JP3967233B2 - Shield starter for branch line shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築するのに適する分岐線シールド掘進機のシールド発進装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、本線トンネルからほぼ直角に分岐する分岐トンネルを構築するケースが多くなってきている。
【0003】
分岐トンネルは、本線シールド掘進機によって構築された本線トンネルの分岐位置に、分岐線シールド掘進機を配置セットし、その配置セット位置から掘進することで構築されるようになっている。
【0004】
分岐線シールド掘進機は、本線シールド掘進機内に配置されるマシン内蔵タイプと、セグメント内に内蔵されるセグメント内蔵タイプが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
分岐トンネルを構築する前者のマシン内蔵タイプにあっては、地下茎分岐シールド工法と直角分岐シールド工法とに分けられる。
【0006】
地下茎分岐シールド工法に用いられる本線シールド掘進機の構造の概要は、前胴部、中胴部、後胴部又はテール部の3つに分かれていて、分岐線シールド掘進機が内蔵された発進坑口を有する中胴部は、外側と内側の二重スキンプレート構造となっている。分岐線シールド掘進機の発進時に、外側スキンプレートのみを移動させて発進坑口を露出させる手段となっており、中胴部を具備することで、通常の本線シールド掘進機に比べて機長が長くなる問題を有する。
【0007】
また、直角分岐シールド工法に用いられる分岐線シールド掘進機は、例えば、旋回用の旋回ベアリング、カッタディスクを駆動するカッタ駆動モータ、シールド掘進機掘進用のシールドジャッキ等が本線シールド掘進機と共有となるため、本線トンネルと分岐トンネルの同時施工ができない等の不具合を有し、分岐トンネル作業に制約を受ける。
【0008】
一方、後者のセグメント内蔵タイプにあっては、分岐線シールド掘進機の組立にあたって、本線シールド掘進機の後部テール部を2重構造としておき、分岐位置において外側テールフレームを残して、まず、分岐線シールド掘進機を構成するカッタ付きセグメントを組立てる。その後、本線シールド掘進機を分岐線シールド掘進機の発進に影響のない範囲まで掘進し、カッタ付きセグメントが地山に現れた時点で、前胴部を、続いて、後胴部を組立てるようになる。したがって、組立作業に時間がかかることと、例えばシールド掘進機の向きを水平方向に組立てる場合、作業方向が横向きとなるため、組付作業時に無理な作業姿勢を強いられるようになり、組み付け性、作業性の面で望ましくなかった。
【0009】
そこで、この発明は、確実なシール性と本線トンネルに対して360度いずれの部位から分岐トンネルの構築が行えるようにすると共に、組付性、作業性の面でも優れる分岐線シールド掘進機のシールド発進装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の請求項1にあっては、セグメントによって構成された本線トンネルの分岐位置に設けられ掘削可能な発進用の特殊セグメントと、前記本線トンネルのセグメント内側に密着固定され前記特殊セグメントの一部領域が開口した筒状のライニングスチールと、ライニングスチールの内側で回転自在に支持され回転時に前記ライニングスチールの開口と対向し合う発進坑口が設けられた回転スリーブと、前記発進用の特殊セグメント領域の両サイドで、前記ライニングスチールと回転スリーブとの間をリング状にシールする第1のシール部材と、前記発進坑口に設けられその発進坑口に組付けられる分岐線シールド掘進機の胴部外周面とリング状に弾接し合う第2のシール部材と、前記回転スリーブを所定位置へ回転駆動する回転スリーブ駆動手段とを備え、前記第1,第2のシール部材は、縮小状態から膨張することで強くシール面と弾接し合う膨張シールとなっていることを特徴とする。
【0011】
これにより、回転スリーブ駆動手段により回転スリーブを例えば、360度円滑に回転させることが可能となるため、例えば、発進坑口の向きを下向きとすることで、掘進機の軸線と発進抗口の軸心の位置合せが容易となり、発進坑口に対して正しい位置に位置決めされた状態で、無理な姿勢を強いられることなく容易に組付け作業が行なえる。
【0012】
一方、発進坑口に分岐線シールド掘進機が組付けられた回転スリーブを所定の角度回転させた後、固定ロックすれば、分岐線シールド掘進機を本線トンネルに対して360度適宜の位置に設定することが可能となる。
【0013】
また、分岐線シールド掘進機の発進時に特殊セグメントを掘削するようになるが、この時、両サイドとなるライニングスチールと回転スリーブとの間は、第1のシール部材によって、発進坑口と分岐線シールド掘進機の周縁胴部との間は第2のシール部材によってそれぞれ確実にシールされ、地山からの泥水等の侵入が確実に阻止される。
【0015】
