JP2004218280A - Tunnel boring machine for underground connection and underground connection method for the tunnel - Google Patents

Tunnel boring machine for underground connection and underground connection method for the tunnel Download PDF

Info

Publication number
JP2004218280A
JP2004218280A JP2003007017A JP2003007017A JP2004218280A JP 2004218280 A JP2004218280 A JP 2004218280A JP 2003007017 A JP2003007017 A JP 2003007017A JP 2003007017 A JP2003007017 A JP 2003007017A JP 2004218280 A JP2004218280 A JP 2004218280A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutter
tunnel
ring
telescopic
ring cutter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003007017A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4079322B2 (en
Inventor
Junichi Yomoto
純一 四本
Hideaki Suzuki
秀明 鈴木
Eiji Sakai
栄治 酒井
Naoto Tokieda
直人 時枝
Toshiyasu Miyoshi
俊康 三好
Norikazu Iwamoto
憲和 岩本
Toru Inada
徹 稲田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Penta Ocean Construction Co Ltd
Kyowa Exeo Corp
Alpha Civil Engineering Inc
Original Assignee
Penta Ocean Construction Co Ltd
Kyowa Exeo Corp
Alpha Civil Engineering Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Penta Ocean Construction Co Ltd, Kyowa Exeo Corp, Alpha Civil Engineering Inc filed Critical Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority to JP2003007017A priority Critical patent/JP4079322B2/en
Publication of JP2004218280A publication Critical patent/JP2004218280A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4079322B2 publication Critical patent/JP4079322B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tunnel excavator and its underground connection capable of executing the underground connection of tunnels in low costs and in a short time without ground improvement. <P>SOLUTION: The tunnel excavator 1 for underground connection is constituted of a ring cutter 4 installed in the front part of a shield machine body 2, slidable in the excavation direction and freely rotatable in the circumferential direction and a cutter head 5 provided with an extensible/contractible cutter 30 installed in the front part of the ring cutter 4, radially extensible from the front end of the cutter spoke 29. The extensible cutter 30 extended from the front end of the cutter spoke 29 is fixed to the fixing means of the ring cutter 4 inside face, the ring cutter 4 is rotated by the rotation of the extensible cutter 30. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中接合用トンネル掘削機およびトンネルの地中接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のトンネルの地中接合方法は、例えば特開平7−208644号公報に示すものがある。この接合方法は新設管の先端部が外筒と、この外筒に内挿された接合管との二重構造になっている。
一方、他の接合方法として、一般的に図15に示すものが行われている。このうち(1)に示す方法は、既設トンネル50に構築された立坑52に新設トンネル51を接合するものであり、(2)に示す方法は、既設トンネル50の近傍の立坑52に新設トンネル51を接合し、前記立坑52と既設トンネル50との間の地盤53を凍結工法で地盤改良して接合するものであり、(3)に示す方法は、既設トンネル50の近傍まで新設トンネル51を構築し、その間の地盤53を凍結工法で改良して接合するものである。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−208644号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特開平7−208644号公報の発明は、新設管を二重管とするため工費が増大するという問題があった。また図15の(1)〜(3)の接合方法は、立坑用地の確保の困難、地中埋設物の切り回し作業の必要性から工費および工期の増大、地盤改良のための製作ヤードの確保の困難、地盤改良の範囲拡大による工費の増大などの問題があった。
