JP2005325522A - シールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 前胴を掘進させるための反力を、安定した既設セグメントの外周面にとる構成で実現することにより、掘進作業とセグメント組み立て作業を同時期に行い、シールド工法の高速化を実現できる、シールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法を提供する。
【解決手段】 シールド掘進機は、前胴10と後胴11とをスライドジャッキ3により軸方向にスライド自在に連結して成り、後胴11の前方部内側面には、新設セグメント5’の前端面に反力をとるシールドジャッキ4が設けられ、前記後胴11の後方部内側面には、既設セグメント5を外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体7から成る締め付け装置8が設けられ、スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4を伸縮動作させる制御装置、及び締め付け装置8の袋体7を膨張・収縮させる制御装置が設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】 シールド掘進機は、前胴10と後胴11とをスライドジャッキ3により軸方向にスライド自在に連結して成り、後胴11の前方部内側面には、新設セグメント5’の前端面に反力をとるシールドジャッキ4が設けられ、前記後胴11の後方部内側面には、既設セグメント5を外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体7から成る締め付け装置8が設けられ、スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4を伸縮動作させる制御装置、及び締め付け装置8の袋体7を膨張・収縮させる制御装置が設けられている。
【選択図】 図1
Description
この発明は、トンネルを掘削施工するシールド工法に使用するシールド掘進機、および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法の技術分野に属し、更に云えば、カッタ等の掘削装置による掘進作業と、エレクタ装置によるセグメント組み立て作業を同時期に行うことができる、シールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法の技術分野に属する。
シールド工法は、シールド掘進機で地山を掘進した跡にセグメントを組み立ててトンネルを構築するものである。近年、シールド工事用の用地確保が特に過密化した都市部において困難であり、用地を確保できたとしても長期使用が困難であること、及びトンネルの長距離化が顕著になってきていること、さらに、建設工事のコスト縮減の社会的ニーズを満たす必要があること、等々の問題から、シールド工法の高速化が切望されている。
しかしながら、従来のシールド工法は、シールド掘進機でセグメントの1リング分を掘進した段階で掘進作業を一旦停止し、セグメントを1リング分組み立て、同セグメント組み立て作業完了後に再びシールド掘進機による掘進作業を開始していた。要するに、従来のシールド工法は、掘削装置による掘進作業とエレクタ装置によるセグメント組み立て作業を交互に繰り返して行っていたため、比例的に多くの作業時間を必要とし、シールド工法の高速化の余地が多大に残されていた。
従来、掘進作業とセグメント組み立て作業とを同時期に行うことによりシールド工法の高速化を実現して、作業時間の大幅な短縮を図ることが可能な同時施工シールド工法が種々開示されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
前記特許文献1に記載された同時施工シールド工法は、スライドジャッキが収縮されすべてのシールドジャッキが伸張された初期状態から(特許文献1の第3図参照)、セグメントの前端面に反力をとりながらスライドジャッキを伸張させて前胴を掘進すると同時に、複数のシールドジャッキのうちの一部を収縮させて既設セグメントとの間にセグメントピースを組み込み、新設してまもないセグメントピースに反力をとる工程を他のシールドジャッキに順次繰り返して行うことによりセグメントをリング状に組み立て、当該セグメントを組み立てた後、スライドジャッキとシールドジャッキの押側圧力室に圧力を加えてこれらのジャッキを初期状態に戻す運転方法で実施している(特許請求の範囲、及び公開公報第3頁左下欄14行目〜第4頁左上欄10行目参照)。