また、シール面に強く弾接させることで高いシール圧が確保されるため大深度分岐トンネルの構築であっても容易に対応できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図11の図面を参照しながらこの発明の実施の形態について具体的に説明する。
【0017】
図1は、この発明にかかる分岐線シールド推進機1のシールド発進装置3の概要切断図を示している。
【0018】
シールド発進装置3は、本線シールド掘進機(図示していない)によって構築された本線トンネル5の分岐位置に配置セットされるもので、図11に示すように本線トンネル5はセグメント7によって構成され、分岐位置のセグメントは掘削可能な発進用の特殊セグメント9となっている。発進用の特殊セグメント9の領域は、筒状のライニングスチール11が組み付けられている。
【0019】
ライニングスチール11は、前記特殊セグメント9の領域が開口する形状となっていて本線トンネル5を構成するセグメント7の内周面に密着固定している。
【0020】
この場合、ライニングスチール11は図外の立坑から2つに分割された状態で搬入され、分岐位置において溶接等の固着手段によって円筒状に組立てる手段とすることが望ましい。
【0021】
ライニングスチール11の内側には、回転スリーブ13が組付けられ、回転スリーブ13の発進坑口15には前記した分岐線シールド掘進機1が組付けられている。
【0022】
回転スリーブ13は、完成時には円筒形状に作られるが、図外の立坑から分岐位置までの間は、第1,第2,第3の分割スリーブ13a,13b,13cの3つに分割されて搬入される。第1の分割回転スリーブ13aには発進坑口15が設けられ、図外の立坑において、第1の分割スリーブ13aの発進坑口15は、図6に示すように向きが下方へ向いた状態で台車(図示していない)にセットされるようになる。発進坑口15には、先端に分岐線シールド掘進機1のカッタディスク17を有する前胴部19が組付けられ、その前胴部19内にはカッタディスク17を駆動する駆動モータ21,カッタディスク17の後方に作られたカッタチャンバ23内を撹拌する撹拌装置25及び、排・給用の排泥装置27等が組付けられ、その状態で分岐位置に搬送セットされるようになっている。
【0023】
第2,第3の分割回転スリーブ13b、13cは、第1の分割回転スリーブ13aの分岐位置搬入完了後に搬入され、分岐位置において溶接等の固着手段によって円筒状に形成されるようになっている。
【0024】
円筒状に組立てられた回転スリーブ13の両サイドは、所定の間隔で配置されたガイドローラ等の支持手段29によってライニングスチール11の内周面に対して回転自在に支持されている。
【0025】
回転スリーブ13は、図11に示すように、両サイドに取付けブラケット31を有し、回転スリーブ駆動手段33によって360度回転可能となっている。回転完了後は、固定ピン35により所定の回転位置で固定ロックされるようになっている。
【0026】
回転スリーブ駆動手段33は、ピストン37とシリンダ39とから成る油圧ジャッキタイプとなっていて、ピストン37は支持ブラケット31の各取付部41に対して着脱自在に取付けられている。
【0027】
シリンダ39は本線トンネル5を構成するセグメント7に取付けられ、ピストン37を伸長させることで、その伸長ストロークに対応した回転量が得られるようになっている。
【0028】
したがって、回転スリーブ13が所定量回動した回転完了位置で、ピストン37を取外し、縮小させた状態で再び支持ブラケット31の取付部41に取付け、ピストン37を伸長させる動作を繰り返すことで、360度回転可能となっている。
【0029】
固定ピン35は、回転スリーブ13の回転角度設定完了後、回転スリーブ13の内側からライニングスチール11,セグメント7まで到達するロック孔を穿ち、そのロック孔に固定ピン35を挿入させることで、回転スリーブ13の固定ロック状態が得られるようになっている。
【0030】
一方、前記発進用の特殊セグメント9の両サイド周縁部位で、前記ライニングスチール11と回転スリーブ13との間は、切羽泥水圧遮断用となるリング状の第1のシール部材43によって、また、発進坑口15と分岐線シールド掘進機1の胴部外周面1aとの間は、発進遮断用となるリング状の第2のシール部材45によってそれぞれシールされている。
【0031】
第1,第2のシール部材43,45は、図2,図3に示すように中心にナイロンあるいは、ポリエステルの補強繊維47が編み込まれたゴム(天然、合成樹脂)の材質により帯板状の形状に作られていて、両サイド部は補強用の硬質ゴム49を介してリング状の押え金具51が設けられた形状となっている。この場合、左右の押え金具51を、ボルト53,ナット55によって、例えば、回転スリーブ13の外周面に固定支持することで、回転スリーブ13の外周壁面に沿って配置される断面袋状のドーナツ形状の第1のシール部材43が、また、発進坑口15の口縁フランジ部に固定支持することで、発進坑口15の口縁に沿って配置される断面袋状のドーナツ形状の第2のシール部材45がそれぞれ構成されるようになっている。
【0032】
