JP2683534B2 - シールドトンネルの地中接合工法および地中接合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、建設すべきトンネルを２台のシールド機
を用いて両側から掘削し、これを途中で接合させて完成
させるシールドトンネルの地中接合工法およびその実施
に用いる地中接合装置に関する。

「従来の技術」 本出願人は、先に２台のシールド機を地中接合する場
合に用いて好適な地中接合型シールド機の貫入室の構造
（特願昭61-165979号）を提供した。

ここで、前記地中接合型シール機の貫入室の構造につ
いて、第５図（ａ），（ｂ）を用いて簡単に説明する。

第５図（ａ）は地盤を２台のシールド機によって左右
両側から掘進しているところを示すものである。図中符
号１は第１のシールド機であり、スキンプレート２の先
端部が外筒３と内筒４とにより二重に形成されていると
ともに、前記外筒と内筒との間に貫入リング５が格納さ
れている。さらに、第１のシールド機１の先端に形成さ
れた内筒４の内周面には仕切板６が設けられており、該
仕切板６の中央部にはスキンプレートの長手方向に移動
自在なカッター装置７が取り付けられている。そして、
このカッター装置７の切削部7aの外周先端分にはスキン
プレートの径方向に伸縮自在な先端刃８が設けられてお
り、該先端刃８を切削部7aの内部に収納した後、カッタ
ー装置７をシールド機の後方に移動させることにより、
切削部7aは内筒４の内部に収納されるようになってい
る。図中符号９はシールドジャッキであり、10はスキン
プレートの後部内周面で形成されるセグメントである。

符号11は第２のシールド機であり、該第２のシールド
機２は、スキンプレート12の先端部が前記第１のシール
ド機と略同径の外筒13及び内筒14とにより二重に形成さ
れることによって前記貫入リングを貫入させる貫入室15
を構成している。そして、この貫入室15の内部には、ゴ
ムで製作されかつスキンプレートの長手方向へ移動自在
な受圧リング15aが設置されることにより、シールド機
が通常の掘進を行う際に、貫入室15の内部に土砂や礫等
が侵入して、該貫入室15内を閉塞するのを防止すると共
に、貫入リングの先端が密着して、貫入室15内の止水性
を向上させるようになっている。なお、図中符号16は仕
切板、符号17,17a,18は前記第１のシールド機と同様に
構成されたカッター装置、切削部、先端刃であり、19は
シールドジャッキ、20はセグメントである。

第５図（ｂ）は、前記２台のシールド機が接合された
状態を示すものであり、第1,第２のシールド機のカッタ
ー装置7,17の先端刃8,18が、切削部7a,17aの内部に収納
されると共に、カッター装置7,17が各スキンプレート2,
12の後方側へ移動されて、該切削部7a,17aが内筒4,14内
へ収納されている。そして、貫入リング５が貫入室15の
内部に貫入されて、貫入室15内の受圧リング15aが貫入
室15の奥に押し込まれると共に、貫入リング５が貫入室
15の内部に貫入されてシールド機1,11が接続された状態
となって、接合部の止水性が保持されるようになってい
る。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、前記従来の地中接合型シール機の貫入室の
構造にあっては、第１のシールド機に貫入リング５を設
ける一方、第２のシールド機には受圧リング15aが収納
された貫入室15を設けるようにしているため、２種類の
異なるシールド機が必要となること、また、切削部をス
キンプレートの長手方向に移動させなければならず、そ
のための駆動機構がカッター装置に必要となること等、
従来のシールド機に比べて製作費が高くなるという問題
点があった。

そこで、シールド機1,11のカッター装置7,17から切削
部の引き込み機構を省略し、切削部7a,17aを内筒の内部
に格納することなく、第１のシールド機１の貫入リング
５を、第２のシールド機の貫入室15内へ貫入できるよう
な構造とするためには、第６図（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、第１のシールド機１の貫入リング５を大幅に長く
して、貫入リングの押出しストロークを大きくすること
により、第1,第２のシールド機間の離れをカバーする必
要が生じてくる。そのため、貫入リング５を格納するス
キンプレート２の外筒３と内筒４とを長くしなげればな
らず、その結果、第１のシールド機の機長が長くなり、
シールド機の操舵性が低下するという問題点が発生す
る。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、
操舵性を損なうことなく、出来るだけ安価にシールドト
ンネルの地中接合を行うことのできるシールドトンネル
の地中接合工法の提供を目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明では、シールド機を接合させる直前に前記第
１のシールド機と第２のシールド機とを所定距離離間さ
せて停止させた後、前記第１のシールド機の押出リング
と、前記第２のシールド機の押出リングとを押出すこと
により、これら第1,第２の押出リングの先端部を当接さ
せ、これによって第1,第２のシールド機のスキンプレー
トを連結するようにしている。また、この発明の地中接
合装置は２台のシールド機を１組として用いるものであ
り、各シールド機はいずれもスキンプレートの先端部が
外筒と内筒とにより二重に形成されているとともに該外
筒と内筒との間に押出リングを備えてなるものである。

