IHI 技報　Vol.54 No.3 ( 2014 ) 9 まず，下図�@の状態で立坑を掘削します． 所定の深さまでの掘削を終えると，�A 内周カッタ と外周カッタを分離します．次に，内周カッタを引き 上げ，内周カッタを球体に収めます．続いて，�B 少 しずつ球体を回転させていきます．回転が終ると，内 周カッタを押し出して，�C 横坑を掘削していきます． 球体シールドのポイントは，縦から横に方向転換さ せる際に球体を用いた点にあります．シールド掘進機 は地中での施工となるため地下水があり，深くなれば なるほど高い水圧が働きます．このため，方向転換さ せる際は，地下水を機内およびトンネル内に入れない 工夫が必要になります．もちろん，シールドトンネル には止水するためのさまざまな機構が用いられていま すが，球体シールドでは方向転換時の止水方法がキー となる開発要素でした．最終的には，幾つかの止水方 法の中から，ボールバルブの構造に着目し，球体の回 転を用いたシール機構のアイデアが選ばれました．こ の工夫により，地下水があっても支障なく方向転換す ることができるようになりました． また，今回は縦横（ タテヨコ）に焦点を絞って紹 介しましたが，この構造で交差点の真下で直角に曲が るヨコヨコも球体シールドは可能なんです．これらの トンネル形状がアルプホルンに似ていることからホル ンシールドとも呼ばれます． さらに，球体のシール機構を用いた例としては，横 坑から上向きに立坑を掘進し地上に出る・ ・ デルンシール ドや，カッタを180 度くるん・ ・ ・ と回転させてビットを 新しいものに交換し，また元に戻して掘削を続けるこ とで長距離掘削を可能にしたクルンシールドというも のもあり，バリエーションはルンルン・ ・ ・ ・ と多彩です． シールド掘進機の分野は，今回紹介した以外にも2 台のシールドを地中で接合させる工法，トンネルの幅 を途中で変える拡幅工法，眼鏡形などの非円形を掘る 工法など社会のニーズに対応するためのさまざまなア イデアにあふれています．これからも，世界の地下イ ンフラを支えるために，多くのすばらしいアイデア が，IHI のグループ会社であるジャパントンネルシス テムズ株式会社から生み出され，皆さんの好奇心を刺 激してくれることでしょう． （ 文責：知的財産部） 球体シールド工法 �@立坑掘削 �Aカッタ分離 外周 カッタ 内周 カッタ �B球体を回転�C横坑掘削