JP3263041B2 - Shield excavation method and shield excavator - Google Patents
Shield excavation method and shield excavatorInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、シールド掘進方
法及びシールド掘進機に関し、特にトンネル内周を周方
向に複数分割した周方向長さを有する断面円弧状の鋼管
分割体セグメントを組付ける際に、土水圧荷重を効果的
に支持できるようにしたシールド掘進技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield excavation method and a shield excavation machine, and more particularly to a method of assembling a steel pipe segment having an arc-shaped cross section having a circumferential length obtained by dividing a tunnel inner circumference into a plurality of pieces in a circumferential direction. The present invention relates to a shield excavation technique capable of effectively supporting a soil water pressure load.
【0002】[0002]
【従来の技術】 各種のシールド坑(上下水道用トンネ
ル、地下鉄用トンネル、通信ケーブル用トンネル、共同
溝用トンネルなど)をシールド工法により構築する為の
掘削装置としてシールド掘進機が広く実用に供されてい
る。このシールド掘進機は、一般に、掘進機本体と、こ
の掘進機本体の前端部に回転可能に設けられたカッター
ヘッドと、カッターヘッドを正逆回転駆動する駆動機構
と、掘進機本体の外面部の後胴内に配設されトンネル軸
方向に所定長さ掘削する毎に、トンネル内面を複数のセ
グメントで順次覆工していく為のエレクターと、複数の
シールドジャッキと、排土設備等を有する。シールドジ
ャッキは、既設セグメントの前端に反力をとりシールド
掘進機を掘進させる。排土設備は、カッターヘッドで掘
削した掘削土やその掘削土を含む泥水を地上へ搬出する
機能を有する。2. Description of the Related Art A shield excavator is widely used as a drilling device for constructing various shield tunnels (water and sewage tunnels, subway tunnels, communication cable tunnels, tunnels for common ditch, etc.) by a shield method. ing. Generally, this shield excavator generally includes an excavator main body, a cutter head rotatably provided at a front end of the excavator main body, a driving mechanism for driving the cutter head to rotate forward and reverse, and an outer surface of the excavator main body. An erector, which is disposed in the rear trunk and is used for lining the inner surface of the tunnel with a plurality of segments every time a predetermined length is excavated in the axial direction of the tunnel, a plurality of shield jacks, an earth discharging facility, and the like. The shield jack takes a reaction force at the front end of the existing segment to make the shield machine excavate. The earth discharging facility has a function of carrying excavated soil excavated by the cutter head and muddy water containing the excavated soil to the ground.
【0003】前記セグメントとして、従来はトンネル軸
心方向に所定長さでトンネル内周面を周方向に複数分割
(一般的に6分割または7分割)した大きさのコンクリ
ート製セグメントまたは鋼製のスキンプレートと桁部材
とリブ等からなる鋼製セグメントが適用されている。こ
れらコンクリート製セグメントおよび鋼製セグメント
は、外圧である土水圧に耐えるため、所定長さ(例え
ば、100〜175mm程度)のものが適用されてい
る。Conventionally, a concrete segment or a steel skin having a predetermined length in the axial direction of the tunnel and a size obtained by dividing the inner peripheral surface of the tunnel into a plurality of sections (generally 6 or 7 sections) in the circumferential direction. A steel segment including a plate, a girder member, a rib, and the like is applied. These concrete segments and steel segments have a predetermined length (for example, about 100 to 175 mm) in order to withstand the earth pressure, which is an external pressure.
【0004】前記セグメントをトンネル内周面に組付け
る際には、トンネルを所定長さ(1リング分)掘削する
毎にトンネルの掘削を停止し、この停止状態でセグメン
ト組付け位置のシールドジャッキのロッド部のみを退入
させてセグメント組付け位置に間隙を形成する。その他
のシールドジャッキは既設セグメントに反力をとって土
水圧荷重を支える。複数のシールドジャッキのうちの大
部分は、カッターヘッドに作用する土水圧荷重でシール
ド掘進機が後退しないように支持する。When assembling the segment on the inner peripheral surface of the tunnel, the excavation of the tunnel is stopped every time the tunnel is excavated for a predetermined length (for one ring). A gap is formed at the segment assembling position by retracting only the rod portion. Other shield jacks react against existing segments to support earth pressure loads. Most of the shield jacks support the shield machine from retreating due to earth pressure applied to the cutter head.
【0005】次に、セグメントをエレクターで把持し、
シールドジャッキのロッド部を収縮させた位置に組付
け、次にそのセグメントに対応するシールドジャッキに
より後方へ押圧し、既設セグメントの前端に当接させ
る。このように複数のセグメントをトンネル内周面に順
次組付けて、1リング分のセグメントリングが組付けら
れ、その後トンネル掘進が再開される。尚、周方向およ
び軸方向に隣接するセグメント同士は、ボルト・ナット
で連結される。Next, the segment is gripped by an erector,
The rod portion of the shield jack is assembled at the contracted position, and then pressed rearward by the shield jack corresponding to the segment to abut the front end of the existing segment. In this way, a plurality of segments are sequentially assembled on the inner peripheral surface of the tunnel, a segment ring for one ring is assembled, and then tunnel excavation is resumed. The segments adjacent in the circumferential and axial directions are connected by bolts and nuts.
【0006】一方、特開平10−148098号公報に
は、セグメントの組付けを著しく簡単化することのでき
るシールド掘進機が記載されている。即ち、このシール
ド掘進機では、トンネル軸心方向に所定長さを有し周方
向の1箇所で分断されたリング状の鋼管セグメント(以
後、単に鋼管セグメントという)が適用され、この鋼管
セグメントでトンネル内面を順次覆工する。このシール
ド掘進機では、この後胴内部を挿通してトンネルの中心
部を後方に延びるグリッパー支持管と、このグリッパー
支持管に外嵌状に設けられ鋼管セグメントを径拡大方向
に拡張させる拡張装置と、グリップ装置とが設けられて
いる。On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-148098 discloses a shield machine capable of remarkably simplifying the assembly of segments. In other words, in this shield machine, a ring-shaped steel pipe segment (hereinafter simply referred to as a steel pipe segment) having a predetermined length in the axial direction of the tunnel and divided at one location in the circumferential direction is applied. Lining the inner surface sequentially. In this shield excavator, a gripper support tube that extends through the inside of the trunk and extends rearward through the center of the tunnel, and an expansion device that is provided on the gripper support tube so as to fit outwardly and expands the steel pipe segment in a radially expanding direction. , A grip device.
【0007】前記グリップ装置は、後胴の後端よりも後
方へ張り出したグリッパー支持管の後部に外嵌状に設け
られた2組のグリッパーと、それらグリッパーをグリッ
パー支持管に軸方向移動可能に支持する筒体と、この筒
体の軸方向の位置を切換える位置切換え機構とを有す
る。筒体はグリッパー支持管に摺動可能に外嵌され2組
のグリッパーがグリップ機能状態になると弾性変形して
グリッパー支持管に固定状態となる。2組のグリッパー
は、夫々筒体の外周部の周方向4等分位置に放射状に固
定された油圧シリンダと、それら油圧シリンダのロッド
先端部に連結されたグリップ部材とを有する。[0007] The grip device includes two sets of grippers externally provided at the rear of the gripper support tube projecting rearward from the rear end of the rear trunk, and the grippers being capable of being axially moved to the gripper support tube. It has a supporting cylinder and a position switching mechanism for switching the axial position of the cylinder. The cylindrical body is slidably fitted to the gripper support tube, and when the two sets of grippers are brought into a grip function state, they are elastically deformed and become fixed to the gripper support tube. Each of the two sets of grippers has a hydraulic cylinder radially fixed at a position equally divided into four parts in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the cylindrical body, and a grip member connected to a rod tip of the hydraulic cylinder.
【0008】前記油圧シリンダのピストンロッドを伸長
させると、4つのグリップ部材が既設の鋼管セグメント
の内面に密着するとともに筒体が弾性変形してグリップ
状態となり、既設の鋼管セグメントに対してグリッパー
支持管が強固に固定されるので、土水圧荷重はグリッパ
ー支持管から筒体に伝達され、油圧シリンダを介してグ
リップ部材に伝達され、既設の鋼管セグメントに伝達さ
れる。When the piston rod of the hydraulic cylinder is extended, the four grip members come into close contact with the inner surface of the existing steel pipe segment, and the cylindrical body is elastically deformed to be in a gripping state. Is firmly fixed, so that the earth pressure load is transmitted from the gripper support pipe to the cylinder, transmitted to the grip member via the hydraulic cylinder, and transmitted to the existing steel pipe segment.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】 上述したようにトン
ネル周方向に複数分割されたセグメントを適用する場合
は、トンネルを所定長さ掘進する毎に、複数のセグメン
トを1個ずつ、トンネル内面に持ち上げて位置決めし、
軸方向および周方向に隣接するセグメントに対して夫々
ボルトで接合しなければならない。このように、セグメ
ントの分割数が多いため、セグメント組付け作業とボル
ト接合作業の負荷が多くなり、セグメント組立作業の作
業時間が長くかかり、トンネル掘削の能率が低下し、工
期が長くなり不利となる。In the case of applying a plurality of segments divided in the circumferential direction of the tunnel as described above, each time the tunnel is dug a predetermined length, the plurality of segments are lifted one by one to the inner surface of the tunnel. Position
The axially and circumferentially adjacent segments must be bolted respectively. As described above, since the number of segment divisions is large, the load of the segment assembling work and the bolt joining work is increased, the work time of the segment assembling work is long, the efficiency of tunnel excavation is reduced, the construction period is lengthened, and disadvantageous. Become.
【0010】前記セグメントは、所定厚さのものが適用
されるので、所望のセグメントリングの内径寸法にする
には、掘削するトンネル内径を、この厚さ分を見込んで
セグメントリングの内径よりも例えば200mm〜35
0mm程度大きくしなければならない。それ故、掘削す
る掘削土の量が多くなり、大型のシールド掘進機が必要
となり掘削効率が低下する。しかも、セグメントを所期
の組付け位置に組付け、隣接の既設セグメントにボルト
連結するのを順々に繰り返していって1リング分のセグ
メントを組付けるため、既設セグメントから制約を受け
てセグメント組立て精度が低下し易く、セグメント同士
の継ぎ目のシール性を確保しにくくなり、トンネル内面
の仕上がり外観を高めるのが難しい。Since the segment has a predetermined thickness, the inner diameter of the tunnel to be excavated is set to be, for example, smaller than the inner diameter of the segment ring in consideration of the thickness in order to obtain the desired inner diameter of the segment ring. 200mm ~ 35
It must be about 0 mm larger. Therefore, the amount of excavated soil to be excavated increases, and a large shield excavator is required, and the excavation efficiency is reduced. In addition, the segments are assembled at the intended assembly positions, and the bolts are repeatedly connected to the adjacent existing segments in order to assemble the segments for one ring. Accuracy is likely to decrease, making it difficult to secure the sealing property of the joint between segments, and making it difficult to enhance the finished appearance of the inner surface of the tunnel.
【0011】前記特開平10−148098号公報に記
載のシールド掘進機では、掘進停止中、土水圧荷重によ
り掘進機本体が後退するのを防止するため、グリップ装
置の油圧シリンダのピストンロッドを伸長させ4つのグ
リップ部材を覆工済み鋼管セグメントの内面に押圧密着
させることで強固にグリップし、土水圧荷重を最終的に
覆工済み鋼管セグメントに伝達している。しかし、土水
圧荷重は、地上からの深さによって異なるが、トンネル
直径が例えば2〜3mクラスのシールド坑では、100
〜300トンもの大きさになる。In the shield machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-148098, the piston rod of the hydraulic cylinder of the grip device is extended to prevent the body of the machine from retreating by earth pressure when the excavation is stopped. The four grip members are firmly gripped by pressing and contacting the inner surface of the reinforced steel pipe segment, and the soil water pressure load is finally transmitted to the reinforced steel pipe segment. However, the soil water pressure load varies depending on the depth from the ground.
