JP2773040B2

JP2773040B2 - シールド工法

Info

Publication number: JP2773040B2
Application number: JP1032075A
Authority: JP
Inventors: 博美萩本; 豊加島; 克彦宮本
Original assignee: 大豊建設株式会社
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH02210190A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は地下鉄用トンネル等を地中に構築する場合の
シールド工法に関する。

（従来の技術）地下鉄用トンネルは駅部と該駅部を結ぶ駅間部とから
成り、このような地下鉄用トンネルは、従来、例えば単
線又は複線用の円形掘削断面をなすシールド工法によっ
て構築されていた。

すなわち、例えば単線用円形断面トンネルの場合、第
11図（ａ）に示されるように、上り下り線用に２つのシ
ールド機を並行に配置しこれらをほぼ並行に掘進させて
いた。

そしてこの場合、各シールド機の配置間隔は互いの掘
進に影響を及ぼさないように少なくともほぼ１つのシー
ルド外径（ｄ）に等しい距離を離すためトンネル占用幅
が3d程度以上必要であった。

また、複線用円形断面トンネルの場合、第11図（ｂ）
に示されるように、より大径の円形断面を有するシール
ド機により掘削していた。この場合、トンネル占用幅
（ｄ′）としては前述した単線用のトンネル占用幅（3
d）に比べやや小さくて済むという利点を有する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前に延べた単線用円形断面の場合、ト
ンネルの占用幅が少なくともほぼトンネル３本分必要と
なり、このためトンネルを幅の狭い道路下に構築する場
合、道路幅以外の地下の占有権をその土地の所有者から
取得しなければならず、高額の用地費が必要になるとい
う問題があった。

また、複線用円形断面の場合、上下空間に不要断面が
多くなると共にシールド外径が大口径であるため、立坑
寸法や立坑深度が大きくなり不経済であるという問題が
あった。

このため、地下鉄の施工場所が制約され、その普及を
阻害する原因ともなっていた。

そこで、トンネルを構築する場合は、トンネルの占用
幅が小さくかつ不要断面の少ないものであることが望ま
しいが、このようなものとして本件出願人の出願に係る
特願昭56−82872号のような二連形シールド機を用いて
トンネルを構築することが有利であるといえる。また、
駅部については、その形式がサイドホーム式や島ホーム
式等があるが、乗り換えが簡単なこと等から今後は島ホ
ーム式が多くなると思われる。

この島ホーム式の場合、上り・下り線の間にプラット
ホームの幅が必要となるので、駅部におけるトンネルの
幅は広くなるという特徴を有している。

この発明は斯る課題を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、駅近傍においては上り・
下り用の単円形断面のトンネルを掘削すると共に駅間部
においてはこれらを離接接合して二連形断面のトンネル
を掘削するようにした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）前記目的を達成するため、本発明においては、互いに
離間している地下駅間を接続するトンネルを掘削するシ
ールド工法において、駅発進部では上り用、下り用の各
シールド機8,18を所定間隔をとり、かつ漸次接近する方
向に掘進し、各シールド機8,18の前部には円の一部を切
欠いた形状をなすフード9,19および全体として円形の形
状とする弓形フード9a,19aを備え、掘進に伴い筒形セグ
メント4,14が組込まれ、地盤改良部７の所定の位置にお
いては前記弓形フード9a,19aを取り外し、各シールド機
8,18を隣接接合して多連形断面シールド機として掘進
し、到達側駅に近づくに従い前記シールド機8,18を再び
分離し、かつ漸次離反させながら掘進することを特徴と
する。

（作用）前記構成により、本発明によれば、上り用と下り用の
各シールド機を隣接接合したり、またこの接合したシー
ルド機を分割したりすることにより、駅発進部において
は各シールド機を所定間隔を隔てて並置しておいてこれ
らが漸次接近する方向に掘進し、これによって単円形断
面のトンネルが掘削され、また、駅間部においてはこれ
ら各シールド機を隣接接合して掘進することにより、多
連形断面のトンネルが掘削される。更に、到達側駅にお
いては、前記接合したシールド機を再び分割して、これ
らが互いに離反する方向に掘進して単円形断面のトンネ
ルが掘削されるようにしたものである。

以上により、所要断面の異なる別々のシールド機を必
要とすることなく経済的にトンネル掘削を行うことがで
きる。

（実施例）以下、図面に基づき本発明の一実施例を詳説する。

第１図には本発明方法によって構築されたトンネル掘
削部の断平面図が示されている。

同図において、符号1,11は将来地下駅部となる立坑で
あり、2,12は同様に将来構築される予定の島式プラット
ホームである。また、3,3a,13,13aはそれぞれ下り線用
および上り線用の駅取付区間のトンネルであり、５は一
般区間トンネルである。

