JP2829679B2 - 立型シールド機による大深度立坑構築方法 - Google Patents
立型シールド機による大深度立坑構築方法Info
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- JP2829679B2 JP2829679B2 JP40582490A JP40582490A JP2829679B2 JP 2829679 B2 JP2829679 B2 JP 2829679B2 JP 40582490 A JP40582490 A JP 40582490A JP 40582490 A JP40582490 A JP 40582490A JP 2829679 B2 JP2829679 B2 JP 2829679B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば地表面下５０
〜１００ｍの大深度地下に道路や鉄道あるいは地下立体
空間構造物を構築するためのアクセス用立坑の構築に実
施される立型シールド機による大深度立坑構築方法に関
する。
〜１００ｍの大深度地下に道路や鉄道あるいは地下立体
空間構造物を構築するためのアクセス用立坑の構築に実
施される立型シールド機による大深度立坑構築方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、立坑構造物を構築する技術として
は、 １）開削工法 ２）ケーソン工法 ３）ＰＣウエル工法 などが広く一般的に実施されている。
は、 １）開削工法 ２）ケーソン工法 ３）ＰＣウエル工法 などが広く一般的に実施されている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】従来実施されている
上記１）、２）、３）の工法は、施工規模や施工深度に
より利害得失があり、状況に応じてそれぞれの工法が採
用され実施されている。しかし、いずれにしても地表面
下５０〜１００ｍに達し、５〜１０kg／cm2 の大きな地
下水圧が作用する大深度地下に、工期、工費ともに満足
できる内容で立坑構造物を実現するために有効な工法は
存在しない。たとえば開削工法は、深度が深くなると地
下水及び地下水圧対策が重要課題となり、コストアップ
となる。ケーソン工法やＰＣウエル工法は、ある程度の
大深度立坑の構築は可能であるが、施工精度やコストな
どに問題が大きい。
上記１）、２）、３）の工法は、施工規模や施工深度に
より利害得失があり、状況に応じてそれぞれの工法が採
用され実施されている。しかし、いずれにしても地表面
下５０〜１００ｍに達し、５〜１０kg／cm2 の大きな地
下水圧が作用する大深度地下に、工期、工費ともに満足
できる内容で立坑構造物を実現するために有効な工法は
存在しない。たとえば開削工法は、深度が深くなると地
下水及び地下水圧対策が重要課題となり、コストアップ
となる。ケーソン工法やＰＣウエル工法は、ある程度の
大深度立坑の構築は可能であるが、施工精度やコストな
どに問題が大きい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記した従来技術の課題
を解決するための手段として、この発明に係る立型シー
ルド機による大深度立坑構築方法は、図面に実施例を示
したとおり、 ａ） 地面上の所定位置に密閉型で泥水加圧式の立型シ
ールド機１を下向きに配置し、同立型シールド機１の反
力装置２を設けて垂直下向きに掘進を行なう段階（図１
Ａ，Ｂ）と、 ｂ） 所定の深度まで立坑５を掘進した立坑底盤部６の
位置においてカッターヘッド３を拡径させ、且つこのカ
ッターヘッド３を垂直下向きに所定のストローク掘進さ
せて拡底掘進を行なう段階（図１Ｃ）と、 ｃ） 前記拡底掘進部９内に鉄骨又は鉄筋を設置し、コ
ンクリートを打設して立坑底盤６を構築する段階と、よ
り成ることを特徴とする。
を解決するための手段として、この発明に係る立型シー
ルド機による大深度立坑構築方法は、図面に実施例を示
したとおり、 ａ） 地面上の所定位置に密閉型で泥水加圧式の立型シ
ールド機１を下向きに配置し、同立型シールド機１の反
力装置２を設けて垂直下向きに掘進を行なう段階（図１
Ａ，Ｂ）と、 ｂ） 所定の深度まで立坑５を掘進した立坑底盤部６の
