JP2634633B2 - シールド工法 - Google Patents
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
- E21D9/0875—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
- E21D9/0879—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はシールド工法、特に回転カッタを備えたシー
ルド掘進機同士の地中接合工法に関する。
ルド掘進機同士の地中接合工法に関する。
[従来の技術] 回転カッタを備えたシールド掘進機同士を地中接合す
る場合、各々の回転カッタの前面には掘削ビットが設け
られているため、回転カッタ前面が密着するまでシール
ド掘進機同士を近付けることはできず、大口径機では、
接合地点での回転カッタの間の距離(未掘削部の長さ)
が1m程度に達する場合がある。
る場合、各々の回転カッタの前面には掘削ビットが設け
られているため、回転カッタ前面が密着するまでシール
ド掘進機同士を近付けることはできず、大口径機では、
接合地点での回転カッタの間の距離(未掘削部の長さ)
が1m程度に達する場合がある。
従来は、この未掘削部を開通させる際の地山の崩壊を
防止し施工の安全性を確保するための補助工法として、
地中接合部の周辺地山にシールド機内からのボーリング
により凍結管を埋設し、この凍結管にブラインを流して
地山を凍結させる、いわゆる凍結工法が主に用いられ、
測温により周辺地山の凍結状態を確認した後、各々のシ
ールド掘進機の内部解体と未掘削部の掘削を行ってトン
ネル坑内を連通させていた。
防止し施工の安全性を確保するための補助工法として、
地中接合部の周辺地山にシールド機内からのボーリング
により凍結管を埋設し、この凍結管にブラインを流して
地山を凍結させる、いわゆる凍結工法が主に用いられ、
測温により周辺地山の凍結状態を確認した後、各々のシ
ールド掘進機の内部解体と未掘削部の掘削を行ってトン
ネル坑内を連通させていた。
[発明が解決しようとする課題] 上記の凍結工法によるシールド掘進機同士の地中接合
工事は、工事の信頼性の面では高く評価されているもの
の、凍結工法の施工に大がかりな設備と通常数箇月の日
数を要するため、工期が長くなることと工費のかさむこ
とが問題とされ、より短時間に、かつ安価に地中接合部
の土留と止水が行える工法の開発が望まれている。
工事は、工事の信頼性の面では高く評価されているもの
の、凍結工法の施工に大がかりな設備と通常数箇月の日
数を要するため、工期が長くなることと工費のかさむこ
とが問題とされ、より短時間に、かつ安価に地中接合部
の土留と止水が行える工法の開発が望まれている。
凍結工法によらずに地中接合部の地山崩壊を防止する
方法として、たとえば、地中接合する2台のシールド掘
進機のうち、一方のシールド掘進機の回転カッタ外周部
をリング形状となし、地中接合時、該回転カッタのリン
グ状外周部と両方のシールド掘進機のフード部を、回転
カッタ外周部でフードの間をふさぐようにオーバラップ
させ、地中接合部の周辺地山を前記回転カッタ外周部と
フード部で支えることが考えられる。しかし、この方法
で周辺地山を支えたとしても、施工の安全性を確保する
ためには、オーバラップ部の残された隙間を完全に止水
することが必要である。この場合、最も一般的な止水手
段は、モルタル、水ガラス系薬液等の止水材を隙間に注
入する方法があるが、止水対象箇所がオーバラップ部の
全周にわたる広範囲であり、しかも止水材の注入口の数
を増やすことは、配管の増加により機内が繁雑になった
り、シールドジャッキ等の他の機器との干渉の問題など
から制約を受けるため、オーバラップ部の隙間に全周に
わたって止水材を均一に行き渡らせることが困難であ
る。また、均一に行き渡らせるために粘度の低い止水材
を使用すると、オーバラップ部の周辺地山に吸収されて
地下水と共に流れ去ってしまう。このため、止水材の注
入では確実な止水効果を期待できない。
方法として、たとえば、地中接合する2台のシールド掘
進機のうち、一方のシールド掘進機の回転カッタ外周部
をリング形状となし、地中接合時、該回転カッタのリン
グ状外周部と両方のシールド掘進機のフード部を、回転
カッタ外周部でフードの間をふさぐようにオーバラップ
させ、地中接合部の周辺地山を前記回転カッタ外周部と
フード部で支えることが考えられる。しかし、この方法
で周辺地山を支えたとしても、施工の安全性を確保する
ためには、オーバラップ部の残された隙間を完全に止水
することが必要である。この場合、最も一般的な止水手
段は、モルタル、水ガラス系薬液等の止水材を隙間に注
入する方法があるが、止水対象箇所がオーバラップ部の
全周にわたる広範囲であり、しかも止水材の注入口の数
を増やすことは、配管の増加により機内が繁雑になった
り、シールドジャッキ等の他の機器との干渉の問題など
から制約を受けるため、オーバラップ部の隙間に全周に
わたって止水材を均一に行き渡らせることが困難であ
る。また、均一に行き渡らせるために粘度の低い止水材
を使用すると、オーバラップ部の周辺地山に吸収されて
地下水と共に流れ去ってしまう。このため、止水材の注
入では確実な止水効果を期待できない。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、凍結工法のように多くの工期と工費を
かけることなく、地中接合部の土留と止水を安価に、か
つ確実に行い、施工の安全性を確保できるシールド工法
を提供することにある。
で、その目的は、凍結工法のように多くの工期と工費を
かけることなく、地中接合部の土留と止水を安価に、か
