JP2808373B2 - シールド埋戻機 - Google Patents
シールド埋戻機Info
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
ンネルを好適に埋め戻す、シールド埋戻機に関する。
たなトンネルの掘削に際して、別の既設のトンネルが障
害となることは殆どなかった。
むにつれ、古いトンネルの存在が新たなトンネルの掘削
の障害となることがあり、このような古い不要なトンネ
ルを埋め戻す必要が生じてくる。
トンネルを好適に埋め戻すことが出来るシールド埋戻機
を提供することを目的とする。
トンネル(50)より大きな外殻(2)を有し、前記外
殻(2)の前方に、掘削手段(7a)を、地山(60)
を前記外殻(2)の形状に対応した形で環状に掘削する
形で設け、前記外殻(2)の内側に、遮断手段(9b)
を、当該外殻(2)の内側の空間を前後方向に遮断する
形で、かつ、回転駆動自在に設け、前記遮断手段(9
b)に、埋戻材注入手段(10)を、埋戻材(56)を
前記遮断手段(9b)の後方に注入する形で設けて構成
される。
対応する要素を示す、便宜的なものであり、従って、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以
下の「作用」の欄についても同様である。
させると、埋戻材注入手段(10)が移動し、移動する
埋戻材注入手段(10)から埋戻材(56)が、遮断手
段(9b)の後方に充填されるように作用する。
する。図1乃至図5は、本発明によるシールド埋戻機の
一実施例および該シールド埋戻機によるトンネル埋戻の
工程を示す図、図6は、図5に示す工程において、泥水
と埋戻材を置換する過程を示す模式図、図7は、図1に
示すシールド埋戻機のVII矢視図、図8は、図1に示す
シールド埋戻機のVIII矢視図である。
又は図7に示すように、1リングの長さがLの円筒状の
セグメント51と、その内側に形成された二次覆工52
によって、矢印C、D方向(軸心CT方向)に伸延した
形で構築されている。前記セグメント51は、複数のセ
グメントピース51aを、継手ボルトを介して軸心CT
方向および軸心CTを中心にした円周方向に組み立てた
形で、地山60の土圧・水圧に対抗した形で円筒状に構
築されている。
1は、図1に示すように、円筒状に形成された外殻2を
有しており、外殻2の前端部2a(図中左部)には、カ
ッタ(面板)7a、駆動装置7b等から成る掘削機7が
設けられている。即ち、外殻2の内側には、円環状に形
成された隔壁3が設けられている。隔壁3の内側には、
内径が前記トンネル50の外径と略同一の大きさに形成
された内筒5が設けられており、内筒5の内周面には、
シール装置(図示省略)が設けられている。そして、隔
壁3の前方(図中左方)には、外径が外殻2の外径と略
同一の大きさで、内径が前記トンネル50の外径と略同
一の大きさの円環状に形成されたカッタ7aが、外殻2
の前方(図中左方)に向けて設けられている。そして、
カッタ7aには、油圧モータ等から成る駆動装置7b
が、当該カッタ7aを図7矢印E、F方向に回転駆動す
る形で接続されている。また、隔壁3の後方(図1右
方)には、推進ジャッキ6が、複数個、外殻2に沿った
形で円環状に配列設置されており、推進ジャッキ6に
は、ラム6aが、矢印C′、D′方向に突出後退自在に
設けられている。
の後方(図1右方)に、テール隔壁9が、外殻2内部の
空間を前後方向(図中左右方向)に遮断する形で設けら
れている。テール隔壁9は、円環状に形成された非回転
部9aを有しており、非回転部9aは、外殻2に対して
矢印C、D方向に移動自在に設けられている。そして、
非回転部9aの内側には、円板状に形成された回転部9
bが、非回転部9aと一体的に矢印C、D方向に移動す
る形で、非回転部9aと密接した形で設けられており、
更に、回転部9bは、油圧モータ等から成る駆動装置9
cを介して、非回転部9aに対して図8矢印K、L方向
に回転駆動自在に設けられている。また、図1に示すよ
うに、回転部9bには、非回転接続部9dが、回転部9
aの矢印K、L方向への回転を妨げない形で設けられて
いる。そして、テール隔壁9の回転部9bには、埋戻材
打設管10が、図8に示すように、吐出口10aを回転
部9bの後面9b′の外周部に配置した形で装着されて
おり、埋戻材打設管10には、図5に示すように、フレ
キシブル管10bを介して、埋戻材56を圧送するポン
プ(図示省略)が接続されている。また、テール隔壁9
の回転部9bには、排泥管8が、図8に示すように、複