It can be as large as ~ 300 tons.
【0012】この場合、グリッパーの押圧力は、グリッ
パーの摩擦係数を0.2として約500〜1500トン
になる。このような大きな押圧力で鋼管セグメントの内
面を直交状に押圧すると、鋼管セグメントが変形し鋼管
セグメント同士を連結する継手部より漏水が発生すると
いう問題がある。更に、グリップ装置は、そのグリップ
装置の前後における作業者のアクセスを悪くしているの
でセグメントの組立てに支障を来すという問題がある。In this case, the pressing force of the gripper is about 500 to 1500 tons when the friction coefficient of the gripper is 0.2. When the inner surface of the steel pipe segment is pressed orthogonally by such a large pressing force, there is a problem that the steel pipe segment is deformed and water leaks from a joint portion connecting the steel pipe segments. Further, the grip device has a problem in that the access of the operator before and after the grip device is impaired, which hinders the assembly of the segments.
【0013】本発明の目的は、セグメントの組付け作業
を簡単化し能率を高めること、掘削土の量を少なくする
こと、セグメントを変形させることなく土水圧荷重を覆
工済みの既設セグメントで支持すること、セグメント組
立て精度を高めること、エレクターの付近における作業
者のアクセスを良好にすること、等である。It is an object of the present invention to simplify and improve the efficiency of assembling the segments, to reduce the amount of excavated soil, and to support the soil pressure load on the existing reinforced segments without deforming the segments. That is, to increase the accuracy of assembling the segments, and to improve the access of workers near the erector.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】 請求項1のシールド掘
進方法は、シールド掘進機によりトンネルを掘削し、そ
のトンネルの内面にエレクターによりセグメントを覆工
するシールド掘進方法において、トンネル内周を周方向
に複数分割した周方向長さを有する断面円弧状の鋼管分
割体セグメントを用いてトンネル内周を覆工する際に、
前記シールド掘進機に掘進方向前方から作用する土水圧
荷重を、掘進機本体の周方向複数箇所にシールドジャッ
キとは独立に且つシールドジャッキ間に配設した荷重支
持ジャッキを夫々有する複数の荷重支持機構を介して覆
工済みの既設セグメントに支持させる第1工程と、前記
覆工済みセグメントよりも前側において、鋼管分割体セ
グメントを周方向へ移動させる際に鋼管分割体セグメン
トと干渉する荷重支持ジャッキにおけるロッド部の退入
と伸長を介して干渉を防止しつつ、エレクターにより複
数の鋼管分割体セグメントをリング状に組立てる第2工
程と、前記リング状に組立てたセグメントリングを、複
数のシールドジャッキにより後方へ移動させて覆工済み
セグメントの前端に当接させる第3工程とを踏んで覆工
することを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a shield excavating method in which a tunnel is excavated by a shield excavator and a segment is lined on an inner surface of the tunnel by an erector. When lining the inner circumference of the tunnel using a steel pipe split segment with a circular arc cross section having a circumferential length divided into a plurality of
A soil pressure load acting on the shield machine from the front in the machine direction is applied to the shield machine at a plurality of positions in the circumferential direction of the machine.
A load support placed independently of the key and between the shield jacks
A first step of supporting the reinforced existing segment via a plurality of load supporting mechanisms each having a holding jack , and a steel pipe split body section at a front side of the reinforced segment.
When moving the segment in the circumferential direction,
Of the rod in the load-bearing jack that interferes with the
A second step of assembling the plurality of steel pipe segment segments into a ring shape by an erector while preventing interference through extension and extension, and moving the segment ring assembled in the ring shape rearward by a plurality of shield jacks to cover the segments. The third step of contacting the front end of the processed segment is performed to perform the lining.
【0015】トンネル掘進の際には、複数のシールドジ
ャッキで覆工済みの既設セグメントの前端に反力をとり
ながら掘削していく。軸方向にセグメントリングの1リ
ング分掘進する毎に、掘削したトンネルの内面にエレク
ターにより断面円弧状の鋼管分割体セグメントで覆工し
ていく。During tunnel excavation, excavation is performed while applying a reaction force to the front end of an existing segment already covered with a plurality of shield jacks. Every time one ring of the segment ring is excavated in the axial direction, the inner surface of the excavated tunnel is covered with a steel pipe segment having an arc-shaped cross section by an erector.
【0016】鋼管分割体セグメントを用いてトンネル内
面を覆工する際には、掘削を停止し、第1工程におい
て、前記シールド掘進機に掘進方向前方から作用する土
水圧荷重を、掘進機本体の周方向複数箇所にシールドジ
ャッキとは独立に且つシールドジャッキ間に配設した荷
重支持機構を夫々有する複数の荷重支持機構を介して既
設セグメントに支持させる。次に第2工程において、複
数の鋼管分割体セグメントを、既設セグメントよりも前
側で、鋼管分割体セグメントを周方向へ移動させる際に
鋼管分割体セグメントと干渉する荷重支持ジャッキにお
けるロッド部の退入と伸長を介して干渉を防止しつつ、
エレクターによりリング状に組立てる。次に第3工程に
おいて、複数のシールドジャッキのロッド部を伸長して
リング状に組立てたセグメントリングを、後方へ移動さ
せて覆工済みセグメントの前端に当接させる。When lining the inner surface of the tunnel using the steel pipe segment, the excavation is stopped, and in the first step, the soil hydraulic load acting on the shield excavator from the front in the excavation direction is applied to the excavator body. Shields at multiple locations in the circumferential direction
A load placed independently of the jack and between the shield jacks
The existing segment is supported via a plurality of load supporting mechanisms each having a heavy supporting mechanism . Next, in the second step, when moving the plurality of steel pipe segment segments in the circumferential direction on the front side of the existing segment ,
Load support jacks that interfere with the steel pipe segment
While preventing interference through retraction and extension of the rod part,
Assemble into a ring shape by erector. Next, in a third step, the segment rings assembled by extending the rod portions of the plurality of shield jacks into a ring shape are moved rearward to contact the front ends of the reinforced segments.
【0017】トンネル内周を周方向に複数分割したセグ
メントを適用するため、エレクターによるセグメント組
付け回数が低減し、セグメント同士を連結するボルト連
結作業が低減し、セグメント組立作業の作業時間が短く
なる。前記土水圧荷重を、荷重支持機構を介して覆工済
みセグメントに支持させるので、確実に且つ安全に支持
することができる。鋼管分割体セグメントをエレクター
によりリング状のセグメントリングに組立てておいてこ
のセグメントリングを複数のシールドジャッキにより移
動させて覆工するのでセグメント組付け作業が簡単化す
るうえ、セグメントの組付け精度を容易に高めることが
できる。Since a segment in which the inner circumference of the tunnel is divided into a plurality of portions in the circumferential direction is used, the number of times of assembling the segments by the erector is reduced, the bolt connection work for connecting the segments is reduced, and the operation time of the segment assembly work is shortened. . Since the soil pressure load is supported by the reinforced segment via the load support mechanism, it is possible to reliably and safely support the segment. The segment of the steel pipe segment is assembled into a ring-shaped segment ring by an erector, and the segment ring is moved by a plurality of shield jacks to cover it. This simplifies the segment assembly work and facilitates the segment assembly accuracy. Can be increased.
【0018】[0018]
【0019】第2工程において、複数本の荷重支持ジャ
ッキのうち、鋼管分割体セグメントを周方向へ移動させ
る際にこの鋼管分割体セグメント及びエレクターと干渉
する荷重支持ジャッキのロッド部のみを退入して、鋼管
分割体セグメントを周方向の所望の位置に移動させ、そ
の後退入したロッド部を伸長する。In the second step, of the plurality of load supporting jacks, when the steel pipe segment is moved in the circumferential direction, only the rod portion of the load supporting jack which interferes with the steel pipe segment and the erector is retracted. Then, the steel pipe segment segment is moved to a desired position in the circumferential direction, and then the retracted rod portion is extended.
【0020】このように、エレクターと干渉する荷重支
持ジャッキのロッド部の退入、鋼管分割体セグメントの
周方向への移動、退入したロッド部の伸長という一連の
動作を複数回行って複数の鋼管分割体セグメントをリン
グ状に組立てることができる。鋼管分割体セグメントの
把持位置をその移動途中で切換える必要がないので、セ
グメントリングの組立作業を能率的に行うことができ
る。As described above, a series of operations of retracting the rod portion of the load supporting jack that interferes with the erector, moving the steel pipe segment in the circumferential direction, and extending the retracted rod portion are performed a plurality of times, thereby performing a plurality of operations. The steel pipe segment can be assembled in a ring shape. Since it is not necessary to switch the gripping position of the steel pipe segment during the movement thereof, the segment ring assembling operation can be performed efficiently.
【0021】請求項2のシールド掘進方法は、請求項1
の発明において、前記鋼管分割体セグメントの後端部
に、既設セグメントの前端部の内面に内嵌可能な内嵌係
合片を予め形成しておき、セグメントリングを既設セグ
メントの前端部の内面に内嵌させることを特徴とするも
のである。既設セグメントとセグメントリングとのボル
ト連結作業が不要となりセグメント組付け作業が簡単化
する。[0021] The shield method according to claim 2, claim 1,
In the invention of the above, at the rear end of the steel pipe segment, an inner fitting engagement piece which can be internally fitted to the inner surface of the front end of the existing segment is formed in advance, and the segment ring is formed on the inner surface of the front end of the existing segment. It is characterized by being fitted inside. The bolt connection work between the existing segment and the segment ring is not required, and the assembly work of the segment is simplified.
【0022】請求項3のシールド掘進機は、掘進機本体
と、掘進機本体の外面部の胴部材と、カッターヘッド
と、カッターヘッドを回転駆動するヘッド駆動手段と、
複数のシールドジャッキとを備えたシールド掘進機にお
いて、トンネル内周を周方向に複数分割した周方向長さ
を有する断面円弧状の鋼管分割体セグメントをトンネル
内面に覆工するエレクターを設け、前記シールドジャッ
キ間にシールドジャッキと平行に夫々配設されたシール
ドジャッキとは独立の複数の荷重支持ジャッキを介し
て、セグメントの組付け時にシールド掘進機に掘進方向
前方から作用する土水圧荷重を既設セグメントに伝達す
る複数の荷重支持機構を設けたものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a shield machine, a machine body, a body member on an outer surface of the machine body, a cutter head, and head driving means for rotating the cutter head.
In a shield excavator provided with a plurality of shield jacks, an erector is provided for lining a steel pipe segment having an arc-shaped cross section having a circumferential length obtained by dividing the inner circumference of the tunnel into a plurality of pieces in the circumferential direction on the inner surface of the tunnel. Seals arranged between the jacks in parallel with the shield jacks
A plurality of load supporting mechanisms for transmitting a soil pressure load acting on the shield machine from the front in the digging direction at the time of assembling the segment to the existing segment via a plurality of load supporting jacks independent of the dojack are provided.
