JP3821919B2

JP3821919B2 - Mobile back anchor device and shield start method using the same

Info

Publication number: JP3821919B2
Application number: JP20094097A
Authority: JP
Inventors: 和之谷口; 裕二村上; 徹樋口; 俊幸粟島
Original assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sato Kogyo Co Ltd
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: JPH1130091A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来より発進立坑内でシールド機を前進させるために必要とされていた仮組セグメントを不要とし得る移動式バックアンカー装置と、これを用いたシールド発進方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シールド等が発進立坑から発進を開始する際、立坑の背面壁にバックアンカー（支圧壁）を組み立てた後、その前方側（発進方向）に順次仮組セグメントを組み立て、これにシールドジャッキの反力を取りながらシールド機を前進させる方法が一般に採用されている。
【０００３】
具体的には、先ず図３１（Ａ）に示されるように、地盤中に断面略方形状の立坑５０を構築した後、立坑５０の背面壁にバックアンカー５１を構築するとともに、上方が開口している仮組セグメント５２、５２…を順次設置し、これに反力を取りながらシールド機Ｍを前進させている。また、シールド機Ｍの前進に伴い、シールド機Ｍの後方側に枕木５３、５３…を設置するとともに、この枕木５３，５３…上に左右一対のレール５４、５４を敷設する。図３１（Ｃ）に示されるように、シールド機Ｍがさらに掘進し、掘削後に順次設置される本セグメントと地山との摩擦抵抗が増大し、シールド機Ｍの反力が立坑５０に影響しなくなったならば、図３２（Ａ）に示されるように、一旦前記仮組セグメント５２，５２…、バックアンカー５１、レール５４…、枕木５３…を撤去し、図３２（Ｂ）に示されるように、ステージ鋼材５５、５５…を設置するとともに、このステージ鋼材５５，５５…の上に本レール５６、５６を敷設する。この本掘進に移行するまでの掘進工程は、通常「初期掘進」と呼ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、今までの初期掘進方法では、常識的にシールド機Ｍの前進のために仮組セグメントが必要とされていた。この仮組セグメントは、上方を開口として設置されるセグメントであり、初期掘進時には、この仮組セグメントに形成された幅狭の上部開口から種々の資材、機材の搬出入やズリ出し等を行わなければならず、作業に大幅な制約を受けるために作業そのものが非常に非効率となっている。通常、初期掘進から本掘進への段取り替えに１〜２ヶ月の期間を要する場合があり、平均掘進効率の低下原因の一つとなっている。
【０００５】
また、前記バックアンカー５１は、シールドの外径寸法に合わせて製作されるため他に転用することができず、使用後は解体処分とされていたため、資材としての無駄が多い。一方、仮組セグメントについては、解体後に整備・再使用されることが多いが、特にＲＣセグメントの場合には、解体時の衝撃などにより欠損やクラックなどの発生が見られ、転用するに当たって修繕費が嵩むなどの問題がある。さらに仮組セグメント解体時には、シールド機の推力を受けていたこと、および専用機がないことなどから解体作業には危険が伴うなどの問題がある。
【０００６】
他方、図３３に示されるように、シールド機Ｍとバックアンカー５１との間に仮支保工分の設置スペースを必要とする。この仮支保工の設置スペース寸法Ｌは、たとえば下水道設計積算要領〔管路施設（シールド編）〕（社団法人日本下水道協会）によれば、トンネルの仕上がり内径が４７５０mm以上の場合、約仮組セグメントの２リング分に相当する２２００mmの長さを必要とする。すなわち、従来法の場合には、立坑５０の断面寸法を決定するに当たり、当初から前記仮支保工分の設置スペース分の容積を見込まなければならず、その分大きな立坑形状となっていた。近年の都市土木では、用地面積を十分に確保できる条件の場合の方がむしろ少なく、立坑用地をできる限り小さくできるものが望まれている。
【０００７】
そこで本発明の主たる課題は、従来必要とされていた仮組セグメントを不要として初期掘進の作業効率の向上、低コスト化および安全性の向上を図るとともに、立坑サイズの縮小化を図り得るようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明は、発進立坑内においてシールド機の後方側に取り付けられ、シールド機の前進に追従して移動可能とされるとともに、シールド機の前進ステップ毎に推進時反力を支持するための移動式バックアンカー装置であって、
前記バックアンカー装置は、左右両側部に立坑側壁に対して圧着自在とされるグリッパを備えた枠状のバックアンカー本体と、このバックアンカー本体のシールド機がわ面に一体的に設けられ、シールド機からの推進時反力を受けるためのプレスリングとから構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
この場合において、前記プレスリングの先端面に対して、シールド機のシールド推進ジャッキを連結し、所謂テレスコ推進によって前記シールド機およびバックアンカー装置を交互に移動させるようにするのが望ましい。もちろん、前記移動式バックアンカー装置を自走可能あるいは他の移動手段によって移動させることもできる。
