプレート１ａに支持され、旋回台軸受６ａは環状支持体６の背面の回転環と、環状座部２ａに固着された回転環受台とで構成される。

また前記圧力隔壁２の後部には、第１カッタ駆動装置７が設けられており、この第１カッタ駆動装置７は、旋回台軸受６ａの回転環の外周部に固定されたリングギヤ７ａと、リングギヤ７ａに噛合される複数のピニオン７ｂと、環状壁部２ａに取付けられて前記ピニオン７ｂをそれぞれ回転駆動する第１カッタ駆動モータ（油圧式または電動式）７ｃとで構成されている。９はシールド本体１の後部に設けられた推進ジャッキで、エレクタ装置（図示せず）により組立られたセグメントＳｓ，Ｓｗを反力受けとしてシールド本体１を推進させる。

シールド本体１のスキンプレート（胴部）１ａで掘進方向に向って左側部（一側部）には、第２カッタヘッド１１を有する拡幅掘削部１０が設けられている。すなわち、スキンプレート１ａの左側部に周方向に長い縦長の矩形状の拡幅開口部１２が形成され、この拡幅開口部１２は第２カッタヘッド１１を出退可能に形成されている。そしてシールド本体１内に、拡幅開口部１２に連通し第２カッタヘッド１１を収容すると共に切羽崩壊土圧を保持する圧力保持室１３が形成され、さらに拡幅開口部１２には開閉自在な開閉シャッター装置１４が設けられている。

前記第２カッタヘッド１１は、シールド軸心Ｏと平行な回転軸心を中心に回転自在な比較的小径で単体のドラム形カッタ１５を具備し、ドラム形カッタ１５は外周部に多数のカッタビットを有するとともに、圧力保持室１３内から拡幅開口部１２を介して外側方に出退自在でかつ上下揺動自在に支持されている。すなわち、圧力保持室１３は、拡幅開口部１２の上辺部および下辺部から内側に延長された天壁１３ａおよび底隔１３ｂと、前後の側壁１３ｃ，１３ｃと、天壁１３ａ、底隔１３ｂ、側壁１３ｃ，１３ｃの各内端部を互いに連結する円弧背面壁１３ｄとで構成されている。

そして第２カッタヘッド１１は、前後の側壁１３ｃ，１３ｃにシールド軸心Ｏに平行な揺動軸１６を介して上下揺動自在に支持されかつ伸縮自在な作動アーム１７と、作動アーム１７の先端部にシールド軸心Ｏに平行な軸心周りに回転自在に支持されたドラム形カッタ１５と、ドラム形カッタ１５を回転駆動する第２カッタ駆動装置１８と、作動アーム１７を伸縮してドラム形カッタ１５を出退する第２カッタ出退装置１９と、揺動軸１６を介して作動アーム１７を揺動する第２カッタ揺動装置２０とを具備している。

すなわち、前記揺動軸１６は、図８に示すように、圧力保持室１３の前後側壁間１３ｃ，１３ｃの中間部に軸受２１を介して回転自在に支持されており、軸受２１と揺動軸１６との間に、耐圧シール材２２ａとメタル軸受２２ｂからなる軸部シール装置２２が介在されている。そして、大気室７側に突出する揺動軸１６の前後端部に第２カッタ揺動装置２０がそれぞれ設けられており、第２カッタ揺動装置２０は、シールド本体１に連結された複数の第２カッタ揺動ジャッキ２０ａと、揺動軸１６に固定された揺動レバー２０ｂとを具備し、揺動レバー２０ｂの遊端部に第２カッタ揺動ジャッキ２０ａの出力ロッドが連結され、第２カッタ揺動ジャッキ２０ａを伸縮させることにより揺動レバー２０ｂを介して揺動軸１６を所定範囲で往復揺動させるように構成されている。また作動アーム１７は、揺動軸１６が取付けられたガイド筒２３と、前記ガイド筒２３に出退自在に嵌合された出退アーム２４からなり、ガイド筒２３内に配置されて出退アーム２４を伸縮させる第２カッタ出退装置１９が設けられている。この第２カッタ出退装置１９は、ガイド筒２３の円弧状背面板２３ａと出退アーム２４との間に連結された複数の出退ジャッキ装置１９ａにより構成される。

