JP2005146711A - Shield machine for constructing branched tunnel - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and accurately perform work for excavating a tunnel by an excavator toward an existing tunnel and constructing a branched tunnel by communicating the tunnel with the existing tunnel in a crossing manner. <P>SOLUTION: When constructing the branched tunnel by communicating the tunnel T' excavated by the shield machine A with a predetermined part of the existing tunnel T, a front end face of a skin plate 1 of the shield machine A is formed into a curved end face 2 curved like side face recessed circular arc with the same degree of curvature as an outer peripheral wall face part joined with the existing tunnel T. After the shield machine A reaches the existing tunnel T, diameter of a cutter head 9 is contracted to make the skin plate 1 advance so that its curved end face 2 is abutted on the outer peripheral wall face part of the existing tunnel T and a wall body part surrounded by the skin plate 1 is dismantled to communicate the tunnel T' in a condition in which it is branched from the existing tunnel T. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、地中に築造されている既設のトンネルに対して、外部から該既設トンネルに連通させる分岐トンネルを築造するためのシールド掘削機に関するものである。   The present invention relates to a shield excavator for constructing a branch tunnel that communicates with an existing tunnel that is built in the ground from the outside.

地中に築造されている既設トンネルから分岐するトンネルを築造するには、従来から、シールド掘削機によって発進立坑側から上記既設トンネルに向かってトンネルを掘進し、一定長のトンネルを掘削する毎に該シールド掘削機に後続させて一定長の埋設管を順次、継ぎ足すことにより管路を形成したり、或いは、機内でセグメントを組立てながら掘進に従って掘削壁面に覆工することによって管路を形成して行き、既設トンネルに達した時にシールド掘削機を停止させたのち、このシールド掘削機によって築造された上記管路を既設トンネルに交差するように連通させることによって分岐トンネルを築造している。   In order to build a tunnel that branches off from an existing tunnel built underground, a tunnel is dug from the start shaft side to the existing tunnel by a shield excavator and every time a fixed length of tunnel is excavated. After the shield excavator, a pipe is formed by sequentially adding buried pipes of a certain length, or a pipe is formed by lining the excavation wall according to excavation while assembling the segments in the machine. Then, after the shield excavator is stopped when the existing tunnel is reached, the branch tunnel is constructed by connecting the pipes constructed by the shield excavator so as to intersect the existing tunnel.

この際、既設トンネルとシールド掘削機との間の地盤を薬液注入工法や凍結工法などの補助工法を用いて固結状態にし、シールド掘削機のカッタヘッドを解体撤去したのち、このシールド掘削機から人力によって上記固結地盤を掘削しながら且つその掘削壁面を吹き付けコンクリート等により覆工処理しながら既設トンネルの外周壁面にまでトンネル部を掘削すると共に、該既設トンネルの外周壁面を解体することによって既設トンネルに交差状に連通させた分岐トンネルを築造している。   At this time, the ground between the existing tunnel and the shield excavator is consolidated using an auxiliary method such as a chemical injection method or a freezing method, and the cutter head of the shield excavator is dismantled and removed from the shield excavator. While excavating the consolidated ground by human power and lining the excavated wall surface with sprayed concrete or the like, excavating the tunnel part to the outer peripheral wall surface of the existing tunnel and dismantling the outer peripheral wall surface of the existing tunnel A branch tunnel is built that crosses the tunnel.

しかしながら、このような分岐トンネルの築造方法では、既設トンネルとシールド掘削機との間の地盤を固結させる補助工法に多大な時間と労力を要すると共に人力による地盤の掘削量も多くなって作業能率が著しく低下するといった問題点があった。   However, in such a construction method of a branch tunnel, the auxiliary construction method for solidifying the ground between the existing tunnel and the shield excavator requires a lot of time and labor, and the amount of ground excavation by manpower increases and the work efficiency increases. There was a problem that the remarkably decreased.

そのため、特許文献1に記載されている分岐トンネル掘削用シールド掘削機が開発された。このシールド掘削機は図17、18に示すように、互いに屈折自在に接続している前後胴部41a 、41b からなるスキンプレート41の開口端に前方の地盤を掘削するカッタヘッド42を設けてなる掘削機本体A1において、上記スキンプレート41の前胴部41a の外周面に円弧状に湾曲した長方形状のフード板片43a を複数枚、周方向に円筒状に組み合わせると共に隣接するフード板片43a 、43a の対向側端面同士を前方に向かって個別に移動自在に連結してなるフード体43を備えている。   For this reason, a shield excavator for branch tunnel excavation described in Patent Document 1 has been developed. As shown in FIGS. 17 and 18, this shield excavator is provided with a cutter head 42 for excavating the front ground at the open end of a skin plate 41 composed of front and rear body portions 41a and 41b which are connected to each other in a refractive manner. In the excavator body A1, a plurality of rectangular hood plate pieces 43a curved in an arc shape on the outer peripheral surface of the front body portion 41a of the skin plate 41 are combined in a cylindrical shape in the circumferential direction and adjacent hood plate pieces 43a, There is provided a hood body 43 formed by linking the opposite side end faces of 43a so as to be individually movable forward.

そして、このシールド掘削機によって既設トンネルTに向かって掘削壁面にセグメント覆工を施工しながらトンネルT'を掘進し、カッタヘッド42が既設トンネルTに達するとシールド掘削機を停止させたのち、各フード板片43a を掘削機本体ない装着している推進ジャッキ(図示せず)により前方の地盤に圧入しながら推進させてそれぞれのフード板片43a の先端を既設トンネルTの外周壁面部に当接させることにより、フード体43内に取り込まれた地盤と外側の地盤とを縁切りし、しかるのち、フード体43内の地盤を掘削、除去すると共に掘削機内部を解体、撤去し、さらに、フード体43の先端が当接している既設トンネルTの外周壁面部を破壊することによってトンネルT'内に連通する分岐口を形成している。   And this tunnel excavator digs the tunnel T 'while constructing the segment lining on the excavation wall surface toward the existing tunnel T, and when the cutter head 42 reaches the existing tunnel T, the shield excavator is stopped, The hood plate pieces 43a are propelled while being press-fitted into the ground by a propulsion jack (not shown) mounted on the excavator body, and the tips of the respective hood plate pieces 43a abut against the outer peripheral wall surface of the existing tunnel T. By cutting, the ground taken in the hood body 43 and the outer ground are cut off, and then the ground in the hood body 43 is excavated and removed, and the inside of the excavator is disassembled and removed, and further, the hood body A branch port communicating with the tunnel T ′ is formed by breaking the outer peripheral wall surface portion of the existing tunnel T with which the tip of 43 abuts.

特開平8−86187号公報JP-A-8-86187

しかしながら、上記分岐トンネル掘削用シールド掘削機によれば、円筒形状のフード体33を構成している複数枚のフード板片33a は、一枚の直方形状の板材からなるものであるから剛性が低く、そのため、スキンプレート41の前端から地盤中に圧入すると、地盤側からの抵抗力によって拡径方向に、或いは、縮径方向に撓み変形が生じて、軟弱な地盤においては磁場の崩壊が懸念される一方、硬質な地盤における施工では、フード板片43a の推進が困難になり、既設トンネルTに対する分岐トンネルの築造作業が能率よく行うことができないといった問題点があった。   However, according to the shield excavator for branch tunnel excavation described above, the plurality of hood plate pieces 33a constituting the cylindrical hood body 33 are made of a single rectangular plate material and thus have low rigidity. Therefore, when press-fitting into the ground from the front end of the skin plate 41, there is a concern about the collapse of the magnetic field in the soft ground due to bending deformation in the diameter increasing direction or the diameter reducing direction due to the resistance force from the ground side. On the other hand, in the construction on the hard ground, it is difficult to propel the hood plate piece 43a, and the construction work of the branch tunnel with respect to the existing tunnel T cannot be performed efficiently.

さらに、各フード板片43a の先端面が該フード板片43a の長さ方向に対して直角な直線状の端面に形成されているため、この先端面を円弧状に湾曲した既設トンネルの外周壁面に当接させると、その先端面の一部が点接触状態に当接するのみでそれ以外の先端面と既設トンネルの外周面間に隙間が生じることになり、この隙間を通じて多量の薬液を地盤に注入したり、或いは、広い範囲に亘って凍結作業を行わなければならず、著しい労力と手間を要することになる。   Furthermore, since the front end surface of each hood plate piece 43a is formed as a linear end surface perpendicular to the length direction of the hood plate piece 43a, the outer peripheral wall surface of the existing tunnel curved in a circular arc shape. When a part of the front end surface is in contact with the point contact state, a gap is created between the other front end surface and the outer peripheral surface of the existing tunnel. Injection or a freezing operation must be performed over a wide range, which requires significant labor and labor.

また、各フード板片43a の先端を既設トンネルの外周壁面に当接させて固定したのちに、シールド掘削機をガス溶断などで搬出可能な大きさに解体してトンネル内を通じて撤去、回収しているが、その解体作業に多大な時間と労力を要するばかりでなく、解体後には再利用できる部品が限られるといった問題点があった。   Also, after fixing the tip of each hood plate piece 43a to the outer peripheral wall of the existing tunnel, disassemble the shield excavator to a size that can be carried out by gas fusing, etc., and remove and collect it through the tunnel. However, not only does the disassembly work take a lot of time and labor, but there is a problem that the parts that can be reused after disassembly are limited.

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、既設トンネルに対して分岐トンネルを接続、連通させる作業が能率よく且つ正確に行うことができ、また、カッタヘッド等の回収、撤去作業も円滑に行うことができる分岐トンネル築造用シールド掘削機を提供するにある。   The present invention has been made in view of the problems as described above, and the purpose of the present invention is to connect a branch tunnel to an existing tunnel and communicate with each other efficiently and accurately. An object of the present invention is to provide a shield tunnel excavator for building a branch tunnel that can smoothly collect and remove a cutter head and the like.

上記目的を達成するために本発明の分岐トンネル築造用シールド掘削機は、スキンプレートの前方地盤をカッタヘッドにより掘削しながら既設トンネルに向かってトンネルを掘進していき、この既設トンネルに達した時にスキンプレートの先端面を既設トンネルの外周壁面に当接させた状態にして該スキンプレート内に取り込んだ土砂を排除すると共にスキンプレートの先端面で囲まれた既設トンネルの周壁部を破壊することによって既設トンネルに交差状に連通する分岐トンネルを築造するように構成した分岐トンネル築造用シールド掘削機において、請求項1に記載したように、上記既設トンネルの外周壁面に当接させるスキンプレートの前端面を既設トンネルの外周壁面に接合可能な側面凹円弧状に湾曲した湾曲端面に形成していることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the shield tunnel excavator for branch tunnel construction according to the present invention excavates the tunnel toward the existing tunnel while excavating the front ground of the skin plate with the cutter head, and when this tunnel is reached. By removing the earth and sand taken in the skin plate with the tip surface of the skin plate in contact with the outer peripheral wall surface of the existing tunnel and destroying the peripheral wall portion of the existing tunnel surrounded by the tip surface of the skin plate In the shield tunnel excavator for constructing a branch tunnel that is configured to construct a branch tunnel that communicates with the existing tunnel in an intersecting manner, the front end face of the skin plate that is brought into contact with the outer peripheral wall surface of the existing tunnel as described in claim 1 Is formed on the curved end surface curved in a concave arc shape on the side surface that can be joined to the outer peripheral wall surface of the existing tunnel. The features.