前記駅取付区間のトンネル3,3a,13,13aは、後述する
第３図に示されるように、それぞれ筒形セグメント4,14
で形成され、一般区間トンネル５は、後述する第７図に
示されるように二連形セグメント６で形成される。

次に本発明の具体的な施工方法について説明する。

第２図は、当初においては所定間隔を隔てて並置され
た２つのシールド機8,18が、それぞれ個別に掘進し所定
位置において近接かつ接合する状態を示す図である。

同図において、７は地盤改良部であり、8,18はそれぞ
れ同種のシールド機であって、これら各シールド機8,18
の前部にはフード9,19,弓形フード9a,19aや隔壁10,20お
よび回転カッタ21,31設けられている。また、22,32はシ
ールド筒部であり、23,33はシールド筒直線部、24,34は
シールドテール部、25,35はテール直線部である。更
に、26,36はシールドジャッキ、27,37はスクリューコン
ベアのような排土装置であり、28,38は入力等によって
切り広げられた作業空間である。

第３図には筒形セグメント4,14が示されており、これ
らは円弧形セグメント4a,14aと端部セグメント4b,14bお
よびパネルセグメント4c,14cから成る。

第４図はシールド機８を前面から見た場合の図であ
り、略Ｘ字状に配置された回転カッタ21の周囲にフード
９と弓形フード9aが設けられている。また、第５図はシ
ールド機８の横断面を示すものであり、シールド筒部22
の一部に弦状のテール直線部25が設けられ、これらの内
周部にはシールドジャッキ26が設けられている。

以上において、先ず一方のシールド機８が先行して掘
進し、駅取付区間トンネル３を構築する。このとき、当
然のことながらセグメント４の外周部と地山との間には
裏込めが充填される。このシールド機８は、予め地盤改
良部７の所定の位置まで掘進した後、一時的に掘進を停
止する。そして、シールド機８の内側から隔壁10のマン
ホール（図示せず）を通じて作業員が切羽に出て作業空
間28を切り広げ、弓形フード部9aを取り外す。

この状態でシールド機８はそのまま待機する。

次に、他方のシールド機18が掘進して駅取付区間トン
ネル3aを構築し、該トンネル3aが前記トンネル３に近接
したならば、地盤改良部７の所定の位置において一時掘
進を停止し、前述と同様に作業空間38を設け、弓形フー
ド部19aを取り外す。そして、新たに手堀りによって掘
進を再開し、シールド機８に徐々に接近させていってシ
ールド機８と18とを並接せしめ、シールド機18の掘進を
停止する。

続いて、各シールド機8,18のテール直線部25,35を取
り外し、シールド機８と18とを例えば溶接あるいはボル
ト接合等により一体的に結合して、第６図のように二連
形シールド機30を形成する。そして、この二連形シール
ド機30により前述した一般区間トンネル５が構築される
のである。

以下、この二連形シールド機30を用いて一般区間トン
ネル５を構築する方法について説明する。

第６図において、39は二連形フード部、40は二連形筒
部、41はシールド筒直線部、42は二連形テール部であ
り、これらは前述したシールド機8,18の各部を一体化し
たものである。

第７図は二連形シールド機30を前面から見た場合の図
であり、回転カッタ21,31は、互いに逆方向かつ衝突し
ないように同期制御されて回転して切羽を掘削しながら
シールド機30が掘進する。

第８図には二連形セグメント６が示されており、この
二連形セグメント６は円弧形セグメント43と分枝セグメ
ント44,45、および柱セグメント46から成る。この二連
形シールド機30にて掘進する場合、２本のトンネル3,3a
が接合する地点においては、セグメント６の中央部には
前部と後部の厚さの異なる柱セグメント46を使用して二
連形セグメント６が組立てられる。

そして、それ以後は厚さが一定である柱セグメント46
aを用いて、順次二連形セグメント６を組立てつつ二連
形シールド30を掘進し、一般区間トンネル５が構築され
る。

次に第９図および第10図に基づき到達側駅の駅取付区
間トンネル13,13aを構築する方法について説明する。

即ち、二連形シールド機30が所定の位置まで掘進した
後、地盤改良部７で一時的に停止し、前記と同様に切羽
を切り広げて作業空間を設ける。

そして、前の第６図で述べた二連形フード39、二連形
筒部40、シールド筒直線部41、二連形テール部42等を分
離し、再びシールド機８と18とに分割する（第９図参
照）。続いて、シールド機8,18にそれぞれテール直線部
25,35を取付ける。

