JP4049348B2

JP4049348B2 - シールド埋め戻し装置

Info

Publication number: JP4049348B2
Application number: JP06572899A
Authority: JP
Inventors: 康則岡田; 明彦鈴木; 義博伊勢田; 英雄志村
Original assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2019-03-12
Also published as: JP2000257376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルなどの既設管路を埋め戻す際に使用するシールド埋め戻し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、管路等を構築する際に、既設の古い管路が邪魔となる場合がある。こうした場合、こうした古い管路を埋め戻す必要があり、シールドを使用した埋め戻し装置の提案がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした、シールド埋め戻し装置の場合、埋め戻すべき管路の外周部の土砂を掘削する際に、既設管路外径に対して出来るだけ近い外径で掘削することが、掘削土砂を減少し、埋め戻し量を少なくするために求められている。
【０００４】
しかし、従来のシールド埋め戻し装置では、既設管路外径を掘削するカッターの駆動用モータが、既設管路とシールド外殻の間に配置されることから、どうしてもシールド外殻が大きくなり、掘削口径大型化するが不都合があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、シールド外殻を大型化することなく、既設管路外径に対して出来るだけ近い外径で既設管路の外周部を掘削することが出来、それだけ掘削土砂を減少し、埋め戻し量を少なくすることが可能なシールド埋め戻し装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、外殻（３）を有し、外殻（３）の内部に既設の管路（２）の先端部を収容することの出来る管路嵌入空間（１２）が設けられたシールド埋め戻し装置（１）において、
前記外殻に環状のカッター（１０）を前記管路嵌入空間の外周を囲む形で設け、
前記管路嵌入空間（１２）の、前記外殻後方に駆動用モータ（１１）を設け、
前記外殻（３）の内部に、該外殻と同心円状に形成された内筒（７）を、前記管路嵌入空間（１２）を囲む形でかつ、前記カッター（１０）と駆動用モータ（１１）との間を接続する形で回転自在に設けて構成される。
【０００７】
請求項２の発明は、前記内筒（７）を前記外殻（３）の内側に直接重なる形で設けて構成される。
【０００８】
［作用］
上述した構成により、カッター（１０）の回転駆動は、管路嵌入空間（１２）の後方に配置された駆動用モータ（１１）により行われ、駆動用モータ（１１）が管路嵌入空間（１２）と外殻（３）との間に配置されることが無くなり、外殻（３）の外径（Ｄ）はそれだけ小さくなように作用する。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、内筒（７）は既設管路（２）が進入してくる管路嵌入空間（１２）の外周を囲む形で設けられ、しかも、カッター（１０）を駆動する駆動用モータ（１１）は、管路嵌入空間（１２）の後方の、外殻（３）内にあることから、駆動用モータ（１１）が、管路（２）の放射方向において、管路外周部と外殻（３）の間に配置されることがなく、その分外殻（３）の外径（Ｄ）を小さくすることが出来る。また、カッター（１０）と駆動用モータ（１１）の間は肉厚の薄い内筒（７）で回転自在に接続されているので、駆動用のシャフトなどを設ける場合のように、外殻の径が厚くならずに済む。これにより、シールド外殻を大型化することなく、既設管路外径に対して出来るだけ近い外径で既設管路の外周部を掘削することが出来、それだけ掘削土砂を減少し、埋め戻し量を少なくすることが可能なシールド埋め戻し装置を提供することが出来る。
【００１０】
請求項２の場合、内筒（７）が外殻（３）と２重に直接重なる形になるのでシールド機の強度上も内筒を強度メンバーとして作用させることが出来るので、その分補強が不要となり、シールド埋め戻し装置１の構造を簡略化することが出来る。