【0023】トンネル掘進の際には、複数のシールドジ
ャッキで既設セグメントの前端に反力をとりながらヘッ
ド駆動手段によりカッターヘッドを回転駆動して掘削し
ていく。セグメントのトンネル軸心方向長さに等しい1
リング分掘削する毎に、鋼管分割体セグメントをトンネ
ル内面に覆工する際には、掘削を停止し、土水圧荷重
を、シールドジャッキとは独立の複数の荷重支持ジャッ
キを介して既設セグメントに安全確実に伝達して支持す
ることができる。こうして、シールド掘進機が後退しな
いように支持した状態で、鋼管分割体セグメントをエレ
クターにより組立てることができる。During tunnel excavation, the cutter head is rotationally driven by the head driving means to excavate while applying a reaction force to the front end of the existing segment with a plurality of shield jacks. 1 equal to the length of the segment in the axial direction of the tunnel
Each time the ring is excavated, when lining the steel pipe segment on the inner surface of the tunnel, the excavation is stopped and earth pressure is safely applied to the existing segment via multiple load support jacks independent of the shield jack. It can be reliably transmitted and supported. Thus, the steel pipe segment can be assembled by the erector while the shield machine is supported so as not to retreat.
【0024】請求項4のシールド掘進機は、請求項3の
発明において、前記荷重支持ジャッキはそのロッド部を
後方向きにして配設され、前記各荷重支持機構は、荷重
支持ジャッキと、この荷重支持ジャッキのロッド部の後
端部に連結されてトンネル径方向外側へ延びた着脱金具
と、この着脱金具の外端部に連結されたスプレッダー
と、既設セグメントの内面に固着されてスプレッダーを
後方から受け止めるストッパ部材とを備えたことを特徴
とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the shield machine according to the third aspect , the load supporting jack is disposed with its rod portion facing backward, and each of the load supporting mechanisms includes a load supporting jack and the load supporting jack. A detachable bracket connected to the rear end of the rod portion of the support jack and extending outward in the tunnel radial direction, a spreader connected to the outer end of the detachable bracket, and the spreader fixed to the inner surface of the existing segment to remove the spreader from behind. And a stopper member for receiving.
【0025】鋼管分割体セグメントを用いてトンネル内
面を覆工する際には、各荷重支持ジャッキのロッド部に
着脱金具及びスプレッダーを取付けておいてそのロッド
部を伸長させ、スプレッダーにストッパ部材を後方から
当接させる。土水圧荷重は、荷重支持ジャッキから着脱
金具を経由してスプレッダーに伝達され、スプレッダー
を介してストッパ部材で受け止められる。鋼管分割体セ
グメントの内面に大きな押圧力を作用させて土水圧荷重
を支持する必要がないので、比較的小さな厚さの鋼管分
割体セグメントを適用可能となり、掘削土量も少なくで
きる。トンネル掘進の際には、着脱金具とストッパ部材
とが干渉しないように、着脱金具をロッド部から外し、
荷重支持ジャッキのロッド部を退入する。When lining the inner surface of the tunnel using the steel pipe segment, a detachable metal fitting and a spreader are attached to the rod portion of each load supporting jack, the rod portion is extended, and the stopper member is attached to the spreader rearward. Contact. The earth pressure load is transmitted from the load supporting jack to the spreader via the attachment / detachment fitting, and is received by the stopper member via the spreader. Since there is no need to apply a large pressing force to the inner surface of the steel pipe segment to support the soil water pressure load, a steel pipe segment having a relatively small thickness can be applied, and the amount of excavated soil can be reduced. At the time of tunnel excavation, remove the attachment / detachment from the rod part so that the attachment / detachment and the stopper member do not interfere,
Retract the rod part of the load supporting jack.
【0026】請求項5のシールド掘進機は、請求項3又
は4の発明において、前記荷重支持ジャッキは、胴部材
の内面との間に、鋼管分割体セグメントを通過可能な間
隙を以て配設されたことを特徴とするものである。鋼管
分割体セグメントを間隙内に自由に通過させることがで
き、その間隙を活用して鋼管分割体セグメントをリング
状に組み立てることができる。[0026] The shield machine according to the fifth aspect is the third aspect of the present invention.
The invention according to claim 4 , wherein the load supporting jack is disposed between the inner surface of the body member and a gap capable of passing through the steel pipe segment. The steel pipe split segments can be freely passed through the gap, and the steel pipe split segments can be assembled in a ring shape by utilizing the gap.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
シールド掘進機について図面を参照して説明する。但
し、以下の説明はシールド掘進方法についての説明をも
含む。尚、掘進方向に向かって前後左右方向をそれぞれ
前後左右として説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A shield machine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following description also includes a description of the shield excavation method. Note that the front, rear, left, and right directions toward the excavation direction will be described as front, rear, left, and right.
【0028】図1、図2、図3に示すように、シールド
掘進機1は、掘進機本体2と、この掘進機本体2の外面
部の胴部材2aと、掘進機本体2の前端部に回転可能に
設けられたカッターヘッド3と、このカッターヘッド3
を回転駆動する為のヘッド駆動機構4と、例えば10本
のシールドジャッキ5と、エレクター6と、4組の荷重
支持機構7と、排土設備8等を有する。カッターヘッド
3には、複数のカッタースポーク3aと、カッタースポ
ーク3aの前端部に付設された多数のカッタービット3
bと、余掘りの為のコピーカッター3c等が設けられて
いる。ヘッド駆動機構4は複数の油圧駆動モータ4a等
からなり、掘進機本体2の前端即ち胴部材2a内部の鉛
直の隔壁9に固定されてカッターヘッド3を正逆回転駆
動する。As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the shield machine 1 includes an excavator body 2, a trunk member 2a on the outer surface of the excavator body 2, and a front end of the excavator body 2. A cutter head 3 rotatably provided, and the cutter head 3
, A head drive mechanism 4 for rotationally driving the head, for example, ten shield jacks 5, an erector 6, four sets of load support mechanisms 7, an earth discharging facility 8, and the like. The cutter head 3 has a plurality of cutter spokes 3a and a number of cutter bits 3 attached to the front end of the cutter spokes 3a.
b, a copy cutter 3c for excavation, and the like. The head drive mechanism 4 includes a plurality of hydraulic drive motors 4a and the like. The head drive mechanism 4 is fixed to a front end of the excavator main body 2, that is, a vertical partition wall 9 inside the body member 2a, and drives the cutter head 3 to rotate forward and reverse.
【0029】図1、図3に示すように、胴部材2aの後
側内面に沿ってリングフレーム10aが固着され、リン
グフレーム10aよりも前方には、周方向適当間隔おき
に支持ブラケット10bが固着されている。例えば10
本のシールドジャッキ5が周方向適当間隔おきに後方向
きに配設され、各シールドジャッキ5のジャッキ本体
は、リングフレーム10aに貫通状に固定されてジャッ
キ本体の前端が支持ブラケット10bで受け止められて
いる。As shown in FIGS. 1 and 3, a ring frame 10a is fixed along the rear inner surface of the body member 2a, and support brackets 10b are fixed ahead of the ring frame 10a at appropriate circumferential intervals. Have been. For example, 10
The shield jacks 5 are disposed rearward at appropriate intervals in the circumferential direction. The jack body of each shield jack 5 is fixed to the ring frame 10a in a penetrating manner, and the front end of the jack body is received by the support bracket 10b. I have.
【0030】これらシールドジャッキ5は掘進時に覆工
済みセグメントの前端に反力をとりシールド掘進機1を
掘進させる。シールドジャッキ5のロッド部の後端部に
は、偏心金具11を介してスプレッダー13が連結され
ている。一方、セグメントの断面円弧に沿う略円弧状
(本実施形態の場合、1/3円円弧状)に形成されたプ
レスリング12が設けられ、4本又は3本のシールドジ
ャッキ5の推力が、偏心金具11からスプレッダー13
とプレスリング12を介してセグメントに伝達される。When the shield jack 5 excavates, the shield excavator 1 excavates by receiving a reaction force at the front end of the reinforced segment. A spreader 13 is connected to a rear end of the rod portion of the shield jack 5 via an eccentric fitting 11. On the other hand, a press ring 12 formed in a substantially arc shape (in the case of the present embodiment, a 1/3 arc shape) is provided along the section arc of the segment, and the thrust of the four or three shield jacks 5 is eccentric. Spreader 13 from metal fittings 11
And transmitted to the segment via the press ring 12.
【0031】図1、図3に示すように、エレクター6
は、エレクター本体14と、エレクター本体14を支持
してトンネル軸心回りに回転させる為のエレクタードラ
ム15と、エレクタードラム15を回転駆動する為のド
ラム駆動用モータ16とを有する。エレクタードラム1
5は、複数のブラケットに支持部材を介して取り付けら
れた複数の鍔付き案内ローラで回転自在に支持され、エ
レクタードラム15の被案内部15aが複数の鍔付き案
内ローラで支承されている。エレクタードラム15の内
周面にはチェーン部材15bが固定され、ドラム駆動用
モータ16のスプロケット16aはこのチェーン部材1
5bに噛合してエレクタードラム15を回転駆動する。As shown in FIG. 1 and FIG.
Has an erector main body 14, an erector drum 15 for supporting the erector main body 14 and rotating around the tunnel axis, and a drum driving motor 16 for driving the erector drum 15 to rotate. Erector drum 1
5 is rotatably supported by a plurality of flanged guide rollers attached to a plurality of brackets via support members, and the guided portion 15a of the erector drum 15 is supported by the plurality of flanged guide rollers. A chain member 15b is fixed to the inner peripheral surface of the erector drum 15, and a sprocket 16a of the drum driving motor 16 is connected to the chain member 1b.
5b, and drives the erector drum 15 to rotate.
【0032】エレクター本体14は、エレクタードラム
15に連結部材17を介して連結され、可動フレーム1
8とセグメント把持部19とを有する。エレクター本体
14には、連結部材17に固定された左右1対のガイド
筒20が設けられ、可動フレーム18をトンネル内面側
へ移動させる為の油圧シリンダ21が各ガイド筒20の
後側面に設けられている。The erector body 14 is connected to the erector drum 15 via a connecting member 17, and the movable frame 1
8 and a segment grip 19. The erector body 14 is provided with a pair of left and right guide cylinders 20 fixed to the connecting member 17, and hydraulic cylinders 21 for moving the movable frame 18 to the inner side of the tunnel are provided on the rear side of each guide cylinder 20. ing.
【0033】可動フレーム18は、可動フレーム本体1
8aと左右1対のガイドロッド18bとを有し、可動フ
レーム本体18aはトンネル軸心と直交する方向に向
き、左右1対のガイドロッド18bが可動フレーム本体
18aの左右両端に設けられ、可動フレーム本体18a
とトンネル軸心方向の双方に直交する状態に突設されて
いる。これら1対のガイドロッド18bは、夫々ガイド
筒20に摺動案内され、可動フレーム本体18aは油圧
シリンダ21のロッド部に連結されている。The movable frame 18 is provided on the movable frame body 1.
8a and a pair of left and right guide rods 18b, the movable frame body 18a is oriented in a direction orthogonal to the tunnel axis, and a pair of left and right guide rods 18b is provided at both left and right ends of the movable frame body 18a. Main body 18a
And in a state orthogonal to both the axis direction of the tunnel and the axis of the tunnel. Each of the pair of guide rods 18b is slidably guided by a guide cylinder 20, and the movable frame main body 18a is connected to a rod portion of a hydraulic cylinder 21.