【００１０】
また、前記バックアンカー本体は、４つの隅角部ブロックと、これら隅角部ブロックの間に配設されたスペーサブロックとによって組み立てられている構造とすることによって、前記スペーサブロックのサイズ変更によって任意のトンネル径に対応し得るようになるとともに、少なくとも前記隅角部ブロックについては転用が可能となり資材の無駄を無くすことができる。
【００１１】
一方、前記移動式バックアンカー装置を用いた立坑からのシールド発進方法は、立坑底部にシールド機を組立・設置するとともに、前記シールド機と立坑背面壁との間に前記移動式バックアンカー装置を組立・設置した後、
前記移動式バックアンカー装置のグリッパを立坑側壁に圧着して反力支持を取り、前記シールド機をシールドジャッキにより１ステップ分だけ前進させる第１工程と、
前記移動式バックアンカー装置のグリッパ支持を解放し、移動式バックアンカー装置をシールド機の後方位置まで移動させる第２工程と、
の繰り返しによって前記シールド機を順次前進させることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記移動式バックアンカー装置のみではシールド機からの反力に耐えきれないと想定される場合には、後述する各種の反力補助方法を併用することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を作業工程に従いながら図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る初期掘進工程（その１）の平面図である。本発明では地盤中に構築された発進立坑２の底部に対して、シールド機Ｍを組立・設置した後、このシールド機Ｍの後方側に移動式バックアンカー装置１（以下、移動バックアンカーという。）が組立・設置される。
【００１４】
前記発進立坑２の底面には、図２に示されるように、予めシールド受台３が設置され、このシールド受台３の上面に左右一対のシールド機用レール４，４が敷設されるとともに、その外側位置に同じく左右一対の移動バックアンカー用レール５，５が敷設され、これら各レール４，５…にそれぞれ荷重を預けて前記シールド機Ｍおよび移動バックアンカー１が載置される。また、図３０を参照すれば判るように、本初期掘進方法によれば、シールド機Ｍの背面側には、余裕代とバックアンカー分のスペースを取れば十分であり、図３３に示される従来方法と比較して仮支保工分のスペースが不要となる。
【００１５】
前記移動バックアンカー１は、詳細には図４〜図６に示されるように、バックアンカー本体１０と、これのシールド機Ｍ側に一体的に付設されたリング形状のプレスリング１１とから構成されている。
【００１６】
前記バックアンカー本体１０は、中央に空間を有する枠状部材であり、左右両側部にそれぞれ上下２段に亘って、内設されたグリッパジャッキ１３，１３によって進退自在とされるグリッパ１２Ａ〜１２Ｄを備えており、シールド機Ｍの前進に際して、前記グリッパ１２Ａ〜１２Ｄを立坑側壁に対して圧着させて推進反力を取るようになっている。また、バックアンカー本体１０は、隅角部ブロック１０Ａ〜１０Ｄと、これら隅角部ブロック１０Ａ〜１０Ｄの間に配設されたスペーサブロック１４Ａ〜１４Ｄとによって組み立てられており、前記スペーサブロック１４Ａ〜１４Ｄのサイズ変更によって任意のトンネル径のものに対応し得るようになっている。したがって、図７に示される組み立て例を最小サイズとして、工事対象毎のトンネル径に合わせて前記スペーサブロック１４Ａ〜１４Ｄを製作すれば、巾広い径に適用可能となっている。なお、下側隅角部ブロック１０Ｃ、１０Ｄの下面に設けられた切欠き１０ｃ、１０ｄは、図３を見れば判るように、シールド機用レール４，４のための設置空間を確保するためのものである。
【００１７】
一方、前記プレスリング１１は、前記バックアンカー本体１０に一方側端面が連結固定された断面多角形状の中間プレスリング１５と、この中間プレスリング１５の先端側に固設された断面円形状の先端プレスリング１６とから構成されている。前記中間プレスリング１５は、前記バックアンカー本体１０と同様に、リングブロック１５Ａ，１５Ｂ…の間にそれぞれプレスリングスぺーサ１７Ａ、１７Ｂ…を介在させて構成されており、シールド機Ｍのスキンプレート内径に応じて径を任意に変更できるようになっている。なお、先端プレスリング１６については、トンネル径に応じて製作された所定径のリング部材でトンネル工事毎に製作されるものである。
【００１８】
前記移動バックアンカー１の組立て完了状態では、図８に示されるように、シールド機Ｍの内周部に多数配設されたシールド推進ジャッキ１８，１８…のピストン先端が前記先端プレスリング１６に対して連結される。
【００１９】
前記シールド機Ｍの推進は、前記移動バックアンカー１との連携による、テレスコ推進である。図９に示されるように、前記移動バックアンカー１のグリッパ１２Ａ〜１２Ｄを立坑側壁に圧着させて位置を固定したならば、これを反力部材として前記シールド推進ジャッキ１８，１８…を伸長させてシールド機Ｍを掘進方向に前進させる。次いで、移動完了後、前記グリッパ１２Ａ〜１２Ｄによる反力支持を解放した後、シールド推進ジャッキ１８，１８…を収縮させることにより前記移動バックアンカー１をシールド機Ｍの後方位置まで引き寄せる。この工程の繰り返しにより、シールド機Ｍと移動バックアンカー１とが交互に前進される。なお、前記移動バックアンカー１に自走装置を取付け、あるいは他の移動手段により、前記移動バックアンカー１をシールド機Ｍとは別に移動させるようにすることもできる。
【００２０】