前記出退アーム２４は、ガイド筒２３内にガイド部材を介して嵌合されたスライド部２４ａと、スライド部２４ａからドラム形カッタ１５の両側に伸びる一対のカッタ支持アーム２４ｂと、アーム部２４ｂに支持されてドラム形カッタ１５内に配置されたカッタ受け部２４ｃとを有し、カッタ受け部２４ｃにはリング状軸受２５を介してドラム形カッタ１６が回転自在に支持されている。

前記第２カッタ駆動装置１８は、ドラム形カッタ１５のリング状軸受２５に取付けられたリングギヤ１８ａと、前記カッタ受け部２４ｃに設けられた第２カッタ駆動モータ１８ｃと、第２カッタ駆動モータ（油圧式または電動式）１８ｃにより回転駆動されてリングギヤ１８ａに噛合されるピニオン１８ｂとで構成されている。

開閉シャッター装置１４は、拡幅開口部１２の前部のシールド本体１内に水密室２６が形成され、水密室２６と拡幅開口部１２との間でシールド軸心Ｏ方向に沿ってスライド自在で拡幅開口部１２を閉鎖可能な円弧状断面の開閉板２７が配置されている。そして水密室２６と開閉板２７の空間部の間に、開閉板２７を開閉駆動する複数のスライドジャッキ２８が配設されている。また図９に示すように、拡幅開口部１２周囲のスキンプレート１ａに設けられて開閉板２７に摺接する開閉シール装置２９は、スキンプレート１ａの内周部に配設されて開閉板２７の外面に常時摺接するダストシール材２９ａと、外周部で開閉板２７の開放時および閉鎖時にエア供給ポンプ（流体供給源）３１からエア配管３２を介して供給される加圧エア（流体圧）により拡張されて開閉板２７に圧接されシールするとともに、開閉動作時に操作弁３３が開放されて加圧エアが排出減圧され開閉板２７への圧接が解消されるチューブシール材２９ｂとで構成される。なお、チューブシール材２９ｂを拡縮する流体を圧縮エアとしたが、他の気体や油、水などの液体であってもよい。

また圧力保持室１３の天壁１３ａには、掘削土砂を排出するとともに掘削部の切羽崩壊土圧を支持する泥水を供給する送泥管（流体供給管）３４が設けられ、また底壁１３ｂに掘削土砂を同伴した泥水を排出するための排泥管（流体排出管）３５が設けられている。

さらに図３に示すように、掘削後の拡幅断面Ｔｗに充填材を供給して土砂の崩壊を防止するための複数の充填材注入孔８が、拡幅開口部１２の後部のスキンプレート１ａに形成されている。

前記充填材は、後述する拡幅セグメントＳｗの押出し時に、円滑にセグメントＳｓ，Ｓｗ内に流入させるために一定の流動性が要求されるが、流動性が高すぎると、地山の安定を十分に図ることができないため、一定の塑性も要求される。さらに掘削時に土砂を排出するための泥水と混ざりにくい材質や性状が望ましい。たとえばベンナイト、水ガラス、セメントなどを主成分とする塑性流動化材料がある。また高流動性の材料として、泥水や泥しょうなどもその性質により使用可能である。