【0034】従って、可動フレーム18は、油圧シリン
ダ21により移動駆動され、ガイドロッド18bがガイ
ド筒20に摺動案内され、可動フレーム本体18aがト
ンネル径方向(図3では上下方向)に移動する。セグメ
ント把持部19は、可動フレーム本体18aに油圧シリ
ンダ22により前後方向に位置調整可能に設けられ、搬
送台車等により搬送されたセグメントを把持してトンネ
ル内面に組立てる。Therefore, the movable frame 18 is moved and driven by the hydraulic cylinder 21, the guide rod 18b is slidably guided by the guide cylinder 20, and the movable frame body 18a moves in the tunnel radial direction (vertical direction in FIG. 3). The segment gripping portion 19 is provided on the movable frame main body 18a so as to be adjustable in the front-rear direction by a hydraulic cylinder 22, and grips a segment transported by a transport trolley or the like to assemble it on the inner surface of the tunnel.
【0035】図1、図3〜図8に示すように、セグメン
トの組付けの際にシールド掘進機1の前端に切羽から作
用する土水圧荷重を支持する際に、トンネル内周を略4
等分する位置に、4組の荷重支持機構7が設けられてい
る。各荷重支持機構7は、前後方向向きの荷重支持ジャ
ッキ23と、この荷重支持ジャッキ23のロッド部23
aに着脱可能な着脱金具24と、スプレッダー29と、
セグメントの内面に溶接接合されたストッパ部材25と
を有する。各荷重支持ジャッキ23は、シールドジャッ
キ5の間に配設され、リングフレーム10aに後方向き
に固定されている。As shown in FIG. 1 and FIGS. 3 to 8, when supporting the soil pressure load acting on the front end of the shield machine 1 at the time of assembling the segments, the inner circumference of the tunnel is substantially
Four sets of load support mechanisms 7 are provided at equally dividing positions. Each load support mechanism 7 includes a load support jack 23 oriented in the front-rear direction and a rod portion 23 of the load support jack 23.
a attachment / detachment fitting 24 that can be attached to and detached from a, a spreader 29,
A stopper member welded to the inner surface of the segment; Each load support jack 23 is disposed between the shield jacks 5 and is fixed to the ring frame 10a in a rearward direction.
【0036】図6〜図8に示すように、着脱金具24は
トンネル径方向向きに配設され、その内端がロッド部2
3aの先端のボス部26に嵌合され、ボス部26の孔部
26aに着脱可能な連結ピン27を嵌合させて連結され
ている。着脱金具24の外端は、連結ピン28を介して
スプレッダー29に連結され、スプレッダー29はスト
ッパ部材25により後方から支持される。尚、スプレッ
ダー29とストッパ部材25とは当接離隔自在になって
いる。シールド掘進機1の前端に作用する土水圧荷重
は、4本の荷重支持ジャッキ23に伝達され、着脱金具
24とスプレッダー29とストッパ部材25を介して覆
工済みセグメントSaに支持される。As shown in FIGS. 6 to 8, the detachable metal fitting 24 is disposed in the radial direction of the tunnel, and the inner end thereof is
The boss 26 is fitted with a boss 26 at the end of the boss 3a, and a detachable connecting pin 27 is fitted into the hole 26a of the boss 26 to be connected. The outer end of the attachment / detachment 24 is connected to a spreader 29 via a connection pin 28, and the spreader 29 is supported from behind by a stopper member 25. Note that the spreader 29 and the stopper member 25 can be in contact with and separated from each other. The earth pressure applied to the front end of the shield machine 1 is transmitted to the four load supporting jacks 23, and is supported by the reinforced segment Sa via the attachment / detachment fitting 24, the spreader 29, and the stopper member 25.
【0037】図1、図3に示すように、排土設備8は、
カッターヘッド3で掘削した掘削土を地上へ搬出する為
のスクリューコンベヤ30を有する。スクリューコンベ
ヤ30の前端は、隔壁9に前方下がり傾斜状に固定され
てチャンバー31に連通され、スクリューコンベヤ30
の後端側には、スクリュー30aを回転駆動する油圧モ
ータ32が設けられている。尚、スクリューコンベヤ3
0の油圧モータ32より後側の最後端部には、排土口3
0bが形成され、この排土口30bを開閉駆動する油圧
シリンダ33が設けられている。カッターヘッド3で掘
削した掘削土砂は、チャンバー31内からスクリューコ
ンベヤ30に導入され、油圧シリンダ33により開放さ
れた排土口30bから搬送コンベヤ(図示略)へ排出さ
れ、この搬送コンベヤ等によりトンネル内を後方へ搬送
され、立坑から地上へ搬出される。尚、シールド掘進機
が泥水用シールド掘進機の場合には、排土設備8の代わ
りに排泥設備等が設けられる。As shown in FIGS. 1 and 3, the earth discharging facility 8
It has a screw conveyor 30 for carrying excavated soil excavated by the cutter head 3 to the ground. The front end of the screw conveyor 30 is fixed to the partition wall 9 so as to be inclined forward and downward, and communicates with the chamber 31.
A hydraulic motor 32 for rotating the screw 30a is provided on the rear end side. In addition, screw conveyor 3
0 at the rearmost end behind the hydraulic motor 32.
0b is formed, and a hydraulic cylinder 33 for opening and closing the discharging port 30b is provided. The excavated earth and sand excavated by the cutter head 3 is introduced into the screw conveyor 30 from the inside of the chamber 31 and discharged to a conveyor (not shown) from an earth discharging port 30 b opened by a hydraulic cylinder 33, and is transported in a tunnel by the conveyor or the like. Is transported to the rear and discharged from the shaft to the ground. If the shield machine is a shield machine for muddy water, a mud discharging facility or the like is provided instead of the earth discharging facility 8.
【0038】図4に示すように、リング状のセグメント
Sは、トンネル内周を周方向に略均等に3分割した周方
向長さを有する断面円弧状の鋼管分割体セグメントSA
,SB ,SK (以下、セグメントSA ,SB ,SK と
いう)からなり、これらセグメントSA ,SB ,SK
は、例えば19mmの厚さの鋼板を曲げ加工して製作さ
れ、夫々のセグメントSA ,SB ,SK の内面には、ス
トッパ部材25が径方向内方に向けて溶接接合されてい
る。セグメントSA は、図4におけるトンネルの内周の
下部に配設され、セグメントSB 及びセグメントSK よ
りもやや円弧長さが長く、セグメントSB とセグメント
SK とはトンネル内周の左右に夫々配設される。セグメ
ントSA ,SB ,SK が反時計回りもしくは時計回りに
順次配設されて1つのリング状のセグメントリングSが
組立てられる。As shown in FIG. 4, the ring-shaped segment S is a steel pipe segment SA having an arc-shaped cross section and having a circumferential length obtained by substantially equally dividing the inner periphery of the tunnel into three in the circumferential direction.
, SB, and SK (hereinafter, referred to as segments SA, SB, and SK), and these segments SA, SB, and SK
Is manufactured by bending a steel plate having a thickness of, for example, 19 mm, and a stopper member 25 is welded to the inner surface of each of the segments SA, SB, and SK inward in the radial direction. The segment SA is disposed below the inner periphery of the tunnel in FIG. 4, has a slightly longer arc length than the segments SB and SK, and the segments SB and SK are disposed on the left and right of the inner periphery of the tunnel, respectively. . The segments SA, SB, and SK are sequentially arranged counterclockwise or clockwise to assemble one ring-shaped segment ring S.
【0039】図4に示すように、セグメントSA ,SB
,SK の周方向における両端部にはフランジ継手部3
4が形成され、隣接するフランジ継手部34が複数のボ
ルト35により接合される。尚、各セグメントSA ,S
B ,SK の内面側周方向中央部には、覆工後にセグメン
トの外側へモルタルを充填する為の充填用金具46が設
けられている。エレクター6でセグメントを把持する際
には、エレクター6のセグメント把持部19で充填用金
具46を把持する。As shown in FIG. 4, the segments SA and SB
, SK at both ends in the circumferential direction are flanged joints 3
4 are formed, and the adjacent flange joint portions 34 are joined by a plurality of bolts 35. In addition, each segment SA, S
At the center in the circumferential direction on the inner surface side of B and SK, a filling metal fitting 46 for filling the mortar to the outside of the segment after lining is provided. When the segment is gripped by the erector 6, the filling fitting 46 is gripped by the segment gripper 19 of the erector 6.
【0040】図9、図10に示すように、セグメントS
A ,SB ,SK の後端部には、覆工済みセグメントSa
の前端部の内面に内嵌可能な内嵌係合片36が予め溶接
接合され、この内嵌係合片36を覆工済みセグメントS
aの前端部の内面に内嵌させることで、セグメントリン
グSと覆工済みセグメントSaの内面の連続性が確保さ
れる。尚、内嵌係合片36の外周面には合成樹脂製のシ
ール部材36aも設けられているため、セグメントの継
ぎ目をシールできる。As shown in FIG. 9 and FIG.
At the rear end of A, SB and SK, the reinforced segment Sa
The inner fitting engagement piece 36 that can be fitted inside is welded in advance to the inner surface of the front end portion of the front end portion.
The continuity of the inner surfaces of the segment ring S and the reinforced segment Sa is ensured by being fitted inside the inner surface of the front end portion of a. In addition, since the sealing member 36a made of synthetic resin is also provided on the outer peripheral surface of the inner fitting engagement piece 36, the joint of the segments can be sealed.
【0041】次に、前記シールド掘進機1の作用を説明
する。トンネル掘進の際には、複数のシールドジャッキ
5により、覆工済みセグメントSaの前端にプレスリン
グ13を介して反力をとりながら、それらシールドジャ
ッキ5を伸長させつつ、複数の油圧駆動モータ4aを駆
動させてカッターヘッド3を回転させ掘削していく。セ
グメントリングSの1リング分掘進する毎に、油圧駆動
モータ4aの駆動を停止し掘削を停止し、掘削したトン
ネルの内面にエレクター6によりセグメントSA ,SB
,SK を覆工していく。Next, the operation of the shield machine 1 will be described. At the time of tunnel excavation, while applying a reaction force to the front end of the reinforced segment Sa via the press ring 13 by the plurality of shield jacks 5 and extending the shield jacks 5, the plurality of hydraulic drive motors 4 a are connected. The cutter head 3 is driven to rotate and excavate. Each time one ring of the segment ring S is excavated, the drive of the hydraulic drive motor 4a is stopped to stop excavation, and the segments SA and SB are applied to the inner surface of the excavated tunnel by the erector 6.
, SK.
【0042】次に、セグメントSA ,SB ,SK を用い
てトンネル内面を覆工する際に、セグメントSA ,SB
,SK を組付ける手順について説明する。第1工程に
おいて、1リング分の掘削が終了したとき掘削を中断
後、各荷重支持機構7において、荷重支持ジャッキ23
のロッド部23aに着脱金具24とスプレッダー29を
連結した状態でロッド部23aを伸長させ、スプレッダ
ー29を覆工済みセグメントSaのストッパ部材25に
前方から当接させる。シールド掘進機1に作用する土水
圧荷重は、カッターヘッド3から胴部材2a、荷重支持
ジャッキ23、着脱金具24、スプレッダー29の順に
伝達され、スプレッダー29からストッパ部材25に伝
達されストッパ部材25で受け止められる。Next, when lining the inner surface of the tunnel using the segments SA, SB, and SK, the segments SA, SB
, SK will be described. In the first step, when the excavation for one ring is completed, the excavation is interrupted, and then the load supporting jacks 23 are
The rod portion 23a is extended in a state where the attachment / detachment fitting 24 and the spreader 29 are connected to the rod portion 23a, and the spreader 29 is brought into contact with the stopper member 25 of the covered segment Sa from the front. The earth pressure applied to the shield machine 1 is transmitted from the cutter head 3 to the trunk member 2a, the load supporting jack 23, the attachment / detachment fitting 24, and the spreader 29 in this order, transmitted from the spreader 29 to the stopper member 25, and received by the stopper member 25. Can be
【0043】覆工済みセグメントSaのストッパ部材2
5によりスプレッダー29を後方から受け止めて土水圧
荷重を支持する構造になっているため、覆工済みセグメ
ントSaの内面に大きな押圧力を作用させて土水圧荷重
を支持する必要がない。その結果、薄肉のセグメントS
A ,SB ,SK を適用可能となり、セグメントSA ,S
B ,SK の厚さの減少分だけ掘削土量を低減でき、シー
ルド掘進機1の小型化を図ることができ、シールド掘進
機1の設備費と、トンネル掘削のランニングコストとを
低減できるため、非常に有利である。Stopper member 2 of lining segment Sa
5, the structure is such that the spreader 29 is received from behind and the soil pressure load is supported, so that it is not necessary to apply a large pressing force to the inner surface of the reinforced segment Sa to support the soil pressure load. As a result, the thin segment S
A, SB, and SK can be applied, and the segments SA, S
Since the amount of excavated soil can be reduced by the reduced thickness of B and SK, the size of the shield machine 1 can be reduced, and the equipment cost of the shield machine 1 and the running cost of tunnel excavation can be reduced. Very advantageous.