つ確実に行い、施工の安全性を確保できるシールド工法
を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために請求項1記載の発明は、地
中接合する2台のシールド掘進機のうち、一方のシール
ド掘進機のフード部内周に沿って摺動可能にシール部材
を装備し、地中接合時、該シール部材を前記一方のシー
ルド掘進機のフード部内側から押し出し相手側シールド
掘進機のフード部先端に当接させ、該シール部材により
地中接合部の止水を行った後、トンネル坑内を連通させ
ることを特徴とする。
中接合する2台のシールド掘進機のうち、一方のシール
ド掘進機のフード部内周に沿って摺動可能にシール部材
を装備し、地中接合時、該シール部材を前記一方のシー
ルド掘進機のフード部内側から押し出し相手側シールド
掘進機のフード部先端に当接させ、該シール部材により
地中接合部の止水を行った後、トンネル坑内を連通させ
ることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、止水効果をより確実なものと
するため、前記一方のシールド掘進機の回転カッタ外周
部をリング形状となし、地中接合時、該回転カッタのリ
ング状外周部に両方のシールド掘進機のフード部をオー
バラップさせ、前記一方のシールド掘進機のフード部内
側から押し出した前記シール部材の内周側を前記回転カ
ッタのリング状外周部で支えるようにしたことを特徴と
する。
するため、前記一方のシールド掘進機の回転カッタ外周
部をリング形状となし、地中接合時、該回転カッタのリ
ング状外周部に両方のシールド掘進機のフード部をオー
バラップさせ、前記一方のシールド掘進機のフード部内
側から押し出した前記シール部材の内周側を前記回転カ
ッタのリング状外周部で支えるようにしたことを特徴と
する。
請求項3記載の発明は、地中接合するシールド掘進機
同士の中心のずれに対処するため、前記シール部材の厚
さを、地中接合時に予想されるシールド掘進機同士の中
心のずれ寸法の2倍より大きく設定しておくことを特徴
とする。
同士の中心のずれに対処するため、前記シール部材の厚
さを、地中接合時に予想されるシールド掘進機同士の中
心のずれ寸法の2倍より大きく設定しておくことを特徴
とする。
請求項4記載の発明は、地中接合するシールド掘進機
同士の傾きの不一致に対処するため、前記シール部材を
一体のリング形状となし、該シール部材をどの方向にも
傾動可能なように複数本の押し出し用ジャッキに連結し
て押し出し操作することを特徴とする。
同士の傾きの不一致に対処するため、前記シール部材を
一体のリング形状となし、該シール部材をどの方向にも
傾動可能なように複数本の押し出し用ジャッキに連結し
て押し出し操作することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、同じく地中接合するシールド
掘進機同士の傾きの不一致に対処するため、前記シール
部材を複数個の円弧状ブロックに分割し、その各ブロッ
クごとに押し出し用ジャッキに連結して押し出し操作す
ることを特徴とする。
掘進機同士の傾きの不一致に対処するため、前記シール
部材を複数個の円弧状ブロックに分割し、その各ブロッ
クごとに押し出し用ジャッキに連結して押し出し操作す
ることを特徴とする。
[作用] 地中接合する2台のシールド掘進機のフード部先端を
近付けた状態で、一方のシールド掘進機のフード部内側
からシール部材を押し出し相手側シールド掘進機のフー
ド部先端に当接させることにより、フード間の残された
隙間をシール部材でふさぎ、機械的に確実な止水効果を
発揮させることができる。
近付けた状態で、一方のシールド掘進機のフード部内側
からシール部材を押し出し相手側シールド掘進機のフー
ド部先端に当接させることにより、フード間の残された
隙間をシール部材でふさぎ、機械的に確実な止水効果を
発揮させることができる。
さらに、前記一方のシールド掘進機のリング形状とし
た回転カッタ外周部に両方のシールド掘進機のフード部
をオーバラップさせ、この回転カッタ外周部で前記一方
のシールド掘進機のフード部内側から押し出したシール
部材の内周側を支えるようにすれば、周辺地山からの土
圧、水圧がかかっても、シール部材の径方向の変形を防
止でき、止水効果がより確実なものとなる。
た回転カッタ外周部に両方のシールド掘進機のフード部
をオーバラップさせ、この回転カッタ外周部で前記一方
のシールド掘進機のフード部内側から押し出したシール
部材の内周側を支えるようにすれば、周辺地山からの土
圧、水圧がかかっても、シール部材の径方向の変形を防
止でき、止水効果がより確実なものとなる。
地中接合時に生じるシールド掘進機同士の中心のずれ
に対しては請求項3記載の方法で対応でき、またシール
ド掘進機同士の傾きの不一致に対しても請求項4または
5記載の方法で十分対応できる。
に対しては請求項3記載の方法で対応でき、またシール
ド掘進機同士の傾きの不一致に対しても請求項4または
5記載の方法で十分対応できる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
第1図〜第3図に本発明の一実施例の地中接合施工手
順を示す。本実施例は、回転カッタを備えたシールド掘
進機同士を地中接合するのに、一方のシールド掘進機の
回転カッタをフード内に引っ込め、他方のシールド掘進
機の回転カッタの一部を前記一方のシールド掘進機のフ
ード内に突入させて、該回転カッタのリング状外周部と
両方のシールド掘進機のフード部をオーバラップさせる
方法を用いた例である。
順を示す。本実施例は、回転カッタを備えたシールド掘
進機同士を地中接合するのに、一方のシールド掘進機の
