JP2699150B2 - シールドの発進方法およびその発進装置を有するケーソン立坑 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールドの発進方法お
よび発進装置に係り、さらに詳しくは高水圧下でもケー
ソンを利用してシールドを安全に、かつ容易に発進させ
るために有効なシールドの発進方法およびその発進装置
を有するケーソン立坑に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のケーソンを利用したシールドの発
進には、発進坑口の前面の地山を自立させ、不透水性の
地盤に改良する目的で、地盤改良を行っている。

【０００３】また、従来技術ではシールドを発進させる
際に、ケーソン本体の鉄筋コンクリート壁をはつって発
進させなければならなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来技術
では発進坑口の前面を自立させるための地盤改良に多く
の工数を要し、工期が長くなる問題があった。

【０００５】また、ケーソン本体の鉄筋コンクリート壁
をはつり、シールドを発進させる際には次のような問題
があった。 ケーソン本体の壁厚が厚くかつ強度が大きいため、
はつりに時間がかかる。 はつり作業に危険が伴う。 地盤改良の効果を確認し難く、シールド断面が大き
くなる程、開口部分が大きくなり、危険が伴う。

【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、ケーソンを利用して安全
にかつ容易に発進でき、しかもシールド発進のための工
期を短縮し得るシールドの発進方法を提供することにあ
る。

【０００７】また、本発明の他の目的は前記方法を的確
に実施し得るシールドの発進装置を有するケーソン立坑
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明方法は作業スラブ３を有するケーソン本体１
の側壁の所定位置に、低強度の詰め物を詰め込んで密閉
した坑口５を設け、前記ケーソン本体１の内部に、シー
ルド機用の発進坑口１３を有しかつ前記作業スラブ３に
旋回ベアリング１５を設置し、内筒１２を旋回自在と
し、次いで、ケーソン本体１の下部の地山Ｇを掘削し、
ケーソン本体１を所定深度まで沈下させるとともに、ケ
ーソン本体１の上部に土留め構造物１１を築造して行
き、発進立坑１８を構築した後、前記内筒１２にシール
ド機２３を投入し、前記発進坑口１３にシールド機２３
の前端部を挿入し、内筒１２を旋回させ、前記坑口５に
発進坑口１３とシールド機２３とを位置合わせした後、
ケーソン本体１の側壁とシールド機２３間の隙間を密閉
し、ついでシールド機２３を掘進させ、シールド機２３
により前記坑口５内の詰め物を掘削し、シールドを発進
させるようにしたものである。また、前記目的を達成す
るため、本発明方法は、前記内筒１２を、駆動モータ１
６と旋回ギア１７とを有する旋回駆動手段に連結したも
のである。

【０００９】また、前記目的を達成するため、本発明の
ケーソン立坑ではケーソン側壁の所定位置に設けられ，
かつ低強度の詰め物を詰め込んで密閉された坑口５を有
するケーソン本体１と、前記ケーソン本体１に設けられ
た坑口５に対応する発進坑口１３を有し，ケーソン本体
１の内部に旋回ベアリング１５を介して旋回自在に設置
され，旋回駆動手段に連結され，かつシールド機２３と
これの発進付属機材とを収容可能な内筒１３とを備えて
構成したものである。

【００１０】

【作用】本発明方法では、ケーソン側壁の所定位置に設
けられ，かつ低強度の詰め物を詰め込んで密閉した坑口
５を有するケーソン本体１と、シールド機用の発進坑口
１３を有し，かつ作業スラブ３に旋回ベアリング１５を
設置し、この旋回ベアリング１５により旋回自在に設置
された内筒１２とを使用する。

【００１１】そして、発進立坑を構築すべき所定位置に
ケーソン本体１を据え付け、その下部の地山Ｇを掘削
し、ケーソン本体１を沈下させる。また、ケーソン本体
１の沈下に伴いケーソン本体１の上部において土留め構
造物１１を組み立てる。このようにして、発進立坑１８
を構築する。この段階では、内筒１２の周壁により、低
強度の坑口５をカバーしておく。