【0005】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、地盤改良をせずに低コストで、かつ短期間にトンネルの地中接合ができるトンネル掘削機およびその接合方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を達成するための地中接合用トンネル掘削機は、シールド本体の前部に設置された、掘削方向にスライド自在で、かつ円周方向に回転自在なリングカッタと、該リングカッタの前部に設置され、カッタースポークの先端部から径方向に伸縮する伸縮カッタを備えたカッタヘッドとから構成され、前記リングカッタ内面の固定手段にカッタースポークの先端から伸びた伸縮カッタが固定され、該伸縮カッタの回転でリングカッタが回転する構成である。またリングカッタ内面の固定手段は、底部に緩衝材を備えた凹部または伸縮カッタを摩擦固定させる固定用パッドであることを含むものである。
またトンネルの地中接合方法は、地中に構築された既設トンネルの側面に新設トンネルを接合するトンネルの地中接合方法であって、請求項1または2の地中接合用トンネル掘削機を既設トンネルの側面に接するまで掘進させた後、カッタヘッドの伸縮カッタをリングカッタの内側にまで縮めるとともに、該リングカッタを掘進方向にスライドさせ、その内面の固定手段に径方向に伸ばした伸縮カッタを固定し、該伸縮カッタの回転によってリングカッタを回転させながら前方に押し出して既設トンネルの側面を切削する構成である。またリングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、該切削部の外側の地盤にトンネルの内側から止水材を注入することを含む。さらにリングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、カッタヘッドを解体・撤去して、リングカッタおよびシールド本体の内側に新設トンネルを構築することを含むものである。
【0007】
カッタヘッドで地山を掘削するとともに、リングカッタ内面の固定手段に固定した伸縮カッタで、リングカッタを円周方向に回転させて、既設トンネルの側面を切削する。リングカッタ内面の凹部への伸縮カッタの押し入れ、固定用パッドへの伸縮カッタの摩擦接着により、該伸縮カッタをリングカッタの内面に固定することができる。
また地中接合用トンネル掘削機をシールドジャッキで既設トンネルの近傍まで掘進させた後、リングカッタによって既設トンネルの側面に新設トンネルの内径とほぼ同じ径の孔を切削することができる。また既設トンネルの切削部の外側の止水処理がトンネルの内側からおこなえる。カッタヘッドを解体・撤去することにより、シールド本体とリングカッタとで一次覆工することができ、この内側に新設トンネルを構築して既設トンネルに接合する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の地中接合用トンネル掘削機(以下掘削機という)およびトンネルの地中接合方法(以下接合方法という)の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0009】
本発明の実施の形態における接合方法は、掘削機で掘削した横孔に新設管を推進させて、既設トンネルの側面に新設トンネルを接合するものであり、はじめに、この方法に使用する掘削機の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明し、その後に、この掘削機を使用した接合方法の実施の形態を図5〜図14に基づいて説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【0010】
図1〜図3は第1の実施の形態の掘削機1を示したものであり、この掘削機1は円筒状のシールド本体2と、該シールド本体2の前部に設置された掘進方向にスライド自在で、かつ円周方向に回転自在な円筒状のリングカッタ4と、該リングカッタ4の前部に設置されたカッタヘッド5とから構成されている。
【0011】
シールド本体2は、球面軸受け6で屈曲自在に接続された前部シールド7と後部シールド8とから構成されている。この後部シールド8の内面には複数のシールドジャッキ(例えば3機)9が設置され、このシールドジャッキ9のスプレッダ10が新設管11を反力として伸びることにより、掘削機1を前方に掘進させるものである。
【0012】
一方、前部シールド7の前部には円筒状の突出シールド3が設けられ、この突出シールド3を覆うようにしてリングカッタ4が回転自在に設けられている。
【0013】
このリングカッタ4は既設トンネルの側面に、新設トンネルを接続するための接続口を切削・開口するものであり、その前面には既設トンネルの側面を切削するカッタビット14が多数設置されている。またリングカッタ4の後端部には内側へ折れ曲がったガイド片15が形成され、該ガイド片15が突出シールド3のガイド部16に設置され、該ガイド部16によりリングカッタ4のスライドを安定させる。
【0014】
このガイド片15には前部シールド7の内面に設置したスライドジャッキ17のスプレッダ18が取り付けられている。したがって、図2に示すように、前記のスプレッダ18が伸長するとリングカッタ4が前方にスライドし、これとともにリングカッタ4の後部に接合したリングカバー19もスライドして、スライドジャッキ17とガイド部16とが保護される。
【0015】
またリングカッタ4の内面には、後述する伸縮カッタを固定する固定手段としての凹部20が3つ形成され、この底部には緩衝材21、例えばスポンジ製のパッキンが設置されている。
【0016】
また突出シールド3の前部にはバルクヘッド22が形成され、このバルクヘッド22には駆動モータ23と減速機24とからなる駆動装置25が設置され、該駆動装置25には軸受け26を介してカッタヘッド5が設置されている。
【0017】
このカッタヘッド5は前部シールド7の前面に位置し、中央の円筒部28に中空のカッタースポーク29が放射状に3つ設置され、該カッタースポーク29内には伸縮カッタ30が収納されている。この伸縮カッタ30はカッタースポーク29内に収納された伸縮スポーク31の先端に設置され、カッタースポーク29内のシリンダー32で径方向に伸縮するようになっている。また上記のカッタースポーク29の前面にはカッタビット(図示せず)が多数設置されている。
【0018】
したがって、図3に示すように、伸縮カッタ30はシリンダー32の伸長によって突出シールド3の外面まで(突出シールドの外面と伸縮カッタの外面とが同じ面になる位置)伸びるとともに、シリンダー32の収縮によって突出シールド3の内側まで縮むようになっている。
【0019】
また伸縮カッタ30を突出シールド3の内側まで縮めて、リングカッタ4を突出シールド3の前方に突出させた後、前記伸縮カッタ30を径方向に伸ばすと凹部20内に押し込まれるので、リングカッタ4が円周方向に回転可能になる。なお、前記凹部20は常に伸縮カッタ30が押し込まれる箇所に位置している。
【0020】
またバルクヘッド22とカッタヘッド5との間に形成された圧力チャンバ33には排土管34の先端が設置され、該排土管34によって圧力チャンバ33内の掘削土が排出される。
【0021】
また図4は第2の実施の形態の掘削機35を示したものであり、この掘削機35は固定手段としての凹部20が固定用パッド36になったものであり、これ以外は第1の実施の形態の掘削機1と同じ構成である。この固定用パッド36は摩擦力によって伸縮カッタ30をリングカッタ4に固定するものであり、該リングカッタ4が回転できる摩擦力を有する。
【0022】
次に、第1の実施の形態の掘削機1を使用した接合方法を図5〜図14に基づいて説明する。この接合方法は、地中に構築した既設トンネル40の側面に新設トンネル41を接合するものである。
