JP3811482B2 - Shield tunnel joining method - Google Patents

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本発明は、相対する2方向から同時に掘削して形成した2つのシールドトンネルを地中で接合するシールドトンネルの接合方法に関する。   The present invention relates to a shield tunnel joining method for joining two shield tunnels formed by excavating simultaneously from two opposite directions in the ground.

シールドトンネルを形成するにあたり、近年においては、シールドトンネルの長距離化に伴い、トンネルの両方向からシールド掘進機を発進させ、それらの2台のシールド掘進機で形成された2つのシールドトンネルを地中で接合させて、トンネルを完成させる工法が行われている。このような2つのシールドトンネルを接合する際の接合方法として、次の接合方法がある。   In forming shield tunnels, in recent years, shield shield machines have started from both directions of the tunnel as shield tunnels have become longer, and two shield tunnels formed by these two shield tunnel machines are underground. The method of joining by using this method to complete the tunnel is being carried out. As a joining method when joining such two shield tunnels, there is the following joining method.

この接合方法では、接合位置に到達した受側シールド掘進機がカッタを後退させるとともに、このカッタが後退して形成された空間および受側シールド掘進機のチャンバ内に固化剤を充填して、地山の崩落を防止する。その後、受側シールド掘進機に対向する側から接合位置に到達した入側シールド掘進機のカッタ部によって、固化剤を掘削しながら、入側シールド掘進機を受側シールド掘進機の内部に進入させる。そして、受側シールド掘進機と入側シールド掘進機とがラップした後、両シールド掘進機の外筒部を接合して、シールドトンネルを接合するというものである。   In this joining method, the receiving-side shield machine that has reached the joining position moves the cutter backward, and the space formed by the backward movement of the cutter and the chamber of the receiving-side shield machine is filled with a solidifying agent. Prevent mountain collapse. Thereafter, the entry side shield machine is made to enter the reception side shield machine while the solidifying agent is excavated by the cutter portion of the entry side shield machine that has reached the joining position from the side facing the reception side shield machine. . And after a receiving side shield machine and an entrance side shield machine are wrapped, the outer cylinder part of both shield machine is joined, and a shield tunnel is joined.

この接合方法を用いたシールドトンネルの接合方法としては、たとえば特開平3−129090号公報に開示されたものがある。
特開平3−129090号公報
As a method for joining shield tunnels using this joining method, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-129090.
JP-A-3-129090

しかし、上記のシールドトンネルの接合方法では、受側シールド掘進機によって形成された空間および受側シールド掘進機のチャンバ内のすべてに固化剤を充填させている。このため、入側シールド掘進機が受側シールド掘進機に進入した後の斫(はつり)作業に多大な労力を要するという問題があった。また、入側シールド掘進機による掘進作業を行っている間、入側シールド掘進機と受側シールド掘進機との間には固化剤が充填された状態にある。このため、接合部分に水道が形成されていた場合であっても、斫作業が終了した後でなければ、この水道を確認することができないという問題もあった。   However, in the above-described shield tunnel joining method, the solidification agent is filled in the space formed by the receiving shield machine and the entire chamber of the receiving shield machine. For this reason, there has been a problem in that a great deal of labor is required for the anchoring work after the entry-side shield machine has entered the receiving-side shield machine. Further, during the excavation work by the entry side shield machine, the solidification agent is filled between the entry side shield machine and the reception side shield machine. For this reason, even if the water supply was formed in the junction part, there was also a problem that this water supply could not be confirmed unless after the dredging work was completed.

そこで、本発明の課題は、固化剤の斫作業に多大な労力を要することなく、しかも水道が形成された場合でもその確認を容易に行うことができるシールドトンネルの接合方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a shield tunnel joining method that does not require much labor for dredging of a solidifying agent and that can be easily confirmed even when water supply is formed. .

上記課題を解決した本発明に係るシールドトンネルの接合方法は、受側カッタ部と受側筒部とを備え、受側カッタ部が受側筒部に対して相対的に後退可能とされた受側シールド掘進機で掘削した受側トンネルと、受側筒部よりも小径の入側カッタ部および入側筒部とを備えた入側シールド掘進機で掘削した入側トンネルと、を接合するシールドトンネルの接合方法であって、受側シールド掘進機によって受側トンネル掘削位置まで地中を掘削する工程と、受側トンネル掘削位置に到達した受側シールド掘進機における受側カッタ部を、受側筒部に対して相対的に後退させる工程と、入側シールド掘進機によって、受側トンネル掘削位置に対向する入側トンネル掘削位置まで地中を掘削する工程と、入側トンネル掘削位置から、受側シールド掘進機における受側筒部内に、入側シールド掘進機を進入させるとともに、入側シールド掘削機における入側カッタ部による切削部位よりも後方に形成された注入孔から入側シールドの入側筒部の外側に、充填剤を注入する工程と、を含むことを特徴とする。   A shield tunnel joining method according to the present invention that has solved the above-described problems includes a receiving-side cutter unit and a receiving-side cylinder unit, and the receiving-side cutter unit can be moved backward relative to the receiving-side cylinder unit. A shield that joins the receiving tunnel excavated by the side shield excavator and the entrance tunnel excavated by the entrance shield excavator having an inlet cutter and inlet cylinder smaller in diameter than the receiving cylinder. A method for joining tunnels, in which a step of excavating the ground to a receiving-side tunnel excavation position by a receiving-side shield excavator and a receiving-side cutter unit in the receiving-side shield excavator that has reached the receiving-side tunnel excavation position The process of retreating relative to the tube portion, the process of excavating the ground to the entrance tunnel excavation position opposite the reception tunnel excavation position by the entrance shield excavator, and the receiving tunnel excavation position Side shield digging The entrance side shield machine is entered into the receiving side cylinder part of the machine, and the entrance side cylinder part of the entrance side shield is inserted from the injection hole formed behind the cutting site by the entrance side cutter part in the entrance side shield excavator. And a step of injecting a filler on the outside.

