JP2987066B2 - 地中への垂直版状構造物築造用の版状シールド機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中への垂直版状構造
物の築造用の版状シールド機に係り、さらに詳しくは地
中に垂直版状構造物を正確に能率よく構築するために使
用する版状シールド機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、版状構造物を地中に垂直に築造す
るには、図１３および図１４に示すように、掘削機本体
５１に掘削装置５２を取り付け、この掘削装置５２によ
り鉛直の穴５３を、泥水で崩壊を防ぎながら掘削し、こ
の穴５３に例えばコンクリート，泥水固化材，モルタル
等を流し込み、壁体５４ａ，５４ｂを築造するようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１３，図１
４に示す従来技術では、泥水中で壁体５４ａ，５４ｂを
造るため、厚さが均一にならないこと、各壁体５４ａ，
５４ｂの連結部を確実に施工できないこと、構造物とし
ての信頼性が欠ける等の点で、永久構造物の築造には向
かないという問題があった。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、均等厚さに構築でき、か
つ剛性が高い垂直版状構造物を能率よく構築し得る地中
への垂直版状構造物築造用の版状シールド機を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明版状シールド機は、掘進方向Ｘと直交する上
下方向に長い箱型のシールド機本体２の前方の切羽室７
内に設けられたカッタ１０と、このカッタ１０の後方の
機械室８内に設けられ、前記カッタ１０を駆動するカッ
タ駆動装置１１と、前記カッタ１０によって掘削された
土砂を排土する排土装置１２とを備えた掘削ユニット
を、前記シールド機本体２の上下方向に複数組並列に組
み込み、かつ前記各排土装置１２と連結され、前記掘進
方向Ｘに対し直交する前記上下方向に配置され、土砂を
地上側に排出する排土装置１３と、前記シールド機本体
２内の後方に設けられた隔壁５と、この後方に設けられ
たセグメントとの間の作業室９の空間に設けられたシー
ルド推進用のシールドジャッキ１４を装備してなるシー
ルド機であって、前記隔壁５の後方の作業室９内に前回
搬入して組み立てたセグメントに対し上方Ｙより新たに
作業室９内に搬入されたセグメントに前記シールドジャ
ッキ１４の反力を取り、前記掘進方向Ｘへ前記シールド
機を推進させ、かつその後方に前記セグメントからなる
垂直版状構造物を構築する構成としている。

【０００６】さらに、前記目的を達成するため、本発明
版状シールド機は、掘進方向Ｘと直交する上下方向に長
い箱型のシールド機本体３２の前部に垂直オーガ３９を
設け、この垂直オーガ３９は、上下方向に長いカッタ４
０、４０と、このカッタ４０、４０により掘削された掘
削ズリを上方に向かって搬送し排出する排土装置４１、
４１と、前記カッタ４０、４０及び排土装置４１、４１
の回転駆動装置４２、４２とを有し、前記カッタ４０、
４０と排土装置４１、４１はシールド機本体３２の前部
に形成されたフード３６とその後方に形成された隔壁３
４との間の切羽室３７内に設けられ、かつ隔壁３４の後
方には隔壁３５が設けられ、さらにその後方に設けられ
たセグメントとの間の作業室３８の空間に設けられたシ
ールド推進用のシールドジャッキ４３を装備してなるシ
ールド機であって、前記作業室３８内に前回搬入して組
み立てたセグメントに対し上方Ｙより新たに作業室３８
内に搬入されたセグメントに前記シールドジャッキ４３
の反力を取り前記掘進方向Ｘへ前記シールド機を推進さ
せ、かつその後方に前記セグメントからなる垂直版状構
造物を構築する構成としている。

【０００７】

【作用】本発明では、シールド機により地山を掘削し、
その掘削ズリを上方に排出し、地山掘削後、シールド機
を垂直面内で水平方向に推進させる。これにより、シー
ルド機の後部に空間が形成される。そこで、前記空間に
上方よりセグメント等、版状構造物用の資材を搬入して
組み立てる。以上の工程を繰り返して行い、シールド機
の後方に垂直版状構造物を構築して行く。これにより、
均等厚さの垂直版状構造物を構築できるし、資材同士を
確実に連結し、剛性の高い垂直版状構造物を能率よく構
築することができる。