【0023】
はじめに、図5に示すように、掘削機1を既設トンネル40の側面から約1mの手前まで掘進させる。この掘削機1はカッタヘッド5で地山42を掘削するとともに、この掘削土を圧力チャンバ33から排土管34で排出しながら、新設管11に反力をとったシールドジャッキ9で掘進するものである。
【0024】
そして、図6に示すように、掘削機1を既設トンネル40の側面から約1mの手前で停止させた後、さらに30cm掘進させる。
【0025】
次に、図7に示すように、掘削機1をカッタヘッド5が既設トンネル40の側面に接するまで掘進させる。
【0026】
次に、図8に示すように、掘削機1を既設トンネル40の側面から約30cmの手前まで後退させると、カッタヘッド5と既設トンネル40との間に僅かな掘削空間43が形成される。
【0027】
次に、図9に示すように、伸縮カッタ30を突出シールド3の内側まで収縮させるとともに、リングカッタ4を掘削空間43までスライドさせる。これにともなってリングカバー19がスライドして、スライドジャッキ17とガイド部16とが保護される。
【0028】
次に、図10に示すように、伸縮カッタ30を伸ばしてリングカッタの凹部20に押し込むと、リングカッタ4の円周方向への回転が可能になる。また伸縮カッタ30が凹部20へ押し込まれると底部の緩衝材21が押しつぶされる。
【0029】
次に、図11に示すように、リングカッタ4を伸縮カッタ30で回転させながら前進させて、既設トンネル40の側壁を切削するとともに、この切削部の地盤44にカッタヘッド5近傍の注入口(図示せず)から止水材45を注入して地盤改良をおこなう。
【0030】
このように既設トンネル40の側壁を切削した後、図12に示すように、伸縮カッタ30を縮めて凹部20から引き抜くと、リングカッタ4が既設トンネル40の側壁に接続された状態になる。
【0031】
次に、図13に示すように、カッタヘッド5と駆動装置25とを突出シールド3とともに前部シールド7から解体すると、シールド本体2とリングカッタ4とからなるトンネル46が形成される。
【0032】
次に、図14に示すように、既設トンネルの切削された側壁47を撤去して接続口12を形成するとともに、前記トンネル46の内側に新設管11を推進・設置させると、新設トンネル41が既設トンネル40に接合される。
【0033】
また上記のような接合方法の他に、突出シールド3とともにシールド本体2およびリングカッタ4を解体してから(図13参照)新設管11を推進・設置して、新設トンネルを構築することもできる。
【0034】
なお、上記の接合方法の実施の形態は第1の実施の形態の掘削機1を使用したが、第2の実施の形態の掘削機35を用いても同じ方法で接合でき、かつ同じ効果を奏する。
【0035】
また上記の接合方法は推進工法に基づいて説明したが、これに限らず、シールド工法でも適用することができる。
【0036】
【発明の効果】
地盤改良などをせずに低コストで、かつ短期間にトンネルの地中接合ができる。またこの接合ができる掘削機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の掘削機の長さ方向の断面図である。
【図2】リングカッタをスライドさせた掘削機の長さ方向の断面図である。
【図3】(1)は図1のA−A線断面図、(2)は(1)の平面図である。
【図4】第2の実施の形態の掘削機の断面図である。
【図5】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面近傍まで掘削機を掘進させた断面図である。
【図6】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面近傍まで掘削機を掘進させた断面図である。
【図7】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面に接するまで掘削機を掘進させた断面図である。
【図8】接合方法を示したものであり、既存トンネルの側面近傍まで掘進させた掘削機を後退させた断面図である。
【図9】接合方法を示したものであり、伸縮ジャッキを縮めてリングカッタを伸ばした掘削機の断面図である。
【図10】接合方法を示したものであり、伸縮ジャッキを伸ばしてリングカッタに固定した掘削機の断面図である。
【図11】接合方法を示したものであり、リングカッタで既設トンネルの側壁を切削した断面図である。
【図12】接合方法を示したものであり、伸縮ジャッキをリングカッタから取り外した掘削機の断面図である。
【図13】接合方法を示したものであり、突出シールドおよびカッタヘッドを解体した掘削機の断面図である。
【図14】接合方法を示したものであり、既設トンネルに新設トンネルを接合した断面図である。
【図15】従来の接合方法を示したものであり、(1)は既設トンネルに立坑を構築した断面図、(2)は既設トンネル近傍に立坑を構築した断面図、(3)は既設トンネル近傍の地盤を改良した断面図である。
【符号の説明】
1、35 掘削機
2 シールド本体
3 突出シールド
4 リングカッタ
5 カッタヘッド
6 球面軸受け
7 前部シールド
8 後部シールド
9 シールドジャッキ
10、18 スプレッダ
11 新設管
12 接続口
14 カッタビット
15 ガイド片
16 ガイド部
17 スライドジャッキ
19 リングカバー
20 凹部
21 緩衝材
22 バルクヘッド
23 駆動モータ
24 減速機
25 駆動装置
26 軸受け
28 円筒部
29 カッタースポーク
30 伸縮カッタ
31 伸縮スポーク
32 シリンダー
33 圧力チャンバ
34 排土管
36 固定用パッド
40、50 既設トンネル
41、51 新設トンネル
42 地山
43 掘削空間
44、53 地盤
45 止水材
46 トンネル
47 側壁
52 立坑
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel excavator for underground joining and a method for underground joining of tunnels.
[0002]
[Prior art]
A conventional tunnel underground bonding method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-208644. This joining method has a double structure in which the tip of the newly installed pipe has an outer cylinder and a joining pipe inserted into the outer cylinder.