位置においてカッターヘッド３を拡径させ、且つこのカ
ッターヘッド３を垂直下向きに所定のストローク掘進さ
せて拡底掘進を行なう段階（図１Ｃ）と、 ｃ） 前記拡底掘進部９内に鉄骨又は鉄筋を設置し、コ
ンクリートを打設して立坑底盤６を構築する段階と、よ
り成ることを特徴とする。
【０００５】また、本発明に適用される立型シールド機
１は、そのカッターヘッド３がセンター支持タイプのス
ポーク型で、半径方向に拡縮可能な構成であり、しかも
掘進方向に所定のストローク進退可能な構成であること
を特徴とする。
１は、そのカッターヘッド３がセンター支持タイプのス
ポーク型で、半径方向に拡縮可能な構成であり、しかも
掘進方向に所定のストローク進退可能な構成であること
を特徴とする。
【０００６】
【作用】立型シールド機１は、当初は反力装置２に掘進
反力をとって垂直下向きに掘進する。その後はシールド
セグメント８と地盤との周面摩擦に推進反力をとって掘
進する。地下水及び地下水圧に対しては、密閉型で泥水
加圧式の立型シールド機１の泥水圧制御により掘進先端
部の切羽の安定性が確保される。また、掘進部後方はシ
ールドセグメント８とその内側に施工した本巻覆工によ
り止水される。
反力をとって垂直下向きに掘進する。その後はシールド
セグメント８と地盤との周面摩擦に推進反力をとって掘
進する。地下水及び地下水圧に対しては、密閉型で泥水
加圧式の立型シールド機１の泥水圧制御により掘進先端
部の切羽の安定性が確保される。また、掘進部後方はシ
ールドセグメント８とその内側に施工した本巻覆工によ
り止水される。
【０００７】カッターヘッド３は、そのアーム３ｂ，３
ｃ（スポーク）が半径方向に伸縮して最小３ｍ位から最
大６ｍ位までの縮径又は拡径が行なわれる。そして、中
心軸（回転軸）４の掘進方向への進退動作により、深さ
にして２〜３ｍの拡底掘進が行なわれる（図１Ｃ）。拡
底掘進の終了後は、カッターヘッド３を縮径することに
より、潜水夫が切羽へ入ってカッターヘッド３を立坑５
内へ回収する。あるいはカッターヘッド３を立坑底盤６
の補強材（鉄骨）として利用することも行なわれる。
ｃ（スポーク）が半径方向に伸縮して最小３ｍ位から最
大６ｍ位までの縮径又は拡径が行なわれる。そして、中
心軸（回転軸）４の掘進方向への進退動作により、深さ
にして２〜３ｍの拡底掘進が行なわれる（図１Ｃ）。拡
底掘進の終了後は、カッターヘッド３を縮径することに
より、潜水夫が切羽へ入ってカッターヘッド３を立坑５
内へ回収する。あるいはカッターヘッド３を立坑底盤６
の補強材（鉄骨）として利用することも行なわれる。
【０００８】立坑底盤部６のコンクリートが固まり、立
型シールド機１の外枠１ａの先端との止水が行なわれる
結果、地下水の進入の心配もなく、地下水圧は立坑底盤
６で受け止め、その負荷はシールド覆工の周面まさつと
して地盤に伝える構造物が出来上がる。
型シールド機１の外枠１ａの先端との止水が行なわれる
結果、地下水の進入の心配もなく、地下水圧は立坑底盤
６で受け止め、その負荷はシールド覆工の周面まさつと
して地盤に伝える構造物が出来上がる。
【０００９】
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図１Ａは地面上の所定位置に立型シールド機１を下向き
に配置し、その上に反力装置２を設けて垂直下向きに掘
進を開始する準備を整えた段階を示している。適用され
る立型シールド機１は、密閉型で泥水加圧式とされてい
る。しかも、カッターヘッド３は、図２Ａ、Ｂに示した
ようにアーム（スポーク）１ｂ，１ｃが半径方向に０〜
１．５ｍ程度伸縮可能で、カッターヘッド３は最小径を
３ｍ位まで縮径され、最大径は６ｍぐらいまで拡径され
得る。図２Ａ，Ｂにおいて１ｄはアーム１ｂ，１ｃに取
り付けた可動ビット、１ｅは固定ビットである。カッタ
ーヘッド３の中心軸４は、０〜２．５ｍ位のストローク
で掘進方向に進退可能な構成とされている。反力装置２
は地中アンカー７、７により地盤に反力をとる構成とさ
れている。
図１Ａは地面上の所定位置に立型シールド機１を下向き
に配置し、その上に反力装置２を設けて垂直下向きに掘
進を開始する準備を整えた段階を示している。適用され
る立型シールド機１は、密閉型で泥水加圧式とされてい
る。しかも、カッターヘッド３は、図２Ａ、Ｂに示した
