JP3875227B2

JP3875227B2 - シールド掘削機の接合回収方法

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Publication number: JP3875227B2
Application number: JP2003372179A
Authority: JP
Inventors: 正明大林; 啓氏片平; 博伊達; 潤治小野
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: JP2005133469A

Description

本発明は、二台のシールド掘削機によって地中に相反する方向から互いに貫通するトンネルを掘削したのち、一方のトンネル内を通じてこれらのシールド掘削機を一体的に回収するシールド掘削機の接合回収方法に関するものである。

地中に管路を形成するためのトンネル工事においては、到達立坑の構築を省略すると共に工期の短縮を図るために、二台のシールド掘削機によってそれぞれ所定距離を存した発進立坑側から互いに接近する方向に向かってトンネルを掘進し、一定長のトンネルを掘削する毎に機内でセグメントを組立てて掘削壁面に覆工することにより管路を形成しながら所定位置で突き合わせ状態に対峙した時に停止させ、しかるのち、これらのシールド掘削機の外殻同士を繋ぎ合わせてトンネルを貫通させたのち、カッタヘッド等をガス溶断などで搬出可能な大きさに解体してトンネル内を通じて発進立坑側に撤去、回収している（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このようなシールド掘削機の接合回収方法によれば、トンネルの掘削終了後にシールド掘削機の内部をガス溶断などで搬出可能な大きさに解体しているために、その撤去、回収作業に著しい手間と労力を要する上に再利用できる部品も限られたものになるといった問題点があった。

これに対して、二台のシールド掘削機によるトンネルの掘削ではないが、カッタヘッドや掘削機内部をガス溶断することなく再び他のシールド工事に転用可能にするために、シールド掘削機の外殻を外筒体と外径が管路よりも小径の内筒体との二重構造に形成すると共にこれらの内外筒体を互いに屈折可能な前後胴部に分割して内筒体の内側に配設した中折れジャッキにより後胴部に対して前胴部を所定方向に屈折させて方向修正や曲線トンネルの施工を可能とし、さらに、内筒体の前部内に設けている隔壁に上記外筒体の前方地盤を掘削する外径が拡縮可能なカッタヘッドを回転自在に支持させると共に、シールド掘削機を推進させる複数本のシールドジャッキを内筒体に装着してなるシールド掘削機が開発されている（例えば、特許文献２参照）。

而してこのシールド掘削機によれば、一定長さのトンネルの掘削が終了したのちに、外筒体を掘削地盤に埋め殺し状態にする一方、カッタヘッドを縮径させたのち、内筒体と一体的に管路内を通じて発進立坑側に撤去、回収し、再度の使用を可能にすることができる。

特開平３−５５３９３号公報特開２００１−３１７２８５号公報

しかしながら、このような回収可能なシールド掘削機を二台使用して上記のように互いに貫通する一本のトンネルの掘削に採用しても、それぞれの発進立坑から所定の位置までトンネルを掘削したのち、その位置でカッタヘッドを突き合わせ状態に対向させた状態からカッタヘッド等を回収するには、カッタヘッドを縮径させたのち、互いに小間隔を存して対向しているこれらのシールド掘削機における外筒体の先端部内周面間に一定厚みの止水壁を形成し、しかるのち、シールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと共にそれぞれのトンネル内を通じて発進立坑側に撤去、回収することになり、回収作業をそれぞれのトンネル内を通じて行わなければならないために、著しい手間と労力を要すると共に回収費も高騰するいった問題点があった。

