JP2539756Y2 - ゲート付オープンシールド機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案はシールド工法に用いる
シールド機に関し、特に地表の浅い所で掘削を行い、上
部がオープン型となって土砂の搬出や函体の布設をこの
上部から行うことのできるオープンシールド機の構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法とは、一般に、トンネルの
外径よりわずかに大きい断面をもつ枠体を有するシール
ド機を地中に押し込み、且つ進ませて、先端部で切羽部
の掘削を行い、併せて、後端部でセグメントと呼ばれる
リング状に組立てられた構造体によってトンネルの内面
を支えつつ、トンネルを掘り進んで行く工法である。

【０００３】このシールド工法を地表近くで行い、トン
ネルの上部をオープンにして掘り進む、すなわち溝を掘
り進んで行く工法がオープンシールド工法である。この
工法に用いられるオープンシールド機は、上部がオープ
ン型となっており、この部分から土砂の搬出、及びセグ
メントに相当する函体の付設ができるようなっている。
また、切羽部における掘削は、地表のショベルカーなど
が行うことができる。

【０００４】このようなオープンシールド工法は、従来
から設けられている既設水路から新しい水路に造り変え
るために用いることができる。この場合には、下流から
上流に向ってオープンシールド機を進ませ掘削を行う。
この時、既設水路の上流から流れてくる水は仮設水路
（例えば仮設パイプ）を通して下流に流すようになって
いた。

【０００５】そして、洪水時には、前記仮設パイプから
溢れ出た水がシールド機、及び既に設けられた函体の内
部を通って下流に流れるので、掘削作業が中断される。

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、洪水時
には前記仮設パイプから溢れ出た水がシールド機及び既
に付設された函体の内部を流れるのみならず、この水が
切羽部を落下する際の浸食作用により、切羽部に土砂崩
壊を生じる危険があった。

【０００６】このような土砂崩壊が生じると、せっかく
布設した函体の内部が土砂で埋ってしまったり、シール
ド機自体が使用できなくなるおそれがある。この考案は
上述のような問題点を解決するためになされたもので、
洪水時に切羽部で土砂崩壊が生ずるのを防止するゲート
付オープンシールド機を提供することを目的とする。

【０００７】この考案は、上記目的を達成させるために
なされたもので、既設水路を掘削し、これを撤去しなが
ら函体を新設してシールドを実施しながら前進するオー
プンシールド機において、前方の掘削部と後方のシール
ド部の間に設けられた背の低い隔壁と、この隔壁の上端
にヒンジによって回動可能に取り付けて前方の前記掘削
部と後方の前記シールド部の間を遮蔽可能とした開閉ゲ
ートと、この開閉ゲートを前記ヒンジを回動中心として
開閉動作させる流体圧ジャッキとを含み、前記開閉ゲー
トを前記流体圧ジャッキによって開閉動作させて前記既
設水路からの流水量を調整するようにしたことを特徴と
している。

【０００８】

【作用】通常時は、従来と同様に、上流からの水は仮設
パイプなどを通して下流に流す。洪水時などに仮設パイ
プから水が溢れ出ると、開閉ゲートを少し開き、水のみ
をシールド機及び布設した函体を通して下流に逃がす。
土砂は、少し開いてはいるが、まだかなり閉じた状態を
維持している開閉ゲートによってせき止める。

【０００９】溢れ出る水がさらに増加すれば、開閉ゲー
トをさらに開く。この開閉ゲートの開く量は、水が地表
に溢れ出ないようにして調整する。このようにして開閉
ゲートはできるだけ閉じた状態とすることで、切羽部の
流速を落とし土砂崩壊を防止し、あわせて既に崩れた土
砂を可能な限りせき止め、土砂がシールド機、及びすで
に布設した函体内に侵入しないようにする。

【００１０】

【実施例】以下、この考案の第一実施例を図１〜８にお
いて説明する。図６は、この実施例に係るオープンシー
ルド機１により、既設水路３を掘削しこれを撤去しなが
ら新しい水路５を布設している状態を表わす。オープン
シールド機１は、既設水路３の下流から上流に向って掘
り進むものであり、新しい水路５の外径よりわずかに大
きい断面を持つ頑丈な鋼製の枠体７を有し、この枠体７
が掘削に伴い前進していく。枠体７から前方に向って土
留板９が突出しており前進方向左右からの土砂の崩壊を
防止している。