【0044】次に、第2工程において、セグメントSA
,SB ,SK を、覆工済みセグメントSaよりも前側
において、エレクター6によりリング状のセグメントリ
ングSに組立てる。具体的には、先ずセグメントSA を
搬送台車でエレクター6の下方位置まで供給する。尚、
供給されるセグメントSA とエレクター6とが干渉しな
いように、エレクター6は所定の回転位置に待機してい
る。Next, in the second step, the segment SA
, SB and SK are assembled into a ring-shaped segment ring S by the erector 6 on the front side of the reinforced segment Sa. More specifically, first, the segment SA is supplied to a position below the erector 6 by a transport trolley. still,
The erector 6 is waiting at a predetermined rotational position so that the supplied segment SA does not interfere with the erector 6.
【0045】セグメントSA の供給後、セグメント把持
部19が下方位置になるようにドラム駆動用モータ16
を回転させ、次にエレクター6の油圧シリンダ21を駆
動してガイドロッド18bを移動し、可動フレーム本体
18aをトンネル径方向に移動する。更に、セグメント
把持部19にセグメントSA を把持して周方向の所定の
位置まで回転させる。この時、4本の荷重支持ジャッキ
23のうち、セグメントSA やエレクター6と干渉する
荷重支持ジャッキ23のロッド部23aのみを退入させ
て、セグメントSA を所定の組付け対象位置に向けて移
動し、非干渉となった時点で、退入したロッド部23a
を伸長する。尚、ロッド部23aの退入時には、着脱金
具24及びスプレッダー29が新設するセグメントSA
のストッパ部材25に干渉しないように、着脱金具24
をロッド部23aから外しておく等の配慮が必要であ
る。After the supply of the segment SA, the drum driving motor 16 is moved so that the segment gripper 19 is at the lower position.
Then, the hydraulic cylinder 21 of the erector 6 is driven to move the guide rod 18b, and the movable frame body 18a is moved in the tunnel radial direction. Further, the segment SA is gripped by the segment gripper 19 and rotated to a predetermined position in the circumferential direction. At this time, of the four load supporting jacks 23, only the rod portion 23a of the load supporting jack 23 that interferes with the segment SA or the erector 6 is retracted, and the segment SA is moved toward a predetermined mounting target position. , At the time of non-interference, the retracted rod portion 23a
Is extended. At the time of retreat of the rod portion 23a, the attaching / detaching metal fitting 24 and the spreader 29 are newly installed in the segment SA.
So that it does not interfere with the stopper member 25 of the
It is necessary to take measures such as removing the rod from the rod portion 23a.
【0046】以下、同様にセグメントSB をセグメント
SA に周方向に隣接する所定位置に移動し、これらセグ
メントSA ,SB のフランジ継手部34同士をボルト3
5により仮締結する。次にセグメントSK を所定位置に
移動して仮組みした後、セグメントSA ,SK のフラン
ジ継手部34同士およびセグメントSB ,SK のフラン
ジ継手部34同士をボルト35により仮締結する。こう
して、セグメントSA,SB ,SK をセグメントリング
に組立てからセグメント把持部19をセグメントSK か
ら離脱させる。Thereafter, similarly, the segment SB is moved to a predetermined position adjacent to the segment SA in the circumferential direction, and the flange joints 34 of these segments SA and SB are connected to each other by bolts 3.
Temporarily tighten with 5 Next, after the segment SK is moved to a predetermined position and temporarily assembled, the flange joints 34 of the segments SA and SK and the flange joints 34 of the segments SB and SK are temporarily fastened with bolts 35. Thus, after assembling the segments SA, SB, and SK into the segment ring, the segment holding portion 19 is separated from the segment SK.
【0047】このように、セグメントSA やエレクター
6と干渉する荷重支持ジャッキ23のロッド部23aの
退入、セグメントSA ,SB ,SK の周方向への移動、
退入したロッド部23aの伸長という一連の動作を複数
回行ってセグメントSA ,SB ,SK をリング状のセグ
メントリングSに組立てることができる。セグメントS
A ,SB ,SK の把持位置をその周方向への移動途中で
切換える必要がないので、セグメントリングSの組立作
業を能率的に行うことができる。As described above, the rod portion 23a of the load supporting jack 23 which interferes with the segment SA and the erector 6 retreats, the segments SA, SB, and SK move in the circumferential direction.
The segments SA, SB, and SK can be assembled into a ring-shaped segment ring S by performing a series of operations of extending the retracted rod portion 23a a plurality of times. Segment S
Since it is not necessary to switch the gripping positions of A, SB, and SK during the movement in the circumferential direction, the assembly work of the segment ring S can be performed efficiently.
【0048】次に、第3工程において、10本のシール
ドジャッキ5のロッド部を一斉に伸長させ、偏心金具1
1とスプレッダー13を介してプレスリング12を新設
したセグメントリングSの前端に当接させ、さらにロッ
ド部を伸長させてセグメントリングSを後方へ押動さ
せ、セグメントリングSの後端部の内嵌係合片36を、
覆工済みセグメントSaの前端部の内面に内嵌させる。
その結果、セグメントリングSの組付けが完了するの
で、覆工済みセグメントSaとセグメントリングSとの
ボルト接合作業が不要となりセグメント組付け作業が簡
単化する。Next, in the third step, the rod portions of the ten shield jacks 5 are simultaneously extended,
The press ring 12 is brought into contact with the front end of the newly provided segment ring S via the spreader 1 and the spreader 13, the rod portion is further extended to push the segment ring S rearward, and the inner end of the rear end of the segment ring S is fitted. The engagement piece 36 is
The inner surface of the front end of the reinforced segment Sa is fitted inside.
As a result, the assembling of the segment ring S is completed, so that the bolt joining operation between the reinforced segment Sa and the segment ring S becomes unnecessary, and the assembling operation of the segment is simplified.
【0049】以上説明したシールド掘進機1及びシール
ド掘進方法によれば、次のような効果が得られる。鋼管
分割体セグメントSA ,SB ,SK は、3つのセグメン
トでセグメントリングSを構成できるため、セグメント
組付け回数が低減し、セグメント同士の連結の為のボル
ト連結作業も低減する等セグメント組つけの作業負荷が
低減するため、セグメント組付けの作業能率が向上し、
トンネル掘削費を低減することができる。According to the shield excavator 1 and the shield excavation method described above, the following effects can be obtained. Since the segment segments S A, S B and S K of the steel pipe segment can be constituted by three segments, the number of times of assembling the segments is reduced, and the work of connecting bolts for connecting the segments is also reduced. Since the load is reduced, the work efficiency of segment assembly is improved,
Tunnel excavation costs can be reduced.
【0050】既設セグメントSaの前側にセグメントリ
ングSを組立てから、このセグメントリングSを複数の
シールドジャッキ5で後方へ移動させて既設セグメント
Saに連結するため、セグメントの組付け制度を高め易
く、トンネル内面を綺麗に覆工することができ、セグメ
ントリング同士の継ぎ目からの漏水も発生しにくくな
る。特に、セグメントSA ,SB ,SK の後端部に内嵌
係合片36とシール部材36aを設け、それら内嵌係合
片36を既設セグメントSaの内面に係合させるため、
セグメントリング同士の継ぎ目の連続性を高め、その継
ぎ目からの漏水も発生しにくくなる。After assembling the segment ring S on the front side of the existing segment Sa, the segment ring S is moved rearward by the plurality of shield jacks 5 and connected to the existing segment Sa. The inner surface can be neatly lined, and water leakage from a joint between the segment rings hardly occurs. In particular, an inner fitting engagement piece 36 and a sealing member 36a are provided at the rear ends of the segments SA, SB, and SK, and the inner fitting engagement piece 36 is engaged with the inner surface of the existing segment Sa.
The continuity of the joint between the segment rings is enhanced, and water leakage from the joint is less likely to occur.
【0051】セグメント組付けの際、4組の荷重支持機
構7により、シールド掘進機1に作用する土水圧の荷重
を、既設セグメントSaの内面に固定したストッパ部材
25で支持するように構成したため、セグメントSA ,
SB ,SK の肉厚や剛性をさ程大きくする必要がなく、
約10〜30mm程度の厚さの鋼板製の鋼管分割体セグ
メントSA ,SB ,SK を適用可能になった。この種の
セグメントSA ,SB,SK は、従来のコンクリート製
セグメントや鋼製セグメントに比べて簡単安価に制作す
ることができるから、トンネル覆工に用いるセグメント
費用を低減することができる。At the time of assembling the segments, the load of earth pressure acting on the shield machine 1 is supported by the stopper members 25 fixed to the inner surface of the existing segment Sa by the four load supporting mechanisms 7. Segment SA,
It is not necessary to increase the thickness and rigidity of SB and SK so much.
The steel pipe segment segments SA, SB, SK made of a steel plate having a thickness of about 10 to 30 mm can be applied. These types of segments SA, SB, and SK can be easily and inexpensively produced as compared with conventional concrete segments and steel segments, so that the segment cost used for tunnel lining can be reduced.
【0052】しかも、セグメントSA ,SB ,SK の厚
さ低減の分だけトンネルの掘削径を小さくできるから、
シールド掘進機1を小型化し、掘削土量を低減でき,ト
ンネル掘削費用を低減することだできる。また、荷重支
持ジャッキ23をシールドジャッキ5の間に前後方向向
きに配設するため、荷重支持ジャッキ23とエレクター
6との干渉を極力避けつつ、荷重支持ジャッキ23によ
り土水圧荷重の支持が可能となった。Moreover, since the excavation diameter of the tunnel can be reduced by the reduction of the thickness of the segments SA, SB and SK,
The size of the shield machine 1 can be reduced, the amount of excavated soil can be reduced, and the cost of tunnel excavation can be reduced. In addition, since the load supporting jack 23 is disposed between the shield jacks 5 in the front-rear direction, the load supporting jack 23 can support a soil pressure load while minimizing interference between the load supporting jack 23 and the erector 6. became.
【0053】また、荷重支持ジャッキ23のストローク
をセグメントSA ,SB ,SK のトンネル軸心方向長さ
よりも大きくしたため、セグメント組立の際にセグメン
トSA ,SB ,SK を周方向へ移動させる際に、荷重支
持ジャッキ23のロッド部の退入と伸長とを介して、荷
重支持ジャッキ23とエレクター6との干渉を回避する
ことができ、セグメントSA ,SB ,SK の組立て作業
の作業能率の低下を防止できる。Further, the stroke of the load supporting jack 23 is made larger than the length of the segments SA, SB, SK in the axial direction of the tunnel, so that when the segments SA, SB, SK are moved in the circumferential direction at the time of assembling the segments, the load is reduced. Interference between the load support jack 23 and the erector 6 can be avoided through the retraction and extension of the rod portion of the support jack 23, and a reduction in the work efficiency of the assembly work of the segments SA, SB, and SK can be prevented. .