なお、上記シールド掘削機においては、中折れジャッキやシールドジャッキは内筒体の内周面側に装着されているため、これらの中折れジャッキやシールドジャッキの作用力を外筒体側に伝達するには大きな推進力を有するジャッキが必要となってコスト高になるばかりでなく、機内での作業空間が極めて狭くなり、作業の障害となって、トンネルを円滑に掘進していくことができなくなる虞れがあり、特に、シールド掘削機が小口径の場合には、作業性が一層、悪くなるといった問題点が生じることになる。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、二台のシールド掘削機を使用して互いに相反する方向から接近する方向に向かってトンネルを掘削し、これらのシールド掘削機を所定位置で突き合わせ状に接合させてトンネルを貫通させたのち、両シールド掘削機の撤去、回収作業が円滑に且つ能率よく行えるシールド掘削機の接合回収方法を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明のシールド掘削機の接合回収方法は、請求項１に記載したように、外筒体とこの外筒体内に長さ方向に摺動自在に挿入、固定され且つ外径が施工される管路よりも小径の内筒体と、この内筒体の前部に設けている隔壁に回転自在に支持されて上記外筒体の開口端から前方の地盤を掘削し且つ外径が上記管路の内径よりも小径に縮径可能に形成しているカッタヘッドとを備えた二台のシールド掘削機によって地中に相反する方向からトンネルを掘削しながら該トンネル内に管路を形成し、これらのシールド掘削機をそのカッタヘッドが小間隔を存して対峙した時に停止させたのち、一方のシール掘削機のカッタヘッドを縮径させると共にこのシールド掘削機の外筒体に対する内筒体の固定を解いて外筒体に対して内筒体を後退させることによりカッタヘッドを外筒体の前端部内に収納し、次いで、他方のシールド掘削機を前進させてそのカッタヘッドにより両シールド掘削機のカッタヘッド間に残存している地盤を掘削しながら該カッタヘッドを上記一方のシールド掘削機のカッタヘッドに対向させ、しかるのち、上記他方のシールド掘削機のカッタヘッドを縮径させたのち、この他方のシールド掘削機の外筒体に対する内筒体の固定を解いて内筒体に対して外筒体を前進させることによりこの外筒体と上記一方のシールド掘削機の外筒体とを接合させ、両シールド掘削機の対向するカッタヘッド間を一体に連結したのち、両シールド掘削機の外筒体を掘削壁面に残した状態でこれらのシールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと一体にいずれか一方の管路内を通じて回収することを特徴とする。

上記シールド掘削機の接合回収方法において、請求項２に係る発明は、シールド掘削機の外筒体を外側筒部と内側筒部との二重筒構造に形成し、且つ、中折れ部を介して互いに屈折自在に接続した前胴部と後胴部とに分割していると共に、内筒体も互いに屈折可能に連結した前後胴部に分割してあり、さらに、外筒体の上記内外筒部間で形成されている円環状の中空室内にこの外筒体の前後胴部間を連結している上記中折れジャッキを周方向に所定間隔毎に配設して掘進中におけるシールド掘削機の方向修正を行うと共に、両シールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと一体に一方の管路内を通じて回収したのち、上記中折れジャッキを撤去、回収することを特徴とするものである。

また、請求項３に係る発明は、上記内筒体の後胴部の後端にセグメントを組み立てるエレクタ装置を備えている一方、外筒体の円環状中空室内にセグメントに反力をとってシールド掘削機を掘進させるシールドジャッキを周方向に所定間隔毎に装着してあり、管路形成後に互いに連結した両シールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと一体に一方の管路内を通じて回収したのち、これらのシールドジャッキを撤去、回収することを特徴とする。

本発明のシールド掘削機の接合回収方法によれば、二台のシールド掘削機によって互いに相反する方向からトンネルを掘削し、所定位置で対峙させたのち、一方のシール掘削機のカッタヘッドを縮径させると共にこのシールド掘削機の外筒体に対する内筒体の固定を解いて外筒体に対して内筒体を後退させることによりカッタヘッドを外筒体の前端部内に収納し、次いで、他方のシールド掘削機を前進させてそのカッタヘッドにより両シールド掘削機のカッタヘッド間に残存している地盤を掘削しながら該カッタヘッドを上記一方のシールド掘削機のカッタヘッドに対向させるものであるから、所定位置で対峙させた両シールド掘削機のカッタヘッド間に存在する地盤の掘削、除去が簡単且つ確実に行うことができ、両トンネルの貫通作業が能率よく行うことができる。

さらに、両トンネルの貫通後、上記他方のシールド掘削機の外筒体に対する内筒体の固定を解いて内筒体に対して外筒体を前進させることによりこの外筒体と上記一方のシールド掘削機の外筒体とを接合させるものであるから、両シールド掘削機の外筒体の先端面同士を容易に且つ全面的に突き合わせ状態に接合することができ、従って、これらの外筒体が一連に連続して確実な止水機能を発揮することができる。

その上、両シールド掘削機の外筒体の接合後、これらのシールド掘削機の対向するカッタヘッド間を一体に連結したのち、外筒体を掘削壁面に残した状態でこれらのシールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと一体的にいずれか一方の管路内を通じて回収するものであるから、一方の管路内を通じて両シールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと共に一回の牽引等の作業により同時に回収することができ、回収作業が簡単且つ能率よく行うことができる。また、回収用のトンネル内レールも一方のトンネル内のみに設ければよく、牽引台車も一台で済むので、大幅なコストダウンを図ることができる。