【００１１】また枠体７の上部には掘削機11である油圧
バックフォー（ショベルカーの一種）が搭載され、シー
ルド機１の先端部で掘削を行う。枠体７の後方は上部が
オープンとなり、すなわち開口部を有し、この開口部か
ら函体13であるボックスカルバートが、クローラクレー
ン15によって搬入され布設される。

【００１２】なお、前記掘削機11によって掘削された土
砂はダンプトラック17によって運び出される。また布設
された函体13の上は、ダンプトラック17によって搬入さ
れる新しい砂利石などにより埋め戻しが行なわれる。こ
のようにして、周囲に民家19が建て込んだ場所の既設水
路（図７）を、民家に対する騒音、震動、あるいは交通
障害などの悪影響を最小限に押えながら撤去し、既設水
路上に、上面が閉じた新規の水路を布設することができ
る。

【００１３】この新規の水路の布設に用いられる、本実
施例に係るゲート付オープンシールド機を図１〜図５に
示す。図１がその側面図、図２が縦断面図、図３が平面
図、図４〜図５が要部拡大図である。

【００１４】このゲート付オープンシールド機１の枠体
７は、前方の掘削部21と後方のシールド部23からなる。
シールド部21に対し掘削部23が中折ジャッキ25によって
連結され、シールド部23に対し、掘削部21が所定の角度
θで首振り可能であり、掘削し前進する方向を変えるこ
とができるようになっている。

【００１５】掘削部21の前方には、複数枚の土留板９が
土留用ジャッキ27によって前進後退可能に突設されてお
り、前進方向に対する左右側面の土留を行うようになっ
ている。

【００１６】土留用ジャッキ27の少し後方には、開閉ゲ
ート29を取付けるための背の低い隔壁31が設けられてい
る。この隔壁31の上端にはヒンジ33によって開閉ゲート
29が取り付けられている。この開閉ゲート29は、垂直に
立設され閉じた状態から、上端が前方に回動して開くこ
とができるようになっている。この開閉動作は、ゲート
開閉用油圧ジャッキ34によって行われる。閉じた状態の
開閉ゲート29の上端にはシールゴム35（図５）が設けら
れ、水密が維持できるようになっている。

【００１７】この開閉ゲート29の後方付近には前記した
中折ジャッキ25が複数設けられて、後方のシールド部23
と連結されており、この中折ジャッキ25の働きにより掘
削部21のシールド部23に対する水平面内での角度が調整
され、従って掘削し前進する方向を変え、曲った水路の
掘削も可能になっている。

【００１８】シールド部23には水平状態のシールドジャ
ッキ37が複数上下方向に配列され、上下方向に設けられ
る一本のプレスバー39を大きな力で後方に押しやること
ができるようになっている。このプレスバー39を後方に
押しやるストローク量は、少なくとも函体13であるボッ
クスカルバートの１個分の前後方向の長さよりも大き
い。このストロークが行なわれる位置の上方は、シール
ド部23に開口部が設けられ、これにより上方から函体13
が搬入できるようになっている。

【００１９】なお、掘削部21の上面には鋼材41を載置
し、この鋼材41上に掘削機11が載せられている。以下、
本実施例の動作について説明する。

【００２０】土留用ジャッキ27が土留板９を前方に突出
させ左右側面の土留を行いつつ、掘削機11が切羽部43の
掘削を行う。この掘削が進むにつれて、土留用ジャッキ
27によって土留板９の突出量が増加させられる。この掘
削量が函体13一個分の前後方向の長さより大きくなる
と、掘削は一時中断される。

【００２１】そしてシールドジャッキ37が働いてプレス
バー39が後方に押しやられ、既に布設されている函体13
を押圧する。この押圧の反作用により枠体７全体が前方
に前進する。この前進の際に中折ジャッキ25を働かせれ
ば、シールド部23に対する、すなわち既に布設された函
体13に対する掘削部21の角度を変えることができ、従っ
て掘削する方向を変え、曲った水路を布設できる。

【００２２】なお、この前進の際には土留用ジャッキ27
は縮小し、土留板９を後退させ、土留板９が前進を妨げ
ないようにする。既設水路の上流から流れてくる水は枠
体７を迂回する仮設水路、例えば仮設パイプを通って後
方に流される。この時、開閉ゲート29は完全に閉じてお
り、掘削作業の際に湿った土砂がシールド部23の内部、
ひいては函体13の内部に侵入しないようにする。

