JP2712685C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、トンネルを掘削すると共にセグメントを順次組み立てて覆工するシ
ールド掘進機に関する。 ［従来の技術］ シールド工法によりトンネル掘削を行うシールド掘進機のうち、泥水の還流に
より切羽の安定と掘削土砂の排出を行うものとして、泥水式シールド掘進機が知
られている。 第３図に示すように、従来この種のシールド掘進機は、回転して地盤を掘削す
るカッタ１と、カッタ１を回転自在に支持すると共に隔壁２で切羽から隔てられ
たシールドフレーム３と、セグメント４を組み立てるエレクタ５とにより主とし
て構成され、泥水を切羽に供給・循環させるための送泥管６及び排泥管７が備え
られている。 そしてシールドジャッキ８による推力と、シールドフレーム３に設けられた駆
動用モータ９による回転力とで、所定の孔径のトンネルを掘進すると共に、セグ
メント４の幅だけ掘進する度ごとにセグメント４を組み立てることで、順次シー
ルドするようになっている。 またこの他、シールドフレーム３の後端部には、掘進するシールドフレーム３
とセグメント４との間を止水するためのテールシール１０が設けられ、さらに地
山とセグメント４との間を充填するための裏込め注入装置（図示せず）が設けら れている。 ［発明が解決しようとする課題］ ところで近来にあっては、地中の利用率が高まり、特に都市地盤においては上
下水道、地下鉄、電線のための埋設管等々の地中構造物が密集して設けられてい
る。このため、ケーブルの増設などの要求があっても、これに対応すべくトンネ
ルを新規構築することは極めて困難な状況にある。 従って、地中スペースを有効に利用するために、既存の埋設管（トンネル）を
拡径することが考えられる。この場合、既存の埋設管を取り壊しつつ掘進するこ
とは、工事期間中に既存設備の供用を中断することとなるので、供用と並行して
掘進することが望ましい。 しかしながら、既存のトンネルに影響を与えず、供用したまま掘進するシール
ド掘進機は、従来なかった。 また、単に掘進機を中空筒体状に変形して、既存埋設管の周囲を掘進するよう
に構成しても、機械本体と既存埋設管との隙間に入り込んでくる地下水（泥水）
に対処できないと、シールド内での作業が不可能になってしまう。 そこで本発明は、上記事情に鑑み、既存トンネルを拡径でき、しかもその供用
に影響を与えることのないシールド掘進機を提供すべく創案されたものである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、既存埋設管に沿ってその外周を掘削するカッタを有したシールドフ
レームを形成し、該シールドフレーム内に、上記既存埋設管を覆うように円筒状
に形成された内殻を設け、該内殻と上記シールドフレームとの間に、上記既存埋
設管側と機本体側とを遮蔽する内管壁を構築するためのエレクタを設けたもので
ある。 ［作 用］ 上記構成によって、シールドフレームは、カッタの回転により既存埋設管の外
周にトンネルを掘削する。内殻とシールドフレームとの間に設けられたエレクタ
は、この掘進と並行して内管壁を構築し、機本体側と既存埋設管側とを遮蔽して
地下水及び泥水の浸入を阻む。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。 第１図及び第２図は、本発明に係るシールド掘進機の一実施例を示したもので
あり、従来と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。 このシールド掘進機は、既存埋設管たる既設セグメント２１の外周を掘削する
カッタ２２を有したシールドフレーム２３と、このシールドフレーム２３に設け
られた内殻２４とにより主として構成されている。 カッタ２２は、ドーナツ状に形成されたカッターフレーム２５と、その前端面
に適宜配設されたカッタビット２６とで成り、カッターフレーム２５の内径は、
既設セグメント２１の外径よりもわずかに大きく形成されている。また最も軸心
側に位置されたカッタビット２６は、既存セグメント２１の外壁に分布する裏込
め注入材（モルタル）ｍを切削できるように形成されている。 シールドフレーム２３は、カッタ２２の外径に略等しい外殻２７と、切羽から
その後方を遮断する隔壁２８とを有していると共に、内殻２４が、カッターフレ
ーム２５の内径に略等しい径で且つ、外殻２７と同心状に形成され、これらが適
宜縦横に骨組み（図示せず）されて構成されている。 内殻２４は、外殻２７と同等の軸方向長さで形成され、掘進中にあって機本体
と既設セグメント２１側とを遮蔽するようになっていると共に、掘進によって新
設されるセグメント２９を組み立てるエレクタ５と同様のエレクタ３０が備えら
れている。即ち、内管壁となる仮設セグメント３１を組み立てることで、切羽側
からカッタ２２及び内殻２４と既設セグメント２１との隙間へ浸入してくる地下
水或いは掘削泥水が、掘進したトンネル内に入ってくるのを阻むようになってい
