JP2005126958A - Joint method of shield machine and underground joint type shield machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相対する2方向から掘進してくる受入れ側のシールド掘進機及び貫入側のシールド掘進機を地中にて相互に接合する地中接合型シールド掘進機の接合方法と貫入側のシールド掘進機に関するものである。 The present invention relates to a joining method of a ground joint type shield machine that joins a receiving shield machine and a penetration shield machine that penetrate from two opposite directions in the ground, and a shield on the penetration side. It relates to the excavator.
近時、軟弱地盤内や都市部の地下にトンネルを構築する場合にシールド工法を適用することが多くなっている。かかる場合に、工期の制約や施工延長などから複数の立坑を構築し、夫々の立坑からシールド掘進機を発進させ、地中にてシールド掘進機同士を接合させる地中接合施工を使用する場合もある。 Recently, the shield method has been increasingly applied when building tunnels in soft ground or underground in urban areas. In such a case, it is also possible to construct multiple shafts due to construction period restrictions or construction extension, etc., start shield shield machines from each shaft, and use underground joint construction that joins shield tunnel machines in the ground is there.
従来のシールド掘進機の地中接合施工は、接合に際して接合部周辺地盤を凍結工法にて凍結させたり、固化剤を注入して地盤を固めるなどして止水対策を講じていた。さらに接合部が高圧水作用下である場合は、上記凍結範囲や固化剤注入範囲を広範囲とするなどして対処していた。 In the conventional underground welding construction of shield machine, the ground around the joint was frozen by freezing, or the ground was solidified by injecting a solidifying agent. Further, when the joint is under the action of high-pressure water, the above-described freezing range and solidifying agent injection range have been widened.
ところで、シールド掘進機の地中接合方法や地中接合型のシールド掘進機については、これまで種々考案されている。特に受入れ側のシールド掘進機と貫入側のシールド掘進機の接合部(接合面)に止水シール施工を施す場合、その前提として接合面に付着した土砂を払い落として止水性能を確保する必要がある。
従来の接合面の清掃方法としては、シールド掘進機の外周面に複数箇所装備した洗浄管から高圧水を噴射する方法や、相対するシールド掘進機の嵌合後に夫々のチャンバー内に泥水を循環させる方法などがある。
特許文献1においては、相接近方向へ掘進してきた第1、第2シールド掘進機があって、第2シールド掘進機の前端に設けたリング状のフードが第1シールド掘進機の先端胴体内に貫入する際に、該胴体の内周側に備えたスクレーパーによってフード外周面の土砂を掻取ることにより止水シール付着面を清掃する発明が開示されている。
Conventional methods of cleaning the joint surface include a method of injecting high-pressure water from cleaning pipes provided at a plurality of locations on the outer peripheral surface of the shield machine, and circulating muddy water in each chamber after the opposing shield machine is fitted. There are methods.
In Patent Document 1, there are first and second shield machines that have been excavated in the phase approaching direction, and a ring-shaped hood provided at the front end of the second shield machine is provided in the tip body of the first shield machine. An invention is disclosed in which, when penetrating, a water-seal-adhering surface is cleaned by scraping the soil on the outer peripheral surface of the hood with a scraper provided on the inner peripheral side of the body.
前記した従来の地中接合型のシールド掘進機や地中接合方法にあっては、次のような問題点がある。
<1>地中接合部を凍結工法にて凍結させたり、固化剤を注入して地盤を固めるなどして止水対策を講じる工法では、多額の工費がかかり、また地盤改良に工期を要する。特に、接合部が高圧水作用下の場合は工費の高騰と工期の長期化の問題が生じやすい。
<2>洗浄管から高圧水を噴射する方法では、止水面の円周上に連続的に洗浄管を配置できないため、清掃不良箇所が生じ得る。
<3>スクレーパーによって止水面の土砂を掻取ることにより止水シール付着面を清掃する方法では、スクレーパーによって止水シール付着面や止水シールが損傷を受ける可能性が高い。
<4>接合する2機のシールド掘進機が偏心した状態で接合した場合、嵌合部のクリアランスが円周方向に不均一となる。かかる場合に、洗浄管やスクレーパーを使用する方法では止水面の円周方向にわたる確実な清掃が困難である。
The above-described conventional underground joint type shield machine and underground joint method have the following problems.
<1> In the construction method in which the underground joint portion is frozen by a freezing method or the ground is solidified by injecting a solidifying agent, a large amount of construction cost is required, and a ground period is required for ground improvement. In particular, when the joint is under the action of high-pressure water, problems such as an increase in construction costs and a prolonged construction period are likely to occur.
<2> In the method of injecting high-pressure water from the cleaning pipe, the cleaning pipe cannot be continuously arranged on the circumference of the water stop surface, so that a poorly cleaned portion may occur.
<3> In the method of cleaning the surface of the water-stopping seal by scraping the earth and sand of the water-stopping surface with a scraper, there is a high possibility that the surface of the water-stopping seal and the water-stopping seal are damaged by the scraper.
