JP2009243221A - Shield machine, and starting method and arrival method therefor - Google Patents

Shield machine, and starting method and arrival method therefor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shield machine which facilitates linear control in tunnel excavation and which does not damage natural ground at its start, and a starting method therefor. <P>SOLUTION: The shield machine 1 advances into the natural ground 13, while a slope 19 is excavated by cutter heads 10 of upper and lower cutter portions 2 and 3. Earth covering thickness in the advance of the shield machine 1 into the natural ground 13 is set 0.3 times as large in dimension as the height H of the shield machine 1. Thus, since the self-weight of an earthfill section is greater in magnitude than a frictional force which is generated between the natural ground 13 and the shield machine 1 along with the advance of the shield machine 1 into the natural ground 13, the earthfill section is prevented from swelling by being pulled in the penetration direction of the shield machine 1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、シールド機、シールド機の発進方法及び到達方法に関する。   The present invention relates to a shield machine, a start method and a reach method of a shield machine.

道路等をアンダーパスするシールド機に関して、本出願人は、例えば、特許文献1において、互いに独立して前進及び後進可能な複数の主シールドを縦横に所定の配列で組み合わせ、各々の主シールドを独立して掘進させて地山を掘削するシールド機を開示している。このシールド機でトンネルを掘削する際は、まず、複数の主シールドのうちの最上段の外側に位置する主シールドを先に掘進させ、次に、その内側に位置する主シールドを掘進させて最上段の主シールドをすべて突出し、それから、下段の主シールドを掘進させる。   With regard to a shield machine that underpasses a road or the like, the present applicant, for example, in Patent Document 1, combines a plurality of main shields that can be moved forward and backward independently from each other in a predetermined arrangement, and independently separates the main shields. The shield machine which excavates and excavates the natural ground is disclosed. When excavating a tunnel with this shield machine, first, the main shield located outside the uppermost stage of the plurality of main shields is dug first, and then the main shield located inside is dug up to the top. Project all the upper main shield, and then dig the lower main shield.

また、特許文献2には、カッター部が上段及び下段に分割されたシールド機を、その上段のカッター部を下段のカッター部よりも進行方向に突出させた状態で推進させる方法が開示されている。この方法は、下段のカッター部の上部が地表面よりも上に露出する程度の深さの立坑内にシールド機を傾斜させた状態で設置し、発進とともに、まず、下段のカッター部で立坑の土留め壁を掘削し、その後、上段及び下段のカッター部で地山を掘削しつつ、地山内を掘進する。
特開2006−46061号公報 特開2006−207141号公報
Patent Document 2 discloses a method of propelling a shield machine in which a cutter part is divided into an upper stage and a lower stage in a state where the upper cutter part protrudes in a traveling direction from the lower cutter part. . In this method, the shield machine is installed in a state where the upper part of the lower cutter part is exposed above the ground surface in a state where the shield machine is tilted. Excavate the earth retaining wall, and then excavate the natural ground while excavating the natural ground with the upper and lower cutters.
JP 2006-46061 A JP 2006-207141 A

しかし、特許文献1に記載されているシールド機では、複数の主シールド毎にジャッキ等の推進装置やスクリューコンベア等の排土装置が設置されているので、シールド機の前部の重量が重くなって、推進時における線形制御が難しい。また、小土被り区間を掘削する際は、土被りが浅いので線形制御に多少のずれが生じるとすぐに地上に影響を与えてしまう。   However, in the shield machine described in Patent Document 1, since a propulsion device such as a jack and a soil removal device such as a screw conveyor are installed for each of the plurality of main shields, the weight of the front part of the shield machine becomes heavy. Therefore, linear control during propulsion is difficult. In addition, when excavating a small earth covering section, since the earth covering is shallow, if there is a slight deviation in linear control, it will affect the ground immediately.

また、特許文献2に記載のシールド機の推進方法では、シールド機の上段のカッター部が地山内に進入する際の土被り厚はほとんど無い。したがって、土被り部分の自重は、シールド機の地山内への進入に伴って地山とシールド機との間に生じる摩擦力よりも小さいので、シールド機の上段のカッター部が地山内に進入する際に、シールド機の進行方向に土被り部分が引っ張られて盛り上がり、地山を傷めてしまう。   Moreover, in the propulsion method of the shield machine described in Patent Document 2, there is almost no cover thickness when the upper cutter portion of the shield machine enters the ground. Therefore, since the weight of the earth covering portion is smaller than the friction force generated between the ground and the shield machine as the shield machine enters the ground, the upper cutter part of the shield machine enters the ground. At that time, the earth covering portion is pulled in the traveling direction of the shield machine and rises, and the ground is damaged.

そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、トンネルを掘削する際の線形制御が容易で、かつ、発進時や到達時に地山を傷めないシールド機、そのシールド機の発進方法及び到達方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and is easy to linearly control when excavating a tunnel, and a shield machine that does not damage natural ground when starting or reaching, An object of the present invention is to provide a starting method and a reaching method for a shield machine.

前記目的を達成するため、本発明のシールド機は、地山内を掘進するためのシールド機であって、シールド機の前部に、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部は、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように配置されていることを特徴とする(第1の発明)。   In order to achieve the above object, a shield machine according to the present invention is a shield machine for digging in a natural mountain, and cutter parts that can be driven independently from each other are arranged in an upper stage and a lower stage at the front part of the shield machine. The upper and lower cutter portions are arranged such that the upper cutter portion protrudes in the advancing direction from the lower cutter portion (first invention).

本発明によるシールド機によれば、上段のカッター部は下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているので、掘削対象断面を上段と下段とに小さく分割して掘削することができる。また、先行する上段のカッター部で土被り部を支持しつつ、下段のカッター部で残りの断面を掘削するので、掘削による土被り部への影響を無くすことができる。したがって、掘削対象の全断面を同時に掘削する全断面掘削に比べて、小土被りの地盤を掘削する場合であっても、地盤変状が発生するような虞は無い。この結果、小土被りの部分に地盤改良等の地盤変状の対策工を実施する必要は無く、工期を短縮することができるとともに、工事費を削減することができる。   According to the shield machine of the present invention, the upper cutter part is fixedly arranged so as to protrude in the advancing direction from the lower cutter part, so that the excavation target section is divided into an upper part and a lower part for excavation. Can do. Moreover, since the remaining section is excavated by the lower cutter part while supporting the earth covering part by the preceding upper cutter part, the influence on the earth covering part by excavation can be eliminated. Therefore, compared to full-section excavation that excavates the entire cross-section of the excavation object at the same time, there is no possibility of ground deformation even when excavating the ground with a small covering. As a result, it is not necessary to carry out countermeasure work for ground deformation such as ground improvement on the small covering portion, so that the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.