したがって、第1,第2のシール部材43、45は、図3に示すように内部空間に、図外の供給装置によって供給管57から空気又は水が送り込まれることで、縮小した待機状態(図3鎖線)と、シール面となるライニングスチール11(第1のシール部材43の場合)又は分岐線シールド掘進機1の胴部外周面1a(第2のシール部材45の場合)とそれぞれ強く弾接し合う膨張したシール作動状態(図3実線)とに切換え可能な膨張シールとなっている。
【0033】
次に、分岐位置となるシールド発進装置3から分岐線シールド掘進機1を発進させる動作について説明する。
【0034】
まず、図6に示すように主要な駆動モータ21,撹拌装置25,排泥装置27が組付けられた前胴部19内に例えば、セグメントを組立てるエレクタ装置(図示していない)等を始めとしてその他補器部品等を組み付ける。
【0035】
この分岐位置での組付け作業時、分岐線シールド掘進機1の軸線xが上下方向の向きにあるため、発進坑口15の軸心に対する位置合せが容易となり、発進坑口15に対して正しい位置に位置決めされた状態で、かつ、無理な作業姿勢を強いられることなく容易に組付け作業が行なえる。
【0036】
次に、回転スリーブ13を回転スリーブ駆動手段33によって分岐方向へ向けて回転させ、回転角度設定完了後、固定ピン35によって回転スリーブ13を固定ロックする。これにより、分岐線シールド掘進機1は希望する分岐方向へ向けて位置決めされる(図7)。
【0037】
この状態において、第1,第2のシール部材43,45を膨張させて特殊セグメント9の両サイドと発進坑口15の周縁部のシールを確保する。
【0038】
次に、図7に示すように中折れジャッキ59を組付けた後、作動させて分岐線シールド掘進機1を少し発進させ、図8に示すようにテール前部61,シールドジャッキ63を組立てる。この時、特殊セグメント9は掘削されて開口するが、第1のシール部材43によって確実なシール状態が確保される。
【0039】
次に、図9に示すようにシールドジャッキ63にて分岐線シールド掘進機1を掘進させた後、テール後部61を組立てる。
【0040】
次に、図10に示すように図示しないエレクタ装置によってセグメント65を組立てながら掘進させることで分岐トンネル67が構築されるようになる。
【0041】
【発明の効果】
以上、説明したようにこの発明によれば、分岐線シールド掘進機をライニングスチールと回転スリーブの組合せによって360度円滑に希望する分岐位置に容易に位置決めすることができる。また、分岐位置での作業時に、分岐線シールド掘進機の軸線を上下方向とすることで、発進坑口の軸心に対する位置合せが容易となり、発進坑口に対して正しい位置に位置決めされた状態で、かつ、無理な作業姿勢を強いられることなく容易に組付け作業を行うことができる。
【0042】
また、第1,第2のシール部材を膨張させればシール面と強く弾接し合うことで高いシール圧が確保されるため大深度分岐線掘進の場合でも対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる分岐線シールド掘進機のシールド発進装置の概要切断説明図。
【図2】シール部材の片側の概要説明図。
【図3】シール部材の作動状態の概要説明図。
【図4】本線トンネルの分岐位置の概要切断説明図。
【図5】第1の分割回転スリーブの発進坑口に分岐線シールド掘進機を組付けた分岐位置の概要切断説明図。
【図6】分岐位置の第1の分割回転スリーブに対して、第2,第3の分割スリーブを組付け、円筒状の回転スリーブとした概要切断説明図。
【図7】分岐線シールド掘進機が組立てられた回転スリーブを90度回転させた概要切断説明図。
【図8】分岐線シールド掘進機を少し発進させた概要切断説明図。
【図9】分岐線シールドシールド掘進機をさらに発進させ、テール後部の組立て状態を示した概要切断説明図。
【図10】セグメントを組立てながら掘進中の概要切断説明図。
【図11】図1のA−A線概要切断面図。
【符号の説明】
1 分岐線シールド掘進機
5 本線トンネル
7 セグメント
9 特殊セグメント
11 ライニングスチール
13 回転スリーブ
15 発進坑口
33 回転スリーブ駆動手段
43 第1のシール部材
45 第2のシール部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shield starter for a branch line shield machine suitable for constructing a branch tunnel that branches from a main tunnel.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there have been an increasing number of cases of constructing a branch tunnel that branches from a main tunnel at a substantially right angle.
[0003]
A branch tunnel is constructed by arranging and setting a branch line shield machine at a branch position of the main tunnel constructed by the main line shield machine and excavating from the arrangement set position.