<4> When the two shield machines to be joined are joined in an eccentric state, the clearance of the fitting portion becomes uneven in the circumferential direction. In such a case, it is difficult to reliably clean the water stop surface in the circumferential direction by a method using a cleaning tube or a scraper.
上記のような問題を解決するために、本発明のシールド掘進機は、相対する2方向から掘進してくる受入れ側のシールド掘進機及び貫入側のシールド掘進機を地中にて相互に接合する地中接合型シールド掘進機を構成する貫入側のシールド掘進機において、貫入側の前記シールド掘進機は、その前端部を構成する外筒と該外筒内を摺動可能な内筒と該内筒の前方に設けたカッターディスク及び該カッターディスク後方に配した隔壁とを備えてなり、前記カッターディスクは、該カッターディスクの半径方向に伸縮可能な伸縮スポークを備え、該伸縮スポークの先端に清掃ブラシを備えて構成したことを特徴とするシールド掘進機である。 In order to solve the above problems, the shield machine according to the present invention joins the receiving side shield machine and the penetration side shield machine which are excavated from two opposite directions to each other in the ground. In the penetration-side shield machine that constitutes the underground joint-type shield machine, the penetration-side shield machine has an outer cylinder that constitutes a front end portion thereof, an inner cylinder that is slidable in the outer cylinder, A cutter disk provided in front of the cylinder, and a partition wall disposed behind the cutter disk, the cutter disk including an elastic spoke that can expand and contract in a radial direction of the cutter disk, and cleaning the tip of the elastic spoke It is a shield machine characterized by comprising a brush.
また、前記シールド掘進機において、前記清掃ブラシは所定の径を備えた毛部材を束ねて刷毛状に成形してなり、刷毛状に成形した前記清掃ブラシの幅広面のうち、該清掃ブラシが清掃面と接する接辺が該清掃ブラシの移動方向に対して所定の角度を備えて前記伸縮スポークの先端に設けられたことを特徴とするシールド掘進機を使用することができる。 Further, in the shield machine, the cleaning brush is formed into a brush shape by bundling bristle members having a predetermined diameter, and the cleaning brush cleans the wide surface of the cleaning brush formed into a brush shape. It is possible to use a shield machine that is provided at the tip of the telescopic spoke with a predetermined angle with respect to the moving direction of the cleaning brush.
また、本発明の地中接合型シールド掘進機の接合方法は、前記シールド掘進機を使用した地中接合型シールド掘進機の接合方法であって、受入れ側のシールド掘進機のカッターディスクを後方に引き込み、貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスクを受入れ側のシールド掘進機の前端部を構成する筒体内に前進させ、受入れ側のシールド掘進機の前記カッターディスク及び該カッターディスク後方に設けた隔壁の間隙と貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスク及び前記隔壁の間隙と、受入れ側のシールド掘進機及び貫入側の前記シールド掘進機の夫々の前記カッターディスクの間隙とに泥水を循環させ、貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスクを回転させながら前記清掃ブラシの張出し長を段階的に変化させて前記筒体の内周面を清掃し、貫入側の前記シールド掘進機の前記外筒と受入れ側のシールド掘進機の前記筒体の間の距離が土砂崩壊の防止可能な離隔に達した段階で、受入れ側のシールド掘進機の前記カッターディスク及び前記隔壁の間隙と貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスク及び前記隔壁の間隙と、受入れ側のシールド掘進機及び貫入側の前記シールド掘進機の夫々の前記カッターディスクの間隙とに泥水循環を停止した後に清水を循環させることを特徴とする地中接合型シールド掘進機の接合方法である。 Further, the joining method of the underground joint type shield machine according to the present invention is a joining method of the underground joint type shield machine using the shield machine, and the cutter disk of the receiving side shield machine is moved backward. The cutter disk of the shield engraving machine on the intrusion side is advanced into the cylinder constituting the front end of the shield engraving machine on the receiving side, and is provided behind the cutter disk and the cutter disk of the receiving shield engraving machine. Muddy water is circulated through the gap between the bulkhead, the gap between the cutter disk and the bulkhead of the shield machine on the penetration side, and the gap between the cutter disk on the reception side and the shield disk on the penetration side. The projecting length of the cleaning brush is changed stepwise while rotating the cutter disk of the shield machine on the penetration side The inner peripheral surface of the cylindrical body was cleaned, and the distance between the outer cylinder of the shield engraving machine on the intrusion side and the cylindrical body of the shield engraving machine on the receiving side reached a distance capable of preventing sediment collapse. In step, the gap between the cutter disk and the partition wall of the receiving side shield machine and the gap between the cutter disk and the partition wall of the shield side machine on the penetration side, the shield machine and the shield side machine on the penetration side It is a joining method of the underground joint type shield machine, characterized in that the fresh water is circulated after the mud water circulation is stopped between the respective cutter disks of the machine.