る。 また内殻２４の後端には、オーバーラップする内殻２４と仮設セグメント３１
との間を止水するためのテールシール３２が、外殻２７のテールシール１０と同
様に設けられている。 このほかカッタ２２には、シールドフレーム２３側に後方へ延出された中間リ
ング３３が連結され、この延出端側に、軸ブロック３４が取り付けられている。
そして外殻２７と内殻２４との間に、この軸ブロック３４を適宜軸受けするため
の軸受部３５が形成されている。さらに、軸ブロック３４の後方端部にはラック ３６が形成されており、これと噛合する出力端３７を有した駆動用モータ３８が
、シールドフレーム２３内に固定支持されている。即ち、中間リング３３を介し
て、カッタ２２が駆動用モータ３８により回転駆動されるようになっている。 また外殻２７には、所定の推進力を得るための掘進ジャッキ３９が固定されて
おり、その進退ロッド４０の先端が新設セグメント２９に当接することで、反力
を得るようになっている。これら掘進ジャッキ３９は、第２図に示したように、
周方向に等間隔に配設されている。 さらにシールドフレーム２３には、従来同様の送泥管４１及び排泥管４２が適
宜延長されて設けられている。 次に本実施例の作用を説明する。 ケーブル等が配設されて供用されているシールドトンネルを利用して、これを
拡径するに際して、まずシールドフレーム２３を、その発進立坑（図示せず）に
おいて既設セグメント２１に同心上にセットする。 そして、送泥管４１及び排泥管４２によって泥水を循環させつつ、駆動用モー
タ３８及び掘進ジャッキ３９を作動させることで、カッタ２２の回転及び推進力
をもって既設セグメント２１の外周を掘進する。 この掘進の際、カッタ２２と既設セグメント ２１（切り残された注入材ｍの層）との間を通って、地下水及び泥水が後方に浸
入してくるが、内殻２４によってシールドフレーム２３が遮蔽される。 所定の長さだけ掘進した後、掘進ジャッキ３９を短縮し、エレクタ５によって
、掘進した分の新設セグメント２９の組み立てを行う。この組み立てと並行して
、内殻２４の後端よりも前方において、エレクタ３０により仮設セグメント３１
の組み立てを行う。これで、機本体側である新設セグメント２９の内方は、内殻
２４と既設セグメント２１との間を通ってくる地下水及び泥水から遮断される。 セグメント２９，３１の組み立て終了後、新設セグメント２９に反力をとるこ
とで、カッタ２２及びシールドフレーム２３による掘進、セグメント２９，３１
の組み立てが繰り返されて、既設セグメント２１の外周に、断面が同心円状の拡
径されたトンネルが構築される。 このように、既設セグメント２１の外周を掘進するシールドフレーム２３に内 殻２４を設けて、内殻２４自体と仮設セグメント３１とで、機本体と既設セグメ
ント２１との隙間を封止するようにしたので、シールド内での作業環境保全が図
れ、しかも既存のトンネルに影響を与えることなく、拡径したシールドトンネル
を構築することができる。 即ち、既設管内の施設を供用させたまま、これと並行して掘進作業ができ、ケ
ーブルの増設などの規模拡張工事を行うに際し、その工期短縮に貢献できる。 なお、この新設トンネルを供用するに際しては、仮設セグメント３１を解体し
てより有効に掘削されたスペースを利用することとなる。従って、仮設セグメン
ト３１の機能は、主として掘進工事中の止水であるので、永久構造物となる新設
セグメント２９よりも簡便な構造でよい。また、既設セグメント２１は、これを
そのまま残しても、或いは掘進完了後に壊してもよく、汎用性のあるトンネルと
して利用できるものである。 ［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。 既存埋設管に沿ってその外周を掘削するカッタを有したシールドフレームを形
成し、これに既存埋設管を覆うように円筒状に形成された内殻を設け、その内殻
と上記シールドフレームとの間に、既存埋設管側と機本体側とを遮蔽する内管壁
を構築するためのエレクタを設けたので、既存設備を供用させたままトンネルを
拡径できると共に、既存埋設管側と機本体側との間を確実に止水することで作業
環境の保全が達成される。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るシールド掘進機の側断面図、第２図は第１図中のII−II
線矢視断面図、第３図は従来のシールド掘進機を示した側断面図である。 図中、２１は既存埋設管たる既設セグメント、２２はカッタ、２３はシールド
フレーム、２４は内殻、３０はエレクタ、３１は内管壁たる仮設セグメントであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．既存埋設管に沿ってその外周を掘削するカッタを有したシールドフレーム
   を形成し、該シールドフレーム内に、上記既存埋設管を覆うように円筒状に形成
   された内殻を設け、該内殻と上記シールドフレームとの間に、上記既存埋設管側
   と機本体側とを遮蔽する内管壁を構築す名ためのエレクタを設けたことを特徴と
   するシールド掘進機。