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
シールド埋め戻し装置１は、図１に示すように、円筒状に形成された外殻３を有しており、外殻３は、埋め戻すべきトンネルなどの管路２の先端部を、その先端から内部に向けて嵌入させた形で設置されている。外殻３は、前部外殻３ａと後部外殻３ｂが中折れ装置５を介して直列に接続された、所謂中折れシールドであり、前部外殻３ａと後部外殻３ｂとの間には、前部外殻３ａと後部外殻３ｂとの間の矢印Ａ、Ｂ方向における相対的な移動を行うための中折れジャッキ６が設置されている。
【００１２】
前部外殻３ａの内周部には、図２に示すように、外殻３と同心円状に設けられた内筒７がメタル軸受け９を介して回転自在に装着されており、内筒７の軸心方向の長さＬ１は、埋め戻すべき管路２に対する、シールド埋め戻し装置１の最大の嵌入長さＬ２よりも大きく形成されている。内筒７の先端には、円環状のカッター１０が、後述する管路嵌入空間１２の外周を囲む形で装着されており、カッター１０のシールド掘進方向先端正面には多数のビット１０ａが形成されている。また、カッター１０の内周側には、既設管路２の外周部に付着した裏込め材などを剥がすスクレーパ１６が環状に設けられている。
【００１３】
また、内筒７の後方、即ち図中右端部には、ベアリング７ａが設けられており、ベアリング７ａは内筒７を外殻３内部に設けられたリングガータ部３ｃに対して回転自在に支持している。ベアリング７ａの図中右方には、環状の内歯ギヤ７ｂが設けられており、更に内歯ギヤ７ｂには、外殻内部に円筒状に設けられた補強部材であるリングガータ部３ｃに設置された複数の駆動モータ１１が、その出力軸に装着された駆動ギヤ１１ａを介して噛合している。駆動用モータ１１は、シールド埋め戻し装置１の先端部１ａから最大嵌入長さＬ２に設定された、円筒状の管路嵌入空間１２よりも、外殻後方である矢印Ｂ方向に設置されている。
【００１４】
なお、外殻３内周部には、外殻軸心方向である矢印Ａ、Ｂ方向にリブ３ｄが複数設けられており、リブ３ｄには、内筒７側に内筒支持部１３が円筒状に形成されており、内筒支持部１３と内筒７内周面の間には、シールパッキン１５やメタル軸受け９が設けられている。また、リブ３ｄの管路嵌入空間１２側には、既設管路２の外周部に付着した裏込め材などを剥がすスクレーパ１６がカッター１０と同様に環状に設けられ、更に、止水用のシール１７が同様に環状に設けられている。
【００１５】
リブ３ｄの先端部には、遮断壁１９が円環状に設けられており、遮断壁１９の上部には、送泥管２０が、先端部をカッター１０側に開口させた形で設けられ、更に、遮断壁１９の下部には、排泥管２１が、先端部をカッター１０側に開口させた形で設けられている。
【００１６】
また、後部外殻３ｂには、移動隔壁２２が後部外殻３ｂ内部とシールド外部を遮断する形でシールド掘進方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移動自在に設けられており、移動隔壁２２と前部外殻３ａとの間には、外殻３の内周に沿って配置された複数の推進ジャッキ２３が移動隔壁２２を矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在に設けられている。なお、移動隔壁２２には、図示しない埋め戻し材注入装置が、埋め戻し材を移動隔壁２２の後方の地山３０の埋め戻し部分３０ａに注入し得るように接続されている。
【００１７】
前部外殻３ａのリングガータ部３ｃには接続部材２５を介して既設管路２内に配置されたシールド埋め戻し装置１の推進方向を制御するシールド機方向制御装置２６が設けられており、シールド機方向制御装置２６とリングガータ部３ｃとの間の接続部材２５には、既設管路２を構成するセグメント２ａを解体し、運搬するセグメント把持運搬装置２７が設けられている。シールド機方向制御装置２６には、ＰＣ鋼線２９が接続しており、ＰＣ鋼線２９の先端は管路２の左方に適宜設けられた縦坑に設置された、図示しない牽引装置に接続されている。
【００１８】
シールド埋め戻し装置１は、以上のような構成を有するので、既設管路２を埋め戻す際には、図１に示すように、前部外殻３ａの管路嵌入空間１２内に、埋め戻すべき管路２の先端を嵌入させた状態で、駆動用モータ１１を回転駆動し、内歯ギヤ７ｂを介して内筒７を回転駆動させる。すると、内筒７の回転と共に、内筒７の先端に設けられたカッター１０も管路２の外周部で回転する。