数の吸込口8aを回転部9bの後面9b′に配置した形
で装着されている。
架台11を有しており、グリッパ架台11には、隔壁接
続器12が設けられている。隔壁接続器12は、前記ト
ンネル50の内部を矢印C、D方向へ移動自在な形で円
筒状に形成されており、隔壁接続器12には、後端部1
2aが、ピン9eを介して、テール隔壁9の非回転接続
部9dと係脱自在な形で設けられている。そして、隔壁
接続器12の外側には、セグメント接続器13が、ラム
15aを隔壁接続器12の前端部12bに固定された油
圧ジャッキ15を介して、隔壁接続器12に対して矢印
C″、D″方向に移動駆動自在に設けられている。そし
て、セグメント接続器13には、前記トンネル50の内
径に対応した形で円弧状に形成された当接板16が、複
数個、油圧ジャッキ17を介して、軸心CTに対して放
射方向である図7矢印G、H方向に突出後退自在に設け
られている。
ント接続器13の図2右方に、複数のコアカッタ19
が、隔壁接続器12に対して軸心CT方向及び軸心CT
を中心にした円周方向に移動可能な形で、油圧シリンダ
等を介して、軸心CTに対して放射方向である矢印G、
H方向に突出後退自在に設けられている(尚、図面に
は、1つのコアカッタ19のみを示す)。更に、隔壁接
続器12の外側には、コアカッタ19の図2右方に、図
中左方に向けて開口したコ字型に形成されたセグメント
把持破砕装置20が、コアカッタ19と同様に、隔壁接
続器12に対して軸心CT方向及び軸心CTを中心にし
た円周方向に移動可能な形で、油圧シリンダ等を介して
矢印I、J方向に揺動駆動自在に設けられている。
ースシールド1は、以上のような構成を有するので、リ
プレースシールド1により既設のトンネル50を埋め戻
すに際しては、まず、立坑等からトンネル50のセグメ
ント51の外側の地山60を、手堀り又は機械堀りによ
って、リプレースシールド1の外殻2の外径に対応し得
るように掘削する。そして、リプレースシールド1を、
図1に示すように、掘削されたセグメント51の外側に
外殻2の前端部2a、掘削機7のカッタ7a及び内筒5
を挿入する形で、トンネル50の後端(図中右端)に設
置する。即ち、リプレースシールド1は、外殻2が、掘
削機7のカッタ7aをセグメント51の外側に配置する
形で、埋め戻すべきトンネル50のセグメント51の外
側を包囲する形で設置される。この際、テール隔壁9に
よってトンネル50が前後方向(図中左右方向)に遮断
される形となる。また、リプレースシールド1のグリッ
パ架台11を、テール隔壁9の前方(図中左方)のトン
ネル50内部に設置する。
設置されると、以下のようにして、カッタ7aによりセ
グメント51の外側の地山60を掘削すると共に外殻2
を前進させ、リプレースシールド1の外殻2及びテール
隔壁9によって地山60及び埋戻部分57の圧力に対抗
した形で、外殻2内部において、継手ボルトにより円筒
状に組立られたセグメント51及びその内側の二次覆工
52を解体撤去し、更に、テール隔壁9をセグメント5
1及び二次覆工52が撤去されたトンネル50の未埋戻
部分55に前進させると共に、テール隔壁9の後方の埋
戻部分57に埋戻材56を圧入して、トンネル50を埋
め戻してゆく。
1をトンネル50内部を矢印D方向へ移動させ、隔壁接
続器12の後端部12aをピン9eを介してテール隔壁
9の非回転接続部9dと連結する。そして、油圧ジャッ
キ17のラム17aを矢印G方向に突出させ、当接板1
6を二次覆工52の内周面52aに圧着することによ
り、セグメント接続器13をセグメント51及び二次覆
工52に対して固定する。すると、セグメント接続器1
3及び油圧ジャッキ15を介して隔壁接続器12がセグ
メント51及び二次覆工52に対して固定され、隔壁接
続器12を介してテール隔壁9がセグメント51及び二
次覆工52に対して固定される。
略)から加圧泥水を供給して切羽60aを加圧しつつ、
掘削機7のカッタ7aを図7矢印E(又はF)方向に回
転駆動する。同時に、各推進ジャッキ6のラム6aを、
矢印D′方向に突出させてテール隔壁9を押圧し、セグ
メント51及び二次覆工52に対して固定されたテール
隔壁9から反力を得る形で、隔壁3を介してカッタ7a
を切刃60a方向、即ち矢印C方向に押圧する。する
と、その押圧力により、カッタ7aと切羽60aは所定
の接触圧力で接し、切羽60aはカッタ7aにより掘削
され、外殻2の形状に対応した形で、穴60bがセグメ
ント51の外側に円環状に形成される。それと同時に、