シールド機Ｍの推進に当たっては、スキンプレートの後方端に設けられたテールシール１９，１９が傷付かないように配慮しながらジャッキ操作が行われる。すなわち、図１０（Ａ）の状態からシールド推進ジャッキ１８を伸長させてシールド機Ｍを前進させる際、図１０（Ｂ）に示されるように、シールド推進ジャッキ１８の伸長量を、先端プレスリング１６とテールシール１９とが接触しないように１ストローク長を制限している。
【００２１】
前述要領によりシールド機Ｍおよび移動バックアンカー１を交互に前進させ、前記移動バックアンカー１の背面側に空間が空いたならば、図１１に示されるように、順次ステージング鋼材２０が所定の間隔で配設されるとともに、掘進方向に２条の本レール２１，２１が敷設される。
【００２２】
前記シールド機Ｍおよび移動バックアンカー１の移動が進み、移動バックアンカー１が発進坑口位置に到達したならば、図１２に示されるように、前記移動バックアンカー１を発進坑口に残したままでシールド機Ｍのみが本セグメント２２，２２…を組み立てながら掘進する。
【００２３】
その後、図１４に示されるように、シールド機Ｍの掘進が進み、本セグメント２２，２２…と地山との摩擦抵抗が増大し、シールド機Ｍの掘進反力が発進立坑２に影響しなくなった段階で、前記移動バックアンカー１を撤去する。
【００２４】
ところで、前記シールド機Ｍが発進立坑２内を推進する際、移動バックアンカー１のみではシールド機Ｍからの反力に耐えきれない場合がある。このような場合には、後述する種々の反力補助方法により不足分の反力を補うことができる。
【００２５】
先ず、第１の方法として、図１５および図１６に示されるアースアンカー式補助工法は、シールド掘進方向側の立坑壁面より前方地山中に、好ましくは全ネジロッドによるアースアンカー２３，２３…を打設し、これら各アースアンカー２３，２３…の一端端側をバックアンカー本体１０に挿通し、その背面側において定着用ナット２４，２４…により定着し、シールド機Ｍの反力の一部を前記アースアンカー２３，２３…に分担させる方法である。
【００２６】
前記移動バックアンカー１の前進に合わせて前記定着用ナット２４，２４…をシールド掘進方向に螺進させるようにし、シールド機Ｍの前進時には、移動バックアンカー１の背面に前記定着用ナット２４，２４…を定位させ反力点とする。なお、前記定着用ナット２４に代えてセンターホールジャッキを用いれば、このセンターホールジャッキの駆動により前記移動バックアンカー１を前進させることもできる。
【００２７】
次いで、第２の方法として図１７〜図２０に示される後方ジャッキ式補助工法は、先ず図１７に示されるように、移動バックアンカー１が所定量だけ前進したならば、バックアンカー本体１０と背面立坑壁との間に第１背面ジャッキ２５，２５…を設置し、図１８に示されるように、シールド機Ｍが前進する際の反力の一部を前記第１背面ジャッキ２５，２５…に分担させる。次いで、移動バックアンカー１が１ストローク分、前方に移動した段階においても第１背面ジャッキ２５，２５…のピストンを伸長させてバックアンカー本体１０に当接させ、次ステップのシールド機推進の際にも前記第１背面ジャッキ２５，２５…により反力補助をおこなうようにする。その後、さらに移動バックアンカー１が前進し、前記第１背面ジャッキ２５，２５…では追従できなくなったならば、図２０に示されるように、一旦前記第１背面ジャッキ２５，２５…を縮め、中間受け鋼材２６を設置するとともに、この中間受け鋼材２６とバックアンカー本体１０との間に、前記第１背面ジャッキ２５と実質的に直列配置となるように第２背面ジャッキ２７，２７…を設置してシールド機Ｍの反力部材とする。
【００２８】
さらに第３の方法として、図２１および図２２に示されるブラケット式補助工法は、左右それぞれの側において、上下段のグリッパ１２Ａ、１２Ｃ（１２Ｂ、１２Ｄ）との間の空間位置にＨ鋼などのブラケット取付鋼材２８，２８を水平配置で立坑側壁に固定しておき、このブラケット取付鋼材２８，２８の所定位置、具体的にはバックアンカー本体１０を背面で支える位置に図示しないボルト等により反力ブラケット２９，２９を固定し、シールド機Ｍの推進時の反力を分担させる方法である。
【００２９】
第４の方法として、図２３および図２４に示される反力鋼材式補助工法は、発進立坑２の両側壁にそれぞれ鉛直配置で、かつ掘進方向に所定間隔でＨ鋼などの反力鋼材３０，３０…を配列固定しておき、移動バックアンカー１が移動する各ステップ毎にグリッパ１２Ａ，１２Ｂ…を前記反力鋼材３０，３０…の間に嵌合させ、シールド機Ｍの推進時反力の一部を分担させる方法である。
【００３０】
第５の方法として、図２５および図２６に示されるロッド式補助工法は、立坑の鏡面側にロッド支点鋼材３１を固定するとともに、このロッド支点鋼材３１に一端が連結された複数の反力ロッド３２，３２…の他端側をバックアンカー本体１０の側部に貫通させ、その背面側で定着用ナット３３，３３…により定着し、シールド機Ｍの推進に際して前記反力ロッド群３２，３２…に反力を分担させる方法である。
【００３１】
第６の方法として、図２７〜図２９に示されるジャバラ式反力装置による方法は、掘進方向に伸縮自在に構成されたジャバラ反力装置３４をバックアンカー本体１０と立坑背面壁との間に設置し、バックアンカー本体１０の進行に合わせて前記ジャバラ装置３４を伸長させるようにしてシールド機Ｍの推進時反力を前記ジャバラ反力装置３４に分担させるようにするものである。前記ジャバラ装置３４は、弦材を連続Ｘ字状となるようにヒンジ連結した面材を左右一対として構成された伸縮自在装置であり、伸縮操作は上下ヒンジ間を連結するように設けられた鉛直配置の油圧ジャッキ３５，３５によって成される。
【００３２】