本発明に係るシールドトンネルの接合方法においては、受側シールド掘進機における受側筒部内に、入側シールド掘進機を進入させる際、入側シールド掘削機における入側カッタ部による切削部位よりも後方に形成された注入孔から入側シールドの入側筒部の外側に、充填剤を注入している。このため、受側シールド掘進機の受側筒部と、入側シールド掘進機の入側筒部との間に充填剤が充填され、この充填剤が膜を形成することにより、受側シールド掘進機の受側筒部とその外側における地山との間の止水を行うことができる。したがって、受側筒部の内部に固化剤を充填させる必要はないので、斫作業に多大な労力を要することがなくなる。また、水道が形成された場合であっても、その確認を容易に行うことができる。   In the shield tunnel joining method according to the present invention, when the entry-side shield excavator is advanced into the receiving-side cylinder portion of the reception-side shield excavator, it is behind the cutting site by the entry-side cutter portion of the entry-side shield excavator. The filler is injected from the injection hole formed in the outer side of the inlet side cylindrical portion of the inlet side shield. For this reason, a filler is filled between the receiving side cylinder part of the receiving side shield machine and the incoming side cylinder part of the incoming side shield machine, and this filler forms a film, thereby forming the receiving side shield machine. Water can be stopped between the receiving cylinder of the machine and the ground on the outside. Therefore, it is not necessary to fill the inside of the receiving side cylinder portion with the solidifying agent, so that much labor is not required for the dredging work. Moreover, even if a water supply is formed, the confirmation can be easily performed.

ここで、入側カッタ部に、拡幅コピーカッタが設けられており、受側シールド掘進機に入側シールド掘進機が進入する直前で拡幅コピーカッタを拡幅させ、入側シールド掘進機の周囲の地山を掘削して空隙を形成するとともに、形成された空隙に、注入孔から充填剤を充填する工程と、をさらに含む態様とすることができる。   Here, a widening copy cutter is provided in the entry side cutter unit, and the widening copy cutter is widened just before the entry side shield machine enters the receiving side shield machine, and the ground around the entry side shield machine is obtained. And a step of excavating a mountain to form a void and filling the formed void with a filler from an injection hole.

このように、拡幅コピーカッタで入側シールド掘進機が受側シールド掘進機に進入する直前で地山を掘削して空隙を形成することにより、入側シールド掘進機の姿勢制御が良好なものとなる。ただし、地山に空隙を形成すると、地山が緩むことが懸念されるが、この空隙に充填剤を充填することにより、地山の強度を維持することができる。また、この空隙に充填剤を充填することにより、さらに止水性の向上を図ることができる。また入側シールド掘進機の進行方向を調整するにあたり、その進行可能領域が広くなるので、進行方向の微調整が容易になる。したがって、入側シールド掘進機を受側シールド掘進機に容易に進入させることができる。   In this way, the attitude control of the entry side shield machine is good by excavating the natural ground immediately before the entry side shield machine enters the reception side shield machine with the widening copy cutter. Become. However, if a void is formed in the natural ground, there is a concern that the natural ground will loosen, but the strength of the natural mountain can be maintained by filling the void with a filler. Further, by filling the voids with a filler, the water stoppage can be further improved. Further, in adjusting the traveling direction of the entry side shield machine, the travelable area is widened, so that fine adjustment of the traveling direction is facilitated. Accordingly, the entry-side shield machine can be easily entered into the reception-side shield machine.

なお、本発明にいう「直前」とは、受側シールド掘進機の手前数十cm程度の範囲をいう。   In the present invention, “immediately before” refers to a range of about several tens of centimeters before the receiving shield machine.

また、入側カッタ部に、斫用コピーカッタが設けられ、入側シールド掘進機が受側シールド掘進機に進入する際、斫用コピーカッタで受側シールド掘進機の受側筒部における内側面を斫作業する態様とすることもできる。   In addition, a copy cutter for dredging is provided in the entry side cutter part, and when the entry side shield machine enters the reception side shield machine, the inner surface of the receiving side cylinder part of the reception side shield machine with the copy cutter for dredging It can also be set as the aspect which performs a dredging work.

このように、入側シールド掘進機が受側シールド掘進機に進入する際、コピーカッタを用いて斫作業をすることにより、受側作シールド掘進機における受側筒部の清掃を容易に行うことができる。   Thus, when the entry side shield machine enters the reception side shield machine, it is easy to clean the reception side cylinder part in the reception side shield machine by using the copy cutter. Can do.

さらに、拡幅コピーカッタおよび斫用コピーカッタとして同一のコピーカッタを用いる態様とすることもできる。   Further, the same copy cutter can be used as the widened copy cutter and the coffin copy cutter.

このように、拡幅コピーカッタと斫用コピーカッタとして同一のコピーカッタを用いることにより、入側シールド掘進機に設ける部材点数の低減を図ることができる。   Thus, by using the same copy cutter as the widening copy cutter and the copy copy cutter for dredging, it is possible to reduce the number of members provided in the entry side shield machine.

また、注入孔が、入側カッタ部の側面に形成されている入側シールド掘進機を用いる態様とすることができる。   Moreover, it can be set as the aspect using the entrance side shield machine which the injection hole is formed in the side surface of the entrance side cutter part.

このように、注入孔が入側カッタ部の側面に形成されている入側シールド掘進機を用いることにより、入側カッタを回転させることで、受側筒部と入側筒部との間の方向に均等に充填剤を注入することができる。   In this way, by using the entry side shield machine in which the injection hole is formed on the side surface of the entry side cutter part, by rotating the entry side cutter, between the receiving side cylinder part and the entry side cylinder part The filler can be injected evenly in the direction.

さらに、充填剤を注入する際、受側筒部内の圧力を土中圧よりも高くし、充填剤の注入圧力を、受側筒部内の圧力よりも高く維持する態様とすることもできる。   Furthermore, when injecting the filler, the pressure in the receiving cylinder part may be set higher than the soil pressure, and the injection pressure of the filler may be maintained higher than the pressure in the receiving cylinder part.

このように、受側筒部内の圧力は、地山の崩落を防止するために、土中圧よりも高く設定される。この受側筒部内の圧力よりも高い圧力で充填剤を注入することにより、確実に充填剤の注入を行うことができる。   Thus, the pressure in the receiving cylinder is set higher than the soil pressure in order to prevent the collapse of the natural ground. By injecting the filler at a pressure higher than the pressure in the receiving cylinder, the filler can be reliably injected.