ようにアーム（スポーク）１ｂ，１ｃが半径方向に０〜
１．５ｍ程度伸縮可能で、カッターヘッド３は最小径を
３ｍ位まで縮径され、最大径は６ｍぐらいまで拡径され
得る。図２Ａ，Ｂにおいて１ｄはアーム１ｂ，１ｃに取
り付けた可動ビット、１ｅは固定ビットである。カッタ
ーヘッド３の中心軸４は、０〜２．５ｍ位のストローク
で掘進方向に進退可能な構成とされている。反力装置２
は地中アンカー７、７により地盤に反力をとる構成とさ
れている。
【００１０】図１Ｂは立型シールド機１により垂直下向
きに掘進を進め、立坑５の構築がある程度まで進捗した
段階を示し、図１Ｃは地表面下５０ｍ〜１００ｍの目標
とする深度にまで立坑５の構築が進み、立坑底盤部の位
置で拡底掘進が行なわれた段階を示している。この拡底
掘進は立坑底盤６を構築するための準備であり、シール
ドカッター３を直径６ｍ位まで拡径し、掘進方向に２〜
３ｍ掘進する。前記の拡底掘進においては、当然掘削チ
ャンバー（拡底掘進部）９内の泥水量は増加するが、シ
ールド機１の泥水圧制機構により、圧力一定で泥水量の
み変化させる方法で一定水圧を（５〜１０kg/cm2）を保
持する。上述の拡底掘進が所定ストロークまで進んだ段
階で、掘削チャンバー９内の泥水中に凝集材を投入し、
良く攪拌して泥水分離を起こさせ、清水置換を行なう。
かくすることにより、切羽に入った潜水夫の良好な視界
が確保される。上記の清水置換の完了後に、立型シール
ド機１の第１バルクヘッド（圧力壁）１ｂ及び第２バル
クヘッド（圧力壁）１ｃのマンホールの開閉操作と、両
者に仕切られた潜水室１ｄの進水又は排水制御及び水圧
制御により、潜水夫を切羽（掘削チャンバー９）内に入
らせる。潜水夫が入る前に、カッターヘッド３は予め最
小径に縮径させ、第１バルクヘッド１ｂに可能なかぎり
接近した位置まで後退（上昇）させた状態としておく。
そして、潜水夫によりカッターヘッド３を解体させ、解
体部品を潜水室１ｄ内に持ち込む方法でカッターヘッド
３の回収を行なう。あるいはカッターヘッド３を最小縮
径状態のまま第１バルクヘッド１ｂのマンホールを通じ
て潜水室１ｄまで後退させる方法で回収を行なう方法も
実施される。
きに掘進を進め、立坑５の構築がある程度まで進捗した
段階を示し、図１Ｃは地表面下５０ｍ〜１００ｍの目標
とする深度にまで立坑５の構築が進み、立坑底盤部の位
置で拡底掘進が行なわれた段階を示している。この拡底
掘進は立坑底盤６を構築するための準備であり、シール
ドカッター３を直径６ｍ位まで拡径し、掘進方向に２〜
３ｍ掘進する。前記の拡底掘進においては、当然掘削チ
ャンバー（拡底掘進部）９内の泥水量は増加するが、シ
ールド機１の泥水圧制機構により、圧力一定で泥水量の
み変化させる方法で一定水圧を（５〜１０kg/cm2）を保
持する。上述の拡底掘進が所定ストロークまで進んだ段
階で、掘削チャンバー９内の泥水中に凝集材を投入し、
良く攪拌して泥水分離を起こさせ、清水置換を行なう。
かくすることにより、切羽に入った潜水夫の良好な視界
が確保される。上記の清水置換の完了後に、立型シール
ド機１の第１バルクヘッド（圧力壁）１ｂ及び第２バル
クヘッド（圧力壁）１ｃのマンホールの開閉操作と、両
者に仕切られた潜水室１ｄの進水又は排水制御及び水圧
制御により、潜水夫を切羽（掘削チャンバー９）内に入
らせる。潜水夫が入る前に、カッターヘッド３は予め最
小径に縮径させ、第１バルクヘッド１ｂに可能なかぎり
接近した位置まで後退（上昇）させた状態としておく。
そして、潜水夫によりカッターヘッド３を解体させ、解
体部品を潜水室１ｄ内に持ち込む方法でカッターヘッド
３の回収を行なう。あるいはカッターヘッド３を最小縮
径状態のまま第１バルクヘッド１ｂのマンホールを通じ
て潜水室１ｄまで後退させる方法で回収を行なう方法も
実施される。
【００１１】上述のようにしてカッターヘッド３を回収
した後、拡底掘進された掘削チャンバー９内へは逆に鉄
筋及び鉄骨を持ち込み、それらを組み立てて立坑底盤６
の補強材が設置される。なお、鉄骨を持ち込む代わり
に、カッターヘッド３を鉄骨代用に利用することも可能
である。前記のようにして補強材を設置した後に、潜水
夫は掘削チャンバー９から立坑５内へ帰還する。そし
て、泥水と置換する方法で掘削チャンバー９内に水中コ