シールド機Ｍの反力が比較的小さい場合には、前記油圧ジャッキ３５，３５…により十分な反力支持が可能であるが、前記油圧ジャッキ３５が受ける軸力は構造的に隣接する斜弦材の合成応力となる関係上、反力が大きい場合には、図２８に示されるように、隣接するヒンジ間を連結する水平配置の油圧ジャッキ等を設けてこれに反力を支持させるようにするとよい。また、移動バックアンカー１の上下グリッパ１２Ａ、１２Ｃとの間に噛咬グリッパ３７を設けるとともに、図２９に示すように、立坑側壁面に水平板状の噛板３８を配置し、移動バックアンカー１の移動ステップの各段階で前記噛咬グリッパ３７によって噛板３８を狭持するようにして反力補助を取ることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳説のとおり本発明によれば、従来必要とされていた仮組セグメントを不要とすることができ、初期掘進時における大幅な作業効率の向上、低コスト化を図り得るようになるとともに、仮組セグメント解体作業が無くなるため安全性が向上する。また、従来より必要とされていた仮支保工分の設置スペースが不要となるため、立坑サイズの縮小化も同時に達成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る初期掘進工程（その１）の平面図である。
【図２】図１のII−II線矢視図である。
【図３】図１のIII−III線矢視図である。
【図４】移動バックアンカー１の平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図４のVI−VI線矢視図である。
【図７】移動バックアンカーの最小サイズ時の正面図である。
【図８】組立完了状態を示す一部破断平面図である。
【図９】本発明の係る初期掘進工程（その２）の平面図である。
【図１０】テールシール部のテレスコ推進要領図である。
【図１１】本発明に係る初期掘進工程（その３）の平面図である。
【図１２】本発明に係る初期掘進工程（その３）の断面図である。
【図１３】図１１のXIII−XIII線矢視図である。
【図１４】本発明に係る初期掘進工程（その４）の平面図である。
【図１５】反力補助工法の第１例を示す平面図である。
【図１６】図１５のXVI-XVI 線矢視図である。
【図１７】反力補助工法の第２例を示す手順図（その１）である。
【図１８】反力補助工法の第２例を示す手順図（その２）である。
【図１９】反力補助工法の第２例を示す手順図（その３）である。
【図２０】反力補助工法の第２例を示す手順図（その４）である。
【図２１】反力補助工法の第３例を示す平面図である。
【図２２】図２１のXXII−XXII線矢視図である。
【図２３】反力補助工法の第４例を示す手順図（その１）である。
【図２４】反力補助工法の第４例を示す手順図（その２）である。
【図２５】反力補助工法の第５例を示す断面図である。
【図２６】図２５のXXVI−XXVI線矢視図である。
【図２７】反力補助工法の第６例を示す手順図（その１）である。
【図２８】反力補助工法の第６例を示す手順図（その２）である。
【図２９】反力補助工法の第６例に係る平面図である。
【図３０】本発明の場合の立坑平面寸法図である。
【図３１】従来の初期掘進方法の手順図（その１）である。
【図３２】従来の初期掘進方法の手順図（その２）である。
【図３３】従来法の場合の立坑平面寸法図である。
【符号の説明】
１…移動バックアンカー、２…発進立坑、３…レール受台、４…シールド機用レール、５…移動バックアンカー用レール、１０…バックアンカー本体、１０Ａ〜１０Ｄ…隅角部ブロック、１１…プレスリング、１２Ａ〜１２Ｄ…グリッパ、１３…グリッパジャッキ、１４Ａ〜１４Ｄ…スペーサブロック、１５…中間プレスリング、１５Ａ〜１５Ｄ…リングブロック、１６…先端プレスリング、１７Ａ〜１７Ｄ…プレスリングスペーサ、１８…シールド推進ジャッキ、１９…テールシール、２３…アースアンカー、２４…定着用ナット、２５…第１背面ジャッキ、２６…中間受け鋼材、２７…第２背面ジャッキ、２８…ブラケット取付鋼材、２９…反力ブラケット、３０…反力鋼材、３２…反力ロッド、３３…定着用ナット、３４…ジャバラ反力装置、３７…噛咬グリッパ、３８…噛板、Ｍ…シールド機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile back anchor device that can eliminate the need for a temporarily assembled segment that has been conventionally required for advancing a shield machine in a start shaft, and a shield start method using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a shield or the like starts starting from a start shaft, after assembling a back anchor (support wall) on the back wall of the shaft, a temporary assembly segment is sequentially assembled on the front side (start direction) and shielded Generally, a method of moving the shield machine forward while taking the reaction force of the jack is adopted.