このようなシールド掘削機の接合回収方法において、請求項２に係る発明によれば、シールド掘削機の外筒体は外側筒部と内側筒部との二重筒構造であって、且つ中折れ部を介して互いに屈折自在に接続した前胴部と後胴部とに分割されていると共に内筒体も互いに屈折可能に連結した前後胴部に分割されてあり、外筒体の上記内外筒部間で形成されている円環状の中空室内にこの外筒体の前後胴部間を連結している中折れジャッキを周方向に所定間隔毎に配設して掘進中におけるシールド掘削機の方向修正を行うように構成しているので、中折れジャッキの作動力を直接、外筒体の前後胴部間に伝達することができて大型の中折れジャッキを用いなくても比較的小さな伸縮力でもってシールド掘削機の方向修正や曲線トンネル掘削に必要な外筒体の中折れ角度を確実に得ることができる。

その上、中折れジャッキを内筒体の内周面側に配設することなく外筒体の円環状の中空室内に配設しているので、機内の作業空間を大きく確保することができ、作業の円滑性を図ることができると共に作業能率を向上させることができる。また、上述したように両シールド掘削機の内筒体とカッタヘッドとを一方の管路内を通じて一体的に回収したのち、上記中折れジャッキを撤去、回収するので、外筒体側からの撤去作業が容易に行えると共に再び次の工事に使用することができる。

また、請求項３に係る発明によれば、上記内筒体の後胴部の後端にセグメントを組み立てるエレクタ装置を備えているので、シールド掘削機によって掘削された掘削壁面に対するセグメントの覆工作業が簡単に行えるばかりでなく、トンネルの掘削終了後には、エレクタ装置を解体することなく内筒体と一体的に回収、撤去することができる。

さらに、上記外筒体の円環状中空室内にセグメントに反力をとってシールド掘削機の掘進させるシールドジャッキを周方向に所定間隔毎に装着しているので、シールドジャッキを、そのロッドの軸心延長線がセグメントの前端面にできる限り近接または突き当たる位置となるように配設することができ、従って、これらのシールドジャッキを安定的に作動させてシールドジャッキが損傷したりロッドに曲げが生じることなく、セグメントに直接的に反力をとってその推進力を確実にシールド掘削機に伝達することができると共に、シールドジャッキは上記中折れジャッキと同様に、外筒体における外側筒部の前後胴部の内周面に沿って装着されているので、機内の作業空間を大きく確保することができ、各種作業を円滑に且つ能率よく行うことができる。

次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１はシールド掘削機の縦断側面図であって、このシールド掘削機はその外殻を、外径が掘削したトンネルの掘削壁面ｔを覆工しているセグメントＳによって形成された管路Ｔの外径よりも僅かに大径に形成している外筒体１と、外径が上記管路Ｔの内径よりも小径に形成されている内筒体２とから構成してあり、この内筒体２の前部内に隔壁３を、その外周端面を内筒体２の内周面に一体に固着することによって設けられていると共に該隔壁３に上記外筒体１の開口端に面した地盤を掘削するカッタヘッド４を回転自在に支持させている。

上記外筒体１は、一定長さを有する外側筒部1Aと内側筒部1Bとの二重筒構造に形成されていてこれらの内外筒部1A、1Bの前端部間と後端部間とを円環状の連結板1C、1Dによって一体に連結していると共に長さ方向の中間部の数カ所の対向面間も連結片1Eによって一体に連結することによって外側筒部1Aの内周面と内側筒部1Bの外周面間に断面円環状の中空室５を形成している。さらに、これらの外側筒部1Aと内側筒部1Bとを前後に分割して内外前胴部1A1 、1B1 とこの内外前胴部1A1 、1B1 よりも長さが短い内外後胴部1A2 、1B2 とに形成している。なお、外側筒部1Aは上記前側連結板1Cの外周端から一定長さだけ前方に突出した突出前端部1A3 を有している。

