JP3879269B2

JP3879269B2 - Modification method from shield machine for large-diameter segment to shield machine for small-diameter segment

Info

Publication number: JP3879269B2
Application number: JP24558798A
Authority: JP
Inventors: 隆志輪違; 裕治佐久間; 譲吉田
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000073690A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大径セグメントと小径セグメントとに対応可能な、大径セグメント用のシールド掘進機から小径セグメント用のシールド掘進機への改変方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示すように、シールド掘進機ａは、円筒状のシールドフレームｂの前部に設けたカッタｃによって切羽を掘削しつつ、シールドフレームｂ内にて組み立てたセグメントｄに反力をとる推進ジャッキ（図示せず）によってシールドフレームｂを掘進させるものである。セグメントｄは、トンネルの周方向に分割されており、シールドフレームｂの内部で組み立てるべく、シールドフレームｂの内径より小径に形成されている。
【０００３】
セグメントｄとシールドフレームｂとの間ｅ（テールクリアランスｅ）は、シールドフレームｂの後部内周面に固設されたテールシールｆによってシールされる。また、セグメントｄと掘穴ｇとの間の空間ｈ（テールボイドｈ）には、掘進機ａ内から裏込材（ドットで表す）が充填され、テールボイドｈの崩落によって生じる地盤沈下を防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シールド掘進機ａを用いてトンネルを構築する場合、掘進中の深度や土質の変化に伴って土荷重条件（土圧・水圧条件）が変化する。よって、かかる土荷重条件の変化に応じてセグメントｄの桁厚（板厚）を変更し、トンネル工事費用のトータルコストを低減したいとの要望があるが、他方、実質的なトンネル径となるセグメントｄの内径Ｄ₁は変更したくないという要望もある。
【０００５】
このため、掘進中に土荷重条件が例えば緩くなった場合には、図１１に示すようにセグメントｄの内径Ｄ₁を同一に保ったままセグメントｄの板厚を薄くして外径Ｄ₂をＤ₃に小径化することが考えられるが（Ｄ₃＜Ｄ₂）、この場合、セグメントｄをある程度以上薄板化するとテールシールｆがセグメントｄから離間してしまい、シール不能となってしまう。よって、テールシールｆの作動許容範囲内でしか薄板化できず、且つその場合でもテールボイドｅが大きくなるため裏込材が充填不足となり、地盤沈下の虞がある。
【０００６】
よって、現状では、▲１▼セグメントｄの外径Ｄ₂を同一に保ったまま板厚を薄くして内径Ｄ₁を大径化し、組立後にセグメントｄの内周面を２次覆工して実質的なトンネル径を同一とする方式や、▲２▼最も土荷重条件の厳しい場合に対応させた板厚のセグメントｄのみを使用して板厚を変更しない方式がとられているが、▲１▼の方式では２次覆工のためにコストアップが避けられず、▲２▼の方式では土圧条件の緩い部分ではセグメントｄがオーバクオリティとなってトンネル工事全体としてコストアップとなる。
【０００７】
以上の事情を考慮して創作された本発明の目的は、大径セグメントと小径セグメントとをシール性を低下させることなく適宜切換えて使用でき、トンネル工事費用の削減を推進できる大径セグメント用のシールド掘進機から小径セグメント用のシールド掘進機への改変方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、大径セグメントの外径に基づいて円筒状に形成されたシールドフレームと、該シールドフレームの後部内周面に固設されその先端部が大径セグメントの外周面に接触する大径用テールシールとを備えた大径用のシールド掘進機を、小径セグメントに対応した小径用のシールド掘進機に土中で改変する方法であって、大径用のシールド掘進機で組み付けられた既設の大径セグメントの先端部に、外周面が大径セグメントの外周面と面一となるように形成されたテールシールガイド部材を取り付け、該テールシールガイド部材の軸方向前方に隣接させて、外径が既設の大径セグメントの外径に一致された内筒を配置し、該内筒の内周面に、複数の小径用テールシールを、最後尾の小径用テールシールの後端部が上記内筒の後端部よりも後方に延出されるように取り付け、上記内筒の径方向内方に、外周面が上記小径用テールシールに接触すると共に後端部が既設の大径セグメントの先端部に当接する小径セグメントを組み付け、該小径セグメント及び上記内筒に上記シールドフレーム内に設けられた推進ジャッキを押し付けて該推進ジャッキを伸長させることで、上記大径用テールシールが上記大径セグメントの外周面に摺接する位置から上記テールシールガイド部材の外周面に摺接する工程を介して上記内筒の外周面に摺接する位置まで上記シールドフレームを前進させ、そのシールドフレームに上記内筒を固定するようにしたことを特徴とする大径セグメント用のシールド掘進機から小径セグメント用のシールド掘進機への改変方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１４】
図１に大径セグメントと小径セグメントとに対応可能なシールド掘進機の概要を示す。図１(a) は大径セグメントに対応させた状態、図１(b) は小径セグメントに対応させた状態をそれぞれ示す図である。また、図２(a) は図１(a) の部分拡大図、図２(b) は図１(b) の部分拡大図である。
【００１５】
シールド掘進機１は、円筒状のシールドフレーム２と、その前部に設けたカッタ３とを有する。大径セグメント４および小径セグメント５は、それぞれトンネルの周方向に分割されており（図１０(b) 参照）、エレクタによってシールドフレーム２の内方で組み立てられる。組み立てられたセグメント４、５は、実質的なトンネル壁となると共に、シールドフレーム１の内部に取り付けられた推進ジャッキの反力受け部材となる。
【００１６】
大径セグメント４は、その外径Ｄ₂が小径セグメントの外径Ｄ₃より大きく、内径Ｄ₁が小径セグメントの内径Ｄ₁と等しく設定されている。セグメント４、５を切換えた場合、大径セグメント４の内周面と小径セグメント５の内周面とを面一に繋げ、トンネル内面に段差を付けないようにするためである。但し、トンネル内面に積極的に段差を付けたいときには、大径セグメント４の内径Ｄ₁を小径セグメント５の内径Ｄ₁よりも大きくしてもよい。
【００１７】
図１(a) に示すように、本実施形態に係るシールド掘進機１のシールドフレーム２は、大径セグメント４の外径Ｄ₂に基づいて円筒状に形成されている。すなわち、シールドフレーム２の内径Ｄ_Sは、大径セグメント４の外径Ｄ₂よりも所定径だけ大きく設定されている。よって、シールドフレーム２と大径セグメント４との間には、所定の最適なテールクリアランス７が形成されることになる。
【００１８】
シールドフレーム２の後部内周面６には、その先端部が大径セグメント４の外周面４ａに接触し、上記テールクリアランス７をシールする大径用テールシール８ａ、８ｂが固設されている。大径用テールシール８ａ、８ｂは、シールドフレームの周方向に沿ってリング状に束ねられたブラシ体からなり、図例では軸方向に所定間隔を隔てて２段配置されているが、これに限らず３段以上の配置としてもよい。
【００１９】
シールドフレーム２の後部外周面９には、図２(a) に示すように、掘穴１０と大径セグメント４との間の空間（テールボイド１１）にドットで表す裏込材１２を充填するための裏込材噴射管１３が、シールドフレーム２の周方向に所定間隔を隔ててそれぞれカバー１４で覆われて設けられている。各裏込材噴射管１３から噴射され上記テールボイド１１に充填された裏込材１２は、テールボイド１１の崩落を防止して地盤沈下を抑制する。