「実施例」 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。第１図，第２図は本発明のシールドトンネルの地中
接合工法を説明するためのものである。これらの図にお
いて、前記第５図（ａ），（ｂ）に示した従来の技術と
同様の構成要素については、同一符号を付すこととす
る。

まず、第１図を用いて、本実施例の工法に使用するシ
ールド機について説明する。

第１のシールド機１は、筒状に形成されたスキンプレ
ート２の先端部が外筒３と内筒４とにより二重に形成さ
れており、その内部には押出リング５が設置されてい
る。押出リング５は、筒状に形成されかつスキンプレー
ト２の長手方向に沿って前後に移動自在とされており、
その先端部は内側に向って暫時縮径されたものとなって
いる。そして、第１のシールド機１の先端部にはスキン
プレート２の内部を切羽から隔離するための仕切板６が
設けられており、該仕切板６の中央部にはカッター装置
７が取り付けられている。そして、このカッター装置７
の切削部7aの外周部にはスキンプレートの径方向に伸縮
自在な先端刃８が設けられている。なお、符号９はシー
ルド機１の後部で設置されるセグメントである。

第２のシールド機11は、第１のシールド機と同様に構
成されており、スキンプレート12の先端は、外筒13と内
筒14とによって二重に形成され、その内部にはスキンプ
レート12の長手方向に移動自在な押出リング15が設けら
れている。この押出リング15は筒状に形成されており、
その先端は外側に向って暫時拡径されたものとなってい
る。そして、スキンプレート12の先端部には仕切板16が
設けられており、仕切板16の中央部にはカッター装置17
が取り付けられている。そして、カッター装置17の切削
部17aの外周部にはスキンプレート12の径方向に伸縮自
在な先端刃18が設けられている。なお、符号19はシール
ド機１の後部で設置されるセグメントである。

そして、前記各押出リング5,15は、該押出リング5,15
をスキンプレート２の前方へ押し出した際に、カッター
装置7,17の切削部7a,17aを覆って、先端部がその前方に
達するような長さとする。また、押出リング5,15の先端
部の形状としては、第３図（ａ）に示すように、押出リ
ング5,15の先端部の傾斜面5a,15aが互いに向き合うよう
に、なだらかに切削した構成としたもの、第３図（ｂ）
に示すように、押出リング5,15の先端部を内側と外側と
に折り曲げることにより、接触面5b,15bを大きくした構
成としたもの、第３図（ｃ）に示すように、第２のシー
ルド機11の押出リング15の先端に膨出部15cを形成し、
押出リング５の先端が接触し易い構成としたもの等が考
えられる。

つぎに、第１図，第２図を用いて本実施例の方法につ
いて説明する。

まず、第１図に示すように、第１のシールド機１によ
ってトンネルT1を、また第２のシールド機11とによって
トンネルT2を掘削した後、トンネルT1,T2を接合する前
に、第１のシールド機と第２のシールド機とを所定距離
離間させた状態で停止させる。つぎに、カッター装置７
の先端刃８及びカッター装置17の先端刃18とを切削部7
a,17bの内部に収納した後、第２図に示すように、第１
のシールド機２の押出リング５と、第２のシールド機12
の押出リング15とを外筒３と内筒４との間から押出し
て、これら第1,第２の押出リング5,15の先端部の拡径面
と縮径面とを当接させ、これによってスキンプレート２
とスキンプレート12との先端部間をカッター装置7,17を
覆うようにして周囲の地山から分離する。

そして、第１のシールド機１の押出リング５と、第２
のシールド機12の押出リング15との先端当接面付近外周
地山を必要とするならば薬注等で改良し、内部への漏水
が無いことを確認した後、仕切板6,16及びカッター装置
7,17を除去することにより、トンネルT1,T2を接続す
る。

このように、本実施例の方法によれば、シールド機1,
11を接合させる前に、前記第１のシールド機２の押出リ
ング５と、第２のシールド機12の押出リング15とを押出
すことにより、これら第1,第２の押出リングの先端部を
当接させ、これによってカッター装置の切削部7a,17aを
越えて第1,第２のシールド機1,11のスキンプレート2,12
を連結するようにしたものであるので、同じ種類のシー
ルド機1,11でトンネルの接合作業を行うことができるこ
と、また、接合させる際、切削部7a,17aをスキンプレー
ト2,12の後方側へ移動させて、スキンプレートの内部に
格納する必要がなくなるため、カッター装置7,17に移動
機構が不要となり、従来の貫入リングと貫入室とを用い
たシールド機に比べて製作費の低減を図ることができ
る。さらに、押出リングが両方のシールド機1,11に設け
られているため、シールド機の機長が長くなる虞れがな
くなり、シールド機の操舵性を損なうことがない。