また、本発明の地中接合型シールド掘進機の接合方法は、前記地中接合型シールド掘進機の接合方法において、清水を循環させた後、貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスクを回転させながら前記清掃ブラシを張出して前記筒体の内周面に設けた環状凹部に収納した環状止水シール表面を清掃し、前記環状凹部に収納した前記環状止水シールを内空側に張出して前記内筒の外周面に当接させることによって止水構造を形成することができる。 Further, in the joining method of the underground joint type shield machine according to the present invention, after the fresh water is circulated in the joining method of the underground joint type shield machine, the cutter disk of the shield machine at the penetration side is rotated. The cleaning brush is extended to clean the surface of the annular water seal that is housed in the annular recess provided on the inner peripheral surface of the cylindrical body, and the annular water seal that is accommodated in the annular recess is projected to the inner air side. A water stop structure can be formed by contacting the outer peripheral surface of the inner cylinder.
さらに、前記地中接合型シールド掘進機の接合方法において、貫入側の前記シールド掘進機の前記環状凹部に収納した前記環状止水シール表面の清掃状態をスコープを介して逐次視認することを特徴とする地中接合型シールド掘進機の接合方法を使用することもできる。
Further, in the joining method of the underground joint type shield machine, the cleaning state of the surface of the annular water stop seal housed in the annular recess of the shield machine on the penetration side is sequentially confirmed through a scope. It is also possible to use the joining method of the underground joint type shield machine.
本発明のシールド掘進機及び地中接合型シールド掘進機の接合方法は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
<1>清掃ブラシはカッターディスクの回転とともに止水面から土砂を掃き出すため、止水面上を全面にわたって均一に清掃できる。
<2>清掃ブラシに所定の取り付け角度を持たせることによって、掃き出された土砂は前方へ移動することとなり、掃き出し後の土砂の再付着を防止できる。
<3>2機のシールド掘進機が偏心した状態で接合した場合には嵌合部のクリアランスが止水面上で不均一となる。かかる場合でも、清掃ブラシの張出し長を調整することによって止水面の確実で均一な清掃が可能となる。
<4>例えばナイロン製の清掃ブラシを使用することによって、止水シール表面に損傷を与える危険性は極めて少なくなる。
<5>広範囲にわたる凍結工法や地盤改良を必要としないため、工期の短縮と工費の低減を実現できる。
The method for joining the shield machine and the ground joint type shield machine according to the present invention can obtain at least one of the following effects by means for solving the above-described problems.
<1> Since the cleaning brush sweeps out the earth and sand from the water stop surface along with the rotation of the cutter disk, the water stop surface can be uniformly cleaned over the entire surface.
<2> By giving a predetermined attachment angle to the cleaning brush, the swept earth and sand will move forward, and re-adhesion of the earth and sand after sweeping can be prevented.
<3> When two shield machines are joined in an eccentric state, the clearance of the fitting portion is not uniform on the water stop surface. Even in such a case, the water stop surface can be reliably and uniformly cleaned by adjusting the overhang length of the cleaning brush.
<4> For example, by using a nylon cleaning brush, the risk of damaging the water-stop seal surface is extremely reduced.
<5> Since a wide range of freezing methods and ground improvement are not required, the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.
<1>全体の構成
本発明は、相対する2方向から掘進してくる受入れ側のシールド掘進機2及び貫入側のシールド掘進機1を地中にて相互に接合する地中接合型シールド掘進機のうち、特に貫入側のシールド掘進機1に関するものである。さらに、かかる受入れ側のシールド掘進機2と貫入側のシールド掘進機1を使用した地中接合型シールド掘進機の接合方法に関するものである。
貫入側のシールド掘進機1は、後述するように、その前端部を構成する外筒11と、外筒11内を摺動可能な内筒12と、内筒12の前方に設けたカッターディスク13とカッターディスク13後方に配した隔壁14などから構成される(図1参照)。内筒12及びカッターディスク13は隔壁14後方に設けた摺動ジャッキ15によって摺動可能な構成とする。
一方、受入れ側のシールド掘進機2は、その前端部を構成する筒体21と、筒体21内を摺動可能に取り付けたカッターディスク22と、カッターディスク22後方に設けた隔壁23などから構成される(図1参照)。カッターディスク22は、隔壁23後方に設けた摺動ジャッキ24によって摺動可能な構成とする。
<1> Overall Configuration The present invention is a ground joint type shield machine that joins the receiving side shield machine 2 and the penetration side shield machine 1 that are excavated from two opposite directions in the ground. Among these, it is especially related to the shield machine 1 on the penetration side. Further, the present invention relates to a joining method of the underground shield type shield machine using the receiving side shield machine 2 and the penetration side shield machine 1.