シールド掘進機の後部では、掘進に伴って拡幅部分に達すると、エレクタ装置により標準セグメントＳｓおよび拡幅セグメントＳｗがリング状に組立てられている。これら標準セグメントＳｓおよび拡幅セグメントＳｗは、ボルト・ナットにより連結されて一体化されており、拡幅セグメントＳｗは、図１２に示すように、周方向に隣接する標準セグメントＳｓとの接触する当接面Ｓ１が長く形成され、当接面Ｓ１にボルト穴Ｓ２が形成されている。またシールド軸心Ｏ方向に隣接する面に、妻壁Ｓ３が形成されて拡幅突出時の漏水を防止している。また拡幅セグメントＳｗは、拡幅断面Ｔｗに押出す時に充填材が流入される流入口（図示せず）が形成され、これら流入口は開閉機構を具備している。

図１１，図１２に示すように、拡幅セグメントＳｗを拡幅断面Ｔｗに押出すための拡幅押出装置４１は、上下方向の形状保持柱４２と、摺動面Ｓ１に対応して水平方向に設けられた複数の押出しジャッキ４３とがシールド軸心Ｏ方向に移動自在な台車（図示せず）に設置されて構成されている。

上記構成の拡幅式シールド掘進機の掘削方法を図１３を参照して説明する。
発進坑から発進されたシールド掘進機は、第１カッタヘッド５により円形断面の標準断面Ｔｓが掘削され、シールド本体１の後部でエレクタ装置により標準セグメントＳｓが組立てられて覆工され掘進される［図１３（ａ）］。

シールド掘進機が拡幅位置に達すると掘進を停止し、開閉シャッター装置１４により開閉板２７を開動させて拡幅開口部１２を開放する。この時、開閉シール装置２９では、チューブシール材２９ｂが減圧されてダストシール材２９ａのみが摺接される。また予め送泥管３４から圧力保持室１３内に泥水を供給して内圧を高めておくことにより、地山側の崩壊土圧と圧力保持室１３内の圧力差を小さくして、開閉板２７をスムーズに開閉することができる。

次いで第２カッタ駆動装置１８によりドラム形カッタ１５を回転駆動するとともに第２カッタ揺動装置２０により作動アーム１７を揺動しつつ、第２カッタ出退装置１９により作動アーム１７を進展させてドラム形カッタ１５を圧力保持室１３内から拡幅開口部１２を介して地山側に突出させ、拡幅断面Ｔｗを掘削する。この時、送泥管３４から供給された泥水に、掘削土砂が同伴されて排泥管３５からシールド本体１内に排出される。

掘削が終了すると、第２カッタ出退装置１９により作動アーム１７を収縮してドラム形カッタ１５を圧力保持室１３に後退させ、充填材注入口８から充填材を拡幅断面に供給しつつ泥水を排泥管３５から排出し、拡幅断面Ｔｗの泥水が充填材と置換されると、開閉シャッター装置１４により開閉板２７を閉動させて拡幅開口部１２を閉じる。この時、開放時と同様に、チューブシール材２９ｂが減圧されてダストシール材２９ａのみが摺接される。

次いで、第１カッタヘッド５により掘進を再開して標準断面Ｔｓを掘削し、第２カッタヘッド１１により前回掘削された拡幅断面Ｔｗのシールド軸心Ｏ方向の幅に対応する距離だけ掘進して停止され、さらに拡幅掘削が実施される［図１３（ｂ）］。

このように上記の拡幅断面Ｔｗの掘削作業が繰り返されて、拡幅断面Ｔｗがシールド軸心Ｏ方向に延長される。エレクタ装置によるセグメント組立位置が拡幅断面Ｔｗに達すると、標準セグメントＳｓの拡幅断面Ｔｗの対応部に、拡幅セグメントＳｗが組み込まれる。そして、拡幅セグメントＳｗが組み込まれたセグメントＳｓ内部に拡幅押出装置４１が設置される。

さらに、所定距離後方で、拡幅セグメントＳｗが拡幅断面Ｔｗに対向されると、連結用のボルト・ナットが取り外されて複数の押出しジャッキ４３により拡幅セグメントＳｗが拡幅断面Ｔｗに向かって押し出される。この時、拡幅断面Ｔｗ内の充填材が流入口Ｓ４からセグメントＳｓ，Ｓｗ内に流入される［図１３（ｃ）］。そして押出された拡幅セグメントＳｗがボルト・ナットにより標準セグメントＳｓに固定される。