このように構成した分岐トンネル築造用シールド掘削機において、請求項2に係る発明は、スキンプレートの内周面に該内周面から内側に小間隔を存して、分岐トンネルの掘削壁面を覆工しているセグメントからなる管路よりも小径の外筒体を一体に設けていると共に、この外筒体内に内筒体を前後方向に移動可能に挿入して外筒体に着脱自在に連結してあり、さらに、この内筒体の前部に一体に設けている隔壁にスキンプレートの前方地盤を掘削し、且つ、外径が上記外筒体の内径よりも小径となるように縮径可能に構成しているカッタヘッドを回転自在に支持していることを特徴とする。   In the shield tunnel excavator for building a branch tunnel constructed in this way, the invention according to claim 2 covers the excavation wall surface of the branch tunnel with a small interval inward from the inner peripheral surface to the inner peripheral surface of the skin plate. An outer cylinder smaller in diameter than the pipe line made of the segment being worked on is integrally provided, and the inner cylinder is inserted into the outer cylinder so as to be movable in the front-rear direction, and is detachably connected to the outer cylinder. In addition, the front ground of the skin plate is excavated in a partition wall provided integrally with the front portion of the inner cylinder, and the outer diameter is reduced to be smaller than the inner diameter of the outer cylinder. It is characterized in that the cutter head that can be configured is rotatably supported.

上記請求項1、請求項2に記載したシールド掘削機において、請求項3に係る発明は、管路が掘削壁面に施工されるセグメント覆工からなるものであってこのセグメメント覆工の前端面に推進反力を支持させながらトンネルを掘進する所謂、シールド工法に用いる掘削機であって、スキンプレートが互いに屈折自在に接続した前後胴部からなると共に内外筒体も互いに屈折自在な前筒部と後筒部とに分割されてあり、さらに、スキンプレートの内周面と外筒体の外周面間で形成された円環状の中空室内に複数本の中折れジャッキとシールドジャッキとを配設していることを特徴とする。   In the shield excavator according to claim 1 or 2, the invention according to claim 3 comprises a segment lining in which a pipe line is constructed on a digging wall surface, and is provided on the front end face of the segment lining. An excavator that is used in a so-called shield method for digging a tunnel while supporting a propulsion reaction force, and includes a front cylinder part that includes a front and rear body parts in which skin plates are refractably connected to each other, and inner and outer cylinders are also refractable to each other. In addition, a plurality of half-folded jacks and shield jacks are arranged in an annular hollow chamber formed between the inner peripheral surface of the skin plate and the outer peripheral surface of the outer cylindrical body. It is characterized by.

一方、上記請求項1、請求項2に記載したシールド掘削機において、請求項4に係る発明は、推進埋設管によって管路を形成していく推進工法に用いる掘削機であって、スキンプレートの後端部を推進埋設管の前端に屈折可能に接続していると共にスキンプレートの内周面と外筒体の外周面間で形成された円環状の中空室内に推進埋設管に対してスキンプレートと外筒体とを一体的に所定方向に屈折させる複数本の中折れジャッキを装着していることを特徴とする。   On the other hand, in the shield excavator according to claims 1 and 2, the invention according to claim 4 is an excavator used in a propulsion method in which a pipeline is formed by a propulsion buried pipe, The rear end portion is connected to the front end of the propulsion buried pipe in a refractive manner, and the skin plate against the propulsion buried pipe is formed in an annular hollow chamber formed between the inner peripheral surface of the skin plate and the outer peripheral surface of the outer cylindrical body. And a plurality of middle-folding jacks that integrally refract the outer cylindrical body in a predetermined direction.

本発明の分岐トンネル築造用シールド掘削機によれば、既設トンネルの外周壁面に当接させるスキンプレートの前端面を既設トンネルの外周壁面に接合可能な側面凹円弧状に湾曲した湾曲端面に形成しているので、このシールド掘削機のスキンプレートの湾曲前端面を既設トンネルにおける接合すべき外周壁面に殆ど隙間なく全面的に且つ正確に当接させることができ、従って、スキンプレートの先端面と既設トンネルの外周面間からの地盤に対する薬液注入処理や凍結処理などの補助工法も少なくてすむと共に精度のよい分岐トンネルを築造することができる。   According to the shield excavator for building a branch tunnel of the present invention, the front end surface of the skin plate that is brought into contact with the outer peripheral wall surface of the existing tunnel is formed into a curved end surface that is curved in a side concave arc shape that can be joined to the outer peripheral wall surface of the existing tunnel. Therefore, the curved front end surface of the skin plate of the shield excavator can be brought into full contact with the outer peripheral wall surface to be joined in the existing tunnel almost completely without any gaps. Auxiliary methods such as chemical injection and freezing treatment for the ground from between the outer peripheral surfaces of the tunnel can be reduced, and a highly accurate branch tunnel can be constructed.

さらに、スキンプレート全体を推進させることによってその湾曲前端面を全面的に既設トンネルの外周壁面に当接、接合させることができるので、既設トンネルの外周壁面に対するスキンプレートの接合作業が能率よく行うことができると共に、スキンプレートは周方向に複数分割されていない一本の筒形状に形成されているから剛性が高くて撓み変形することなく、地盤を確実に支保することができる。   Furthermore, since the front end surface of the curve can be brought into full contact with and joined to the outer peripheral wall surface of the existing tunnel by propelling the entire skin plate, the skin plate can be efficiently joined to the outer peripheral wall surface of the existing tunnel. In addition, since the skin plate is formed in a single cylindrical shape that is not divided into a plurality of parts in the circumferential direction, the ground plate can be reliably supported without being bent and deformed with high rigidity.

また、請求項2に係る発明によれば、スキンプレートの内周面に外筒体を一体に設けているので、これらのスキンプレートと外筒体とによって二重筒構造が形成されて一層、強度が増大し、カッタヘッドによって掘削されたトンネル掘削壁面に沿ってスキンプレートにより地盤を確実に支保させながら該スキンプレートを正確に推進させることができる。   Further, according to the invention according to claim 2, since the outer cylinder is integrally provided on the inner peripheral surface of the skin plate, a double cylinder structure is formed by the skin plate and the outer cylinder. The strength is increased, and the skin plate can be accurately propelled while the ground is reliably supported by the skin plate along the tunnel excavation wall surface excavated by the cutter head.

その上、上記外筒体の外径は分岐トンネルの掘削壁面を覆工している管路よりも小径であると共に、この外筒体内に内筒体を前後方向に移動可能に挿入して外筒体に着脱自在に連結し、さらに、この内筒体の前部に一体に設けている隔壁にスキンプレートの前方地盤を掘削し、且つ、外径が上記外筒体の内径よりも小径となるように縮径可能に構成しているカッタヘッドを回転自在に支持しているので、トンネルの掘進時にはカッタヘッドの掘削反力をスキンプレートと外筒体側に支持させながスキンプレートと外筒体を一体的に推進させることによって確実に掘進することができる一方、トンネルの掘削終了後に該トンネルを既設トンネルに連通させる際に、カッタヘッドを縮径させると共に外筒体に対する内筒体の連結を解くことによって外筒体をガイドしてカッタヘッドを内筒体と共に簡単に後方に回収、撤去することができ、再使用が可能となる。   In addition, the outer diameter of the outer cylinder is smaller than the pipe line covering the excavation wall surface of the branch tunnel, and the inner cylinder is inserted into the outer cylinder so as to be movable in the front-rear direction. It is detachably connected to the cylindrical body, and further, the front ground of the skin plate is excavated in the partition wall provided integrally with the front portion of the inner cylindrical body, and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the outer cylindrical body. Since the cutter head that can be reduced in diameter is rotatably supported, the excavation reaction force of the cutter head is supported on the skin plate and outer cylinder side when tunneling, but the skin plate and outer cylinder While it is possible to dig reliably by propelling the body integrally, when the tunnel is communicated with the existing tunnel after the tunnel excavation is completed, the cutter head is reduced in diameter and the inner cylinder is connected to the outer cylinder. By solving Easily recovered backwards together with the inner cylindrical body of the cutter head and guide the outer cylindrical body, it can be removed, re-use is possible.

また、請求項3に係る発明によれば、スキンプレートが互いに屈折自在に接続した前後胴部からなると共に内外筒体も互いに屈折自在な前筒部と後筒部とに分割されてあり、さらに、スキンプレートの内周面と外筒体の外周面間で形成された円環状の中空室内に複数本の中折れジャッキとシールドジャッキとを配設しているので、内筒体が存在しているにもかかわらず、中折れジャッキやシールドジッャキを内筒体の内周面側ではなく、スキンプレートの内周面側に直接、配設した構造としているから、中折れジャッキの作動力を直接、スキンプレートの前後胴部間に伝達することができて大型の中折れジャッキを用いなくても比較的小さな伸縮力でもってスキンプレート前後胴部間と内外筒体の前後筒部間とを同時に一体的に互いに屈折させることができてシールド掘削機の方向修正や曲線トンネル掘削に必要な外筒体の中折れ角度を確実に得ることができると共に、シールドジャッキのロッドの軸線を掘削壁面に施工したセグメントの前端面にできる限り近接又は当接し得る位置に配設することができて該ロッドに曲げ力が殆ど作用することなく安定的に作動させることができ、その上、機内の作業空間を大きく確保することができて作業能率を向上させることができる。   According to the invention of claim 3, the skin plate is composed of the front and rear body parts that are refractably connected to each other, and the inner and outer cylinders are also divided into a front cylinder part and a rear cylinder part that are also refractable to each other, In addition, since a plurality of middle-folded jacks and shield jacks are arranged in an annular hollow chamber formed between the inner peripheral surface of the skin plate and the outer peripheral surface of the outer cylindrical body, the inner cylindrical body exists. Despite the fact that it has a structure in which the folding jack or shield jack is arranged directly on the inner circumferential surface of the skin plate, not on the inner circumferential surface of the inner cylinder, the operating force of the folding jack is directly applied. It can transmit between the front and rear body parts of the skin plate, and the front and rear body parts of the skin plate and the front and rear cylinder parts of the inner and outer cylinders can be integrated at the same time with a relatively small expansion and contraction force without using a large, middle-folded jack. Refracted by each other The angle of the outer cylinder required to correct the direction of the shield excavator and the curved tunnel excavation can be reliably obtained, and the front end face of the segment where the axis of the shield jack rod is installed on the excavation wall The rod can be arranged as close as possible or abutted as much as possible, can be operated stably with almost no bending force acting on the rod, and a large working space in the machine can be secured. It is possible to improve work efficiency.