【００１９】
この状態で、管路２の右方に適宜設けられた図示しない縦坑に設けられた図示しない牽引装置により、シールド機方向制御装置２６及び接続部材２５を介して外殻３を前方、即ち矢印Ａ方向に牽引すると、カッター１０と管路２外周部の地山３０は所定の接触圧力で接触し、管路２の外周部はカッター１０により円環状に掘削されると共に、外殻３は矢印Ａ方向に、管路２の図１中右方の先端部を管路嵌入空間１２内に徐々に嵌入させてゆく形で移動する。この際、カッター１０により掘削された掘削土砂は、排泥管２１を介して管路外部に排出され、また送泥管２０からは泥水が切り羽の崩壊を防止するために供給される。
【００２０】
また、この際、外殻３の矢印Ａ方向の移動に伴って、推進ジャッキ２３を駆動して移動隔壁２２を矢印Ｂ方向に突出さて地山３０の埋め戻し部分３０ａを支持し、外殻３の移動により、既に埋め戻した埋め戻し部分３０ａが崩壊しないようにする。
【００２１】
こうして、所定距離Ａ方向に外殻３が掘進したところで、外殻３の矢印Ａ方向への推進を停止し、今度は推進ジャッキ２３を駆動して移動隔壁２２を矢印Ａ方向に移動させつつ、図示しない埋め戻し材注入装置を駆動して、移動隔壁２２が移動した結果生じる埋め戻し部分３０ａと移動隔壁２２との間の間隙２８に埋め戻し材を注入し、管路２を埋め戻してゆく。また、同時にセグメント把持搬送装置２７を駆動して、管路嵌入空間１２内の既設管路のセグメント２ａを解体し、管路出口である図１矢印Ａ方向に搬送してゆく。
【００２２】
移動隔壁２２が矢印Ａ方向に所定距離移動し、管路２の所定長さにわたる解体も終了し、更に移動隔壁２２の後方に埋め戻し材が注入されたところで、再度、カッター１０を回転駆動すると共に、図示しない牽引装置を駆動して、シールド機方向制御装置２６及び接続部材２５を介して外殻３を前方、即ち矢印Ａ方向に牽引する。すると、カッター１０と管路２外周部の地山３０は所定の接触圧力で接触し、管路２の外周部はカッター１０により円環状に掘削されると共に、外殻３は矢印Ａ方向に、管路２の図１中右方の先端部を管路嵌入空間１２内に徐々に嵌入させてゆく形で移動してゆく。
【００２３】
この際、内筒７は既設管路２が進入してくる管路嵌入空間１２の外周を囲む形で設けられ、しかも、カッター１０を駆動する駆動用モータ１１は、該内筒７、従って、管路嵌入空間１２の後方の、外殻３内にあることから、駆動用モータ１１が、管路２の放射方向において、管路外周部と外殻３の間に配置されることがなく、その分外殻３の外径Ｄを小さくすることが出来る。また、カッター１０と駆動用モータ１１の間は肉厚の薄い内筒７で回転自在に接続されているので、駆動用のシャフトなどを設ける場合のように、外殻の径が厚くならずに済むばかりか、内筒７が外殻３と２重に直接重なる形になるのでシールド機の強度上も内筒を強度メンバーとして作用させることが出来るので、シールド埋め戻し装置１の構造を簡略化することが出来る。
【００２４】
なお、シールド埋め戻し装置１の構成は、前部外殻３ａと後部外殻３ｂとからなる中折れシールド形式に係わらず、単一の外殻を有するものなど、どのようなシールド機の形式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールド埋め戻し装置の一例を示す断面図。
【図２】図１のシールド埋め戻し装置の内筒部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１……シールド埋め戻し装置
２……管路
３……外殻
７……内筒
１０……カッター
１１……駆動用モータ
１２……管路嵌入空間

Claims

外殻を有し、外殻の内部に既設の管路の先端部を収容することの出来る管路嵌入空間が設けられたシールド埋め戻し装置において、
前記外殻に環状のカッターを前記管路嵌入空間の外周を囲む形で設け、
前記管路嵌入空間の、前記外殻後方に駆動用モータを設け、
前記外殻の内部に、該外殻と同心円状に形成された内筒を、前記管路嵌入空間を囲む形でかつ、前記カッターと駆動用モータとの間を接続する形で回転自在に設けて構成した、シールド埋め戻し装置。
前記内筒を前記外殻の内側に直接重なる形で設けて構成した、請求項１記載のシールド埋め戻し装置。