JP3131817B2 - 上向き竪穴掘削方法 - Google Patents

上向き竪穴掘削方法

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JP3131817B2
JP3131817B2 JP05264215A JP26421593A JP3131817B2 JP 3131817 B2 JP3131817 B2 JP 3131817B2 JP 05264215 A JP05264215 A JP 05264215A JP 26421593 A JP26421593 A JP 26421593A JP 3131817 B2 JP3131817 B2 JP 3131817B2
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研一 金子
広幸 伊藤
修一 原
博英 橋本
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Taisei Corp
Penta Ocean Construction Co Ltd
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Taisei Corp
Penta Ocean Construction Co Ltd
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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、上向き竪穴掘削方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガス、上水道などを通すために鉛直方向
に鋼管を敷設する要求がある。その場合には既設の水平
トンネルなどから、鉛直上向きに竪穴を構築する必要が
ある。そこで上向きに竪穴を掘削する方法として推進工
法を上向きに施工する方法が利用されている。これは筒
状の掘進機の後部に筒体を取り付け、筒体群の最下端を
トンネル内から押し上げる方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】前記したような推進
工法による上向き竪穴掘削方法にあっては、次のような
問題点がある。 ＜イ＞既設のトンネルのような狭い空間を推進基地とし
て多数の推進ジャッキを上向きに配置し、鋼管を順次追
加して行く必要がある。そのために大型のジャッキを配
置することができず、多数本のジャッキが必要となり作
業空間がますます狭くなる。 ＜ロ＞ジャッキが最大限伸長したら、ジャッキを短縮
し、その空間に追加する鋼管を挿入しなければならな
い。こうした作業を狭い空間で行うためにきわめて作業
能率が悪いものとなる。 ＜ハ＞ジャッキを短縮した場合は鋼管群が落下しないよ
うにな設備が必要であるので、狭い発進基地内がますま
す複雑となり作業が混雑する。
【０００４】
【本発明の目的】本発明は上記したような従来の問題を
解決するためになされたもので、既設のトンネル内の発
進基地における作業や設備を最小限に抑え、推進工法と
比較して作業能率を大幅に向上させることのできる、上
向き竪穴掘削方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】上記のような目的を達
成するために、本発明の上向き竪穴掘削方法は、シール
ド掘進機を上向きに設置し、シールド掘進機の中心位置
には反力筒を設置し、この反力筒の下端は地盤から反力
を受け得るように構成し、反力筒に反力を取ってシール
ド掘進機を鉛直方向に上昇させ、この上昇量に応じてシ
ールド掘進機の後端には鋼管を溶接して行う、上向き竪
穴掘削方法を特徴としたものである。
【０００６】
【本発明の構成】以下図面を参照しながら本発明の上向
き竪穴掘削方法の実施例について説明する。
【０００７】＜イ＞使用するシールド掘進機 本発明の方法に使用するシールド掘進機１は図２に示す
ような装置を備えた上向きシールド掘進機である。この
掘進機は例えば図２に示すように外筒１１の上端面の円
盤に掘削刃１２を設け、掘削土砂をスクリューコンベア
１３で内部に取り込んで下方に排出するような掘削機で
ある。コンベア１３から排出した土砂はその後部に接続
した排土管１４を介して下端に向けて落下して排出され
る。
【０００８】シールド掘進機１は後方（下方）に反力を
取る構造であるから、外筒１１の内部に複数本の推進ジ
ャッキ１５を収納してある。このジャッキ１５群の下方
には水平にプレスリング１６を配置する。このプレスリ
ング１６は中心に貫通孔を設けたドーナツ状の板体であ
り、ジャッキ１５群の下端をこのプレスリング１６に取
り付ける。そしてプレスリング１６の下面には後述する
反力筒を直接固定しておく。したがって鉛直方向にジャ
ッキ１５が伸縮することによって、プレスリング１６は
水平状態を維持したまま上昇、下降し、同時にその下面