同様に、推進工法用としての請求項4に記載のシールド掘削機においては、スキンプレートの後端部を推進埋設管の前端に屈折可能に接続していると共にスキンプレートの内周面と外筒体の外周面間で形成された円環状の中空室内に推進埋設管に対してスキンプレートと外筒体とを一体的に所定方向に屈折させる複数本の中折れジャッキを装着しているので、推進埋設管に対してシールド掘削機の掘進方向を中折れジャッキによって簡単且つ正確に向けることができる。また、上記いずれのシールド掘削機においても、中折れジャッキやシールドジャッキはスキンプレートの内周面と外筒体の外周面間で形成された円環状の中空室内に配設しているので、機内の各種の機器類に邪魔されることなく、また、機器類の邪魔になることなく、所定位置に配置しておくことができる。   Similarly, in the shield excavator according to claim 4 for the propulsion method, the rear end portion of the skin plate is connected to the front end of the propulsion buried pipe in a refractive manner, and the inner peripheral surface of the skin plate and the outer cylinder Since a plurality of middle-folding jacks that refract the skin plate and the outer cylindrical body in a predetermined direction with respect to the propulsion embedded pipe are mounted in an annular hollow chamber formed between the outer peripheral surfaces of the body, The digging direction of the shield excavator can be easily and accurately directed to the propulsion buried pipe by the folding jack. In any of the above shield excavators, the folding jack or the shield jack is disposed in an annular hollow chamber formed between the inner peripheral surface of the skin plate and the outer peripheral surface of the outer cylindrical body. These devices can be placed in a predetermined position without being obstructed by the various devices and without interfering with the devices.

次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図1はシールド工法によって既設トンネルTに向かって分岐トンネルとなるトンネルT'を掘削するためのシールド掘削機Aを示すもので、一定長さを有する円筒形状のスキンプレート1の前端面を側面から見て、接合すべき既設トンネルTの凸円弧状に湾曲した外周壁面tに全面的に当接、接合可能な凹円弧状に湾曲した湾曲端面2に形成している。即ち、スキンプレート1の前端面を該スキンプレート1の上下方向(高さ方向)の中央部が最も後方に窪んであり、この中央部から上下周部に行くに従って徐々に前方に向かって緩やかに湾曲した凹円弧状湾曲端面2に形成しているものである。   Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a shield excavator A for excavating a tunnel T ′ that becomes a branch tunnel toward an existing tunnel T by a shield method. When the front end surface of the cylindrical skin plate 1 having a certain length is viewed from the side, it is brought into contact with the outer peripheral wall t curved in a convex arc shape of the existing tunnel T to be joined, and a concave arc shape that can be joined. A curved end surface 2 is formed. That is, the center portion of the skin plate 1 in the vertical direction (height direction) is recessed most backward in the front end surface of the skin plate 1, and gradually gradually toward the front gradually from the center portion to the vertical periphery. It is formed on a curved concave arc-shaped curved end surface 2.

なお、既設トンネルTのトンネル軸線にシールド掘削機Aの機軸が交差するようにトンネルT'が掘削される場合には、既設トンネルTの外周壁面に接合させる上記スキンプレート1の凹円弧状湾曲端面2における最も窪んだ端面はそのスキンプレート1の高さ方向の中央部に位置するが、既設トンネルTのトンネル軸線に対してシールド掘削機Aの機軸が上下方向にずれていて、スキンプレート1が既設トンネルTの上周部側の壁面、或いは、下周部側の壁面に偏位した部分に交差状に当接、接合する場合には、当然のことながら、スキンプレート1の凹円弧状湾曲端面2における最も窪んでいる部分が上下方向に偏位しているものであり、さらに、既設トンネルTに対してトンネルT'が直交することなく交差する場合には、スキンプレート1の凹円弧状湾曲端面2における一側部側と他側部側とではその窪み状態が一方では深く、他方では浅くなっている。   When the tunnel T ′ is excavated so that the axis of the shield excavator A intersects the tunnel axis of the existing tunnel T, the concave arcuate curved end surface of the skin plate 1 joined to the outer peripheral wall surface of the existing tunnel T is provided. 2 is located at the center of the skin plate 1 in the height direction, but the axis of the shield excavator A is displaced vertically with respect to the tunnel axis of the existing tunnel T. In the case of abutting and joining the existing tunnel T on the wall surface on the upper peripheral side or the wall surface on the lower peripheral side in a crossing manner, it is natural that the concave arc-shaped curve of the skin plate 1 is formed. When the most depressed portion of the end surface 2 is deviated in the vertical direction, and the tunnel T ′ intersects the existing tunnel T without being orthogonal, the skin plate 1 In the concave arcuate curved end face 2, the depression is deep on one side and shallow on the other side.

このスキンプレート1は通常のシールド掘削機と同様に、前胴部1aと後胴部1bとに分割されてあり、後胴部1bの前端から突設している外周面が前後方向に円弧状に湾曲している中折れ部1c上に前胴部1aの後端内周面をシール材を介して後胴部1bに対し、屈折自在に接続している。   This skin plate 1 is divided into a front trunk portion 1a and a rear trunk portion 1b, like an ordinary shield excavator, and an outer peripheral surface projecting from the front end of the rear trunk portion 1b is arcuate in the front-rear direction. The inner peripheral surface of the rear end of the front barrel portion 1a is refractably connected to the rear barrel portion 1b via a sealing material on the bent middle portion 1c.

さらに、スキンプレート1内に該スキンプレート1の内周面から小間隔を存して、外径がシールド掘削機Aによって掘削されるトンネルT'の掘削壁面に覆工しているセグメントSからなる管路Pの内径よりも小径の外筒体3をスキンプレート1と同心的に配設していると共にこの外筒体3を複数の円環状連結板10によって長さ方向に所定間隔毎に一体に連結、固着し、スキンプレート1の内周面とこの外筒体3の外周面との間に断面円環形状の中空室5を形成している。   Further, the skin plate 1 is composed of a segment S that covers the excavation wall surface of the tunnel T ′ that is excavated by the shield excavator A with a small gap from the inner peripheral surface of the skin plate 1. An outer cylinder 3 smaller in diameter than the inner diameter of the pipe P is disposed concentrically with the skin plate 1 and the outer cylinder 3 is integrated at a predetermined interval in the length direction by a plurality of annular connecting plates 10. The hollow chamber 5 having an annular cross section is formed between the inner peripheral surface of the skin plate 1 and the outer peripheral surface of the outer cylindrical body 3.

外筒体3の前端はスキンプレート1の前端から後方に小間隔を存した位置にあり、この外筒体3の前端をスキンプレート1の前端部内周面に一体に固着している上記最前側の円環状連結板10からスキンプレート1の前端部を前方に突出させて該前端部をフード部1a1 に形成していると共に、上記外筒体3をスキンプレート1の上記中折れ部1cの内方に位置する部分から互いに屈折可能な長さの長い前側筒体部3aと長さの短い後側筒体部3bとに二分割してあり、後側筒体部3bはスキンプレート1の後胴部1aの前端から中折れ部1cの前端に亘る部分の内方に設けられている。   The front end of the outer cylindrical body 3 is located at a position behind the front end of the skin plate 1 with a small interval, and the front end of the outer cylindrical body 3 is integrally fixed to the inner peripheral surface of the front end portion of the skin plate 1. The front end portion of the skin plate 1 protrudes forward from the annular connecting plate 10 to form the front end portion in the hood portion 1a1, and the outer cylindrical body 3 is connected to the inner bent portion 1c of the skin plate 1. Is divided into a long front cylinder part 3a and a short rear cylinder part 3b which can be refracted from each other, and the rear cylinder part 3b is located behind the skin plate 1. It is provided inside the portion extending from the front end of the body portion 1a to the front end of the middle bent portion 1c.

また、外筒体3内に内筒体4を前後方向に移動可能に挿入している。具体的には、外筒体3の前後方向及び周方向の複数個所にガイドローラ11を回転自在に軸支してあり、これらのガイドローラ11に内筒体4の外周面を支持させて該内筒体4を外筒体3内に挿入した状態から後方に引出し可能に構成していると共にこの内筒体4も外筒体3と同様に、互いに屈折可能な前後筒体部4a、4bに二分割されてあり、その分割部分は外筒体3の内外外筒体部3a、3b間の分割部分の内方に重なるようにして設けられていてスキンプレート1及び外筒体3と共に一体的に分割部から屈折可能に構成している。   The inner cylinder 4 is inserted into the outer cylinder 3 so as to be movable in the front-rear direction. Specifically, guide rollers 11 are rotatably supported at a plurality of locations in the front-rear direction and the circumferential direction of the outer cylindrical body 3, and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 4 is supported by these guide rollers 11. The inner cylindrical body 4 is configured to be able to be drawn backward from the state inserted in the outer cylindrical body 3 and the inner cylindrical body 4 is also refractable to each other like the outer cylindrical body 3. The divided portion is provided so as to overlap the inside of the divided portion between the inner and outer outer cylindrical body portions 3a and 3b of the outer cylindrical body 3, and is integrated with the skin plate 1 and the outer cylindrical body 3. Therefore, it can be refracted from the divided portion.

さらに、外筒体3の前側筒体部3aの内周面の前後端部と中間部とにシール材12を周設してこれらのシール材12に内筒体4の前側筒体部4aの前後端部と中間部とを密接させて止水性をもたせている。また、外筒体3内に内筒体4を互いに内外二重筒構造となるように挿入した状態において、このシールド掘削機Aによるトンネル掘進時には、内筒体4の前側筒体部4aを外筒体3の前側筒体部3aに適宜な連結具13、例えばボルトによって着脱自在に連結し、これらの内外筒体3、4を一体に固定している。   Further, the sealing material 12 is provided around the front and rear end portions and the intermediate portion of the inner peripheral surface of the front cylindrical portion 3a of the outer cylindrical body 3, and the front cylindrical portion 4a of the inner cylindrical body 4 is provided around these sealing materials 12. The front and rear end portions and the intermediate portion are brought into close contact with each other to provide water-stopping properties. Further, when the inner cylinder 4 is inserted into the outer cylinder 3 so as to have an inner / outer double cylinder structure, when the tunnel excavation by the shield excavator A is performed, the front cylinder portion 4a of the inner cylinder 4 is removed. The front cylinder part 3a of the cylinder 3 is detachably connected by an appropriate connector 13, for example, a bolt, and these inner and outer cylinders 3, 4 are fixed integrally.

スキンプレート1と外筒体3との間の上記断面円環形状の中空室5内には複数本の中折れジャッキ6とシールドジャッキ7とを周方向に所定間隔毎に配設されている。そして、中折れジャッキ6は図2に示すように、周方向に小間隔を存した2本を一組として4組を中空室5内の上下左右にそれぞれ配設してあり、これらの中折れジャッキ6の前端をスキンプレート1の前胴部1aの長さ方向の中間部内周面に突設しているブラケット14a に枢着する一方、後端をスキンプレート1の後胴部1bの前端から中折れ部1cの内周面に亘ってその内周面に突設しているブラケット14b に回動自在に枢着することによって連結している。   In the hollow chamber 5 having an annular cross section between the skin plate 1 and the outer cylinder 3, a plurality of half-folded jacks 6 and shield jacks 7 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. As shown in FIG. 2, the middle folding jacks 6 are arranged such that two sets with a small interval in the circumferential direction are arranged as a set, and four sets are arranged on the top, bottom, left and right inside the hollow chamber 5. The front end of the jack 6 is pivotally attached to a bracket 14a projecting on the inner peripheral surface of the longitudinal direction of the front body portion 1a of the skin plate 1, while the rear end is connected to the front end of the rear body portion 1b of the skin plate 1. The intermediate bent portion 1c is connected to the bracket 14b projecting on the inner peripheral surface thereof by pivotally pivoting on the inner peripheral surface.