外殻2(及び隔壁3、内筒5等)は、掘削された穴60
bに挿入される形で矢印C方向に前進する。この際、内
筒5とセグメント51間は、内筒5の内周面に設けられ
たシール装置(図示省略)によって止水される。
1リング分の長さLだけ外殻2が前進すると、推進ジャ
ッキ6のラム6aは、図2に示すように、矢印D′方向
に突出した状態となり、また、セグメント51及び二次
覆工52に対して固定されたテール隔壁9が外殻2の後
端部2bに位置する状態となり、更に、トンネル50の
最後方(図中最右方)の各セグメントピース51aA
(複数のセグメントピース51aの内、特定のセグメン
トピース51aをいう。)が内筒5からテール隔壁9側
へ突出した状態となる。この状態で、推進ジャッキ6に
よる外殻2の前進を停止すると共に、カッタ7aによる
地山60の掘削を停止する。
Aを、当該セグメントピース51aAの内側の二次覆工
52と一体的に、軸心CTに対して円周方向に解体撤去
する。即ち、最後方のセグメントピース51aAと隣接
したセグメントピース51a間の継手ボルトを、隔壁接
続器12上に設置されたコアカッタ19等を介して切断
する。そして、継手ボルトが切断されたセグメントピー
ス51aAと二次覆工52とを、セグメント把持破砕装
置20によって一体的に把持した状態で、セグメント把
持破砕装置20を矢印I、J方向に揺動する。すると、
当該セグメントピース51aA及び二次覆工52は、折
り曲げられる形で破断し、解体撤去される。
2が撤去されると、図3に示すように、シールド固定装
置21を新たに最後方となったセグメントピース51a
B(複数のセグメントピース51aの内、特定のセグメ
ントピース51aをいう。)及びその内側の二次覆工5
2に係合させる。次に、油圧ジャッキ17のラム17a
を矢印H方向に後退させて、当接板16と二次覆工52
の内周面52aとの当接状態を解除すると共に、ピン9
eを介しての隔壁接続器12の後端部12aとテール隔
壁9の非回転接続部9dとの連結状態を解除する。そし
て、グリッパ架台11をトンネル50内部を矢印C方向
へ、テール隔壁9の反対側へ移動させる。すると、円筒
状の隔壁接続器12の後端部12aが開放され、隔壁接
続器12の内部を通って、グリッパ架台11の後方(図
中右方)のテール隔壁9側と、グリッパ架台11の図中
左方に存在する立坑側との間を移動可能な状態となるの
で、前述のように解体撤去されたセグメントピース51
aA及び二次覆工52を、隔壁接続器12の内部を通過
するモノレール22等を介して、グリッパ架台11の図
中左方へ移動させ、台車等に積み込んで、更に、図中左
方に存在する立坑まで搬出する。
2が搬出されると、図4に示すように、グリッパ架台1
1を、トンネル50内部を矢印D方向へ移動させ、再
び、隔壁接続器12とテール隔壁9とを、後端部12
a、ピン9e、非回転接続部9dを介して連結する。こ
の際、グリッパ架台11の隔壁接続器12とセグメント
接続器13間の油圧ジャッキ15のラム15aを矢印
D″方向へ後退させ、セグメント接続器13が隔壁接続
器12の前側、即ちテール隔壁9の反対側に位置する状
態にしておく。そして、図5に示すように、油圧ジャッ
キ17のラム17aを矢印G方向に突出させ、当接板1
6を二次覆工52の内周面52aに圧着することによ
り、セグメント接続器13をセグメント51及び二次覆
工52に対して固定すると共に、油圧ジャッキ15、隔
壁接続器12を介して、テール隔壁9をセグメント51
及び二次覆工52に対して固定する。
ジャッキ6のラム6aを、図5矢印C′方向に後退させ
てテール隔壁9から離反させる。そして、隔壁接続器1
2とセグメント接続器13間の油圧ジャッキ15のラム
15aを矢印C″方向に突出させて、セグメント51及
び二次覆工52に固定されたセグメント接続器13に対
して隔壁接続器12を矢印C方向へ移動させ、隔壁接続
器12と連結されたテール隔壁9を、セグメントピース
51aAが撤去されたトンネル50の未埋戻部分55へ
前進させる。尚、テール隔壁9の後方(図中右方)の埋
戻部分57に前回充填された埋戻材56は、前回の充填
完了後早期に所定の強度を発現して自立しており、ま
た、当該埋戻材56は、後述のように回転部9bを回転
しながら充填されているので、当該埋戻材56とテール
隔壁9の後面9b′は縁切されている。従って、テール
隔壁9を矢印C方向へ前進する際に、埋戻部分57の埋
戻材56が崩壊することはなく、また、テール隔壁9の
後面9b′に埋戻材56が付着して、油圧ジャッキ15
