JP2971311B2 - 立坑とシールド掘削機との接続工法 - Google Patents

立坑とシールド掘削機との接続工法

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JP2971311B2 JP32366493A JP32366493A JP2971311B2 JP 2971311 B2 JP2971311 B2 JP 2971311B2 JP 32366493 A JP32366493 A JP 32366493A JP 32366493 A JP32366493 A JP 32366493A JP 2971311 B2 JP2971311 B2 JP 2971311B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は立坑とシールド掘削機と
の接続工法に関し、特に、工期短縮のための改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図8〜図11を参照して従来の接続工法
を説明する。図8において、1はケーソン基礎によるコ
ンクリート製の立坑であり、地山2中に埋められてい
る。立坑1の側壁3のうち、シールド掘削機4との接続
のため除去される部分5は、コンクリート製の強度の高
い内側部分5Aと、モルタル製の強度の低い外側部分5
Bとからできている。内側部分5Aはシールド掘削機4
の接続前に必要な強度を確保できる範囲で肉薄に作られ
ており、以下、仮壁と称する。また、立坑1の側壁3に
は、地山2側に開口する地盤改良剤の注入通路6が貫通
しており、バルブ7を介してモルタルのタンク(図示省
略)に接続されている。
【0003】そして、シールド掘削機4がトンネルを掘
り進んで図8の如く立坑1に到達すると、そのままモル
タル部分5Bを掘削し、図9の如く仮壁5Aの手前で掘
削を止める。この状態で、注入通路6を通して立坑1側
から、更にはシールド掘削機4側から、モルタル8を地
山2中に注入して、シールド本体(スキンプレート)9
及びその後方のセグメント10の周囲の地盤を改良す
る。この地盤改良は、仮壁5Aを除去する際に、隙間1
1から立坑1内に土砂,水が流入するのを防ぐためであ
る。
【0004】モルタルの注入と、それによる地盤改良が
終了したら、図10に示すように、立坑1内から別の機
械12により仮壁5Aを除去する。これにより、立坑1
にシールド掘削機4が貫通して両者が接続されるので、
シールド本体9をトンネル構造物として残し、他のカッ
タヘッド13等の機器を運び去り、適宜な後処理を行
う。なお、仮壁5Aの除去後、図11に示す如く、シー
ルド本体9先端のフード14が立坑1内に入るまでシー
ルド掘削機4を前進させることもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】仮壁5Aの除去の際に
土砂や水の大量流入を防ぐ方法として、前述の如く従来
は、モルタル8を地山2に注入して地盤改良を図るだけ
である。そのため、シールド本体9及びセグメント10
周囲の広範囲にわたってモルタル8を注入し、地盤が十
分固まった後でないと、仮壁5Aの除去作業及びシール
ド本体9の前進作業を行うことができず、それだけ工期
が長くかかっていた。大きなトンネルの場合、モルタル
注入に1ケ月以上要する。
【0006】本発明は上述の従来技術に鑑み、立坑とシ
ールド掘削機との接続に要する工期を短縮することがで
きる工法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の接
続工法は、立坑の側壁のうち相対的に固い内側部分と軟
かい外側部分とからなる接続部分を除去して、立坑とシ
ールド掘削機を接続する工法において、前記接続部分の
外側部分をスポンジまたはゴム製の弾性物で作ること、
シールド掘削機のシールド本体と立坑間のシール手段と
して、前記接続部分の外側部分を囲む立坑内周に設けら
れる環状凹部と、この環状凹部内に配置される環状弾性
チューブと、この環状弾性チューブに接続される圧力流
体源からなるシール手段を予め備えておくこと、及び、
前記接続部分の外側部分の掘削開始後で且つ地盤改良剤
の注入中に、前記接続部分の内側部分を除去することを
特徴とする。請求項2に係る発明の接続工法は、上記請
求項1に係る発明の接続工法において、前記環状弾性チ
ューブの内周に位置するように、前記外側部分を囲む立
坑内周に、複数の小片がオーバーラップして環状に並べ
られてなる補強部材を配置したことを特徴とする。 請求
項3に係る発明の接続工法は、立坑の側壁のうち相対的
に固い内側部分と軟かい外側部分とからなる接続部分を
除去して、立坑とシールド掘削機を接続する工法におい
て、前記接続部分の外側部分をスポンジまたはゴム製の
弾性物で作ること、シールド掘削機のシールド本体と立
坑間のシール手段として、前記接続部分の外側部分を囲
む立坑内周に設られる環状凹部と、この環状凹部内に凸
側を前記外側部分に向けて配置される断面山形の環状シ
ールからなるシール手段を予め備えておくこと、及び、
前記接続部分の外側部分の掘削開始後で且つ地盤改良剤