【００２０】
図１(b) および図２(b) に示すように、シールドフレーム２の後部内周面６には、装着時にその外周面１５ａが上記大径用テールシール８ａ、８ｂの先端部に接触する内筒１５が、接続金具１６を介して着脱自在に設けられている。接続金具１６は、シールドフレーム２と内筒１５との間隙１７を塞ぐように、リング状に形成することが好ましい。シール性の万全を期すためである。但し、大径用テールシール８ａ、８ｂによって上記間隙１７のシール性を確保できるならこの限りではない。
【００２１】
内筒１５の外径は、大径セグメント４の外径Ｄ₂に一致されている。セグメント４、５を切換えたとき、大径用テールシール８ａ、８ｂの大径セグメント４および内筒１５に対するシール性を同等にし、安定したシール性を確保するためである。また、このように設定すれば、大径用テールシール８ａ、８ｂは、その撓み量が大径セグメント４または小径セグメント５の使用に拘らず一定となるので、傷みが小さくなる。
【００２２】
但し、図１(b) において、内筒１５の外径を大径セグメント４の外径Ｄ₂より大きくして大径用テールシール８ａ、８ｂの内筒１５に対するシール性をより高めるようにしてもよく、また、内筒１５の外径を大径セグメント４の外径Ｄ₂より小さくして小径セグメント５に対する径方向のスペーサ的機能を高めるようにしてもよい。なお、後者における内筒１５の小径化は、大径用テールシール８ａ、８ｂの作動許容範囲内に止める必要がある（図１１参照）。
【００２３】
内筒１５の内周面１５ｂには、その先端部が小径セグメント５の外周面５ａに接触し、小径セグメント５との間隙をシールする小径用テールシール１８ａ、１８ｂが固設されている。小径用テールシール１８ａ、１８ｂは、内筒１５の周方向に沿ってリング状に束ねられたブラシ体からなり、図例では軸方向に所定間隔を隔てて２段配置されているが、これに限らず３段以上の配置としてもよい。
【００２４】
内筒１５は、その外周面１５ａが大径用テールシール８ａ、８ｂの接触面となってシール機能の一部を担うと共に、その板厚Ｘがセグメント外径Ｄ₂、Ｄ₃の拡縮に応じた径方向のスペーサとしての機能を発揮する。これにより、大径セグメント４と小径セグメント５とをシール性を低下させることなく切換えて使用できる。よって、土荷重条件に応じて大径セグメント４または小径セグメント５のいずれかを選択して使用できる。
【００２５】
図２(b) に示すように、内筒１５の板厚Ｘ内には、内筒１５の後方に裏込材１２を噴射する裏込材噴射管１９が収容されている。裏込材噴射管１９は、内筒１５をシールドフレーム２の後部内周面６に取り付けたとき、内筒１５の板厚Ｘプラス小径用テールシール１８ａ、１８ｂの嵩Ｙの分Ｚ（Ｘ＋Ｙ＝Ｚ）だけテールボイド１１が大きくなるが、その大きくなったテールボイド１１に応じた裏込材１２を補充するものである。
【００２６】
以上のシールド掘進機１によれば、図１(a) および図２(a) に示すように、大径セグメント４を使用するときには、内筒１５をシールドフレーム２の後部内周面６から取り外し、その後部内周面６に固設した大径用テールシール８ａ、８ｂによって、シールドフレーム２と大径セグメント４との間７のシールを行う。このとき、シールドフレーム２の内径Ｄ_Sが大径セグメント４の外径Ｄ₂に合わせて最適に設定されているので、大径用テールシール８ａ、８ｂは適正なシール力を発揮する。
【００２７】
他方、図１(b) および図２(b) に示すように、小径セグメント５を使用するときには、内筒１５をシールドフレーム２の後部内周面６に取り付け、内筒１５とシールドフレーム２との間１７のシールを大径用テールシール８ａ、８ｂによって行うと共に、内筒１５と小径セグメント５との間２０のシールを内筒１５に固設した小径用テールシール１８ａ、１８ｂによって行う。
【００２８】
このように、内筒１５は、その外周面１５ａが大径用テールシール８ａ、８ｂの接触面となってシール機能の一部を担うと共に、その板厚Ｘがセグメント外径Ｄ₂、Ｄ₃の拡縮に応じた径方向のスペーサとしての機能を発揮するので、大径セグメント４と小径セグメント５とをシール性を低下させることなく切換えて使用でき、トンネル工事費用の削減を推進できる。また、内筒１５をシールドフレーム２の後部内周面６に着脱することにより、大径セグメント４と小径セグメント５とを何度でも切換えることができる。
【００２９】
また、図２(b) に示すように、シールドフレーム２の後部内周面６に内筒１５を取り付けたときには、内筒１５の板厚Ｘプラス小径用テールシール１８ａ、１８ｂの嵩Ｙの分Ｚだけテールボイド１１が大きくなるが、内筒１５の板厚Ｘ内に設けた裏込材噴射管１９によってその大きくなったテールボイド１１に応じた裏込材１２を補充できるので、地盤沈下を回避できる。すなわち、図２(b) においては、シールドフレーム２の後部外周面９に設けた裏込材噴射管１３のみならず内筒１５の板厚Ｘ内に設けた裏込材噴射管１９からも裏込材１２を噴射するので、大きくなったテールボイド１１に対しても充分な量の裏込材１２を供給充填できる。よって、テールボイド１１の崩落を防止でき、地盤沈下を回避できる。
【００３０】
また、図１(a),(b) に示すように、内筒１５の外径を大径セグメント４の外径Ｄ₂に一致させているので、大径用テールシール８ａ、８ｂは、内筒１５の外周面１５ａへの接触状態と大径セグメント４の外周面４ａへの接触状態とが等しくなり、内筒１５に対しても大径セグメント４に対しても同等のシール性能を発揮できる。よって、大径用テールシール８ａ、８ｂは、いずれのセグメント４、５を使用した場合であっても、安定したシール性を確保できる。また、大径用テールシール８ａ、８ｂは、その撓み量が大径セグメント４または小径セグメント５の使用に拘らず一定となるので傷みが小さくなり、セグメント４、５の切り換えに対する耐久性が向上する。
【００３１】
次に、大径セグメント４の使用から小径セグメント５の使用に切換える手順を図３乃至図６に基づいて説明する。
【００３２】
先ず、図３(a) に示すように、シールドフレーム２の内周面にブラケット２１を介して設けられた推進ジャッキ２２を全て伸長させ、大径セグメント４を相対的に後方に送り出してシールドフレーム２を前進させる。このとき、大径セグメント４とシールドフレーム２との間隙（テールクリアランス７）は、シールドフレーム２の後部内周面６に固設された大径用テールシール８ａ、８ｂによってシールされる。
【００３３】
推進ジャッキ２２は、シールドフレーム２の周方向に所定間隔を隔てて複数配置されている。推進ジャッキ２２の伸縮ロッド２３の先端には、大径セグメント４の端部に接触する大径用シュー２４が着脱自在に取り付けられている。大径用シュー２４は、大径セグメント４の端部に片当たりしないように、推進ジャッキ２２に対してトンネルの径方向外方に偏心されている。
【００３４】
次に、図３(b) に示すように、互いに隣接する推進ジャッキ２２を２〜３本収縮させ、それによって露出したシールドフレーム２の内周面に内筒ガイドレール２５を取り付けると共に、反力受けブラケット２６を取り付ける。内筒ガイドレール２５は、シールドフレーム２の軸方向に沿って形成されたリブ体からなり、図８に示すようにシールドフレーム２の周方向に所定間隔を隔てて仮止め溶接等によって複数取り付けられる。
【００３５】
反力受けブラケット２６は、内筒ガイドレール２５と同様にシールドフレーム２の周方向に所定間隔を隔てて複数配置され、一端２６ａが大径セグメント４の端面にボルト等によって固定され、他端２６ｂがシールドフレーム１の内周面に仮止め溶接等によって固定される。以上の図３(b) に示す作業は、全ての推進ジャッキ２２を収縮させるまで繰り返される。全ての推進ジャッキ２２を収縮させた後の状態では、カッタが受ける切羽の土圧・水圧は、上記反力受けブラケット２６によって大径セグメント４に支持され、シールドフレーム２のバックが防止される。