また、上記外側筒部1Aにおける後胴部1A2 の前半部に外周面を凸円弧状湾曲面6aに形成している中折れ部６を一体に設けてこの中折れ部６を上記外側筒部1Aにおける前胴部1A1 の後端部内周面にシール材10を介して屈折自在に接続していると共に、中折れ部６の後端部外周面には前胴部1A1 と内外径が等しい一定長さの円筒状の後側外殻部７の前端部内周面を固着してこの後側外殻部７を後胴部1A2 から後方に延出させている。

外筒体１における上記内外前胴部1A1 、1B1 を内外後胴部1A2 、1B2 に対して所望方向に屈折させるための複数本の中折れジャッキ８は、上記円環状の中空室５内に周方向に所定間隔毎に、詳しくは、図２に示すように、小間隔を存した２本の中折れジャッキ８、８を一組として４組を上下左右にそれぞれ配設されてあり、これらの中折れジャッキ８の前端を外側筒部1Aにおける前胴部1A1 の前部内周面に突設しているブラケット11に回動自在に枢着することによって連結し、後端を外側筒部1Aにおける後胴部1A2 の上記中折れ部６の内周面に突設しているブラケット12に回動自在に枢着することによって連結している。

さらに、上記円環状の中空室５内には中折れジャッキ８と共に複数本のシールドジャッキ９が周方向に一定間隔毎に配設されてあり、これらのシールドジャッキ９は外側筒部1Aにおける後胴部1A2 の上記中折れ部６の内周面に載置された状態で適宜な固定具（図示せず）により取り外し可能に固着されていると共に後端部を上記後側の円環状連結板1Dに挿通、支持させて後方に突出し、そのロッド9aの先端に装着しているスプレッダ9bを管路Ｔを構成したセグメントＳの前端面に押し付けるように構成している。

上記内筒体２は、その外径を外筒体１の内側筒部1Bの内径よりも小径に形成されていて、この内側筒部1B内に後方に向かって引出し可能に挿嵌されてある。具体的には、内側筒部1Bの前後胴部1B1 、1B2 の前後方向及び周方向の複数個所にガイドローラ13を回転自在に軸支してあり、これらのガイドローラ13に外周面を支持させながら内筒体２を外筒体１内に互いに二重構造となるように挿嵌していると共に、内側筒部1Bの前胴部1B1 の内周面に長さ方向に所定間隔を存して複数のシール材10を周設してこのシール材10に内筒体２の前胴部2Aの外周面を密接させて止水性をもたせている。

この内筒体２も上記外筒体１と同様に前胴部2Aと後胴部2Bとに分割されてあり、前胴部2Aの長さは外筒体１の内側筒部1Bにおける前胴部1B1 と同一長さに形成されていると共に、その前後胴部2A、2B間の分割部を外筒体１の内側筒部1Bにおける前後胴部1B1 、1B2 間の分割部の内側に重なるようにして配設されてあり、さらに、この内筒体２の前胴部2Aの後端部を外筒体１の上記内側筒部1Bにおける前胴部1B1 に連結具14、例えばボルトによって着脱自在に連結していると共に、内筒体２の内周面に沿って上記各中折れジャッキ８の内側に重なるように、複数（中折れジャッキ８と同数）の伸縮ジャッキからなる連結部材15を配設してあり、この連結部材15の前後端を内筒体２の前後胴部2A、2Bの内周面に回動自在に枢着して前後胴部2A、2Bを屈折可能に連結している。

また、内筒体２の後胴部2Bの後端部を外筒体１の後胴部1A2 、1B2 から後方に突出させてその後端にセグメントＳを組み立てるエレクタ装置16を配設している。このエレクタ装置16は、内筒部２の後胴部2Bの後端部に外径が管路Ｔの内径よりも小径の円形レール部材16a を固着し、この円形レール部材16a にモータ（図示せず）駆動によって回動するリング体16b を回転自在に支持させこのリング体16b にエレクタ16c を装着してなるものである。

内筒体２の前部に設けている上記隔壁３の中心部に回転中心軸17を回転自在に支持させている上記カッタヘッド４は、図１、図３に示すように、その回転中心軸17の前端から該回転中心軸17に対して直交する方向（外径方向）に向かって、長さが外筒体１の内側筒部1Bの内周面の半径よりも短く且つ前面両側部に前方に向かって複数のカッタビット4cを突設している複数本（図においては、４本）のスポーク4aを放射状に設けていると共に隣接するスポーク4a、4aの外端対向側面間を円弧状の連結片4dによって一体に連結してあり、さらに、各スポーク4aをその外端面が開口した筒状の中空スポーク4aに形成してその内部に外側スポーク片4bを収納し、スポーク4aに装着しているジャッキ18の作動により、外側スポーク片4bを中空のスポーク4aの開口端から出没させてスポーク長を外筒体１の外周面に達する長さから内筒体２の内周面内に納まる長さまで伸縮自在に構成している。なお、外側スポーク片4bの前面両側部にも複数本のカッタビット4cを突設していると共に、上記回転中心軸17の前面にセンタビット4c' を突設している。