上記実施の形態によれば、シールド本体１に拡幅開口部１２を有する圧力保持室１３を形成し、この圧力保持室１３から第２カッタヘッド１１を出退可能に収納したので、地山の崩壊土圧を確実に保持しつつ拡幅断面Ｔｗの掘削を安全に行うことができる。また拡幅開口部１２を開閉シャッター装置１４により開閉できるので、拡幅開口部１２を閉じて標準断面Ｔｓの推進抵抗を小さくできてシールド本体１の姿勢制御も安定して行うことができる。さらに掘削土砂を泥水と共に良好に排出することができる。

また比較的小径のドラム形カッタ１５の単体を揺動させることで、安定して拡幅断面の掘削が可能で、堀り残しなく拡幅断面Ｔｗを掘削することができる。
また開閉シャッター装置１４に流体圧により拡縮されるチューブシール材２９ｂとダストシール材２９ａを有する開閉シール装置２９を設けたので、開閉板２７に土砂などが付着していても、開閉動作をスムーズに行え、シール材の損傷を防止しつつ開閉板２７の停止時には確実なシールが可能となる。また開放時に送泥管３４から泥水を供給しておくことで、開閉板２７の開閉をスムーズに行うことができる。

さらに拡幅断面Ｔｗの掘削は、第１カッタヘッド５による標準断面Ｔｗの掘進と停止とを繰返し、停止ごとに第２カッタヘッド１１による拡幅断面を掘削し、第２カッタヘッド１１による拡幅断面Ｔｗを連続して形成することにより、シールド本体１の姿勢制御を正確に行いつつ標準断面Ｔｓの掘削と拡幅断面Ｔｗの掘削とを精度良く行うことができる。また標準断面Ｔｓの掘削途中に、拡幅断面Ｔｗの掘削を何度でも行うことができ、また第２カッタ出退装置１９により拡幅断面Ｔｗの奥行の掘削量の調整も容易に行える。

なお、上記実施の形態では、土砂を排出する泥水と、掘削後の拡幅断面Ｔｗに充填する充填材とを別々としたが、密度の高い泥水や泥しょう、あるいはその他の流体とすることで、充填材と兼用して使用することができる。この場合には、拡幅断面Ｔｗの掘削後に、排泥管３５を停止するとともに、必要に応じて送泥管３４または充填材注入口８から泥水等を供給し、拡幅断面Ｔｗ内の泥水圧を崩壊土圧まで高めた後、開閉シャッター装置１４により拡幅開口部１２を閉じればよい。送泥管３４からの泥水供給で十分である場合には、充填材注入口８を削除することもできる。またこれにより、土砂排出用の流体と充填材が混合されるという問題がなくなる。

本発明に係る拡幅式シールド掘進機とその掘削方法の実施の形態を示す全体斜視図である。 同拡幅式シールド掘進機の全体平面断面図である。 同拡幅式シールド掘進機の全体側面図である。 同拡幅式シールド掘進機の圧力保持室を示す側面断面図である。 図２に示す圧力保持室の拡大図である。 第２カッタヘッドの突出状態を示す側面断面図である。 第２カッタヘッドの突出状態を示す平面断面図である。 図５に示すＡ部の部分拡大断面図である。 図４に示すＢ部の部分拡大断面図である。 拡幅セグメントを押出す拡幅押出し装置を示す正面図である。 拡幅押出し装置の拡幅セグメントの押出し状態を示す正面図である。 拡幅セグメントを示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ拡幅掘削の手順を説明する平面図である。