On the other hand, as another joining method, the method shown in FIG. 15 is generally performed. The method shown in (1) is for joining the new tunnel 51 to the shaft 52 constructed in the existing tunnel 50, and the method shown in (2) is for joining the new tunnel 51 in the shaft 52 near the existing tunnel 50. In this method, the ground 53 between the shaft 52 and the existing tunnel 50 is ground-improved by a freezing method and then connected. In the method shown in (3), the new tunnel 51 is constructed up to the vicinity of the existing tunnel 50. Then, the ground 53 therebetween is improved by a freezing method and joined.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-208644 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the invention of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-208644 has a problem that the construction cost increases because the newly installed pipe is a double pipe. In addition, the joining methods (1) to (3) in FIG. 15 increase the construction cost and the construction period due to the difficulty of securing the shaft site, the necessity of the work of turning underground buried objects, and securing the production yard for ground improvement. There were problems such as difficulties in construction, and an increase in construction costs due to expansion of the ground improvement range.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a tunnel excavator capable of underground joining of a tunnel in a short time and without a ground improvement, and a joining method thereof. To provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An underground junction tunnel excavator for achieving the above object is provided with a ring cutter slidably mounted in the excavation direction and rotatable in the circumferential direction, which is installed at the front of the shield body. A cutter head provided with a telescopic cutter that is installed at the front part and expands and contracts radially from the tip of the cutter spoke, and a telescopic cutter extending from the tip of the cutter spoke is fixed to the fixing means on the inner surface of the ring cutter, The ring cutter is rotated by the rotation of the telescopic cutter. Further, the fixing means on the inner surface of the ring cutter includes a fixing pad for friction-fixing a concave portion provided with a cushioning material on the bottom or a telescopic cutter.
The underground joining method of a tunnel is an underground joining method of a tunnel in which a new tunnel is joined to a side surface of an existing tunnel constructed underground, and the tunnel excavator for underground joining according to claim 1 or 2 is installed. After excavating until it touches the side surface of the tunnel, the telescopic cutter of the cutter head is contracted to the inside of the ring cutter, and the ring cutter is slid in the excavating direction, and the telescopic cutter extended in the radial direction is fixed to the inner surface of the cutter. It is configured to fix and extrude forward while rotating the ring cutter by rotation of the telescopic cutter to cut the side surface of the existing tunnel. Also, the method includes cutting the side surface of the existing tunnel with a ring cutter, and then injecting a waterproof material from the inside of the tunnel into the ground outside the cut portion. Furthermore, after cutting the side surface of the existing tunnel with the ring cutter, the cutter head is disassembled and removed to construct a new tunnel inside the ring cutter and the shield body.