さらに、上段のカッター部及び下段のカッター部は固定されているので、これらのカッター部を単独で前進又は後進させるための駆動装置等が不要である。そして、カッターを回転させるための駆動装置等の簡単な機構のみを備えているので、シールド機の前部の重量を従来のシールド機よりも低減することができる。したがって、推進時における線形制御が容易となり、正確にトンネルを掘削することができる。また、シールド機本体内の装置類が少なくてすむので、シールド機本体の設備投資費を低減することができる。   Furthermore, since the upper cutter unit and the lower cutter unit are fixed, a driving device or the like for moving these cutter units forward or backward independently is unnecessary. Since only a simple mechanism such as a driving device for rotating the cutter is provided, the weight of the front part of the shield machine can be reduced as compared with the conventional shield machine. Therefore, linear control during propulsion is facilitated and the tunnel can be excavated accurately. Moreover, since the number of devices in the shield machine main body is small, the capital investment cost of the shield machine main body can be reduced.

第2の発明は、第1の発明において、前記上段のカッター部及び前記下段のカッター部は、それぞれ複数のカッターを備えていることを特徴とする。
本発明によるシールド機によれば、各カッター部はそれぞれ複数のカッターを備えているので、これらのカッターの組み合わせにより、様々な掘削断面形状及び大きさのトンネルに対応することができる。
According to a second invention, in the first invention, each of the upper cutter unit and the lower cutter unit includes a plurality of cutters.
According to the shield machine by this invention, since each cutter part is provided with the some cutter, respectively, it can respond to the tunnel of various excavation cross-sectional shapes and magnitude | sizes by the combination of these cutters.

第3の発明のシールド機の発進方法は、シールド機の前部に、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部は、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されたシールド機を進行方向に法面が形成されている穴内に設置し、前記シールド機をその法面に向かって推進させて、その法面を掘削しつつ地山内に進入させることを特徴とする。   The starting method of the shield machine according to the third aspect of the invention is that the upper and lower cutter parts are arranged at the front part of the shield machine and can be driven independently from each other. Install the shield machine fixedly arranged so that it protrudes in the traveling direction from the lower cutter part in the hole where the slope is formed in the traveling direction, propel the shield machine toward the slope, and It is characterized by entering the natural ground while excavating the slope.

本発明によるシールド機の発進方法によれば、進行方向に、地山からなる法面が形成された穴内から発進させ、その法面を掘削しつつ地山内に進入させるので、従来のようにコンクリート等で構築された土留め壁を掘削する場合よりも短時間で地山内に進入することができる。   According to the start method of the shield machine according to the present invention, in the traveling direction, the start is made from a hole in which a slope made of natural ground is formed, and the slope is made to enter the natural ground while excavating the slope. It is possible to enter the natural ground in a shorter time than when excavating the earth retaining wall constructed by the above.

また、シールド機の上段のカッター部は下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているので、法面を上段と下段とに小さく分割して掘削することができる。そして、上段のカッター部で土被り部を支持しつつ、下段のカッター部で残りの断面を掘削するので、掘削による土被り部への影響を無くすことができる。したがって、土被り部分の地盤変状が発生するような虞は無い。   Moreover, since the upper cutter part of the shield machine is fixedly arranged so as to protrude in the advancing direction from the lower cutter part, the slope can be divided into an upper stage and a lower stage for excavation. And since the remaining cross section is excavated by the lower cutter part while supporting the earth covering part by the upper cutter part, the influence on the earth covering part by excavation can be eliminated. Therefore, there is no possibility that the ground deformation of the covering portion will occur.

さらに、穴の中でシールド機を組み立てることにより、穴の側面が防音壁代わりとなり、シールド機を組み立てる際に生じる騒音を低減することができる。   Furthermore, by assembling the shield machine in the hole, the side surface of the hole can serve as a soundproof wall, and noise generated when the shield machine is assembled can be reduced.

第4の発明は、第3の発明において、前記シールド機が前記法面を掘削して地山内に進入する際の土被り厚は、前記シールド機の高さの0.3倍以上であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the thickness of the earth covering when the shield machine excavates the slope and enters the ground is 0.3 times or more the height of the shield machine. It is characterized by.

本発明によるシールド機の発進方法によれば、シールド機が地山内に進入するときの土被り厚をシールド機の高さの0.3倍以上にするので、地山内へのシールド機の進入に伴って地山とシールド機との間に生じる摩擦力よりも、土被り部分の自重が大きくなる。したがって、土被り部分がシールド機の進入方向に引っ張られて盛り上がることは無い。   According to the start method of the shield machine according to the present invention, since the earth covering thickness when the shield machine enters the ground is 0.3 times or more the height of the shield machine, the shield machine enters the ground. Along with this, the weight of the soil covering portion becomes larger than the friction force generated between the ground and the shield machine. Therefore, the earth covering portion is not pulled up in the approach direction of the shield machine, and does not rise.

第5の発明のシールド機の到達方法は、シールド機の前部に、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部は、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されたシールド機を、地山内から法面が形成されている穴内に到達させる際に、前記シールド機をその法面に向かって推進させて、その法面を掘削しつつ前記穴内に到達させることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the shield machine reaching method, cutter parts that can be driven independently from each other are arranged in the upper stage and the lower stage at the front part of the shield machine, and the upper and lower cutter parts are the upper cutter part. When the shield machine, which is fixedly arranged so as to protrude in the direction of travel from the lower cutter part, reaches the hole where the slope is formed from the ground, the shield machine is propelled toward the slope. The slope is made to reach the hole while excavating the slope.

本発明によるシールド機の到達方法によれば、シールド機を地山からなる法面が形成された穴に地山内から到達させる際に、その法面を掘削しつつ穴内に進入させるので、従来のようにコンクリート等で構築された土留め壁を掘削する場合よりも短時間で穴内に進入することができる。   According to the shield machine reaching method according to the present invention, when the shield machine is made to reach the hole where the slope made of the natural ground is formed from within the natural ground, the slope is made to enter the hole while excavating the slope, Thus, it is possible to enter the hole in a shorter time than when excavating a retaining wall constructed of concrete or the like.

また、シールド機の上段のカッター部は下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているので、法面を上段と下段とに小さく分割して掘削することができる。そして、上段のカッター部で土被り部を支持しつつ、下段のカッター部で残りの断面を掘削するので、掘削による土被り部への影響を無くすことができる。したがって、土被り部分の地盤変状が発生するような虞は無い。   Moreover, since the upper cutter part of the shield machine is fixedly arranged so as to protrude in the advancing direction from the lower cutter part, the slope can be divided into an upper stage and a lower stage for excavation. And since the remaining cross section is excavated by the lower cutter part while supporting the earth covering part by the upper cutter part, the influence on the earth covering part by excavation can be eliminated. Therefore, there is no possibility that the ground deformation of the covering portion will occur.

さらに、穴内に到達後、穴の中でシールド機を分解することにより、穴の側面が防音壁代わりとなり、シールド機を分解する際に生じる騒音を低減することができる。   Further, by disassembling the shield machine in the hole after reaching the hole, the side surface of the hole can be used as a soundproof wall, and noise generated when the shield machine is disassembled can be reduced.

