JP2991856B2 - 立洞道上向き掘設工法 - Google Patents

立洞道上向き掘設工法

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JP2991856B2
JP2991856B2 JP4082818A JP8281892A JP2991856B2 JP 2991856 B2 JP2991856 B2 JP 2991856B2 JP 4082818 A JP4082818 A JP 4082818A JP 8281892 A JP8281892 A JP 8281892A JP 2991856 B2 JP2991856 B2 JP 2991856B2
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英治 滝
守男 大見
進 那須
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Chubu Electric Power Co Inc
Konoike Construction Co Ltd
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Chubu Electric Power Co Inc
Konoike Construction Co Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は地下の主洞道に立洞道
を連絡する立洞道上向き掘設工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 従来、地下の主洞道に立洞道を連絡す
るには立洞道を地上から掘設する工法がとられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら上記従
来工法では、地下に掘削機を吊下したりケーソンを沈設
したりするための作業構台が必要であり、掘設する立洞
道が大深度、大口径の場合には該作業構台の規模も大き
くなり、広い作業区域が必要となるが、特に市街地等で
はこのような広い作業区域を長期間確保することが極め
て困難である。
【0004】
【課題を解決するための手段】 本発明は上記従来の課
題を解決するための手段として、主洞道(1) の坑口(4)
から掘削機(11)を上方に向けて発進させて立洞道(14)を
掘設する工法において、該掘削機(11)のカッター(11B)
背後に開口する排泥管(11F) を主洞道(1) 内に設置し
た複数個の吸泥室(17A,18A) と夫々シャッター(17C,18
C) を介して連絡し、該吸泥室(17A,18A) には圧力調整
手段(17E,18E) を連絡し、吸泥工程では該シャッター(1
7C) を開き圧力調整手段(17E) によって該吸泥室(17A)
内を該掘削機(11)の位置に相 当した地山(12)側の水圧よ
りも若干低めに調圧して該掘削機(11)の排泥管(11F) よ
り該吸泥室(17A) へ泥漿を吸引し、排泥工程では該シャ
ッター(17C)により該排泥管(11F) と該吸泥室(17A) と
を隔離した上で該圧力調整手段(17E) によって該吸泥室
(17A) 内を常圧に戻して該吸泥室(17A) 内に蓄積された
泥漿を排除するとともに他の吸泥室(18A) において吸泥
工程を行なう立洞道上向き掘設工法を提供するものであ
る。
【0005】
【作用】 主洞道(1) の坑口(4) から掘削機(11)を上方
に向けて発進させて立洞道(14)を掘設する際、立洞道(1
4)掘設に伴い排出される泥漿は、該シャッター(17C) を
開いて該掘削機(11)と所定の吸泥室(17A) とを連絡した
上で圧力調整手段(17E) によって該吸泥室(17A) 内を
掘削機(11)の位置に相 当した地山(12)側の水圧よりも若
干低めに調圧し、該吸泥室(17A) の内圧を 該排泥管(11
F) を介してカッター(11B) 背後に及ぼしつつ、該吸泥
室(17A)へ吸引する。したがって泥漿の該吸泥室(17A)
内への突入は確実に防止さ れる。上記吸泥工程後に該
シャッター(17C) によって該掘削機(11)の該排泥管(11
F) と該吸泥室(17A) とを隔離した上で該圧力調整手段
(17E) によって該吸泥室(17A) を常圧に戻して該吸泥室
(17A) 内に蓄積された泥漿を排除して排泥工程を行な
う。同時に他の吸泥室(18A) によって吸泥工程を行な
う。以下複数個の吸泥室(17A,18A) により吸泥工程と排
泥工程とを交互に行なうことによって立洞道(14)掘設に
伴い排出される泥漿を主洞道(1) 内で連続的に排除して
行く。
【0006】
【発明の効果】 したがって本発明においては、主洞道
側から立洞道を上方に向けて掘設するので、地上に大規
模な作業構台を設ける必要がなくなり、市街地等での広
い作業区域を長期間確保することが困難な場合に極めて
有効であり、また吸泥室は複数個設置するから排泥を連
続的に行なうことが出 来、更に吸泥の際各吸泥室を調圧
するから、泥漿の吸泥室への突入が防止さ れ、排泥を安
全に行なうことが出来る。
【0007】
【実施例】 本発明を図1〜図3に示す一実施例によっ