[0007]
The ground is excavated with the cutter head, and the ring cutter is rotated in the circumferential direction by a telescopic cutter fixed to the fixing means on the inner surface of the ring cutter to cut the side surface of the existing tunnel. The telescopic cutter can be fixed to the inner surface of the ring cutter by pushing the telescopic cutter into the recess on the inner surface of the ring cutter and frictionally bonding the telescopic cutter to the fixing pad.
Further, after the tunnel excavator for underground joining is excavated near the existing tunnel with the shield jack, a hole having a diameter substantially equal to the inner diameter of the new tunnel can be cut on the side surface of the existing tunnel by the ring cutter. In addition, the water stopping process outside the cutting portion of the existing tunnel can be performed from the inside of the tunnel. By dismantling and removing the cutter head, primary lining can be performed with the shield body and the ring cutter, and a new tunnel is constructed inside this and joined to the existing tunnel.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a tunnel excavator for underground joining (hereinafter, referred to as an excavator) and a method for underground joining of a tunnel (hereinafter, referred to as a joining method) of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
The joining method in the embodiment of the present invention is to join a new tunnel to the side of an existing tunnel by propelling a new pipe into a lateral hole excavated by the excavator. An embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4, and thereafter, an embodiment of a joining method using this excavator will be described with reference to FIGS. 5 to 14. Further, in each embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and only different components are denoted by different reference numerals.
[0010]
FIGS. 1 to 3 show an excavator 1 according to a first embodiment. The excavator 1 has a cylindrical shield body 2 and an excavating machine installed at a front part of the shield body 2. It comprises a cylindrical ring cutter 4 that is slidable and rotatable in the circumferential direction, and a cutter head 5 installed at the front of the ring cutter 4.
[0011]
The shield body 2 is composed of a front shield 7 and a rear shield 8 that are flexibly connected by a spherical bearing 6. A plurality of shield jacks (for example, three machines) 9 are installed on the inner surface of the rear shield 8, and the spreader 10 of the shield jack 9 extends the new pipe 11 as a reaction force to make the excavator 1 excavate forward. It is.
[0012]
On the other hand, a cylindrical projecting shield 3 is provided at the front of the front shield 7, and a ring cutter 4 is rotatably provided so as to cover the projecting shield 3.
[0013]
The ring cutter 4 cuts and opens a connection port for connecting a new tunnel on the side surface of the existing tunnel, and a large number of cutter bits 14 for cutting the side surface of the existing tunnel are installed on the front surface thereof. A guide piece 15 bent inward is formed at the rear end of the ring cutter 4, and the guide piece 15 is installed on a guide section 16 of the protruding shield 3, and the slide of the ring cutter 4 is stabilized by the guide section 16. .
[0014]
The spreader 18 of the slide jack 17 installed on the inner surface of the front shield 7 is attached to the guide piece 15. Therefore, as shown in FIG. 2, when the spreader 18 is extended, the ring cutter 4 slides forward, and the ring cover 19 joined to the rear of the ring cutter 4 also slides along with the slide jack 17 and the guide portion 16. And is protected.
[0015]
On the inner surface of the ring cutter 4, three concave portions 20 are formed as fixing means for fixing a telescopic cutter described later, and a cushioning material 21, for example, a packing made of sponge is installed on the bottom of the concave portion 20.
[0016]
A bulkhead 22 is formed at the front of the protruding shield 3, and a driving device 25 including a driving motor 23 and a reduction gear 24 is installed on the bulkhead 22, and the driving device 25 is connected to the driving device 25 via a bearing 26. A cutter head 5 is provided.
[0017]
The cutter head 5 is located in front of the front shield 7, and three hollow cutter spokes 29 are radially installed in a central cylindrical portion 28, and a telescopic cutter 30 is housed in the cutter spoke 29. The telescopic cutter 30 is installed at the tip of a telescopic spoke 31 housed in the cutter spoke 29, and expands and contracts in a radial direction by a cylinder 32 in the cutter spoke 29. A large number of cutter bits (not shown) are provided on the front surface of the cutter spoke 29.
[0018]
Therefore, as shown in FIG. 3, the telescopic cutter 30 extends to the outer surface of the protruding shield 3 (the position where the outer surface of the protruding shield and the outer surface of the telescopic cutter become the same surface) by the extension of the cylinder 32, and the contraction of the cylinder 32 causes the contraction of the cylinder 32. It shrinks to the inside of the protruding shield 3.