第6の発明は、第5の発明において、前記シールド機が前記法面を掘削して前記穴内に到達する際の土被り厚は、前記シールド機の高さの0.3倍以上であることを特徴とする。   According to a sixth invention, in the fifth invention, the covering thickness when the shield machine reaches the hole by excavating the slope is 0.3 times or more the height of the shield machine. It is characterized by.

本発明によるシールド機の到達方法によれば、シールド機が地山から穴内に到達するときの土被り厚をシールド機の高さの0.3倍以上にするので、穴内へのシールド機の到達に伴って地山とシールド機との間に生じる摩擦力よりも、土被り部分の自重が大きくなる。したがって、土被り部分がシールド機の推進方向に引っ張られて盛り上がることは無い。   According to the shield machine arrival method of the present invention, since the earth covering thickness when the shield machine reaches the hole from the ground is 0.3 times or more the height of the shield machine, the shield machine reaches the hole. Along with this, the weight of the soil covering part becomes larger than the frictional force generated between the ground and the shield machine. Therefore, the earth covering part is not pulled up in the propulsion direction of the shield machine.

本発明のシールド機、シールド機の発進方法及び到達方法によれば、トンネルを掘削する際の線形制御が容易となり、かつ、発進時や到達時に地山を傷めることが無い。   According to the shield machine, the start method and the reach method of the shield machine of the present invention, linear control when excavating a tunnel is facilitated, and the ground is not damaged when starting or reaching.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1及び図2は、それぞれ本発明の実施形態に係るシールド機1の正面図及び側断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 are a front view and a side sectional view, respectively, of a shield machine 1 according to an embodiment of the present invention.

図1及び図2に示すように、シールド機1は、互いに独立して駆動可能なカッター部2、3をそれぞれ上段及び下段に備えたフード部4と、シールド機1本体を推進させるためのシールドジャッキ5等を備えたガーダ部6と、セグメント7を組み立てるエレクタ8等を備えたテール部9とから構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the shield machine 1 includes a hood part 4 provided with cutter parts 2 and 3 that can be driven independently from each other, and a shield for propelling the shield machine 1 main body. It comprises a girder portion 6 having a jack 5 and the like, and a tail portion 9 having an erector 8 and the like for assembling the segment 7.

上段のカッター部2及び下段のカッター部3は、シールド機1本体の前面に設けられ、地山13を掘削するためのカッターヘッド10と、カッターヘッド10を回転させるための駆動源11とを備えており、各カッター部2、3は、それぞれ独立して駆動可能である。   The upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 are provided on the front surface of the shield machine 1 main body, and include a cutter head 10 for excavating the natural ground 13 and a drive source 11 for rotating the cutter head 10. The cutter units 2 and 3 can be driven independently.

上段のカッター部2は、シールド機1本体内に、下段のカッター部3よりも進行方向に所定の長さだけ突出するように配置されている。なお、突出する長さは、地質条件等により異なる値であって、設計等により現場毎に適宜決定される。   The upper cutter unit 2 is arranged in the main body of the shield machine 1 so as to protrude by a predetermined length in the traveling direction from the lower cutter unit 3. Note that the protruding length is a value that varies depending on geological conditions and the like, and is appropriately determined for each site by design or the like.

各カッター部2、3は、それぞれ複数のカッターヘッド10を備えており、本実施形態においては、それぞれ3台ずつ設けた。なお、掘削対象断面の形状、大きさ等に応じて適宜のカッターヘッド10の数を変更する。   Each of the cutter units 2 and 3 includes a plurality of cutter heads 10, and three each are provided in the present embodiment. The appropriate number of cutter heads 10 is changed according to the shape, size, etc. of the cross section to be excavated.

ガーダ部6には、シールド機1本体を推進させるためのシールドジャッキ5や各カッター部2、3で掘削した土砂を排出するためのスクリューコンベア12等が設置されている。   The girder unit 6 is provided with a shield jack 5 for propelling the shield machine 1 main body, a screw conveyor 12 for discharging earth and sand excavated by the cutter units 2 and 3 and the like.

テール部9には、エレクタ8等が設置されている。このエレクタ8により、掘削したトンネル22の内面に順次セグメント7が組み立てられ、内壁が構築される。   The tail part 9 is provided with an erector 8 and the like. By this erector 8, the segments 7 are sequentially assembled on the inner surface of the excavated tunnel 22, and the inner wall is constructed.

次に、上述したシールド機1でトンネル22を掘削する際の地山13の沈下量について有限要素法を用いて検討した結果を説明する。   Next, the result of examining the settlement amount of the natural ground 13 when excavating the tunnel 22 with the shield machine 1 described above using the finite element method will be described.

図3は、掘削対象の地山13の二次元用解析モデルを示す図である。
図3に示すように、掘削対象の地山13は、地表から深部に向かって、アスファルト層14と、砂質土層16と、砂礫層17とからなる地層構造とした。各層の地質条件を以下に示す。
FIG. 3 is a diagram illustrating a two-dimensional analysis model of the natural ground 13 to be excavated.
As shown in FIG. 3, the natural ground 13 to be excavated has a geological structure composed of an asphalt layer 14, a sandy soil layer 16, and a gravel layer 17 from the ground surface toward the deep part. The geological conditions of each layer are shown below.

アスファルト層14の厚さ、ヤング率、ポアソン比、単位体積重量、静止土圧係数は、それぞれ0.75m、600MPa、0.25、14.7kN/m、0.5とした。 The thickness, Young's modulus, Poisson's ratio, unit volume weight, and static earth pressure coefficient of the asphalt layer 14 were 0.75 m, 600 MPa, 0.25, 14.7 kN / m 3 , and 0.5, respectively.

砂質土層16の厚さ、N値、ヤング率、ポアソン比、単位体積重量、静止土圧係数、粘着力、内部摩擦角は、それぞれ6.00m、10、60MPa、0.3、18.6kN/m、0.5、10kPa、30°とした。 The thickness, N value, Young's modulus, Poisson's ratio, unit volume weight, static earth pressure coefficient, adhesive strength, and internal friction angle of the sandy soil layer 16 are 6.00 m, 10, 60 MPa, 0.3, and 18. It was set to 6 kN / m 3 , 0.5, 10 kPa, and 30 °.

砂礫層17の厚さ、N値、ヤング率、ポアソン比、単位体積重量、静止土圧係数、粘着力、内部摩擦角は、それぞれ10.70m、50、60MPa、0.3、19.6kN/m、0.5、10kPa、40°とした。 The thickness, N value, Young's modulus, Poisson's ratio, unit volume weight, static earth pressure coefficient, adhesive force, and internal friction angle of the gravel layer 17 are 10.70 m, 50, 60 MPa, 0.3, 19.6 kN / m 3 , 0.5, 10 kPa, and 40 ° were set.