そして、受側シールド掘進機に入側シールド掘進機を進入させる前に、受側トンネル掘削位置の周囲を地盤改良処理する態様とすることもできる。   And it can also be set as the aspect which performs the ground improvement process of the circumference | surroundings of a receiving side tunnel excavation position, before making an entrance side shield excavation machine approach a receiving side shield excavation machine.

入側シールド掘進機を進入させる際、受側トンネルの掘削位置の周囲を地盤改良しておくことにより、止水性をさらに向上させることができる。   When the entry-side shield machine is entered, the water stoppage can be further improved by improving the ground around the excavation position of the receiving-side tunnel.

本発明に係るシールドトンネルの接合方法によれば、固化剤の斫作業に多大な労力を要することなく、しかも水道が形成された場合でもその確認を容易に行うことができる。   According to the method for joining shield tunnels according to the present invention, it is possible to easily check even when a water supply is formed without requiring much labor for dredging of the solidifying agent.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

本実施形態では、トンネルの両方向から、入側シールド掘進機および受側シールド掘進機によってそれぞれ入側トンネルおよび受側トンネルを掘削し、所定の接合位置において両トンネルを接合する。以下に、入側シールド掘進機について説明する。図1は、入側シールド掘進機の側断面図、図2はその正面図、図3は受側シールド掘進機の側断面図である。   In the present embodiment, the entry-side tunnel and the reception-side tunnel are excavated from both directions of the tunnel by the entry-side shield excavator and the reception-side shield excavator, respectively, and the two tunnels are joined at a predetermined joining position. Below, an entrance side shield machine is explained. FIG. 1 is a side sectional view of the entry side shield machine, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a side sectional view of the reception side shield machine.

図1に示すように、入側シールド掘進機1は、入側カッタヘッド10を備えている。入側カッタヘッド10は、図2に示すように。4本のカッタスポーク11を有しており、4本のカッタスポーク11の外周縁に沿って筒体12が取り付けられている。4本のカッタスポーク11は、中心点から放射状に伸びるようにして配置されており、それぞれ隣り合うカッタスポークとの間の角度は90度とされている。また、筒体12は、4本のカッタスポーク11が配置された中心点と同位置に中心点がくるように配置されている。   As shown in FIG. 1, the entry-side shield machine 1 includes an entry-side cutter head 10. The entry side cutter head 10 is as shown in FIG. The four cutter spokes 11 are provided, and the cylindrical body 12 is attached along the outer peripheral edge of the four cutter spokes 11. The four cutter spokes 11 are arranged so as to extend radially from the center point, and the angle between each adjacent cutter pork is 90 degrees. Moreover, the cylinder 12 is arrange | positioned so that a center point may come to the same position as the center point where the four cut spokes 11 are arrange | positioned.

なお、本実施形態では、4本のカッタスポークを有するカッタヘッドを用いているが、カッタスポークの数はこの数に限定されるものではなく、何本のものであってもよい。また、カッタヘッドは、スポークタイプのものではなく、面板タイプのものを用いることもできる。   In this embodiment, a cutter head having four cutter spokes is used. However, the number of cutter spokes is not limited to this number, and any number may be used. Further, the cutter head can be a face plate type instead of a spoke type.

カッタスポーク11の前面には、切羽を切削するカッタビット13が取り付けられているとともに、専用ビット14が取り付けられている。専用ビット14は、発進立坑や到達立坑などに設けた掘削可能壁の中にある炭素繊維からなる補強材を切断するものであり、カッタビット13よりも高さが高くなるように設定されている。なお、この専用ビット14は、設けない態様とすることもできる。また、本実施形態に係る入側シールド掘進機1では、入側シールド掘進機1の進行方向(図1左方向)を前として説明する。一方、受側シールド掘進機2では、受側シールド掘進機2の進行方向(図3の左方向)を前として説明する。   A cutter bit 13 for cutting the face is attached to the front surface of the cutter pork 11 and a dedicated bit 14 is attached. The dedicated bit 14 cuts a reinforcing material made of carbon fiber in an excavable wall provided in a start shaft or a reaching shaft, and is set to be higher than the cutter bit 13. . Note that the dedicated bit 14 may be omitted. Moreover, in the entrance side shield machine 1 which concerns on this embodiment, the advancing direction (FIG. 1 left direction) of the entrance side shield machine 1 is demonstrated before. On the other hand, the receiving-side shield machine 2 will be described with the traveling direction of the receiving-side shield machine 2 (the left direction in FIG. 3) as the front.

また、入側カッタヘッド10の後部には、筒体12と同心状にはいちされた回転軸15が取り付けられている。この回転軸15を中心として、入側カッタヘッド10が回転することにより、入側シールド掘進機1の前方における土を掘削しながら、入側シールド掘進機1による掘進作業が行われる。   A rotating shaft 15 that is concentric with the cylindrical body 12 is attached to the rear portion of the entry-side cutter head 10. As the entry-side cutter head 10 rotates around the rotation shaft 15, excavation work by the entry-side shield machine 1 is performed while excavating soil in front of the entry-side shield machine 1.

入側カッタヘッド10の後方には、隔壁16が設けられており、隔壁16の前方位置には、たとえば泥水が注入されている。入側カッタヘッド10で掘削された土砂は、この泥水とともに隔壁16の前方に滞留する。さらに、隔壁16には、スクリューコンベア17が設けられており、隔壁16の前方位置に滞留する土砂は、スクリューコンベア17によって隔壁16の後方外部に排出される。   A partition wall 16 is provided behind the entry-side cutter head 10. For example, muddy water is injected into a front position of the partition wall 16. The earth and sand excavated by the entry side cutter head 10 stays in front of the partition wall 16 together with the muddy water. Further, the partition wall 16 is provided with a screw conveyor 17, and the earth and sand staying at the front position of the partition wall 16 is discharged to the rear outside of the partition wall 16 by the screw conveyor 17.