また、上記各シールドジャッキ7は、上記中折れ部6の内周面に載置された状態で適宜な固定具(図示せず)により取り外し可能に固着されていると共に後端部を上記最後部側の円環状連結板10に挿通、支持させて後方に突出し、そのロッド7aの先端に装着しているスプレッダ7bを管路Pを構成したセグメントSの前端面に押し付けるように構成している。一方、上記内筒体4の内周面に沿って上記各中折れジャッキ6の内側に重なるように、複数(中折れジャッキ6と同数)の伸縮ジャッキ15を配設してあり、この伸縮ジャッキ15の前後端を内筒体4の前後筒体部4a、4bの内周面に回動自在に枢着して前後筒体部4a、4bを互いに屈折可能に連結している。   Each shield jack 7 is detachably fixed by an appropriate fixing tool (not shown) while being placed on the inner peripheral surface of the bent portion 6, and the rear end portion is the rearmost portion. The spreader 7b is inserted into and supported by the annular connecting plate 10 on the side, protrudes rearward, and is pressed against the front end surface of the segment S constituting the pipe P. On the other hand, a plurality of expansion jacks 15 (the same number as the folding jacks 6) are arranged along the inner peripheral surface of the inner cylinder 4 so as to overlap the inner folding jacks 6. The front and rear ends of 15 are pivotally attached to the inner peripheral surfaces of the front and rear cylinder parts 4a and 4b of the inner cylinder 4, and the front and rear cylinder parts 4a and 4b are connected to each other so as to be refractable.

さらに、この内筒体4の後側筒体部4bの後端部を外筒体3の後側筒体部3bから後方に突出させてその後端にセグメントSを組み立てるエレクタ装置16を配設している。このエレクタ装置16は、内筒体4の後側筒体部4bの後端部に外径が管路Pの内径よりも小径の円形レール部材16a を固着し、この円形レール部材16a にモータ(図示せず)駆動によって回動するリング体16b を回転自在に支持させこのリング体16b にエレクタ16c を装着してなるものである。   Further, an erector device 16 for assembling the segment S at the rear end of the rear cylindrical body portion 4b of the inner cylindrical body 4 is provided to project rearward from the rear cylindrical body portion 3b of the outer cylindrical body 3. ing. In this erector device 16, a circular rail member 16a having an outer diameter smaller than the inner diameter of the pipe P is fixed to the rear end portion of the rear cylindrical portion 4b of the inner cylindrical body 4, and a motor ( A ring body 16b that is rotated by driving is rotatably supported, and an erector 16c is mounted on the ring body 16b.

上記内筒体4の前部内には隔壁8がその外周端面を内筒体4の内周面に一体に固着することによって設けられていると共に、この隔壁8の中心部にはスキンプレート1の前方地盤を掘削するカッタヘッド9が回転自在に支持されている。このカッタヘッド9は、図1、図3に示すように、隔壁8の中心部にその回転中心軸17を支持させていると共に、該回転中心軸17の先端から外径方向に向かって、長さが外筒体3の内径よりもやや短く且つ前面両側部に前方に向かって複数のカッタビット9cを突設している複数本(図においては、4本)のスポーク9aを放射状に設けていると共に隣接するスポーク9a、9aの外端対向側面間を円弧状の連結片9dによって一体に連結してあり、さらに、各スポーク9aをその外端面が開口した筒状の中空スポーク9aに形成してその内部に外側スポーク片9bを収納し、スポーク9aに装着しているジャッキ18の作動により、外側スポーク片9bを中空のスポーク9aの開口端から出没させてスポーク長をスキンプレート1の外周面に達する長さから内筒体4の内周面内に納まる長さまで伸縮自在に構成している。なお、外側スポーク片9bの前面両側部にも複数本のカッタビット9cを突設していると共に、上記回転中心軸17の前面にセンタビット9c' を突設している。   A partition wall 8 is provided in the front portion of the inner cylinder 4 by integrally fixing its outer peripheral end surface to the inner periphery of the inner cylinder body 4. A cutter head 9 for excavating the front ground is rotatably supported. As shown in FIGS. 1 and 3, the cutter head 9 supports the rotation center shaft 17 at the center of the partition wall 8, and extends from the tip of the rotation center shaft 17 toward the outer diameter direction. A plurality of (four in the figure) spokes 9a that are slightly shorter than the inner diameter of the outer cylindrical body 3 and have a plurality of cutter bits 9c projecting forward on both sides of the front face are provided radially. And adjacent spokes 9a, 9a are connected to each other between the outer end-facing side surfaces by an arc-shaped connecting piece 9d, and each spoke 9a is formed into a cylindrical hollow spoke 9a whose outer end face is open. The outer spoke piece 9b is accommodated in the inner part of the outer plate and the jack 18 attached to the spoke 9a is actuated to cause the outer spoke piece 9b to protrude from the open end of the hollow spoke 9a so that the spoke length can be increased. In the inner peripheral surface of the inner cylinder 4 from the length reaching It can be expanded and contracted to a length that fits in A plurality of cutter bits 9c are projected on both sides of the front surface of the outer spoke piece 9b, and a center bit 9c 'is projected on the front surface of the rotation center shaft 17.

また、カッタヘッド9の背面外周部数カ所に、後方に向かってアーム部材19を突設していると共に、これらのアーム部材19の後端を円環状枠材20によって一体に連結して該円環状枠材20を隔壁8から前方に突出している内筒体4の前側筒体部4aの内周面に回転自在に支持させてあり、さらに、この円環状枠材20の後端面に内歯車21を固着している一方、上記隔壁8の外周部後面に駆動モータ22を装着してこの駆動モータ22の回転軸に固着している小歯車23を上記内歯車21に噛合させ、駆動モータ22によってカッタヘッド9を回転させるように構成している。   In addition, arm members 19 are protruded rearward at several locations on the outer periphery of the back surface of the cutter head 9, and the rear ends of these arm members 19 are integrally connected by an annular frame member 20. The frame member 20 is rotatably supported on the inner peripheral surface of the front cylindrical portion 4a of the inner cylindrical member 4 projecting forward from the partition wall 8. Further, an internal gear 21 is attached to the rear end surface of the annular frame member 20. On the other hand, a drive motor 22 is mounted on the rear surface of the outer peripheral portion of the partition wall 8 and the small gear 23 fixed to the rotation shaft of the drive motor 22 is engaged with the internal gear 21. The cutter head 9 is configured to rotate.

さらに、カッタヘッド9の後面と上記隔壁8の前面間の空間部を、カッタヘッド9によって掘削された土砂を取り込んで一旦滞留させておく土砂室24に形成してあり、この土砂室22から排土手段25を通じて掘削土砂を後方に排出するように構成している。この排土手段25は図1に示すようにスクリューコンベアからなり、その前端開口部を隔壁8の下部を貫通して上記土砂室24の下端部内に臨ませていると共に隔壁8から後方に向かって斜め上方に傾斜させた状態で配設されている。   Further, a space between the rear surface of the cutter head 9 and the front surface of the partition wall 8 is formed in a sand chamber 24 that takes in the sand excavated by the cutter head 9 and temporarily retains it. The excavated sediment is discharged backward through the soil means 25. As shown in FIG. 1, the earth discharging means 25 is a screw conveyor, and its front end opening penetrates the lower part of the partition wall 8 so as to face the lower end of the earth and sand chamber 24 and from the partition wall 8 toward the rear. It is arranged in a state inclined obliquely upward.

なお、カッタヘッド9の上記アーム部材19には外径方向に突出した伸縮自在な攪拌棒26を装着していると共に上記スキンプレート1の後胴部1bの外周面の数個所にはカバー27によって覆われた裏込注入管(図示せず)が配設されている。また、スキンプレート1と外筒体3間の中空室5内にはスキンプレート1の後胴部1b側から地盤改良用の薬液注入管29が配設されてあり、この薬液注入管29の先端はスキンプレート1の前端部を貫通して外周地盤側に開口させている。   The arm member 19 of the cutter head 9 is provided with a telescopic stirring rod 26 that protrudes in the outer diameter direction, and covers 27 are provided at several locations on the outer peripheral surface of the rear body 1b of the skin plate 1. A covered backfill injection tube (not shown) is provided. Further, in the hollow chamber 5 between the skin plate 1 and the outer cylindrical body 3, a chemical solution injection pipe 29 for ground improvement is disposed from the rear body portion 1b side of the skin plate 1, and the tip of the chemical solution injection pipe 29 is disposed. Passes through the front end of the skin plate 1 and is opened to the outer peripheral ground side.

次に、以上のように構成した分岐トンネル築造用シールド掘削機Aによって既設トンネルTに連通させるための分岐トンネルT'を築造するには、まず、このシールド掘削機Aを発進立坑(図示せず)内に設置し、そのカッタヘッド9の外側スポーク片9bを伸長させて該カッタヘッド9を拡径させた状態にして回転させながらスキンプレート1から前方の地盤を掘進し、その掘削壁面t'にエレクタ装置26によってセグメントSを組み立てることにより管路Pを形成していく。シールド掘削機の推進は、先に掘削壁面t'に施工したセグメントSの前端面にシールドジャッキ7のロッド先端に装着しているスプレッダ7bを押しつけ、ロッド7aを伸長させることによって行われる。   Next, in order to construct the branch tunnel T ′ for communicating with the existing tunnel T by the shield tunnel excavator A for branch tunnel construction configured as described above, first, the shield excavator A is set to a start shaft (not shown). ), The outer spoke piece 9b of the cutter head 9 is extended and the cutter head 9 is expanded in diameter, and the ground is excavated from the skin plate 1 while rotating, and the excavation wall surface t ' Then, the pipe P is formed by assembling the segment S by the erector device 26. The shield excavator is propelled by pressing the spreader 7b attached to the tip of the rod of the shield jack 7 against the front end surface of the segment S previously constructed on the excavation wall surface t 'and extending the rod 7a.

この際、セグメントSはスキンプレート1の後胴部1b内でエレクタ装置16により組み立てられ、シールド掘削機Aの掘進に従って該後胴部1bの内周面に沿って掘削壁面t'に送りだされる一方、全てのシールドジャッキ7はスキンプレート1の内周面に装着されているので、そのロッド7aの軸心延長線がセグメントSの前端面にできる限り近接または突き当たる状態となり、従って、シールドジャッキ7のロッド7aに曲げ等の無理な力が生じさせることなくセグメントSの前端面に反力をとって安定した状態で推進させることができると共に、機内の作業空間を広く確保することができて能率よく作業が行える。   At this time, the segment S is assembled by the erector device 16 in the rear trunk portion 1b of the skin plate 1, and sent to the excavation wall surface t 'along the inner peripheral surface of the rear trunk portion 1b as the shield excavator A advances. On the other hand, since all the shield jacks 7 are mounted on the inner peripheral surface of the skin plate 1, the axial center extension line of the rod 7a is as close or as close as possible to the front end surface of the segment S. The rod 7a 7 can be driven in a stable state by applying a reaction force to the front end surface of the segment S without causing an excessive force such as bending, and a wide working space in the machine can be secured. Work efficiently.