また、カッタヘッド４の背面外周部数カ所に、後方に向かってアーム部材19を突設していると共に、これらのアーム部材19の後端を円環状枠材20によって一体に連結して該円環状枠材20を隔壁３から前方に突出している内筒体２の前端部内周面に回転自在に支持させてあり、さらに、この円環状枠材20の後端面に内歯車21を固着している一方、上記隔壁３の外周部後面に駆動モータ22を装着してこの駆動モータ22の回転軸に固着している小歯車23を上記内歯車21に噛合させ、駆動モータ22によってカッタヘッド４を回転させるように構成している。

さらに、カッタヘッド４の後面と上記隔壁３の前面間の空間部を、カッタヘッド４によって掘削された土砂を取り込んで一旦滞留させておく土砂室24に形成してあり、この土砂室24から排土手段25を通じて掘削土砂を後方に排出するように構成している。この排土手段25は図１に示すようにスクリューコンベアからなり、その前端開口部を隔壁３の下部を貫通して上記土砂室24の下端部内に臨ませていると共に隔壁３から後方に向かって斜め上方に傾斜させた状態で配設されている。

なお、カッタヘッド４の上記アーム部材19には外径方向に突出した伸縮自在な攪拌棒26を装着していると共に上記外筒体１の後側外殻部７の上周部にはカバー27によって覆われた裏込注入管28が配設されている。

次に、以上のように構成したシールド掘削機を２台（以下、一方のシールド掘削機をＡ、他方のシールド掘削機をＢとする）使用して地中に互いに貫通するようにトンネルを掘削するには、まず、所定距離を存した場所に構築している発進立坑（図示せず）内にそれぞれシールド掘削機Ａ、Ｂを設置し、これらの発進立坑から互いに接近する方向に向かってトンネルを掘進する。トンネルの掘進は、それぞれのシールド掘削機Ａ、Ｂのカッタヘッド４の外側スポーク片4bを伸長させてカッタヘッド４を拡径させた状態にして回転させながら外筒体１の突出前端部1A3 から前方の地盤を掘進し、その掘削壁面ｔにセグメントＳを組み立てることによって管路Ｔを形成していくと共に、先にトンネルの掘削壁面ｔに施工したセグメントＳの前端面にシールドジャッキ９のロッド先端に装着しているスプレッダ9bを押しつけ、ロッド9aを伸長させることによって行われる。

この際、セグメントＳは外筒体１における外側筒部1Aの後胴部1A2 から後方に突出している後側外殻部７内でエレクタ装置16により組み立てられ、シールド掘削機の掘進に従って該後側外殻部７の内周面に沿って掘削壁面ｔに送りだされる一方、全てのシールドジャッキ９は外筒体１における外側筒部1Aの上記後胴部1A2 の内周面に装着されているので、その軸心延長線がセグメントの前端面にできる限り近接または突き当たる状態となり、従って、シールドジャッキ９のロッド9aに曲げ等の無理な力が生じさせることなくセグメントＳの前端面に反力をとって安定した状態で推進させることができると共に、機内の作業空間を広く確保することができて能率よく作業が行える。

セグメントＳの前端面に反力をとったシールドジャッキ９の推進力は、このシールドジャッキ９を固着させている外側後胴部1A2 から中折れジャッキ８を介して外側前胴部1A1 に伝達され、さらに、この外側前胴部1A1 とボルト等の連結具14によって着脱自在に連結している内筒体２の前胴部2Aからこの内筒体２に設けている隔壁３を介してカッタヘッド４に伝達される。この際、内筒体２の後胴部2Bは前胴体2Aとの連結部材15によって前方に引かれて一体的に前進する。