【００１２】前記発進立坑１８の構築後、内筒１２にシ
ールド機２３を投入し、内筒１２に設けられた発進坑口
１３にシールド機２３の前端部を挿入する。その後、内
筒１２を旋回させ、ケーソン本体１に設けられた坑口５
に、前記発進坑口１３とシールド機２３とを位置合わせ
する。

【００１３】ついで、ケーソン本体１の側壁とシールド
機２３間の隙間を土砂等で充填・密閉する。前記隙間を
密閉した後、シールド機２３を掘進させ、シールド機２
３により、前記坑口５に詰め込まれた低強度の詰め物を
掘削し、発進させる。

【００１４】このように、本発明方法では密閉状態で、
ケーソン本体１の坑口５内の低強度の詰め物をシールド
機２３により掘削して発進させるようにしているので、
ケーソンを利用してシールドを安全にかつ容易に発進さ
せることができる。

【００１５】さらに、本発明方法ではケーソン本体１
に、止水を目的とし掘削可能な低強度の詰め物で密閉し
た坑口５を設けており、この坑口５内の詰め物をシール
ド機２３で掘削し、発進させるようにしているので、従
来技術のごとく発進坑口の前面の地山を自立させる等の
地盤改良を行う必要がなく、またケーソン本体の鉄筋コ
ンクリート壁をはつる必要もないので、シールドを発進
させるための工期を短縮することができる。

【００１６】また、本発明のケーソン立坑ではケーソン
側壁の所定位置に設けられ，かつ低強度の詰め物を詰め
込んで密閉した坑口５を有するケーソン本体１と、前記
ケーソン本体１に設けられた坑口５に対応する発進坑口
１３を有し，ケーソン本体１の内部に旋回ベアリング１
５を介して旋回自在に設置され，旋回駆動手段に連結さ
れ，かつシールド機２３とこれの発進付属機材とを収容
可能な内筒１３とを備えている。

【００１７】そこで、発進立坑を構築すべき所定位置に
ケーソン本体１を据え付ける。そして、ケーソン本体１
の下部の地山Ｇを掘削し、ケーソン本体１を沈下させる
とともに、ケーソン本体１の上部に土留め構造物１１を
築造する。以上の動作を繰り返して行い、ケーソン本体
１を所定深度まで沈下させ、発進立坑１８を構築する。

【００１８】その後、前記内筒１２の内部にシールド機
２３と、これを発進させるための付属機材とを持ち込
み、内筒１２に設けられた発進坑口１３にシールド機２
３の前端部を挿入し、さらに各付属機材を所期の機能を
発揮可能にセットする。

【００１９】ついで、旋回駆動手段により内筒１２を旋
回させ、ケーソン本体１に設けられた坑口５に、内筒１
２に設けられた発進坑口１３とシールド機２３とを位置
合わせする。そして、ケーソン本体１の側壁とシールド
機２３間の隙間を土砂等で密閉する。かかる密閉状態で
シールド機２３を掘進させ、そのシールド機２３によ
り、坑口５に詰め込まれた低強度の詰め物を掘削し、シ
ールドを発進させる。

【００２０】これにより、本発明のケーソン立坑によれ
ば、前記本発明方法を的確に実施することが可能とな
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２２】図１〜図９は本発明の一実施例を示すもの
で、この実施例におけるシールドの発進装置を有するケ
ーソン立坑では、図１および図２に示すように、ケーソ
ン本体１と、その内部に設置された内筒１２とを配備し
ている。

【００２３】前記ケーソン本体１は、図１に示すよう
に、地山掘削用の作業室２と、作業室スラブ３上に設け
られた土留め構造物用の組立部４と、ケーソン側壁の所
定位置に設けられた坑口５と、フリクションカット７と
を有している。また、ケーソン本体１の上部にはロック
８が設置され、このロック８からケーソン本体１の内部
を経て作業室２に至るシャフト９が設けられている。