[0019]
When the telescopic cutter 30 is contracted to the inside of the protruding shield 3 and the ring cutter 4 is protruded in front of the protruding shield 3, when the telescopic cutter 30 is extended in the radial direction, the telescopic cutter 30 is pushed into the recess 20. Can be rotated in the circumferential direction. The recess 20 is always located at a position where the telescopic cutter 30 is pushed.
[0020]
The tip of a discharging pipe 34 is provided in a pressure chamber 33 formed between the bulkhead 22 and the cutter head 5, and the excavated soil in the pressure chamber 33 is discharged by the discharging pipe 34.
[0021]
FIG. 4 shows an excavator 35 according to a second embodiment. The excavator 35 has a configuration in which the recess 20 serving as a fixing means is a fixing pad 36, and the other components are the same as those of the first embodiment. It has the same configuration as the excavator 1 of the embodiment. The fixing pad 36 fixes the telescopic cutter 30 to the ring cutter 4 by a frictional force, and has a frictional force that allows the ring cutter 4 to rotate.
[0022]
Next, a joining method using the excavator 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In this joining method, a new tunnel 41 is joined to a side surface of an existing tunnel 40 constructed underground.
[0023]
First, as shown in FIG. 5, the excavator 1 is excavated from the side of the existing tunnel 40 to about 1 m before. The excavator 1 excavates the ground 42 with the cutter head 5, while excavating the excavated soil from the pressure chamber 33 with the earth removal pipe 34, and excavating with the shield jack 9 taking a reaction force to the new pipe 11. is there.
[0024]
Then, as shown in FIG. 6, after the excavator 1 is stopped about 1 m from the side of the existing tunnel 40, the excavator 1 is further excavated by 30 cm.
[0025]
Next, as shown in FIG. 7, the excavator 1 is excavated until the cutter head 5 contacts the side surface of the existing tunnel 40.
[0026]
Next, as shown in FIG. 8, when the excavator 1 is retracted from the side surface of the existing tunnel 40 to a position of about 30 cm, a small excavation space 43 is formed between the cutter head 5 and the existing tunnel 40.
[0027]
Next, as shown in FIG. 9, the telescopic cutter 30 is contracted to the inside of the protruding shield 3, and the ring cutter 4 is slid to the excavation space 43. Accordingly, the ring cover 19 slides, and the slide jack 17 and the guide portion 16 are protected.
[0028]
Next, as shown in FIG. 10, when the telescopic cutter 30 is extended and pushed into the concave portion 20 of the ring cutter, the ring cutter 4 can be rotated in the circumferential direction. When the telescopic cutter 30 is pushed into the recess 20, the cushioning material 21 at the bottom is crushed.
[0029]
Next, as shown in FIG. 11, the ring cutter 4 is advanced while being rotated by the telescopic cutter 30 to cut the side wall of the existing tunnel 40 and to fill the ground 44 of the cut portion with the injection port (near the cutter head 5). The ground improvement is performed by injecting a waterproof material 45 from a not shown).
[0030]
After the side wall of the existing tunnel 40 is cut in this way, as shown in FIG. 12, when the telescopic cutter 30 is contracted and pulled out from the concave portion 20, the ring cutter 4 is connected to the side wall of the existing tunnel 40.
[0031]
Next, as shown in FIG. 13, when the cutter head 5 and the driving device 25 are disassembled from the front shield 7 together with the protruding shield 3, a tunnel 46 including the shield main body 2 and the ring cutter 4 is formed.
[0032]
Next, as shown in FIG. 14, the cut side wall 47 of the existing tunnel is removed to form the connection port 12, and the new pipe 11 is propelled and installed inside the tunnel 46. It is joined to the existing tunnel 40.
[0033]
In addition to the joining method as described above, a new tunnel can be constructed by dismantling the shield body 2 and the ring cutter 4 together with the protruding shield 3 (see FIG. 13) and then propelling and installing the new pipe 11. .
[0034]
In the embodiment of the joining method described above, the excavator 1 of the first embodiment is used, but the same method can be used even with the excavator 35 of the second embodiment, and the same effect can be obtained. Play.
[0035]
Although the above-described joining method has been described based on the propulsion method, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a shield method.
[0036]
【The invention's effect】
Underground connection of tunnels can be made at low cost and in a short period of time without any ground improvement. Further, an excavator capable of performing this joining can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an excavator according to a first embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an excavator with a ring cutter slid.
3A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3B is a plan view of FIG.