の注入中に、前記接続部分の内側部分を除去することを
特徴とする。 請求項4に係る発明の接続工法は、上記請
求項1または2または3に係る発明の接続工法におい
て、前記環状凹部が2列あり、環状凹部間にて前記立坑
内周にモルタル注入口を予め備えておくことを特徴とす
る。
【0008】
【作用】本発明においては基本的にシール手段があるの
で、地盤改良剤の注入に並行して、立坑の側壁の接続部
分のうち、シールド掘削機による外側部分の掘削と、立
坑内からの内側部分の除去とを行う。この間、立坑内へ
の土砂や水の流入をシール手段が阻止する。これによ
り、地盤改良剤の注入に長期間要しても、これと並行に
接続作業が進行し、全体の工期が短縮する。特に、請求
項1に係る発明においては、環状凹部と、環状弾性チュ
ーブと、圧力流体源からなるシール手段が用いられるの
で、環状弾性チューブが圧力流体の供給で拡径して環状
凹部から突出する。これにより、止水をより確実にする
ことができてシール効果が向上し、また、地盤改良剤の
注入量を減少することができる。更に、弾性物で作られ
ている接続部分の外側部分自体がシール作用を発揮す
る。 また、請求項2に係る発明においては、複数の小片
がオーバーラップして環状に並べられてなる補強部材が
環状弾性チューブの内周に位置して補強するので、止水
をより一層確実にし、地盤改良剤の注入量をより減少す
ることができる。 更に、請求項3に係る発明において
は、環状凹部と、断面山形の環状シールからなるシール
手段が用いられるので、止水をより確実にすることがで
きてシール効果が向上し、また、地盤改良剤の注入量を
減少することができる。更に、弾性物で作られている接
続部分の外側部分がシール作用を発揮する。 更にまた、
請求項4に係る発明においては、環状凹部間にモルタル
注入口からモルタルを注入することができ、これによっ
て、止水をより一層確実にでき、地盤改良剤の注入量を
より一層減少することができる。
【0009】
【実施例】以下、図1〜図7を参照して本発明の実施例
を説明する。
【0010】図1〜図4は本発明の一実施例を示し、立
坑1のシールド掘削機4との接続部分のうち、内側部分
即ち仮壁5Aは従来と同じコンクリート製であるが、外
側部分5Cはスポンジやゴム製の軟かい弾性物であり、
それ自身がシール装置15となっている。仮壁5Aの厚
さは側壁3の厚さの約1/4にしてある。
【0011】接続作業としては、シールド掘削機4が立
坑1に到達すると、図1の如く、立坑1側のバルブ7及
びシールド掘削機4側のバルブ16を開き、地山2中に
地盤改良剤としてモルタル8の注入を開始する。
【0012】次に、モルタル注入中に、図2の如く、シ
ールド掘削機4を前進させ、立坑1の接続部分5の掘削
を開始する。このとき、シールド本体9外周と立坑1内
周間に、シール装置15そのものであるスポンジ又はゴ
ムが詰まりシール作用をする。
【0013】そして、モルタル注入とシール装置15に
よるシールを行っているまま、外側部分5Cの掘削後、
立坑1内から接続部分5のコンクリート製仮壁5Aを機
械12で除去する。図3参照。
【0014】仮壁5Aの除去後、必要に応じて図4に示
すように、シールド本体9のフード14が立坑1内にち
ょうど入るまで、シールド掘削機4を前進させて止め
る。
【0015】仮壁5Aの除去後も、又はその後のシール
ド掘削機4の前進後もモルタル8の注入を続け、所要量
に達したら止める。この間、カッタヘッド13等の撤
去、シールド本体9内の二次巻き作業など、適宜な後処
理を行う。
【0016】図5は他の実施例を示し、スポンジやゴム
製の外側部分5Cを囲む立坑1のコンクリート部分5D
の内周に環状凹部17を2列設け、ここに弾性チューブ
18を環状に配置し、このチューブ18に弁19を介し
て圧力流体源(図示省略)を接続してある。また、環状
凹部17間にモルタル注入口20を設けてある。これら
により、前述した外側部分5C自体のシール作用に加え
て、一段とシール効果が高まる。
【0017】接続作業としては、シールド本体9の先端
部が左側のチューブ18を通過したとき、弁19を開い
て圧力流体を供給する。これにより、チューブ18が拡
径して環状凹部17から突出し、シールド本体9の外周
に圧接してシールを行う。また、その後、注入口20か
らチューブ18間にモルタル21を注入し、シール作用
を高める。このようにしてシールを行っている間に、仮
壁5Aを除去する。
【0018】図6は別の実施例を示し、図5のチューブ
18の代りに、断面山形の環状シール22を立坑1のコ
ンクリート部分5Dの内周に2列設けてある。この場合
は左側の環状シール22をシールド本体9の先端部が通
過したとき、注入口20からモルタル21を注入するだ
けで良く、これら及び内側部分5C自体がシールを行っ
ている間に、仮壁5Aを除去する。
【0019】図7は更に他の実施例を示し、図5のチュ
ーブ18の内周側を補強するように、ブラシシール又は
鉄板等の補強部材23を環状に配置してある。ブラシシ
ールの場合は弾性があるのでその前部を立坑1のコンク
リート部分5Dの内周に固定すれば良い。鉄板の場合は
ピン結合によるなど、その前部を回動可能に取付けると