【００３６】
次に、図３(c) に示すように、推進ジャッキ２２の大径用シュー２４を取り外し、小径用シュー２７に取り替える。小径用シュー２７は、小径セグメント５の端部に片当たりしないように、推進ジャッキ２２の軸芯に合わせてストレートに形成されている。次に、図３(d) に示すように、内筒１５を内筒ガイドレール２５上に載せる。内筒１５は、トンネルの周方向に分割されており、それらが内筒ガイドレール２５上にてリング状に組み立てられることになる。なお、このとき全ての推進ジャッキ２２が収縮されており、シールドフレーム２の周方向に沿って１リング分の組立スペースが空いているので、問題なく内筒１５を組み立てることができる。
【００３７】
内筒１５は、厚板部２８と薄板部２９とからなり、外周面１５ａが面一状に形成され内周面１５ｂが段差状に形成されている。内筒１５の内周面１５ｂの薄板部２９には、前段の小径用テールシール１８ａが内筒１５の周方向に沿って周状に取り付けられる。小径用テールシール１８ａは、内筒１５の周方向に沿ってリング状に束ねられたブラシ体からなり、径方向内方へ弾性的に癖付けられている。なお、予め小径用テールシール１８ａを取り付けた内筒１５のピースを、内筒ガイドレール２５上にてリング状に組み立てるようにしてもよい。
【００３８】
次に、反力受けブラケット２６を新たに組み付ける小径セグメント５（図４(g) 参照）の１ピース分だけ取り外し、代わりに、図４(e) に示すように、テールシールガイド部材３０を既設大径セグメント４の端部にボルト等によって取り付ける。テールシールガイド部材３０は、新たに組み付ける小径セグメント５の１ピース分に合わせて円弧状に形成されており、その外周面３０ａが大径セグメント４の外周面４ａと面一となっている。テールシールガイド部材３０の内周面３０ｂには、後段の小径用テールシール１８ｂを収容するための切欠部３１が形成されている。
【００３９】
次に、図４(f) に示すように、後段の小径用テールシール１８ｂを、新たに組み付ける小径セグメント５の１ピース分に合わせて取り付ける。次に、図４(g) に示すように、小径セグメント５を１ピース取り付ける。小径セグメント５は、既設の大径セグメント４の端部にボルト等によって取り付けられる。このとき、小径用テールシール１８ａ、１８ｂは、小径セグメント５の外周面５ａに押し付けられて撓んだ状態となる。特に、後段の小径用テールシール１８ｂは、上記テールシールガイド部材３０の切欠部３１に収容されるため、挟まれて破損することはない。
【００４０】
次に、図４(h) に示すように、小径セグメント５および内筒１５の端部に、連結材３２をボルト等によって取り付ける。連結材３２は、小径セグメント５の１ピース分に合わせて、トンネルの周方向に沿って円弧状に形成された板材からなる。次に、図５(i) に示すように、新たに組み付けた１ピースの小径セグメント５に対向する推進ジャッキ２２を伸長させて小径用シュー２７を連結材３２に当接させ、切羽から受ける土圧・水圧の一部を推進ジャッキ２２介して既設の小径セグメント５に支持させる。このとき、切羽から受ける土圧・水圧の残りは、図３(c) に示す反力受けブラケット２６を介して既設の大径セグメント４に支持される。
【００４１】
以上説明した図４(e) 乃至図５(i) の工程（小径テールシール１８ａ、１８ｂの取り付け、反力受けブラケット２６の取り外し、テールシールガイド部材３０の取り付け、内筒５の組み付け、連結材３２の取り付け）をトンネルの周方向に分割された各ピース毎に行い、小径セグメント５、内筒１５およびテールシールガイド部材３０をそれぞれリング状に連結して１リング組み立てる。かかる組み立ての後、切羽から受ける土圧・水圧は、図５(i) に示すように、全て推進ジャッキ２２介して既設の小径セグメント５に支持されることになる。また、シールドフレーム２と内筒１５との間のシールは、大径用テールシール８ａ、８ｂによってなされる。
【００４２】
その後、図５(j) に示すように、各推進ジャッキ２２を同調させて伸長させ、小径セグメント５および内筒１５を連結材３２を介して一体的に後方へ送り出し、シールドフレーム２（掘進機）を相対的に前進させる。このとき、内筒１５は、その外周面１５ａが内筒ガイドレール２５（図８参照）によってシールドフレーム２の内周面から浮かされた状態となっているため、摩擦抵抗が少なくスムーズに後方に送り出される。
【００４３】
かかる小径セグメント５および内筒１５の後方への送出し時に、大径用テールシール８ａ、８ｂは、大径セグメント４から内筒１５へ乗り移ることになるが、この際、大径セグメント４と内筒１５との間に介設されたテールシールガイド部材３０が橋渡しとして機能するため、乗り移り時のシール性を確保できる。すなわち、大径用テールシール８ａ、８ｂは、大径セグメント４に接触した状態からテールシールガイド部材３０に接触する状態を介して内筒１５に接触する状態に移行し、その間常にシール性を発揮する。すなわち、テールシールガイド部材３０は、その外周面３０ａが大径用テールシール８ａ、８ｂの当り面を成すと共に、内周面３０ｂの切欠部３１が小径用テールシール１８ｂの収容空間を形成するのである。
【００４４】
こうして、推進ジャッキ２２を伸長させて、図５(k) に示すように、内筒１５が大径用テールシール８ａ、８ｂに対向する位置に送り出されたならば、推進ジャッキ２２の伸長を停止する。そして、図５(l) に示すように、新たに組み付けるべき小径セグメント５の１ピースに相当する部分の推進ジャッキを収縮させ、露出した連結材３２を１ピース分取り外すと共に内筒ガイドレール２５を取り外し、代わりにセグメントガイドレール３３を仮止め溶接等によってシールドフレーム２の内周面と内筒１５とに取り付ける。
【００４５】
セグメントガイドレール３３は、シールドフレーム２の軸方向に沿って形成されたリブ体からなり、最終的には図９に示すようにシールドフレーム２の周方向に所定間隔を隔てて複数取り付けられるものである。セグメントガイドレール３３の高さ（トンネル径方向の寸法）は、新たに組み付ける小径セグメント５の板厚に応じて設定される。なお、内筒１５の板厚も同様に小径セグメント５の板厚に応じて設定され、内筒１５の内周面１５ｂとセグメントガイドレール３３のレール面３３ａとが面一になっている。セグメントガイドレール３３は、小径セグメント５を後方へ送る際のガイドであると共に、内筒１５をシールドフレームに固定するための部材でもある。
【００４６】
次に、図６(m) に示すように、小径セグメント５を１ピース組み付ける。このとき、小径セグメント５は、その外周面５ａがセグメントガイドレール３３に当接することにより、径方向の位置決めがなされる。次に、図６(n) に示すように、推進ジャッキ２２を伸長させて小径用シューを小径セグメント５の端部に押し当て、切羽から受ける土圧・水圧を推進ジャッキ２２を介して新たに組み付けた小径セグメント５に支持させる。なお、このとき残りの推進ジャッキ２２（新たに組み付けた小径セグメント５に対向しない推進ジャッキ）は、図５(k) の状態となっており、土圧・水圧を支持している。
【００４７】
以上説明した図５(k) 乃至図６(n) の工程（連結材３２および内筒ガイドレール２５の取り外し、セグメントガイドレール３３の取り付け、小径セグメント５の組み付け）をトンネルの周方向に分割された各ピース毎に行い、図９に示すように各セグメントガイドレール３３をシールドフレーム２の内周面に取り付けると共に、各小径セグメント５同士を１リング分リング状に組み立てる。その後、図６(o) に示すように、各推進ジャッキ２２を同調させて伸長させ、小径セグメント５を後方へ送り出し、シールドフレーム２（掘進機）を相対的に前進させる。
【００４８】
以降、図７(a) に示すように、順次小径セグメント５を通常の手順に従って１ピースずつ組み付け、小径セグメント５によるトンネルを構築する。こうして、大径セグメント４の使用から小径セグメント５の使用に切換えることができるのである。
【００４９】