前記特許文献2に記載された同時施工シールド工法は、前記特許文献1と比して、スライドジャッキ及びシールドジャッキのストロークを短くして実施できるように工夫を施すことにより、シールド掘進機のコンパクト化を実現しているが、運転方法の技術思想は前記特許文献1とほぼ同様である。即ち、セグメントの前端面に反力をとりながらスライドジャッキを伸張させて前胴を掘進すると同時に、複数のシールドジャッキのうちの一部を収縮させて既設セグメントとの間にセグメントピースを組み込み、新設してまもないセグメントピースに反力をとる工程を他のシールドジャッキに順次繰り返して行うことによりセグメントをリング状に組み立て、当該セグメントを組み立てた後、スライドジャッキとシールドジャッキを初期状態に戻す運転方法で実施している(請求項3、及び段落番号[0026]〜[0035]参照)。
要するに、前記特許文献1及び特許文献2に記載された同時施工シールド工法は共通して、掘削装置による掘進作業とエレクタ装置によるセグメント組み立て作業を同時期に行うことによりシールド工法の高速化を実現しているので、上述した諸問題を一応解決している。
特許文献1及び特許文献2に係る技術は共通して、前胴を掘進させるための反力を、既設セグメント或いは新設セグメントの前端面にシールドジャッキを伸張して取ることを必須要件としている。
そのため、複数のシールドジャッキのうちの一部を収縮させて既設セグメントの間にセグメントピースを組み込み、当該セグメントピースに反力をとる工程を他のシールドジャッキに順次繰り返して行う必要があり、シールドジャッキの制御を複雑化し、コストが嵩むという問題がある。それに伴い、シールドジャッキの制御機構が故障する虞があり、仮に故障した場合の修理が至難であるという問題も孕んでいる。
また、セグメントの施工についても、一部のシールドジャッキの盛り替えを待ってセグメントピースを組み込む作業を順次行わなければならず、スムーズな組み立て作業を行い得ない問題もある。さらに、新設してまもないセグメント(ピース)に多大な反力を付与することを余儀なくされるので、当該セグメント(ピース)に反力をとって行う掘進作業の安定性に疑問が残る。
よって、前記特許文献1及び特許文献2に係る技術は、特に、経済性及び施工性並びに安定性の点で改良の余地が残されていると云える。
本発明の目的は、前胴を掘進させるための反力を、安定した既設セグメントの外周面にとる構成で実現することにより、掘進作業とセグメント組み立て作業を同時期に行い、シールド工法の高速化を実現できることは勿論、シールドジャッキの制御をシンプルに実施できると共に、セグメント組み立て作業をシールドジャッキの盛り替えに制約を受けることなく実施でき、経済性及び施工性並びに安定性に優れたシールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法を提供することにある。
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係
るシールド掘進機は、図1に示したように、
前面にカッタ等の掘削装置1を備えた前胴10と、セグメント5、5’を組み立てるエレクタ装置2を内蔵した後胴11とをスライドジャッキ3により軸方向にスライド自在に連結して成り、
後胴11の前方部内側面には、新設セグメント5’の前端面に反力をとるシールドジャッキ4が設けられ、前記後胴11の後方部内側面には、既設セグメント5を外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体7から成る締め付け装置8が設けられていること、
スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4を伸縮動作させる制御装置、及び締め付け装置8の袋体7を膨張・収縮させる制御装置が設けられていることを特徴とする。
るシールド掘進機は、図1に示したように、
前面にカッタ等の掘削装置1を備えた前胴10と、セグメント5、5’を組み立てるエレクタ装置2を内蔵した後胴11とをスライドジャッキ3により軸方向にスライド自在に連結して成り、
後胴11の前方部内側面には、新設セグメント5’の前端面に反力をとるシールドジャッキ4が設けられ、前記後胴11の後方部内側面には、既設セグメント5を外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体7から成る締め付け装置8が設けられていること、
スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4を伸縮動作させる制御装置、及び締め付け装置8の袋体7を膨張・収縮させる制御装置が設けられていることを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載したシールド掘進機において、
スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4は共に、ほぼセグメント1リング幅分のストロークとされていることを特徴とする。
スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4は共に、ほぼセグメント1リング幅分のストロークとされていることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載したシールド掘進機において、
締め付け装置8の袋体7は、高強度ゴムシートなどの、柔軟性及び引っ張り強度並びに摩擦抵抗に優れた材質からなるシートが使用されていることを特徴とする。
締め付け装置8の袋体7は、高強度ゴムシートなどの、柔軟性及び引っ張り強度並びに摩擦抵抗に優れた材質からなるシートが使用されていることを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、請求項1〜3のいずれか一に記載したシールド掘進機において、図7と図9に示したように、
締め付け装置8には、チューブ状の、柔軟性と引っ張り強度に優れたアラミド繊維などの炭素繊維18が、袋体7を跨ぐように軸方向に装着されていることを特徴とする。
締め付け装置8には、チューブ状の、柔軟性と引っ張り強度に優れたアラミド繊維などの炭素繊維18が、袋体7を跨ぐように軸方向に装着されていることを特徴とする。
請求項5に記載した発明に係る同時施工シールド工法は、図1〜図4に示したように、
前面にカッタ等の掘削装置1を有する前胴10と、セグメント5、5’を組み立てるエレクタ装置2を内蔵する後胴11とをスライドジャッキ3により軸方向にスライド自在に連結して成るシールド掘進機により掘進するシールド工法において、
シールド掘進機の後胴11の前方部内側面に、新設セグメント5’の前端面に反力をとるシールドジャッキ3を設け、前記後胴11の後方部内側面に、既設セグメント5を外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体7から成る締め付け装置8を設け、前記スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4を収縮させて初期状態とすること、
前記締め付け装置8の袋体7を膨張させて既設セグメント5を外側から締め付け固定する第1の工程と、
前記前胴10を、締め付け装置8により締め付け固定された既設セグメント5に反力をとったスライドジャッキ3を伸張させてセグメント1リング幅分掘進させ、同時期に、後胴11に内蔵したエレクタ装置2により新設セグメント5’を1リング組み立てる第2の工程と、
前記シールドジャッキ4の一端を新設セグメント5’の前端面に当接させ、前記締め付け装置8はその袋体7を収縮させて既設セグメント5の締め付けを開放する第3の工程と、
前記シールドジャッキ4を新設セグメント5’の前端面に反力をとって伸張させ、当該伸張させた分だけ前記スライドジャッキ3を収縮することにより、前記後胴11をセグメント1リング幅分推進させる第4の工程と、
前記シールドジャッキ4を収縮させて前記初期状態に戻す第5の工程と、
以下、前記第1の工程から第5の工程までを順次繰り返して掘進作業とセグメント組み立て作業とを同時期に行うことを特徴とする。
前面にカッタ等の掘削装置1を有する前胴10と、セグメント5、5’を組み立てるエレクタ装置2を内蔵する後胴11とをスライドジャッキ3により軸方向にスライド自在に連結して成るシールド掘進機により掘進するシールド工法において、
シールド掘進機の後胴11の前方部内側面に、新設セグメント5’の前端面に反力をとるシールドジャッキ3を設け、前記後胴11の後方部内側面に、既設セグメント5を外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体7から成る締め付け装置8を設け、前記スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4を収縮させて初期状態とすること、
前記締め付け装置8の袋体7を膨張させて既設セグメント5を外側から締め付け固定する第1の工程と、