【０００８】その版状シールド機としては掘進方向Ｘと
直交する上下方向に長い箱型のシールド機本体２に、カ
ッタ１０とカッタ駆動装置１１と排土装置１２とを備え
た掘削ユニットを、シールド機本体２の上下方向に複数
組並列に組み込み、かつシールドジャッキ１４を装備
し、さらに上方Ｙへの排土装置１３を設置している。そ
こで、かかる版状シールド機を用いて地山を掘削する。
ついで、各掘削ユニットの排土装置１２から別設置の排
土装置１３に掘削ズリを引き渡す。この排土装置１３
は、各掘削ユニットの排土装置１２から受け取った掘削
ズリを上方Ｙへ排出する。このようにして地山を掘削
後、前記シールドジャッキ１４によりシールド機全体を
前進させる。これに伴い、シールド機後部に空間が形成
される。かかる空間に、上方Ｙから垂直版状構造物の構
築用の資材を搬入し、組み立てる。これにより、垂直版
状構造物を構築するための立坑１７を的確にかつ能率よ
く掘削することができるし、均等厚さの垂直版状構造物
２７を構築することが可能となる。

【０００９】また、本発明版状シールド機では、掘進方
向Ｘと直交する上下方向に長い箱型のシールド機本体３
２の前部に垂直オーガ３９を装着している。この垂直オ
ーガ３９は、上下方向に長いカッタ４０と、このカッタ
４０により掘削された掘削ズリを上方Ｙに搬送する排土
装置４１と、前記カッタ４０および排土装置４１の回転
駆動装置４２とを有している。さらに、この版状シール
ド機においても、シールド機推進用のシールドジャッキ
４３を装備している。そこで、かかる版状シールド機で
は垂直オーガ３９の回転駆動装置４２によりカッタ４０
と排土装置４１とを回転させ、カッタ４０により地山を
掘削し、その掘削ズリを排土装置４１に引き渡し、排土
装置４１は受け取った掘削ズリを上方Ｙへ排出する。こ
のようにして地山を掘削後、シールド機推進用のシール
ドジャッキ４３によりシールド機全体を前進させる。シ
ールド機全体を前進させることによってシールド機後部
に空間が形成される。かかる空間に、上方Ｙから垂直版
状構造物の構築用の資材を搬入して組み立てる。これに
より、垂直版状構造物を構築するための立坑１７を的確
にかつ能率よく掘削することができるし、均等厚さの垂
直版状構造物２７を構築することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１は本発明工法を実施するための版状シ
ールド機の一例を示す縦断側面図、図２は図１のＡ−Ａ
線断面図、図３〜図９はこの実施例の版状シールド機を
用いて行う工法の一例を示す説明図である。

【００１２】これらの図に示す実施例では、立坑掘削用
の版状シールド機１を用いる。その版状シールド機１
は、図１および図２に示すように、シールド機本体２
と、複数の掘削ユニットと、排土装置１３と、シールド
ジャッキ１４と、裏込め装置１５と、シール材１６とを
備えて構成されている。

【００１３】前記シールド機本体２は、垂直方向に長い
箱型に形成されている。このシールド機本体２には、上
下方向に多段に設けられた隔壁３と、前方の隔壁４と、
後方の隔壁５とが一体に取り付けられている。前記シー
ルド機本体２の前部には、フード６が形成されている。
このフード６の内部には、地山と上下方向の隔壁３との
間に、上下方向に複数の切羽室７が区画形成されてい
る。また、シールド機本体２の前後の隔壁４，５間の空
間には、上下方向の隔壁３により前記切羽室７に対応す
る機械室８が区画形成されている。さらに、シールド機
本体２における後方の隔壁５の後方には、セグメント２
０，２１，…を受け入れて組み立てる作業室９が形成さ
れている。