次に、小径セグメント５の使用から大径セグメント４の使用に切換える手順を図７に基づいて説明する。
【００５０】
先ず、図７(a) に示すように、新たに組み付ける大径セグメント４（１ピース）に対向する推進ジャッキ２２を収縮させる。なお、このとき残りの推進ジャッキ２２は、図６(o) に示すように伸長され、切羽から受ける土圧・水圧を支持している。次に、図７(b) に示すように、小径用シュー２７を大径用シュー２４に取り換え、推進ジャッキ２２の収縮によって露出したセグメントガイドレール３３を取り外し、内筒１５および小径セグメント５の端部に連結材３２をボルト等によって取り付ける。そして、図７(c) に示すように、大径セグメント４を連結材３２にボルト等によって組み付ける。そして、推進ジャッキ２２を伸長させて大径用シュー２４を大径セグメント４の端部に押し当て、切羽から受ける土圧・水圧を支持させる。
【００５１】
以上の図７(a) 乃至図７(c) の工程（セグメントガイドレール３３の取り外し、小径用シュー２７から大径用シュー２４への交換、連結材３２の取り付け、大径セグメント４の組み付け）をトンネルの周方向に分割された各ピース毎に行い、各大径セグメント４同士を１リング分リング状に組み立てる。その後、図７(d) に示すように、各推進ジャッキ２２を同調させて伸長させ、大径セグメント４を後方へ送り出し、シールドフレーム２（掘進機）を相対的に前進させる。このとき、大径セグメント４の外周面４ａと内筒１５の外周面１５ａと連結材３２の外周縁３２ａとが面一に設定されているので、大径用テールシール８ａ、８ｂは、内筒１５から連結材３２を介して大径セグメント４に乗り移るときにおいても、常に確実なシール性を発揮する。
【００５２】
以降、順次大径セグメント４を通常の手順に従って１ピースずつ組み付け、大径セグメント４によるトンネルを構築する。こうして、小径セグメント５の使用から大径セグメント４の使用に切換えることができるのである。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシールド掘進機によれば、大径セグメントと小径セグメントとをシール性を低下させることなく適宜切換えて使用でき、トンネル工事費用の削減を推進できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る大径セグメント用のシールド掘進機から小径セグメント用のシールド掘進機への改変方法に用いられるシールド掘進機の概要を示す説明図であり、図１ (a) は大径セグメント使用時の側断面図、図１(b) は小径セグメント使用時の側断面図である。
【図２】上記シールド掘進機の後部を示す説明図であり、図２(a) は図１(a) の部分拡大図、図２(b) は図１(b) の部分拡大図である。
【図３】上記シールド掘進機が大径セグメントから小径セグメントに切換えるときの工程を示す説明図である。
【図４】上記シールド掘進機が大径セグメントから小径セグメントに切換えるときの工程を示す説明図である。
【図５】上記シールド掘進機が大径セグメントから小径セグメントに切換えるときの工程を示す説明図である。
【図６】上記シールド掘進機が大径セグメントから小径セグメントに切換えるときの工程を示す説明図である。
【図７】上記シールド掘進機が小径セグメントから大径セグメントに切換えるときの工程を示す説明図である。
【図８】上記シールド掘進機の内筒ガイドレールを示す断面図である。
【図９】上記シールド掘進機のセグメントガイドレールを示す断面図である。
【図１０】シールド掘進機の説明図であり、図１０(a) は側断面図、図１０(b) は既設セグメント（トンネル）の断面図である。
【図１１】シールド掘進機と小径セグメントとの関係を示す側断面図である。
【符号の説明】
１シールド掘進機
２シールドフレーム
４大径セグメント
５小径セグメント
８ａ大径用テールシール
８ｂ大径用テールシール
１５内筒
１８ａ小径用テールシール
１８ｂ最後尾の小径用テールシール
２２推進ジャッキ
３０テールシールガイド部材 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is compatible with large-diameter segments and small-diameter segments.To change from a shield machine for large-diameter segments to a shield machine for small-diameter segmentsAbout.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 10, the shield machine a has a reaction force applied to a segment d assembled in the shield frame b while excavating the face with a cutter c provided at the front of a cylindrical shield frame b. The shield frame b is dug by a jack (not shown). The segment d is divided in the circumferential direction of the tunnel, and is formed to have a smaller diameter than the inner diameter of the shield frame b so as to be assembled inside the shield frame b.
[0003]
An e (tail clearance e) between the segment d and the shield frame b is sealed by a tail seal f fixed to the rear inner peripheral surface of the shield frame b. In addition, the space h (tail void h) between the segment d and the digging hole g is filled with a backing material (represented by dots) from the inside of the excavator a to prevent ground subsidence caused by the collapse of the tail void h. Yes.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when constructing a tunnel using the shield machine a, soil load conditions (earth pressure / water pressure conditions) change with changes in depth and soil quality during excavation. Therefore, there is a desire to change the total thickness of the tunnel construction cost by changing the girder thickness (plate thickness) of the segment d according to the change in the earth load condition, but on the other hand, the segment having a substantial tunnel diameter. inner diameter D of d₁There is also a desire to not change.