こうして、第９図のようにまず一方のシールド機８が
手掘りにより先行して掘進し、所定の位置に達した後、
前記と同様に作業空間48を設けて、シールド機８に弓形
フード9aを取付ける。その後、回転カッタ21により切羽
を掘削し、スクリューコンベア27にて排土しつつシール
ド機８を掘進させ、筒形セグメント４（下り用）を組立
てつつ駅取付区間トンネル13を構築する。

次に、第10図のように他方のシールド機18にて手掘り
により掘進し、駅区間トンネル13から徐々に離れ、所定
場所において前記と同様に作業空間58を設け、シールド
機18に弓形フード19aを取付ける。

その後は、回転カッタ31により切羽を掘削し、スクリ
ューコンベア37にて排土しつつシールド機18を掘進さ
せ、筒形セグメント14（上り用）を組立てつつ駅取付区
間トンネル13aを構築する。

こうして、２つのシールド機8,18が所定間隔を隔てて
他方の駅部まで掘進し到達する。

前記各シールド機8,18が分離する地点においては、前
記と同様に二連セグメント６の中央部に前部と後部で厚
さの異なる特殊柱セグメント46を用いる。

なお、本実施例においては、２本のトンネルのうち下
り線は直線状に掘削され、上り線は前記下り線と近接、
接合したり分離したりしているが、これに限らず、例え
ば双方のトンネルが近接、接合、分離するものでもよ
く、更に上り線と下り線が以上と逆であってもよい。更
に２つのシールドを接合及び分離する手段は前記実施に
限定されるものではないことは勿論のことである。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明は、互いに離間している地
下駅間を接続するトンネルを掘削するシールド工法にお
いて、駅発進部では上り用、下り用の各シールド機を所
定間隔をとり、かつ漸次接近する方向に掘進し、所定の
位置においては前記各シールド機を隣接接合して多連形
断面シールド機として掘進し、到達側駅に近づくに従い
前記シールド機を再び分離し、かつ漸次離反させながら
掘進することにより、各シールド機を隣接接合したり、
この接合したシールド機を分割したりすることで、駅近
傍においては上り・下り用の単円形断面のトンネルを掘
削すると共に駅間部においてはこれら隣接接合して二連
形断面のトンネルを掘削することができ、所要断面の異
なる別々のシールド機を必要とすることもないため地下
鉄トンネルの施工場所が制約されず、経済的にも有利で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により構築したトンネルの掘削断面
を示す図、第２図は各シールド機が漸次接近しながら掘
進して駅取付区間トンネルを構築する状態を示す図、第
３図はそのIII−III線に沿う断面図、第４図は第２図の
IV−IV方向矢視図、第５図は第２図のＶ−Ｖ線に沿う断
面図、第６図は各シールド機が接合されて二連形シール
ド機として掘進する状態を示す図、第７図はそのVII−V
II方向矢視図、第８図は第６図のVIII−VIII線に沿う断
面図、第９図および第10図はシールド機が離反するよう
に掘進して到達側駅の駅取付区間トンネルを構築する場
合の掘削状態を示す図、第11図（ａ）（ｂ）は従来のト
ンネル掘削断面を示す図である。 3,3a,13,13a……駅取付区間トンネル 4,14……筒形セグメント５……一般区間トンネル６……二連形セグメント 8,18……シールド機 9,19……フード 9a,19a……弓形フード 10,20……隔壁 21,31……回転カッタ 22,32……シールド筒部 23,33……シールド筒直線部 24,34……シールドテール部 25,35……テール直線部 26,36……シールドジャッキ 39……二連形フード部 40……二連形筒部 41……シールド筒直線部 42……二連形テール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−144493（ＪＰ，Ａ) 特開平２−153196（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/06 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに離間している地下駅間を接続するト
ンネルを掘削するシールド工法において、駅発進部では上り用、下り用の各シールド機（8,18）を
所定間隔をとり、かつ漸次接近する方向に掘進し、各シールド機（8,18）の前部には円の一部を切欠いた形
状をなすフード（9,19）および全体として円形の形状と
する弓形フード（9a,19a）を備え、掘進に伴い筒形セグ
メント（4,14）が組込まれ、地盤改良部（７）の所定の位置においては前記弓形フー
ド（9a,19a）を取り外し、各シールド機（8,18）を隣接
接合して多連形断面シールド機として掘進し、到達側駅に近づくに従い前記シールド機（8,18）を再び
分離し、かつ漸次離反させながら掘進することを特徴と
したシールド工法。