セグメントSの前端面に反力をとったシールドジャッキ7の推進力は、このシールドジャッキ7を固定させているスキンプレート1の後胴部1b側から中折れジャッキ6を介して前胴部1a及びこの前胴部1aと一体の外筒体3の前側筒体部3aに伝達され、さらに、該外筒体3の前側筒体部3aとボルト等の連結具13によって着脱自在に連結している内筒体4の前側筒体部4aからこの内筒体4に一体に設けている隔壁8を介してカッタヘッド9に伝達される。換言すれば、カッタヘッド9の面に掘削時に作用する切羽側からの圧力は、一体に連結している内外筒体3、4の前側筒体部3a、4aからスキンプレート1、シールドジャッキ7を介して覆工セグメントSの前端面に支持される。なお、内筒体4の後側筒体部4bは前側筒体部4aと連結している伸縮ジャッキ15を介して前方に引かれて一体的に前進する。   The propulsive force of the shield jack 7 that takes a reaction force on the front end surface of the segment S is the front barrel portion 1a and the front barrel portion 1a through the bent middle jack 6 from the rear barrel portion 1b side of the skin plate 1 to which the shield jack 7 is fixed. This is transmitted to the front cylindrical portion 3a of the outer cylindrical body 3 integral with the front barrel portion 1a, and further detachably connected to the front cylindrical portion 3a of the outer cylindrical body 3 by a connecting tool 13 such as a bolt. The light is transmitted from the front cylindrical portion 4a of the inner cylindrical body 4 to the cutter head 9 via a partition wall 8 provided integrally with the inner cylindrical body 4. In other words, the pressure from the face acting on the surface of the cutter head 9 during excavation causes the skin plate 1 and the shield jack 7 to be moved from the front side cylinder parts 3a and 4a of the inner and outer cylinders 3 and 4 connected together. Via the front end face of the lining segment S. Note that the rear cylinder part 4b of the inner cylinder 4 is pulled forward via an expansion / contraction jack 15 connected to the front cylinder part 4a and moves forward integrally.

また、トンネルの掘進中において、シールド掘削機の方向を修正したり曲線トンネル部を掘削する場合には、中折れジャッキ6を作動させることにより、スキンプレート1の前胴部1aを後胴部1bに対して所定の方向に屈折させる。この際、スキンプレート1の前胴部1aと一体の外筒体3の前側筒体部3aも後側筒体部3bに対して一体的に屈折すると共に、この外筒体3の前側筒体部3aの内周面によって内筒体4の前側筒体部4aが押圧され、その屈折量に応じて伸縮ジャッキ15を伸縮させながら後側筒体部4bに対して上記スキンプレート1の前胴部1a及び外筒体3の前側筒体部3aと一体に同一方向に同一角度、屈折する。こうして、シールド掘削機Aを掘進させることにより既設トンネルTに向かって計画線上に沿って所定の方向にトンネルT'を掘削する。掘削された土砂は土砂室24から排土手段25に送り込まれて該排土手段25からトンネルT'内を通じて発進立坑側に排出される。   Further, when the direction of the shield excavator is corrected or the curved tunnel portion is excavated while the tunnel is being excavated, the front trunk portion 1a of the skin plate 1 is moved to the rear trunk portion 1b by actuating the bent jack 6. Is refracted in a predetermined direction. At this time, the front cylindrical portion 3a of the outer cylindrical body 3 integral with the front barrel portion 1a of the skin plate 1 is also refracted integrally with the rear cylindrical portion 3b, and the front cylindrical body of the outer cylindrical body 3 is also refracted. The front cylindrical portion 4a of the inner cylindrical body 4 is pressed by the inner peripheral surface of the portion 3a, and the front barrel of the skin plate 1 with respect to the rear cylindrical portion 4b while expanding and contracting the expansion jack 15 according to the amount of refraction. The portion 1a and the front cylindrical portion 3a of the outer cylindrical body 3 are refracted by the same angle in the same direction. In this way, by tunneling the shield excavator A, the tunnel T ′ is excavated in a predetermined direction along the planned line toward the existing tunnel T. The excavated earth and sand are sent from the earth and sand chamber 24 to the earth discharging means 25 and discharged from the earth discharging means 25 to the start shaft side through the tunnel T ′.

こうして、スキンプレート1の前方地盤をカッタヘッド9により掘削しながらシールド掘削機Aを推進させてトンネルT'を築造して行き、シールド掘削機Aが既設トンネルTにおける所定位置、即ち、該既設トンネルTに上記トンネルT'を交差状に分岐させた状態で連通させる部分に達すると、該部分の外周壁面tにスキンプレート1の前端開口部を対向させた状態で停止させる。この状態にして、このシールド掘削機Aによって築造した上記トンネルT'を既設トンネルTに連結、連通させる作業を行って既設トンネルTからトンネルT'を分岐させる。次に、このトンネルT'の分岐作業工程を図1及び図4〜図6に基づいて説明する。   Thus, the tunnel excavator A is propelled while excavating the front ground of the skin plate 1 with the cutter head 9 to build the tunnel T ′, and the shield excavator A is located at a predetermined position in the existing tunnel T, that is, the existing tunnel. When reaching a portion where the tunnel T ′ communicates with T in a state where the tunnel T ′ is branched in an intersecting manner, the front end opening of the skin plate 1 is stopped in a state where the outer peripheral wall surface t of the portion is opposed. In this state, the tunnel T ′ constructed by the shield excavator A is connected to and communicated with the existing tunnel T to branch the tunnel T ′ from the existing tunnel T. Next, a branching operation process of the tunnel T ′ will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 6.

まず、上記図1は、シールド掘削機Aが既設トンネルTに達してこの既設トンネルTの外周壁面tにおける所定部分にスキンプレート1のフード部1a1 から突出しているカッタヘッド9が対向した状態を示すもので、このカッタヘッド9のセンタビット9c' を既設トンネルTの壁体部にトンネルT'を連通させるために設けられる分岐用開口部B(図6に示す)の中心に合致させた状態にして該開口部Bを開設すべき既設トンネルTの外周壁面tの所定部分に近接又は当接、或いは、該センタビット9c' によって既設トンネルTの壁体部の一部が穿たれた状態となっている。   First, FIG. 1 shows a state in which the shield excavator A reaches the existing tunnel T and the cutter head 9 protruding from the hood portion 1a1 of the skin plate 1 faces a predetermined portion on the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T. Therefore, the center bit 9c ′ of the cutter head 9 is made to coincide with the center of the branch opening B (shown in FIG. 6) provided to communicate the tunnel T ′ with the wall of the existing tunnel T. Thus, the opening portion B is brought close to or in contact with a predetermined portion of the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T, or a part of the wall portion of the existing tunnel T is perforated by the center bit 9c ′. ing.

このようにシールド掘削機Aが既設トンネルTにおける所定位置に達すると、まず、図4に示すように、カッタヘッド9の外側スポーク片9bを各スポーク9a内に収縮させることによってこのカッタヘッド9の外径を外筒体3の内径よりも小径にすると共にカッタヘッド9のアーム部材19に装着している攪拌棒26を収縮させる。さらに、外筒体3の前側筒体部3aと内筒体4の前側筒体部4aとを一体に連結しているボルトよりなる連結具13を取り外して内外筒体3、4を互いに前後方向に相対移動可能にすると共に、内筒体4の前後筒体部4a、4bの対向端部間を連結金具28により一体に連結、固定する。   When the shield excavator A reaches a predetermined position in the existing tunnel T in this way, first, as shown in FIG. 4, the outer spoke pieces 9b of the cutter head 9 are contracted into the respective spokes 9a, whereby the cutter head 9 The outer diameter is made smaller than the inner diameter of the outer cylinder 3 and the stirring rod 26 attached to the arm member 19 of the cutter head 9 is contracted. Further, the connecting tool 13 made of a bolt integrally connecting the front side cylinder part 3a of the outer cylinder 3 and the front side cylinder part 4a of the inner cylinder 4 is removed, and the inner and outer cylinders 3 and 4 are moved forward and backward. The opposing end portions of the front and rear cylinder parts 4a and 4b of the inner cylinder 4 are integrally connected and fixed by a connecting metal fitting 28.

しかるのち、シールドジャッキ7のロッドを伸長させ、管路Pを形成しているセグメントSの前端に反力をとってスキンプレート1を前進させると、該スキンプレート1のフード部1a1 が縮径したカッタヘッド9の外周方を通過して該カッタヘッド9を内包しながらこのカッタヘッド9と既設トンネルTとの間の地盤に突入、推進し、既設トンネルTの外周壁面tにおける分岐用開口部Bを形成すべき位置にその前端面を当接させる。なお、この際、カッタヘッド9やエレクタ16等を備えている内筒体4は必要に応じてウインチ等の牽引装置により固定しておく。   After that, when the rod of the shield jack 7 is extended, and the skin plate 1 is advanced by applying a reaction force to the front end of the segment S forming the pipe P, the diameter of the hood portion 1a1 of the skin plate 1 is reduced. While passing through the outer periphery of the cutter head 9 and enclosing the cutter head 9, it is plunged into the ground between the cutter head 9 and the existing tunnel T and propelled, and a branch opening B in the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T The front end face is brought into contact with the position where the sword should be formed. At this time, the inner cylinder body 4 provided with the cutter head 9, the erector 16 and the like is fixed by a traction device such as a winch if necessary.

このようにスキンプレート1を推進させると、該スキンプレート1と一体の外筒体3は、その内周面に設けているガイドロール11を内筒体4の外周面に転動させながらスキンプレート1と一体的に推進するので、スキンプレート1を円滑且つ確実に推進させることができる。さらに、スキンプレート1の前端面を既設トンネルTの外周壁面tに当接させると、該前端面は予め、既設トンネルTにおける分岐用開口部Bを形成すべき壁体部の外周壁面tに沿って接合する側面凹円弧状に湾曲した湾曲端面2に形成されているので、該湾曲端面2を既設トンネルTの外周壁面tの所定部分に殆ど隙間なく正確に当接させることができる。なお、図においては、既設トンネルTの外周壁面tとスキンプレート1の前端湾曲端面2との形状関係を明確にするために、これらの対向面間に全面的に隙間を設けた状態を示している。   When the skin plate 1 is thus propelled, the outer cylindrical body 3 integrated with the skin plate 1 causes the guide plate 11 provided on the inner peripheral surface thereof to roll on the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 4 while the skin plate 1 1 and the skin plate 1 can be smoothly and reliably propelled. Further, when the front end surface of the skin plate 1 is brought into contact with the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T, the front end surface is previously aligned with the outer peripheral wall surface t of the wall portion where the branch opening B in the existing tunnel T is to be formed. Accordingly, the curved end surface 2 can be accurately brought into contact with a predetermined portion of the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T with almost no gap. In addition, in the figure, in order to clarify the shape relationship between the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T and the front end curved end surface 2 of the skin plate 1, a state in which a gap is provided entirely between these opposed surfaces is shown. Yes.

こうして、既設トンネルTの外周壁面tにおける分岐用開口部Bを形成すべき部分にスキンプレート1の湾曲端面2を接合させたのち、機内から薬液注入管29を通じて既設トンネルTの外周壁面tとスキンプレート1の湾曲端面2との接合部周囲の地盤中に薬液を注入し、固化させることにより、止水層Cを形成する。しかるのち、スキンプレート1の前端部内に取り込まれているカッタヘッド9前面側の土砂を適宜排除する。   In this way, after joining the curved end surface 2 of the skin plate 1 to the portion where the opening B for branching in the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T is to be formed, the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T and the skin are passed through the chemical injection pipe 29 from inside the machine. The water-stopping layer C is formed by injecting and solidifying the chemical into the ground around the joint with the curved end surface 2 of the plate 1. Thereafter, the earth and sand on the front side of the cutter head 9 taken into the front end portion of the skin plate 1 is appropriately removed.