【００１４】前記シールド機本体２には、複数組の掘削
ユニットが上下方向に並列に組み込まれている。各掘削
ユニットは、前部をフード６から突出させかつ前方の隔
壁４に支持されたカッタ１０と、前方の隔壁４の機械室
８側に取り付けられたカッタ駆動装置１１と、前端部を
切羽室７に臨ませて機械室８内に設置された排土装置１
２とを備えて構成されている。なお、前記各排土装置１
２には、例えばスクリューコンベア，ポンプと接続され
た圧送管，バケットコンベア等が用いられる。

【００１５】前記排土装置１３は、機械室８内の後側に
設置されている。そして、この排土装置１３は各掘削ユ
ニットの排土装置１２から掘削ズリを受け取り、上方Ｙ
に搬送し、排出するようになっている。

【００１６】前記シールドジャッキ１４は、図２に示す
ように、左右に配置された２本で１組をなし、後方の隔
壁５の作業室９側に複数組取り付けられている。

【００１７】前記裏込め装置１５は、作業室９の内部よ
りシールド機本体２の外部を通ってシールド機本体２の
後方まで伸びており、図２に示すように、シールド機本
体２の幅方向に設けられた２個で１組をなしている。こ
の裏込め装置１５は、セグメント２０，２１，…と地山
間に裏込め注入材２６を注入するようになっている。

【００１８】前記シール材１６は、シールド機本体２の
後部に取り付けられていて、作業室９内への裏込め注入
材２６の進入を防止するようになっている。

【００１９】次に、前記版状シールド機１を用いて立坑
１７を掘削し、垂直版状構造物２７を構築する工程につ
いて説明する。

【００２０】まず、常法により図３に示すごとく、泥水
１８により地山の崩壊を防ぎながら、版状シールド機１
を挿入するための立坑１７を掘削する。

【００２１】ついで、図４に示すように、版状シールド
機１の開口端面を鋼板１９等で囲み、版状シールド機１
を垂直に挿入する。立坑１７′内に版状シールド機１を
挿入後、その開口端面を囲んでいる鋼板１９等を取り外
し、版状シールド機１により次のように地山を掘削し、
版状シールド機１を推進させる。

【００２２】すなわち、図１および図２に示す各掘削ユ
ニットのカッタ駆動装置１１を駆動し、各掘削ユニット
のカッタ１０を回転させ、地山を掘削する。その掘削ズ
リを各掘削ユニットの切羽室７に取り入れ、所定の圧力
に保持し、地山の崩壊を防止する。そして、各掘削ユニ
ットの切羽室７から排土装置１２に掘削ズリを取り込
み、機械室８の後方に搬送し、別設置の排土装置１３に
引き渡す。そこで、排土装置１３は掘削ズリを受け取
り、上方Ｙに搬送し、地上に排出する。なお、この時点
では図６に示すように、シールドジャッキ１４は縮小さ
れている。

【００２３】立坑１７の一部を掘削後、図７に示すよう
に、既に搬入され組み立てられているセグメント２０〜
２３のうちの、前回搬入され組み立てられたセグメント
２３に反力を取り、シールドジャッキ１４を一斉に伸長
させ、版状シールド機１をＸ方向に推進させる。このと
き、裏込め装置１５から裏込め注入材２６を吐出し、地
山とセグメント２３との間にその裏込め注入材２６を注
入し、またシール材１６により作業室９内に進入しない
ようにシールする。

【００２４】前記版状シールド機１を推進後、図８に示
すように、シールドジャッキ１４を縮小させる。これに
より、版状シールド機１の作業室９と前記セグメント２
３間に空間２５が形成される。そこで、図９に示すよう
に、前記空間２５内に上方Ｙより新たにセグメント２４
を搬入し、作業室９内で前回搬入して組み立てたセグメ
ント２３に新たに搬入したセグメント２４を接続し、組
み立てる。

【００２５】以上の工程を繰り返して実行することによ
り、連続的に立坑１７を掘削し、版状シールド機１の掘
進方向Ｘにセグメントを接続した垂直版状構造物２７を
構築することができる。