[0005]
For this reason, when earth load conditions become loose during excavation, for example, as shown in FIG.₁The outer diameter D is reduced by reducing the thickness of the segment d while keeping the same.₂D_ThreeIt is conceivable to reduce the diameter (D_Three<D₂In this case, if the segment d is thinned to some extent, the tail seal f is separated from the segment d and cannot be sealed. Therefore, the plate can be thinned only within the allowable operating range of the tail seal f, and even in that case, the tail void e becomes large, so that the backing material becomes insufficiently filled, and there is a risk of ground subsidence.
[0006]
Therefore, at present, (1) the outer diameter D of the segment d₂The inner diameter D is reduced by reducing the plate thickness while maintaining the same₁, And a method to make the actual tunnel diameter the same by secondary lining the inner peripheral surface of the segment d after assembling, and (2) a segment with a plate thickness corresponding to the most severe soil load conditions The method of using only d and not changing the plate thickness is taken, but the method of (1) cannot avoid an increase in cost due to secondary lining, and the method of (2) has a loose earth pressure condition. In part, the segment d becomes over quality, which increases the cost of the tunnel construction as a whole.
[0007]
  The object of the present invention created in view of the above circumstances is to switch the large-diameter segment and the small-diameter segment as appropriate without deteriorating the sealing performance, and to promote reduction of tunnel construction costs.Modification method from shield machine for large-diameter segment to shield machine for small-diameter segmentIs to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present inventionBigA shield frame formed in a cylindrical shape based on the outer diameter of the diameter segment, and a large-diameter tail seal fixed to the inner peripheral surface of the rear portion of the shield frame, the tip of which contacts the outer peripheral surface of the large-diameter segmentA large-diameter shield machine equipped with a large-diameter shield machine, which is modified in the soil into a small-diameter shield machine that corresponds to the small-diameter segment. The tail seal guide member formed so that the outer peripheral surface is flush with the outer peripheral surface of the large-diameter segment is attached to the tip of the outer peripheral portion, and the outer diameter of the tail seal guide member is adjacent to the front in the axial direction of the tail seal guide member. Matched to the outer diameter of the large diameter segmentInner cylinderOn the inner peripheral surface of the inner cylinder, a plurality ofTail seal for small diameterAre attached so that the rear end portion of the tail tail seal for the small diameter at the tail extends rearward from the rear end portion of the inner cylinder, and the outer peripheral surface is inwardly in the radial direction of the inner cylinder. Assemble the small-diameter segment that comes into contact with the tip of the existing large-diameter segment and push the propulsion jack provided in the shield frame against the small-diameter segment and the inner cylinder. From the position where the large-diameter tail seal slidably contacts the outer peripheral surface of the large-diameter segment to the position where it slidably contacts the outer peripheral surface of the inner cylinder through the step of slidingly contacting the outer peripheral surface of the tail seal guide member. For a small-diameter segment from a shield-digging machine for a large-diameter segment, wherein the shield frame is advanced and the inner cylinder is fixed to the shield frame. It is a modified method of the shield machine.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 shows an outline of a shield machine that can handle a large-diameter segment and a small-diameter segment. FIG. 1 (a) shows a state corresponding to a large-diameter segment, and FIG. 1 (b) shows a state corresponding to a small-diameter segment. 2 (a) is a partially enlarged view of FIG. 1 (a), and FIG. 2 (b) is a partially enlarged view of FIG. 1 (b).
[0015]
The shield machine 1 has a cylindrical shield frame 2 and a cutter 3 provided at the front thereof. The large-diameter segment 4 and the small-diameter segment 5 are each divided in the circumferential direction of the tunnel (see FIG. 10B), and are assembled inside the shield frame 2 by an erector. The assembled segments 4 and 5 become a substantial tunnel wall and a reaction force receiving member of a propulsion jack attached to the inside of the shield frame 1.
[0016]
The large diameter segment 4 has an outer diameter D₂Is the outer diameter D of the small-diameter segment_ThreeLarger, inner diameter D₁Is the inner diameter D of the small-diameter segment₁Is set equal to This is because when the segments 4 and 5 are switched, the inner peripheral surface of the large-diameter segment 4 and the inner peripheral surface of the small-diameter segment 5 are connected to be flush with each other so that no step is formed on the inner surface of the tunnel. However, if you want to make a step on the inner surface of the tunnel, the inner diameter D of the large-diameter segment 4₁Is the inner diameter D of the small-diameter segment 5₁May be larger.
[0017]
As shown in FIG. 1 (a), the shield frame 2 of the shield machine 1 according to the present embodiment has an outer diameter D of the large-diameter segment 4.₂Is formed in a cylindrical shape. That is, the inner diameter D of the shield frame 2_SIs the outer diameter D of the large-diameter segment 4₂Is set larger than the predetermined diameter. Therefore, a predetermined optimum tail clearance 7 is formed between the shield frame 2 and the large-diameter segment 4.
[0018]
Large-diameter tail seals 8a and 8b for sealing the tail clearance 7 are fixedly provided on the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2 so that the front ends thereof are in contact with the outer peripheral surface 4a of the large-diameter segment 4. The large-diameter tail seals 8a and 8b are formed of a brush body that is bundled in a ring shape along the circumferential direction of the shield frame. In the illustrated example, the tail seals 8a and 8b are arranged in two stages at predetermined intervals in the axial direction. The arrangement is not limited to three or more stages.
[0019]
The back outer peripheral surface 9 of the shield frame 2 is filled with a backing material 12 represented by dots in the space (tail void 11) between the digging hole 10 and the large diameter segment 4 as shown in FIG. 2 (a). Back cover material injection pipes 13 are provided so as to be covered with a cover 14 at a predetermined interval in the circumferential direction of the shield frame 2. The backing material 12 injected from each backing material injection pipe 13 and filled in the tail void 11 prevents the tail void 11 from collapsing and suppresses ground subsidence.
[0020]
As shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b), the outer peripheral surface 15a of the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2 comes into contact with the distal end portions of the large-diameter tail seals 8a and 8b when mounted. An inner cylinder 15 is detachably provided via a connection fitting 16. The connection fitting 16 is preferably formed in a ring shape so as to close the gap 17 between the shield frame 2 and the inner cylinder 15. This is to ensure complete sealing performance. However, this is not a limitation as long as the sealing performance of the gap 17 can be secured by the large-diameter tail seals 8a and 8b.
[0021]
The outer diameter of the inner cylinder 15 is the outer diameter D of the large-diameter segment 4₂Has been matched. This is because, when the segments 4 and 5 are switched, the sealing performance of the large-diameter tail seals 8a and 8b with respect to the large-diameter segment 4 and the inner cylinder 15 is made equal to ensure stable sealing performance. Further, if set in this way, the large-diameter tail seals 8a and 8b have a constant amount of deflection regardless of the use of the large-diameter segment 4 or the small-diameter segment 5, so that the damage is reduced.