また、入側カッタヘッド10における直線状に配置された2つのカッタスポーク11には、入側カッタヘッド10の半径方向に進退する本発明の拡幅コピーカッタであるコピーカッタ18がそれぞれ設けられている。コピーカッタ18が進出することにより、入側カッタヘッド10よりも広い径の孔を掘削することができる。一方、コピーカッタ18が後退した状態では、入側カッタヘッド10の径の孔を掘削することができる。本実施形態においては、コピーカッタ18は斫用コピーカッタとしても機能するものである。   Further, the two cutter spokes 11 arranged in a straight line in the entry side cutter head 10 are provided with copy cutters 18 which are widened copy cutters of the present invention that advance and retreat in the radial direction of the entry side cutter head 10. . When the copy cutter 18 advances, a hole having a diameter wider than that of the entry-side cutter head 10 can be excavated. On the other hand, when the copy cutter 18 is retracted, a hole having a diameter of the entry-side cutter head 10 can be excavated. In the present embodiment, the copy cutter 18 also functions as a bag copy cutter.

さらに、入側カッタヘッド10におけるコピーカッタ18が設けられていない2つのカッタスポーク11には、それぞれ本発明の注入孔である充填剤注入通路19が形成されている。充填剤注入通路19は、入側カッタヘッド10における切削部位となるカッタビット13の後方に形成され、筒体12に形成された本発明の注入孔である出口20に連通しており、充填剤注入通路19を経て供給された充填剤が、筒体12に形成された出口から入側カッタヘッド10の側方に排出される。なお、本実施形態では、充填剤注入通路19はコピーカッタ18が設けられていないカッタスポーク11に設けられているが、コピーカッタ18が設けられたカッタスポーク11に設けることもできる。   Further, in the two cutter spokes 11 where the copy cutter 18 in the entry side cutter head 10 is not provided, a filler injection passage 19 which is an injection hole of the present invention is formed. The filler injection passage 19 is formed behind the cutter bit 13 serving as a cutting site in the entry-side cutter head 10 and communicates with an outlet 20 which is an injection hole of the present invention formed in the cylindrical body 12. The filler supplied via the injection passage 19 is discharged from the outlet formed in the cylindrical body 12 to the side of the entry-side cutter head 10. In this embodiment, the filler injection passage 19 is provided in the cutter pork 11 not provided with the copy cutter 18, but may be provided in the cutter pork 11 provided with the copy cutter 18.

充填剤としては、粘性の高い高粘性であり、狭い領域に充填されることにより、膜を形成する成膜性のものを用いている。具体的には、固化材、助剤、安定剤、増粘剤、水などを混合したものを用い、流体を維持しながら膜を形成する材料のものを用いている。   As the filler, a high-viscosity, high-viscosity material that can form a film by filling a narrow region is used. Specifically, a material that forms a film while maintaining a fluid is used, which is a mixture of a solidifying material, an auxiliary agent, a stabilizer, a thickener, water and the like.

入側カッタヘッド10の後方には、本発明の入側筒部である入側外筒部21が設けられている。入側外筒部21は、入側カッタヘッド10における筒体12と同径の筒状体からなり、入側外筒部21の外径と略同径の入側トンネルが形成される。入側外筒部21の後方には、図示しない中折れジャッキ、シールドジャッキ、およびエレクタなどが設けられている。   Behind the entry-side cutter head 10 is provided an entry-side outer cylinder portion 21 which is an entry-side cylinder portion of the present invention. The inlet-side outer cylinder portion 21 is formed of a cylindrical body having the same diameter as the cylinder body 12 in the inlet-side cutter head 10, and an inlet-side tunnel having the same diameter as the outer diameter of the inlet-side outer cylinder portion 21 is formed. On the rear side of the entry-side outer cylinder portion 21, there are provided a not-shown bent jack, a shield jack, an erector, and the like.

一方、図3に示すように、受側シールド掘進機2は、本発明の受側カッタ部である受側カッタヘッド30を備えている。受側カッタヘッド30は、面板タイプのものであり、その前面に複数のカッタビット31が取り付けられている。また、受側カッタヘッド30の後部には、回転軸32が設けられており、回転軸32は受側内筒部33に接続されている。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the receiving-side shield machine 2 includes a receiving-side cutter head 30 that is a receiving-side cutter unit of the present invention. The receiving-side cutter head 30 is of a face plate type, and a plurality of cutter bits 31 are attached to the front surface thereof. Further, a rotating shaft 32 is provided at the rear portion of the receiving side cutter head 30, and the rotating shaft 32 is connected to the receiving side inner cylinder portion 33.

また、受側カッタヘッド30の後方であって、受側内筒部33の外側には、本発明の受側筒部である受側外筒部34が設けられている。受側外筒部34は、受側内筒部33よりも一回り大きい径を有しており、受側カッタヘッド30および受側内筒部33は、図示しない字シールドジャッキなどを用いることにより、受側外筒部34に対して相対的に後退可能とされている。   Further, a receiving-side outer cylinder portion 34 that is a receiving-side cylinder portion of the present invention is provided behind the receiving-side cutter head 30 and outside the receiving-side inner cylinder portion 33. The receiving-side outer cylinder portion 34 has a diameter that is slightly larger than the receiving-side inner cylinder portion 33. The receiving-side cutter head 30 and the receiving-side inner cylinder portion 33 are formed by using a character shield jack (not shown) or the like. The receiving-side outer cylinder portion 34 can be retracted relatively.

さらに、受側カッタヘッド30の周方向外側には、受側カッタヘッド30の半径方向に沿って伸縮可能とされた伸縮スポーク35が設けられている。伸縮スポーク35にもカッタビット31が取り付けられており、伸縮スポーク35が伸長した状態では、受側外筒部34と同径の受側シールドを掘削することができる。受側トンネルを掘進している最中は、伸縮スポーク35を伸長させておくことにより、受側外筒部34の外径と略同径の受側トンネルが形成される。   Further, on the outer side in the circumferential direction of the receiving-side cutter head 30, an expansion / contraction spoke 35 that is extendable along the radial direction of the receiving-side cutter head 30 is provided. The cutter bit 31 is also attached to the expansion / contraction spoke 35, and in a state where the expansion / contraction spoke 35 is extended, a reception side shield having the same diameter as the reception side outer cylinder portion 34 can be excavated. While the receiving side tunnel is being dug, the receiving side tunnel having the same diameter as the outer diameter of the receiving side outer cylindrical portion 34 is formed by extending the telescopic spoke 35.