【００２６】したがって、この実施例によれば、均等厚
さの垂直版状構造物２７を構築できるし、垂直版状構造
物２７の主資材であるセグメント同士を版状シールド機
１の作業室９内で確実に連結できるので、剛性の高い垂
直版状構造物２７を能率よく構築することができる。

【００２７】なお、この実施例で使用している版状シー
ルド機１では、シールドジャッキ１４に代えて、けん引
手段を用いてもよい。

【００２８】また、垂直版状構造物２７の主資材とし
て、コンクリート製のセグメントに代えて、例えばＨ型
鋼やＩ型鋼，陶板等を用いてもよい。

【００２９】さらに、図１０は本発明版状シールド機の
他の実施例を示す縦断側面図、図１１は図１０のＢ−Ｂ
矢視図、図１２は図１０のＣ−Ｃ矢視図である。

【００３０】これら図１０〜図１２に示す版状シールド
機３１は、シールド機本体３２と、これの前部に装着さ
れた垂直オーガ３９と、シールドジャッキ４３と、裏込
め装置４４と、シール材４５とを備えて構成されてい
る。

【００３１】前記シールド機本体３２は、掘進方向Ｘと
直交する上下方向に長い箱型に形成されている。このシ
ールド機本体３２には、上下方向に多段に設けられた隔
壁３３と、ほぼ３字型の断面に形成されかつシールド機
本体３２の前方に設けられた隔壁３４と、後方の隔壁３
５とが一体に取り付けられている。前記シールド機本体
３２の前部には、フード３６が形成されている。このフ
ード３６の内部には、地山と隔壁３４との間に切羽室３
７が形成されている。前記隔壁３５の後方には、作業室
３８が形成されている。

【００３２】前記垂直オーガ３９は、上下方向に長いカ
ッタ４０，４０と、このカッタ４０，４０により掘削さ
れた掘削ズリを上方Ｙに向かって搬送し排出する排土装
置４１，４１と、前記カッタ４０，４０および排土装置
４１，４１の回転駆動装置４２，４２とを有して構成さ
れている。前記カッタ４０，４０と排土装置４１，４１
とは、フード３６と隔壁３４とをケーシングとしてその
内部に納められている。

【００３３】前記シールドジャッキ４３と裏込め装置４
４とシール材４５とは、前記図１および図２に示すシー
ルドジャッキ１４と裏込め装置１５とシール材１６と同
様に構成され、また取り付けられている。

【００３４】そして、この図１０〜図１２に示す版状シ
ールド機３１では、前述の図１および図２に示す版状シ
ールド機１と同じ要領で立坑１７内に挿入される。

【００３５】ついで、垂直オーガ３９の回転駆動装置４
２，４２が駆動されるに伴い、カッタ４０，４０および
排土装置４１，４１が回転駆動され、カッタ４０，４０
により地山を掘削し、その掘削ズリを排土装置４１，４
１に引き渡し、排土装置４１，４１は受け取った掘削ズ
リを上方Ｙへ搬送し、地上に排出する。

【００３６】このようにして地山を掘削し、立坑１７の
一部を掘削後、前記図１および図２に示す版状シールド
機１について説明したところと同様、既に搬入され組み
立てられているセグメントのうちの、前回搬入され組み
立てられたセグメント２３に反力を取り、シールドジャ
ッキ４３を一斉に伸長させ、版状シールド機３１をＸ方
向に推進させる。このとき、裏込め装置４４から裏込め
注入材２６を吐出し、地山とセグメント２３間にその裏
込め注入材２６を注入し、裏込め注入材２６がシールド
機本体３２の作業室３８内に進入して来ないように、シ
ール材４５によりシールする。

【００３７】前述のごとく、版状シールド機３１を推進
させた後、シールドジャッキ４３を縮小させる。これに
より、版状シールド機３１の作業室３８とセグメント２
３間に空間が形成される。この空間内に上方Ｙから新た
にセグメント（図示せず）を搬入し、作業室３８内で前
回搬入して組み立てたセグメント２３に、新たに搬入し
たセグメントを接続して組み立てる。