前記前胴10を、締め付け装置8により締め付け固定された既設セグメント5に反力をとったスライドジャッキ3を伸張させてセグメント1リング幅分掘進させ、同時期に、後胴11に内蔵したエレクタ装置2により新設セグメント5’を1リング組み立てる第2の工程と、
前記シールドジャッキ4の一端を新設セグメント5’の前端面に当接させ、前記締め付け装置8はその袋体7を収縮させて既設セグメント5の締め付けを開放する第3の工程と、
前記シールドジャッキ4を新設セグメント5’の前端面に反力をとって伸張させ、当該伸張させた分だけ前記スライドジャッキ3を収縮することにより、前記後胴11をセグメント1リング幅分推進させる第4の工程と、
前記シールドジャッキ4を収縮させて前記初期状態に戻す第5の工程と、
以下、前記第1の工程から第5の工程までを順次繰り返して掘進作業とセグメント組み立て作業とを同時期に行うことを特徴とする。
本発明に係るシールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法によれば、前胴10を掘進させるための反力を、前記締め付け装置8の袋体7を膨張させて、既に施工済みの安定性に優れた既設セグメント5の外側(外周面)にとる構成なので、以下の効果を奏する。
I)掘進作業とセグメント組み立て作業とを同時期に行うことによりシールド工法の高速化を実現できることは勿論、安定した状態で、前胴10の掘進作業を行うことができる。
II)すべてのシールドジャッキ4を同時に伸縮制御すれば足り、従来技術のように、一部のシールドジャッキと残りのシールドジャッキを個別に伸縮制御する必要が一切ないので、シールドジャッキ4の制御機構のシンプル化を実現でき、経済性に優れている。
III)シールドジャッキ4の盛り替えに制約を受けることなく、セグメント5’の組み立て作業をスムーズに行い得るので、施工性に優れている。
IV)このように、経済性及び施工性並びに安定性に優れた高速化したシールド工法を実現できるので、従来問題とされていた、シールド工事用の用地確保が特に過密化した都市部において困難であり、用地を確保できたとしても長期使用が困難であること、及びトンネルの長距離化が顕著になってきていること、さらに、建設工事のコスト縮減の社会的ニーズを満たす必要があること、等々の問題を一挙に確実に解決することができる。
I)掘進作業とセグメント組み立て作業とを同時期に行うことによりシールド工法の高速化を実現できることは勿論、安定した状態で、前胴10の掘進作業を行うことができる。
II)すべてのシールドジャッキ4を同時に伸縮制御すれば足り、従来技術のように、一部のシールドジャッキと残りのシールドジャッキを個別に伸縮制御する必要が一切ないので、シールドジャッキ4の制御機構のシンプル化を実現でき、経済性に優れている。
III)シールドジャッキ4の盛り替えに制約を受けることなく、セグメント5’の組み立て作業をスムーズに行い得るので、施工性に優れている。
IV)このように、経済性及び施工性並びに安定性に優れた高速化したシールド工法を実現できるので、従来問題とされていた、シールド工事用の用地確保が特に過密化した都市部において困難であり、用地を確保できたとしても長期使用が困難であること、及びトンネルの長距離化が顕著になってきていること、さらに、建設工事のコスト縮減の社会的ニーズを満たす必要があること、等々の問題を一挙に確実に解決することができる。
本発明に係るシールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法は、施工性及び経済性並びに安定性に優れた高速化を実現するべく、以下のように実施される。
図1と図5は、請求項1に記載したシールド掘進機を示しており、図1〜図4は、同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法を段階的に示している。
このシールド掘進機は、前面にカッタ等の掘削装置1を備えた前胴10と、セグメントを組み立てるエレクタ装置2を内蔵した後胴11とをスライドジャッキ3により軸方向にスライド自在に連結して成る所謂複胴型シールド掘進機であり、後胴11の前方部内側面には、新設セグメント5’の前端面に反力をとるシールドジャッキ4が設けられ、前記後胴11の後方部内側面には、既設セグメント5を外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体7から成る締め付け装置8が設けられ(図5と図6も参照)、スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4を伸縮動作させる制御装置(図示省略)、及び締め付け装置8の袋体7を膨張・収縮させる制御装置(図示省略)が設けられていることを特徴とする(請求項1記載の発明)。