【００２３】また、水量が増え、ある程度仮設パイプか
らこれが溢れても、掘削機11が水を土砂といっしょに排
出できる場合には、開閉ゲート29は閉じたままにする。
水量がさらに増え洪水になると、掘削機11が、水を土砂
といっしょに外部に排出できなくなるので、開閉ゲート
29を少し開き、水のみがシールド部23及び布設された函
体13を通って下流に流れるのを許容する。この時、土砂
は、まだかなり閉じた状態を維持している開閉ゲート29
によってせき止められ、この土砂がシールド部23や函体
13の内部に侵入するのをできるだけ防止する。土砂のみ
ならず速く流れようとする水の一部もせき止めるので、
切羽部43における水の流速を落すことができ、切羽部43
において、大きな流速を有する水の流れが原因となって
生ずる土砂崩壊を防止できる。

【００２４】さらに洪水が大規模になり水量が増える
と、水が地表に溢れてしまう可能性が出てくるので、こ
れを地表に溢れさせないように開閉ゲート29をさらに開
き、より多くの水をシールド部23及び函体13を通して下
流に流す。

【００２５】以上説明したように本実施例によれば、開
閉ゲート29を洪水時の水量に応じて開閉させ、水のみを
後方に逃がし土砂は塞き止めることにより、水が地表に
溢れることを防止し、且つ土砂がシールド機内部すなわ
ちシールド機の枠体７のシールド部23に侵入し、ひいて
は函体13内部を埋めてしまう等のことを防止できる。ま
た、洪水時の水を少し開いた開閉ゲート29により一度塞
き止めることで、流速を落し、これにより切羽部43での
土砂崩壊を抑止することができる。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したように、この考案のゲート
付オープンシールド機によれば、開閉ゲートを流体圧ジ
ャッキにより開閉するようにしたことから、洪水時に開
閉ゲートの開閉を迅速安全に、しかも容易に行うことが
できると共に開閉ゲートの上端を円弧線に沿って上下方
向に移動するようにその下端部を支点としているため、
開閉ゲート全体をその上方部から開くことができ、これ
により水位に応じた開閉量の微細な調整ができ、函体へ
流す水の流量及び流速を自由に調整することができる。
その結果、本考案によれば、切羽部での水の流速を微妙
にコントロールすることができることから土砂崩壊の発
生をほぼ完全に防止することができるだけではなく、す
でに崩れた土砂を開閉ゲートで完全に堰き止めることが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の一実施例に係るゲート付オープン
シールド機の側面からの透視図である。

【図２】 図１の縦断面図（(A)がIIＡ−IIＡ断面、(B)
がIIＢ−IIＢ断面）である。

【図３】 図１の上方から見た水平透視図である。

【図４】 図１のIV部拡大図である。

【図５】 図１のＶ部拡大図である。

【図６】 図１のオープンシールド機が工事を行ってい
る状態を示す全体側面図である。

【図７】 図６のVII−VII断面図である。

【図８】 図６のVIII−VIII断面図である。

【符号の説明】

１…オープンシールド機 ３…既設水路 ５…新しく布設された水路 ７…枠体 ９…土留板 11…掘削機 13…函体 15…クローラクレーン 17…ダンプトラック 19…民家 21…掘削部 23…シールド部 25…中折れジャッキ 27…土留用ジャッキ 29…開閉ゲート 31…隔壁 35…シールゴム 37…シールドジャッキ 39…プレスバー 41…鋼材

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設水路を掘削し、これを撤去しながら
   函体を新設してシールドを実施しながら前進するオープ
   ンシールド機において、前方の掘削部と後方のシールド
   部の間に設けられた背の低い隔壁と、この隔壁の上端に
   ヒンジによって回動可能に取り付けて前方の前記掘削部
   と後方の前記シールド部の間を遮蔽可能とした開閉ゲー
   トと、この開閉ゲートを前記ヒンジを回動中心として開
   閉動作させる流体圧ジャッキとを含み、前記開閉ゲート
   を前記流体圧ジャッキによって開閉動作させて前記既設
   水路からの流水量を調整するようにしたことを特徴とす
   るゲート付オープンシールド機。