[0003]
Specifically, as shown in FIG. 31 (A), after a shaft 50 having a substantially rectangular cross section is constructed in the ground, a back anchor 51 is constructed on the back wall of the shaft 50, and the upper part opens. The temporary assembly segments 52, 52... Are sequentially installed, and the shield machine M is advanced while taking a reaction force. As the shield machine M advances, sleepers 53, 53... Are installed on the rear side of the shield machine M, and a pair of left and right rails 54, 54 are laid on the sleepers 53, 53. As shown in FIG. 31 (C), the shield machine M further advances, the frictional resistance between the main segment and the ground that are sequentially installed after the excavation increases, and the reaction force of the shield machine M affects the shaft 50. When there is no longer any problem, as shown in FIG. 32 (A), the temporary assembly segments 52, 52..., The back anchor 51, the rails 54, and the sleepers 53 are temporarily removed, as shown in FIG. The stage steel materials 55, 55... Are installed, and the rails 56, 56 are laid on the stage steel materials 55, 55. The excavation process until the transition to this main excavation is usually called “initial excavation”.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional initial excavation method, the temporary assembly segment is necessary for the advancement of the shield machine M. This temporary assembly segment is a segment that is installed with an opening on the top. During initial excavation, various materials and equipment must be carried in and out of the narrow upper opening formed in this temporary assembly segment. In other words, the work itself is very inefficient due to significant restrictions on the work. Usually, a setup change from the initial excavation to the main excavation may take a period of 1 to 2 months, which is one of the causes of a decrease in the average excavation efficiency.
[0005]
Further, since the back anchor 51 is manufactured according to the outer diameter of the shield, it cannot be diverted to others, and since it has been dismantled after use, there is a lot of waste as a material. On the other hand, temporary assembly segments are often maintained and reused after dismantling, but in the case of RC segments in particular, damage and cracks are seen due to impacts during dismantling, and repair costs are incurred for diversion. There are problems such as swelling. Furthermore, when the temporary assembly segment is dismantled, there is a problem that the dismantling work is dangerous because it received the thrust of the shield machine and there is no dedicated machine.
[0006]
On the other hand, as shown in FIG. 33, an installation space for temporary support work is required between the shield machine M and the back anchor 51. The installation space dimension L of this temporary support construction is, for example, according to the Sewerage Design Integration Guidelines [Pipe Facility (Shield)] (Japan Sewerage Association), when the tunnel inner diameter is 4750mm or more, A length of 2200 mm corresponding to two rings is required. That is, in the case of the conventional method, when determining the cross-sectional dimension of the vertical shaft 50, it is necessary to allow a volume corresponding to the installation space for the temporary support work from the beginning, resulting in a large vertical shaft shape. In recent urban civil engineering, there are rather fewer cases where the area of the site can be sufficiently secured, and it is desired to make the shaft site as small as possible.
[0007]
Therefore, the main problem of the present invention is that the temporary assembly segment, which has been conventionally required, is not required, so that the efficiency of the initial excavation can be improved, the cost can be reduced, the safety can be improved, and the shaft size can be reduced. There is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is attached to the rear side of the shield machine in the start shaft, and can be moved following the advance of the shield machine, and the reaction force at the time of propulsion is increased at each advance step of the shield machine. A mobile back anchor device for supporting,
The back anchor device includes a frame-like back anchor body having grippers that can be crimped to the side wall of the shaft on both right and left sides, and a shield machine for the back anchor body, which is integrally provided on the side surface, And a press ring for receiving a reaction force during propulsion from the machine.
[0009]
In this case, it is desirable that a shield propulsion jack of a shield machine is connected to the front end surface of the press ring so that the shield machine and the back anchor device are alternately moved by so-called telescopic propulsion. Of course, the movable back anchor device can be self-propelled or moved by other moving means.
[0010]
Further, the back anchor main body has a structure assembled by four corner block and a spacer block arranged between the corner blocks, so that the back anchor main body can be arbitrarily changed by changing the size of the spacer block. And at least the corner block can be diverted, and waste of materials can be eliminated.
[0011]
On the other hand, the shield starting method from the vertical shaft using the mobile back anchor device assembles and installs a shield machine at the bottom of the vertical shaft, and assembles the mobile back anchor device between the shield machine and the vertical wall of the vertical shaft.・ After installation
A first step of pressing the gripper of the movable back anchor device against a shaft wall to take a reaction force support, and advancing the shield machine by one step with a shield jack;
A second step of releasing the gripper support of the mobile back anchor device and moving the mobile back anchor device to a rear position of the shield machine;
The shield machine is sequentially advanced by repeating the above.
[0012]
Moreover, when it is assumed that the mobile back anchor device alone cannot withstand the reaction force from the shield machine, various reaction force assisting methods described later can be used in combination.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings while following work steps. FIG. 1 is a plan view of an initial excavation process (part 1) according to the present invention. In the present invention, after assembling and installing the shield machine M with respect to the bottom of the start shaft 2 constructed in the ground, the mobile back anchor device 1 (hereinafter referred to as a mobile back anchor) is provided behind the shield machine M. ) Is assembled and installed.