本実施例に係る締め付け装置8は、図5に示したように、後胴11の後方部内側面の周方向に沿ってリング状に固定して設けた凹状の容器15と、同容器15の凹部をルーズに被覆するように設けた膨張・収縮が可能なリング状の袋体7とから成り、同袋体7は前記容器15の凹部を密閉状態とするように、その両端部を前記容器15の内側縁部に固定された金具17にリベット等の固定手段でしっかり固定されている。なお、前記容器15に袋体7を固定する手段はこれに限定されない。前記容器15にはゴムホース16の一端が連通され、同ゴムホース16の他端はエアー供給ポンプなどの制御装置(図示省略)に連通されている。
前記締め付け装置8の締め付け力は、セグメント5の外側(外周面)に反力をとってスライドジャッキ3を推進させると共に、前胴10を掘進させることができる構造設計とすることに留意する。したがって、前記締め付け装置8の袋体7は、高強度ゴムシートなどの、柔軟性はもちろん引っ張り強度と摩擦抵抗に優れた材質からなるシートで実施することが好ましい(請求項3記載の発明)。また、前記締め付け装置8の袋体7を膨張・収縮させる手段として、本実施例では、空気圧(エア)を利用して実施しているが、油圧でも水圧でも勿論実施可能である。ちなみに、前記締め付け装置8は、一例として、その幅寸Bを、セグメント5、5’の1リング幅分の1000mm程度で実施され、その高さHを、30mm程度で実施されている。なお、締め付け装置8の大きさは勿論これに限定されず、所要の締め付け力を発揮することを条件に、後胴11の内側面と既設セグメント5の外周面との間に収まる程度の大きさで実施すればよい。また、前記ゴムホース16及び制御装置は、エレクタ装置2によるセグメント5(5’)の施工に支障を生じないように配設することに留意する。
本実施例に係る締め付け装置8は、図6に概略的に示したように、前記既設セグメント5を取り囲むように、前記後胴11の内側面の周方向に沿ってリング状に設置して実施しているが、実施例は勿論これに限定されない。前記スライドジャッキ3を安定して推進させるのに必要十分な反力を既設セグメント5に付与できることを条件に、図8に概略的に示したように、前記後胴11の内側面の周方向に沿って所要の間隔を空けてバランス良く複数(図示例では12個)の締め付け装置8を設置して実施することもできる。また、図7と図9に概略的に示したように、前記締め付け装置8の袋体7の引っ張り強度を補うべく、前記締め付け装置8に、チューブ状の、柔軟性と引っ張り強度に優れたアラミド繊維などの炭素繊維18を、袋体7を跨ぐように軸方向にスキンプレートなどの装着材(図示省略)で装着して実施することもできる(請求項4記載の発明)。なお、前記チューブ状の炭素繊維18の両端部を、袋体7を跨いで後胴11の内側面に固定して実施する場合は、図10に示したように、当該炭素繊維18が袋体7(締め付け装置8)を支持して位置決めするので、当該袋体7を後胴11の内側面に必ずしも固定する必要はなく、前記袋体7を後胴11の内側面に固定するための容器15は特に必要としない。前記袋体7の構造については様々なバリエーションが考えられるが、セグメント5側に特に膨張するように工夫を施した構造で実施することもできる。
本実施例に係る掘削装置1にはカッタヘッドが使用され、円筒形の前胴10の前面に回転自在に装着されている。前胴10内の後部には、円筒形の後胴11が、その前方部分11aを軸方向に摺動自在に挿入されており、その前方部分(挿入部)11aは前胴10の後端に設けられた継目シール6を介して重合され、後方部分(非挿入部)11bは、前胴10の径の大きさで掘削されたトンネル径を後方においても維持するべく、前胴と同径となるように拡大して実施されている。
前記後胴11の後端には、後胴11の内側面の周方向に沿ってリング状に組み立てられるセグメント5との隙間から漏水等の進入を防止するテールシール9が設けられ、前記前胴10の継目シール6と共に前胴10及び後胴11のシール性を確保する構成で実施されている。
また、前胴10及び後胴11の内周面の周方向に沿ってそれぞれ、スライドジャッキ3とシールドジャッキ4とがその作動方向をフレーム軸方向に向けて複数個配設されている。この配置は、具体的には、後胴11の内周面の周方向に沿ってリング状にバランス良く所要の数(本実施例では均等角度に8本ずつ)設けられ、中央部のスペースの有効利用が図れるように実施している。