の反力筒も上昇、下降することになる。
【０００９】＜ロ＞反力筒の設置 次に施工方法について説明する。上記したシールド掘進
機１を上向きに設置する。設置場所は前記したように既
設のトンネル内から上部へ向ける場合が一般的であり、
そのトンネル内の空間が発進基地となる。このシールド
掘進機１の中心位置には、鉛直方向に反力筒２を設置す
る。この反力筒２はフランジ付きの短い鋼製のパイプを
利用できる。この反力筒２を軸方向に分割しておき、両
側から接合してパイプ状に形成するものである。
【００１０】この反力筒２の下端は地盤から反力を受け
得るように構成する。しかし反力筒２の下端を直接地盤
に接触させる必要はなく、下端位置に組み立てた架台３
の桁の上に載せ、この桁を介して反力を取ることができ
ればよい。この架台３上の桁は、横方向にスライド可能
に構成し、反力筒２の追加時には横に移動させて空間を
確保する。こうして下端を間接的に地盤に設置した反力
筒２に反力を取って、ジャッキ１５を伸長すれば、シー
ルド掘進機１は上向きに上昇して行く。掘進の際の土砂
は、反力筒２内に配置した排土管１４、排土ホースなど
を利用して下端から水平トンネル内に排出する。このよ
うにシールド掘進機１は反力筒２を利用して土砂を下方
に落下させつつ、反力筒２に反力を取って鉛直方向に上
昇する。
【００１１】＜ハ＞鋼管の接続 シールド掘進機１ではその内部でセグメントを組み立
て、このセグメント群によって覆工する方法が一般的で
ある。しかし本発明の方法ではセグメントの組み立てを
行わず、それに代わってシールド掘進機１の外筒１１の
下部に順次延長鋼管４を接続して行く。この延長鋼管４
の接続は、内側、あるいは外側からの溶接、ボルト締
め、などによって行うが、この接続作業は延長鋼管４群
の下端、すなわち既設のトンネル内部の発進基地におい
て行われる。そのために、上記したように反力筒２に反
力を取って上昇したシールド掘進機１の上昇量が一定の
距離となったらシールド掘進機１の後部の延長鋼管４群
の後端には新たな延長鋼管４を追加する。
【００１２】この追加作業の場合には、反力筒２の下端
が架台３を介して間接的に地盤に設置してあるからシー
ルド掘進機１の重量は反力筒２が受けており、下降して
くる危険性はない。その状態で、半割り、あるいは複数
に分割した新たな延長鋼管４を、反力筒２の周囲から延
長鋼管４の尾端に取り付ける。（図３）
【００１３】＜ニ＞反力筒２の延長 反力筒２の上端は前記したようにシールド掘進機１のプ
レスリング１６に固定している。したがってシールド掘
進機１のジャッキ１５を限度まで伸長した後に短縮すれ
ば、全反力筒２群はそのまま一体になって上昇する。そ
こで反力筒２の下端に新たな反力筒２を追加する。（図
４）
【００１４】ただし反力筒２を上昇させると、反力体が
失われることになるのでシールド掘進機１と延長鋼管４
群が下降してくる危険性も考えられる。そこで反力体を
上昇させるときだけは延長鋼管４群の尾端を架台３の桁
に預ける。すると全体の重量はシールド掘進機１の外筒
１１および延長鋼管４の外周面の摩擦抵抗と架台３によ
って受けられるから案全な状態で反力筒２の追加を行う
ことができる。この反力筒２も円筒を軸方向に分割した
円弧状の板を使用し、内部の排土管１４などを周囲から
包囲する状態で組み立てる。こうして新たに反力筒２が
追加されれば、再び反力筒２群に反力を取って、シール
ド掘進機１の上昇を行うことができる。
【００１５】＜ホ＞上端における反力筒２の追加 以上の実施例では反力筒２をその下端で追加する場合に
ついて説明した。しかし反力筒２の下端は架台３や地上
面などに固定しておき上端において反力筒２の追加、延
長を行うこともできる。その場合には分割した反力筒２
を上端まで運び上げてそこで組み立てることになる。特
にシールド掘進機１の直径が大きくなると強固な反力筒
２が必要となりその重量も大きくなるが、上端において
追加する方法では反力筒２群全体を引き上げる必要がな
く有効である。
【００１６】＜ヘ＞到達 このように順次反力筒２に反力を取ってシールド掘進機
１を上昇させ、上昇した量に応じて下端に延長鋼管４を
取り付けて行く。やがてシールド掘進機１の上端が地上
に露出する。すると上部からクレーンを使用してシール
ド掘進機１の内部の機器類を引き上げて回収する。内部
の機器が排除された外筒１１はそのまま最上部の覆工体
として地中に残されるので、従来の推進工法のようにシ
ールド掘進機１全体を地上の回収する必要がなく作業が
簡単である。
【００１７】
【発明の効果】本発明の上向き竪穴掘削方法は以上説明
したようになるから次のような効果を得ることができ
る。 ＜イ＞シールド掘進機１の推進反力は覆工体にとらず、
中央に設置した反力筒２からとる構成である。したがっ
て覆工体としての延長鋼管４には推進反力が加わらない
から、厚さの薄い、軽量で安価な延長鋼管４によって構
成することができる。 ＜ロ＞推進力はシールド掘進機１内のジャッキによって