As will be described later, the penetration-side shield machine 1 includes an outer cylinder 11 constituting a front end portion thereof, an inner cylinder 12 slidable in the outer cylinder 11, and a cutter disk 13 provided in front of the inner cylinder 12. And a partition wall 14 disposed behind the cutter disk 13 (see FIG. 1). The inner cylinder 12 and the cutter disk 13 are configured to be slidable by a
On the other hand, the shield machine 2 on the receiving side includes a
貫入側のシールド掘進機1は、後述する清掃ブラシ3をカッターディスク13の半径方向に伸縮可能に備えて構成する。本発明は、貫入側のシールド掘進機1のカッターディスク13を受入れ側のシールド掘進機2の筒体21内に前進させるとともに該カッターディスク13を回転させ、清掃ブラシ3の張出し長を段階的に変化させることによって筒体21の内周面211の清掃をおこなうことを主な目的とする。
受入れ側のシールド掘進機2の筒体21の内周面211には環状凹部212を備えて構成する(図4参照)。ここで、環状凹部212とは、筒体21の前端部に周方向にわたって設けた凹部のことである。かかる環状凹部212内に環状の止水シール(環状止水シール4)を収納させておく。止水シールは公知の止水材(ゴム製止水材や樹脂製止水材)を使用できる。
The penetration-side shield machine 1 includes a cleaning brush 3 (described later) that can be expanded and contracted in the radial direction of the cutter disk 13. In the present invention, the cutter disk 13 of the penetration-side shield machine 1 is advanced into the
The inner
清掃ブラシ3の張出し長を段階的に変化させ、環状凹部212内に収納された環状止水シール4の表面に付着した土砂を払いながら清掃をおこなう。なお、本発明では、かかる止水材(及び止水面)の清掃を、泥水循環と清掃ブラシ3によるブラッシングの併用及び清水循環と清掃ブラシ3によるブラッシングの併用にておこなうものである。
清水を循環させた状態で環状止水シール4を内空側に張出し、内筒12の外周面に当接させることによって止水構造を形成することができる。
ここで、泥水循環をおこなう目的の一つは、清水よりも比重を大きくすることで、貫入側のシールド掘進機1及び受入れ側のシールド掘進機2の間の離隔において外側から土砂が崩壊してくるのを防止するためである。相接近してくる双方のシールド掘進機の離隔が一定の距離まで近づき、清水比重によっても土砂の崩壊の危険性が低い状態となった時点で泥水循環を停止し、清水循環に移行する。
The overhang length of the
A water stop structure can be formed by projecting the annular
Here, one of the purposes of circulating the muddy water is to make the specific gravity larger than that of fresh water, so that the earth and sand collapsed from the outside in the separation between the shield-side shield machine 1 on the penetration side and the shield-side machine 2 on the receiving side. This is to prevent it from coming. When the distance between the two shield machines approaching each other approaches a certain distance and the risk of sediment collapse is low due to the specific gravity of the fresh water, the mud circulation is stopped and the process proceeds to the fresh water circulation.
<2>貫入側のシールド掘進機
貫入側のシールド掘進機1は、その前端部を構成する外筒11と、外筒11内を摺動可能な内筒12と、内筒12の前方に設けたカッターディスク13及びカッターディスク13後方に配した隔壁14などから構成される。
カッターディスク13は、該カッターディスク13の半径方向に伸縮可能な伸縮スポーク131を備え、伸縮スポーク131の先端に後述する清掃ブラシ3を備えて構成する。ここで、伸縮スポーク131は、カッターディスク13に複数備えて構成することができる。したがって、清掃ブラシ3は、各伸縮スポーク131に夫々設けることもできるし、一箇所のみ備えて構成することもできる。
貫入側のシールド掘進機1の外筒11の外径と受入れ側のシールド掘進機2の筒体21の外径は同程度に製作するのが好ましい。また、カッターディスク13の外径及び内筒12の外径は筒体21の内径よりも小径に製作し、カッターディスク13及び内筒12が筒体21内を貫入可能とする。
<2> Penetration-side shield machine 1 The penetration-side shield machine 1 is provided in front of the inner cylinder 12, an outer cylinder 11 constituting the front end, an inner cylinder 12 slidable in the outer cylinder 11, and the inner cylinder 12. The cutter disk 13 and the partition wall 14 disposed behind the cutter disk 13 are configured.