回転カッタをフード内に引っ込め、他方のシールド掘進
機の回転カッタの一部を前記一方のシールド掘進機のフ
ード内に突入させて、該回転カッタのリング状外周部と
両方のシールド掘進機のフード部をオーバラップさせる
方法を用いた例である。
第1図〜第3図において、1,2は地中接合する2台の
シールド掘進機、3,4はシールドハル、3a,4aはフード部
(固定フード)、7,8は回転カッタ,9,10はその前面掘削
ビット、11,12は外周部掘削ビット、13,14はオーバカッ
タ、15,16はカッタ中心軸、17,18は隔壁(バルクヘッ
ド)、19,20は掘削土砂取込用チャンバ、21,22は隔壁軸
受部、23,24は軸シール、25,26はカッタ駆動ギヤ、27,2
8はギヤケース、29,30はギヤケース軸受部、31,32はシ
ールドジャッキ、33,34は一次覆工用セグメント、35は
地中接合部の止水用シール部材、36はシール部材押し出
しロッド、37はシール部材押し出し用ジャッキ、38はロ
ッド用シール、39はシール部材のガイドプレートであ
り、これらの符号は以下の各図と共通である。
シールド掘進機、3,4はシールドハル、3a,4aはフード部
(固定フード)、7,8は回転カッタ,9,10はその前面掘削
ビット、11,12は外周部掘削ビット、13,14はオーバカッ
タ、15,16はカッタ中心軸、17,18は隔壁(バルクヘッ
ド)、19,20は掘削土砂取込用チャンバ、21,22は隔壁軸
受部、23,24は軸シール、25,26はカッタ駆動ギヤ、27,2
8はギヤケース、29,30はギヤケース軸受部、31,32はシ
ールドジャッキ、33,34は一次覆工用セグメント、35は
地中接合部の止水用シール部材、36はシール部材押し出
しロッド、37はシール部材押し出し用ジャッキ、38はロ
ッド用シール、39はシール部材のガイドプレートであ
り、これらの符号は以下の各図と共通である。
ここで、第1のシールド掘進機1に装備されている回
転カッタ7は、面板付カッタまたは面板無しの開放形カ
ッタのいずれでもよいが、カッタ外周部をリング形状と
なし、その切羽側の一部の外径を第2のシールド掘進機
2のフード部4a内径より小さくし、反切羽側の一部の外
径を第1のシールド掘進機1のフード部3a内径より小さ
くして、通常掘進時には第1図に示すように反切羽側の
一部がフード部3aとオーバラップした状態に装備されて
いる。回転カッタ7の外周部には通常掘進時に使用され
る外周部掘削ビット11と曲線施工および方向修正用のオ
ーバカッタ13が設けられているが、その外周部掘削ビッ
ト11はオーバカッタ13と同様にカッタ内部に設けられた
ジャッキ(図示せず)によりカッタ径方向に伸縮可能な
構成として、ジャッキを伸ばしたときには、その掘削径
がフード部3a外径と少なくとも同一となり、ジャッキを
縮めたときには、回転カッタ7の外周部より引っ込むよ
うにしてある。
転カッタ7は、面板付カッタまたは面板無しの開放形カ
ッタのいずれでもよいが、カッタ外周部をリング形状と
なし、その切羽側の一部の外径を第2のシールド掘進機
2のフード部4a内径より小さくし、反切羽側の一部の外
径を第1のシールド掘進機1のフード部3a内径より小さ
くして、通常掘進時には第1図に示すように反切羽側の
一部がフード部3aとオーバラップした状態に装備されて
いる。回転カッタ7の外周部には通常掘進時に使用され
る外周部掘削ビット11と曲線施工および方向修正用のオ
ーバカッタ13が設けられているが、その外周部掘削ビッ
ト11はオーバカッタ13と同様にカッタ内部に設けられた
ジャッキ(図示せず)によりカッタ径方向に伸縮可能な
構成として、ジャッキを伸ばしたときには、その掘削径
がフード部3a外径と少なくとも同一となり、ジャッキを
縮めたときには、回転カッタ7の外周部より引っ込むよ
うにしてある。
第2のシールド掘進機2に装備されている回転カッタ
8は、その形状を問わないが、本実施例では回転カッタ
7と同様にカッタ外周部をリング形状として、その外径
をフード部4aの内径より小さくし、通常掘進時にはその
反切羽側の一部がフード4aとオーバラップした状態に装
備されている。この回転カッタ8の外周部にも、フード
部4aの外径と少なくとも同一の掘削径を持つ伸縮可能な
外周部掘削ビット12とオーバカッタ14が設けられてい
る。
8は、その形状を問わないが、本実施例では回転カッタ
7と同様にカッタ外周部をリング形状として、その外径
をフード部4aの内径より小さくし、通常掘進時にはその
反切羽側の一部がフード4aとオーバラップした状態に装
備されている。この回転カッタ8の外周部にも、フード
部4aの外径と少なくとも同一の掘削径を持つ伸縮可能な
外周部掘削ビット12とオーバカッタ14が設けられてい
る。
本実施例では、第1のシールド掘進機1にシール部材
35が装備されている。このシール部材35は、フード部3a
の内周に沿うように、たとえば一体のリング状に形成さ
れ、その反切羽側に取り付けたロッド36を介して、シー
ルド掘進機1の機内に配設された複数本のシール部材押
し出し用ジャッキ37に連結されており、ジャッキ37の動
作により前後に摺動する。ロッド36が隔壁17を貫通する
部分にはシール38を設けて、機内への土砂や水の侵入を
防いでいる。シール部材35の材料としては、ウレタンゴ
ムのような弾性体を用いる。第4図、第5図に詳細図示
したように、ウレタンゴム等で作られたシール部材35の
反切羽側にジャッキ推力を均等に伝えるための鋼製の板
材40をはり付け、この板材40に押し出しロッド36を取り
付ける。また、シール部材35の内部には、シール部材全
体が半径方向に変形しないように鋼製の骨格材41を埋め
込み補強する。
35が装備されている。このシール部材35は、フード部3a