【0054】次に、前記シールド掘進機1を部分的に変
更したシールド掘進機1Aと、そのシールド掘進機によ
るシールド掘進方法について、図11〜図34に基づい
て説明する。このシールド掘進機1Aは、荷重支持機構
が前記実施形態のものと異なるだけであるので、前記実
施形態のものと同様の構成要素に同一符号を付して説明
を省略する。Next, a shield excavator 1A in which the shield excavator 1 is partially modified and a shield excavation method using the shield excavator will be described with reference to FIGS. In this shield machine 1A, only the load supporting mechanism is different from that of the above-described embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the same components as those of the above-described embodiment, and the description is omitted.
【0055】図11、図12に示すように、このシール
ド掘進機1Aにおいては、掘進機本体の外面部に、前胴
部材2bと、後胴部材2cと、これら胴部材2b,2c
を中折れ可能に連結する中折れ部2dとが設けられ、左
右両側部には複数の中折れジャッキ45も設けられてい
る。シールド掘進機1Aの前端に作用する土水圧荷重を
覆工済みセグメントSaに伝達する2組の荷重支持機構
40は、左側部と右側部とに設けられている。各荷重支
持機構40は、荷重支持ジャッキ41と、この荷重支持
ジャッキ41のロッド部41aに着脱可能な着脱金具4
2と、スプレッダー43と、ストッパ部材38とを有す
る。各荷重支持ジャッキ41は、シールドジャッキ5同
士の間に前後方向向き且つ後方向きに配設され、そのジ
ャッキ本体はリングフレーム10aに固定されている。As shown in FIGS. 11 and 12, in the shield machine 1A, a front body member 2b, a rear body member 2c, and these body members 2b, 2c are provided on the outer surface of the body of the machine.
And a middle bend part 2d for connecting the center bendable, and a plurality of middle bend jacks 45 are also provided on both left and right sides. Two sets of load support mechanisms 40 for transmitting a soil pressure load acting on the front end of the shield machine 1A to the reinforced segment Sa are provided on the left side and the right side. Each load supporting mechanism 40 includes a load supporting jack 41 and a detachable metal fitting 4 that can be attached to and detached from a rod portion 41 a of the load supporting jack 41.
2, a spreader 43, and a stopper member 38. Each load supporting jack 41 is disposed between the shield jacks 5 in the front-rear direction and the rear direction, and the jack body is fixed to the ring frame 10a.
【0056】各荷重支持ジャッキ41は、胴部材の内面
との間にセグメントSC を通過可能な間隙δを以て配設
され、各荷重支持ジャッキ41は、セグメントSC のト
ンネル軸心方向長さより短いストローク(例えば、約5
0mm)のジャッキ本体41aと、トンネル軸心方向に
セグメントSc よりも長いロッド部41bとを有する。
尚、着脱金具42とスプレッダー43に関しては前記実
施形態と同様である。尚、荷重支持ジャッキ41を介し
て、荷重の伝達、伝達解除が可能であるし、前記ストッ
パ部材25と同様のストッパ部材38との当接具合調整
を行うことができる。Each load supporting jack 41 is disposed with a gap δ that can pass through the segment SC between the load supporting jack 41 and the inner surface of the body member, and each load supporting jack 41 has a stroke shorter than the length of the segment SC in the tunnel axial direction. For example, about 5
0 mm) and a rod portion 41b longer than the segment Sc in the tunnel axis direction.
The attachment / detachment fitting 42 and the spreader 43 are the same as those in the above embodiment. The load can be transmitted and released via the load support jack 41, and the contact condition between the stopper member 38 and the stopper member 38 can be adjusted.
【0057】図33〜図34に示すように、セグメント
リングSは、円を3等分した120度円弧断面状のセグ
メントSC を3個組合わせてリング状に連結することで
形成される。各セグメントSC の内面には、前記充填用
金具46と同様の充填用金具を含めて、セグメントSC
をエレクター6のセグメント把持部19で把持する為の
複数の把持部材37が突設され、セグメントSC の内面
には、ストッパ部材38(図11参照)が溶接接合さ
れ、セグメントSC の周方向における両端部にはフラン
ジ継手部39が形成され、隣接するセグメントSC のフ
ランジ継手部39同士がボルト連結される。As shown in FIGS. 33 to 34, the segment ring S is formed by combining three segments SC each having a 120-degree arc-shaped cross section obtained by dividing a circle into three equal parts and connecting them in a ring shape. The inner surface of each segment SC includes the same filling metal fitting as the above-mentioned filling metal fitting 46, and includes the segment SC.
A plurality of gripping members 37 are provided so as to grip the segment SC with the segment gripping portion 19 of the erector 6, and a stopper member 38 (see FIG. 11) is welded to the inner surface of the segment SC, and both ends of the segment SC in the circumferential direction are provided. A flange joint portion 39 is formed in the portion, and the flange joint portions 39 of adjacent segments SC are bolted together.
【0058】セグメントSC の後端部には、前記実施形
態と同様に、覆工済みセグメントSaの前端部の内面に
内嵌可能な内嵌係合片が予め溶接接合され、これら内嵌
係合片を覆工済みセグメントSaの前端部の内面に内嵌
させることで、セグメントリングSと覆工済みセグメン
トSaの内面の連続性が確保される。The inner end of the segment SC is welded to the inner end of the front end of the reinforced segment Sa in the same manner as in the previous embodiment. By fitting the piece inside the inner surface of the front end of the reinforced segment Sa, continuity between the segment ring S and the inner surface of the reinforced segment Sa is ensured.
【0059】次に、掘削済みのトンネル内面にセグメン
トSC を覆工する手順について、図11〜図34を参照
しつつ説明する。図11に示すように、セグメントSC
を組付ける際には、掘削を停止した状態で、第1工程に
おいて、各荷重支持機構40において、荷重支持ジャッ
キ41のロッド部41aに着脱金具42とスプレッダー
43を取付けておき、1対の荷重支持機構40の1対の
ロッド部41bを伸長させ、スプレッダー43を覆工済
みセグメントSaのストッパ部材38で後方から支持す
る。土水圧荷重は、カッターヘッド3から胴部材2b、
中折れジャッキ45、荷重支持ジャッキ41、着脱金具
42、スプレッダー43の順に伝達され、スプレッダー
43からストッパ部材38に伝達されストッパ部材38
で支持される。Next, a procedure for lining the segment SC on the inner surface of the excavated tunnel will be described with reference to FIGS. As shown in FIG.
At the time of assembling, with the excavation stopped, in the first step, in each of the load supporting mechanisms 40, the detachable fitting 42 and the spreader 43 are attached to the rod portion 41a of the load supporting jack 41, and a pair of load The pair of rod portions 41b of the support mechanism 40 is extended, and the spreader 43 is supported from behind by the stopper member 38 of the reinforced segment Sa. The soil pressure load is applied from the cutter head 3 to the body member 2b,
The center bending jack 45, the load supporting jack 41, the attachment / detachment fitting 42, and the spreader 43 are transmitted in this order, and are transmitted from the spreader 43 to the stopper member 38, and the stopper member 38 is transmitted.
Supported by
【0060】次に、第2工程において、図11に示すよ
うに、セグメントSC を、覆工済みセグメントSaより
も前側で且つ前記間隙δを活用して、エレクター6によ
りリング状のセグメントリングSに組立てる。この場
合、図13に示すように、先ずセグメントSC を搬送台
車でエレクター6の下方位置まで搬入する。次に、図1
4に示すように、セグメント把持部19が下方位置にな
るように回転させ、その後、エレクター6の油圧シリン
ダ21を駆動して可動フレーム本体18aをトンネル径
方向に移動させ、セグメント把持部19にセグメントS
C を把持する。Next, in the second step, as shown in FIG. 11, the segment SC is formed into a ring-shaped segment ring S by the erector 6 by using the gap δ in front of the reinforced segment Sa and utilizing the gap δ. Assemble. In this case, as shown in FIG. 13, the segment SC is first carried in to the position below the erector 6 by means of a carrier truck. Next, FIG.
As shown in FIG. 4, the segment gripper 19 is rotated so as to be at the lower position, and then the hydraulic cylinder 21 of the erector 6 is driven to move the movable frame body 18a in the tunnel radial direction. S
Grasp C.
【0061】次に、図15に示すように、ドラム駆動用
モータを回転させてセグメントSCを周方向の所定の組
立位置へ向けて回転させる。セグメントSC の回転途中
において、セグメント把持部19と1本の荷重支持ジャ
ッキ41とが干渉するため、図16に示すように、セグ
メント把持位置の切換え作業を行う。この場合セグメン
トSC の周方向の別の把持部材37をセグメント把持部
19で把持する。Next, as shown in FIG. 15, the drum driving motor is rotated to rotate the segment SC toward a predetermined circumferential assembly position. During the rotation of the segment SC, since the segment holding portion 19 and one load supporting jack 41 interfere with each other, a switching operation of the segment holding position is performed as shown in FIG. In this case, another holding member 37 in the circumferential direction of the segment SC is held by the segment holding portion 19.
【0062】次に、図17に示すように、ドラム駆動用
モータを回転させてセグメントSCを周方向の所定の組
立位置まで回転させる。以下、図18〜図34に示すよ
うに、セグメントSC の供給、把持、回転、把持位置切
換え作業等を前記と同様に繰り返し行って最終的にリン
グ状のセグメントリングSに組立てる。ここで、図32
に示すように、セグメント把持部19の左右近傍に夫々
拡張ジャッキ44が設けられ、セグメントSC をセグメ
ント把持部19に把持した状態で、これら1対の拡張ジ
ャッキ44のロッド部を等しく伸長させると、セグメン
ト把持部19に対してセグメントSC が左右対象に保持
され、また、1対の拡張ジャッキ44の一方のロッド部
を退入させることで、セグメント把持部19に対してセ
グメントSC を一方側へ傾けた状態に保持することがで
きる。セグメントリングを組立てる際に、さいごの3番
目のセグメントを組立てる際には、セグメント把持部1
9に対してセグメントSC を何れか一方向へ傾けてリン
グ状に組立てるものとする。Next, as shown in FIG. 17, the drum driving motor is rotated to rotate the segment SC to a predetermined assembly position in the circumferential direction. Hereinafter, as shown in FIGS. 18 to 34, the supply, the grip, the rotation, the switching of the grip position, and the like of the segment SC are repeatedly performed in the same manner as described above to finally assemble the ring-shaped segment ring S. Here, FIG.
As shown in FIG. 5, when the expansion jacks 44 are provided near the left and right of the segment gripping portion 19, respectively, and when the rod portions of the pair of expansion jacks 44 are equally extended while the segment SC is gripped by the segment gripping portion 19, The segment SC is held symmetrically with respect to the segment holding portion 19, and the one rod portion of the pair of expansion jacks 44 is retracted to tilt the segment SC to one side with respect to the segment holding portion 19. It can be kept in the state. When assembling the segment ring, use the segment gripper 1 when assembling the third segment of the ladder.
Assume that the segment SC is inclined in any one direction with respect to 9 and assembled in a ring shape.