The cutter disk 13 includes an expansion / contraction spoke 131 that can expand and contract in the radial direction of the cutter disk 13, and includes a cleaning
It is preferable that the outer diameter of the outer cylinder 11 of the penetration-side shield machine 1 and the outer diameter of the
内筒12及びカッターディスク13は隔壁14後方に設けた摺動ジャッキ15によって摺動可能な構成とすることにより、清掃ブラシ3を張出した状態でカッターディスク13を回転させながら前方に貫入させることで、筒体21の内周面211を所定延長清掃することが可能となる。
The inner cylinder 12 and the cutter disk 13 are configured to be slidable by a sliding
本発明のシールド掘進機の地中接合に際しては、貫入側のシールド掘進機1のカッターディスク13と受入れ側のシールド掘進機2のカッターディスク22の間隙8内と各シールド掘進機のチャンバー16,25内に泥水6を循環させてチャンバー16,25内の土砂を循環回収する。ここで、チャンバー16,25とは、貫入側のシールド掘進機1においてはカッターディスク13と隔壁14と内筒12で包囲された空間をいい、受入れ側のシールド掘進機2においてはカッターディスク22と隔壁23と筒体21で包囲された空間をいう。
上記する泥水循環を実現するために、貫入側のシールド掘進機1の隔壁14後方よりチャンバー16内に通ずる送泥管17と排泥管18を備えておく。泥水循環に際しては、カッターディスク13を回転させることによってチャンバー16内の土砂回収を効率良くおこなうことが可能となる。
なお、清水7の循環においても、かかる送泥管17及び排泥管18を使用することができる。
In the underground joining of the shield machine of the present invention, the inside of the gap 8 between the cutter disk 13 of the shield shield machine 1 on the penetration side and the cutter disk 22 of the shield machine 2 on the receiving side and the
In order to realize the above-described mud water circulation, a
Note that the
さらに、本発明の地中接合方法においては、環状止水シール4の表面の清掃状態をスコープ5を使用して逐次視認することができる。かかるスコープ5は、隔壁14後方からチャンバー16内を通りカッターディスク13の端部(清掃ブラシ3の先端)まで伸びたスコープ挿通管19を使用するのがよい。なお、スコープ5は隔壁14後方に備えたモニター100に連通させ、シールド掘進機内部から視認可能に構成させることができる(図4参照)。
Furthermore, in the underground joining method of the present invention, the cleaning state of the surface of the
<3>清掃ブラシ
受入れ側のシールド掘進機2がカッターディスク22を後退させた後、貫入側のシールド掘進機1が数十cm掘進して接合する場合、双方のシールド掘進機のカッターディスク13,22の間隙8に残存する数m3の地山が崩壊する可能性があり、かかる残存地山は単に泥水6の循環のみでは完全に回収できるとは限らない。また、筒体21の内周面211に設けた環状凹部212に収納した環状止水シール4の表面に土砂の堆積がある場合、止水確保上の大きな障害になることが懸念されることから環状止水シール4の表面上の土砂は極力除去する必要がある。
そこで、本発明では、受入れ側のシールド掘進機2の筒体21の内周面211上に付着・堆積した土砂を確実に洗浄するために、貫入側のシールド掘進機1の伸縮スポーク131の先端に清掃ブラシ3を装備する構成とした。
<3> Cleaning brush When the shield shield machine 2 on the receiving side retracts the cutter disk 22 and then the shield machine 1 on the penetration side digs and joins several tens of centimeters, the cutter disks 13 of both shield machines There is a possibility that several m 3 of natural ground remaining in the gap 8 of 22 may collapse, and such residual natural ground may not be completely recovered by simply circulating the muddy water 6. In addition, if there is sediment on the surface of the annular
Therefore, in the present invention, in order to clean the earth and sand adhering / depositing on the inner
清掃ブラシ3は、所定の径を備えた毛部材31を束ねて刷毛状に成形し、伸縮スポーク131の先端に設けて構成したものである(図7,8参照)。ここで、刷毛状に束ねた清掃ブラシ3の横断面の寸法としては、その幅広面の長さを10cm程度、短辺の長さを3cm程度に成形できる。また、毛部材31のブラシ長は25cm程度とし、毛部材31を束ねた根元8cm程度は硬質ゴムにて固めて製作することができる。
毛部材31は例えばナイロン製材料にて製作するのが好ましい。
The cleaning
The
貫入側のシールド掘進機1が地盤内を掘削している際には、清掃ブラシ3はカッターディスク13内に収納しておく。この場合、清掃ブラシ3は複数の固定ゴム133にてカッターディスク13内に固定するとともに、清掃ブラシ3の先端付近は保護ゴム132にて四方から保護しておくのが好ましい(図9参照)。清掃ブラシ3の先端が保護ゴム132の外側面と同レベルか伸縮スポーク131側となるようにレベル調整した状態で保護ゴム132をカッターディスク13内に接着しておく。
清掃ブラシ3の張り出し時には、保護ゴム132及び固定ゴム133は伸縮スポーク131に押されながら外側に取り外される(図10参照)。
The cleaning
When the cleaning
本発明においては、後述するよう毛部材31の径と清掃ブラシ3の取り付け角度をパラメータとして実証実験をおこない、土砂を側方へ掃き出す際に最適な毛部材31の径、及び清掃ブラシ3の取り付け角度を選定した。ここで、清掃ブラシ3の取り付け角度とは、刷毛状に成形した清掃ブラシ3の幅広面のうち、該清掃ブラシ3が清掃面と接する接辺が該清掃ブラシ3の移動方向に対して所定の角度を備えて伸縮スポーク131の先端に設けられる場合のかかる所定の角度のことである。
後述する実証実験の結果、毛部材31の径は0.7mmの毛部材31を使用し、所定の角度は30度〜45度の角度で清掃ブラシ3を伸縮スポーク131の先端に備えた場合が効率的に土砂を側方へ掃き出すことができることが分かった。
したがって、上記する径の毛部材31及び取り付け角度を備えて構成するのが好ましい。
尤も、毛部材31の径及び清掃ブラシ3の取り付け角度は上記仕様に限定されるものではなく、多様に選定することができる。
In the present invention, as will be described later, a demonstration experiment is performed using the diameter of the
As a result of a demonstration experiment to be described later, there is a case where the
Therefore, it is preferable to provide the
However, the diameter of the
清掃ブラシ3がカッターディスク13の半径方向に段階的に張出し長を変化させながら張出し、カッターディスク13の回転に応じて筒体21の内周面211に付着した土砂を掃き出す構成とすることにより、環状凹部212に収納された環状止水シール4の表面を傷つけることなく、確実で効率的な土砂の掃き出しが可能となる。さらに、接合する2機のシールド掘進機が偏心した状態で接合した場合でも、清掃ブラシ3の張出し長を調整することによって、円周方向に不均一な嵌合部のクリアランスに対しても柔軟に対応することができる。
清掃ブラシ3の段階的な張出し方法としては、はじめに大きな張り出し長(清掃面への押し付け長が大きい)とし、徐々に張出し長を短くしていく方法や、徐々に張出し長を長くしていく方法などがある。効率的な土砂清掃をおこなうには、はじめに大きな張り出し長とし、徐々に張出し長を短くしていく方法を使用するのが好ましい。
The cleaning
As a stepwise overhang method for the cleaning
<4>清掃ブラシの実証実験
本実証実験の目的は、土砂をブラシ走行方向の側方に掃き出す効率のよい清掃ブラシ3の取り付け角度(θ)の選定と、清掃ブラシ3全体のまとまりとブラシの粘り強さを決定する毛部材31の径(φ)の選定にある。
<4> Demonstration experiment of cleaning brush The purpose of this demonstration experiment is to select the mounting angle (θ) of the cleaning
実験は、図11に示すように、θ、φをパラメータとして各パラメータごとに実験をおこなった。 As shown in FIG. 11, the experiment was conducted for each parameter using θ and φ as parameters.