【００３８】以上の工程を繰り返して行い、連続的に立
坑１７を掘削し、版状シールド機３１の掘進方向Ｘにセ
グメントを接続した垂直版状構造物を構築することがで
きる。

【００３９】したがって、この図１０〜図１２に示す実
施例においても、前記図１および図２に示す実施例と同
様の作用，効果を発揮する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の発明では、掘進方向Ｘと直交する上下方向に長い
箱型のシールド機本体２の前方の切羽室７内に設けられ
たカッタ１０と、このカッタ１０の後方の機械室８内に
設けられ、前記カッタ１０を駆動するカッタ駆動装置１
１と、前記カッタ１０によって掘削された土砂を排土す
る排土装置１２とを備えた掘削ユニットを、前記シール
ド機本体２の上下方向に複数組並列に組み込み、かつ前
記各排土装置１２と連結され、前記掘進方向Ｘに対し直
交する前記上下方向に配置され、土砂を地上側に排出す
る排土装置１３と、前記シールド機本体２内の後方に設
けられた隔壁５と、この後方に設けられたセグメントと
の間の作業室９の空間に設けられたシールド推進用のシ
ールドジャッキ１４を装備してなるシールド機であっ
て、前記隔壁５の後方の作業室９内に前回搬入して組み
立てたセグメントに対し上方Ｙより新たに作業室９内に
搬入されたセグメントに前記シールドジャッキ１４の反
力を取り、前記掘進方向Ｘへ前記シールド機を推進さ
せ、かつその後方に前記セグメントからなる垂直版状構
造物を構築するようにしており、垂直版状構造物を構築
するための立坑１７を的確にかつ能率よく掘削し、均等
厚さの垂直版状構造物２７を構築し得る効果がある。

【００４１】また、本発明の請求項２記載の発明では、
掘進方向Ｘと直交する上下方向に長い箱型のシールド機
本体３２の前部に垂直オーガ３９を設け、この垂直オー
ガ３９は、上下方向に長いカッタ４０、４０と、このカ
ッタ４０、４０により掘削された掘削ズリを上方に向か
って搬送し排出する排土装置４１、４１と、前記カッタ
４０、４０及び排土装置４１、４１の回転駆動装置４
２、４２とを有し、前記カッタ４０、４０と排土装置４
１、４１はシールド機本体３２の前部に形成されたフー
ド３６とその後方に形成された隔壁３４との間の切羽室
３７内に設けられ、かつ隔壁３４の後方には隔壁３５が
設けられ、さらにその後方に設けられたセグメントとの
間の作業室３８の空間に設けられたシールド推進用のシ
ールドジャッキ４３を装備してなるシールド機であっ
て、前記作業室３８内に前回搬入して組み立てたセグメ
ントに対し上方Ｙより新たに作業室３８内に搬入された
セグメントに前記シールドジャッキ４３の反力を取り前
記掘進方向Ｘへ前記シールド機を推進させ、かつその後
方に前記セグメントからなる垂直版状構造物を構築する
ため、この発明においても垂直版状構造物を構築するた
めの立坑１７を的確にかつ能率よく掘削し、均等厚さの
垂直版状構造物２７を構築し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明工法を実施するための版状シールド機の
一例を示す縦断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】版状シールド機挿入用の立坑の説明図である。

【図４】版状シールド機挿入用の立坑に版状シールド機
を挿入する工程を示す説明図である。

【図５】図４に続いて版状シールド機を推進する工程の
説明図である。

【図６】図１，図２に示す版状シールド機により立坑を
掘削する工程の説明図である。

【図７】図６に続いてシールドジャッキを伸長させ版状
シールド機を推進する工程の説明図である。

【図８】図７に続いてシールドジャッキを縮小させ版状
シールド機の後部に空間を形成する工程の説明図であ
る。

【図９】図８に続いて空間内に新たにセグメントを搬入
し組み立てる工程の説明図である。

【図１０】版状シールド機の他の実施例を示す縦断側面
図である。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ矢視図である。