また、トンネルの掘進中において、シールド掘削機Ａ、Ｂの方向を修正したり曲線トンネル部を掘削する場合には、中折れジャッキ８を作動させることにより、内外筒体１、２の前胴部1A1 、1B1 、2Aを後胴部1A2 、1B2 、2Bに対して所定の方向に屈折させる。即ち、向きを変えたい側の中折れジャッキ８を収縮させるか、又は、反対側の中折れジャッキ８を伸長させるか、或いは、これらの径方向に対向する中折れジャッキ８をそれぞれ同時に収縮、伸長させると、中折れジャッキ８の前端部を連結している外筒体１の外側筒部1Aの前胴部1A1 が後胴部1A2 に対して中折れ部６から向きを変えたい方向に所定角度屈折する。なお、屈折角度は中折れジャッキ８の伸縮量によって大小に調整することができる。

この際、外筒体１の内側筒部1Bの前後胴部1B1 、1B2 はそれぞれ外筒体１の外側筒部1Aの前後胴部1A1 、1A2 に一体に連結していると共に内筒体２の前胴部2Aも外筒体１の内側筒部1Bの前胴部1B1 に連結具14によって一体に連結しているので、上記外筒体１の外側筒部1Aの前胴部1A1 が後胴部1A2 に対して所定角度屈折すると、外筒体１の内側筒部1Bの前胴部1B1 と内筒体２の前胴部2Aも後胴部1B2 、2Bに対して同時に同一方向に同一角度、一体に屈折する。また、内筒体２の前胴部2Aが後胴部2Bに対して屈折する際には、収縮ジャッキからなる連結部材15がその屈折度に応じて伸縮する。

この状態にしてシールド掘削機を掘進させることにより所定の方向にトンネルを掘削する。このように、中折れジャッキ８を外筒体１の外側筒部1A側に取付けているので、シールド掘削機の方向修正のために外筒体１の前後胴間の中折れ角度を直接的に且つ円滑に制御することができる。また、内筒体２で囲まれた機内の作業空間を大きく確保することができる。

こうして、両シールド掘削機Ａ、Ｂによって互いに接近する方向にトンネルを掘削しながらその掘削壁面ｔにセグメント覆工による管路Ｔを形成してゆき、両シールド掘削機Ａ、Ｂが図４に示すように、両発進立坑間の中間位置における所定の接合点Ｃに達してこれらのシールド掘削機Ａ、Ｂのカッタヘッド４、４が小間隔を存した状態で対峙すると、両シールド掘削機Ａ、Ｂを一旦、その状態で停止させる。なお、この状態においては、一方のシールド掘削機Ａの外筒体１における外側前胴部1A1 からの突出前端部1A3 の先端を上記接合点Ｃに合わせておく。従って、他方のシールド掘削機Ｂの外筒体１における外側前胴部1A1 からの突出前端部1A3 は上記接合点Ｃから所定距離だけ離間した位置で停止している。この状態にしたのち、両シールド掘削機Ａ、Ｂによって掘削されたトンネル間を貫通させると共に、これらのシールド掘削機Ａ、Ｂの接合、回収作業に移る。次に、この接合、回収方法について説明する。

まず、上記のように両シールド掘削機Ａ、Ｂが所定の間隔を存して対峙させたのち、地盤が地下水を含む崩壊性の地盤である場合には、カッタヘッド４のスポーク4a、4a間を通じて両シールド掘削機Ａ、Ｂのカッタヘッド４、４間に残存する地盤Ｄ内とこの地盤Ｄの外周方の周辺地盤とに薬液を注入して、地盤の安定化を図る。しかるのち、図５に示すように、一方のシールド掘削機Ａ（受け側シールド掘削機という）のカッタヘッド４の外側スポーク片4bを各スポーク4a内に収縮させることによってカッタヘッド４の外径を外筒体１の内側筒部1Bの内径よりも小径にすると共にカッタヘッド４のアーム部材17に装着している攪拌棒26を収縮させてカッタヘッド４を外筒体１の外側前胴部1A1 からの突出前端部1A3 内に収納可能な状態にする。

さらに、図６に示すように、上記受け側のシールド掘削機Ａ側の管路Ｔの底部に発進立坑に通じる回収用レール28を敷設したのち、このシールド掘削機Ａに配設しているスクリューコンベアからなる排土手段25を上記レール28上を走行する搬送台車（図示せず）に載置して該搬送台車を牽引車（図示せず）により搬出、撤去する。しかるのち、この受け側シールド掘削機Ａにおける外筒体１の内側前胴部1B1 と内筒体２の前胴部2Aとを一体に連結しているボルトよりなる連結具14を取り外すと共に内筒体２の前後胴部2A、2Bの対向端部間を連結金具27により一体に連結、固定し、内外筒体１、２を互いに前後方向に相対移動可能にする。さらに、この受け側シールド掘削機Ａの内筒体２における下周部に上記レール28上を転動する回収用ガイドローラ29を取付ける。