実験装置91の概要を図12に示す。本実験装置は、シールド外径が3.6m相当のシールド掘進機(受入れ側のシールド掘進機2)の接合部を模型化し、幅3cm程度の環状止水シール4の表面上に清掃ブラシ3を走行させておこなうものである。上記する模型92を水槽93内に収納し、環状止水シール4の表面上には土砂試料(土砂94)を厚さ2cm程度敷き、水槽93内に水を浸しておく。水槽93上部に備えたガイド溝95に沿って操作棒体96を手動にて一方向に走行移動させる。ここで、操作棒体96の先端には清掃ブラシ3(例えば実物大)を取り付けておく。
なお使用する土砂試料としては、粒径5〜10mmの礫試料と、粒径0.074〜2mmの砂試料と、粒径0.005mm以下の粘土試料とから構成する。
An outline of the experimental apparatus 91 is shown in FIG. In this experimental apparatus, a joint of a shield machine (shield shield machine 2 on the receiving side) having a shield outer diameter of 3.6 m is modeled, and the cleaning
The earth and sand sample used is composed of a gravel sample having a particle size of 5 to 10 mm, a sand sample having a particle size of 0.074 to 2 mm, and a clay sample having a particle size of 0.005 mm or less.
実験方法は、清掃ブラシ3の環状止水シール4表面への押し付け長を所定長さに設定し、操作棒体96をカッターディスク13の回転速度である0.5rpm相当の速度で一方向に走行移動させておこなう。かかる清掃ブラシ3の走行移動は土砂94の清掃状況に変化が見られなくなるまで繰返しておこなうものである。
実験は、清掃ブラシ取り付け角度(θ)選定実験と、毛部材径(φ)選定実験についておこなった。
なお、図12に示すように、測定位置は環状止水シール4を延伸方向に6分割し(A〜F)、各分割長さを10cmとしている。
In the experiment method, the pressing length of the cleaning
The experiment was conducted for a cleaning brush attachment angle (θ) selection experiment and a bristle member diameter (φ) selection experiment.
In addition, as shown in FIG. 12, the measurement position divides the annular
清掃ブラシ取り付け角度(θ)選定実験は、取り付け角度(θ)を30度と45度の2ケースにておこなうものである。
毛部材径(φ)選定実験は、θを45度に設定した状態で、φを0.5mmと0.7mmと0.9mmの3ケースにておこなうものである。
表1に清掃ブラシ取り付け角度(θ)選定実験ケースについて、表2に毛部材径(φ)選定実験ケースについての詳細を示す。
The cleaning brush attachment angle (θ) selection experiment is performed in two cases of attachment angles (θ) of 30 degrees and 45 degrees.
The bristle member diameter (φ) selection experiment is conducted in three cases of φ, 0.5 mm, 0.7 mm, and 0.9 mm with θ set at 45 degrees.
Table 1 shows the cleaning brush attachment angle (θ) selection experiment case, and Table 2 shows details of the bristle member diameter (φ) selection experiment case.
<5>清掃ブラシの実証実験結果
図13に清掃ブラシ取り付け角度(θ)選定実験結果を示す。図13から、θが30度〜45度の範囲において高い掃き出し効果が得られることが分かった。
<5> Results of Demonstration Experiment of Cleaning Brush FIG. 13 shows the results of an experiment for selecting a cleaning brush attachment angle (θ). From FIG. 13, it was found that a high sweeping effect can be obtained when θ is in the range of 30 to 45 degrees.