【0063】以上説明したシールド掘進機1Aとシール
ド掘進方法によれば、基本的には前記実施形態と同様の
効果が得られるが、異なる効果について以下に説明す
る。セグメントSC を間隙δ内に自由に通過させること
ができ、その間隙δを活用してセグメントSC をリング
状に組み立てる関係上、荷重支持ジャッキ41としてス
トロークの非常に小さなジャッキを適用することがで
き、荷重支持ジャッキ41の制作費を低減できる。According to the shield excavator 1A and the shield excavation method described above, basically the same effects as in the above embodiment can be obtained, but different effects will be described below. The segment SC can be freely passed through the gap δ, and since the segment SC is assembled into a ring using the gap δ, a jack having a very small stroke can be applied as the load supporting jack 41. The production cost of the load supporting jack 41 can be reduced.
【0064】しかも、荷重支持ジャッキ41の数も少な
いので、荷重支持ジャッキ41の制作費の面で一層有利
である。但し、荷重支持ジャッキ41のストロークは小
さくても、荷重支持ジャッキ41により荷重伝達、伝達
解除の切換え、ストッパ部材38との当接具合の調整等
を行うことができるので、セグメント組立ての作業能率
を確保することができる。Further, since the number of the load supporting jacks 41 is small, the production cost of the load supporting jacks 41 is further improved. However, even if the stroke of the load supporting jack 41 is small, the load supporting jack 41 can be used to switch the load transmission, release of transmission, adjustment of the contact state with the stopper member 38, and the like. Can be secured.
【0065】1)前記実施形態ではトンネル内面を周方
向に3分割したセグメントを用いる場合を例として説明
したが、トンネル内面を周方向に2分割、4分割、5分
割等の複数分割した周方向長さを有する断面円弧状の鋼
管分割体セグメントを適用することも可能である。尚、
3分割又は4分割が経済性等で望ましく、その中でも3
分割が最もよい。 2)前記実施形態では複数のシールドジャッキ5により
プレスリング13を介してセグメントを移動させる場合
を例として説明したが、プレスリング13を用いること
なく複数のスプレッダー29で直接セグメントを押圧し
てもよい。1) In the above-described embodiment, the case where a segment obtained by dividing the inner surface of the tunnel into three in the circumferential direction has been described as an example. However, the circumferential direction obtained by dividing the inner surface of the tunnel into two, four, five, etc. in the circumferential direction is used. It is also possible to apply a steel pipe segment having an arcuate cross section having a length. still,
Three or four divisions are desirable in terms of economy and the like.
Division is best. 2) In the above embodiment, the case where the segments are moved via the press ring 13 by the plurality of shield jacks 5 has been described as an example. However, the segments may be directly pressed by the plurality of spreaders 29 without using the press ring 13. .
【0066】3)前記実施形態において、セグメントS
A ,SB ,SK の組立て時にエレクター6と荷重支持ジ
ャッキ23の干渉が生じたとき、荷重支持ジャッキ23
のロッド部23aの退入、伸長等を行うことなく、必要
に応じてセグメント把持位置の切換え作業を行うことも
ある。 4)荷重支持ジャッキ23の本数は、シールド径や深度
に応じた土水圧荷重の大きさにより決められ、5本以上
設けてもよく、2本〜4本設けてもよい。尚、その他、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々
の変更を付加した形態で実施することも可能であること
は勿論である。3) In the above embodiment, the segment S
When interference between the erector 6 and the load supporting jack 23 occurs during the assembly of A, SB and SK, the load supporting jack 23
The switching of the segment gripping position may be performed as necessary without retreating or extending the rod portion 23a. 4) The number of the load support jacks 23 is determined by the magnitude of the earth pressure load according to the shield diameter and the depth, and may be provided as 5 or more, or 2 to 4. In addition,
It goes without saying that various modifications can be made to the above embodiment without departing from the spirit of the present invention.
【0067】[0067]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、トンネル内周
を周方向に複数分割したセグメントを適用するため、エ
レクターによるセグメントの組付け回数が低減し、セグ
メント同士を連結するボルト連結作業が低減し、セグメ
ント組立作業の作業能率が向上する。シールド掘進機に
前方から作用する土水圧荷重を、シールドジャッキとは
独立に且つシールドジャッキ間に配設した荷重支持ジャ
ッキを夫々有する複数の荷重支持機構を介して覆工済み
の既設セグメントに支持させるので、土水圧荷重を確実
に且つ安全に支持することができる。According to the first aspect of the present invention, since a plurality of segments obtained by dividing the inner periphery of the tunnel in the circumferential direction are applied, the number of times the segments are assembled by the erector is reduced, and the bolt connection work for connecting the segments is performed. And the work efficiency of segment assembly work is improved. The earth pressure load acting on the shield machine from the front is called the shield jack.
Load support jaws independently and between shield jacks
Since the reinforced existing segments are supported via the plurality of load supporting mechanisms each having a jack, the soil water pressure load can be reliably and safely supported.
【0068】鋼管分割体セグメントをエレクターにより
リング状のセグメントリングに組立てておいて、そのセ
グメントリングを複数のシールドジャッキにより移動さ
せて覆工するので、セグメント組付け作業が簡単化する
うえ、セグメントの組付け精度を容易に高めることがで
き、トンネル内面の仕上がり外観を高め、セグメントリ
ング同士の接続部のシール性を確保する上で有利であ
る。そして、エレクターと干渉する荷重支持ジャッキの
ロッド部の退入、エレクターによる鋼管分割体セグメン
トの周方向への移動、退入したロッド部の伸長という一
連の動作を複数回行ってセグメントリングを組立てるこ
とができ、鋼管分割体セグメントのエレクターによる把
持位置をその移動途中で切換える必要がないので、セグ
メントリングの組立作業の能率を高め、工期短縮を図る
ことができる。 The steel pipe segment is assembled into a ring-shaped segment ring by an erector, and the segment ring is moved by a plurality of shield jacks for lining, so that the segment assembling operation is simplified and the segment is formed. This is advantageous in that the assembling accuracy can be easily increased, the finished appearance of the inner surface of the tunnel is enhanced, and the sealing performance of the connection between the segment rings is ensured. And the load support jack that interferes with the
Retraction of rod part, segmented steel pipe segment by erector
Movement of the rod in the circumferential direction and extension of the retracted rod
Perform the repetition operation multiple times to assemble the segment ring.
The steel pipe segment segments can be grasped by an erector.
Since there is no need to change the holding position during the movement,
Improve the efficiency of ment ring assembly work and shorten the construction period
be able to.
【0069】[0069]
【0070】請求項2の発明によれば、セグメントリン
グを既設セグメントの前端に当接させる際に、内嵌係合
片を既設セグメントの前端部の内面に内嵌させること
で、セグメントリングと切換セグメントの内面の連続性
を確保でき、既設セグメントとセグメントリングとのボ
ルト連結作業が不要となり、セグメント組付け作業が簡
単化する。その他請求項1と同様の効果を奏する。According to the second aspect of the present invention, when the segment ring is brought into contact with the front end of the existing segment, the internal fitting engagement piece is internally fitted to the inner surface of the front end of the existing segment, thereby switching the segment ring. The continuity of the inner surface of the segment can be ensured, and the bolt connection work between the existing segment and the segment ring becomes unnecessary, and the assembly work of the segment is simplified. The other effects are the same as those of the first aspect .
【0071】請求項3の発明によれば、トンネル内周を
周方向に複数分割した周方向長さを有する断面円弧状の
鋼管分割体セグメントをトンネル内面に覆工するエレク
ターを設け、シールド掘進機に作用する土水圧荷重をシ
ールドジャッキとは独立の複数の荷重支持ジャッキを介
して既設セグメントに伝達する複数の荷重支持機構を設
けたため、セグメントの組立て中には、複数の荷重支持
ジャッキを介して土水圧荷重を安全確実に支持すること
ができる。それ故、セグメントの組付けの際、既設セグ
メントの前側においてセグメントリングを組立てから、
そのセグメントリングを後方へ押動させて既設セグメン
トに連結することが可能となる。この場合、セグメント
組付け作業が簡単化し、セグメントの組付け精度を容易
に高め、トンネル内面の仕上がり外観を高め、セグメン
トリング同士の接続部のシール性を確保する等を達成可
能になる。しかも、特開平10−148098号公報に
記載のようなグリッパ装置を適用する必要がないため、
トンネル内の下部のアクセス通路を確保しやすくなる。According to a third aspect of the present invention, there is provided a shield excavator, wherein an erector for covering a steel pipe segment having an arc-shaped cross section having a circumferential length obtained by dividing the inner periphery of the tunnel into a plurality of parts in the circumferential direction is provided on the inner surface of the tunnel. the soil water pressure load acting on the sheet
A plurality of load support mechanisms that transmit to existing segments via multiple load support jacks independent of the field jack are provided, so during the assembly of the segment, earth pressure load is safely and securely supported via multiple load support jacks. can do. Therefore, when assembling the segment, after assembling the segment ring on the front side of the existing segment,
The segment ring can be pushed rearward to be connected to the existing segment. In this case, it is possible to simplify the operation of assembling the segments, easily increase the accuracy of assembling the segments, enhance the finished appearance of the inner surface of the tunnel, and secure the sealability of the connection between the segment rings. Moreover, since there is no need to apply a gripper device as described in JP-A-10-148098,
It is easier to secure the lower access passage in the tunnel.
【0072】請求項4の発明によれば、前記土水圧荷重
は、荷重支持ジャッキから着脱金具を経由してスプレッ
ダーに伝達され、スプレッダーがセグメントの内面に固
着のストッパ部材で後方から受け止められる。従って、
鋼管分割体セグメントの内面に大きな押圧力を作用さ
せ、摩擦力を介して土水圧荷重を支持する必要がないの
で、比較的小さな厚さの鋼管分割体セグメントを適用し
ても、セグメントの変形や漏水等は起こらない。従っ
て、比較的小さな厚さの鋼管分割体セグメントを適用す
ることができ、セグメントの厚さの低減の分だけ掘削土
量も少なくでき、シールド掘進機を小型化できる。その
他請求項3と同様の効果を奏する。According to the fourth aspect of the present invention, the earth pressure load is transmitted from the load supporting jack to the spreader via the attachment / detachment, and the spreader is received from behind by the stopper member fixed to the inner surface of the segment. Therefore,
Since it is not necessary to apply a large pressing force to the inner surface of the steel pipe segment and support the soil pressure load through frictional force, even if a relatively small thickness of the steel pipe segment is applied, deformation or deformation of the segment may occur. No water leakage will occur. Therefore, a steel pipe segment having a relatively small thickness can be used, the amount of excavated soil can be reduced by the reduction in the thickness of the segment, and the shield machine can be downsized. The other effects are the same as those of the third aspect .
【0073】請求項5の発明によれば、荷重支持ジャッ
キは、胴部材の内面との間に、鋼管分割体セグメントを
通過可能な間隙を以て配設されているので、その間隙を
活用して、鋼管分割体セグメントをリング状に組立てる
ことができる。その組立時に、荷重支持ジャッキのロッ
ド部を伸縮させる必要がないので、土水圧荷重を安定し
て支持することができる。その他請求項3又は4と同様
の効果を奏する。According to the fifth aspect of the present invention, since the load supporting jack is provided with a gap that can pass through the steel pipe segment, between the load supporting jack and the inner surface of the body member, the gap is utilized by utilizing the gap. The steel pipe segment can be assembled in a ring shape. At the time of assembling, there is no need to expand and contract the rod portion of the load supporting jack, so that the soil water pressure load can be stably supported. Other effects similar to those of the third or fourth aspect are exhibited.
【図1】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断
面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield machine according to an embodiment of the present invention.