て説明すれば、(1) は主洞道であり、該主洞道(1) の周
壁(2) は鉄筋コンクリートまたは鋼鉄からなるセグメン
ト(3) の多数個からなる。該主洞道(1) の周壁(2) のセ
グメント(3) の掘削機発進坑口(4) 付近はガラス繊維強
化プラスチック(FRP)、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポ
リカーボネート、ポリメタクリレート、ポリスチレン等
のプラスチック、アルミナ、ジルコニア、カーボランダ
ム、陶磁器、ガラス、デヒドロセラミックス等の窯業材
料、鋳鉄等の硬く脆い、したがってシールド機により切
削容易な材料からなるアーチ形薄板リブ(6) の複数本に
よって補強されたコンクリート層(5) からなる。
【0008】 更に該主洞道(1) をシールド機により掘
設する際に該シールド機の推進反力を受けるための補強
として該坑口(4) 部分のセグメント(3) の内側には鋼鉄
製の補強セグメント(7) が配置され、かつ該坑口(4) 部
分の内側には鋼鉄製の円筒状隔壁(8) が挿入されてい
る。そして該円筒状隔壁(8) と補強セグメント(7) との
間には複数段の補強リブ(10)が差渡されて、更に掘削機
発進作業のための作業員が該円筒状隔壁(8) 内に出入り
する作業孔(9) を該円筒状隔壁(8) に設けておく。
【0009】 本発明の工法においては、該円筒状隔壁
(8) 内に掘削機(11)を設置する。該掘削機(11)は円筒状
本体(11A) と、該円筒状本体(11A)の前方に配置される
カッター(11B) と、該カッター(11B) の両端から出没可
能に取付けられているコピーカッター(11C) と、該カッ
ター(11B) の回転軸(11D) に接続し該カッター(11B) を
駆動する油圧モーター(11E) と、該円筒状本体(11A) の
前面即ち該カッター(11B) の背後に開口する複数個の排
泥管(11F) と、該カッター(11B) の回転軸(11D) の先端
に配されるノズル(11G)に接続する給泥管(11H) とから
なる。
【0010】 そして該掘削機(11)は主洞道(1) の周壁
(2) の坑口(4)部分のコンクリート層(5) を切削して図
3に示すように上方に向けて発進する。この際、前記し
たようにコンクリート層(5) のリブ(6) は硬く脆い材料
からなるので、該掘削機(11)による切削は容易である。
坑口(4) が開設された場合にその周りの地山(12)側から
土砂や地下水等が主洞道(1) 内へ浸入するおそれがある
が、該土砂や地下水等は該円筒状隔壁(8) により堰止め
られる。
【0011】 このようにして本実施例では主洞道(1)
の周壁(2) の鏡切り工、あるいは該鏡切り工にともなう
坑口(4) 周辺の土砂や地下水等の主洞道(1) 内への浸入
を防ぐための凍結工や薬液注入工等が不要になる。
【0012】 該掘削機(11)はこのようにして坑口(4)
から発進するが、該掘削機(11)のノズル(11G) から給泥
管(11H) を介して該掘削機(11)の前方の地山(13)に泥漿
を供給し、カッター(11B) にて混合して該地山(13)を改
良する。そして掘削機(11)で立洞道(14)を進むにつれ
て該立洞道(14)のケーソンセグメント(15A) を積上げて
行き、ケーソン躯体(15)を形成して行く。なお主洞道
(1) の坑口(4) 周囲の地山側は補強材(15B) を注入して
補強する。そして該ケーソン躯体(15)の上端にはジャッ
キ(16)を配して該掘削機(11)を上方へ推進して行く。
【0013】 掘削機(11)の排泥管(11F) には図3に示
すように主洞道(1) 内に設置した一対の排泥装置(17,1
8) がフレキシブル管(19,20) を介して接続し、該排泥
装置(17,18) は吸泥室(17A,18A) と排泥室(17B,18B) と
からなり、該吸泥室(17A,18A) はシャッター(17C,18C)
を介して伸長可能なフレキシブル管(19,20) に連絡し、
該排泥室(17B,18B) はシャッター(17D,18D) を介して該
吸泥室(17A,18A) に連絡し、更に該吸泥室(17A,18A) に
は三方バルブ(17F,18F) を介して圧力調整管(17E,18E)
が連絡し、また排泥室(17B,18B) には蓋(17H,18H) を付
した排泥口(17G,18G) が設けられている。
【0014】 そしてまず排泥装置(17)を選択して該排
泥装置(17)のシャッター(17C) を開けシャッター(17D)
を閉じて三方バルブ(17F) を操作して圧力調整管(17E)
によって該吸泥室(17A) を掘削機(11)の位置に相当した
地山(12)側の水圧よりも若干低めに調圧する。そうする
と該吸泥室(17A) の 内圧は排泥管(11F) を介してカッタ
ー(11B) の背後に及ぼされ、上記改良された泥漿混合物
(21)は該掘削機(11)の排泥管(11F) からフレキシブル管
(19)を介して吸泥室(17A) に吸引されて順調に排泥工程
が行なわれ、泥漿の吸泥 室(17A) 内への突入は確実に防
止される。
【0015】 該吸泥室(17A) に該泥漿混合物(21)が充