[0014]
As shown in FIG. 2, a shield cradle 3 is previously installed on the bottom surface of the start shaft 2, and a pair of left and right shield machine rails 4 and 4 are laid on the top surface of the shield cradle 3, Similarly, a pair of left and right moving back anchor rails 5 and 5 are laid out at the outer position, and the shield machine M and the moving back anchor 1 are placed on each of the rails 4, 5. Further, as can be seen from FIG. 30, according to this initial excavation method, it is sufficient to provide a margin and a back anchor space on the back side of the shield machine M. The conventional method shown in FIG. Compared to the method, the space for temporary support work becomes unnecessary.
[0015]
As shown in detail in FIGS. 4 to 6, the movable back anchor 1 includes a back anchor body 10 and a ring-shaped press ring 11 integrally attached to the shield machine M side. ing.
[0016]
The back anchor main body 10 is a frame-like member having a space in the center, and grippers 12A to 12D that are movable forward and backward by internal gripper jacks 13 and 13 are provided in two upper and lower sides on both right and left sides. When the shield machine M moves forward, the grippers 12A to 12D are pressure-bonded to the side wall of the shaft to take a propulsion reaction force. The back anchor main body 10 is assembled by corner blocks 10A to 10D and spacer blocks 14A to 14D disposed between the corner blocks 10A to 10D. The spacer blocks 14A to 14D are assembled. It is possible to cope with any tunnel diameter by changing the size. Accordingly, if the spacer block 14A to 14D is manufactured in accordance with the tunnel diameter for each construction object with the assembly example shown in FIG. 7 as the minimum size, it can be applied to a wide diameter. In addition, the notches 10c and 10d provided on the lower surfaces of the lower corner block 10C and 10D are used to secure an installation space for the rails 4 and 4 for the shield machine, as can be seen from FIG. Is.
[0017]
On the other hand, the press ring 11 includes an intermediate press ring 15 having a polygonal cross section in which one end face is connected and fixed to the back anchor main body 10 and a circular cross section tip fixed to the front end side of the intermediate press ring 15. And a press ring 16. Like the back anchor body 10, the intermediate press ring 15 is configured by interposing press ring spacers 17A, 17B,... Between ring blocks 15A, 15B,. The diameter can be arbitrarily changed according to the condition. The tip press ring 16 is manufactured for each tunnel construction with a ring member having a predetermined diameter manufactured according to the tunnel diameter.
[0018]
When the assembly of the movable back anchor 1 is completed, as shown in FIG. 8, the piston tips of shield propulsion jacks 18, 18... Connected.
[0019]
The propulsion of the shield machine M is a telescopic propulsion in cooperation with the moving back anchor 1. As shown in FIG. 9, when the grippers 12 </ b> A to 12 </ b> D of the moving back anchor 1 are crimped to the shaft side wall and fixed in position, the shield propulsion jacks 18, 18. The shield machine M is advanced in the excavation direction. Next, after the movement is completed, the reaction force support by the grippers 12A to 12D is released, and then the movable back anchor 1 is pulled to the rear position of the shield machine M by contracting the shield propulsion jacks 18, 18. By repeating this process, the shield machine M and the moving back anchor 1 are advanced alternately. In addition, a self-propelled device can be attached to the moving back anchor 1, or the moving back anchor 1 can be moved separately from the shield machine M by other moving means.
[0020]
When propelling the shield machine M, the jack operation is performed while taking care not to damage the tail seals 19, 19 provided at the rear end of the skin plate. That is, when the shield propulsion jack 18 is extended from the state of FIG. 10A and the shield machine M is advanced, the extension amount of the shield propulsion jack 18 is set to the tip press ring 16 as shown in FIG. The stroke length is limited so that the tail seal 19 and the tail seal 19 do not come into contact with each other.
[0021]
If the shield machine M and the moving back anchor 1 are alternately advanced according to the above-described procedure, and a space is left on the back side of the moving back anchor 1, as shown in FIG. In addition to being disposed, two main rails 21 and 21 are laid in the digging direction.
[0022]
When the movement of the shield machine M and the moving back anchor 1 proceeds and the moving back anchor 1 reaches the start wellhead position, as shown in FIG. 12, the shield machine is left with the mobile back anchor 1 left at the start wellhead. Only M digs while assembling the present segments 22, 22.
[0023]
Thereafter, as shown in FIG. 14, the shield machine M advances, the friction resistance between the segments 22, 22... And the natural ground increases, and the shield reaction force of the shield machine M does not affect the start shaft 2. At this stage, the moving back anchor 1 is removed.
[0024]
By the way, when the shield machine M propels the start shaft 2, there are cases where the moving back anchor 1 alone cannot withstand the reaction force from the shield machine M. In such a case, the insufficient reaction force can be supplemented by various reaction force assisting methods described later.
[0025]
First, as a first method, the earth anchor type auxiliary method shown in FIGS. 15 and 16 is for placing earth anchors 23, 23.. .. Are inserted into the back anchor main body 10 and fixed on the back side thereof by fixing nuts 24, 24... And a part of the reaction force of the shield machine M is grounded. In this method, the anchors 23, 23.