【図2】シールド掘進機の正面図である。FIG. 2 is a front view of the shield machine.
【図3】図1のIII −III 線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
【図4】図1の要部IV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1;
【図5】図4の要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 4;
【図6】図1の荷重支持機構の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of the load support mechanism of FIG.
【図7】図6の要部拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. 6;
【図8】図1の荷重支持機構の作動状態を示す説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an operation state of the load support mechanism of FIG. 1;
【図9】図1のセグメントの平面図である。FIG. 9 is a plan view of the segment of FIG. 1;
【図10】図9の要部拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of a main part of FIG. 9;
【図11】変更形態に係るシールド掘進機の要部縦断面
図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a main part of a shield machine according to a modified embodiment.
【図12】図11のA−A線断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line AA of FIG. 11;
【図13】セグメント供給状態を示す図12相当図であ
る。FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a segment supply state.
【図14】セグメント把持状態を示す図12相当図であ
る。FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a segment gripping state.
【図15】セグメント旋回状態を示す図12相当図であ
る。FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a segment turning state.
【図16】セグメント把持位置の切換え状態を示す図1
2相当図である。FIG. 16 is a diagram showing a switching state of a segment gripping position.
FIG.
【図17】セグメント旋回状態を示す図12相当図であ
る。FIG. 17 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a segment turning state.
【図18】次のセグメント供給状態を示す図12相当図
である。FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a next segment supply state.
【図19】次のセグメント把持状態を示す図12相当図
である。FIG. 19 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing the next segment gripping state.
【図20】次のセグメント旋回状態を示す図12相当図
である。FIG. 20 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing the next segment turning state.
【図21】次のセグメント位置決め状態を示す図12相
当図である。FIG. 21 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a next segment positioning state.
【図22】セグメント同士の仮組み状態を示す図12相
当図である。FIG. 22 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a temporary assembly state of segments.
【図23】セグメント把持位置の切換え状態を示す図1
2相当図である。FIG. 23 is a diagram showing a switching state of a segment gripping position.
FIG.
【図24】一体セグメント旋回状態を示す図12相当図
である。FIG. 24 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing an integrated segment turning state.
【図25】最後のセグメント供給状態を示す図12相当
図である。FIG. 25 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a last segment supply state.
【図26】最後のセグメント把持状態を示す図12相当
図である。FIG. 26 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing the last segment gripping state.
【図27】最後のセグメント旋回状態を示す図12相当
図である。FIG. 27 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing the last segment turning state.
【図28】最後のセグメント把持位置の切換え状態を示
す図12相当図である。FIG. 28 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a switching state of the last segment gripping position.
【図29】最後のセグメント旋回状態を示す図12相当
図である。FIG. 29 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing the last segment turning state.
【図30】最後のセグメント把持位置の切換え状態を示
す図12相当図である。FIG. 30 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a state of switching the last segment gripping position.
【図31】最後のセグメント旋回状態を示す図12相当
図である。FIG. 31 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing the last segment turning state.
【図32】最後のセグメント把持位置の切換え状態を示
す図12相当図である。FIG. 32 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a state of switching the last segment gripping position.
【図33】各セグメントの組立て状態を示す図12相当
図である。FIG. 33 is a view corresponding to FIG. 12 showing an assembled state of each segment.
【図34】セグメントリングの完成状態を示す図12相
当図である。FIG. 34 is a view corresponding to FIG. 12, showing a completed state of the segment ring.
1,1A シールド掘進機 2 掘進機本体 3 カッターヘッド 4 ヘッド駆動機構 5 シールドジャッキ 6 エレクター 7 荷重支持機構 8 排土設備 23 荷重支持ジャッキ 23a ロッド部 24 着脱金具 25 ストッパ部材 29 スプレッダー 36 内嵌係合片 38 ストッパ部材 40 荷重支持機構 41 荷重支持ジャッキ 41b ロッド部 42 着脱金具 43 スプレッダー S セグメントリング SA ,SB ,SK 鋼管分割体セグメント Sa 既設セグメント SC 鋼管分割体セグメント δ 間隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Shield excavator 2 Excavator main body 3 Cutter head 4 Head drive mechanism 5 Shield jack 6 Elector 7 Load support mechanism 8 Earth removal equipment 23 Load support jack 23a Rod part 24 Detachable fitting 25 Stopper member 29 Spreader 36 Internal fitting engagement Piece 38 stopper member 40 load supporting mechanism 41 load supporting jack 41b rod part 42 detachable metal fitting 43 spreader S segment ring SA, SB, SK steel pipe split segment Sa existing segment SC steel pipe split segment δ gap
フロントページの続き (72)発明者 清水 光雄 神戸市中央区東川崎町1丁目1番3号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 酒井 義雄 神戸市中央区東川崎町1丁目1番3号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 坂東 幸次 東京都港区浜松町2丁目4番1号 世界 貿易センタービル 川崎重工業株式会社 東京本社内 (72)発明者 増田 敏一 東京都千代田区内幸町2丁目2番3号 川崎製鉄株式会社内 (72)発明者 寺本 正 東京都千代田区内幸町2丁目2番3号 川崎製鉄株式会社内 (72)発明者 今塩 宏之 東京都千代田区内幸町2丁目2番3号 川崎製鉄株式会社内 (72)発明者 川口 博行 東京都港区芝浦1丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 鹿島 竜之介 東京都港区芝浦1丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−117182(JP,A) 特開 平6−272479(JP,A) 特開 平3−244792(JP,A) 実開 昭57−137697(JP,U) 実公 平7−16798(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/40 E21D 11/14 Continued on the front page (72) Inventor Mitsuo Shimizu 1-3-1 Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Head Office (72) Inventor Yoshio Sakai 1-3-1, Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Head Office (72) Inventor Koji Bando 2-4-1 Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo World Trade Center Building Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Tokyo Head Office (72) Inventor Shunichi Masuda 2-chome Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo No. 2-3 Kawasaki Steel Corporation (72) Inventor Tadashi Teramoto 2-3-2 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Kawasaki Steel Corporation (72) Inventor Hiroyuki Imashio 2-3-2 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo No. Kawasaki Steel Corporation (72) Inventor Hiroyuki Kawaguchi 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation (72) Inventor Ryunosuke Kashima 1-2-3 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu (56) References JP-A-6-117182 (J JP-A-6-272479 (JP, A) JP-A-3-244792 (JP, A) JP-A-57-137697 (JP, U) JP-A-7-16798 (JP, Y2) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) E21D 11/40 E21D 11/14
Claims (5)
し、そのトンネルの内面にエレクターによりセグメント
を覆工するシールド掘進方法において、 トンネル内周を周方向に複数分割した周方向長さを有す
る断面円弧状の鋼管分割体セグメントを用いてトンネル
内周を覆工する際に、 前記シールド掘進機に掘進方向前方から作用する土水圧
荷重を、掘進機本体の周方向複数箇所にシールドジャッ
キとは独立に且つシールドジャッキ間に配設した荷重支
持ジャッキを夫々有する複数の荷重支持機構を介して覆
工済みの既設セグメントに支持させる第1工程と、 前記覆工済みセグメントよりも前側において、鋼管分割
体セグメントを周方向へ移動させる際に鋼管分割体セグ
メントと干渉する荷重支持ジャッキにおけるロッド部の
退入と伸長を介して干渉を防止しつつ、エレクターによ
り複数の鋼管分割体セグメントをリング状に組立てる第
2工程と、 前記リング状に組立てたセグメントリングを、複数のシ
ールドジャッキにより後方へ移動させて覆工済みセグメ
ントの前端に当接させる第3工程とを踏んで覆工するこ
とを特徴とするシールド掘進方法。1. A shield excavation method for excavating a tunnel with a shield excavator and lining a segment on an inner surface of the tunnel with an erector, comprising: an arc-shaped section having a circumferential length obtained by dividing the inner circumference of the tunnel into a plurality of pieces in a circumferential direction. When lining the inside of the tunnel using the steel pipe segment, the earth pressure load acting on the shield machine from the front in the excavation direction is applied to the shield machine at a plurality of locations in the circumferential direction of the machine body.
A load support placed independently of the key and between the shield jacks
A first step of supporting the reinforced existing segment via a plurality of load supporting mechanisms each having a holding jack , and splitting the steel pipe in front of the reinforced segment
When moving the body segment in the circumferential direction,
Of the rod in the load-bearing jack that interferes with the
A second step of assembling a plurality of steel pipe segment segments into a ring shape by an erector while preventing interference through retraction and elongation ; and moving the segment ring assembled in the ring shape rearward by a plurality of shield jacks. And a third step of abutting the front end of the lined segment.
既設セグメントの前端部の内面に内嵌可能な内嵌係合片
を予め形成しておき、セグメントリングを既設セグメン
トの前端に当接させる際に、前記内嵌係合片を既設セグ
メントの前端部の内面に内嵌させることを特徴とする請
求項1に記載のシールド掘進方法。2. At the rear end of the steel pipe segment,
An inner fitting engagement piece that can be internally fitted to the inner surface of the front end of the existing segment is formed in advance, and when the segment ring is brought into contact with the front end of the existing segment, the inner fitting engagement piece is attached to the front end of the existing segment. The shield excavating method according to claim 1, wherein the inner surface of the shield is excavated.
部材と、カッターヘッドと、カッターヘッドを回転駆動
するヘッド駆動手段と、複数のシールドジャッキとを備
えたシールド掘進機において、 トンネル内周を周方向に複数分割した周方向長さを有す
る断面円弧状の鋼管分割体セグメントをトンネル内面に
覆工するエレクターを設け、 前記シールドジャッキ間にシールドジャッキと平行に夫
々配設されたシールドジャッキとは独立の複数の荷重支
持ジャッキを介して、セグメントの組付け時にシールド
掘進機に掘進方向前方から作用する土水圧荷重を既設セ
グメントに伝達する複数の荷重支持機構を設けたことを
特徴とするシールド掘進機。3. A shield machine comprising an excavator main body, a body member on an outer surface of the excavator main body, a cutter head, a head driving means for rotating and driving the cutter head, and a plurality of shield jacks. the erector for lining steel pipes divided body segments circular arc cross sectional shape having an inner circumferential peripheral direction into a plurality split circumferential length to the tunnel inner surface provided, in parallel with each arranged and shield jacks between the shield jacks shield Through the use of multiple load-supporting jacks independent of the jack, a plurality of load-supporting mechanisms are provided that transmit the soil pressure applied to the shield machine from the front in the digging direction to the existing segment when the segment is assembled. Shield machine.
後方向きにして配設され、前記各荷重支持機構は、荷重
支持ジャッキと、この荷重支持ジャッキのロッド部の後
端部に連結されてトンネル径方向外側へ延びた着脱金具
と、この着脱金具の外端部に連結されたスプレッダー
と、既設セグメントの内面に固着されてスプレッダーを
後方から受け止めるストッパ部材とを備えたことを特徴
とする請求項3に記載のシールド掘進機。4. The load supporting jack is disposed with its rod portion facing backward, and each of the load supporting mechanisms is connected to a load supporting jack and a rear end portion of the rod portion of the load supporting jack to form a tunnel. A detachable fitting extending radially outward, a spreader connected to an outer end portion of the detachable fitting, and a stopper member fixed to an inner surface of the existing segment and receiving the spreader from the back, wherein: 3. The shield machine according to 3 .
との間に、鋼管分割体セグメントを通過可能な間隙を以
て配設されたことを特徴とする請求項3又は4に記載の
シールド掘進機。Wherein said load support jacks, between the inner surface of the body member, shield machine according to claim 3 or 4, characterized in that arranged with a gap capable of passing a steel split body segment .
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