【００２４】前記作業室２には、地上走行型掘削機また
は天井走行型掘削機（いずれも図示せず）が設置されて
いるが、手掘りの場合もある。

【００２５】前記土留め構造物用の組立部４には、ケー
ソン本体１を沈下させる推進ジャッキ１０を配備してい
る。この推進ジャッキ１０は、組立部４の上部に組み立
てられた土留め構造物１１であるセグメントに反力を取
ってケーソン本体１を押し込み、沈下させる。

【００２６】前記坑口５には、止水を目的とした、例え
ばモルタル６が詰め込まれ、密閉されている。このモル
タル６は、低強度であるため、シールド機２３により容
易に掘削することが可能である。

【００２７】前記内筒１２は、鋼板等の強度が高い材料
で形成されている。この内筒１２には、図２，図３，図
５および図６に示すように、発進坑口１３が設けられて
いる。この発進坑口１３は、前記ケーソン本体１に設け
られた坑口５に対応させて設けられている。また、前記
発進坑口１３にはシールド機２３との間をシールする止
水パッキン１４が装着されている。そして、前記内筒１
２は図１，図４および図８に示すように、旋回ベアリン
グ１５を介して、作業室スラブ３上においてケーソン本
体１の内部に旋回自在に設置されている。さらに、前記
内筒１２は駆動モータ１６と、旋回ギア１７とを有する
旋回駆動手段に連結されている。

【００２８】次に、ケーソン本体１および内筒１２を用
いてシールドを発進させる方法の一例を説明する。

【００２９】まず、あらかじめ内筒１２を設置したケー
ソン本体１を発進立坑を構築すべき所定位置に据え付
け、当初はケーソン本体１に設けられた低強度の坑口５
を、内筒１２の周壁により覆い、土圧および水圧に対抗
させる。

【００３０】この状態で、ケーソン本体１の作業室２の
下部の地山Ｇを掘削する。この掘削は、地上走行型掘削
機や天井走行型掘削機による機械掘りでも、人力による
手掘りでもよい。掘削した土砂は、ケーソン本体１に設
けられたシャフト９およびロック８を通じて地上に搬送
し、排出する。

【００３１】このようにして、１リング分の掘削を終了
後、図４に示すように、ケーソン本体１の上部に配備さ
れた推進ジャッキ１０を、その上部に築造された土留め
構造物１１であるセグメントに反力を取って伸長させ、
ケーソン本体１を押し込み、沈下させる。ついで、推進
ジャッキ１０を縮小させ、ケーソン本体１における土留
め構造物用の組立部４でセグメントを組み立てる。この
とき、セグメントと地山Ｇ間の隙間に裏込め材を注入
し、セグメントと地山Ｇとを密着させる。

【００３２】以上の作業を繰り返して行い、所定の深度
までケーソン本体１を沈下させるとともに、土留め構造
物１１を築造し、図６に示すごとき発進立坑１８を構築
する。

【００３３】前述のごとく発進立坑１８を構築後、図８
に示すように、底詰めコンクリート１９を打設する。つ
いで、内筒１２の内部にシールド機発進用の付属機材を
持ち込み、間詰めコンクリート２０を打ち、シールド機
用の反力受け２１を組み立て、発進架台２２をセットす
る。

【００３４】その後、内筒１２の内部にシールド機２３
を投入し、そのシールド機２３を発進架台２２上に載置
し、また図７〜図９に示すように、シールド機２３の後
方に仮組みセグメント２５を組み立て、シールド機２３
のカッタ２４を内筒１２に設けられた発進坑口１３に挿
入し、この発進坑口１３に取り付けられた止水パッキン
１４によりシールド機２３の前端部をシールする。