の内周に沿うように、たとえば一体のリング状に形成さ
れ、その反切羽側に取り付けたロッド36を介して、シー
ルド掘進機1の機内に配設された複数本のシール部材押
し出し用ジャッキ37に連結されており、ジャッキ37の動
作により前後に摺動する。ロッド36が隔壁17を貫通する
部分にはシール38を設けて、機内への土砂や水の侵入を
防いでいる。シール部材35の材料としては、ウレタンゴ
ムのような弾性体を用いる。第4図、第5図に詳細図示
したように、ウレタンゴム等で作られたシール部材35の
反切羽側にジャッキ推力を均等に伝えるための鋼製の板
材40をはり付け、この板材40に押し出しロッド36を取り
付ける。また、シール部材35の内部には、シール部材全
体が半径方向に変形しないように鋼製の骨格材41を埋め
込み補強する。
シール部材35の形状は一体のリング状に限ることな
く、第6図に示すように複数個の円弧状ブロック35−1,
35−2,…,35−nに分割してもよい。ただし、この場合
は、各ブロックごとに少なくとも一つの押し出し用ジャ
ッキを用いて押し出し操作することが必要である。ま
た、当然のことながら反切羽側にはり付ける板材40も円
弧状に分割して形成する。
く、第6図に示すように複数個の円弧状ブロック35−1,
35−2,…,35−nに分割してもよい。ただし、この場合
は、各ブロックごとに少なくとも一つの押し出し用ジャ
ッキを用いて押し出し操作することが必要である。ま
た、当然のことながら反切羽側にはり付ける板材40も円
弧状に分割して形成する。
シール部材35の摺動ガイドと掘削時のシール部材35の
保護のため、シール部材35の内周に沿うリング状のガイ
ドプレート39を隔壁17に取り付けてあり、掘削時には、
第1図に示すようにシール部材35をガイドプレート39と
フード部3aの間に引っ込めて、チャンバ19に取り込まれ
る掘削土砂との接触によりシール部材35が損傷しないよ
うに保護する。掘削時には、ガイドプレート39と回転カ
ッタ7の間からも掘削土砂がチャンバ19に取り込まれる
ことになるので、掘削する地山の土質に応じてガイドプ
レート39の長さを決めるようにする。もし、予想に反し
て地山の土質が変化した場合には、シール部材35を前に
出して土砂が入ってくる隙間を小さくしてもよい。ま
た、掘削停止時には、シール部材35をさらに前進させて
回転カッタ7とフード部3aの間をふさぐことで地山の崩
壊を防止できる。
保護のため、シール部材35の内周に沿うリング状のガイ
ドプレート39を隔壁17に取り付けてあり、掘削時には、
第1図に示すようにシール部材35をガイドプレート39と
フード部3aの間に引っ込めて、チャンバ19に取り込まれ
る掘削土砂との接触によりシール部材35が損傷しないよ
うに保護する。掘削時には、ガイドプレート39と回転カ
ッタ7の間からも掘削土砂がチャンバ19に取り込まれる
ことになるので、掘削する地山の土質に応じてガイドプ
レート39の長さを決めるようにする。もし、予想に反し
て地山の土質が変化した場合には、シール部材35を前に
出して土砂が入ってくる隙間を小さくしてもよい。ま
た、掘削停止時には、シール部材35をさらに前進させて
回転カッタ7とフード部3aの間をふさぐことで地山の崩
壊を防止できる。
シール部材35の厚さは、このシール部材を装備した第
1のシールド掘進機1のフード部3a内径と回転カッタ7
と外径との差を2で割った値とほぼ等しくする。一方、
シール部材35を装備していない第2のシールド掘進機2
のフード部4a内径は第1のシールド掘進機1のフード部
3a内径より小さくして、地中接合時、シールド掘進機1
のフード部3a内から押し出されたシール部材35が相手側
シールド掘進機2のフード部4aの先端に当接するように
する。第4図において、フード部3a内径とフード部4a内
径との差を2で割った値(両方のフード部3a,4aの外径
を同一とした場合は、フード部板厚t1,t2の差)をl1、
フード部4a内径と回転カッタ7外径との差を2で割った
値をl2とすると、l1,l2の値は各々地中接合時に予想さ
れるシールド掘進機同士の中心のずれ寸法より大きく設
定しておく。したがって、シール部材35の厚さ(l1+
l2)は、予想されるシールド掘進機同士の中心のずれ寸
法の2倍より大きく設定されていることになる。
1のシールド掘進機1のフード部3a内径と回転カッタ7
と外径との差を2で割った値とほぼ等しくする。一方、
シール部材35を装備していない第2のシールド掘進機2
のフード部4a内径は第1のシールド掘進機1のフード部
3a内径より小さくして、地中接合時、シールド掘進機1
のフード部3a内から押し出されたシール部材35が相手側
シールド掘進機2のフード部4aの先端に当接するように
する。第4図において、フード部3a内径とフード部4a内
径との差を2で割った値(両方のフード部3a,4aの外径
を同一とした場合は、フード部板厚t1,t2の差)をl1、
フード部4a内径と回転カッタ7外径との差を2で割った
値をl2とすると、l1,l2の値は各々地中接合時に予想さ
れるシールド掘進機同士の中心のずれ寸法より大きく設
定しておく。したがって、シール部材35の厚さ(l1+
l2)は、予想されるシールド掘進機同士の中心のずれ寸
法の2倍より大きく設定されていることになる。
また、本実施例は、フード部4aとシール部材35の密着
性を良くするため、両者の接触面を同一角度の雌・雄の
テーパ面とした例であるが、第7図に示すように両者の
接触面を反射傾斜のテーパ面とし、シール部材35をフー
ド部4aの先端エッジ部に接触させるようにしてもよく、
このようにすれば礫のかみ込みを回避できる。
性を良くするため、両者の接触面を同一角度の雌・雄の