符号の説明

Ｏ シールド軸心
Ｓｓ 標準セグメント
Ｓｗ 拡幅セグメント
Ｓ４ 流入口
Ｔｓ 標準断面
Ｔｗ 拡幅断面
１ シールド本体
１ａ スキンプレート
２ 圧力隔壁
３ 圧力室
４ 大気室
５ 第１カッタヘッド
６ 旋回台軸受
７ 第１カッタ駆動装置
８ 充填材注入口
１０ 拡幅掘削部
１１ 第２カッタヘッド
１２ 拡幅開口部
１３ 圧力保持室
１４ 開閉シャッター装置
１５ ドラム形カッタ
１６ 揺動軸
１７ 作動アーム
１８ 第２カッタ駆動装置
１９ 第２カッタ出退装置
２０ 第２カッタ揺動装置
２２ 軸部シール装置
２４ 出退アーム
２５ リング状軸受
２７ 開閉板
２８ スライドジャッキ
２９ 開閉シール装置
２９ａ ダストシール材
２９ｂ チューブシール材
３１ エア供給源
３２ エア配管
３３ 操作弁
３４ 送泥管
３５ 排泥管
４１ 拡幅押出装置
４２ 形状保持柱
４３ 押出しジャッキ

Claims (5)

1. シールド本体の前部に配置されて標準断面を掘削する第１カッタヘッドと、シールド本体の胴部から外方に出退されて拡幅断面を掘削する第２カッタヘッドとを具備した拡幅式シールド掘進機であって、
   前記シールド本体の胴部に第２カッタヘッドが出退自在な拡幅開口部を形成するとともに、シールド本体内に前記拡幅開口部に連通し第２カッタヘッドを収容する圧力保持室を形成し、
   前記拡幅開口部を開閉自在な開閉板を有する開閉シャッター装置を設け、
   圧力保持室に、開閉板の開放前に流体を供給して内圧を高めるとともに、掘削時に流体を供給して掘削土砂を流動化する流体供給管と、前記流体と共に掘削土砂を排出する流体排出管とを設け、
   開閉シャッター装置に、拡幅開口部の周囲のシールド本体に設けられて、開閉板の開放時および閉鎖時に流体圧により拡張され開閉板の外面に圧接されてシールするとともに、開閉動作時に流体圧が減圧され開閉板への圧接が解消されるチューブシール材を有する開閉シール装置を設けた
   拡幅式シールド掘進機。
2. 第２カッタヘッドは、シールド軸心と平行な軸心周りに回転駆動されるドラム形カッタと、前記ドラム形カッタをシールド軸心に直交する面内で揺動させるカッタ揺動装置とを具備した
   請求項１記載の拡幅式シールド掘進機。
3. 開閉シール装置に、開閉板に摺接するダストシール材を設けた
   請求項１または２記載の拡幅式シールド掘進機。
4. 流体供給管から供給される流体を、掘削した拡幅断面に充填して崩壊土圧を保持させる充填材として使用する
   請求項１乃至３の何れかに記載の拡幅式シールド掘進機。
5. 請求項１記載の拡幅式シールド掘進機を使用してトンネルを拡幅掘削するに際し、
   標準断面トンネルの掘進を停止し、
   流体供給管から圧力保持室内に流体を供給して内圧を高めるとともに、開閉シール装置のチューブシール材から流体圧を減圧した後、前記開閉シャッター装置により開閉板を開動して拡幅開口部を開放し、
   第２カッタヘッドを駆動するとともに突出移動させて標準断面から拡張された拡幅断面を掘削し、流体供給管から流体を供給して掘削土砂を流動化し、流体排出管から掘削土砂を前記流体と共に排出し、
   前記第２カッタヘッドを後退させるとともに、開閉シール装置のチューブシール材の流体圧を減圧した後、前記開閉シャッター装置により開閉板を閉動して拡幅開口部を閉じ、
   第１カッタヘッドにより標準断面を掘削して、第２カッタヘッドによる前回掘削された前記拡幅断面のシールド軸心方向の幅に対応する距離を掘進して停止し、
   これを繰り返してシールド軸心方向に連続する拡幅断面を掘削する
   拡幅トンネルの掘削方法。

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