次いで、図７に示すように、上記受け側シールド掘削機Ａの内筒体２を牽引車によって牽引して後退させ、カッタヘッド４を外筒体１の外側前胴部1A1 からの突出前端部1A3 内に収納する一方、他方のシールド掘削機Ｂ（差込み側シールド掘削機という）側のシールドジャッキ９を伸長させることによって掘削機全体を推進させ、両シールド掘削機Ａ、Ｂ間に残存する未掘削部分である上記地盤Ｄを掘削、除去してこれらのシールド掘削機Ａ、Ｂによって掘削したトンネルを貫通させると共に両シールド掘削機Ａ、Ｂのカッタヘッド４、４の先端を接合状態に対峙させる。

しかるのち、図８に示すように、この差込み側シールド掘削機Ｂのカッタヘッド４の外側スポーク片4bを各スポーク4a内に収縮させることによってカッタヘッド４の外径を外筒体１の内側筒部1Bの内径よりも小径にすると共にカッタヘッド４のアーム部材17に装着している攪拌棒26を収縮させる一方、該差込み側シールド掘削機Ｂに配設しているスクリューコンベアからなる排土手段25を取り外して一旦、管路Ｔ内に残しておく。この排土手段25を取り外したのち、上記受け側シールド掘削機Ａと同様に、この差込み側のシールド掘削機Ｂ側においても、外筒体１の内側前胴部1B1 と内筒体２の前胴部2Aとを一体に連結しているボルトよりなる連結具14を取り外すと共に内筒体２の前後胴部2A、2Bの対向端部間を連結金具27により一体に連結、固定し、さらに、この差込み側シールド掘削機Ｂの内筒体２における下周部に上記レール28上を転動させるための回収用ガイドローラ29を取付ける。

この状態にして、差込み側のシールド掘削機Ｂにおける外筒体１のみをその内側筒部1Bに取付けている上記ガイドローラ13を内筒体２の外周面上を転動させながら内筒体２に対して受け側シールド掘削機Ａに向かって前進させ、図９に示すようにこの差込み側シールド掘削機Ｂの外筒体１の突出前端部1A3 の先端を、上記接合点Ｃにおいて受け側シールド掘削機Ｂの外筒体１の突出前端部1A3 の先端に突き合わせ状に接合させてこれらの外筒体１、１の外側筒部1A、1Aを一連に連続させたのち、外筒体１、１の内側筒部1B、1Bにおける下周部間に回収用の渡しレール部28' を敷設する。

次いで、図10に示すように、これらのシールド掘削機Ａ、Ｂのカッタヘッド４、４の外周部間を連結固定用金具30によって一体に連結したのち、受け側シールド掘削機Ａの後端側を上述した牽引車によって牽引して一方の管路Ｔ内に敷設している上記回収用レール28上を一方の発進立坑側に向かってこれらのシールド掘削機Ａ、Ｂ、即ち、内筒体２、２と該内筒体２、２にそれぞれ設けているカッタヘッド４及びエレクタ装置16とからなる掘削機本体を一体的に搬送し、発進立坑を通じて地上側に回収する。さらに、他方の管路Ｔ内に残しておいた排土手段25を搬送台車上に乗せて上記同様に回収用レール28上を一方の発進立坑側に搬送、撤去する。

また、上記接合点Ｃにおいて互いに接合した両外筒体１、１内に装着している中折れジャッキ８やシールドジャッキ９などの機器を外筒体１から取り外して搬送台車に載置し、一方の発進立坑側に搬送、撤去すると共に、上記接合点Ｃで突き合わせ状に接合している外筒体１、１の外側筒部１Ａ、1Aの内周面間に金具31を溶接等によってリング状に固着してトンネル接合を終了する。