前記スライドジャッキ3は、その基端側が、後胴11の前方部分11aの先端部内側面の周方向に沿ってリング状に突設した取り付け板12に固定されると共に、ロッド先端側が前胴10の内周に設けた当接板13に連結され、当該スライドジャッキ3を伸縮させることにより重合部で軸方向にスライド自在な構成で、具体的には、当該取り付け板12(後胴11)に反力をとり前胴10を押し出して、その前面の掘削装置1で掘進させる構成で実施されている。なお、後胴11に対する前記スライドジャッキ3の固定手段はこれに限定されない。また、前記スライドジャッキ3における基端側とロッド先端側の向きは左右逆に配設してもほぼ同様に実施できる。
前記シールドジャッキ4は、その基端側が、後胴11の前方部分11aの中央部内側面に周方向に沿ってリング状に突設した取り付け板14に固定されると共に、ロッド先端側が後胴11に内蔵されたエレクタ装置2により組み立てられるリング状の新設セグメント5’に当接する配置に設けられ、この新設セグメント5’に反力をとり後胴11を前胴10に引き寄せて深く重合し得る構成で実施されている。なお、後胴11に対する前記シールドジャッキ4の固定手段はこれに限定されない。また、前記シールドジャッキ4における基端側とロッド先端側の向きは左右逆に配設してもほぼ同様に実施できる。
前記スライドジャッキ3とシールドジャッキ4は、これらを個別に伸縮動作が可能なように制御装置(図示省略)により制御され、それぞれの使用目的に応じた種々の作動が行える構成で実施されている。また、前記スライドジャッキ3とシールドジャッキ4のストロークは共に、セグメント5、5’の1リングの幅とほぼ同等の1000mm程度で実施することが好ましい(請求項2記載の発明)。さらに、前記スライドジャッキ3及びシールドジャッキ4の使用本数は、8本に限定されず、シールド径に応じた好適な本数で実施可能である。特に、前記シールドジャッキ4は、前胴10を掘進させるために利用するものではなく、後胴を推進させるために利用すれば足りるので、使用本数は、従来技術と比して、少なくても(例えば3本程度でも)十分に実施可能である。
上記構成のシールド掘進機を使用した同時施工シールド工法について、図1〜図4に基づいて説明する。
図1は、前記シールド掘進機のすべてのスライドジャッキ3及びシールドジャッキ4が収縮した初期状態を示している。ちなみに、収縮したシールドジャッキ4と既設セグメント5の前端面の間には、新設セグメント5’を十分に組み込むことができる隙間(1200mm程度)を予め確保しておくことに留意する。
この状態から、前記締め付け装置8の袋体7を膨張させて既設セグメント5のうち先頭部のセグメント5を外側から締め付け固定する(第1の工程)。
前記締め付け装置8は、前記後胴11の内側面の周方向に沿って、即ち前記既設セグメント5の外周面を取り囲むように設けているので、膨張した袋体(高強度ゴムシート)7が既設セグメント5の外周面に密着した状態で当該既設セグメント5を強固に締め付けている。そして、既設セグメント5に、スライドジャッキ3を推進させると共に前胴10を掘進させることができる十分な反力を付与している。前記既設セグメント5は、閉鎖した円形断面構造の特性により、前記締め付け力に十分に耐えることができると共に、既設セグメント5のセグメントピース同士の接合力を更に高める利点もある。また、既設セグメント5のうち先頭部の既設セグメント5を締め付ける理由は、シールド掘進機の全長をコンパクトに(短く)して実施するためであり、特に、先頭部の既設セグメント5に限定するものではない。
前記図1の状態から、図2の状態に移行して、掘進作業とセグメント組み立て作業の同時施工に入る。即ち、前記前胴10を、締め付け装置8により締め付け固定された既設セグメント5に反力をとったスライドジャッキ3を安定した状態で伸張させてセグメント1リング幅分(1000mm程度)掘進させ、同時期に、後胴5に内蔵したエレクタ装置2により新設セグメント5’を1リング組み立てる(第2の工程)。
前記スライドジャッキ3は、前記締め付け装置8が安定した状態の既設セグメント5を十分に締め付けているので、当該既設セグメント5に十分な反力をとって安定した掘進作業を行い得る。当該スライドジャッキ3が安定した掘進作業を行っている間に行う新設セグメント5’の組み立て作業は、すべてのシールドジャッキ4と全く接触しないで、且つ、盛り替えに制約を受けることなく実施できるので、フレキシブルな作業手順でスムーズに新設セグメント5’をリング状に組み立てることができる。