【００３５】次に、旋回駆動手段の駆動モータ１６を駆
動し、図７および図９から分かるように、旋回ギヤ１７
を介して内筒１２を旋回させ、図８および図９に示すよ
うに、ケーソン本体１に設けられた坑口５に、内筒１２
に設けられた発進坑口１３とシールド機２３とを位置合
わせする。

【００３６】ついで、ケーソン本体１の側壁とシールド
機２３間の隙間に、土圧系の場合には土砂投入口または
シールド機２３のスクリューコンベア等を使って、流動
性のよい粘性土等を投入し、充満させる。また、泥水加
圧シールドの場合には、前記隙間に泥水を充満させる。
前記隙間に粘性土や泥水等を充満させた後、シールド機
２３を少し前進させ、土水圧に備え加圧する。その加圧
状態を水圧計や土圧計により確認する。

【００３７】前述のごとくケーソン本体１の側壁とシー
ルド機２３間の隙間を、粘性土や泥水等で密閉した後、
図８および図９に示す反力受け２１に反力を取ってシー
ルド機２３を掘進させ、シールド機２３のカッタ２４
で、ケーソン本体１の坑口５に詰め込まれているモルタ
ル６を掘削し、発進立坑１８からシールドを発進させ
る。

【００３８】以上のように、この実施例ではケーソン本
体１と、これの上部に築造された土留め構造物１１とに
より発進立坑１８を構築し、ケーソン本体１の内部に設
置された内筒１２にシールド機２３を投入し、地山Ｇの
土水圧に対して対抗性を持った発進立坑１８から発進さ
せるようにしていること、ケーソン本体１に設けられた
低強度の坑口５を、発進立坑１８が完成するまでの間、
ケーソン本体１の内部に設置された内筒１２の周壁でカ
バーするようにしていること、前記ケーソン本体１に設
けられた坑口５に、内筒１２に設けられた発進坑口１３
とシールド機２３とを位置合わせした後、ケーソン本体
１の側壁とシールド機２３間の隙間に粘性土や泥水等を
充満させ、密閉した状態でシールド機２３を掘進させ、
このシールド機２３のカッタ２４により、坑口５に詰め
込まれた詰め物であるモルタル６を掘削して発進させる
ようにしていることにより、高水圧下においてもケーソ
ンを利用してシールドを安全にかつ容易に発進させるこ
とができる。

【００３９】また、この実施例ではケーソン本体におけ
る鉄筋コンクリート壁をはつる必要がなく、ケーソン本
体側壁に設けられた坑口５に詰め込まれた低強度のモル
タル６をシールド機２３のカッタ２４で掘削して発進さ
せるようにしているので、シールド発進のための工期を
短縮することもできる。

【００４０】なお、本発明では内筒１２の旋回駆動手段
として、ジャッキ等を用いてもよい。

【００４１】さらに、本発明は通常の場所打ちコンクリ
ート方法のケーソン工法にも適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明方法では作
業スラブ３を有するケーソン本体１の側壁の所定位置
に、低強度の詰め物を詰め込んで密閉した坑口５を設
け、前記ケーソン本体１の内部に、シールド機用の発進
坑口１３を有しかつ前記作業スラブ３に旋回ベアリング
１５を設置し、内筒１２を旋回自在とし、次いで、ケー
ソン本体１の下部の地山Ｇを掘削し、ケーソン本体１を
所定深度まで沈下させるとともに、ケーソン本体１の上
部に土留め構造物１１を築造して行き、発進立坑１８を
構築した後、前記内筒１２にシールド機２３を投入し、
前記発進坑口１３にシールド機２３の前端部を挿入し、
内筒１２を旋回させ、前記坑口５に発進坑口１３とシー
ルド機２３とを位置合わせした後、ケーソン本体１の側
壁とシールド機２３間の隙間を密閉し、ついでシールド
機２３を掘進させ、シールド機２３により前記坑口５内
の詰め物を掘削し、シールドを発進させるようにしてい
るので、高水圧下においてもケーソンを利用してシール
ドを安全にかつ容易に発進させ得る効果がある。しか
も、本発明方法ではケーソン本体１に、止水を目的とし
掘削可能な低強度の詰め物で密閉した坑口５を設け、こ
の坑口５内の詰め物をシールド機２３で掘削し、発進さ
せるようにしているので、発進坑口の前面の地山を自立
させる等の地盤改良を行う必要がなく、さらにはケーソ
ン本体の鉄筋コンクリート壁をはつる必要もないので、
シールドを発進させるための工期の短縮を図り得る効果
もある。