次いで、シールド掘削機Aから後方の管路Pの底部上に軌条(図示せず)を敷設したのち、図5に示すように排土手段25であるスクリューコンベアをシールド掘削機Aから取り外してこの軌条を走行する台車(図示せず)に乗せ、管路P内を発進立坑側に回収、撤去する。なお、軌条はシールド掘削機Aによるトンネル掘進時に、発進立坑側からのセグメント等の部材の搬入用として管路Pの底部に敷設した軌条を利用してもよい。   Next, after laying a rail (not shown) on the bottom of the pipeline P behind the shield excavator A, the screw conveyor as the soil removal means 25 is removed from the shield excavator A as shown in FIG. It is placed on a carriage (not shown) that travels on the rail, and the inside of the pipe P is collected and removed to the start shaft side. The rail may be a rail laid on the bottom of the pipe P for carrying in a member such as a segment from the start shaft when the tunnel is excavated by the shield excavator A.

さらに、内筒体4の下周部に上記軌条上を転動する回収用ガイドローラ30を取付け、カッタヘッド9及びエレクタ装置16を備えている該内筒体4を後方側から牽引装置により引っ張って発進立坑側に移動させ、回収する。こうして回収されたカッタヘッド9やエレクタ装置16を備えている内筒体4は再び他のシールド工事に使用する。   Further, a recovery guide roller 30 that rolls on the rail is attached to the lower peripheral portion of the inner cylinder 4, and the inner cylinder 4 including the cutter head 9 and the erector device 16 is pulled from the rear side by a traction device. Move to the start shaft side and collect. The inner cylinder 4 provided with the cutter head 9 and the erector device 16 collected in this way is used again for another shield work.

一方、掘削壁面tを覆っているスキンプレート1はそのシールド掘削機到達個所に残しておくが、このスキンプレート1に装着している中折れジャッキ6やシールドジャッキ7はスキンプレート1から取り外して回収し、次のシールド工事に使用する。次いで、スキンプレート1の前端面によって囲まれている既設トンネルTの壁体部を既設トンネルT内から、或いはトンネルT'側から解体、除去して図6に示すように、既設トンネルT内からトンネルT'内に通じる開口部Bを開設し、この開口部Bとスキンプレート1の前端面間を溶接或いは適宜な覆工処理によって一体化することにより、既設トンネルTから開口部Bを通じて上記トンネルT'を分岐させた分岐トンネルの築造を完了する。なお、スキンプレート1と外筒体3間の中空室5に配設している中折れジャッキ6やシールドジャッキ7も回収する。   On the other hand, the skin plate 1 covering the excavation wall t is left at the place where the shield excavator reaches, but the bent jack 6 and the shield jack 7 attached to the skin plate 1 are removed from the skin plate 1 and collected. And used for the next shield construction. Next, the wall portion of the existing tunnel T surrounded by the front end face of the skin plate 1 is disassembled and removed from the existing tunnel T or from the tunnel T ′ side, as shown in FIG. An opening B leading to the inside of the tunnel T ′ is opened, and the opening B and the front end surface of the skin plate 1 are integrated by welding or an appropriate lining process, so that the above tunnel is passed through the opening B from the existing tunnel T. Completed the construction of a diverging tunnel with T 'diverging. In addition, the folded jack 6 and the shield jack 7 disposed in the hollow chamber 5 between the skin plate 1 and the outer cylinder 3 are also collected.

上記実施の形態における分岐トンネル築造用シールド掘削機においては、カッタヘッド9を直接、スキンプレート1の側面凹円弧状に湾曲している前端面から前方に突出させた状態で掘進するように構成しているが、このように構成するとカッタヘッド9の背面とスキンプレート1の湾曲端面2との間には側面から見て三日月形状の隙間が生じることなる。図7は湾曲端面2を有するスキンプレート1を備えているにもかかわらず、このような三日月形状の隙間が生じないように構成している分岐トンネル築造用シールド掘削機を示すものである。   In the shield tunnel excavator for building a branch tunnel in the above embodiment, the cutter head 9 is configured to dig directly in a state where the cutter head 9 protrudes forward from the front end surface curved in a concave arc shape on the side surface of the skin plate 1. However, with this configuration, a crescent-shaped gap is formed between the back surface of the cutter head 9 and the curved end surface 2 of the skin plate 1 as viewed from the side surface. FIG. 7 shows a shield tunnel excavator for building a branch tunnel that is configured so that such a crescent-shaped gap does not occur even though the skin plate 1 having the curved end face 2 is provided.

即ち、このシールド掘削機A'においては、上記実施の形態で示したシールド掘削機Aにおいて、スキンプレート1の前胴部1aの前部内周面に沿ってこのスキンプレート1の前端フード部1a1 の長さよりも僅かに長い長さを有し且つ前端面が垂直な直状前端面2'に形成されている短筒形状の内側フード1'をスキンプレート1の前端からその前部が出没可能に配設した構造としている。   That is, in the shield excavator A ′, in the shield excavator A shown in the above embodiment, the front end hood portion 1a1 of the skin plate 1 is formed along the front inner peripheral surface of the front trunk portion 1a of the skin plate 1. A short cylindrical inner hood 1 'having a length slightly longer than the length and formed on a straight front end surface 2' having a vertical front end surface can be protruded from the front end of the skin plate 1 The structure is arranged.

具体的には、図8に示すように、前端面が側面凹円弧状の湾曲端面2に形成されているスキンプレート1とこのスキンプレート1の内方に配設している外筒体3とを一体化させている複数の円環状連結板10において、内周端が外筒体3の前端に一体に連結している最前部の円環状連結板10' の外周端面をスキンプレート1の前部内周面に連結することなく、該円環状連結板10' の外周端面とスキンプレート1の前部内周面との間に、上記内側フード1'を前後摺動自在に挿通、支持しているガイド口31を設けていると共に、スキンプレート1の前胴部内周面に沿って中空室5内に複数本のフードスライドジャッキ32を周方向に所定間隔毎に装着し、これらのフードスライドジャッキ32のロッド前端を内側フード1'の後端面に連結してなるものである。その他の構造については上記図1で示した分岐トンネル築造用シールド掘削機Aと同じであるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。   Specifically, as shown in FIG. 8, a skin plate 1 whose front end surface is formed on a curved end surface 2 having a side-side concave arc shape, and an outer cylindrical body 3 disposed inside the skin plate 1, The outer peripheral end face of the foremost annular connecting plate 10 ′ whose inner peripheral end is integrally connected to the front end of the outer cylindrical body 3 is formed in front of the skin plate 1. The inner hood 1 'is inserted and supported between the outer peripheral end face of the annular connecting plate 10' and the front inner peripheral face of the skin plate 1 so as to be slidable back and forth without being connected to the inner peripheral face of the part. A guide port 31 is provided, and a plurality of hood slide jacks 32 are mounted in the hollow chamber 5 along the inner peripheral surface of the front body portion of the skin plate 1 at predetermined intervals in the circumferential direction. The rod front end is connected to the rear end surface of the inner hood 1 ′. Since the other structure is the same as that of the shield tunnel excavator A for building a tunnel shown in FIG. 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

このように構成したので、発進立坑側から既設トンネルTに向かってトンネルT'を掘削する場合には、フードスライドジャッキ32を伸長させて図1に示すように、内側フード1'の前端部をスキンプレート1のフード部1a1 の前端から前方に突出させてその直状前端面2'をカッタヘッド9の背面近傍部に達した通常のシールド工法による掘削状態にする。この状態にして既設トンネルTに達するまでトンネルT'を掘進しながらその掘削壁面t'をセグメントSによって覆工して管路Pを形成する。   Since it comprised in this way, when excavating tunnel T 'toward the existing tunnel T from the starting pit side, as shown in FIG. 1, the front end part of inner hood 1' is extended by extending the hood slide jack 32. The skin plate 1 protrudes forward from the front end of the hood portion 1a1 and the straight front end surface 2 'is brought into an excavation state by a normal shield method that reaches the vicinity of the back surface of the cutter head 9. In this state, the tunnel T ′ is dug until reaching the existing tunnel T, and the pipe wall P is formed by lining the excavation wall surface t ′ with the segment S.

シールド掘削機A'が既設トンネルTにおける所定位置に達すると、図9に示すように、カッタヘッド9の外側スポーク片9bを各スポーク9a内に収縮させることによってこのカッタヘッド9を縮径させると共に攪拌棒26も収縮させ、さらに、外筒体3の前側筒体部3aと内筒体4の前側筒体部4aとを一体に連結しているボルトよりなる連結具13を取り外して内外筒体3、4を互いに前後方向に相対移動可能にしたのち、シールドジャッキ7のロッドを伸長させ、セグメントSの前端に反力をとってスキンプレート1を外筒体3及び内側フード1'と一体的に前進させることによってスキンプレート1のフード部1a1 から突出している内側フード1'の直状前端面2'の上下方向の中央部を既設トンネルTの外周壁面の対向部分に当接させる。さらに、内筒体4の前後筒体部4a、4bの対向端部間を連結金具28(図10に示す)により一体に連結、固定する。   When the shield excavator A ′ reaches a predetermined position in the existing tunnel T, as shown in FIG. 9, the outer spoke pieces 9b of the cutter head 9 are contracted into the respective spokes 9a to reduce the diameter of the cutter head 9. The stirring rod 26 is also contracted, and the inner and outer cylinders are further removed by removing the connecting tool 13 consisting of a bolt that integrally connects the front cylinder part 3a of the outer cylinder 3 and the front cylinder part 4a of the inner cylinder 4 together. 3 and 4 are moved relative to each other in the front-rear direction, and then the rod of the shield jack 7 is extended so that the reaction force is applied to the front end of the segment S so that the skin plate 1 is integrated with the outer cylinder 3 and the inner hood 1 ′. The vertical center of the straight front end surface 2 ′ of the inner hood 1 ′ protruding from the hood portion 1a1 of the skin plate 1 is brought into contact with the opposing portion of the outer peripheral wall surface of the existing tunnel T. Further, the opposing ends of the front and rear cylinder parts 4a and 4b of the inner cylinder 4 are integrally connected and fixed by a connecting metal fitting 28 (shown in FIG. 10).

この状態から、シールドジャッキ7をさらに伸長させてスキンプレート1を外筒体3と一体的に推進させると同時に、該シールドジャッキ7の伸長量に応じて同じ長さだけフードスライドジャッキ32を収縮させることにより、内側フード1'の直状前端面2'を上記のように既設トンネルTの外周壁面tの一部に当接させた状態を保持しながらスキンプレート1に対して相対的に後退させてガイド口30内に没入させる(図10参照)。   From this state, the shield jack 7 is further extended to propel the skin plate 1 integrally with the outer cylinder 3, and at the same time, the hood slide jack 32 is contracted by the same length according to the extension amount of the shield jack 7. As a result, the straight front end surface 2 ′ of the inner hood 1 ′ is moved backward relative to the skin plate 1 while maintaining the state in which the straight front end surface 2 ′ is in contact with a part of the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T as described above. To immerse it in the guide port 30 (see FIG. 10).