[0026]
The fixing nuts 24, 24... Are screwed in the shield excavation direction in accordance with the advancement of the moving back anchor 1, and the fixing nuts 24, 24 are placed on the back surface of the moving back anchor 1 when the shield machine M advances. ... is localized and used as a reaction point. If a center hole jack is used instead of the fixing nut 24, the movable back anchor 1 can be advanced by driving the center hole jack.
[0027]
Next, the rear jack type auxiliary method shown in FIGS. 17 to 20 as the second method is as follows. First, as shown in FIG. The first back jacks 25, 25 ... are installed between the shaft walls, and as shown in Fig. 18, a part of the reaction force when the shield machine M moves forward is applied to the first back jacks 25, 25 ... Let them share. Next, even when the moving back anchor 1 moves forward by one stroke, the pistons of the first rear jacks 25, 25... Are extended and brought into contact with the back anchor main body 10, and the shield machine is propelled at the next step. Also, the reaction force is assisted by the first back jacks 25, 25. After that, when the moving back anchor 1 further moves forward and cannot follow the first back jacks 25, 25..., The first back jacks 25, 25. In addition to installing the receiving steel material 26, second back jacks 27, 27... Are installed between the intermediate receiving steel material 26 and the back anchor main body 10 so as to be substantially in series with the first back jack 25. And the reaction force member of the shield machine M.
[0028]
Furthermore, as a third method, the bracket type auxiliary method shown in FIGS. 21 and 22 is such that, on each of the left and right sides, H steel or the like is placed in a spatial position between the upper and lower grippers 12A and 12C (12B and 12D). The bracket mounting steel members 28, 28 are fixed horizontally to the shaft wall, and a reaction force is applied to the bracket mounting steel members 28, 28 at a predetermined position, specifically, a position where the back anchor body 10 is supported on the back surface by a bolt (not shown). In this method, the brackets 29 and 29 are fixed to share the reaction force when the shield machine M is propelled.
[0029]
As a fourth method, the reaction force steel material type auxiliary method shown in FIGS. 23 and 24 is arranged vertically on both side walls of the start shaft 2, and reaction force steel materials 30 such as H steel at predetermined intervals in the excavation direction, 30 are arranged and fixed, and the grippers 12A, 12B... Are fitted between the reaction force steel materials 30, 30... It is a method of sharing a part.
[0030]
As a fifth method, the rod type auxiliary method shown in FIG. 25 and FIG. 26 fixes a rod fulcrum steel 31 on the mirror surface side of the shaft, and a plurality of reaction force rods connected at one end to the rod fulcrum steel 31. The other end side of 32, 32 ... is penetrated into the side part of the back anchor main body 10, and it fixes with the fixing nuts 33, 33 ... on the back side, and when the shield machine M is propelled, the reaction force rod groups 32, 32 ... This is a method of sharing reaction force.
[0031]
As a sixth method, the method using the bellows type reaction force device shown in FIGS. 27 to 29 is configured such that the bellows reaction force device 34 configured to be extendable and contractable in the digging direction is provided between the back anchor main body 10 and the shaft rear wall. The bellows device 34 is installed so that the bellows device 34 extends as the back anchor body 10 advances, and the propulsion reaction force of the shield machine M is shared by the bellows reaction force device 34. The bellows device 34 is a telescopic device in which string members are hinged so as to form a continuous X shape, and is configured as a pair of left and right, and the vertical operation is provided so as to connect the upper and lower hinges. Arranged by hydraulic jacks 35, 35 of the arrangement.
[0032]
When the reaction force of the shield machine M is relatively small, a sufficient reaction force can be supported by the hydraulic jacks 35, 35..., But the axial force received by the hydraulic jack 35 is a structurally adjacent oblique material. When the reaction force is large due to the combined stress of the above, as shown in FIG. 28, if a horizontal hydraulic jack or the like that connects adjacent hinges is provided to support the reaction force, Good. In addition, a biting gripper 37 is provided between the upper and lower grippers 12A and 12C of the moving back anchor 1, and a horizontal plate-shaped biting plate 38 is disposed on the side wall surface of the shaft as shown in FIG. At each stage of the moving step, the reaction plate can be assisted by holding the biting plate 38 by the biting gripper 37.
[0033]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the temporarily assembled segment that has been required in the past can be dispensed with, and the work efficiency can be greatly improved and the cost can be reduced during the initial excavation. Safety is improved because the group segment disassembly work is eliminated. Moreover, since the installation space for the temporary support work conventionally required is unnecessary, the reduction of the shaft size can be achieved at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an initial excavation process (part 1) according to the present invention.
2 is a view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a view taken along the line III-III in FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view of the moving back anchor 1;
FIG. 5 is a view taken along the line VV in FIG. 4;
6 is a view taken along the line VI-VI in FIG. 4;
FIG. 7 is a front view of the moving back anchor at the minimum size.
FIG. 8 is a partially broken plan view showing an assembled state.
FIG. 9 is a plan view of an initial excavation process (No. 2) according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a telescopic propulsion procedure for a tail seal portion.
FIG. 11 is a plan view of an initial excavation process (No. 3) according to the present invention.
FIG. 12 is a sectional view of an initial excavation process (No. 3) according to the present invention.
13 is a view taken along the line XIII-XIII in FIG.
FIG. 14 is a plan view of an initial excavation process (No. 4) according to the present invention.
FIG. 15 is a plan view showing a first example of a reaction force assisting method.