前記図2の状態から図3と図4の状態に移行して、組み立てた新設セグメント5’に反力をとって後胴11を推進させる。即ち、前記シールドジャッキ4を若干伸張してその一端(ロッド先端側)を新設セグメント5’の前端面に当接させ、前記締め付け装置8はその袋体7を収縮させて既設セグメント5の締め付けを開放する(第3の工程)。そして、前記シールドジャッキ4を新設セグメント5’の前端面に反力をとって更に伸張させ(図3参照)、当該伸張させた分だけ前記スライドジャッキ3を収縮することにより、前記後胴11をセグメント1リング幅分(1ストローク分)推進させる(第4の工程)。ちなみに、図3は、前記シールドジャッキ4を伸張して新設セグメント5’の前端面に当接させた後、さらにほぼ半ストローク分(500mm)伸張させた状態を示している。その分、前記スライドジャッキ3は、半ストローク分(500mm)収縮させている。
そして、図4に示したように、シールド掘進機をセグメント1リング幅分(1ストローク分)推進させた後、前記シールドジャッキ4を収縮させて、図1に示したような初期状態に戻す(第5の工程)。
このように、本発明に係るシールドジャッキ4は、後胴11を推進させるために新設セグメント5’に反力をとるのであり、従来技術のように、前胴10を掘進させるために新設セグメント5’に反力をとるものではないので、従来技術と比して、シールドジャッキ4の省力化を実現することができる。また、本発明に係るシールドジャッキ4は、すべてのシールドジャッキ4を同時に伸縮制御すれば足り、従来技術のように、一部のシールドジャッキと残りのシールドジャッキを個別に伸縮制御し、且つ反力のバランスをとるように制御する必要が一切ないので、従来技術と比して、シールドジャッキ4の制御機構のシンプル化を実現することができる。
以上が、1リングのセグメント5’を組み立てる工程であり、上記第1の工程から第5の工程までを順次繰り返して行うことにより、掘削装置1による掘進作業とエレクタ装置2によるセグメント組み立て作業を同時期に行うシールド工法が可能となる(請求項5記載の発明)。
このように、実施例を図1〜図10に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
1 掘削装置(カッタヘッド)
2 エレクタ装置
3 スライドジャッキ
4 シールドジャッキ
5 既設セグメント
5’ 新設セグメント
6 継目シール
7 袋体
8 締め付け装置
9 テールシール
10 前胴
11 後胴
11a 挿入部
11b 非挿入部
12 取り付け板
13 当接板
14 取り付け板
15 容器
16 ゴムホース
17 金具
18 チューブ状の炭素繊維
2 エレクタ装置
3 スライドジャッキ
4 シールドジャッキ
5 既設セグメント
5’ 新設セグメント
6 継目シール
7 袋体
8 締め付け装置
9 テールシール
10 前胴
11 後胴
11a 挿入部
11b 非挿入部
12 取り付け板
13 当接板
14 取り付け板
15 容器
16 ゴムホース
17 金具
18 チューブ状の炭素繊維
Claims (5)
- 前面にカッタ等の掘削装置を備えた前胴と、セグメントを組み立てるエレクタ装置を内蔵した後胴とをスライドジャッキにより軸方向にスライド自在に連結して成るシールド掘進機において、
後胴の前方部内側面には、新設セグメントの前端面に反力をとるシールドジャッキが設けられ、前記後胴の後方部内側面には、既設セグメントを外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体から成る締め付け装置が設けられていること、
スライドジャッキ及びシールドジャッキを伸縮動作させる制御装置、及び締め付け装置の袋体を膨張・収縮させる制御装置が設けられていることを特徴とする、シールド掘進機。 - スライドジャッキ及びシールドジャッキは共に、ほぼセグメント1リング幅分のストロークとされていることを特徴とする、請求項1に記載したシールド掘進機。
- 締め付け装置の袋体は、高強度ゴムシートなどの、柔軟性及び引っ張り強度並びに摩擦抵抗に優れた材質からなるシートが使用されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載したシールド掘進機。
- 締め付け装置には、チューブ状の、柔軟性と引っ張り強度に優れたアラミド繊維などの炭素繊維が、袋体を跨ぐように軸方向に装着されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載したシールド掘進機。
- 前面にカッタ等の掘削装置を有する前胴と、セグメントを組み立てるエレクタ装置を内蔵する後胴とをスライドジャッキにより軸方向にスライド自在に連結して成るシールド掘進機により掘進するシールド工法において、