テーパ面とした例であるが、第7図に示すように両者の
接触面を反射傾斜のテーパ面とし、シール部材35をフー
ド部4aの先端エッジ部に接触させるようにしてもよく、
このようにすれば礫のかみ込みを回避できる。
本実施例の地中接合施工手順は次のとおりである。
(1)回転カッタ7により地山を掘削し、シールドハル
3内で組み立てられたセグメント33を反力受としてシー
ルドジャッキ31により推進してきた第1のシールド掘進
機1と、同様に回転カッタ8により地山を掘削し、シー
ルドハル4内で組み立てられたセグメント34を反力受と
してシールドジャッキ32により推進してきた第2のシー
ルド掘進機2が接合地点に到達し、所定距離の未掘削部
を残して向き合った状態を第1図に示す。それまでの通
常掘進中は外周部掘削ビット11,12を伸ばしてシールド
ハル3,4の外径以上の掘削を行い、推進を容易にする。
3内で組み立てられたセグメント33を反力受としてシー
ルドジャッキ31により推進してきた第1のシールド掘進
機1と、同様に回転カッタ8により地山を掘削し、シー
ルドハル4内で組み立てられたセグメント34を反力受と
してシールドジャッキ32により推進してきた第2のシー
ルド掘進機2が接合地点に到達し、所定距離の未掘削部
を残して向き合った状態を第1図に示す。それまでの通
常掘進中は外周部掘削ビット11,12を伸ばしてシールド
ハル3,4の外径以上の掘削を行い、推進を容易にする。
(2)第2のシールド掘進機2の外周部掘削ビット12を
縮め、ギヤケース28を隔壁18に固定しているボルトを抜
き取ってカッタ中心軸16を坑内側に引き出し、回転カッ
タ8をフード部4a内に引っ込める。
縮め、ギヤケース28を隔壁18に固定しているボルトを抜
き取ってカッタ中心軸16を坑内側に引き出し、回転カッ
タ8をフード部4a内に引っ込める。
(3)回転カッタ8を引っ込めた後、またはそれと同時
に、回転カッタ7,8が干渉しない範囲で第1のシールド
掘進機1を前進させる。シールド掘進機1の前進は、通
常掘進時と同様に回転カッタ7で地山を掘削しながらシ
ールドジャッキ31を伸ばして行う。
に、回転カッタ7,8が干渉しない範囲で第1のシールド
掘進機1を前進させる。シールド掘進機1の前進は、通
常掘進時と同様に回転カッタ7で地山を掘削しながらシ
ールドジャッキ31を伸ばして行う。
(4)回転カッタ7が相手側シールド掘進機2のフード
部4a先端に近付いたら外周部掘削ビット11を縮め、回転
カッタ7外周部の切羽側の一部がフード部4aとオーバラ
ップしたところでシールド掘進機1の前進を止める。こ
の状態を第2図に示す。
部4a先端に近付いたら外周部掘削ビット11を縮め、回転
カッタ7外周部の切羽側の一部がフード部4aとオーバラ
ップしたところでシールド掘進機1の前進を止める。こ
の状態を第2図に示す。
(5)前工程でチャンバ19内の土砂をできる限り搬出
し、シール部材35の通過部分の土砂を取り除く。そのた
めには、回転カッタ7の反切羽側から土砂かき出し棒
(図示せず)をジャッキにより突き出し、カッタを回転
させながら土砂をかき出す方法、回転カッタ7の外周部
付近より高圧水を噴射する方法などがある。
し、シール部材35の通過部分の土砂を取り除く。そのた
めには、回転カッタ7の反切羽側から土砂かき出し棒
(図示せず)をジャッキにより突き出し、カッタを回転
させながら土砂をかき出す方法、回転カッタ7の外周部
付近より高圧水を噴射する方法などがある。
(6)シール部材押し出し用ジャッキ37を伸ばして、シ
ール部材35をフード部3a内から押し出し相手側シールド
掘進機2のフード部4a先端に当接させる(第3図参
照)。シール部材35をフード部4a先端に押しつけること
により、第4図の2点鎖線35′で示すようにシール部材
35がふくらみ、フード部3aの先端A点にも密着するた
め、フード3a,4a間の残された隙間をシール部材35でふ
さぎ、止水することができる。
ール部材35をフード部3a内から押し出し相手側シールド
掘進機2のフード部4a先端に当接させる(第3図参
照)。シール部材35をフード部4a先端に押しつけること
により、第4図の2点鎖線35′で示すようにシール部材
35がふくらみ、フード部3aの先端A点にも密着するた
め、フード3a,4a間の残された隙間をシール部材35でふ
さぎ、止水することができる。
(7)止水完了後、回転カッタ7,8の外周部を除く内殻
部と隔壁17,18を解体し、地中接合部の内周をコンクリ
ート打設等により補強して両側のトンネル坑内を連通さ
せる。
部と隔壁17,18を解体し、地中接合部の内周をコンクリ
ート打設等により補強して両側のトンネル坑内を連通さ
せる。
次に、地中接合時、シールド掘進機同士の中心のずれ
や傾きの不一致が生じた場合の対応策について述べる。
や傾きの不一致が生じた場合の対応策について述べる。
第4図はシールド掘進機同士の中心のずれや傾きの不
一致がない標準的な接合状態を示し、第5図はシールド
掘進機同士の中心がl3だけずれた場合の接合状態を示し
ている。すなわち、前述したように第4図のl1,l2の値
を各々予想されるシールド掘進機同士の中心のずれ寸法
より大きく設定し、シール部材35の厚さをl1+l2に設定
しておくことにより、地中接合時、シールド掘進機同士
の中心がずれても、シール部材35と相手側シールド掘進
機2のフード部4a先端とは必ず全周で接触し、止水効果
を発揮する。
一致がない標準的な接合状態を示し、第5図はシールド
掘進機同士の中心がl3だけずれた場合の接合状態を示し
ている。すなわち、前述したように第4図のl1,l2の値
を各々予想されるシールド掘進機同士の中心のずれ寸法
より大きく設定し、シール部材35の厚さをl1+l2に設定