まず、高さが8.25mのシールド機A〜D(後述する)で地山13の深さ3.0mから11.25mまでの砂質土層16を掘削した場合、つまり、土被り厚がシールド機A〜Dの高さの概ね0.3(=3.0m/8.25m)倍の場合における沈下量について二次元の有限要素法にて解析した。解析は、3通りの異なる掘削方法で掘削した場合についてそれぞれ行った。   First, when a sandy soil layer 16 having a depth of 3.0 m to 11.25 m is excavated with a shield machine A to D (described later) having a height of 8.25 m, that is, the soil covering thickness is The amount of settlement in the case of approximately 0.3 (= 3.0 m / 8.25 m) times the height of the shield machines A to D was analyzed by a two-dimensional finite element method. The analysis was performed for each of the cases where excavation was performed by three different excavation methods.

図4〜図6は、解析ケース(a)〜(c)における地山13の掘削方法をそれぞれ示す図である。   4-6 is a figure which respectively shows the excavation method of the natural ground 13 in analysis case (a)-(c).

解析ケース(a)においては、図4に示すように、掘削対象の全断面を同時に掘削する全断面掘削による場合とした。具体的には、高さ、幅が、それぞれ、8.25m、10.5mのシールド機Aを用い、全断面掘削を行った場合について解析を行った。   In the analysis case (a), as shown in FIG. 4, the entire section excavation is performed by excavating the entire section to be excavated at the same time. Specifically, the analysis was performed for the case where the entire cross-section excavation was performed using the shield machine A whose height and width were 8.25 m and 10.5 m, respectively.

解析ケース(b)においては、図5に示すように、上述した構成のシールド機1の上段のカッター部2を下段のカッター部3よりも進行方向に1.0m突出させた状態で掘削する上下段差掘削による場合とした。具体的には、高さ、幅はシールド機Aと同一にし、上段のカッター部2及び下段のカッター部3の高さが、それぞれ3.3m、4.95mで、その上段のカッター部2の先端と下段のカッター部3の先端との差が1.0mのシールド機Bを用い、上下段差掘削を行った場合について解析を行った。   In the analysis case (b), as shown in FIG. 5, the upper and lower sides of the shield machine 1 having the above-described configuration are excavated in a state where the upper cutter part 2 protrudes 1.0 m in the traveling direction from the lower cutter part 3. This is the case by step excavation. Specifically, the height and width are the same as those of the shield machine A, and the heights of the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 are 3.3 m and 4.95 m, respectively. An analysis was performed for a case where excavation was performed using a shield machine B having a difference between the tip and the tip of the lower cutter portion 3 of 1.0 m.

解析ケース(c)においては、図6に示すように、上述した構成のシールド機1の上段のカッター部2を下段のカッター部3よりも進行方向に0.5m突出させた状態で掘削する上下段差掘削による場合とした。具体的には、高さ、幅はシールド機Aと同一で、かつ、上段のカッター部2及び下段のカッター部3の高さはシールド機Bと同一で、その上段のカッター部2の先端と下段のカッター部3の先端との差が0.5mのシールド機Cを用い、上下段差掘削を行った場合について解析を行った。   In the analysis case (c), as shown in FIG. 6, the upper and lower sides where the upper cutter part 2 of the shield machine 1 having the above-described configuration is excavated in a state of protruding 0.5 m from the lower cutter part 3 in the advancing direction. This is the case by step excavation. Specifically, the height and width are the same as those of the shield machine A, and the heights of the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 are the same as those of the shield machine B, and the tip of the upper cutter unit 2 is An analysis was performed on the case where the upper and lower steps were excavated using the shield machine C whose difference from the tip of the lower cutter unit 3 was 0.5 m.

次に、解析ケース(a)〜(c)による地山13の沈下量の解析結果を示す。
図7は、解析ケース(a)の全断面掘削による沈下量の解析結果を示す図である。
Next, the analysis result of the subsidence amount of the natural ground 13 by analysis case (a)-(c) is shown.
FIG. 7 is a diagram showing an analysis result of the settlement amount by excavation of the entire cross section of the analysis case (a).

図7に示すように、全断面を同時に掘削した場合の最大沈下量は2.78mmであった。
図8は、解析ケース(b)の上段のカッター部2の先行量を1.0mとする上下段差掘削による沈下量の解析結果を示す図である。
図8に示すように、上段のカッター部2の先行量を1.0mにして上下段差を設けて掘削した場合の最大沈下量は1.42mmであった。
また、図示はしないが、解析ケース(c)の上段のカッター部2の先行量を0.5mにした場合の上下段差掘削による最大沈下量は2.34mmであった。
As shown in FIG. 7, the maximum subsidence when the entire cross section was excavated simultaneously was 2.78 mm.
FIG. 8 is a diagram illustrating an analysis result of a settlement amount by excavation of the upper and lower steps where the preceding amount of the upper cutter unit 2 in the analysis case (b) is 1.0 m.
As shown in FIG. 8, the maximum subsidence amount when excavating with an upper and lower step provided by setting the leading amount of the upper cutter portion 2 to 1.0 m was 1.42 mm.
Although not shown, the maximum subsidence amount by excavation of the upper and lower steps was 2.34 mm when the preceding amount of the upper cutter unit 2 in the analysis case (c) was 0.5 m.

上述した二次元の有限要素法による解析結果より、上下段差を設けて掘削した場合は、全断面を同時に掘削した場合よりも沈下量が少なくなることがわかる。また、上段のカッター部2の先行量が0.5mの場合よりも1.0mの場合に沈下量が少なくなることがわかる。   From the above-described analysis result by the two-dimensional finite element method, it can be seen that when excavating with the upper and lower steps, the amount of settlement is smaller than when excavating the entire cross section simultaneously. In addition, it can be seen that the amount of settlement becomes smaller when the preceding amount of the upper cutter portion 2 is 1.0 m than when the preceding amount is 0.5 m.

次に、上記と同様に、地山13の深さ3.0mから11.25mまでを掘削した場合におけるこれら両層の沈下量について三次元の有限要素法にて解析した。解析は、2通りの異なる掘削方法で掘削した場合についてそれぞれ行った。   Next, in the same manner as described above, the subsidence amount of both layers when the depth of the natural ground 13 was excavated from 3.0 m to 11.25 m was analyzed by a three-dimensional finite element method. The analysis was performed for each case where excavation was performed by two different excavation methods.

図9は、地山13の三次元用解析モデルを示す図である。図9に示すように、地山13の地層構造は二次元用解析モデルの地層構造及び地質条件と同一にした。   FIG. 9 is a diagram illustrating a three-dimensional analysis model of the natural ground 13. As shown in FIG. 9, the geological structure of the natural ground 13 is the same as the geological structure and geological conditions of the two-dimensional analytical model.