良い。ブラシシール、鉄板いずれの場合も、補強部材2
3は小片を環状に並べ、且つ小片どうしをオーバーラッ
プさせてシール効果を保っている。図7の場合の接続作
業は図5と同じである。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、基本的には、シール手
段によりシールド本体の外周と立坑の接続部分の内周間
をシールして、地盤改良剤の注入中に接続部分の除去を
並行して行うので、工期が短縮する。特に、請求項1に
係る発明によれば、環状凹部と、環状弾性チューブと、
圧力流体源からなるシール手段を用いるので、環状弾性
チューブが圧力流体の供給で拡径して環状凹部から突出
することにより、止水をより確実にすることができてシ
ール効果が向上し、また、地盤改良剤の注入量を減少す
ることができる。 また、請求項2に係る発明によれば、
複数の小片がオーバーラップして環状に並べられてなる
補強部材が環状弾性チューブの内周に位置して補強する
ので、止水をより一層確実にし、地盤改良剤の注入量を
より減少することができる。 更に、請求項3に係る発明
によれば、環状凹部と、断面山形の環状シールからなる
シール手段を用いるので、止水をより確実にすることが
できてシール効果が向上し、また、地盤改良剤の注入量
を減少することができる。 更にまた、請求項4に係る発
明によれば、環状凹部間にモルタル注入口からモルタル
を注入することができ、これによって、止水をより一層
確実にでき、地盤改良剤の注入量をより一層減少するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明工法の一実施例を示す図。
【図2】本発明工法の一実施例を示す図。
【図3】本発明工法の一実施例を示す図。
【図4】本発明工法の一実施例を示す図。
【図5】他の実施例を示す図。
【図6】他の実施例を示す図。
【図7】他の実施例を示す図。
【図8】従来工法を示す図。
【図9】従来工法を示す図。
【図10】従来工法を示す図。
【図11】従来工法を示す図。
【符号の説明】
1 立坑 2 地山 3 側壁 4 シールド掘削機 5 接続部分 5A 内側部分(仮壁) 5C 外側部分 6,20 注入通路 7,16,19 バルブ 8 地盤改良剤(モルタル) 9 シールド本体 10 セグメント 13 カッタヘッド 14 フード 15 シール装置 17 環状凹部 18 チューブ 21 モルタル 22 環状シール 23 補強部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−176991(JP,A) 特開 昭63−103196(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/06 301

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 立坑の側壁のうち相対的に固い内側部分
    と軟かい外側部分とからなる接続部分を除去して、立坑
    とシールド掘削機を接続する工法において、前記接続部分の外側部分をスポンジまたはゴム製の弾性
    物で作ること、 シールド掘削機のシールド本体と立坑間のシール手段と
    して、前記接続部分の外側部分を囲む立坑内周に設けら
    れる環状凹部と、この環状凹部内に配置される環状弾性
    チューブと、この環状弾性チューブに接続される圧力流
    体源からなる シール手段を予め備えておくこと、及び、前記接続部分 の外側部分の掘削開始後で且つ地盤改良剤
    の注入中に、前記接続部分の内側部分を除去することを
    特徴とする立坑とシールド掘削機との接続工法。
  2. 【請求項2】 前記環状弾性チューブの内周に位置する
    ように、前記外側部分を囲む立坑内周に、複数の小片が
    オーバーラップして環状に並べられてなる補強部材を配
    置したことを特徴とする請求項1記載の立坑とシールド
    掘削機との接続工法。
  3. 【請求項3】 立坑の側壁のうち相対的に固い内側部分
    と軟かい外側部分とからなる接続部分を除去して、立坑
    とシールド掘削機を接続する工法において、 前記接続部分の外側部分をスポンジまたはゴム製の弾性
    物で作ること、 シールド掘削機のシールド本体と立坑間のシール手段と
    して、前記接続部分の外側部分を囲む立坑内周に設られ
    る環状凹部と、この環状凹部内に凸側を前記外側部分に
    向けて配置される断面山形の環状シールからなるシール
    手段を予め備えておくこと、及び、 前記接続部分の外側部分の掘削開始後で且つ地盤改良剤
    の注入中に、前記接続部分の内側部分を除去することを
    特徴とする立坑とシールド掘削機との接続工法。
  4. 【請求項4】 前記環状凹部が2列あり、環状凹部間に
    て前記立坑内周にモルタル注入口を予め備えておくこと
    を特徴とする請求項1または2または3記載の立坑とシ
    ールド掘削機との接続工法。
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