しておくことにより、地中接合時、シールド掘進機同士
の中心がずれても、シール部材35と相手側シールド掘進
機2のフード部4a先端とは必ず全周で接触し、止水効果
を発揮する。
第8図,第9図は、シールド掘進機同士の中心,傾き
ともにずれを生じた場合の接合状態を示す。傾きの不一
致に対しては、ジャッキ推力によりシール部材35自体の
変形で、ある程度まで対応できるが、シール部材35を一
体のリング状とした場合には、第8図に示すように、シ
ール部材35の反切羽側の板材40と押し出しロッド36を連
結するピン継手42のピン43とピン穴44の間にガタを持た
せ、シール部材自体がどの方向にも摺動可能なように構
成しておけば、シールド掘進機同士の傾きのずれが大き
い場合でも対応することができる。また、第9図はシー
ル部材を第6図に示すように複数個の円弧状ブロック35
−1,35−2,…,35−nに分割した場合で、この場合は、
各々の円弧状ブロックが段階的にずれることによって、
シールド掘進機同士のより大きな傾きのずれにも対応す
ることができる。
ともにずれを生じた場合の接合状態を示す。傾きの不一
致に対しては、ジャッキ推力によりシール部材35自体の
変形で、ある程度まで対応できるが、シール部材35を一
体のリング状とした場合には、第8図に示すように、シ
ール部材35の反切羽側の板材40と押し出しロッド36を連
結するピン継手42のピン43とピン穴44の間にガタを持た
せ、シール部材自体がどの方向にも摺動可能なように構
成しておけば、シールド掘進機同士の傾きのずれが大き
い場合でも対応することができる。また、第9図はシー
ル部材を第6図に示すように複数個の円弧状ブロック35
−1,35−2,…,35−nに分割した場合で、この場合は、
各々の円弧状ブロックが段階的にずれることによって、
シールド掘進機同士のより大きな傾きのずれにも対応す
ることができる。
本発明は上記実施例に示した構成に限定されるもので
なく、以下述べるような変形または応用が可能である。
なく、以下述べるような変形または応用が可能である。
第10図に示す本発明の他の実施例は、相手側シールド
掘進機のフード部とオーバラップしない回転カッタを備
えた側のシールド掘進機(第1図〜第3図の第2のシー
ルド掘進機)2にシール部材35を装備した例で、地中接
合時、シール部材35をシールド掘進機2のフード部4a内
から押し出し、相手側シールド掘進機1のフード部3a先
端に当接させて止水を行った状態を示している。ただ
し、本実施例では、シールド掘進機同士の中心がずれた
場合、シール部材35と相手側シールド掘進機1の回転カ
ッタ7が干渉することを防ぐため、その間に隙間l4を設
けているので、周辺地山からの土圧,水圧によってシー
ル部材35が径方向に変形しないように、シール部材35自
体に十分な剛性を持たせておく必要がある。
掘進機のフード部とオーバラップしない回転カッタを備
えた側のシールド掘進機(第1図〜第3図の第2のシー
ルド掘進機)2にシール部材35を装備した例で、地中接
合時、シール部材35をシールド掘進機2のフード部4a内
から押し出し、相手側シールド掘進機1のフード部3a先
端に当接させて止水を行った状態を示している。ただ
し、本実施例では、シールド掘進機同士の中心がずれた
場合、シール部材35と相手側シールド掘進機1の回転カ
ッタ7が干渉することを防ぐため、その間に隙間l4を設
けているので、周辺地山からの土圧,水圧によってシー
ル部材35が径方向に変形しないように、シール部材35自
体に十分な剛性を持たせておく必要がある。
第11図,第12図は、シールド掘進機同士を地中接合す
るのに、一方のシールド掘進機に装備した可動フードを
伸ばして相手側シールド掘進機の回転カッタ外周部にオ
ーバラップさせる方法を用いた本発明の他の実施例の工
程図である。
るのに、一方のシールド掘進機に装備した可動フードを
伸ばして相手側シールド掘進機の回転カッタ外周部にオ
ーバラップさせる方法を用いた本発明の他の実施例の工
程図である。
第1のシールド掘進機1に装備されている可動フード
5はシールドハル3とは別体の外筒部として構成され、
その外径はシールドハル3のテール部外径と同径となっ
ている。シールドハル3の可動フード5より内側の部分
(内筒部)は可動フード5の内周とはまり合い、可動フ
ード5を前進させる際のガイド6となっている。可動フ
ード5の内周数箇所には、ジャッキ推力を伝える押し出
しロッド装備用ブラケット45が設けられている。このブ
ラケット45は可動フード5とともに前進するので、その
摺動範囲だけ内側ガイド6を切り欠き、その切欠き部を
ボックス状構造部46で内側から覆い、地山とトンネル坑
内を隔離している。また、可動フード5のテール側に
は、可動フード5の前進時に内側ガイド6の切欠き部を
多い土砂の侵入を防ぐためのテールプレート47が取り付
けられている。隔壁17の後方機内には必要推力に見合っ
た個数の可動フード押し出し用ジャッキ48を配設し、こ
れら押し出し用ジャッキ48と可動フード5の押し出しロ
ッド装着用ブラケット45を押し出しロッド49で連結し、
ジャッキ48の押し動作により可動フード5を前進させる
構成となっている。
5はシールドハル3とは別体の外筒部として構成され、
その外径はシールドハル3のテール部外径と同径となっ
ている。シールドハル3の可動フード5より内側の部分
(内筒部)は可動フード5の内周とはまり合い、可動フ
ード5を前進させる際のガイド6となっている。可動フ
ード5の内周数箇所には、ジャッキ推力を伝える押し出
しロッド装備用ブラケット45が設けられている。このブ
ラケット45は可動フード5とともに前進するので、その
摺動範囲だけ内側ガイド6を切り欠き、その切欠き部を