[0022]
However, in FIG. 1 (b), the outer diameter of the inner cylinder 15 is equal to the outer diameter D of the large-diameter segment 4.₂The seal diameter of the large-diameter tail seals 8a and 8b with respect to the inner cylinder 15 may be further increased, and the outer diameter of the inner cylinder 15 may be increased by the outer diameter D of the large-diameter segment 4.₂It may be made smaller to increase the radial spacer function for the small-diameter segment 5. In the latter case, the diameter reduction of the inner cylinder 15 must be stopped within the allowable operating range of the large-diameter tail seals 8a and 8b (see FIG. 11).
[0023]
Small-diameter tail seals 18 a and 18 b are fixedly attached to the inner peripheral surface 15 b of the inner cylinder 15 so that the tip portion thereof contacts the outer peripheral surface 5 a of the small-diameter segment 5 and seals the gap with the small-diameter segment 5. The small-diameter tail seals 18a and 18b are formed of a brush body bundled in a ring shape along the circumferential direction of the inner cylinder 15. In the illustrated example, the tail seals 18a and 18b are arranged in two stages at predetermined intervals in the axial direction. The arrangement is not limited to three or more stages.
[0024]
The outer surface 15a of the inner cylinder 15 serves as a contact surface for the large-diameter tail seals 8a and 8b and serves as a part of the sealing function.₂, D_ThreeIt functions as a spacer in the radial direction according to the expansion / contraction. Thereby, the large-diameter segment 4 and the small-diameter segment 5 can be switched and used without deteriorating the sealing performance. Therefore, either the large diameter segment 4 or the small diameter segment 5 can be selected and used according to the earth load condition.
[0025]
As shown in FIG. 2 (b), a backing material injection pipe 19 for injecting the backing material 12 is accommodated in the plate thickness X of the inner cylinder 15 behind the inner cylinder 15. When the inner cylinder 15 is attached to the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2, the backing material injection pipe 19 has a plate thickness X of the inner cylinder 15 plus a portion Y of the bulk Y of the small-diameter tail seals 18 a and 18 b (X + Y = The tail void 11 becomes larger only by Z), but the backing material 12 corresponding to the enlarged tail void 11 is replenished.
[0026]
According to the shield machine 1 described above, as shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a), when using the large-diameter segment 4, the inner cylinder 15 is detached from the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2. Then, the seal 7 between the shield frame 2 and the large-diameter segment 4 is sealed by the large-diameter tail seals 8a and 8b fixed to the inner peripheral surface 6 of the rear portion. At this time, the inner diameter D of the shield frame 2_SIs the outer diameter D of the large-diameter segment 4₂Therefore, the large-diameter tail seals 8a and 8b exhibit an appropriate sealing force.
[0027]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b), when the small-diameter segment 5 is used, the inner cylinder 15 is attached to the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2, and the inner cylinder 15 and the shield frame 2 Between the inner cylinder 15 and the small-diameter segment 5 is sealed by the small-diameter tail seals 18 a and 18 b fixed to the inner cylinder 15.
[0028]
As described above, the outer peripheral surface 15a of the inner cylinder 15 serves as a contact surface of the large-diameter tail seals 8a and 8b and performs a part of the sealing function, and the plate thickness X is the segment outer diameter D.₂, D_ThreeTherefore, the large-diameter segment 4 and the small-diameter segment 5 can be switched and used without reducing the sealing performance, and the cost for tunnel construction can be reduced. Moreover, the large diameter segment 4 and the small diameter segment 5 can be switched any number of times by attaching / detaching the inner cylinder 15 to / from the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2.
[0029]
Further, as shown in FIG. 2 (b), when the inner cylinder 15 is attached to the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2, the plate thickness X of the inner cylinder 15 plus the bulk Y of the small-diameter tail seals 18a and 18b. The tail void 11 is enlarged by Z, but the backing material 12 corresponding to the enlarged tail void 11 can be replenished by the backing material injection pipe 19 provided in the plate thickness X of the inner cylinder 15, so that ground subsidence can be avoided. . That is, in FIG. 2 (b), not only from the backing material injection pipe 13 provided on the rear outer peripheral surface 9 of the shield frame 2, but also from the backing material injection pipe 19 provided within the plate thickness X of the inner cylinder 15. Since the filling material 12 is injected, a sufficient amount of the backing material 12 can be supplied and filled even to the enlarged tail void 11. Accordingly, the tail void 11 can be prevented from collapsing, and ground subsidence can be avoided.
[0030]
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the outer diameter of the inner cylinder 15 is changed to the outer diameter D of the large-diameter segment 4.₂Therefore, in the large diameter tail seals 8a and 8b, the contact state of the inner cylinder 15 with the outer peripheral surface 15a is equal to the contact state of the large diameter segment 4 with the outer peripheral surface 4a. In contrast, the same sealing performance can be exhibited for the large-diameter segment 4. Therefore, the large-diameter tail seals 8a and 8b can ensure a stable sealing performance regardless of which segment 4 or 5 is used. Further, since the large-diameter tail seals 8a and 8b have a constant deflection amount regardless of the use of the large-diameter segment 4 or the small-diameter segment 5, the damage is reduced, and durability against switching between the segments 4 and 5 is improved. .
[0031]
Next, a procedure for switching from using the large diameter segment 4 to using the small diameter segment 5 will be described with reference to FIGS.
[0032]
First, as shown in FIG. 3 (a), all of the propulsion jacks 22 provided on the inner peripheral surface of the shield frame 2 via the bracket 21 are extended, and the large-diameter segment 4 is relatively fed back to the shield frame. Move 2 forward. At this time, the gap (tail clearance 7) between the large-diameter segment 4 and the shield frame 2 is sealed by the large-diameter tail seals 8a and 8b fixed to the rear inner peripheral surface 6 of the shield frame 2.
[0033]
A plurality of the propulsion jacks 22 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the shield frame 2. A large-diameter shoe 24 that comes into contact with the end of the large-diameter segment 4 is detachably attached to the tip of the telescopic rod 23 of the propulsion jack 22. The large-diameter shoe 24 is eccentric with respect to the propulsion jack 22 outward in the radial direction of the tunnel so as not to come into contact with the end of the large-diameter segment 4.
[0034]
Next, as shown in FIG. 3 (b), two to three propulsion jacks 22 adjacent to each other are shrunk, and the inner cylinder guide rail 25 is attached to the inner peripheral surface of the shield frame 2 exposed thereby, and the reaction force The receiving bracket 26 is attached. The inner cylinder guide rail 25 is formed of a rib body formed along the axial direction of the shield frame 2 and is attached by a plurality of temporary fixing welding or the like at a predetermined interval in the circumferential direction of the shield frame 2 as shown in FIG. .
[0035]
A plurality of reaction force receiving brackets 26 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the shield frame 2 similarly to the inner cylinder guide rail 25, one end 26a is fixed to the end surface of the large-diameter segment 4 by a bolt or the like, and the other end 26b. Is fixed to the inner peripheral surface of the shield frame 1 by temporary fixing welding or the like. The above operation shown in FIG. 3B is repeated until all the propulsion jacks 22 are contracted. In a state after all the propulsion jacks 22 are contracted, the earth pressure / water pressure of the face received by the cutter is supported by the large-diameter segment 4 by the reaction force receiving bracket 26 and the back of the shield frame 2 is prevented.