図10及び図11は、それぞれ解析ケース(d)及び(e)における地山13の掘削方法を示す図である。
解析ケース(d)においては、図10に示すように、上記シールド機Aを用いた全断面掘削による場合とした。
解析ケース(e)においては、図11に示すように、上記シールド機Bを用いた上下段差掘削による場合とした。上下段差掘削については、上述した二次元の有限要素法による解析結果から、上段のカッター部2を下段のカッター部3よりも1.0m先行させた場合についてのみ解析した。
10 and 11 are diagrams showing a method for excavating the natural ground 13 in analysis cases (d) and (e), respectively.
In the analysis case (d), as shown in FIG. 10, the entire cross section excavation using the shield machine A was used.
In the analysis case (e), as shown in FIG. 11, the upper and lower steps excavation using the shield machine B was used. The upper and lower step excavation was analyzed only in the case where the upper cutter portion 2 was preceded by 1.0 m ahead of the lower cutter portion 3 from the analysis result by the above-described two-dimensional finite element method.

次に、解析ケース(d)及び(e)による地山13の沈下量の解析結果を示す。
図12は、解析ケース(d)の全断面掘削による沈下量の解析結果を示し、掘削断面の片側側方を拡大した断面図である。
図12に示すように、全断面を同時に掘削した場合の沈下は、切羽側方に広い範囲にわたって生じた。具体的に、最大沈下量は1.64mmであった。
Next, the analysis result of the subsidence amount of the natural ground 13 by the analysis cases (d) and (e) is shown.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of one side of the excavation cross section, showing an analysis result of the amount of settlement by the entire cross section excavation of the analysis case (d).
As shown in FIG. 12, when the entire cross section was excavated simultaneously, the settlement occurred over a wide range on the side of the face. Specifically, the maximum sinking amount was 1.64 mm.

図13は、解析ケース(e)の上下段差掘削による沈下量の解析結果を示し、掘削断面の片側側方を拡大した断面図である。
図13に示すように、上下段差を設けて掘削した場合の沈下は、切羽側方の狭い範囲にのみ生じた。具体的に、最大沈下量は0.56mmであった。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an analysis result of a subsidence amount by excavation of the upper and lower steps of the analysis case (e) and enlarging one side of the excavation cross section.
As shown in FIG. 13, the subsidence when excavating with a step difference occurred only in a narrow area on the side of the face. Specifically, the maximum sinking amount was 0.56 mm.

上述した三次元の有限要素法による解析結果より、沈下量は、上下段差を設けて掘削した場合が全断面掘削した場合よりも少なくなることがわかる。
また、上下段差掘削する場合は、土被り厚がシールド機A〜Dの高さの概ね0.3倍という土被り厚の条件が厳しい場合であっても土被り部分の沈下を抑制できるので、土被り厚がシールド機A〜Dの高さの0.3倍以上あれば充分に土被り部分の沈下を抑制できることがわかる。
From the analysis result by the above-described three-dimensional finite element method, it can be seen that the subsidence amount is smaller when excavating with upper and lower steps than when excavating the entire cross section.
In addition, when excavating the upper and lower steps, the subsidence of the earth covering portion can be suppressed even when the earth covering thickness condition is severe that the earth covering thickness is approximately 0.3 times the height of the shield machines A to D. It can be seen that if the earth covering thickness is 0.3 times or more the height of the shield machines A to D, the settlement of the earth covering portion can be sufficiently suppressed.

なお、本実施形態においては、地山13の地層構造が、アスファルト層14と砂質土層16と砂礫層17とからなる場合について検討したが、現場の地層構造が異なる場合には、それぞれの現場に応じた検討が適宜必要である。   In the present embodiment, the case where the stratum structure of the natural ground 13 is composed of the asphalt layer 14, the sandy soil layer 16, and the gravel layer 17 has been studied. Examination according to the site is necessary as appropriate.

次に、シールド機1の発進方法及び到達方法について以下で説明する。
図14及び図15は、それぞれシールド機1を発進及び到達させるための穴18の平面図及び側断面図である。
Next, the start method and arrival method of the shield machine 1 will be described below.
14 and 15 are a plan view and a side sectional view of the hole 18 for starting and reaching the shield machine 1, respectively.

図14及び図15に示すように、地山13にシールド機1を発進及び到達させるための穴18をそれぞれ発進地点及び到達地点に掘削する。この穴18は、シールド機1の高さHの1.3倍の深さで、外周全体に法面19が形成されている。なお、本実施形態においては、穴18の外周全体に法面19を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シールド機1の進行方向のみに法面19が形成され、他の側面には土留め壁が形成されていてもよい。   As shown in FIGS. 14 and 15, holes 18 for starting and reaching the shield machine 1 to the natural ground 13 are excavated at the starting point and the reaching point, respectively. The hole 18 has a depth 1.3 times the height H of the shield machine 1 and a slope 19 is formed on the entire outer periphery. In addition, in this embodiment, although the case where the slope 19 was formed in the whole outer periphery of the hole 18 was demonstrated, it is not limited to this, The slope 19 is formed only in the advancing direction of the shield machine 1, A retaining wall may be formed on the other side surface.

まず、シールド機1の発進方法について説明し、次に、到達方法について説明する。なお、以下の説明では、それぞれ発進時、到達時に利用する穴18をそれぞれ発進穴18a、到達穴18bという。   First, the starting method of the shield machine 1 will be described, and then the reaching method will be described. In the following description, the holes 18 used for starting and reaching are referred to as a starting hole 18a and a reaching hole 18b, respectively.

図16は、発進穴18a内に架台20及び反力壁21を設置した状態を示す側断面図である。
図16に示すように、発進穴18aの底盤に掘削予定のトンネル22の傾斜角度に沿った架台20と、シールド機1の発進の際に反力を得るための反力壁21とを構築する。
FIG. 16 is a side sectional view showing a state in which the gantry 20 and the reaction force wall 21 are installed in the start hole 18a.
As shown in FIG. 16, a gantry 20 along the inclination angle of the tunnel 22 to be excavated and a reaction force wall 21 for obtaining a reaction force when starting the shield machine 1 are constructed on the bottom of the start hole 18a. .

図17は、シールド機1を発進穴18a内の架台20上に設置した状態を示す側断面図である。
図17に示すように、シールド機1を架台20上に設置する。また、このシールド機1の後端と反力壁21との間にセグメント7を設置する。
FIG. 17 is a side sectional view showing a state in which the shield machine 1 is installed on the mount 20 in the start hole 18a.
As shown in FIG. 17, the shield machine 1 is installed on the gantry 20. A segment 7 is installed between the rear end of the shield machine 1 and the reaction force wall 21.

図18及び図19は、シールド機1の発進方法を示す図である。
図18に示すように、上段のカッター部2及び下段のカッター部3のカッターヘッド10を回転駆動させるとともに、シールドジャッキ5を伸張させることによりシールド機1本体を推進させる。そして、進行方向に位置する法面19を上段のカッター部2及び下段のカッター部3のカッターヘッド10で掘削しつつ、地山13内にシールド機1を進入させる。
18 and 19 are diagrams illustrating a starting method of the shield machine 1.
As shown in FIG. 18, the cutter head 10 of the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 is driven to rotate, and the shield jack 5 is extended to propel the shield machine 1 main body. Then, the shield machine 1 enters the ground 13 while excavating the slope 19 located in the traveling direction with the cutter head 10 of the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3.