[0004]
For the branch line shield machine, a machine built-in type arranged in the main line shield machine and a segment built-in type built in the segment are known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The former machine built-in type that constructs a branch tunnel can be divided into an underground stem branch shield method and a right angle branch shield method.
[0006]
The outline of the structure of the main line shield machine used for the rhizome branch shield method is divided into three parts: front trunk, middle trunk, rear trunk, and tail. The middle torso has an outer and inner double skin plate structure. At the start of the branch line shield machine, it is a means to move only the outer skin plate to expose the start hole, and the length of the machine becomes longer than that of a normal main line shield machine by having a middle trunk. Have a problem.
[0007]
Further, the branch line shield machine used in the right angle branch shield method is, for example, a swivel bearing for turning, a cutter drive motor for driving a cutter disk, a shield jack for shield machine drilling, and the like with a main line shield machine. Therefore, there are problems such as the simultaneous construction of the main tunnel and the branch tunnel is not possible, and the branch tunnel work is restricted.
[0008]
On the other hand, in the latter type with a built-in segment, when assembling the branch line shield machine, the rear tail part of the main line shield machine has a double structure, leaving the outer tail frame at the branch position. Assemble the segments with cutters that make up the shield machine. Then, excavate the main shield shield machine to the extent that does not affect the start of the branch shield shield machine, and when the segment with the cutter appears on the ground, assemble the front trunk, then the rear trunk Become. Therefore, it takes time for assembly work, and for example, when assembling the shield machine in the horizontal direction, the work direction is horizontal, so that an unreasonable work posture is forced during assembly work, It was not desirable in terms of workability.