なお、以上の実施の形態においては、カッタヘッド４のスポーク4aは、このスポーク4aを中空に形成してその内部に外側スポーク片4bを出没自在に収納し、スポーク4a内に装着しているジャッキ18の作動により、外側スポーク片4bを中空のスポーク4aの開口端から出没させてカッタヘッド４の外径を拡縮させるように構成しているが、スポーク4aの外端に一定長のスポーク片を切り離し自在に連結して、該スポーク片を連結した状態においてはカッタヘッド４を外筒体１の外径に略等しい外径とし、スポーク片を取り外した状態においては、カッタヘッド４の外径を管路内を通じて撤去可能な径となるように構成しておいてもよい。

また、管路ＴはセグメントＳを組み立てることによって形成しているが、発進立坑側からシールド掘削機に後続させてヒューム管等の管体を推進工法によって順次、推進、埋設することにより形成してもよく、この場合には、シールドジャッキ９は不必要となる。

シールド掘削機全体の縦断側面図。中折れジャッキとシールドジャッキとの配設部分の縦断面図。カッタヘッドの正面図。両シールド掘削機を突き合わせ状に対向させた状態の縦断側面図。一方のシールド掘削機Ａのカッタヘッドを縮径させた状態の縦断側面図。排土手段を撤去する状態の縦断側面図。未掘削部を掘削してトンネルを貫通させた状態の縦断側面図。他方のシールド掘削機のカッタヘッドを縮径させると共に排土手段を取り外した状態の縦断側面図。両シールド掘削機の外筒体を接合させた状態の縦断側面図。両シールド掘削機を撤去している状態の縦断側面図。

符号の説明

１外筒体
1A、1B 内外筒部
1A1 、1B1 内外前胴部
1A2 、1B2 内外後胴部
３隔壁
４カッタヘッド
５中空室
６中折れ部
８中折れジャッキ
９シールドジャッキ
14 連結具
15 連結部材
16 エレクタ装置

Claims

外筒体とこの外筒体内に長さ方向に摺動自在に挿入、固定され且つ外径が施工される管路よりも小径の内筒体と、この内筒体の前部に設けている隔壁に回転自在に支持されて上記外筒体の開口端から前方の地盤を掘削し且つ外径が上記管路の内径よりも小径に縮径可能に形成しているカッタヘッドとを備えた二台のシールド掘削機によって地中に相反する方向からトンネルを掘削しながら該トンネル内に管路を形成し、これらのシールド掘削機をそのカッタヘッドが小間隔を存して対峙した時に停止させたのち、一方のシール掘削機のカッタヘッドを縮径させると共にこのシールド掘削機の外筒体に対する内筒体の固定を解いて外筒体に対して内筒体を後退させることによりカッタヘッドを外筒体の前端部内に収納し、次いで、他方のシールド掘削機を前進させてそのカッタヘッドにより両シールド掘削機のカッタヘッド間に残存している地盤を掘削しながら該カッタヘッドを上記一方のシールド掘削機のカッタヘッドに対向させ、しかるのち、上記他方のシールド掘削機のカッタヘッドを縮径させたのち、この他方のシールド掘削機の外筒体に対する内筒体の固定を解いて内筒体に対して外筒体を前進させることによりこの外筒体と上記一方のシールド掘削機の外筒体とを接合させ、両シールド掘削機の対向するカッタヘッド間を一体に連結したのち、両シールド掘削機の外筒体を掘削壁面に残した状態でこれらのシールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと一体にいずれか一方の管路内を通じて回収することを特徴とするシールド掘削機の接合回収方法。
シールド掘削機の外筒体は外側筒部と内側筒部との二重筒構造であって、且つ中折れ部を介して互いに屈折自在に接続した前胴部と後胴部とに分割されていると共に内筒体も互いに屈折可能に連結した前後胴部に分割されてあり、外筒体の上記内外筒部間で形成されている円環状の中空室内にこの外筒体の前後胴部間を連結している中折れジャッキを周方向に所定間隔毎に配設して掘進中におけるシールド掘削機の方向修正を行うと共に、両シールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと一体に一方の管路内を通じて回収したのち、上記中折れジャッキを撤去、回収することを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機の接合回収方法。
内筒体の後胴部の後端にセグメントを組み立てるエレクタ装置を備えている一方、外筒体の円環状中空室内にセグメントに反力をとってシールド掘削機を掘進させるシールドジャッキを周方向に所定間隔毎に装着してあり、管路形成後に互いに連結した両シールド掘削機の内筒体をカッタヘッドと一体に一方の管路内を通じて一体的に回収したのち、これらのシールドジャッキを撤去、回収することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘削機の接合回収方法。