図14に毛部材径(φ)選定実験結果を示す。図14から、φが0・7mmの場合に土砂94の掃き出し幅が大きくなることが分かる。
実験時の観察からも、φが0.5mmの場合は清掃ブラシ3に粘り強さがなく、0.9mmの場合はブラシの密度が小さく、いずれの場合も土砂94の掃き出し効果は低い傾向であった。
したがって、掃き出し効果の高い毛部材径(φ)としては0.7mm程度が最適であると結論付けられる。
FIG. 14 shows the bristle member diameter (φ) selection experiment results. From FIG. 14, it can be seen that when φ is 0.7 mm, the sweep width of the earth and
According to the observation during the experiment, the cleaning
Therefore, it can be concluded that about 0.7 mm is optimal as the bristle member diameter (φ) having a high sweeping effect.
以下、図面を参照しながら、本発明の地中接合型シールド掘進機の接合方法について説明する。 Hereinafter, the joining method of the underground joint type shield machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
受入れ側のシールド掘進機2と貫入側のシールド掘進機1を相対して近接掘進させる。受入れ側のシールド掘進機2のカッターディスク22を後方へ引き込み、貫入側のシールド掘進機1のカッターディスク13を受入れ側のシールド掘進機2の筒体21内へ前進させる。このとき、外筒11と筒体21の離隔は、例えば152mmとすることができる。送泥管17から泥水6をチャンバー16,25内とカッターディスク13,22の間隙8に送り込み、カッターディスク13を回転させながら泥水循環をおこなう(図1参照)。
The receiving-side shield machine 2 and the penetration-side shield machine 1 are made to dig in close proximity to each other. The cutter disk 22 of the receiving-side shield machine 2 is pulled backward, and the cutter disk 13 of the penetrating-side shield machine 1 is advanced into the
次に、清掃ブラシ3の張出し長を段階的に変化させながら筒体21の内周面211を清掃する。ここで、清掃ブラシ3の押し付け長を、例えば15cm→5cm→3cmの順に各10回転づつおこなうことができる(図2参照)。
Next, the inner
外筒11と筒体21の離隔が100mm及び50mmとなるように貫入側のシールド掘進機1を前進させ、各段階で上記の清掃ブラシ3による清掃をおこなう。かかる清掃後、チャンバー16,25内とカッターディスク13,22の間隙8に清水7を送り込み、泥水6と清水7を置換して清水7の循環をおこなう(図3参照)。
The shield engraving machine 1 on the penetration side is advanced so that the separation between the outer cylinder 11 and the
摺動ジャッキ15によって内筒12及びカッターディスク13を前方へ段階的に摺動させ(筒体21内へ前進させ)、各段階ごとに清掃ブラシ3による清掃をおこなう(図4参照)。ここで、清掃は、筒体21の内周面211のうち、特に、環状凹部212に収納した環状止水シール4の表面を清掃する。なお、摺動ジャッキ15による段階的な摺動とは、例えば、摺動長さを5cm→10cm→15cm→20cm→25cm→30cmとすることができる。
The inner cylinder 12 and the cutter disk 13 are slid forwardly by the sliding jack 15 (advanced into the cylinder 21), and cleaning is performed by the cleaning
摺動ジャッキ15を所定長さ伸張した後、スコープ挿通管19にスコープ5を挿通させ、外筒11と筒体21の離隔の確認や内周面211の土砂の洗浄状況などを確認する。土砂の洗浄状況によっては、再度清掃ブラシ3による清掃などを繰り返しおこなうのがよい。
環状止水シール4の表面の清掃状況を確認後、環状止水シール4を内空側に張出して内筒12の外周面に当接させる(図5参照)。
ここで、環状止水シール4の張出し方法としては、例えば環状凹部212内に加圧水などを供給して環状止水シール4を内空側に膨張させる方法などがある。かかる方法で環状止水シール4を張出す構成とすることで、強い圧力で環状止水シール4を内筒12の外周面に当接させることができる。
After extending the sliding
After confirming the cleaning condition of the surface of the
Here, as a method of projecting the
環状止水シール4を内筒12の外周面に当接させた後、チャンバー16,25内とカッターディスク13,22の間隙8から清水7を脱水する。その後、湧水量の有無を確認し、湧水がない場合はチャンバー16,25内に作業員200の出入りを可能として最終の接続作業に移行する(図6参照)。
After the annular
1・・・貫入側のシールド掘進機
11・・外筒
12・・内筒
13・・カッターディスク
14・・隔壁
131・伸縮スポーク
2・・・受入れ側のシールド掘進機
21・・筒体
212・環状凹部
22・・カッターディスク
23・・隔壁
3・・・清掃ブラシ
4・・・環状止水シール
5・・・スコープ
6・・・泥水
7・・・清水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shield engraving machine 11 on the intrusion side, outer cylinder 12, inner cylinder 13, cutter disk 14,
Claims (5)
貫入側の前記シールド掘進機は、その前端部を構成する外筒と該外筒内を摺動可能な内筒と該内筒の前方に設けたカッターディスク及び該カッターディスク後方に配した隔壁とを備えてなり、
前記カッターディスクは、該カッターディスクの半径方向に伸縮可能な伸縮スポークを備え、該伸縮スポークの先端に清掃ブラシを備えて構成したことを特徴とする、
シールド掘進機。
In the shield shield machine on the penetration side that constitutes the underground shield type shield machine that joins the shield shield machine on the reception side and the shield shield machine on the penetration side that are excavated from two opposite directions in the ground,
The shield machine on the penetration side includes an outer cylinder constituting a front end portion thereof, an inner cylinder slidable in the outer cylinder, a cutter disk provided in front of the inner cylinder, and a partition wall arranged behind the cutter disk, With
The cutter disk is provided with an expansion / contraction spoke that can expand and contract in a radial direction of the cutter disk, and a cleaning brush is provided at the tip of the expansion / contraction spoke.