[0036]
Next, as shown in FIG. 3C, the large-diameter shoe 24 of the propulsion jack 22 is removed and replaced with a small-diameter shoe 27. The small-diameter shoe 27 is formed in a straight line in accordance with the axial center of the propulsion jack 22 so as not to come into contact with the end of the small-diameter segment 5. Next, as shown in FIG. 3 (d), the inner cylinder 15 is placed on the inner cylinder guide rail 25. The inner cylinder 15 is divided in the circumferential direction of the tunnel, and they are assembled on the inner cylinder guide rail 25 in a ring shape. At this time, all the propulsion jacks 22 are contracted, and an assembly space for one ring is vacated along the circumferential direction of the shield frame 2, so that the inner cylinder 15 can be assembled without any problem.
[0037]
The inner cylinder 15 includes a thick plate portion 28 and a thin plate portion 29, and an outer peripheral surface 15a is formed in a flush manner and an inner peripheral surface 15b is formed in a stepped shape. A front-stage small-diameter tail seal 18 a is attached to the thin plate portion 29 of the inner peripheral surface 15 b of the inner cylinder 15 along the circumferential direction of the inner cylinder 15. The small-diameter tail seal 18a is composed of a brush body bundled in a ring shape along the circumferential direction of the inner cylinder 15, and is elastically brazed radially inward. The piece of the inner cylinder 15 to which the small-diameter tail seal 18a is previously attached may be assembled in a ring shape on the inner cylinder guide rail 25.
[0038]
Next, one piece of the small-diameter segment 5 (see FIG. 4 (g)) to which the reaction force receiving bracket 26 is newly assembled is removed. Instead, a tail seal guide member 30 is installed as shown in FIG. 4 (e). Attached to the end of the large-diameter segment 4 with bolts or the like. The tail seal guide member 30 is formed in an arc shape in accordance with one piece of the small-diameter segment 5 to be newly assembled, and the outer peripheral surface 30 a thereof is flush with the outer peripheral surface 4 a of the large-diameter segment 4. On the inner peripheral surface 30 b of the tail seal guide member 30, a notch 31 for accommodating the rear-stage small-diameter tail seal 18 b is formed.
[0039]
Next, as shown in FIG. 4 (f), the rear-stage small-diameter tail seal 18b is attached to one piece of the small-diameter segment 5 to be newly assembled. Next, as shown in FIG. 4 (g), one piece of the small-diameter segment 5 is attached. The small-diameter segment 5 is attached to the end of the existing large-diameter segment 4 with a bolt or the like. At this time, the small-diameter tail seals 18 a and 18 b are pressed against the outer peripheral surface 5 a of the small-diameter segment 5 to be bent. In particular, the rear-stage small-diameter tail seal 18b is housed in the cutout portion 31 of the tail seal guide member 30, so that it is not pinched and damaged.
[0040]
Next, as shown in FIG. 4 (h), the connecting member 32 is attached to the end portions of the small-diameter segment 5 and the inner cylinder 15 with bolts or the like. The connecting material 32 is made of a plate material formed in an arc shape along the circumferential direction of the tunnel in accordance with one piece of the small diameter segment 5. Next, as shown in FIG. 5 (i), the propulsion jack 22 facing the newly-assembled one-piece small-diameter segment 5 is extended so that the small-diameter shoe 27 is brought into contact with the connecting member 32 to receive the soil from the face. A part of the pressure / water pressure is supported by the existing small-diameter segment 5 through the propulsion jack 22. At this time, the remainder of the earth pressure / water pressure received from the face is supported by the existing large-diameter segment 4 via the reaction force receiving bracket 26 shown in FIG.
[0041]
4 (e) to 5 (i) described above (installation of the small diameter tail seals 18a and 18b, removal of the reaction force receiving bracket 26, attachment of the tail seal guide member 30, assembly of the inner cylinder 5, connection material 32) is performed for each piece divided in the circumferential direction of the tunnel, and the small diameter segment 5, the inner cylinder 15 and the tail seal guide member 30 are connected in a ring shape to assemble one ring. After such assembly, the earth pressure and water pressure received from the face are all supported by the existing small-diameter segment 5 via the propulsion jack 22, as shown in FIG. 5 (i). Further, the seal between the shield frame 2 and the inner cylinder 15 is made by the large-diameter tail seals 8a and 8b.
[0042]
Thereafter, as shown in FIG. 5 (j), the respective propulsion jacks 22 are synchronized and extended, and the small-diameter segment 5 and the inner cylinder 15 are integrally fed back through the connecting member 32, and the shield frame 2 (the excavator) ) Relatively forward. At this time, since the outer peripheral surface 15a of the inner cylinder 15 is floated from the inner peripheral surface of the shield frame 2 by the inner cylinder guide rail 25 (see FIG. 8), the inner cylinder 15 is fed back smoothly with little frictional resistance. It is.
[0043]
  The large-diameter tail seals 8a and 8b are transferred from the large-diameter segment 4 to the inner cylinder 15 when the small-diameter segment 5 and the inner cylinder 15 are fed rearward. Since the tail seal guide member 30 interposed between the cylinder 15 functions as a bridge, it is possible to ensure the sealing performance at the time of transfer. That is, the large-diameter tail seals 8a and 8b are brought into contact with the inner cylinder 15 from the state in contact with the large-diameter segment 4 through the state in contact with the tail seal guide member 30.MigrationIn the meantime, it always exhibits sealing performance. That is, the outer peripheral surface 30a of the tail seal guide member 30 forms a contact surface for the large-diameter tail seals 8a and 8b, and the notch 31 of the inner peripheral surface 30b forms an accommodating space for the small-diameter tail seal 18b. is there.
[0044]
Thus, if the propulsion jack 22 is extended and the inner cylinder 15 is sent to a position facing the large-diameter tail seals 8a and 8b as shown in FIG. 5 (k), the extension of the propulsion jack 22 is stopped. To do. Then, as shown in FIG. 5 (l), the propulsion jack corresponding to one piece of the small-diameter segment 5 to be newly assembled is shrunk, and the exposed connecting member 32 is removed by one piece, and the inner cylinder guide rail 25 is removed. Instead, the segment guide rail 33 is attached to the inner peripheral surface of the shield frame 2 and the inner cylinder 15 by temporary fixing welding or the like.
[0045]
  The segment guide rail 33 is composed of a rib body formed along the axial direction of the shield frame 2, and finally the figure.9As shown in FIG. 2, a plurality of the frames are attached at predetermined intervals in the circumferential direction of the shield frame 2. The height (dimension in the tunnel radial direction) of the segment guide rail 33 is set according to the plate thickness of the small-diameter segment 5 to be newly assembled. The plate thickness of the inner cylinder 15 is similarly set according to the plate thickness of the small-diameter segment 5, and the inner peripheral surface 15 b of the inner cylinder 15 and the rail surface 33 a of the segment guide rail 33 are flush with each other. The segment guide rail 33 is a guide for feeding the small-diameter segment 5 backward, and is also a member for fixing the inner cylinder 15 to the shield frame.