また、伸縮スポーク35が収縮した状態では、伸縮スポーク35を含めた受側カッタヘッド30の径は、受側外筒部34の内径よりも小さくなっている。このため、伸縮スポーク35が収縮した状態にあるときに、受側カッタヘッド30が受側外筒部34内に進入可能とされている。   Further, in a state where the expansion / contraction spokes 35 are contracted, the diameter of the receiving side cutter head 30 including the expansion / contraction spokes 35 is smaller than the inner diameter of the receiving side outer cylinder portion 34. For this reason, when the expansion / contraction spoke 35 is in a contracted state, the receiving-side cutter head 30 can enter the receiving-side outer cylindrical portion 34.

その他、受側シールド掘進機2における受側内筒部33の後方には、図示しない中折れジャッキ、シールドジャッキ、およびエレクタなどが設けられている。また、入側シールド掘進機1における入側外筒部21の外径は、受側シールド掘進機2における受側外筒部34の内径よりも小さく設定されている。このため、入側シールド掘進機1は、受側シールド掘進機2における受側外筒部34の内部に進入可能とされている。さらに、受側内筒部33の前側は、隔壁として機能しており、掘進時には、受側内筒部33の前方に泥水などが充填されている。   In addition, behind the receiving side inner cylinder part 33 in the receiving side shield machine 2, the folding jack which is not shown in figure, a shield jack, an erector, etc. are provided. Further, the outer diameter of the entry-side outer cylinder portion 21 in the entry-side shield machine 1 is set smaller than the inner diameter of the reception-side outer cylinder portion 34 in the reception-side shield machine 2. For this reason, the entry-side shield machine 1 can enter the inside of the reception-side outer cylinder portion 34 in the reception-side shield machine 2. Further, the front side of the receiving-side inner cylinder part 33 functions as a partition wall, and muddy water or the like is filled in front of the receiving-side inner cylinder part 33 during excavation.

以上の構成を有するシールド掘進機を用いた本実施形態に係るシールドトンネルの接合方法について説明する。   A method for joining shield tunnels according to this embodiment using the shield machine having the above configuration will be described.

シールドトンネルを構築するにあたり、構築されるトンネルの一方から入側シールド掘進機1で入側トンネルを掘削して形成し、他方から受側シールド掘進機2で受側トンネルを形成する。入側シールド掘進機1および受側シールド掘進機2によって、それぞれ接合位置まで入側トンネルおよび受側トンネルを掘進した後、両トンネルの接合作業を行う。   In constructing a shield tunnel, an entrance-side shield machine 1 is used to excavate and form an entrance-side tunnel from one of the constructed tunnels, and a receiver-side shield machine 2 is used to form a receive-side tunnel. The entrance-side shield machine 1 and the reception-side shield machine 2 excavate the entrance-side tunnel and the receiver-side tunnel to the joining position, respectively, and then the two tunnels are joined.

接合作業を行う際には、まず図4(a)に示すように、受側シールド掘進機2によって接合位置まで受側トンネルを掘進する。このとき、入側シールド掘進機1は、いまだ接合位置には到達しない状態にある。受側シールド掘進機2では、入側シールド掘進機1が接合位置に到達する前に、接合作業のための準備を行っておく。   When performing the joining operation, first, as shown in FIG. 4A, the receiving side tunnel engraving machine 2 excavates the receiving side tunnel to the joining position. At this time, the entrance-side shield machine 1 is still in a state where it does not reach the joining position. In the receiving side shield machine 2, preparation for joining work is performed before the entrance side shield machine 1 reaches the joining position.

準備作業として、受側カッタヘッド30を受側外筒部34に進入させ、受側カッタヘッド30で掘削して形成された空間にチキソ性を有する材料などを充填しておく。そのため、掘進時は伸長状態にあった受側カッタヘッド30における伸縮スポーク35を収縮させ、受側カッタヘッド30の径を受側外筒部34の内径よりも小さくしておく。   As a preparatory work, the receiving cutter head 30 is made to enter the receiving outer cylinder portion 34, and a space formed by excavation by the receiving cutter head 30 is filled with a material having thixotropy. For this reason, the telescopic spokes 35 in the receiving cutter head 30 that have been stretched during excavation are contracted, and the diameter of the receiving cutter head 30 is made smaller than the inner diameter of the receiving outer cylinder portion 34.

この状態で、受側カッタヘッド30を受側内筒部33とともに後退させ、受側カッタヘッド30を図示しないシールドジャッキなどを用いて後退させる。すると、図4(b)に示すように、受側カッタヘッド30が受側外筒部34内に進入した状態となる。また、受側カッタヘッド30を後退させる前の状態では、受側内筒部33の前方に充填された泥水が、受側カッタヘッド30が後退して形成された空間にそのまま充填された状態となる。したがって、空間内は、固化状態となることはなく、流動化状態が維持されている。   In this state, the receiving side cutter head 30 is moved backward together with the receiving side inner cylinder portion 33, and the receiving side cutter head 30 is moved backward using a shield jack or the like (not shown). Then, as shown in FIG. 4B, the receiving-side cutter head 30 enters the receiving-side outer cylindrical portion 34. Further, in a state before the receiving-side cutter head 30 is moved backward, the muddy water filled in front of the receiving-side inner cylinder portion 33 is filled in the space formed by moving the receiving-side cutter head 30 backward. Become. Therefore, the space does not become a solidified state, and the fluidized state is maintained.

こうして、接合作業の準備が行われている間に、入側シールド掘進機1による入側トンネルの掘進が進行し、やがて入側シールド掘進機1が接合位置の直前位置、たとえば受側トンネルの先端部から50cmの位置に到達する。入側シールド掘進機1が接合位置の直前位置に到達したら、図5(a)に示すように、コピーカッタ18を進出させ、この状態で入側シールド掘進機1による掘進を行う。コピーカッタ18を進出させることにより、掘削される入側トンネルの径が若干大きくなる。   Thus, while the preparation for the joining work is being performed, the entry-side tunnel excavation by the entry-side shield machine 1 proceeds, and eventually the entry-side shield machine 1 immediately before the joining position, for example, the tip of the receiving tunnel. It reaches the position of 50 cm from the part. When the entry-side shield machine 1 reaches the position immediately before the joining position, as shown in FIG. 5A, the copy cutter 18 is advanced, and the entry-side shield machine 1 is dug in this state. By advancing the copy cutter 18, the diameter of the entrance side tunnel to be excavated is slightly increased.