法面19を掘削しつつ、地山13内にシールド機1を進入させるときの土被り厚は、シールド機1の高さHの0.3倍になる。したがって、地山13内へのシールド機1の進入に伴って地山13とシールド機1との間に生じる摩擦力よりも、土被り部分の自重が大きいので、シールド機1の進入方向に土被り部分が引っ張られて盛り上がることは無い。
シールド機1が地山13内に進入する際に、シールド機1と地山13との間に滑剤等を注入して、シールド機1と地山13との摩擦力を低下させてもよい。
そして、シールド機1を所定の距離だけ掘進させたら、上段のカッター部2及び下段のカッター部3のカッターヘッド10の回転を停止し、掘削を一旦停止する。
The earth covering thickness when the shield machine 1 enters the ground 13 while excavating the slope 19 is 0.3 times the height H of the shield machine 1. Accordingly, since the weight of the earth covering portion is larger than the frictional force generated between the ground pile 13 and the shield machine 1 as the shield machine 1 enters the ground pile 13, the soil in the approach direction of the shield machine 1. The cover is not pulled up and swells.
When the shield machine 1 enters the natural ground 13, a lubricant or the like may be injected between the shield machine 1 and the natural ground 13 to reduce the frictional force between the shield machine 1 and the natural ground 13.
And if the shield machine 1 is dug only a predetermined distance, rotation of the cutter head 10 of the upper cutter part 2 and the lower cutter part 3 is stopped, and excavation is temporarily stopped.

次に、図19に示すように、シールドジャッキ5を収縮させて、テール部9とセグメント7との間に生じた空間に新たなセグメント7を構築する。   Next, as shown in FIG. 19, the shield jack 5 is contracted to construct a new segment 7 in the space generated between the tail portion 9 and the segment 7.

そして、上述したように、上段のカッター部2及び下段のカッター部3のカッターヘッド10を回転駆動させ、シールドジャッキ5を伸張させることにより所定の距離だけ掘進してから、シールドジャッキ5を収縮してセグメント7を構築するまでの一連の作業を1サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、発進穴18a内から発進しつつ、地山13内にシールド機1全体を進入させる。   Then, as described above, the cutter heads 10 of the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 are driven to rotate and the shield jack 5 is extended to dig a predetermined distance, and then the shield jack 5 is contracted. A series of operations up to the construction of the segment 7 is defined as one cycle, and this cycle is repeated a plurality of times, so that the entire shield machine 1 enters the ground 13 while starting from the start hole 18a.

次に、シールド機1の到達方法について説明する。
図20は、到達穴18b内に架台20を設置した状態を示す側断面図である。
図20に示すように、到達穴18bの底盤に掘削予定のトンネル22の傾斜角度に沿った架台20を構築する。
Next, a method for reaching the shield machine 1 will be described.
FIG. 20 is a side sectional view showing a state in which the gantry 20 is installed in the reaching hole 18b.
As shown in FIG. 20, the gantry 20 is constructed along the inclination angle of the tunnel 22 to be excavated on the bottom of the arrival hole 18 b.

図21は、シールド機1の到達方法を示す図である。図21に示すように、上段のカッター部2及び下段のカッター部3のカッターヘッド10を回転駆動させるとともに、シールドジャッキ5を伸張させることによりシールド機1本体を推進させて、進行方向に位置する法面19を上段のカッター部2及び下段のカッター部3のカッターヘッド10で掘削しつつ、到達穴18b内にシールド機1を進入させる。   FIG. 21 is a diagram illustrating a reaching method of the shield machine 1. As shown in FIG. 21, the cutter head 10 of the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 is driven to rotate and the shield jack 5 is extended to propel the main body of the shield machine 1 so that it is positioned in the traveling direction. While the slope 19 is excavated by the cutter head 10 of the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3, the shield machine 1 is caused to enter the reaching hole 18b.

法面19を掘削しつつ、到達穴18b内にシールド機1を進入させるときの土被り厚は、架台20に沿って到達穴18b内に進入させるので、シールド機1の高さHの0.3倍になる。したがって、到達穴18b内へのシールド機1の進入に伴って地山13とシールド機1との間に生じる摩擦力よりも、土被り部分の自重が大きいので、シールド機1の進行方向に土被り部分が引っ張られて盛り上がることは無い。
シールド機1が到達穴18b内に進入する際に、シールド機1と地山13との間に滑剤等を注入して、シールド機1と地山13との摩擦力を低下させてもよい。
The earth covering thickness when the shield machine 1 enters the reaching hole 18b while excavating the slope 19 is made to enter the reaching hole 18b along the gantry 20, so that the height H of the shield machine 1 is 0. Tripled. Therefore, since the weight of the earth covering portion is larger than the frictional force generated between the ground pile 13 and the shield machine 1 as the shield machine 1 enters the reach hole 18b, the soil machine 1 moves in the traveling direction of the shield machine 1. The cover is not pulled up and swells.
When the shield machine 1 enters the reach hole 18b, a lubricant or the like may be injected between the shield machine 1 and the ground 13 to reduce the frictional force between the shield machine 1 and the ground 13.

図22は、シールド機1が到達穴18b内の架台20上に到達した状態を示す側断面図である。
図22に示すように、上段のカッター部2及び下段のカッター部3が法面19を通過したら、両カッター部2、3のカッターヘッド10の回転を停止し、シールド機1を、シールド機1の解体等の作業が容易となる到達穴18bの中央付近まで推進させる。
FIG. 22 is a side sectional view showing a state in which the shield machine 1 has reached the gantry 20 in the arrival hole 18b.
As shown in FIG. 22, when the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 pass the slope 19, the rotation of the cutter heads 10 of both the cutter units 2 and 3 is stopped, and the shield machine 1 is connected to the shield machine 1. It is propelled to the vicinity of the center of the access hole 18b that facilitates the work such as dismantling.