FIG. 4 is a sectional view of an excavator according to a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a joining method, in which an excavator is dug up to near a side surface of an existing tunnel.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a joining method, in which an excavator is dug up to near a side surface of an existing tunnel.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a joining method and excavating the excavator until the excavator contacts a side surface of an existing tunnel.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a joining method, in which an excavator that has been dug up to near a side surface of an existing tunnel is retracted.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an excavator showing a joining method, in which a telescopic jack is contracted to extend a ring cutter.
FIG. 10 shows a joining method, and is a cross-sectional view of an excavator in which a telescopic jack is extended and fixed to a ring cutter.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a joining method, in which a side wall of an existing tunnel is cut by a ring cutter.
FIG. 12 shows a joining method and is a cross-sectional view of an excavator in which a telescopic jack has been removed from a ring cutter.
FIG. 13 is a cross-sectional view of an excavator showing a joining method and dismantling a protruding shield and a cutter head.
FIG. 14 shows a joining method and is a cross-sectional view in which a new tunnel is joined to an existing tunnel.
15A and 15B show a conventional joining method, in which (1) is a cross-sectional view in which a shaft is built in an existing tunnel, (2) is a cross-sectional view in which a shaft is built in the vicinity of the existing tunnel, and (3) is a cross-sectional view in which the existing tunnel is built. It is sectional drawing which improved the ground of the vicinity.
[Explanation of symbols]
1, 35 Excavator 2 Shield body 3 Projection shield 4 Ring cutter 5 Cutter head 6 Spherical bearing 7 Front shield 8 Rear shield 9 Shield jack 10, 18 Spreader 11 New pipe 12 Connection port 14 Cutter bit 15 Guide piece 16 Guide section 17 Slide jack 19 ring cover 20 recess 21 cushioning material 22 bulkhead 23 drive motor 24 reduction gear 25 drive device 26 bearing 28 cylindrical portion 29 cutter spoke 30 telescopic cutter 31 telescopic spoke 32 cylinder 33 pressure chamber 34 drain pipe 36 fixing pad 40, 50 Existing tunnel 41, 51 New tunnel 42 Ground 43 Excavation space 44, 53 Ground 45 Waterproof material 46 Tunnel 47 Side wall 52 Vertical shaft

Claims (5)

シールド本体の前部に設置された、掘削方向にスライド自在で、かつ円周方向に回転自在なリングカッタと、該リングカッタの前部に設置され、カッタースポークの先端部から径方向に伸縮する伸縮カッタを備えたカッタヘッドとから構成され、前記リングカッタ内面の固定手段にカッタースポークの先端から伸びた伸縮カッタが固定され、該伸縮カッタの回転でリングカッタが回転することを特徴とする地中接合用トンネル掘削機。A ring cutter slidable in the excavation direction and rotatable in the circumferential direction, installed at the front of the shield body, and installed at the front of the ring cutter, and expands and contracts radially from the tip of the cutter spoke. A cutter head having a telescopic cutter, wherein a telescopic cutter extending from the tip of a cutter spoke is fixed to fixing means on the inner surface of the ring cutter, and the ring cutter is rotated by rotation of the telescopic cutter. Tunnel excavator for medium junction. リングカッタ内面の固定手段は、底部に緩衝材を備えた凹部または伸縮カッタを摩擦固定させる固定用パッドであることを特徴とする請求項1に記載の地中接合用トンネル掘削機。The underground joining tunnel excavator according to claim 1, wherein the means for fixing the inner surface of the ring cutter is a recess provided with a cushioning material on the bottom or a fixing pad for frictionally fixing the telescopic cutter. 地中に構築された既設トンネルの側面に新設トンネルを接合するトンネルの地中接合方法であって、請求項1または2の地中接合用トンネル掘削機を既設トンネルの側面に接するまで掘進させた後、カッタヘッドの伸縮カッタをリングカッタの内側にまで縮めるとともに、該リングカッタを掘進方向にスライドさせ、その内面の固定手段に径方向に伸ばした伸縮カッタを固定し、該伸縮カッタの回転によってリングカッタを回転させながら前方に押し出して既設トンネルの側面を切削することを特徴とするトンネルの地中接合方法。A method of joining a new tunnel to a side surface of an existing tunnel constructed underground, wherein the tunnel excavator for underground joining according to claim 1 or 2 is excavated until it contacts the side surface of the existing tunnel. Then, while contracting the telescopic cutter of the cutter head to the inside of the ring cutter, sliding the ring cutter in the excavation direction, fixing the telescopic cutter extended in the radial direction to the fixing means on the inner surface thereof, and rotating the telescopic cutter. A tunnel underground joining method, wherein a ring cutter is extruded forward while rotating to cut a side surface of an existing tunnel. リングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、該切削部の外側の地盤にトンネルの内側から止水材を注入することを特徴とする請求項3に記載のトンネルの地中接合方法。The underground joining method for a tunnel according to claim 3, wherein after cutting a side surface of the existing tunnel with a ring cutter, a waterproof material is injected into the ground outside the cut portion from inside the tunnel. リングカッタで既設トンネルの側面を切削した後、カッタヘッドを解体・撤去して、リングカッタおよびシールド本体の内側に新設トンネルを構築することを特徴とする請求項3または4に記載のトンネルの地中接合方法。5. The tunnel ground according to claim 3, wherein after cutting a side surface of the existing tunnel with the ring cutter, the cutter head is disassembled and removed to construct a new tunnel inside the ring cutter and the shield body. 6. Medium joining method.