によるテール隔壁9の前進の障害となることはない。そ
して、テール隔壁9の前進と同時に、テール隔壁9の後
方(図中右方)の埋戻部分57に、テール隔壁9に設け
られた送泥管(図示省略)から泥水58を圧入して、埋
戻部分57の埋戻材56及び地山60の崩壊を防止す
る。尚、埋戻部分57は、既設のトンネル50部分と、
リプレースシールド1の前進に伴って形成された穴60
b部分とによって形成されている。
ト51の1リング分の長さLだけ前進すると、油圧ジャ
ッキ15によるテール隔壁9の矢印C方向への移動を停
止する。この際、テール隔壁9は、各推進ジャッキ6の
後退したラム6aの近傍まで前進した状態となってい
る。そして、テール隔壁9の回転部9bを図8矢印K
(又はL)方向へ適宜回転駆動して、回転部9bに設け
られた埋戻材打設管10の吐出口10aを図中最下方の
位置へ移動させる。そして、テール隔壁9の回転部9b
を矢印K方向へ回転駆動しつつ、テール隔壁9の後方
(図5右方)の埋戻部分57に対して、埋戻材打設管1
0から埋戻材56を圧入すると共に、排泥管8から泥水
58を排出して、泥水58を埋戻材56と置換して行
く。この際、図6(a)、(b)、(c)、(d)、
(e)の順序で、図中下方から泥水58と埋戻材56の
置換が行われ、埋戻部分57に充填された埋戻材56
は、図中下方から順次、硬化し強度を発現して行く。そ
して、充填された埋戻材56は、充填完了後早期に所定
の強度を発現する。即ち、テール隔壁9の回転部9bの
回転に伴って、埋戻材打設管10の吐出口10aがテー
ル隔壁9の底部から上部へ図中上方に移動して行くの
で、埋戻材56を、打設完了まで長時間に渡って流動性
を保つことなく、埋戻部分57に対して図中下部から密
実に充填して行くことが出来る。従って、強度発現時期
の微妙なコントロールが不要になるため、埋戻材56の
作成(材料選定)および管理を容易にすることが出来、
埋戻材56として安価な材料を使用することが出来る。
また、排泥管8の吸込口8aは、テール隔壁9の回転部
9bに複数個設けられているので、泥水58を、埋戻部
分57から好適に排出して行くことが出来る。また、既
に述べたように、埋戻部分57へ埋戻材56を打設する
に際して、テール隔壁9の回転部9bを回転させること
によって、埋戻部分57に打設された埋戻材56とテー
ル隔壁9の後面9b′が縁切される。従って、次の1リ
ング分の埋戻に際して、テール隔壁9を前進する際に、
テール隔壁9の後面9b′に前回打設された埋戻材56
が付着して、油圧ジャッキ15によるテール隔壁9の前
進が困難となることを防止することが出来る。
部へ順に充填して行く方法としては、テール隔壁の底部
から上部にかけて複数箇所に埋戻材打設用配管を固設し
て、テール隔壁の底部の配管から上部の配管に順次配管
を切り替えながら埋戻材を充填して行く方法も考えられ
る。しかし、この方法では、配管切替作業に多くの作業
時間を要すると共に、配管内の埋戻材の流出が生じる。
更に、泥水と埋戻材の置換に際して、配管切替の時期・
位置のタイミングのズレが埋戻材の硬化後の品質に与え
る影響が大きいので、配管切替作業に対する微妙な施工
管理が必要となり、施工管理が難しい。リプレースシー
ルド1においては、テール隔壁9の回転部9bを回転さ
せることによって、埋戻材打設管10の吐出口10aを
底部から上部へ連続的に移動させることが出来るので、
配管切替作業を行う必要がなく、従って、上述のような
埋戻材の流出や微妙な施工管理といった問題もなく、容
易に、泥水58と埋戻材56の置換を行うことが出来
る。
9の後方(図中右方)の埋戻部分57の泥水58と埋戻
材56の置換が終了すると、トンネル50のセグメント
51の1リング分の長さLだけ埋戻作業が終了する。こ
の際、テール隔壁9は、各推進ジャッキ6の後退したラ
ム6aの近傍まで前進した状態となっている。そこで、
再び、各推進ジャッキ6のラム6aを、矢印D′方向に
突出させてテール隔壁9を押圧すると共に、図3に示す
シールド固定装置21による外殻2とセグメント51及
び二次覆工52との係合状態を解除する。そして、前述
のようにして、当接板16、セグメント接続器13、隔
壁接続器12を介してセグメント51及び二次覆工52
に対して固定されたテール隔壁9から反力を得る形で、
カッタ7aによりセグメント51の外側の地山60を掘
削しつつ、外殻2を、セグメント51の1リング分の長
さLだけ、更に前進させる。
ンネル50の埋戻作業は、地山60及び埋戻部分57の
圧力に対向した形で進行されるので、セグメント51、