なお、本実施形態においては、発進穴18aから地山13に進入する際及び地山13内から到達穴18bに進入する際の土被り厚が共にシールド機1の高さHの0.3倍となるように発進穴18a及び到達穴18bの深さをシールド機1の高さHの1.3倍とした場合について説明したが、この値に限定されるものでは無く、土被り厚がシールド機1の高さHの0.3倍よりも大きくなるように発進穴18a及び到達穴18bの深さを深くしてもよい。しかし、発進穴18a及び到達穴18bの深さがシールド機1の高さHの1.7倍よりも深くなると、発進穴18a及び到達穴18bの掘削が大掛かりとなり、一般的な立坑を構築する場合と同様の工期及び費用がかかるので、発進穴18a及び到達穴18bの深さはシールド機1の高さHの1.7倍以下が好ましい。つまり、土被り厚は0.7倍以下の場合が好ましい。   In the present embodiment, the thickness of the earth covering when entering the natural ground 13 from the start hole 18a and when entering the reaching hole 18b from within the natural ground 13 is 0.3 times the height H of the shield machine 1. Although the case where the depth of the start hole 18a and the arrival hole 18b is 1.3 times the height H of the shield machine 1 has been described so as to be, the present invention is not limited to this value, and the earth covering thickness is shielded. The depth of the start hole 18a and the arrival hole 18b may be increased so as to be larger than 0.3 times the height H of the machine 1. However, when the depths of the start hole 18a and the arrival hole 18b are deeper than 1.7 times the height H of the shield machine 1, the start hole 18a and the arrival hole 18b are greatly excavated, and a general shaft is constructed. Since the same construction period and cost as in the case are required, the depth of the start hole 18a and the arrival hole 18b is preferably 1.7 times or less the height H of the shield machine 1. That is, it is preferable that the cover thickness is 0.7 times or less.

上述した本実施形態におけるシールド機1によれば、上段のカッター部2は下段のカッター部3よりも進行方向に突出するように配置されており、常に上段のカッター部2が下段のカッター部3よりも先行して地山13を掘削するので、掘削対象断面を小さく分割して掘削することができる。また、先行する上段のカッター部2で土被り部を支持しつつ、下段のカッター部3で残りの断面を掘削するので、掘削による土被り部への影響を無くすことができる。したがって、全断面掘削に比べて、小土被りの地盤を掘削する場合であっても、地盤変状が発生するような虞は無い。この結果、小土被りの部分に地盤改良等の地盤変状の対策工を実施する必要は無く、工期を短縮することができるとともに、工事費を削減することができる。   According to the shield machine 1 in the present embodiment described above, the upper cutter unit 2 is disposed so as to protrude in the traveling direction from the lower cutter unit 3, and the upper cutter unit 2 is always the lower cutter unit 3. Since the natural ground 13 is excavated prior to the excavation, the excavation target cross section can be divided into small portions for excavation. In addition, since the remaining section is excavated by the lower cutter portion 3 while the upper cutter portion 2 supports the earth covering portion, the influence on the earth covering portion due to excavation can be eliminated. Therefore, compared to full-section excavation, even when excavating a ground with a small covering, there is no possibility that ground deformation will occur. As a result, it is not necessary to carry out countermeasure work for ground deformation such as ground improvement on the portion of the small covering, so that the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.

また、上段のカッター部2及び下段のカッター部3は、カッターを回転させるための駆動装置等の簡単な装置しか備えていないので、シールド機1の前部の重量を、進行方向に単独で前進又は後進するような機構を備えた従来のシールド機よりも低減することができる。したがって、推進時における線形制御が容易となり、正確にトンネル22を掘削することができる。また、シールド機1本体内の装置類が少なくてすむので、シールド機1本体の設備投資費を低減することができる。   Moreover, since the upper cutter unit 2 and the lower cutter unit 3 have only a simple device such as a driving device for rotating the cutter, the weight of the front portion of the shield machine 1 is advanced in the traveling direction independently. Or it can reduce compared with the conventional shield machine provided with the mechanism which moves backward. Therefore, linear control during propulsion is facilitated, and the tunnel 22 can be excavated accurately. Further, since the number of devices in the main body of the shield machine 1 can be reduced, the capital investment cost of the main body of the shield machine 1 can be reduced.

さらに、各カッター部2、3はそれぞれ複数のカッターヘッド10を備えているので、これらのカッターヘッド10の組み合わせにより、様々な掘削断面形状及び大きさのトンネル22に対応することができる。   Furthermore, since each cutter part 2 and 3 is provided with the some cutter head 10, respectively, the combination of these cutter heads 10 can respond | correspond to the tunnel 22 of various excavation cross-sectional shapes and magnitude | sizes.

また、シールド機1は、進行方向に地山13による法面19が形成された発進穴18a内から発進し、その法面19を掘削しつつ地山13内に進入するので、従来のようにコンクリート等で構築された土留め壁を掘削する場合よりも短時間で地山13内に進入することができる。そして、到達穴18bへの到達時も発進時と同様に、地山13からなる法面19を掘削しつつ到達穴18b内に進入するので、土留め壁を掘削する場合よりも短時間で進入することができる。   Moreover, since the shield machine 1 starts from the start hole 18a in which the slope 19 by the natural ground 13 is formed in the traveling direction, and enters the natural ground 13 while excavating the slope 19, It is possible to enter the natural ground 13 in a shorter time than when excavating a retaining wall constructed of concrete or the like. Then, when reaching the arrival hole 18b, as in the case of the start, since it enters the arrival hole 18b while excavating the slope 19 composed of the natural ground 13, it enters in a shorter time than when excavating the retaining wall. can do.

また、シールド機1が発進穴18aから地山13内に進入する際及び地山13内から到達穴18b内に浸入する際の土被り厚をシールド機1の高さHの0.3倍以上にするので、地山13とシールド機1との間に生じる摩擦力よりも、土被り部分の自重が大きくなる。したがって、土被り部分がシールド機1の進行方向に引っ張られて盛り上がることは無い。   Further, when the shield machine 1 enters the natural ground 13 from the start hole 18a and when entering the reach hole 18b from the natural ground 13, the thickness of the earth covering is 0.3 times the height H of the shield machine 1 or more. Therefore, the weight of the earth covering portion becomes larger than the friction force generated between the ground 13 and the shield machine 1. Therefore, the earth covering portion is not pulled up in the traveling direction of the shield machine 1.

また、発進穴18a及び到達穴18bの中でそれぞれシールド機1を組み立てたり、分解することにより、発進穴18a及び到達穴18bの側面が防音壁がわりとなり、シールド機1の組み立てや分解に伴い生じる騒音を低減することができる。したがって、周辺の生活環境に与える影響を少なくすることができる。   Further, by assembling or disassembling the shield machine 1 in the start hole 18a and the reach hole 18b, the side surfaces of the start hole 18a and the reach hole 18b are replaced by soundproof walls, and this occurs when the shield machine 1 is assembled or disassembled. Noise can be reduced. Therefore, the influence on the surrounding living environment can be reduced.

なお、本実施形態において、シールド機1を傾斜させた状態で発進させたり、到達させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、水平に発進又は到達させてもよく、この場合においても、シールド機1が法面19を掘削して地山13内に進入するとき又は到達穴18bに進入するときの土被り部分は、少なくともシールド機1の高さHの0.3倍の厚さを有するので、土被り部分がシールド機1の進行方向に引っ張られない。   In the present embodiment, the case where the shield machine 1 is started or reached in an inclined state has been described. However, the present invention is not limited to this, and the shield machine 1 may be started or reached horizontally. However, when the shield machine 1 excavates the slope 19 and enters the natural ground 13 or enters the access hole 18b, the covering portion is at least 0.3 times the height H of the shield machine 1 Therefore, the earth covering portion is not pulled in the traveling direction of the shield machine 1.