このように、スキンプレート1を推進させると、カッタヘッド9が外筒体3内に収納されると共にスキンプレート1がこのカッタヘッド9と既設トンネルTとの間の地盤に突入、推進して上記実施の形態と同様に既設トンネルTの外周壁面tにおける分岐用開口部Bを形成すべき位置にその湾曲端面2を全面的に当接させる。以下、上記実施の形態と同様に、機内から薬液注入管29を通じて既設トンネルTの外周壁面tとスキンプレート1の湾曲端面2との接合部周囲の地盤中に薬液を注入し、固化させることにより、止水層Cを形成する。   As described above, when the skin plate 1 is propelled, the cutter head 9 is housed in the outer cylindrical body 3 and the skin plate 1 enters and propels into the ground between the cutter head 9 and the existing tunnel T, thereby Similar to the embodiment, the curved end face 2 is brought into full contact with the position where the branch opening B is to be formed in the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T. Thereafter, as in the above embodiment, the chemical solution is injected into the ground around the joint portion between the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T and the curved end surface 2 of the skin plate 1 through the chemical solution injection pipe 29 and solidified. The water blocking layer C is formed.

しかるのち、スキンプレート1の前端部内に取り込まれているカッタヘッド9前面側の土砂を適宜排除すると共に排土手段25であるスクリューコンベアをシールド掘削機Aから取り外して発進立坑側に回収、撤去し、内筒体4の下周部に取り付けたガイドローラ30をトンネルT'内の軌条上に載せてカッタヘッド9及びエレクタ装置16を備えている該内筒体4を後方側から牽引装置により引張ることにより発進立坑側に移動させ、回収する(図11、図12参照)。   After that, the sand on the front side of the cutter head 9 taken into the front end of the skin plate 1 is appropriately removed and the screw conveyor as the earth discharging means 25 is removed from the shield excavator A and collected and removed to the start shaft side. The guide roller 30 attached to the lower peripheral portion of the inner cylinder 4 is placed on the rail in the tunnel T ′, and the inner cylinder 4 provided with the cutter head 9 and the elector device 16 is pulled from the rear side by a traction device. As a result, it is moved to the start shaft side and collected (see FIGS. 11 and 12).

次いで、スキンプレート1の前端面によって囲まれている既設トンネルTの壁体部を既設トンネルT内から、或いはトンネルT'側から解体、除去して既設トンネルT内からトンネルT'内に通じる開口部Bを開設し、この開口部Bとスキンプレート1の前端面間を溶接等によって一体化することにより、既設トンネルTから開口部Bを通じて上記トンネルT'を分岐させた分岐トンネルの築造を完了するものである。なお、スキンプレート1に装着している中折れジャッキ6やシールドジャッキ7はスキンプレート1から取り外して回収する。   Next, the wall portion of the existing tunnel T surrounded by the front end surface of the skin plate 1 is disassembled and removed from the existing tunnel T or from the tunnel T ′ side, and the opening that leads from the existing tunnel T to the tunnel T ′ is opened. Opening the part B and integrating the opening B and the front end face of the skin plate 1 by welding or the like completes the construction of the branch tunnel that branches the tunnel T ′ from the existing tunnel T through the opening B. To do. The folded jack 6 and the shield jack 7 attached to the skin plate 1 are removed from the skin plate 1 and collected.

上記シールド掘削機A、A'はいずれも、機内にシールドジャッキ7を装着しておくと共にエレクタ装置16を配設しておき、このエレクタ装置16によってトンネル掘削壁面に組み立てたセグメントSの前端面に上記シールドジャッキ7の推進反力を受止させながらシールド掘削機を掘進させる所謂シールド工法に使用する掘削機であるが、発進立坑から掘進するシールド掘削機に後続させて埋設管を押圧、推進させることにより、シールド掘削機を掘進させると共にその掘削壁面に上記埋設管を順次、直列状に圧入してこれらの埋設管により管路P'を形成していく、所謂、推進工法に使用されるシールド掘削機A'' を分岐トンネルT'の築造用として構成した場合の本発明のさらに別な実施の形態を次に述べる。   In both the shield excavators A and A ′, the shield jack 7 is attached to the inside of the machine, and the erector device 16 is disposed. The front end surface of the segment S assembled on the tunnel excavation wall surface by the erector device 16 is provided. The excavator is used in a so-called shield method in which the shield excavator is excavated while receiving the propulsion reaction force of the shield jack 7. The excavator is pushed and propelled following the shield excavator excavating from the start shaft. As a result, the shield excavator is dug, and the buried pipe is sequentially press-fitted into the excavation wall surface in series to form a pipe line P ′ by these buried pipes. Next, still another embodiment of the present invention in the case where the excavator A '' is configured to construct the branch tunnel T ′ will be described.

図13はその推進工法用のシールド掘削機A'' を示すもので、円筒形状のスキンプレート1の後胴部1bを短くして該後胴部1bの後端部を、管路P'を形成する最前部の埋設管の前端面に一体に連結、固定していると共にスキンプレート1の前胴部1aの内方に上記実施の形態と同様に前後方向に所定間隔毎に配設している複数の円環状連結板10を介して一体に連結、固定している外筒体3を設けている。なお、この外筒体3の外径は管路P'の内径よりも小径に形成されている。   FIG. 13 shows a shield excavator A ″ for the propulsion method. The rear body 1b of the cylindrical skin plate 1 is shortened so that the rear end of the rear body 1b is connected to the pipe P ′. It is integrally connected and fixed to the front end surface of the foremost buried pipe to be formed, and is arranged in the front body portion 1a of the skin plate 1 at predetermined intervals in the front-rear direction as in the above embodiment. An outer cylindrical body 3 that is integrally connected and fixed via a plurality of annular connecting plates 10 is provided. Note that the outer diameter of the outer cylinder 3 is smaller than the inner diameter of the pipe line P ′.

上記スキンプレート1の前端面は、上記実施の形態と同様に側面から見て、接合すべき既設トンネルTの凸円弧状に湾曲した外周壁面tに全面的に当接、接合可能な凹円弧状に湾曲した湾曲端面2に形成している。さらに、スキンプレート1の前胴部1aと外筒体3との対向面間で形成されている断面円環形状の中空室5の後部内に周方向に所定間隔毎に数本の中折れジャッキ6を装着してその前端部を前胴部1aの内周面に枢着する一方、後端部を前後胴部1a、1b間を屈折自在に接合している中折れ部1cの内周面に枢着している。   The front end surface of the skin plate 1 is a concave arc shape that can be fully abutted and joined to the outer peripheral wall surface t curved in the convex arc shape of the existing tunnel T to be joined, as seen from the side, as in the above embodiment. It is formed on the curved end surface 2 that is curved in a straight line. Furthermore, several middle-folded jacks are provided at predetermined intervals in the circumferential direction in the rear part of the hollow chamber 5 having an annular cross-section formed between the opposed surfaces of the front body part 1a of the skin plate 1 and the outer cylindrical body 3. 6 is attached and the front end thereof is pivotally attached to the inner peripheral surface of the front barrel portion 1a, while the rear end portion is the inner peripheral surface of the bent portion 1c in which the front and rear barrel portions 1a and 1b are bent flexibly. It is pivotally attached to.

また、外筒体3内に、この外筒体3と略同じ長さを有する内筒体4を外筒体3の内周面における前後端部と長さ方向の中間部とに装着しているシール材12を介して前後方向に移動可能に挿入していると共に、これらの内外筒体3、4を互いに内外二重筒構造となるように組み合わせた状態において、内外筒体3、4同士を適宜な連結具13、例えばボルトによって着脱自在に連結している。   In addition, an inner cylinder 4 having substantially the same length as that of the outer cylinder 3 is mounted in the outer cylinder 3 on the front and rear end portions on the inner peripheral surface of the outer cylinder 3 and the intermediate portion in the length direction. In the state where the inner and outer cylinders 3 and 4 are combined so as to have an inner and outer double cylinder structure, the inner and outer cylinders 3 and 4 are mutually inserted. Are detachably connected by an appropriate connector 13, for example, a bolt.

さらに、上記実施の形態と同様に、内筒体4の前部内には隔壁8がその外周端面を内筒体4の内周面に一体に固着することによって設けられていると共に、この隔壁8の中心部にはスキンプレート1の前方地盤を掘削するカッタヘッド9が回転自在に支持されている。なお、このカッタヘッド9の回転駆動機構及び外径を拡縮させる機構は上記実施の形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。   Further, in the same manner as in the above-described embodiment, a partition wall 8 is provided in the front portion of the inner cylindrical body 4 by fixing its outer peripheral end surface integrally to the inner peripheral surface of the inner cylindrical body 4. A cutter head 9 for excavating the front ground of the skin plate 1 is rotatably supported at the center of the plate. Since the rotation driving mechanism and the mechanism for expanding and reducing the outer diameter of the cutter head 9 are the same as those in the above embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

次に、このように構成した分岐トンネル築造用シールド掘削機A'' によって既設トンネルTに連通させるための分岐トンネルT'を築造するには、まず、このシールド掘削機A'' を発進立坑(図示せず)内に設置し、そのスキンプレート1の後胴部1bの後端に一定長さの埋設管を連結し、この埋設管の後端を発進立坑内に設置している推進ジャッキを伸長させることによってシールド掘削機A'' を推進させると共にカッタヘッド9の外側スポーク片9bを伸長させて該カッタヘッド9を拡径させた状態で回転させることにより、スキンプレート1から前方の地盤を掘進する。そして、一本の埋設管が埋設されると、次の埋設管を継ぎ足してその後端面を推進ジャッキにより押し進め、シールド掘削機A'' を掘進させてその掘削壁面を埋設管により被覆した管路P'を形成していく。   Next, in order to build the branch tunnel T ′ for communicating with the existing tunnel T by the shield tunnel excavator A ″ constructed in this way, first, this shield excavator A ″ is set to the start shaft ( A propulsion jack that is installed in the vertical shaft of the skin plate 1 and that has a fixed length of buried pipe connected to the rear end of the rear body 1b of the skin plate 1. By extending the shield excavator A ″ by extending the outer spoke piece 9b of the cutter head 9 and rotating the cutter head 9 in a state where the diameter of the cutter head 9 is increased, the ground in front of the skin plate 1 is moved. Dig up. Then, when one buried pipe is buried, the next buried pipe is added and the rear end face is pushed forward by a propulsion jack, and the shield excavator A '' is dug to cover the excavated wall surface with the buried pipe P 'Will form.

こうして、管路P'を形成しながらシールド掘削機A'' が上記図13に示すように既設トンネルTにおける所定位置に達すると、図14に示すように、カッタヘッド9の外側スポーク片9bを各スポーク9a内に収縮させることによってこのカッタヘッド9を外筒体3よりも小径に縮小させると共に、外筒体3と内筒体4とを一体に連結しているボルトよりなる連結具13を取り外して内外筒体3、4を互いに前後方向に相対移動可能にしたのち、発進立坑内に設置している上記推進ジャッキを伸長させることにより、スキンプレート1を外筒体3と一体的に前進させ、既設トンネルTの外周壁面tにおける分岐用開口部Bを形成すべき位置にスキンプレート1の前端湾曲端面2を全面的に当接させる。この際、隔壁8にカッタヘッド9や排土手段25を備えている内筒体4を後方からウインチ等の牽引装置によって固定しておく。   Thus, when the shield excavator A ″ reaches the predetermined position in the existing tunnel T as shown in FIG. 13 while forming the pipe P ′, the outer spoke piece 9b of the cutter head 9 is moved as shown in FIG. The cutter head 9 is contracted into each spoke 9a to reduce the diameter of the cutter head 9 to a smaller diameter than that of the outer cylinder 3, and a connecting tool 13 made of a bolt integrally connecting the outer cylinder 3 and the inner cylinder 4 is provided. After removing and allowing the inner and outer cylinders 3 and 4 to move relative to each other in the longitudinal direction, the skin jack 1 is moved forward integrally with the outer cylinder 3 by extending the propulsion jack installed in the start shaft. The curved end surface 2 of the front end of the skin plate 1 is brought into full contact with the position where the opening B for branching in the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T is to be formed. At this time, the inner cylinder body 4 provided with the cutter head 9 and the soil discharging means 25 is fixed to the partition wall 8 from behind by a traction device such as a winch.