JP2003007017A 2003-01-15 2003-01-15 Tunnel excavator for underground joint and tunnel underground joint method Expired - Lifetime JP4079322B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003007017A JP4079322B2 (en) 2003-01-15 2003-01-15 Tunnel excavator for underground joint and tunnel underground joint method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003007017A JP4079322B2 (en) 2003-01-15 2003-01-15 Tunnel excavator for underground joint and tunnel underground joint method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004218280A true JP2004218280A (en) 2004-08-05
JP4079322B2 JP4079322B2 (en) 2008-04-23

Family

ID=32897236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003007017A Expired - Lifetime JP4079322B2 (en) 2003-01-15 2003-01-15 Tunnel excavator for underground joint and tunnel underground joint method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4079322B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007169945A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Okumura Corp Cutter head for tunnel boring machine
JP2007169946A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Okumura Corp Earth retaining method for tunnel working face adjoining part
JP2009249835A (en) * 2008-04-02 2009-10-29 Alpha Civil Engineering:Kk Pipeline connecting method for jacking method
CN116696378A (en) * 2023-08-08 2023-09-05 太原科技大学 Rock breaking push bench and use method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007169945A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Okumura Corp Cutter head for tunnel boring machine
JP2007169946A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Okumura Corp Earth retaining method for tunnel working face adjoining part
JP4718990B2 (en) * 2005-12-20 2011-07-06 株式会社奥村組 Method of retaining soil near tunnel face
JP4731307B2 (en) * 2005-12-20 2011-07-20 株式会社奥村組 Cutter head of tunnel excavator
JP2009249835A (en) * 2008-04-02 2009-10-29 Alpha Civil Engineering:Kk Pipeline connecting method for jacking method
CN116696378A (en) * 2023-08-08 2023-09-05 太原科技大学 Rock breaking push bench and use method thereof
CN116696378B (en) * 2023-08-08 2023-10-13 太原科技大学 Rock breaking push bench and use method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP4079322B2 (en) 2008-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004218280A (en) Tunnel boring machine for underground connection and underground connection method for the tunnel
JP3733796B2 (en) Shield device and shield method
JP3698431B2 (en) Underground joint type shield machine and its underground joining method
JP6153297B2 (en) Shield machine
JP4504844B2 (en) Construction method of excavator and underground structure
JP4266860B2 (en) Docking method of shield machine to existing connection body and shield machine
JP4177948B2 (en) Underground junction tunnel excavator and tunnel junction method
JP2009203734A (en) Obstacle removing method and working method by worker used in tunnel excavation
JP4718990B2 (en) Method of retaining soil near tunnel face
JP3219746B2 (en) Existing tunnel removal method and shield tunneling machine for removal of existing tunnel
JP3311257B2 (en) Telescoping device for double-body excavators
JP4383997B2 (en) Shield machine
JP4133732B2 (en) Shield tunnel joining method
JP2004068377A (en) Tunnel boring machine and tunnel construction method
JP2000034884A (en) Underground connection type tunnel boring machine
JP3143097B2 (en) Excavation equipment for shield machine
JPH11200764A (en) Separable tunnel excavator and tunnel excavation method
JP6124283B2 (en) Tunnel excavator
JP2004052221A (en) Tunnel boring machine
JPH01278691A (en) Shield drilling method
JP2004052222A (en) Tunnel boring machine
JPH0791941B2 (en) Underground joining method of shield tunnel and its shield machine
JPH10306685A (en) Shield excavator and buried object removing method
JP2009013585A (en) Removal shield
JPH1088973A (en) Shield excavator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070912

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080131

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4079322

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term