ンクリートを打設して立坑底盤６を構築する（図１
Ｄ）。なお、立坑底盤６の完全な止水の一手段として、
立型シールド機１の外枠１ａを構成するシールドスキン
プレート１ｆを３０〜１００cm位進退可能に構成し、こ
れを止水プレートとして利用する。図３に示したよう
に、掘削チャンバー９内に水中コンクリートを打設後、
そのコンクリートが未だ固まらない間に、前記のシール
ドスキンプレート１ｆを前進させてコンクリート中に十
分に深く貫入させ固着させるのである。
した後、拡底掘進された掘削チャンバー９内へは逆に鉄
筋及び鉄骨を持ち込み、それらを組み立てて立坑底盤６
の補強材が設置される。なお、鉄骨を持ち込む代わり
に、カッターヘッド３を鉄骨代用に利用することも可能
である。前記のようにして補強材を設置した後に、潜水
夫は掘削チャンバー９から立坑５内へ帰還する。そし
て、泥水と置換する方法で掘削チャンバー９内に水中コ
ンクリートを打設して立坑底盤６を構築する（図１
Ｄ）。なお、立坑底盤６の完全な止水の一手段として、
立型シールド機１の外枠１ａを構成するシールドスキン
プレート１ｆを３０〜１００cm位進退可能に構成し、こ
れを止水プレートとして利用する。図３に示したよう
に、掘削チャンバー９内に水中コンクリートを打設後、
そのコンクリートが未だ固まらない間に、前記のシール
ドスキンプレート１ｆを前進させてコンクリート中に十
分に深く貫入させ固着させるのである。
【００１２】上述のようにして立坑底盤６のコンクリー
トが完全に硬化し完成された後に、掘削チャンバー９内
へは残余の泥水を排除し、立型シールド機１のスキンプ
レートを外枠１ａの型枠として本巻覆工を実施する。こ
の場合、上部に施工されているシールドセグメント８の
下底部は、推進ジャッキを操作し中空鋼管とコンクリー
ト間詰支保材とによって仮受け支持する。前記本巻覆工
は、前記の支保材を巻き込んだ形で施工する。
トが完全に硬化し完成された後に、掘削チャンバー９内
へは残余の泥水を排除し、立型シールド機１のスキンプ
レートを外枠１ａの型枠として本巻覆工を実施する。こ
の場合、上部に施工されているシールドセグメント８の
下底部は、推進ジャッキを操作し中空鋼管とコンクリー
ト間詰支保材とによって仮受け支持する。前記本巻覆工
は、前記の支保材を巻き込んだ形で施工する。
【００１３】かくして地表面下１００ｍ程度の大深度立
坑５の構築が完成する。その後、第１、第２のバルクヘ
ッド１ｂ、１ｃ内の圧力を低下させ、カッターヘッド３
を含む立型シールド機１の未回収主要装置の解体と回収
を行ない、それらを再利用に供することが可能である。
坑５の構築が完成する。その後、第１、第２のバルクヘ
ッド１ｂ、１ｃ内の圧力を低下させ、カッターヘッド３
を含む立型シールド機１の未回収主要装置の解体と回収
を行ない、それらを再利用に供することが可能である。
【００１４】
【本発明が奏する効果】本発明に係る立型シールド機に
よる大深度立坑構築方法によれば、大深度の未利用地下
空間の開発に必須のアクセス用立坑を提供できる。しか
も、そうしたアクセス用立坑を効率よく、経済的に、し
かも安全に施工できるのである。
よる大深度立坑構築方法によれば、大深度の未利用地下
空間の開発に必須のアクセス用立坑を提供できる。しか
も、そうしたアクセス用立坑を効率よく、経済的に、し
かも安全に施工できるのである。
【図１】Ａ〜Ｄは本発明の立坑構築方法の枢要な工程図
である。
である。
【図２】Ａ、Ｂは立型シールド機のカッターヘッドの縮
径、拡径状態を示した底面図である。
径、拡径状態を示した底面図である。
【図３】立坑底盤の止水構造を示した断面図である。
１ 立型シールド機 ２ 反力装置 ５ 立坑 ６ 立坑底盤部 ３ カッターヘッド ９ 拡底掘進部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩本 宏 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所 (72)発明者 上田 貴夫 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所 (72)発明者 内田 泰三 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式 