本発明の実施形態に係るシールド機の正面図である。It is a front view of the shield machine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るシールド機の側断面図である。It is a sectional side view of the shield machine concerning the embodiment of the present invention. 掘削対象の地山の二次元用解析モデルを示す図である。It is a figure which shows the analysis model for two-dimensional of the natural ground of excavation object. 解析ケース(a)における地山の掘削方法を示す図である。It is a figure which shows the excavation method of the natural ground in an analysis case (a). 解析ケース(b)における地山の掘削方法を示す図である。It is a figure which shows the excavation method of the natural ground in an analysis case (b). 解析ケース(c)における地山の掘削方法を示す図である。It is a figure which shows the excavation method of the natural ground in an analysis case (c). 解析ケース(a)の全断面掘削による沈下量の解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the subsidence amount by the whole cross-section excavation of the analysis case (a). 解析ケース(b)の上段のカッター部の先行量を1.0mとする上下段差掘削による沈下量の解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the amount of subsidence by up-and-down level excavation which makes the preceding amount of the upper cutter part of an analysis case (b) 1.0m. 地山の三次元用解析モデルを示す図である。It is a figure which shows the analysis model for three-dimensional of a natural ground. 解析ケース(d)における地山の掘削方法を示す図である。It is a figure which shows the excavation method of the natural ground in an analysis case (d). 解析ケース(e)における地山の掘削方法を示す図である。It is a figure which shows the excavation method of the natural ground in an analysis case (e). 解析ケース(d)の全断面掘削による沈下量の解析結果を示し、掘削断面の片側側方を拡大した断面図である。It is sectional drawing which showed the analysis result of the sinking amount by the whole cross-section excavation of the analysis case (d), and expanded the one side of the excavation cross section. 解析ケース(e)の上下段差掘削による沈下量の解析結果を示し、掘削断面の片側側方を拡大した断面図である。It is sectional drawing which showed the analysis result of the amount of subsidence by up-and-down level excavation of an analysis case (e), and expanded the one side of the excavation cross section. シールド機を発進及び到達させるための穴の平面図である。It is a top view of the hole for making a shield machine start and reach | attain. シールド機を発進及び到達させるための穴の側断面図である。It is a sectional side view of the hole for starting and reaching a shield machine. 発進穴内に架台及び反力壁を設置した状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the state which installed the mount frame and reaction force wall in the starting hole. シールド機を発進穴内の架台上に設置した状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the state which installed the shield machine on the mount frame in a starting hole. シールド機の発進方法を示す図である。It is a figure which shows the start method of a shield machine. シールド機の発進方法を示す図である。It is a figure which shows the start method of a shield machine. 到達穴内に架台を設置した状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the state which installed the mount frame in the arrival hole. シールド機の到達方法を示す図である。It is a figure which shows the arrival method of a shield machine. シールド機が到達穴内の架台上に到達した状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the state which the shield machine reached | attained on the mount frame in an arrival hole.

符号の説明Explanation of symbols

1 シールド機 2 上段のカッター部
3 下段のカッター部 4 フード部
5 シールドジャッキ 6 ガーダ部
7 セグメント 8 エレクタ
9 テール部 10 カッターヘッド
11 駆動源 12 スクリューコンベア
13 地山 14 アスファルト層
16 砂質土層 17 砂礫層
18a 発進穴 18b 到達穴
19 法面 20 架台
21 反力壁 22 トンネル
A 解析モデルのシールド機
B 解析モデルのシールド機
C 解析モデルのシールド機
D 解析モデルのシールド機
H シールド機の高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield machine 2 Upper cutter part 3 Lower cutter part 4 Hood part 5 Shield jack 6 Girder part 7 Segment 8 Electa 9 Tail part 10 Cutter head 11 Drive source 12 Screw conveyor 13 Ground mountain 14 Asphalt layer 16 Sandy soil layer 17 Gravel layer 18a Starting hole 18b Reaching hole 19 Slope 20 Mounting base 21 Reaction wall 22 Tunnel A Analytical model shield machine B Analytical model shield machine C Analytical model shield machine D Analytical model shield machine H Height of shield machine

Claims (6)

地山内を掘進するためのシールド機であって、
シールド機の前部に、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部は、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されていることを特徴とするシールド機。
A shield machine for digging in the ground,
Cutter parts that can be driven independently from each other are arranged in the upper and lower stages at the front part of the shield machine, and these upper and lower cutter parts are such that the upper cutter part protrudes in the advancing direction from the lower cutter part. Shield machine characterized by being fixedly arranged in
前記上段のカッター部及び前記下段のカッター部は、それぞれ複数のカッターを備えていることを特徴とする請求項1に記載のシールド機。   The shield machine according to claim 1, wherein each of the upper cutter unit and the lower cutter unit includes a plurality of cutters. シールド機の前部に、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部は、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されたシールド機を進行方向に法面が形成されている穴内に設置し、
前記シールド機をその法面に向かって推進させて、その法面を掘削しつつ地山内に進入させることを特徴とするシールド機の発進方法。
Cutter parts that can be driven independently from each other are arranged in the upper and lower stages at the front part of the shield machine, and these upper and lower cutter parts are such that the upper cutter part protrudes in the advancing direction from the lower cutter part. Install the shield machine fixedly arranged in the hole where the slope is formed in the traveling direction,
A starting method for a shielding machine, characterized in that the shielding machine is propelled toward the slope, and the slope is excavated to enter a natural mountain.
前記シールド機が前記法面を掘削して地山内に進入する際の土被り厚は、前記シールド機の高さの0.3倍以上であることを特徴とする請求項3に記載のシールド機の発進方法。   The shield machine according to claim 3, wherein a covering thickness when the shield machine excavates the slope and enters a natural ground is 0.3 times or more the height of the shield machine. How to start. シールド機の前部に、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部は、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されたシールド機を、地山内から法面が形成されている穴内に到達させる際に、前記シールド機をその法面に向かって推進させて、その法面を掘削しつつ前記穴内に到達させることを特徴とするシールド機の到達方法。   Cutter parts that can be driven independently from each other are arranged in the upper and lower stages at the front part of the shield machine, and these upper and lower cutter parts are such that the upper cutter part protrudes in the advancing direction from the lower cutter part. When the shield machine fixedly arranged on the ground reaches the hole where the slope is formed from within the natural ground, the shield machine is propelled toward the slope, and the slope is excavated into the hole. A method of reaching a shield machine, characterized in that it is reached. 前記シールド機が前記法面を掘削して前記穴内に到達する際の土被り厚は、前記シールド機の高さの0.3倍以上であることを特徴とする請求項5に記載のシールド機の到達方法。   The shield machine according to claim 5, wherein a covering thickness when the shield machine reaches the hole by excavating the slope is 0.3 times or more the height of the shield machine. How to reach.
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