【図１２】図１０のＣ−Ｃ矢視図である。

【図１３】掘削装置により鉛直の穴を掘削し、垂直版状
構造物を構築する従来技術を示す側面図である。

【図１４】図１３のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１ 版状シールド機 ２ シールド機本体 ７ 切羽室 ８ 機械室 ９ 作業室 １０ 掘削ユニットを構成しているカッタ １１ カッタ駆動装置 １２ 掘削ユニットを構成している排土装置 １３ 別設置の排土装置 １４ シールドジャッキ １７ 立坑 ２０〜２４ セグメント Ｘ 版状シールド機の掘進方向 Ｙ 掘進方向と直交する上方 ２７ 垂直版状構造物 ３１ 版状シールド機 ３２ シールド機本体 ３３ 切羽室 ３８ 作業室 ３９ 垂直オーガ ４０ 垂直オーガのカッタ ４１ 垂直オーガの排土装置 ４２ カッタおよび排土装置の回転駆動装置 ４３ シールドジャッキ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘進方向（Ｘ）と直交する上下方向に長
   い箱型のシールド機本体（２）の前方の切羽室（７）内
   に設けられたカッタ（１０）と、このカッタ（１０）の
   後方の機械室（８）内に設けられ、前記カッタ（１０）
   を駆動するカッタ駆動装置（１１）と、前記カッタ（１
   ０）によって掘削された土砂を排土する排土装置（１
   ２）とを備えた掘削ユニットを、前記シールド機本体
   （２）の上下方向に複数組並列に組み込み、かつ前記各
   排土装置（１２）と連結され、前記掘進方向（Ｘ）に対
   し直交する前記上下方向に配置され、土砂を地上側に排
   出する排土装置（１３）と、前記シールド機本体（２）
   内の後方に設けられた隔壁（５）と、この後方に設けら
   れたセグメントとの間の作業室（９）の空間に設けられ
   たシールド推進用のシールドジャッキ（１４）を装備し
   てなるシールド機であって、前記隔壁（５）の後方の作
   業室（９）内に前回搬入して組み立てたセグメントに対
   し上方（Ｙ）より新たに作業室（９）内に搬入されたセ
   グメントに前記シールドジャッキ（１４）の反力を取
   り、前記掘進方向（Ｘ）へ前記シールド機を推進させ、
   かつその後方に前記セグメントからなる垂直版状構造物
   を構築することを特徴とした地中への垂直版状構造物築
   造用の版状シールド機。
2. 【請求項２】 掘進方向（Ｘ）と直交する上下方向に長
   い箱型のシールド機本体（３２）の前部に垂直オーガ
   （３９）を設け、この垂直オーガ（３９）は、上下方向
   に長いカッタ（４０）、（４０）と、このカッタ（４
   ０）、（４０）により掘削された掘削ズリを上方に向か
   って搬送し排出する排土装置（４１）、（４１）と、前
   記カッタ（４０）、（４０）及び排土装置（４１）、
   （４１）の回転駆動装置（４２）、（４２）とを有し、
   前記カッタ（４０）、（４０）と排土装置（４１）、
   （４１）はシールド機本体（３２）の前部に形成された
   フード（３６）とその後方に形成された隔壁（３４）と
   の間の切羽室（３７）内に設けられ、かつ隔壁（３４）
   の後方には隔壁（３５）が設けられ、さらにその後方に
   設けられたセグメントとの間の作業室（３８）の空間に
   設けられたシールド推進用のシールドジャッキ（４３）
   を装備してなるシールド機であって、前記作業室（３
   ８）内に前回搬入して組み立てたセグメントに対し上方
   （Ｙ）より新たに作業室（３８）内に搬入されたセグメ
   ントに前記シールドジャッキ（４３）の反力を取り前記
   掘進方向（Ｘ）へ前記シールド機を推進させ、かつその
   後方に前記セグメントからなる垂直版状構造物を構築す
   ることを特徴とした地中への垂直版状構造物築造用の版
   状シールド機。