また、本発明の方法に使用する、シールド機の押出リ
ング5,15は、前記実施例に示したように、トンネルの接
合時以外にも、掘進中にシールド機が障害物に遭遇した
時にそれを除去するため、あるいは、長距離掘進や礫層
掘進により、カッタービットに摩耗や破損が発生し、こ
れを交換するため等に使用することができる。

以下、その方法を、第４図を用いて説明すると、ま
ず、第４図（ａ）に示すように、シールド機１（11）を
停止させる。つぎに、第４図（ｂ）に示すように、先端
刃８（18）を切削部7a（17a）の内部に収納した後、押
出リング５（15）をスキンプレート２（12）の前方へ押
出し、切削部7a（17a）の周囲を該押出リング５（15）
によって覆う。つぎに、第４図（ｃ）に示すように、作
業員がスキンプレート２（12）の内部から仕切板６（1
6）に設けられたマンホールＭを介して切削部側へ出
て、障害物の除去や、カッタービットの交換等の作業を
行う。そして、前記作業が完了すると、第４図（ｄ）に
示すように、作業員がマンホールからスキンプレートの
内部に入って、マンホールを閉じ、再び掘進を開始す
る。

このように、押出リング５（15）を用いることによ
り、切削部7a（17a）を周囲の地山から隔離し、前記の
障害物の除去作業や、カッタービットの交換等の作業を
安全に行うことができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の方法は、シールド機
を接合させる直前に、第１のシールド機と第２のシール
ド機とを所定距離離間させた状態で、前記第１のシール
ド機の押出リングと、前記第２のシールド機の押出リン
グとを押出すことにより、これら第1,第２の押出リング
の先端部を当接させ、これによって第1,第２のシールド
機構のスキンプレートを連結するようにしたものである
ので、同じ種類のシールド機を用いることができると共
に、カッター装置を移動させるための機構が不要とな
り、安価にシールドトンネルの地中接合を行うことので
きる。また、スキンプレートが長くなることなく、操舵
性を損なうこともない。また、この発明の装置は、いず
れもスキンプレートの先端部が外筒と内筒とにより二重
に形成されているとともに該外筒と内筒との間に押出リ
ングを備えた同一の構成のシールド機を２台１組として
用いるものであるので、上記方法を実施する際に採用し
て好適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明のシールドトンネルの地中接合
工法の一実施例を示すものであり、第１図は接合前のシ
ールド機の側断面図、第２図は接合された状態のシール
ド機の側断面図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は押出
リングの先端部の各種形状を示す側断面図、第４図
（ａ）〜（ｄ）はカッター装置の押出リングを地中接合
以外の用途に使用する場合の説明図、第５図，第６図は
従来の技術を示すものであり、第５図（ａ）は接合前の
シールド機の側断面図、第５図（ｂ）は接合した状態の
シールド機の側断面図、第６図（ａ）は接合前のシール
ド機の側断面図、第６図（ｂ）は接合時のシールド機の
側断面図である。 １……第１のシールド機、２……スキンプレート、３…
…外筒、４……内筒、５……押出リング、７……カッタ
ー装置、7a……切削部、８……先端刃、11……第２のシ
ールド機、12……スキンプレート、13……外筒、14……
内筒、15……押出リング、17……カッター装置、17a…
…切削部、18……先端刃。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スキンプレートの先端部が外筒と内筒とに
   より二重に形成され、かつ前記外筒と内筒との間に押出
   リングが格納された第１及び第２のシールド機を１組と
   してトンネルを両側から掘進してそれらを途中で接合さ
   せるシールドトンネルの地中接合工法であって、シール
   ド機を接合させる直前に前記第１のシールド機と第２の
   シールド機とを所定距離離間させて停止させた後、前記
   第１のシールド機の押出リングと、前記第２のシールド
   機の押出リングとを押出すことにより、これら第１、第
   ２の押出リングの先端部を当接させ、これによって第
   １、第２のシールド機のスキンプレートを連結すること
   を特徴とするシールドトンネルの地中接合工法。
2. 【請求項２】前部に設けられたカッター装置により地山
   を切削しつつ、内部で一次覆工用のセグメントを組み立
   てながら地山中を掘進するシールド機を２台１組として
   用い、築造すべきトンネルの両端からそれぞれトンネル
   を掘削してそれらを途中で接合することによりトンネル
   を完成させる構成のシールドトンネルの地中接合装置に
   おいて、前記２台のシールド機は、いずれもスキンプレ
   ートの先端部が外筒と内筒とにより二重に形成されてい
   るとともに該外筒と内筒との間に押出リングを備えてな
   ることを特徴とするシールドトンネルの地中接合装置。