シールド掘進機の後胴の前方部内側面に、新設セグメントの前端面に反力をとるシールドジャッキを設け、前記後胴の後方部内側面に、既設セグメントを外側から締め付け固定する、膨張・収縮が可能な袋体から成る締め付け装置を設け、前記スライドジャッキ及びシールドジャッキを収縮させて初期状態とすること、
前記締め付け装置の袋体を膨張させて既設セグメントを外側から締め付け固定する第1の工程と、
前記前胴を、締め付け装置により締め付け固定された既設セグメントに反力をとったスライドジャッキを伸張させてセグメント1リング幅分掘進させ、同時期に、後胴に内蔵したエレクタ装置により新設セグメントを1リング組み立てる第2の工程と、
前記シールドジャッキの一端を新設セグメントの前端面に当接させ、前記締め付け装置はその袋体を収縮させて既設セグメントの締め付けを開放する第3の工程と、
前記シールドジャッキを新設セグメントの前端面に反力をとって伸張させ、当該伸張させた分だけ前記スライドジャッキを収縮することにより、前記後胴をセグメント1リング幅分推進させる第4の工程と、
前記シールドジャッキを収縮させて前記初期状態に戻す第5の工程と、
以下、前記第1の工程から第5の工程までを順次繰り返して掘進作業とセグメント組み立て作業とを同時期に行うことを特徴とする、同時施工シールド工法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004142136A JP2005325522A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | シールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004142136A JP2005325522A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | シールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005325522A true JP2005325522A (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=35472063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004142136A Pending JP2005325522A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | シールド掘進機および同シールド掘進機を使用した同時施工シールド工法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005325522A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008088705A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Tekken Constr Co Ltd | シ−ルド工法およびシ−ルド掘進機 |
KR100983114B1 (ko) | 2008-05-15 | 2010-09-17 | (주)경동기술공사 | 강관 루프 구조체의 선단 압입장치 |
CN107313781A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-11-03 | 山河智能装备股份有限公司 | 一种浅表地层管廊一次成型掘进机及掘进方法 |
-
2004
- 2004-05-12 JP JP2004142136A patent/JP2005325522A/ja active Pending
Cited By (3)
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JP2008088705A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Tekken Constr Co Ltd | シ−ルド工法およびシ−ルド掘進機 |
KR100983114B1 (ko) | 2008-05-15 | 2010-09-17 | (주)경동기술공사 | 강관 루프 구조체의 선단 압입장치 |
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