満した時点でシャッター(17C) を閉じ排泥装置(18)のシ
ャッター(18C) を開けシャッター(18D) を閉じて三方バ
ルブ(18F) を操作して圧力調整管(18E) によって同様に
吸泥室(18A) を調圧し、該掘削機(11)の排泥管(11F) か
らフレキシブル管(20)を介して該泥漿混合物(21)を吸泥
室(18A) 内に吸引して吸泥工程を行なう。同時に排泥装
置(17)の吸泥室(17A) を三方バルブ(17F) を操作するこ
とによって常圧(主洞道(1) 内と等圧)にした上でシャ
ッター(17D) を開けて泥漿混合物(21)を排泥室(17B) に
移し、更に蓋(17H) を開いて排泥口(17G) から該泥漿混
合物(21)を排出し、例えばトロッコ等で所定個所に搬送
して排泥工程を行なう。
【0016】 次いで排泥装置(18)の吸泥室(18A) に該
泥漿混合物(21)が充満した時点で前記と同様に排泥装置
(17)にて吸泥工程を行ない、以下交互に排泥装置(17)に
て吸泥工程および排泥装置(18)にて排泥工程→排泥装置
(17)にて排泥工程および排泥装置(18)にて吸泥工程→・
・・・・と云うように吸泥工程と排泥工程とを行なう。
このようにして掘削機(11)により立洞道(14)を掘設して
行き、該掘削機(11)の排泥管(11F) から排出される該泥
漿混合物(21)は排泥装置(17)と排泥装置(18)とによって
交互に吸泥排出する。そして該掘削機(11)が上方へ移動
して行くにつれて該フレキシブル管(19),(20) は伸長し
て行くから工事途中で排泥管をつぎ足す作業は省略され
る。
【0017】 図4には他の実施例が示される。本実施
例においては掘削機(11)の回転軸(11'D)を介して該掘削
機(11)にセンターガイドシャフト(22)を通し、該掘削機
(11)を該センターガイドシャフト(22)によって案内す
る。この際、泥漿注入用のノズル(11'G)は該回転軸(11'
D)の先端の周囲に配置する。更に該掘削機(11)の排泥管
(11F) にはスクリュー(11I) を内設して、排泥管(11F)
から排泥装置(17,18) に吸引される泥漿混合物(21)の量
を調節する。
【0018】 本実施例ではセンターガイドシャフト(2
2)によって掘削機(11)がガイドされるので、掘削機(11)
が偏進することが防止され、方向性が向上しかつ地山(1
2)側から掘削機(11)に及ぼされる抵抗も偏らないから、
掘削機(11)が地山(12)側により損傷を受けることも防止
される。
【0019】 本実施例以外、排泥装置(17,18) は吸泥
室(17A,18A) のみから構成されてもよい。しかしながら
排泥室(17B,18B) を設けた本実施例では、排泥室(17B)
または排泥室(18B) における排泥工程が完了しないうち
に吸泥室(17A) または吸泥室(18A) において吸泥工程を
行なうことが出来るから、本実施例のように二個の排泥
装置(17,18) を設置すれば充分であるが、吸泥室(17A,1
8A) のみの場合は吸泥室(17A,18A) の排泥工程が完了し
た後に吸泥工程を行なわなければならず、吸泥工程より
も排泥工程の方が長時間を要する場合には三個以上の排
泥装置が必要とされる。
【図面の簡単な説明】
図1〜図3は本発明の一実施例を示すものである。
【図1】 掘削機発進前の坑口部分横断面図
【図2】 掘削機発進前の坑口部分縦断面図
【図3】 掘削機発進後の坑口部分説明横断面図
【図4】 他の実施例の立洞道上部縦断面図
【符号の説明】
1 主洞道 4 坑口 11 掘削機 11F 排泥管 11 立洞道 11B カッター 12 地山 17,18 排泥装置 17A,18A 吸泥室 17C,18C シャッター 17E,18E 圧力調整管 19,20 フレキシブル管
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−61290(JP,A) 特開 平3−36399(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 3/00 E21D 9/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主洞道の坑口から掘削機を上方に向けて発
    進させて立洞道を掘設する工法において、該掘削機の
    ッターの背後に開口する排泥管を主洞道内に設置した複
    数個の吸泥室と夫々シャッターを介して連絡し、該吸泥
    室には圧力調整手段を連絡し、吸泥工程では該シャッタ
    ーを開き圧力調整手段によって該吸泥室内を該掘削機の
    位置に相当した地山側の水圧よりも若干低 めに調圧して
    該掘削機の排泥管より該吸泥室へ泥漿を吸引し、排泥工
    程では該シャッターにより該排泥管と該吸泥室とを隔離
    した上で該圧力調整手段によって該吸泥室内を常圧に戻
    して該吸泥室内に蓄積された泥漿を排除するとともに他
    の吸泥室において吸泥工程を行なうことを特徴とする立
    洞道上向き掘設工法
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