会社竹中土木内 (72)発明者 藤井 義文 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式 会社竹中土木内 (72)発明者 神崎 靖 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式 会社竹中土木内 (56)参考文献 特開 昭60−164597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−85093（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 1/03 E21D 9/08
Claims (2)
- 【請求項１】ａ） 地面上の所定位置に密閉形で泥水加
圧式の立型シールド機を下向きに配置し、同シールド機
の反力装置を設けて垂直下向きに掘進を行なう段階と、 ｂ） 所定の深度まで立坑を掘進した立坑底盤部の位置
においてカッターヘッドを拡径させ、且つこのカッター
ヘッドを垂直下向きに所定のストローク掘進させて拡底
掘進を行なう段階と、 ｃ） 前記拡底掘進部内に鉄骨又は鉄筋を設置し、コン
クリートを打設して立坑底盤を構築する段階と、より成
ることを特徴とする、立型シールド機による大深度立坑
構築方法。 - 【請求項２】 立型シールド機は、そのカッターヘッド
がセンター支持タイプのスポーク型で、半径方向に拡縮
可能な構成であり、しかも掘進方向に所定のストローク
進退可能な構成であることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項に記載した立型シールド機による大深度立坑構
築方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40582490A JP2829679B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 立型シールド機による大深度立坑構築方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40582490A JP2829679B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 立型シールド機による大深度立坑構築方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04222795A JPH04222795A (ja) | 1992-08-12 |
| JP2829679B2 true JP2829679B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=18515433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40582490A Expired - Fee Related JP2829679B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 立型シールド機による大深度立坑構築方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829679B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115263315B (zh) * | 2022-08-08 | 2025-04-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | 竖井向下盾构施工方法及装置 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP40582490A patent/JP2829679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04222795A (ja) | 1992-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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