反力筒２を押すことによって得ることができる。したが
って従来の推進工法のように下端の発進基地に多数本の
ジャッキを並べる必要がない。そのために下端の発進基
地の空間を広く利用することができ、作業能率が向上す
る。 ＜ハ＞覆工体としての延長鋼管４の接続、反力筒２の接
続を下端において行えば、最上部のシールド掘進機１に
おける作業がなくなり安全性が高い。 ＜ニ＞到達部ではシールド掘進機１の内部のユニットを
上部へ吊り出すことによって回収することができる。し
たがって機器類は再利用することができて経済的であ
る。また地中に埋設したまま、ユニットが取り外された
外筒自体が覆工体の最上部を構成することになるから、
従来の工法のようにシールド掘進機１全長を地上部に押
し出す必要がなく、その機長分だけ推進延長を省略でき
て経済的である。また、地上部への押し出しが不要であ
るためにシールド掘進機１が不安定な姿勢を保つ瞬間が
なく、きわめて安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の上向き竪穴掘削方法の実施例の説明図
【図２】使用するシールド掘進機の説明図
【図３】延長鋼管を追加する状態の説明図
【図４】反力筒を追加する状態の説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 研一 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 伊藤 広幸 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播 磨重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 原 修一 東京都文京区後楽二丁目２番８号 五洋 建設株式会社内 (72)発明者 橋本 博英 東京都中央区八重州二丁目６番21号 石 川島建材工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−120202（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−11140（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 3/00 E21D 5/10

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シールド掘進機を上向きに設置し、 シールド掘進機の中心位置には反力筒を設置し、 この反力筒の下端は地盤から反力を受け得るように構成
    し、 反力筒に反力を取ってシールド掘進機を鉛直方向に上昇
    させ、 この上昇量に応じてシールド掘進機の後端には鋼管を接
    続して行う、 上向き竪穴掘削方法
  2. 【請求項２】シールド掘進機を上向きに設置し、 シールド掘進機の中心位置には反力筒を設置し、 この反力筒の下端は地盤から反力を受け得るように構成
    し、 反力筒を利用して土砂を下方に落下させつつ、反力筒に
    反力を取ってシールド掘進機を鉛直方向に上昇させ、 この上昇量に応じてシールド掘進機の後端には鋼管を接
    続して行う、 上向き竪穴掘削方法
  3. 【請求項３】シールド掘進機を上向きに設置し、 シールド掘進機の中心位置には反力筒を設置し、 この反力筒の下端は地盤から反力を受け得るように構成
    し、 反力筒を利用して土砂を下方に落下させつつ、反力筒に
    反力を取ってシールド掘進機を鉛直方向に上昇させ、 この上昇量に応じてシールド掘進機の後端には鋼管を接
    続して延長し、 この上昇量に応じて追加の反力筒を接続して延長して行
    う、 上向き竪穴掘削方法
  4. 【請求項４】シールド掘進機を上向きに設置し、 シールド掘進機の中心位置には反力筒を設置し、 この反力筒の下端は地盤から反力を受け得るように構成
    し、 反力筒を利用して土砂を下方に落下させつつ、反力筒に
    反力を取ってシールド掘進機を鉛直方向に上昇させ、 この上昇量に応じてシールド掘進機の後端には鋼管を接
    続して延長し、 この上昇量に応じて追加の反力筒を反力筒群の下端に接
    続して延長して行う、 上向き竪穴掘削方法
  5. 【請求項５】シールド掘進機を上向きに設置し、 シールド掘進機の中心位置には反力筒を設置し、 この反力筒の下端は地盤から反力を受け得るように構成
    し、 反力筒を利用して土砂を下方に落下させつつ、反力筒に
    反力を取ってシールド掘進機を鉛直方向に上昇させ、 この上昇量に応じてシールド掘進機の後端には鋼管を接
    続して延長し、 この上昇量に応じて追加の反力筒を反力筒群の上端に接
    続して延長して行う、 上向き竪穴掘削方法
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