【００４３】また、本発明のケーソン立坑ではケーソン
側壁の所定位置に設けられ，かつ低強度の詰め物を詰め
込んだ坑口５を有するケーソン本体１と、前記ケーソン
本体１に設けられた坑口５に対応する発進坑口１３を有
し，ケーソン本体１の内部に旋回ベアリング１５を介し
て旋回自在に設置され，旋回駆動手段に連結され，かつ
シールド機２３とこれの発進付属機材とを収容可能な内
筒１３とを備えているので、前記本発明方法を的確に実
施し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ケーソン本体とその内部に設置された内筒の縦
断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】ケーソン本体を沈下させ、ケーソン本体の上部
に土留め構造物を築造する工程を示す縦断側面図であ
る。

【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】構築された発進立坑の正面図である。

【図７】内筒の内部にシールド機とその発進付属機材を
持ち込み、組み立てる工程を示す横断平面図である。

【図８】坑口に発進坑口を位置合わせする工程を示す縦
断側面図である。

【図９】図８のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１ ケーソン本体 ２ 作業室 ４ 土留め構造物用の組立部 ５ 坑口 ６ モルタル １０ ケーソン本体用の推進ジャッキ １１ 土留め構造物 １２ 内筒 １３ 発進坑口 １４ 止水パッキン １８ 発進立坑 ２１ シールド機用の反力受け ２２ シールド機用の発進架台 ２３ シールド機 ２４ シールド機のカッタ Ｇ 地山

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業スラブ３を有するケーソン本体１の
   側壁の所定位置に、低強度の詰め物を詰め込んで密閉し
   た坑口５を設け、前記ケーソン本体１の内部に、シール
   ド機用の発進坑口１３を有しかつ前記作業スラブ３に旋
   回ベアリング１５を設置し、内筒１２を旋回自在とし、
   次いで、ケーソン本体１の下部の地山Ｇを掘削し、ケー
   ソン本体１を所定深度まで沈下させるとともに、ケーソ
   ン本体１の上部に土留め構造物１１を築造して行き、発
   進立坑１８を構築した後、前記内筒１２にシールド機２
   ３を投入し、前記発進坑口１３にシールド機２３の前端
   部を挿入し、内筒１２を旋回させ、前記坑口５に発進坑
   口１３とシールド機２３とを位置合わせした後、ケーソ
   ン本体１の側壁とシールド機２３間の隙間を密閉し、つ
   いでシールド機２３を掘進させ、シールド機２３により
   前記坑口５内の詰め物を掘削し、シールドを発進させる
   ことを特徴とするシールドの発進方法。
2. 【請求項２】 前記内筒１２が、駆動モータ１６と旋回
   ギア１７とを有する旋回駆動手段に連結されてなる請求
   項１記載のシールドの発進方法。
3. 【請求項３】 ケーソン側壁の所定位置に設けられ，か
   つ低強度の詰め物を詰め込んで密閉された坑口５を有す
   るケーソン本体１と、前記ケーソン本体１に設けられた
   坑口５に対応する発進坑口１３を有し，ケーソン本体１
   の内部に旋回ベアリング１５を介して旋回自在に設置さ
   れ，旋回駆動手段に連結され，かつシールド機２３とこ
   れの発進付属機材とを収容可能な内筒１３とを備えて構
   成したことを特徴とするシールドの発進装置を有するケ
   ーソン立坑。