入側シールド掘進機1では、図5(b)に示すように、コピーカッタ18を進出させるとともに、充填剤注入通路19を介して、出口20に充填剤Fを供給し、出口20からは充填剤Fが吐出される。コピーカッタ18を進出された状態で入側シールド掘進機1による掘進を続けると、入側外筒部21の外側にコピーカッタ18が突出した幅分の空隙が形成される。出口20から吐出される充填剤Fは、この空隙に充填される。   In the entrance side shield machine 1, as shown in FIG. 5B, the copy cutter 18 is advanced, and the filler F is supplied to the outlet 20 through the filler injection passage 19, and filling is performed from the outlet 20. The agent F is discharged. If the digging by the entry-side shield machine 1 is continued with the copy cutter 18 advanced, a gap corresponding to the width from which the copy cutter 18 protrudes is formed outside the entry-side outer cylinder portion 21. Filler F discharged from the outlet 20 is filled in the gap.

このように、コピーカッタ18を用いて入側トンネルの幅を広げることにより、たとえば入側シールド掘進機1と受側シールド掘進機2との相対的位置がずれている場合でも、その方向修正を容易に行うことができる。また、空隙に充填剤Fを充填することにより、入側シールド掘進機1と受側シールド掘進機2との接合位置における止水性を向上させることができる。   In this way, by expanding the width of the entrance tunnel using the copy cutter 18, for example, even when the relative positions of the entrance shield machine 1 and the receive shield machine 2 are misaligned, the direction correction can be performed. It can be done easily. Further, by filling the gap with the filler F, the water stoppage at the joining position of the entry side shield machine 1 and the reception side shield machine 2 can be improved.

さらに、入側シールド掘進機1による掘進を続けると、入側シールド掘進機1の入側カッタヘッド10が受側シールド掘進機2によって形成された空隙に到達する。さらに入側シールド掘進機1を前進させると、やがて受側シールド掘進機2における受側外筒部34内に入側シールド掘進機1が進入直前位置に到達する。進入直前位置に到達したら、コピーカッタ18をわずかに後退させ、コピーカッタ18の突出部先端が、受側シールド掘進機2における受側外筒部34の内側面に摺設する程度の突出量とする。   Furthermore, when the digging by the entry side shield machine 1 is continued, the entry side cutter head 10 of the entry side shield machine 1 reaches the gap formed by the reception side shield machine 2. When the entry side shield machine 1 is further advanced, the entry side shield machine 1 eventually reaches the position just before entry into the reception side outer cylindrical portion 34 of the reception side shield machine 2. When the position just before entry is reached, the copy cutter 18 is slightly retracted, and the amount of protrusion is such that the tip of the protruding portion of the copy cutter 18 slides on the inner side surface of the receiving-side outer cylinder portion 34 in the receiving-side shield machine 2. To do.

この状態で、さらに入側シールド掘進機1を前進させると、図6(a)に示すように、入側シールド掘進機1における入側カッタヘッド10が受側シールド掘進機2における受側外筒部34に進入する。このとき、入側シールド掘進機1におけるコピーカッタ18を、受側シールド掘進機2における受側外筒部34の内側面に沿って摺動させる。このコピーカッタ18によって、受側シールド掘進機2における受側外筒部34の内面の斫作業が行われる。   When the entry-side shield machine 1 is further advanced in this state, the entry-side cutter head 10 in the entry-side shield machine 1 receives the reception-side outer cylinder in the reception-side shield machine 2 as shown in FIG. Enter part 34. At this time, the copy cutter 18 in the entry side shield machine 1 is slid along the inner side surface of the reception side outer cylinder part 34 in the reception side shield machine 2. By this copy cutter 18, the inner surface of the receiving-side outer cylinder portion 34 in the receiving-side shield machine 2 is subjected to dredging work.

また、斫作業が行われる一方、入側シールド掘進機1における充填剤注入通路19の出口20からは、充填剤Fが吐出される。出口20から吐出される充填剤Fは、入側シールド掘進機1の前進に伴い、受側シールド掘進機2における受側外筒部34と入側シールド掘進機1の入側カッタヘッド10との間に充填される。   Further, while the dredging operation is performed, the filler F is discharged from the outlet 20 of the filler injection passage 19 in the entry side shield machine 1. The filler F discharged from the outlet 20 is formed between the receiving-side outer cylinder portion 34 of the receiving-side shield machine 1 and the inlet-side cutter head 10 of the receiving-side shield machine 1 as the incoming-side shield machine 1 advances. Filled in between.

ここで、充填剤Fを注入する際、充填剤Fの注入圧力を受側外筒部34内の圧力よりも高くしておく。受側外筒部34内の圧力は、地中の土砂が崩落して受側外筒部34内に流入してこないように、土中圧よりも高く設定されている。また、充填剤Fの注入圧力が受側外筒部34内の圧力よりも低いと、充填剤Fを注入しにくくなってしまう。このため、充填剤Fの注入圧力は受側外筒部34内の圧力よりも高くしておく。   Here, when the filler F is injected, the injection pressure of the filler F is set higher than the pressure in the receiving-side outer cylinder portion 34. The pressure in the receiving side outer cylinder part 34 is set higher than the soil pressure so that the earth and sand in the ground may not collapse and flow into the receiving side outer cylinder part 34. Moreover, when the injection pressure of the filler F is lower than the pressure in the receiving side outer cylinder part 34, it will become difficult to inject the filler F. For this reason, the injection pressure of the filler F is set higher than the pressure in the receiving-side outer cylinder part 34.

こうして、受側外筒部34と入側カッタヘッド10との間に充填剤Fが充填されると、充填剤Fが受側外筒部34と入側カッタヘッド10との間に膜を形成していく。この膜により、受側外筒部34とその外部における地山との間の止水性を高めることができる。   Thus, when the filler F is filled between the receiving-side outer cylinder portion 34 and the entry-side cutter head 10, the filler F forms a film between the receiving-side outer cylinder portion 34 and the entry-side cutter head 10. I will do it. With this film, the water stoppage between the receiving-side outer cylinder part 34 and the ground in the outside can be enhanced.