ボックス状構造部46で内側から覆い、地山とトンネル坑
内を隔離している。また、可動フード5のテール側に
は、可動フード5の前進時に内側ガイド6の切欠き部を
多い土砂の侵入を防ぐためのテールプレート47が取り付
けられている。隔壁17の後方機内には必要推力に見合っ
た個数の可動フード押し出し用ジャッキ48を配設し、こ
れら押し出し用ジャッキ48と可動フード5の押し出しロ
ッド装着用ブラケット45を押し出しロッド49で連結し、
ジャッキ48の押し動作により可動フード5を前進させる
構成となっている。
第1のシールド掘進機1に装備されている回転カッタ
7は、その形状を問わないが、その外径が可動フード5
の内径より小さく、カッタ外周部に可動フード5の外径
と少なくとも同一の掘削径を持つ伸縮可能な外周部掘削
ビット11とオーバカッタ13が設けられている。
7は、その形状を問わないが、その外径が可動フード5
の内径より小さく、カッタ外周部に可動フード5の外径
と少なくとも同一の掘削径を持つ伸縮可能な外周部掘削
ビット11とオーバカッタ13が設けられている。
第2のシールド掘進機2に装備されている回転カッタ
8は、外周部をリング形状となし、その切羽側の一部の
外径を可動フード5の内径より小さくし、反切羽側の一
部の外径をシールド掘進機2のフード部(固定フード)
4aの内径より小さくして、その反切羽側の一部をフード
部4aにオーバラップさせてある。この回転カッタ8の外
周部にも、フード部4aの外径と少なくとも同一の掘削径
を持つ伸縮可能な外周部掘削ビット12とオーバカッタ14
が設けられている。本実施例では、第2のシールド掘進
機2のフード部4aの内側にシール部材35が装備されてい
る。シール部材35自体は第1図〜第3図の実施例と同様
に構成され、シールド掘進機2の機内に配設されたシー
ル部材押し出し用ジャッキ37によりロッド36を介して押
し出し操作される。
8は、外周部をリング形状となし、その切羽側の一部の
外径を可動フード5の内径より小さくし、反切羽側の一
部の外径をシールド掘進機2のフード部(固定フード)
4aの内径より小さくして、その反切羽側の一部をフード
部4aにオーバラップさせてある。この回転カッタ8の外
周部にも、フード部4aの外径と少なくとも同一の掘削径
を持つ伸縮可能な外周部掘削ビット12とオーバカッタ14
が設けられている。本実施例では、第2のシールド掘進
機2のフード部4aの内側にシール部材35が装備されてい
る。シール部材35自体は第1図〜第3図の実施例と同様
に構成され、シールド掘進機2の機内に配設されたシー
ル部材押し出し用ジャッキ37によりロッド36を介して押
し出し操作される。
第11図は、第1図と同様にシールド掘進機1,2が所定
距離の未掘削部を残して向き合った状態を示している。
この状態から、外周部掘削ビット11,12を縮め、第1の
シールド掘進機1に装備されている可動フード5をジャ
ッキ48により押し出し第2のシールド掘進機2に装備さ
れている回転カッタ8外周部の切羽側の一部とオーバラ
ップする位置まで前進させる。その後、ジャッキ37を動
作させて第2のシールド掘進機2のフード部4a内からシ
ール部材35を押し出し、可動フード5の先端に当接させ
る(第12図参照)。このとき、シール部材35の内周側は
回転カッタ8外周部で支えられるので、周辺地山からの
土圧,水圧に対抗して止水効果を発揮する。
距離の未掘削部を残して向き合った状態を示している。
この状態から、外周部掘削ビット11,12を縮め、第1の
シールド掘進機1に装備されている可動フード5をジャ
ッキ48により押し出し第2のシールド掘進機2に装備さ
れている回転カッタ8外周部の切羽側の一部とオーバラ
ップする位置まで前進させる。その後、ジャッキ37を動
作させて第2のシールド掘進機2のフード部4a内からシ
ール部材35を押し出し、可動フード5の先端に当接させ
る(第12図参照)。このとき、シール部材35の内周側は
回転カッタ8外周部で支えられるので、周辺地山からの
土圧,水圧に対抗して止水効果を発揮する。
地中接合時に生じるシールド掘進機同士の中心のずれ
や傾きの不一致に対しては、第1図〜第3図の実施例で
述べたのと同様の方法で対処できる。
や傾きの不一致に対しては、第1図〜第3図の実施例で
述べたのと同様の方法で対処できる。
[発明の効果] 請求項1記載の発明によれば、地中接合時に一方のシ
ールド掘進機のフード部内周に沿って押し出されたシー
ル部材が相手側シールド掘進機のフード部先端に当接し
て、フード間の残された隙間を機械的にふさぎ、止水効
果を発揮するので、凍結工法のように多くの工期と工費
をかけることなく、地中接合部の土留と止水を安価に、
かつ確実に行い、施工の安全性を確保することができ
る。
ールド掘進機のフード部内周に沿って押し出されたシー
ル部材が相手側シールド掘進機のフード部先端に当接し
て、フード間の残された隙間を機械的にふさぎ、止水効
果を発揮するので、凍結工法のように多くの工期と工費
をかけることなく、地中接合部の土留と止水を安価に、
かつ確実に行い、施工の安全性を確保することができ
る。
請求項2記載の発明によれば、地中接合時に一方のシ
ールド掘進機のフード部内側から押し出されたシール部
材の内周側が回転カッタのリング状外周部で支えられる
ので、周辺地山からの土圧,水圧によるシール部材の径
方向の変形を防止し、止水効果をより確実なものとする
ことができる。
ールド掘進機のフード部内側から押し出されたシール部
材の内周側が回転カッタのリング状外周部で支えられる
ので、周辺地山からの土圧,水圧によるシール部材の径
方向の変形を防止し、止水効果をより確実なものとする
ことができる。
さらに、請求項3,4および5記載の発明によれば、地