[0046]
Next, as shown in FIG. 6 (m), one piece of the small-diameter segment 5 is assembled. At this time, the small-diameter segment 5 is positioned in the radial direction by the outer peripheral surface 5 a coming into contact with the segment guide rail 33. Next, as shown in FIG. 6 (n), the propulsion jack 22 is extended and the small-diameter shoe is pressed against the end of the small-diameter segment 5, and the earth pressure / water pressure received from the face is newly renewed via the propulsion jack 22. The assembled small diameter segment 5 is supported. At this time, the remaining propulsion jacks 22 (propulsion jacks that do not face the newly assembled small-diameter segment 5) are in the state shown in FIG. 5 (k) and support earth pressure / water pressure.
[0047]
5 (k) to 6 (n) described above (removal of connecting member 32 and inner cylinder guide rail 25, attachment of segment guide rail 33, assembly of small diameter segment 5) are divided in the circumferential direction of the tunnel. As shown in FIG. 9, each segment guide rail 33 is attached to the inner peripheral surface of the shield frame 2 and the small-diameter segments 5 are assembled into a ring for one ring. Thereafter, as shown in FIG. 6 (o), each propulsion jack 22 is synchronized and extended, the small-diameter segment 5 is fed backward, and the shield frame 2 (digging machine) is relatively advanced.
[0048]
Thereafter, as shown in FIG. 7 (a), the small-diameter segments 5 are sequentially assembled one by one in accordance with a normal procedure, and a tunnel with the small-diameter segments 5 is constructed. Thus, the use of the large diameter segment 4 can be switched to the use of the small diameter segment 5.
[0049]
Next, a procedure for switching from using the small-diameter segment 5 to using the large-diameter segment 4 will be described with reference to FIG.
[0050]
First, as shown in FIG. 7A, the propulsion jack 22 facing the large-diameter segment 4 (one piece) to be newly assembled is contracted. At this time, the remaining propulsion jack 22 is extended as shown in FIG. 6 (o) to support the earth pressure / water pressure received from the face. Next, as shown in FIG. 7B, the small-diameter shoe 27 is replaced with the large-diameter shoe 24, the segment guide rail 33 exposed by the contraction of the propulsion jack 22 is removed, and the ends of the inner cylinder 15 and the small-diameter segment 5 are removed. The connecting member 32 is attached to the part with a bolt or the like. Then, as shown in FIG. 7C, the large-diameter segment 4 is assembled to the connecting member 32 with a bolt or the like. Then, the propulsion jack 22 is extended and the large-diameter shoe 24 is pressed against the end of the large-diameter segment 4 to support the earth pressure / water pressure received from the face.
[0051]
7 (a) to 7 (c) (removal of the segment guide rail 33, replacement of the small diameter shoe 27 with the large diameter shoe 24, attachment of the connecting member 32, assembly of the large diameter segment 4) Is performed for each piece divided in the circumferential direction of the tunnel, and the large-diameter segments 4 are assembled in a ring shape for one ring. Thereafter, as shown in FIG. 7 (d), each propulsion jack 22 is synchronized and extended, the large-diameter segment 4 is fed backward, and the shield frame 2 (digging machine) is relatively advanced. At this time, since the outer peripheral surface 4a of the large-diameter segment 4, the outer peripheral surface 15a of the inner cylinder 15 and the outer peripheral edge 32a of the connecting member 32 are set to be flush with each other, the large-diameter tail seals 8a and 8b Even when transferring from 15 to the large-diameter segment 4 via the connecting member 32, a reliable sealing performance is always exhibited.
[0052]
Thereafter, the large-diameter segment 4 is sequentially assembled piece by piece according to a normal procedure, and a tunnel with the large-diameter segment 4 is constructed. Thus, the use of the small diameter segment 5 can be switched to the use of the large diameter segment 4.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the shield machine according to the present invention, the large-diameter segment and the small-diameter segment can be used by appropriately switching without reducing the sealing performance, and the reduction of the cost of tunnel construction can be promoted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 relates to an embodiment of the present invention.Used in the modification method from shield machine for large-diameter segment to shield machine for small-diameter segmentIt is explanatory drawing which shows the outline | summary of a shield machine, FIG. 1 (a) is a side sectional view at the time of large diameter segment use, FIG.1 (b) is a side sectional view at the time of small diameter segment use.
2 is an explanatory view showing a rear part of the shield machine, FIG. 2 (a) is a partially enlarged view of FIG. 1 (a), and FIG. 2 (b) is a partially enlarged view of FIG. 1 (b). .
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a process when the shield machine switches from a large-diameter segment to a small-diameter segment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a process when the shield machine switches from a large-diameter segment to a small-diameter segment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a process when the shield machine switches from a large-diameter segment to a small-diameter segment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a process when the shield machine switches from a large diameter segment to a small diameter segment.
FIG. 7 is an explanatory view showing a process when the shield machine switches from a small diameter segment to a large diameter segment.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an inner cylinder guide rail of the shield machine.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a segment guide rail of the shield machine.
FIG. 10 is an explanatory view of a shield machine, FIG. 10 (a) is a side sectional view, and FIG. 10 (b) is a sectional view of an existing segment (tunnel).
FIG. 11 is a side sectional view showing a relationship between a shield machine and a small-diameter segment.
[Explanation of symbols]
  1 Shield machine
  2 Shield frame
  4 Large-diameter segment
  5 Small-diameter segment
  8a Tail seal for large diameter
  8b Tail seal for large diameter
  15 inner cylinder
  18a Tail seal for small diameter
  18bLastTail seal for small diameter
  22 Propulsion jack
  30 Tail seal guide member

Claims

A shield frame formed into a cylindrical shape on the basis of the outer diameter of the large diameter segment, and large diameter tail seals the distal end is fixed to the rear inner peripheral surface of the shield frame is in contact with the outer peripheral surface of the large-diameter segment A shield excavator for large diameters equipped with a shield excavator for small diameters corresponding to small diameter segments in the soil,
A tail seal guide member formed so that the outer peripheral surface is flush with the outer peripheral surface of the large-diameter segment is attached to the tip of the existing large-diameter segment assembled by the large-diameter shield machine, and the tail seal An inner cylinder whose outer diameter matches the outer diameter of the existing large-diameter segment is disposed adjacent to the front of the guide member in the axial direction , and a plurality of small-diameter tail seals are provided on the inner peripheral surface of the inner cylinder. The rear end of the tail seal for small diameter of the tail is attached so as to extend rearward from the rear end of the inner cylinder, and the outer peripheral surface is in contact with the small diameter tail seal inwardly in the radial direction of the inner cylinder. A small-diameter segment whose rear end abuts against the tip of the existing large-diameter segment is assembled.
The propulsion jack provided in the shield frame is pressed against the small-diameter segment and the inner cylinder to extend the propulsion jack, so that the large-diameter tail seal is in sliding contact with the outer peripheral surface of the large-diameter segment. The shield frame is advanced to a position where it comes into sliding contact with the outer peripheral surface of the inner cylinder through a step of sliding contact with the outer peripheral surface of the tail seal guide member, and the inner cylinder is fixed to the shield frame. Modification method from shield machine for large-diameter segment to shield machine for small-diameter segment .