二次覆工52の撤去作業等を安全に行ってゆくことが出
来ると共に、埋戻部分57に埋戻材56を密実に充填し
てゆくことが出来る。
9の一部すなわち回転部9bを回転駆動自在に構成する
ことによって、埋戻材打設管10の吐出口10aを移動
させるようにした場合について述べたが、テール隔壁9
全体を回転駆動自在に構成してもよい。
ば、埋め戻すべきトンネル50より大きな外殻2を有
し、前記外殻2の前方に、カッタ7a等の掘削手段を、
地山60を前記外殻2の形状に対応した形で環状に掘削
する形で設け、前記外殻2の内側に、テール隔壁9の回
転部9b等の遮断手段を、当該外殻2の内側の空間を前
後方向に遮断する形で、かつ、回転駆動自在に設け、前
記遮断手段に、埋戻材打設管10等の埋戻材注入手段
を、埋戻材56を前記遮断手段の後方に注入する形で設
けて構成したので、外殻2によって埋め戻すべきトンネ
ル50を包囲すると共に、遮断手段によってトンネル5
0の未埋戻部分55と埋戻部分57とを遮断することに
より、未埋戻部分57におけるセグメント等の撤去作業
現場が包囲され、地山60および埋戻部分57の圧力に
対抗した形で、安全にセグメント等の撤去作業を行うこ
とが出来る。また、掘削手段によってトンネル50の外
側の地山60を掘削することにより、外殻2および遮断
手段をセグメント等が撤去された未埋戻部分55に前進
させることが出来る。そして、遮断手段を回転させると
埋戻材注入手段を連続的に移動させることが出来、配管
切替作業を行うことなく、埋戻材56を、埋戻材注入手
段から前進した遮断手段の後方の埋戻部分57に密実に
充填することが出来る。従って、不要なトンネル50を
埋戻材56によって、安全に効率的に埋め戻すことが出
来る。
該シールド埋戻機によるトンネル埋戻の工程(1番目)
を示す図である。
の工程(2番目)を示す図である。
の工程(3番目)を示す図である。
の工程(4番目)を示す図である。
の工程(5番目)を示す図である。
する過程を示す模式図である。
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】埋め戻すべきトンネルより大きな外殻を有
し、 前記外殻の前方に、掘削手段を、地山を前記外殻の形状
に対応した形で環状に掘削する形で設け、 前記外殻の内側に、遮断手段を、当該外殻の内側の空間
を前後方向に遮断する形で、かつ、回転駆動自在に設
け、 前記遮断手段に、埋戻材注入手段を、埋戻材を前記遮断
手段の後方に注入する形で設けて構成したシールド埋戻
機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17173591A JP2808373B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | シールド埋戻機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17173591A JP2808373B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | シールド埋戻機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0571299A JPH0571299A (ja) | 1993-03-23 |
JP2808373B2 true JP2808373B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=15928715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17173591A Expired - Lifetime JP2808373B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | シールド埋戻機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2808373B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP17173591A patent/JP2808373B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0571299A (ja) | 1993-03-23 |
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