中接合時にシールド掘進機同士の中心のずれや傾きの不
一致が生じた場合にも、容易に対応することができ、高
い信頼性が得られる。
中接合時にシールド掘進機同士の中心のずれや傾きの不
一致が生じた場合にも、容易に対応することができ、高
い信頼性が得られる。
第1図〜第3図は本発明の一実施例の地中接合施工手順
を示す縦断面図、第4図,第5図はシールド掘進機同士
の中心のずれが生じた場合の対応策を説明するための地
中接合部の詳細断面図、第6図はシール部材を円弧状ブ
ロックに分割した場合の第1図VI−VI線より矢示方向に
見た切断側面図、第7図はシール部材に当接するフード
部先端をエッジ形状とした場合の地中接合部詳細断面
図、第8図,第9図はシールド掘進機同士の傾きの不一
致が生じた場合の対応策を示す地中接合部詳細断面図、
第10図は本発明の他の実施例の地中接合部詳細断面図、
第11図,第12図は本発明の他の実施例の地中接合施工手
順を示す縦断面図である。 1……第1のシールド掘進機、2……第2のシールド掘
進機、3,4……シールドハル、3a,4a……フード部(固定
フード)、5……可動フード、7,8……回転カッタ、35
……地中接合部の止水用シール部材、35−1,35−2,…,3
5−n……円弧状ブロック、36……シール部材押し出し
ロッド、37……シール部材押し出し用ジャッキ、40……
板材、41……骨格材、42……ピン継手。
を示す縦断面図、第4図,第5図はシールド掘進機同士
の中心のずれが生じた場合の対応策を説明するための地
中接合部の詳細断面図、第6図はシール部材を円弧状ブ
ロックに分割した場合の第1図VI−VI線より矢示方向に
見た切断側面図、第7図はシール部材に当接するフード
部先端をエッジ形状とした場合の地中接合部詳細断面
図、第8図,第9図はシールド掘進機同士の傾きの不一
致が生じた場合の対応策を示す地中接合部詳細断面図、
第10図は本発明の他の実施例の地中接合部詳細断面図、
第11図,第12図は本発明の他の実施例の地中接合施工手
順を示す縦断面図である。 1……第1のシールド掘進機、2……第2のシールド掘
進機、3,4……シールドハル、3a,4a……フード部(固定
フード)、5……可動フード、7,8……回転カッタ、35
……地中接合部の止水用シール部材、35−1,35−2,…,3
5−n……円弧状ブロック、36……シール部材押し出し
ロッド、37……シール部材押し出し用ジャッキ、40……
板材、41……骨格材、42……ピン継手。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 斉 東京都千代田区富士見2丁目10番26号 前田建設工業株式会社内 (72)発明者 久保田 五十一 東京都千代田区富士見2丁目10番26号 前田建設工業株式会社内 (72)発明者 土屋 清 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 高野 文哉 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 高橋 均 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭63−22995(JP,A)
Claims (5)
- 【請求項1】回転カッタを備えたシールド掘進機同士の
地中接合工事において、地中接合する2台のシールド掘
進機のうち、一方のシールド掘進機のフード部内周に沿
って摺動可能にシール部材を装備し、地中接合時、該シ
ール部材を前記一方のシールド掘進機のフード部内側か
ら押し出し相手側シールド掘進機のフード部先端に当接
させ、該シール部材により地中接合部の止水を行った
後、トンネル坑内を連通させることを特徴とするシール
ド工法。 - 【請求項2】請求項1記載のシールド工法において、前
記一方のシールド掘進機の回転カッタ外周部をリング形
状となし、地中接合時、該回転カッタのリング状外周部
に両方のシールド掘進機のフード部をオーバラップさ
せ、前記一方のシールド掘進機のフード部内側から押し
出した前記シール部材の内周側を前記回転カッタのリン
グ状外周部で支えるようにしたことを特徴とするシール
ド工法。 - 【請求項3】請求項1記載のシールド工法において、前
記シール部材の厚さを、地中接合時に予想されるシール
ド掘進機同士の中心のずれ寸法の2倍より大きく設定し
ておくことを特徴とするシールド工法。 - 【請求項4】請求項1記載のシールド工法において、前
記シール部材を一体のリング形状となし、該シール部材
をどの方向にも傾動可能なように複数本の押し出し用ジ
ャッキに連結して押し出し操作することを特徴とするシ
ールド工法。 - 【請求項5】請求項1記載のシールド工法において、前
記シール部材を複数個の円弧状ブロックに分割し、その
各ブロックごとに押し出し用ジャッキに連結して押し出
し操作することを特徴とするシールド工法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63145832A JP2634633B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | シールド工法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63145832A JP2634633B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | シールド工法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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