Shield machine.
前記清掃ブラシは所定の径を備えた毛部材を束ねて刷毛状に成形してなり、
刷毛状に成形した前記清掃ブラシの幅広面のうち、該清掃ブラシが清掃面と接する接辺が該清掃ブラシの移動方向に対して所定の角度を備えて前記伸縮スポークの先端に設けられたことを特徴とする、
シールド掘進機。
In the shield machine according to claim 1,
The cleaning brush is formed into a brush shape by bundling bristle members having a predetermined diameter,
Of the wide surface of the cleaning brush formed into a brush shape, a contact side where the cleaning brush contacts the cleaning surface is provided at the tip of the telescopic spoke with a predetermined angle with respect to the moving direction of the cleaning brush. Characterized by the
Shield machine.
受入れ側のシールド掘進機のカッターディスクを後方に引き込み、
貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスクを受入れ側のシールド掘進機の前端部を構成する筒体内に前進させ、
受入れ側のシールド掘進機の前記カッターディスク及び該カッターディスク後方に設けた隔壁の間隙と貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスク及び前記隔壁の間隙と、受入れ側のシールド掘進機及び貫入側の前記シールド掘進機の夫々の前記カッターディスクの間隙とに泥水を循環させ、
貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスクを回転させながら前記清掃ブラシの張出し長を段階的に変化させて前記筒体の内周面を清掃し、
貫入側の前記シールド掘進機の前記外筒と受入れ側のシールド掘進機の前記筒体の間の距離が土砂崩壊の防止可能な離隔に達した段階で、受入れ側のシールド掘進機の前記カッターディスク及び前記隔壁の間隙と貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスク及び前記隔壁の間隙と、受入れ側のシールド掘進機及び貫入側の前記シールド掘進機の夫々の前記カッターディスクの間隙とに泥水循環を停止した後に清水を循環させることを特徴とする、
地中接合型シールド掘進機の接合方法。
A method for joining an underground joint type shield machine using the shield machine according to claim 1 or 2,
Pull back the cutter disk of the receiving side shield machine,
Advance the cutter disk of the shield machine on the penetration side into the cylinder constituting the front end of the shield machine on the reception side,
The gap between the cutter disk of the receiving side shield machine and the bulkhead provided behind the cutter disk, the gap of the cutter disk and the bulkhead of the shield side machine on the penetration side, the shield side machine of the receiving side and the penetration side Circulating muddy water between the cutter discs of each of the shield machines,
While rotating the cutter disk of the shield machine on the penetration side, the overhang length of the cleaning brush is changed stepwise to clean the inner peripheral surface of the cylindrical body,
The cutter disk of the receiving-side shield machine when the distance between the outer cylinder of the penetration-side shield machine and the cylindrical body of the receiving-side shield machine reaches a distance that can prevent sediment collapse And the gap between the bulkhead, the gap between the cutter disk and the bulkhead of the shield machine on the penetration side, and the gap between the cutter disk of the shield machine on the reception side and the cutter disk of the shield machine on the penetration side, respectively. It is characterized by circulating fresh water after stopping
Joining method of underground joint type shield machine.
清水を循環させた後、
貫入側の前記シールド掘進機の前記カッターディスクを回転させながら前記清掃ブラシを張出して前記筒体の内周面に設けた環状凹部に収納した環状止水シール表面を清掃し、
前記環状凹部に収納した前記環状止水シールを内空側に張出して前記内筒の外周面に当接させることによって止水構造を形成することを特徴とする、
地中接合型シールド掘進機の接合方法。
In the joining method of the underground joint type shield machine according to claim 3,
After circulating Shimizu,
While rotating the cutter disk of the shield machine on the intrusion side, the cleaning brush is extended to clean the surface of the annular water stop seal stored in the annular recess provided on the inner peripheral surface of the cylinder,
The water stop structure is formed by projecting the annular water stop seal accommodated in the annular recess to the inner space side and bringing it into contact with the outer peripheral surface of the inner cylinder,
Joining method of underground joint type shield machine.
貫入側の前記シールド掘進機の前記環状凹部に収納した前記環状止水シール表面の清掃状態をスコープを介して逐次視認することを特徴とする、
地中接合型シールド掘進機の接合方法。 In the joining method of the underground joint type shield machine according to claim 4,
The cleaning state of the surface of the annular water stop seal stored in the annular recess of the shield machine on the intrusion side is sequentially confirmed through a scope,
Joining method of underground joint type shield machine.
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