また、充填剤注入通路19の出口20は、入側カッタヘッド10の筒体12に形成されている。このため、入側カッタヘッド10を回転させながら、入側シールド掘進機1を前進させることにより、充填剤Fを受側外筒部34と入側カッタヘッド10との間の周方向全体にわたって均等に充填することができる。   The outlet 20 of the filler injection passage 19 is formed in the cylindrical body 12 of the entry side cutter head 10. For this reason, by rotating the entry side shield head 1 while rotating the entry side cutter head 10, the filler F is evenly distributed over the entire circumferential direction between the receiving side outer cylinder portion 34 and the entry side cutter head 10. Can be filled.

こうして、入側シールド掘進機1における入側カッタヘッド10が受側シールド掘進機2における受側外筒部34に進入した後、その進入長さが5〜10cmとなった時点で、一端入側シールド掘進機1の前進を中断し、入側シールド掘進機1を停止させる。この状態で、充填剤注入通路19の出口20からは充填剤Fをしばらくの間注入する。この時点で充填剤Fを注入することにより、受側シールド掘進機2の受側外筒部34とその外部における地山との間の止水性を高め、止水を確実なものとする。   Thus, after the entry-side cutter head 10 in the entry-side shield machine 1 has entered the reception-side outer cylinder part 34 in the reception-side shield machine 2, the entry length becomes 5 to 10 cm. The advancement of the shield machine 1 is interrupted, and the entrance shield machine 1 is stopped. In this state, the filler F is injected from the outlet 20 of the filler injection passage 19 for a while. By injecting the filler F at this time, the water-stopping property between the receiving-side outer cylinder portion 34 of the receiving-side shield machine 2 and the ground in the outside is increased, and the water-stopping is ensured.

そのまま、斫作業を行うとともに充填剤Fを注入しながら入側シールド掘進機1を前進させ、図6(b)に示すように、入側シールド掘進機1の入側カッタヘッド10と受側シールド掘進機2の受側カッタヘッド30とが近接して相対する位置まで移動させる。この位置まで入側シールド掘進機1を前進させたら、入側シールド掘進機1を停止させる。このようにして、受側トンネルと入側トンネルとの接合が行われる。   The entrance side shield machine 1 is advanced while performing the dredging work and injecting the filler F as it is, and as shown in FIG. 6B, the entrance side cutter head 10 and the reception side shield of the entrance side shield machine 1 The receiving side cutter head 30 of the excavating machine 2 is moved to a position that is close to and opposite to the receiving side cutter head 30. When the entry side shield machine 1 is advanced to this position, the entry side shield machine 1 is stopped. In this way, the receiving side tunnel and the incoming side tunnel are joined.

トンネルの接合が行われた後は、受側シールド掘進機2の受側カッタヘッド30や受側内筒部33を取り外し、さらに入側シールド掘進機1の入側カッタヘッド10や隔壁16などを取り外すことにより、受側トンネルと入側トンネルとを連通させる。このようにして、入側シールド掘進機1および受側シールド掘進機2によって形成したトンネルを確実な止水のもとで接合することができる。   After the tunnel is joined, the receiving-side cutter head 30 and the receiving-side inner cylinder 33 of the receiving-side shield machine 2 are removed, and the incoming-side cutter head 10 and the bulkhead 16 of the incoming-side shield machine 1 are removed. By removing, the receiving side tunnel and the incoming side tunnel are made to communicate with each other. In this way, the tunnel formed by the entry-side shield machine 1 and the reception-side shield machine 2 can be joined under reliable water stoppage.

また、本実施形態に係るシールドトンネルの接合方法では、従来のCID工法のように、受側シールド内を固化することがないので、固化剤の斫作業に多大な労力を要することもなく、地山に水道が形成された場合でも、その確認を容易に行うことができる。   Further, in the shield tunnel joining method according to the present embodiment, since the inside of the receiving shield is not solidified as in the conventional CID method, it does not require much labor for dredging of the solidifying agent. Even when a water supply is formed in a mountain, it can be confirmed easily.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、受側シールド掘進機2が接合位置に到達した後、接合位置の周囲に薬液注入などを行うことにより、地盤改良を行ってから、入側トンネルと受側トンネルとを接合する態様とすることもできる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, after the receiving-side shield machine 2 arrives at the joining position, the ground is improved by injecting a chemical solution around the joining position, and then the entrance-side tunnel and the receiving-side tunnel are joined. You can also.

また、上記実施形態では、コピーカッタ18を拡幅コピーカッタおよび斫用コピーカッタとして用いているが、これらを別個に専用のものとして設けることもできる。さらに、上記実施形態では、受側シールド掘進機2内に入側シールド掘進機が進入する前、コピーカッタで地山の掘削しているが、ここでのコピーカッタを用いた掘削は省略することもできる。   In the above-described embodiment, the copy cutter 18 is used as the widened copy cutter and the cocoon copy cutter. However, these can be provided separately as dedicated ones. Furthermore, in the above embodiment, before the entry-side shield machine enters the receiving-side shield machine 2, the ground is excavated with a copy cutter, but the excavation using the copy cutter is omitted here. You can also.

他方、上記実施形態では、入側カッタヘッド10に充填剤注入通路19およびその出口20を設けているが、入側カッタヘッド10の後方(隔壁16側)に充填剤注入通路(注入管)を設ける態様とすることもできる。   On the other hand, in the above-described embodiment, the filler injection passage 19 and the outlet 20 thereof are provided in the entry-side cutter head 10, but the filler injection passage (injection pipe) is provided behind the entry-side cutter head 10 (partition wall 16 side). It can also be set as the aspect provided.