16 is a view taken along line XVI-XVI in FIG.
FIG. 17 is a flowchart (No. 1) illustrating a second example of the reaction force assisting method.
FIG. 18 is a procedure diagram (part 2) illustrating a second example of the reaction force assisting method.
FIG. 19 is a flowchart (No. 3) illustrating a second example of the reaction force assisting method.
FIG. 20 is a flowchart (No. 4) illustrating a second example of the reaction force assisting method.
FIG. 21 is a plan view showing a third example of the reaction force assisting method.
22 is a view taken along the line XXII-XXII in FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a flowchart (No. 1) illustrating a fourth example of the reaction force assisting method.
FIG. 24 is a procedure diagram (part 2) illustrating a fourth example of the reaction force assisting method.
FIG. 25 is a sectional view showing a fifth example of the reaction force assisting method.
26 is a view taken along the line XXVI-XXVI in FIG.
FIG. 27 is a flowchart (No. 1) illustrating a sixth example of the reaction force assisting method.
FIG. 28 is a flowchart (No. 2) illustrating a sixth example of the reaction force assisting method.
FIG. 29 is a plan view according to a sixth example of the reaction force assisting method.
FIG. 30 is a vertical plan view of a shaft in the case of the present invention.
FIG. 31 is a flowchart (No. 1) of a conventional initial excavation method.
FIG. 32 is a procedure diagram (No. 2) of the conventional initial excavation method;
FIG. 33 is a vertical plan view of a shaft in the case of a conventional method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Moving back anchor, 2 ... Starting shaft, 3 ... Rail stand, 4 ... Rail for shield machines, 5 ... Rail for moving back anchor, 10 ... Back anchor main body, 10A-10D ... Corner block, 11 ... Press Ring, 12A-12D ... gripper, 13 ... gripper jack, 14A-14D ... spacer block, 15 ... intermediate press ring, 15A-15D ... ring block, 16 ... tip press ring, 17A-17D ... press ring spacer, 18 ... shield Propulsion jack, 19 ... tail seal, 23 ... earth anchor, 24 ... fixing nut, 25 ... first back jack, 26 ... intermediate steel plate, 27 ... second back jack, 28 ... bracket mounting steel, 29 ... reaction force bracket 30 ... Reaction steel, 32 ... Reaction rod, 33 ... Fixing nut, 34 ... Bellows reaction Apparatus, 37 ... 噛咬 gripper, 38 ... 噛板, M ... shield machine

Claims

A mobile back anchor device that is attached to the rear side of the shield machine in the start shaft and can move following the advance of the shield machine, and supports the reaction force during propulsion at each advance step of the shield machine. There,
The back anchor device includes a frame-like back anchor body having grippers that can be crimped to the side wall of the shaft on both right and left sides, and a shield machine for the back anchor body, which is integrally provided on the side surface, A movable back anchor device comprising a press ring for receiving a reaction force during propulsion from a machine.

The mobile back anchor device according to claim 1, wherein a shield propulsion jack of a shield machine is connected to a front end surface of the press ring.

The mobile back anchor device according to claim 1, wherein the back anchor main body is assembled by four corner block and a spacer block disposed between the corner blocks.

A shield starting method from a shaft using the mobile back anchor device according to claim 1,
After assembling and installing a shield machine at the bottom of the shaft, and assembling and installing the movable back anchor device between the shield machine and the shaft back wall,
A first step of pressing the gripper of the movable back anchor device against a shaft wall to take a reaction force support, and advancing the shield machine by one step with a shield jack;
A second step of releasing the gripper support of the mobile back anchor device and moving the mobile back anchor device to a rear position of the shield machine;
The shield starting method is characterized in that the shield machine is sequentially advanced by repeating the above.

5. A shield according to claim 4, wherein a ground anchor is placed in the ground in the direction of excavation, and an end of the earth anchor is fixed to the movable back anchor device to assist reaction force when the shield machine advances. How to start.

5. A reaction force assist during a shield machine advance is obtained by a jack that is continuously or serially connected in series in the excavation direction between the movable back anchor device and the shaft rear wall. Shield start method.

5. The bracket mounting steel material is fixed horizontally on both side walls of the shaft, and the reaction force bracket fixed to the bracket mounting steel material is used to take the reaction force assist when the shield machine advances. Shield start method.

A plurality of reaction force steel materials are arranged and fixed in a vertical arrangement on the both side walls of the vertical shaft with a predetermined interval in the excavation direction, and a gripper is interposed between the reaction force steel materials at each step in which the mobile back anchor device moves. The shield starting method according to claim 4, wherein the reaction force assist when the shield machine moves forward is obtained by fitting.

The rod fulcrum steel material is installed on the mirror surface side of the shaft, and the other end of the reaction force rods connected at one end to the rod fulcrum steel material is fixed to the movable back anchor body, so that 5. The shield starting method according to claim 4, wherein force assistance is taken.

A bellows type reaction force device configured to be stretchable in the direction of excavation is installed between the mobile back anchor device and the back wall of the shaft, and the bellows type reaction force device is extended in accordance with the movement of the mobile back anchor device. 5. A shield starting method according to claim 4, wherein reaction force assistance is taken when the shield machine advances.