[0009]
Therefore, the present invention enables the construction of a branch tunnel from any part of 360 degrees with respect to a reliable seal property and a main line tunnel, and is also excellent in assembly and workability. The object is to provide a starting device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to
[0011]
As a result, the rotating sleeve can be smoothly rotated, for example, by 360 degrees by the rotating sleeve driving means. For example, the axis of the excavator and the axis of the start-off port can be obtained by setting the direction of the starting well downward. alignment is facilitated, while being positioned in the correct position relative to the starting wellhead, Ru can be done easily assembling work without being forced to unnatural posture.
[0012]
On the other hand, if the rotary sleeve with the branch line shield machine installed at the start pit is rotated by a predetermined angle and then locked, the branch line shield machine is set at an appropriate position of 360 degrees with respect to the main tunnel. It becomes possible.
[0013]
In addition, the special segment is excavated when the branch line shield machine is started. At this time, the start well and the branch line shield are formed between the lining steel and the rotating sleeve on both sides by the first seal member. The gap between the peripheral body of the excavator is reliably sealed by the second sealing member, and the intrusion of muddy water or the like from the natural ground is reliably prevented .
[0015]
In addition, since a high sealing pressure is secured by strongly elastic contact with the sealing surface, it is possible to easily cope with the construction of a deep branch tunnel.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 11.
[0017]
FIG. 1 shows a schematic cutaway view of a shield starter 3 of a branch line
[0018]
The shield starter 3 is arranged and set at a branch position of the
[0019]
The
[0020]
In this case, it is preferable that the
[0021]
A rotating
[0022]
The
[0023]
The second and third divided
[0024]
Both sides of the
[0025]
As shown in FIG. 11, the rotating
[0026]
The rotary sleeve drive means 33 is a hydraulic jack type composed of a
[0027]
The
[0028]
Therefore, by repeating the operation of removing the
[0029]
After the setting of the rotation angle of the
[0030]
On the other hand, between the lining
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 3, the first and
[0032]
Therefore, as shown in FIG. 3, the first and
[0033]
Next, the operation | movement which starts the branch
[0034]
First, as shown in FIG. 6, for example, an erector apparatus (not shown) for assembling a segment in the
[0035]
At the time of assembling work at this branch position, the axis line x of the branch
[0036]
Next, the rotating
[0037]
In this state, the first and
[0038]
Next, after the
[0039]
Next, as shown in FIG. 9, after the branch
[0040]
Next, as shown in FIG. 10, the
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention , the branch line shield machine can be easily positioned at a desired branch position 360 degrees smoothly by the combination of the lining steel and the rotating sleeve. Also, when working at the branch position, by making the axis of the branch line shield machine up and down, alignment with the axis of the start well is easy, and in a state where it is positioned at the correct position with respect to the start well, In addition , the assembling work can be easily performed without being forced into an unreasonable working posture .
[0042]
The first, high sealing pressure that adjoining strongly bullets and second if Re sealing member is expanded sealing surface is possible to cope even with deep branch line boring to be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cut explanatory view of a shield starting device of a branch line shield machine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory view on one side of a seal member.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of an operating state of a seal member.
FIG. 4 is a schematic cut explanatory view of a branch position of a main tunnel.
FIG. 5 is a schematic cut explanatory view of a branch position in which a branch line shield machine is assembled at the start pit of the first split rotary sleeve.
FIG. 6 is a schematic cut explanatory view in which a second rotary sleeve and a third split sleeve are assembled to the first split rotary sleeve at the branch position to form a cylindrical rotary sleeve.
FIG. 7 is a schematic cutting explanatory view in which a rotary sleeve assembled with a branch line shield machine is rotated 90 degrees.
FIG. 8 is a schematic cut explanatory diagram in which the branch line shield machine is slightly started.
FIG. 9 is a schematic cut explanatory view showing the assembled state of the tail rear part by further starting the branch line shield shield machine.
FIG. 10 is a schematic cutting explanatory diagram during excavation while assembling segments.
11 is a schematic sectional view taken along line AA in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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