入側シールド掘進機の側断面図である。It is a sectional side view of an entrance side shield machine. 入側シールド掘進機の正面図である。It is a front view of an entrance side shield machine. 受側シールド掘進機の側断面図である。It is a sectional side view of a receiving side shield machine. 入側トンネルと受側トンネルとの接合工程を説明する工程図である。It is process drawing explaining the joining process of an entrance side tunnel and a receiving side tunnel. 図4に続く工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process following FIG. 図5に続く工程を示す工程図である。FIG. 6 is a process diagram illustrating a process following the process in FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

1…入側シールド掘進機
2…受側シールド掘進機
10…入側カッタヘッド
11…カッタスポーク
12…筒体
13…カッタビット
14…専用ビット
15…回転軸
16…隔壁
17…スクリューコンベア
18…コピーカッタ
19…充填剤注入通路
20…出口
21…入側外筒部
30…受側カッタヘッド
31…カッタビット
32…回転軸
33…受側内筒部
34…受側外筒部
35…伸縮スポーク
F…充填剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Entry side shield machine 2 ... Reception side shield machine 10 ... Entry side cutter head 11 ... Cutter pork 12 ... Cylindrical body 13 ... Cutter bit 14 ... Dedicated bit 15 ... Rotating shaft 16 ... Bulkhead 17 ... Screw conveyor 18 ... Copy Cutter 19 ... Filler injection passage 20 ... Outlet 21 ... Inlet side outer cylinder part 30 ... Receiving side cutter head 31 ... Cutter bit 32 ... Rotating shaft 33 ... Receiving side inner cylinder part 34 ... Receiving side outer cylinder part 35 ... Retractable spoke F …filler

Claims (7)

受側カッタ部と受側筒部とを備え、前記受側カッタ部が前記受側筒部に対して相対的に後退可能とされた受側シールド掘進機で掘削した受側トンネルと、
前記受側筒部よりも小径の入側カッタ部および入側筒部とを備えた入側シールド掘進機で掘削した入側トンネルと、を接合するシールドトンネルの接合方法であって、
前記受側シールド掘進機によって受側トンネル掘削位置まで地中を掘削する工程と、
前記受側トンネル掘削位置に到達した前記受側シールド掘進機における前記受側カッタ部を、受側筒部に対して相対的に後退させる工程と、
前記入側シールド掘進機によって、前記受側トンネル掘削位置に対向する入側トンネル掘削位置まで地中を掘削する工程と、
前記入側トンネル掘削位置から、前記受側シールド掘進機における前記受側筒部内に、前記入側シールド掘進機を進入させるとともに、前記入側シールド掘削機における入側カッタ部による切削部位よりも後方に形成された注入孔から前記入側シールドの入側筒部の外側に、充填剤を注入する工程と、
を含むことを特徴とするシールドトンネルの接合方法。
A receiving-side tunnel comprising a receiving-side cutter part and a receiving-side cylinder part, wherein the receiving-side cutter part is excavated by a receiving-side shield machine that is configured to be able to retreat relative to the receiving-side cylinder part;
A joining method of a shield tunnel that joins an entrance tunnel excavated with an entrance shield excavator having an entrance cutter and an entrance cylinder having a smaller diameter than the receiving cylinder,
Excavating the ground to the receiving tunnel excavation position by the receiving shield machine,
Retreating the receiving-side cutter part in the receiving-side shield machine that has reached the receiving-side tunnel excavation position relative to the receiving-side tube part;
Excavating the ground to the entry side tunnel excavation position opposite to the reception side tunnel excavation position by the entry side shield machine;
From the entry-side tunnel excavation position, the entry-side shield excavator is advanced into the receiving-side cylinder portion of the reception-side shield excavator, and behind the cutting site by the entry-side cutter portion in the entry-side shield excavator A step of injecting a filler from the injection hole formed on the outside of the entrance side cylindrical portion of the entrance side shield;
A method for joining shield tunnels, comprising:
前記入側カッタ部に、拡幅コピーカッタが設けられており、
前記受側シールド掘進機に前記入側シールド掘進機が進入する直前で前記拡幅コピーカッタを拡幅させ、前記入側シールド掘進機の周囲の地山を掘削して空隙を形成するとともに、形成された空隙に、前記注入孔から充填剤を充填する工程と、
をさらに含む請求項1に記載のシールドトンネルの接合方法。
A widening copy cutter is provided in the entry side cutter part,
The widening copy cutter is widened immediately before the entry-side shield machine enters the receiving-side shield machine, and a space is formed by excavating natural ground around the entry-side shield machine. Filling the voids with the filler from the injection hole;
The method for joining shield tunnels according to claim 1, further comprising:
前記入側カッタ部に、斫用コピーカッタが設けられ、
前記入側シールド掘進機が前記受側シールド掘進機に進入する際、前記斫用コピーカッタで前記受側シールド掘進機の受側筒部における内側面を斫作業する請求項1または請求項2に記載のシールドトンネルの接合方法。
The entrance cutter unit is provided with a copier copy cutter,
3. When the entry-side shield machine enters the receiving-side shield machine, the inner copy side of the receiving-side cylinder portion of the receiving-side shield machine is dredged with the copy cutter for dredging. The shield tunnel joining method described.
前記拡幅コピーカッタおよび前記斫用コピーカッタとして同一のコピーカッタを用いる請求項3に記載のシールドトンネルの接合方法。   The method for joining shield tunnels according to claim 3, wherein the same copy cutter is used as the widened copy cutter and the bag copy cutter. 前記注入孔が、前記入側カッタ部の側面に形成されている入側シールド掘進機を用いる請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載のシールドトンネルの接合方法。   The method for joining shield tunnels according to any one of claims 1 to 4, wherein an entrance shield engraving machine in which the injection hole is formed on a side surface of the entrance cutter is used. 前記充填剤を注入する際、前記受側筒部内の圧力を土中圧よりも高くし、前記充填剤の注入圧力を、前記受側筒部内の圧力よりも高く維持する請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載のシールドトンネルの接合方法。   When inject | pouring the said filler, the pressure in the said receiving side cylinder part is made higher than the soil pressure, and the injection pressure of the said filler is maintained higher than the pressure in the said receiving side cylinder part. The shield tunnel bonding method according to any one of 5. 前記受側シールド掘進機に前記入側シールド掘進機を進入させる前に、前記受側トンネル掘削位置の周囲を地盤改良処理する請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載のシールドトンネルの接合方法。   The shield according to any one of claims 1 to 6, wherein a ground improvement process is performed around the receiving-side tunnel excavation position before the entry-side shield excavating machine enters the receiving-side shield excavator. Tunnel joining method.
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