しかるのち、上記実施の形態と同様に、機内から薬液注入管(図示せず)を通じて既設トンネルTの外周壁面tとスキンプレート1の湾曲端面2との接合部周囲の地盤中に薬液を注入し、固化させることにより止水層Cを形成したのち、スキンプレート1の前端部内に取り込まれているカッタヘッド9前面側の土砂を適宜排除すると共に排土手段25であるスクリューコンベアをシールド掘削機A'' から取り外して発進立坑側に回収、撤去し、次いで、カッタヘッド9を備えている内筒体4を上記牽引装置により引張ることにより発進立坑側に移動させ、回収する(図15、図16参照)。この際、図示していないが上記実施の形態と同様に管路P'の底部上に敷設した軌条を利用して上記排土手段25や内筒体4を発進立坑側に撤去、回収するものである。   After that, as in the above embodiment, the chemical solution is injected into the ground around the joint portion between the outer peripheral wall surface t of the existing tunnel T and the curved end surface 2 of the skin plate 1 through the chemical solution injection pipe (not shown). Then, after the water-stopping layer C is formed by solidifying, the sand on the front side of the cutter head 9 taken into the front end portion of the skin plate 1 is appropriately removed and the screw conveyor as the soil discharging means 25 is connected to the shield excavator A It is removed from '' and recovered and removed to the start shaft side, and then the inner cylinder 4 provided with the cutter head 9 is pulled to the start shaft side by pulling with the traction device and recovered (FIGS. 15 and 16). reference). At this time, although not shown, the earth removing means 25 and the inner cylindrical body 4 are removed to the start shaft side and collected by using a rail laid on the bottom of the pipe P ′ as in the above embodiment. It is.

次いで、スキンプレート1の前端面によって囲まれている既設トンネルTの壁体部を既設トンネルT内から、或いはトンネルT'側から解体、除去して既設トンネルT内からトンネルT'内に通じる開口部Bを開設し、この開口部Bとスキンプレート1の前端面間を溶接等によって一体化することにより、既設トンネルTから開口部Bを通じて上記トンネルT'を分岐させた分岐トンネルの築造を完了するものである。なお、スキンプレート1に装着している中折れジャッキ6はスキンプレート1から取り外して回収する。   Next, the wall portion of the existing tunnel T surrounded by the front end surface of the skin plate 1 is disassembled and removed from the existing tunnel T or from the tunnel T ′ side, and the opening that leads from the existing tunnel T to the tunnel T ′ is opened. Opening the part B and integrating the opening B and the front end face of the skin plate 1 by welding or the like completes the construction of the branch tunnel that branches the tunnel T ′ from the existing tunnel T through the opening B. To do. The folded jack 6 attached to the skin plate 1 is removed from the skin plate 1 and collected.

なお、以上のいずれの実施の形態においても、カッタヘッド9のスポーク9aは、このスポーク9aを中空に形成してその内部に外側スポーク片9bを出没自在に収納し、スポーク9a内に装着しているジャッキの作動により、外側スポーク片9bを中空のスポーク9aの開口端から出没させてカッタヘッド9の外径を拡縮させるように構成しているが、スポーク9aの外端に一定長のスポーク片を切り離し自在に連結して、該スポーク片を連結した状態においてはカッタヘッド9をスキンプレート1の外径に略等しい外径とし、スポーク片を取り外した状態においては、カッタヘッド4の外径を管路内を通じて撤去可能な径となるように構成しておいてもよい。   In any of the above-described embodiments, the spoke 9a of the cutter head 9 is formed by hollowly forming the spoke 9a so that the outer spoke piece 9b can be retracted and mounted in the spoke 9a. The outer spoke piece 9b is projected and retracted from the open end of the hollow spoke 9a by the operation of the jack, and the outer diameter of the cutter head 9 is expanded and reduced. However, the spoke piece of a certain length is formed at the outer end of the spoke 9a. The cutter head 9 is set to an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the skin plate 1 in the state where the spoke pieces are connected, and the outer diameter of the cutter head 4 is set to be the same when the spoke pieces are removed. You may comprise so that it may become a diameter which can be removed through the inside of a pipe line.

シールド掘削機全体の簡略縦断側面図。The simplified longitudinal section side view of the whole shield excavator. 中折れジャッキとシールドジャッキとの配設部分の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the arrangement | positioning part of a bending jack and a shield jack. カッタヘッドの正面図。The front view of a cutter head. スキンプレートの前端面を既設トンネルの外周壁面に当接させた状態の簡略縦断側面図。The simplified vertical side view of the state which made the front-end surface of the skin plate contact the outer peripheral wall surface of the existing tunnel. 排土手段およびカッタヘッド等を撤去、回収している状態の簡略縦断側面図。The simplified vertical side view of the state where the soil removal means and the cutter head are removed and collected. 既設トンネルからトンネルを分岐させた状態の簡略縦断側面図。A simplified longitudinal side view of a state where a tunnel is branched from an existing tunnel. 本発明の別な実施の形態を示すシールド掘削機の簡略縦断側面図。The simple vertical side view of the shield excavator which shows another embodiment of this invention. その要部の拡大縦断側面図。The enlarged vertical side view of the principal part. 内側フードを既設トンネルに当接させた状態の簡略縦断側面図。The simplified vertical side view of the state which made the inner side hood contact | abut the existing tunnel. スキンプレートの前端面を既設トンネルの外周壁面に当接させた状態の簡略縦断側面図。The simplified vertical side view of the state which made the front-end surface of the skin plate contact the outer peripheral wall surface of the existing tunnel. カッタヘッド等を撤去、回収する状態の簡略縦断側面図。A simplified longitudinal side view of a state in which a cutter head or the like is removed and collected. トンネルを分岐させた状態の簡略縦断側面図。The simplified longitudinal side view of the state where the tunnel is branched. 本発明のさらに別な実施の形態を示すシールド掘削機の簡略縦断側面図。The simple vertical side view of the shield excavator which shows another embodiment of this invention. スキンプレートの前端面を既設トンネルの外周壁面に当接させた状態の簡略縦断側面図。The simplified vertical side view of the state which made the front-end surface of the skin plate contact the outer peripheral wall surface of the existing tunnel. カッタヘッド等を撤去、回収する状態の簡略縦断側面図。A simplified longitudinal side view of a state in which a cutter head or the like is removed and collected. トンネルを分岐させた状態の簡略縦断側面図。The simplified longitudinal side view of the state where the tunnel is branched. 従来例を示す簡略縦断側面図。The simplified vertical side view which shows a prior art example. その簡略平面図。The simplified plan view.

符号の説明Explanation of symbols

A シールド掘削機
T 既設トンネル
T' 分岐トンネル
P 管路
1 スキンプレート
2 湾曲端面
3 外筒体
4 内筒体
5 中空室
6 中折れジャッキ
7 シールドジャッキ
8 隔壁
9 カッタヘッド
16 エレクタ装置
A Shield excavator T Existing tunnel
T 'branch tunnel P pipeline 1 skin plate 2 curved end face 3 outer cylindrical body 4 inner cylindrical body 5 hollow chamber 6 bent jack 7 shield jack 8 bulkhead 9 cutter head
16 Electa device

Claims (4)

既設トンネルに向かって該既設トンネルに交差状に連結、連通させる分岐トンネルを築造するためのシールド掘削機であって、既設トンネルの外周壁面に当接させるスキンプレートの前端面を上記既設トンネルの外周壁面に接合可能な側面凹円弧状に湾曲した湾曲端面に形成していることを特徴とする分岐トンネル築造用シールド掘削機。   A shield excavator for constructing a branch tunnel that connects and communicates with an existing tunnel in a crossing manner toward the existing tunnel, and the front end surface of the skin plate that contacts the outer peripheral wall surface of the existing tunnel is connected to the outer periphery of the existing tunnel. A shield excavator for building a branch tunnel, characterized in that it is formed on a curved end surface curved in a concave arc shape on the side surface that can be joined to a wall surface. スキンプレートの内周面に該内周面から内側に小間隔を存して、分岐トンネルの掘削壁面を覆工している管路よりも小径の外筒体を一体に設けていると共に、この外筒体内に内筒体を前後方向に移動可能に挿入して外筒体に着脱自在に連結してあり、さらに、この内筒体の前部に一体に設けている隔壁にスキンプレートの前方地盤を掘削し、且つ、外径が上記外筒体の内径よりも小径となるように縮径可能に構成しているカッタヘッドを回転自在に支持していることを特徴とする請求項1に記載の分岐トンネル築造用シールド掘削機。   The skin plate is provided with an outer cylindrical body integrally with a smaller diameter than the pipe line covering the excavation wall surface of the branch tunnel, with a small gap inward from the inner peripheral surface to the inner peripheral surface of the skin plate. The inner cylinder is inserted into the outer cylinder so as to be movable in the front-rear direction, and is detachably connected to the outer cylinder. Further, a front wall of the skin plate is attached to a partition wall provided integrally with the front portion of the inner cylinder. 2. A cutter head configured to excavate the ground and to be reduced in diameter so that the outer diameter is smaller than the inner diameter of the outer cylindrical body is supported rotatably. A shield excavator for building a branch tunnel as described. スキンプレートが互いに屈折自在に接続した前後胴部からなると共に内外筒体も互いに屈折自在な前筒部と後筒部とに分割されてあり、さらに、スキンプレートの内周面と外筒体の外周面間で形成された円環状の中空室内に複数本の中折れジャッキとシールドジャッキとを配設していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の分岐トンネル築造用シールド掘削機。   The skin plate is composed of front and rear body portions that are refractorably connected to each other, and the inner and outer cylinders are also divided into a front tube portion and a rear tube portion that are also refractable to each other. 3. The shield tunnel excavation for building a branch tunnel according to claim 1, wherein a plurality of middle-folded jacks and shield jacks are arranged in an annular hollow chamber formed between outer peripheral surfaces. Machine. スキンプレートの後端部を推進埋設管の前端に屈折可能に接続していると共にスキンプレートの内周面と外筒体の外周面間で形成された円環状の中空室内に推進埋設管に対してスキンプレートと外筒体とを一体的に所定方向に屈折させる複数本の中折れジャッキを装着していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の分岐トンネル築造用シールド掘削機。   The rear end of the skin plate is connected to the front end of the propulsion buried pipe in a refractionable manner, and is connected to the propulsion buried pipe in an annular hollow chamber formed between the inner peripheral surface of the skin plate and the outer peripheral surface of the outer cylindrical body. 3. A shield tunnel excavator for building a branch tunnel according to claim 1 or 2, wherein a plurality of middle-folding jacks for integrally bending the skin plate and the outer cylindrical body in a predetermined direction are attached. .
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